Это старая версия документа!
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.
Типы и исполнение сенсоров
Большинство сенсоров имеют цифровой или аналоговый выход и подключаются к контроллерам или шлюзам. Отдельную категорию составляют сенсоры коррозии и загрязнения воздуха, применяемые в системах с приточной вентиляцией.
Принцип действия сенсора коррозии
- Основан на изменении сопротивления тонкой металлической плёнки (Ag или Cu) при воздействии загрязнённого воздуха.
- При осаждении соединений серы (Ag₂S или Cu₂S) на поверхности возрастает сопротивление.
- Измеряется скорость утолщения слоя, Å/мес.
- Норма для чистого ЦОД — менее 200 Å/мес для серебра и 300 Å/мес для меди.
- Превышение указывает на присутствие агрессивных газов (H₂S, SO₂) и риск деградации контактов или плат.
Исполнительные устройства
Контроллеры и реле управляют оборудованием охлаждения (CRAC/CRAH):
- включают и выключают агрегаты по сигналам сенсоров;
- регулируют частоту вращения вентиляторов;
- изменяют уставки температуры и влажности;
- управляют заслонками подачи воздуха.
Реле и исполнительные блоки размещаются вблизи CRAC-установок или шкафных контроллеров.
- Перегрузка зон охлаждения без учёта текущих показаний сенсоров приводит к неравномерности температур и перерасходу энергии.
- При сбоях в сети сенсоров должна быть предусмотрена стратегия по умолчанию (fallback-режим).
Распределение сенсоров
Пример распределения по высоте
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.