Примена вертикалних вишестепених центрифугалних пумпи у великим-течним{1}}центрима за хлађење великих размера

Резиме одлуке|За велике центре података-течним хлађењем{1}}, избор пумпе није само ствар набавке појединачних јединица; то је одлука која балансира доступност хлађења, ПУЕ-потрошњу енергије, скалабилност и оперативну сложеност. Предности вертикалних вишестепених центрифугалних пумпи се претварају у мерљиву пословну вредност само када су подржане одговарајућим границама система, редундантним архитектурама и стратегијама управљања.

Пошто рачунарски кластери-високе густине повећавају топлотно оптерећење по рек-у, решења за течно хлађење-као што су хладна-плоча и хлађење потапањем-преносе топлоту директније на систем за воду{4}}са стране објекта. За пословне клијенте, петља циркулације расхладне воде је еволуирала од пуког помоћног система у камен темељац континуитета пословања; свака нестабилност у брзини протока или диференцијалном притиску не утиче само на нивое удобности, већ доводи до пригушивања сервера, системских аларма или чак прекида услуга.

Вертикалне вишестепене центрифугалне пумпекористите више радних кола да бисте постигли високу висину у оквиру компактног отиска, што их чини идеалним за сценарије са ограниченим подним простором, великом отпорношћу система цевовода и захтевом за стабилним диференцијалним притиском. Њихова вертикална конфигурација олакшава интегрисане распореде, док се паралелни распореди пумпи и контроле -погона са променљивом фреквенцијом (ВФД) лако уграђују у модуларне расхладне станице. Међутим, прикладност не подразумева „једну{3}}величину-за-све“ апликацију: једноставно бирање велике пумпе на основу максималног протока и максималног напона може довести до тога да систем ради ван свог високог{6}}опсега ефикасности у дужим периодима током услова ниског-услова оптерећења, чиме се негирају користи од честих покретања{8}негирајући уштеду енергије{{8} циклуса и оперативне неефикасности.

Поузданост је примарна брига. Дизајн система пумпе треба да буде усклађен са СЛА система, а не једноставно означен са „Н+1.“ Потребна је даља верификација како би се осигурало да, након квара било које радне пумпе, резервна пумпа може аутоматски да се укључи у дозвољеном временском оквиру; да флуктуације притиска током пребацивања не покрећу заштитне механизме на страни ЦДУ или сервера; и да не остају појединачне тачке квара у вези са неповратним вентилима, фреквентним претварачима (ВФД), сензорима, контролним изворима напајања или заједничким заглављима. За критичне оперативне области, стратегије као што су паралелне конфигурације пумпи, ротациони рад, зонско снабдевање водом или системи са двоструким-одводима могу се применити, са симулацијама кварова укљученим у интегрисани процес пуштања у рад и прихватања.

Оптерећења дата центара варирају током целе године. Трошкови електричне енергије се првенствено одређују агрегатном ефикасношћу пумпи у различитим опсезима оптерећења и способношћу контролног система да одржава радне тачке близу зоне високе{1}}ефикасности. Процене набавки треба да се фокусирају на „годишњу потрошњу енергије“ уместо на ефикасност у једној оцењеној тачки; ово укључује израчунавање улазне снаге на основу типичних профила-часова оптерећења у различитим брзинама протока, главама и броју паралелних пумпи, уз истовремено узимање у обзир ефикасности мотора, губитака погона са променљивом фреквенцијом (ВФД), губитака при пригушивању вентила и прекомерних подешавања диференцијалног притиска. Добро{5}}осмишљена стратегија која комбинује степенасто секвенцирање пумпи са ВФД координацијом генерално нуди већу стабилност од рада једне велике пумпе на ниској фреквенцији током дужих периода и боље прилагођава варијације оптерећења повезане са фазном конструкцијом.

Центри података великих размера-течним хлађењем{1}} често се испоручују у фазама. Пумпне станице треба да садрже одредбе за будуће прикључке, контролни капацитет и разумне хидрауличке маргине-без дозвољавања да те маргине доведу до-дуготрајне оперативне неефикасности. Врхунски приступ је разбијање крајње скале на модуле који се могу реплицирати, при чему сваки модул дефинише пројектовану брзину протока, дозвољени пад притиска, број пумпних јединица и контролне границе; додатни модули или пумпне јединице исте спецификације могу се затим додати како нове серверске хале буду на мрежи. Ова стратегија избегава неефикасност "превелике опреме за мало оптерећење" током почетне фазе, док истовремено ублажава ризике повезане са модификацијом главног цевовода и извођењем прекида система током наредних проширења.

Одржавање опреме директно утиче на средње време до поправке (МТТР). Иако вертикалне вишестепене пумпе имају мали отисак, распоред локације и даље мора узети у обзир слободан простор за подизање мотора, приступне стазе за замену механичких заптивача, простор за демонтажу спојнице, дренажу базе и одредбе за изолацију за одржавање. Тачке надгледања треба да покривају минимални улазни и излазни притисак, диференцијални притисак, брзину протока, струју мотора, вибрације и температуре лежајева или мотора; податке из критичних тачака треба интегрисати у БМС или ДЦИМ. Уместо једноставног инсталирања више сензора, важније је успоставити прагове аларма, основне трендове и протоколе одговора, омогућавајући особљу за рад и одржавање да направи разлику између проблема као што су зачепљење филтера, аномалије вентила, ризици од кавитације и деградација опреме.

У комерцијалним проценама Б2Б, трошкове треба поделити на опрему, инсталацију и пуштање у рад, потрошњу енергије, планирано одржавање, резервне делове, губитке услед застоја и проширење капацитета или накнадну уградњу. За пумпне станице које раде- током целе године, потрошња енергије и ризик од застоја често захтевају већу пажњу од почетне разлике у цени. Због тога би се од добављача требало захтевати да обезбеде криве перформанси, дозвољене радне опсеге, податке о ефикасности, спецификације вибрација и буке, детаље о материјалима и заптивкама, листе резервних делова и обавезе одговора на сервис, као и да јасно дефинишу механизме прихватања и исправљања у случајевима када перформансе одступају од гарантованих вредности.

Прво, јасно дефинишете границе дизајна.
Улазни параметри морају укључити, најмање: тренутна и крајња ИТ оптерећења; доводне и повратне температуре; пројектована температурна разлика; брзине протока за сваку грану; пад притиска најкритичнијег кола; дозвољене границе притиска за опрему и цевоводе; и захтеви за саставом течности и квалитетом воде. Брзина протока се обично одређује топлотним оптерећењем и температурном разликом, док се висина пумпе треба израчунати на основу стварног отпора цевовода, вентила, измењивача топлоте и терминалних јединица. Висина зграде не би требало да се користи као једноставан заменик за главу затвореног-система, нити не би требало механички да се агрегирају несигурности у претерано висок фактор сигурности.

Друго, обезбедите да радне тачке покривају стварни профил оптерећења.
Означите минималне, типичне и вршне радне услове на кривој пумпе; проверите да ли ове тачке спадају у дозвољени континуални радни опсег произвођача; и процените нето позитивну усисну главу (НПСХ). Ниско{1}}Рад на ниским фреквенцијама захтева пажњу на дисипацију топлоте мотора, минималне брзине протока, стабилност контроле и механичку резонанцију. За конфигурације паралелних пумпи, анализирајте радне тачке и ефикасност за сценарије са једном-пумпом, двоструком-пумпом и више-пумпом. Подешавања фреквентног претварача (ВФД) морају бити у складу са локацијом сензора диференцијалног притиска; постављање сензора преблизу пумпи може довести до претераног диференцијалног притиска на терминалу и непотребне потрошње енергије.

Треће, ускладите материјале и заптивке са квалитетом воде.
Делови натопљени нерђајућим челиком генерално побољшавају чистоћу и отпорност на корозију, али коначни избор мора узети у обзир нивое хлоридних јона, концентрације гликола (етилена или пропилена), пХ вредности, радне температуре и методу воде за допуну. Материјали за механичке заптивке и О-прстенове, као и услови подмазивања, морају бити компатибилни са течним медијумом. Ако је систем веома осетљив на честице, инсталирајте одговарајућу филтрацију узводно од пумпе и пратите диференцијални притисак да бисте избегли погрешну дијагнозу проблема са зачепљењем као недовољно капацитета пумпе.

Четврто, осигурајте да се стратегије контроле могу тестирати.
Дефинишите специфичне режиме рада, као што су нормалан рад, мало оптерећење, проширење система, квар једне{0}}пумпе, отказивање сензора, обнављање напајања и режими за пожар/хитне случајеве. Контролна логика треба да укључи меко покретање, степеновање пумпе (промена броја активних пумпи), анти-циклирање (спречавање честих покретања/заустављања), балансирање времена рада, минималну заштиту протока и периодично само-тестирање резервних пумпи. По испоруци, верификација мора ићи даље од само потврђивања да пумпа ради; такође мора потврдити времена опоравка диференцијалног притиска, опсеге флуктуације, извештавање о алармима и могућности ручног преклапања у различитим сценаријима.

Заблуда 1: Упоређивање само набавне цене. Занемаривање фактора као што су потрошња енергије, губици услед застоја и рокови испоруке резервних делова могу да претворе јефтину-опрему у скуп-средство са високим трошковима.

Заблуда 2: Примена прекомерних безбедносних маргина на основу вршних радних услова. Ово доводи до тога да радна тачка константно одступа од зоне високе{1}}ефикасности, што доводи до буке, вибрација, губитака пригушења и нестабилности контроле.

Заблуда 3: Изједначавање „Н+1“ са високом доступношћу. Ако компоненте као што су сензори, контролери, системи за дистрибуцију електричне енергије или уобичајени цевоводи остану појединачне тачке квара, редундантност постоји само на папиру.

Заблуда 4: Под претпоставком да фреквентни претварач (ВФД) аутоматски осигурава уштеду енергије. Стварне уштеде зависе од карактеристика отпорности система, задатих тачака, постављања сензора и координисаног рада више јединица.

Заблуда 5: Третирање прихватања опреме као прихватања система. Пумпа која изоловано испуњава спецификације перформанси не гарантује да може да задовољи захтеве крајњег{1}}корисника у оквиру стварне цевоводне мреже или током сценарија преласка на грешку.

За велике -течно хлађене-центре података, основна вредност вертикалних вишестепених центрифугалних пумпи лежи у њиховој способности да обезбеде стабилан диференцијални притисак са компактним отиском, док се прилагођавају флуктуацијама оптерећења кроз паралелне конфигурације пумпи и контролу променљиве{2}}фреквенције. Међутим, оно што купци са Б-}стране на крају купују нису само „брзина протока и напона“, већ и могућност хлађења која пружа доследне перформансе током година рада.

Зрело решење мора да испуни четири кључна захтева: одржавање хлађења за критична оптерећења упркос било којој појединачној тачки квара; одржавање разумне ефикасности преко стварних профила оптерећења; минимизирање застоја за накнадну уградњу током фазног проширења капацитета; и омогућава брзу локализацију квара и опоравак током аномалија. Само уграђивањем ових циљева у спецификације дизајна, услове набавке, интегрисане протоколе за пуштање у рад и основе за О&М, вертикална вишестепена центрифугална пумпа може да еволуира од пуког комада опреме у поуздано средство које подржава стабилан раст рачунарских операција.