Содержание
Сенсоры и исполнительные устройства в ЦОД
Основные типы сенсоров
В центрах обработки данных применяются сенсоры для измерения:
- температуры;
- относительной влажности;
- скорости и расхода воздуха;
- перепадов давления;
- качества воздуха, дыма и аэрозолей;
- шума и вибрации.
Температурные сенсоры размещаются:
- на входе в стойку (зона холодного воздуха);
- на выходе из стойки (зона нагрева);
- на разных высотах при фальшполе — для анализа вертикального распределения охлаждения.
Разность температур на входе и выходе является показателем вычислительной нагрузки. Давление под фальшполом измеряется датчиками ΔP для оценки воздушного потока от CRAC/CRAH.
$$ \Delta T = T_{out} - T_{in} \Rightarrow \text{индикатор загрузки и эффективности охлаждения} $$
Плотность и точность измерений
Точность и количество сенсоров определяются требуемой детализацией и используемыми физическими или статистическими моделями. Чем выше плотность сенсоров, тем точнее отслеживается динамика температурных изменений и корректируется управление охлаждением.
- Высокая плотность измерений повышает точность CFD-моделей (моделей движения воздуха).
- Сенсоры формируют «тепловые карты» ЦОД, что позволяет выявлять зоны перегрева и корректировать воздушные потоки.
Сенсоры и CFD-модели
Собранные показания сенсоров используются в моделях вычислительной гидродинамики (CFD) для оценки распределения температуры по объёму зала. Модель может работать в режиме постоянного обновления, визуализируя горизонтальные и вертикальные сечения температурных полей.
- Актуализация CFD-карты по данным сенсорной сети позволяет быстро обнаруживать «горячие зоны».
- Модель обновляется при изменении расположения стоек или нагрузки.
| Зона контроля | Измеряемые параметры | Рассчитываемые показатели | Управляющие действия |
|---|---|---|---|
| Верхняя часть зала (≈ 3,5 м) | Температура выходящего воздуха | Градиент по высоте, стратификация | • Регулировка скорости вентиляторов (VFD) • Выравнивание потоков |
| Рабочая зона стоек (≈ 1,2 м) | Температура на входе ИТ, скорость воздуха | ΔT стойки = T_вых − T_вх (эффективность съёма тепла) | • Подстройка уставок CRAH / чиллеров • Управление заслонками и перфоплитами |
| Под фальшполом (≈ 0,6 м) | Перепад давления, температура подачи | ΔP — устойчивость подачи воздуха | • Корректировка распределения потоков • Балансировка подпольных зон |
| Общая среда зала | Влажность, загрязнение, уровень коррозии | Индекс качества воздуха / скорость коррозии | • Уведомление об отклонениях • Коррекция режима вентиляции и фильтрации |
| Интегрированные показатели | — | Карта «горячих зон», утечки холода | • Оптимизация коридоров, заглушки U, уплотнение рядов |
Контроль и оценка состояния
- Мониторинг загрязнения воздуха и скорости коррозии.
- Автоматическое взаимодействие с контроллерами CRAC.
- Формирование отчётов по скорости деградации материалов.
- Уведомления при превышении пороговых значений.
Ключевые идеи
- Сенсорная сеть — основа цифровой модели охлаждения и микроклимата ЦОД.
- Комбинация температурных и давленческих сенсоров позволяет оптимизировать подачу воздуха.
- Сенсоры коррозии дают ранние сигналы загрязнения и деградации.
- Связка «сенсоры + исполнители» формирует замкнутый контур регулирования.
- Интеграция данных в CFD-модели обеспечивает прогнозирование и предупреждение перегрева.