تعتمد مراكز البيانات الحديثة على أنظمة تبريد مستقرة للحفاظ على أداء المعدات وتوافرها. ومع ازدياد كثافة الحوسبة، أصبح التبريد السائل حلاً هاماً لإزالة الحرارة من الخوادم وغيرها من أحمال العمل كثيفة الاستخدام. ومع ذلك، فإن الحفاظ على جودة سائل التبريد لا يقل أهمية. إذ يمكن أن تشير التغيرات في درجة الحموضة، أو الموصلية، أو جهد الأكسدة والاختزال، أو العكارة إلى وجود مشكلات في دائرة التبريد.
بالنسبة لمركز بيانات من المستوى الرابع تديره شركة أوروبية متخصصة في خدمات الاستضافة المشتركة في بافاريا، ألمانيا، قامت شركة ريكا سينسور بتنفيذ حل لمراقبة جودة مياه التبريد السائلة متكامل مع نظام إدارة المباني الحالي للمنشأة (BMS).
صُمم المشروع لنظام تبريد سائل ذي لوحة باردة باستخدام سائل تبريد من الماء والجليكول. وقد وفر مراقبة مستمرة عبر 12 رفًا، بالإضافة إلى توليد بيانات يمكن أن تدعم الإدارة التشغيلية وإعداد تقارير الامتثال.
خلفية المشروع
يدير العميل بيئة مركز بيانات عالية التوافر تدعم أحمال عمل الثورة الصناعية الرابعة . قد تتطلب هذه التطبيقات بنية تحتية حاسوبية موثوقة وظروفًا بيئية مستقرة، مما يجعل أداء نظام التبريد جزءًا مهمًا من التشغيل العام للمنشأة.
يستخدم نظام التبريد مزيجًا من الماء والجليكول لنقل الحرارة بعيدًا عن المعدات عالية الكثافة. ورغم أن المبردات القائمة على الجليكول قد تكون مناسبة لتطبيقات التبريد السائل، إلا أن الحفاظ على ظروف السائل المناسبة أمرٌ ضروري لضمان موثوقية النظام على المدى الطويل.
كما خضعت المنشأة لعمليات تدقيق امتثال من قبل الاتحاد الأوروبي ، مما زاد من أهمية سجلات المراقبة الموثوقة. ولذلك، احتاج العميل إلى أكثر من مجرد قياسات يدوية متقطعة، بل إلى نظام مراقبة قادر على تسجيل معايير جودة المياه ذات الصلة بشكل مستمر وتوفير بيانات تاريخية قابلة للاستخدام.
تحدي
سبق أن واجه العميل مشاكل تتعلق بالتوصيل الكهربائي وانحراف الرقم الهيدروجيني ، مما ساهم في تآكل الأنابيب. وقد أظهرت هذه التغييرات أهمية رصد اتجاهات جودة سائل التبريد قبل أن تتطور إلى مشاكل أكبر في البنية التحتية.
مع ذلك، اعتمد أسلوب الرصد الحالي بشكل كبير على الاختبارات المعملية الشهرية . صحيح أن التحليلات المعملية توفر معلومات تفصيلية عن العينة، إلا أن الاختبارات الشهرية تترك فجوات كبيرة بين القياسات. وقد تحدث تغيرات تدريجية أو انحرافات قصيرة الأجل دون رصدها فورًا.
كان من بين المتطلبات الأخرى إعداد التقارير الآلية. وبما أن مركز البيانات يعمل في بيئة خاضعة للرقابة، فإن تجميع معلومات جودة المياه يدويًا سيزيد من عبء العمل على فريق العمليات ويجعل إعداد التقارير المتسقة أكثر صعوبة.
لذلك كان الحل الجديد بحاجة إلى توفير قياس مستمر، والتكامل بشكل موثوق مع نظام إدارة المباني الحالي، وإنشاء سجلات يمكن استخدامها لتوثيق الامتثال.
متطلبات المراقبة
طلب العميل نظام استشعار لجودة مياه التبريد في مركز البيانات قادر على مراقبة أربعة معايير رئيسية:
● الرقم الهيدروجيني: لتحديد التغيرات في حموضة أو قلوية سائل التبريد التي يمكن أن تؤثر على دائرة التبريد.
● الموصلية: لمراقبة التغيرات في الخصائص الأيونية للمبرد وتحديد التغيرات المحتملة في حالة السائل.
● ORP: لتوفير معلومات إضافية حول ظروف الأكسدة والاختزال داخل حلقة التبريد.
● العكارة: للكشف عن الجسيمات العالقة والتغيرات في صفاء سائل التبريد.
كانت هذه القياسات ضرورية في مواقع متعددة لتوفير رؤية أفضل لحالة فروع الإمداد والعودة. كما كان من الضروري أن يتواصل النظام مع نظام إدارة المباني الحالي دون حدوث تعارضات في الاتصال مع معدات إدارة المباني الأخرى.
الحل – النشر والتشغيل
قامت شركة ريكا سينسور بتركيب 24 وحدة مراقبة عبر البنية التحتية للتبريد التي تخدم 12 خزانة. وقامت الوحدات بقياس درجة الحموضة والتوصيل الكهربائي وإمكانية الأكسدة والاختزال والتعكر، وتم وضعها على فروع الإمداد والعودة.
أتاحت مراقبة جانبي دائرة التبريد للعميل رؤية أشمل للتغيرات التي تحدث أثناء مرور سائل التبريد عبر النظام. ويمكن لهذا النهج أن يساعد المشغلين على مقارنة ظروف السائل الداخل والخارج وتحديد الاتجاهات الناشئة.
لأغراض تكامل النظام، استخدمت وحدات المراقبة إشارات سلكية ثابتة بقوة 4-20 مللي أمبير للاتصال مباشرة بنظام إدارة المباني الحالي. وقد تم اختيار هذا النظام تحديدًا لتجنب أي تعارضات محتملة في ناقل البيانات وتوفير اتصال مباشر مع بنية المراقبة القائمة في المنشأة.
أثناء التشغيل التجريبي، سجلت نقطتا مراقبة قراءات غير طبيعية. وكشف التحقيق الهندسي أن هذه الحساسات كانت موضوعة على مقربة شديدة من منافذ حقن المواد الكيميائية. ويمكن أن تؤثر التغيرات الموضعية في تركيبة سائل التبريد حول نقاط الحقن مؤقتًا على القياسات، وقد لا تعكس بدقة الحالة العامة لدائرة التبريد.
وبناءً على ذلك، تم نقل نقطتي الرصد المتأثرتين إلى مواقع أكثر ملاءمة. وبعد النقل، وفر نظام الرصد ظروف قياس أكثر تمثيلاً.
تم ضبط نظام الإنذار على وضع التشغيل بالضغط فقط، ما يعني أن نظام المراقبة قادر على إصدار التنبيهات ولكنه لا يبدأ إجراءات التحكم تلقائيًا. وقد سمح هذا لنظام إدارة المباني بتلقي معلومات جودة المياه مع إبقاء القرارات التشغيلية تحت سيطرة فريق المنشأة.
تم أيضاً إعداد سجلات المراقبة اليومية للتصدير التلقائي بصيغة CSV . ويمكن للعملاء استخدام هذه الملفات لمراجعة الاتجاهات التاريخية وإنشاء الوثائق المطلوبة لإعداد تقارير الامتثال.
المنتجات المصنفة
يمكن للنظام أن يضم منتجات Rika Sensor المخصصة لتطبيقات التبريد السائل، بما في ذلك أجهزة استشعار الموصلية لمراقبة سائل التبريد، وأجهزة استشعار درجة حموضة سائل التبريد، وأجهزة استشعار ORP وأجهزة استشعار العكارة.
توفر أجهزة المراقبة المتخصصة هذه قياسات فردية يمكن دمجها في حل شامل لاستشعار جودة مياه التبريد . ويمكن اختيار التكوين المناسب وفقًا لنظام التبريد ونقاط التركيب وبنية الاتصال المطلوبة.
نتائج
أتاح المشروع لمركز بيانات بافاريا رؤية مستمرة لمعايير جودة سائل التبريد المهمة عبر 12 رفًا. فبدلاً من الاعتماد بشكل أساسي على الاختبارات المعملية الشهرية، أصبح بإمكان المنشأة مراقبة التغيرات في درجة الحموضة، والتوصيل الكهربائي، وإمكانية الأكسدة والاختزال، والعكارة طوال فترة التشغيل العادية.
كما سمح التكامل عبر إشارات 4-20 مللي أمبير لنظام المراقبة بالعمل مع نظام إدارة المباني الحالي دون حدوث تعارضات في ناقل البيانات. وبعد إجراء تعديلات التشغيل، وفرت أجهزة الاستشعار التي تم نقلها قياسات أكثر دقة من خلال تجنب التأثيرات الموضعية لنقاط حقن المواد الكيميائية.
ساهمت سجلات CSV اليومية المؤتمتة في تبسيط عملية جمع معلومات جودة المياه التاريخية. ويمكن للعميل استخدام هذه السجلات لمراجعة حالة سائل التبريد، وتحديد الاتجاهات، وإعداد وثائق الامتثال.
يُبيّن هذا المشروع كيف يُمكن لمستشعر جودة المياه في وحدة التبريد السائل، إلى جانب استراتيجية أوسع لمراقبة جودة سائل التبريد، أن يدعم الصيانة الوقائية، وتكامل نظام إدارة المباني، وتوثيق العمليات في مراكز البيانات عالية التوافر. بالنسبة للمنشآت التي تستخدم التبريد بالماء والجليكول، يُمكن للمراقبة المستمرة أن تُوفّر معلومات قيّمة حول حالة سائل التبريد، مع تقليل الاعتماد على الاختبارات اليدوية أو المخبرية غير المتكررة.
