Современные центры обработки данных зависят от стабильных систем охлаждения для поддержания производительности и доступности оборудования. По мере роста вычислительной мощности и высокой плотности, жидкостное охлаждение становится важным решением для отвода тепла от серверов и других ресурсоемких вычислительных систем. Однако поддержание качества охлаждающей жидкости не менее важно. Изменения pH, проводимости, ОВП или мутности могут указывать на нарастающие проблемы в контуре охлаждения.
Для дата-центра уровня Tier IV, эксплуатируемого европейским провайдером услуг колокации в Баварии, Германия, компания Rika Sensor внедрила решение для мониторинга качества воды для жидкостного охлаждения, интегрированное с существующей системой управления зданием (BMS).
Проект был разработан для системы жидкостного охлаждения с использованием охлаждающей жидкости на основе водно-гликолевого раствора. Он обеспечивал непрерывный мониторинг 12 стоек, а также генерировал данные, которые могли бы использоваться для оперативного управления и составления отчетов о соответствии требованиям.
Предыстория проекта
Заказчик эксплуатирует высокодоступный центр обработки данных, поддерживающий рабочие нагрузки Индустрии 4.0 . Для таких приложений может потребоваться надежная вычислительная инфраструктура и стабильные условия окружающей среды, поэтому производительность системы охлаждения является важной частью общей работы объекта.
В системе охлаждения используется смесь воды и гликоля для отвода тепла от оборудования высокой плотности. Хотя гликолевые охлаждающие жидкости могут подходить для жидкостного охлаждения, поддержание надлежащих условий в жидкости имеет важное значение для долгосрочной надежности системы.
Объект также подлежал проверкам на соответствие требованиям ЕС , что повышало важность надежных записей мониторинга. Поэтому заказчику требовалось нечто большее, чем просто периодические ручные измерения. Ему нужна была система мониторинга, способная непрерывно регистрировать соответствующие параметры качества воды и предоставлять пригодные для использования исторические данные.
Испытание
Ранее у клиента уже возникали проблемы, связанные с проводимостью и изменением pH , что способствовало коррозии труб. Эти изменения продемонстрировали важность выявления тенденций в качестве охлаждающей жидкости до того, как они перерастут в более серьезные проблемы инфраструктуры.
Однако существующий подход к мониторингу в значительной степени основывался на ежемесячных лабораторных анализах . Лабораторный анализ может предоставить подробную информацию об образце, но ежемесячные анализы оставляют значительные промежутки между измерениями. Постепенные изменения или кратковременные отклонения могут происходить без немедленного обнаружения.
Ещё одним требованием была автоматизированная система отчётности. Поскольку центр обработки данных работает в регулируемой среде, ручной сбор информации о качестве воды увеличил бы нагрузку на операционную группу и затруднил бы составление единообразных отчётов.
Таким образом, новое решение должно было обеспечивать непрерывные измерения, надежно интегрироваться с существующей системой управления зданием (BMS) и создавать записи, которые можно было бы использовать для документации по соответствию требованиям.
Требование к мониторингу
Заказчику требовалась система датчиков качества охлаждающей воды для центра обработки данных, способная отслеживать четыре ключевых параметра:
● pH: Для выявления изменений кислотности или щелочности охлаждающей жидкости, которые могут повлиять на работу контура охлаждения.
● Проводимость: Для мониторинга изменений ионных характеристик охлаждающей жидкости и выявления потенциальных изменений в ее состоянии.
● ОВП: Предоставляет дополнительную информацию об окислительно-восстановительных условиях в контуре охлаждения.
● Мутность: Для обнаружения взвешенных частиц и изменений прозрачности охлаждающей жидкости.
Эти измерения были необходимы в нескольких местах для обеспечения лучшего понимания состояния линий подачи и возврата электроэнергии. Система также должна была взаимодействовать с существующей системой управления зданием (BMS) без создания конфликтов связи с другим оборудованием управления зданием.
Решение – Развертывание и ввод в эксплуатацию
Компания Rika Sensor установила 24 контрольных устройства по всей системе охлаждения, обслуживающей 12 стоек. Устройства измеряли pH, электропроводность, ОВП и мутность и были размещены на подающих и обратных линиях.
Мониторинг обеих сторон контура охлаждения позволил клиенту получить более полное представление об изменениях, происходящих по мере движения охлаждающей жидкости по системе. Такой подход может помочь операторам сравнивать состояние поступающей и возвращающейся жидкости и выявлять формирующиеся тенденции.
Для системной интеграции в блоках мониторинга использовались проводные сигналы 4–20 мА для прямого подключения к существующей системе управления зданием (BMS). Это было выбрано специально для того, чтобы избежать потенциальных конфликтов шин и обеспечить простое подключение к существующей архитектуре мониторинга объекта.
В ходе ввода в эксплуатацию две контрольные точки показали аномальные показания. Инженерное расследование выявило, что эти датчики были расположены слишком близко к портам впрыска химических реагентов. Локальные изменения состава охлаждающей жидкости вокруг точек впрыска могут временно влиять на измерения и неточно отражать общее состояние контура охлаждения.
Поэтому две затронутые точки мониторинга были перенесены в более подходящие места. После переноса система мониторинга обеспечила более репрезентативные условия для измерений.
Система сигнализации была настроена в режиме «только push-уведомления», что означало, что система мониторинга могла генерировать оповещения, но не инициировала автоматически управляющие действия. Это позволяло системе управления зданием (BMS) получать информацию о качестве воды, сохраняя при этом оперативные решения под контролем команды предприятия.
Ежедневные записи мониторинга также были настроены для автоматического экспорта в формат CSV . Клиенты могли использовать эти файлы для анализа исторических тенденций и создания документации, необходимой для отчетности о соответствии требованиям.
Товары с рейтингом
Система может включать в себя специализированные продукты Rika Sensor для систем жидкостного охлаждения, в том числе датчики проводимости для контроля охлаждающей жидкости, датчики pH охлаждающей жидкости, датчики ОВП и датчики мутности.
Эти специализированные устройства мониторинга обеспечивают индивидуальные измерения, которые можно объединить в более широкое решение для контроля качества охлаждающей жидкости . Соответствующая конфигурация может быть выбрана в зависимости от системы охлаждения, мест установки и требуемой архитектуры связи.
Результаты
Проект обеспечил баварскому центру обработки данных непрерывный контроль важных параметров качества охлаждающей жидкости на 12 стойках. Вместо того чтобы полагаться в основном на ежемесячные лабораторные анализы, центр мог отслеживать изменения pH, электропроводности, ОВП и мутности в течение всего периода нормальной работы.
Интеграция сигналов 4–20 мА также позволила системе мониторинга работать с существующей системой управления зданием (BMS) без возникновения конфликтов шин. После внесения корректировок при вводе в эксплуатацию, перемещенные датчики обеспечили более репрезентативные измерения, избежав локального воздействия точек впрыска химических веществ.
Автоматизированная ежедневная запись данных в формате CSV еще больше упростила сбор исторической информации о качестве воды. Эти записи могут быть использованы заказчиком для анализа состояния охлаждающей жидкости, выявления тенденций и подготовки документации по соответствию нормативным требованиям.
Проект демонстрирует, как датчик качества воды в системе первичной обработки данных и более широкая стратегия мониторинга качества охлаждающей жидкости могут поддерживать профилактическое техническое обслуживание, интеграцию с системами управления зданием и операционную документацию в центрах обработки данных с высокой доступностью. Для объектов, использующих водно-гликолевое охлаждение, непрерывный мониторинг может предоставить ценную информацию о состоянии охлаждающей жидкости, одновременно снижая зависимость от нечастых ручных или лабораторных исследований.
