في مراكز البيانات الحديثة، تشهد كثافة الطاقة في أجهزة تكنولوجيا المعلومات ارتفاعًا كبيرًا، لا سيما مع تطور الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية والبنية التحتية فائقة النطاق والبنية التحتية المشتركة. وتستلزم الحرارة المنبعثة من الخوادم أنظمة تبريد دقيقة ومستمرة وذات قدرة عالية على الاستجابة.
يتيح مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية الثابت Time Delta-C الموسع من فوجي إلكتريك، المقترن بمستشعرين لدرجة الحرارة من طراز PT100، قياس التدفق ودرجات الحرارة في اتجاهي الذهاب والإياب والطاقة الحرارية المتبادلة في دوائر التبريد الثانوية. وبفضل تقنية قياس زمن العبور غير التدخلية، يمكن تركيبه مباشرة على الأنابيب الموجودة، دون توقف العملية أو تعديل الأنابيب. وتلبي هذه الحلول تحديات تبريد مراكز البيانات، وكفاءة الطاقة، واستمرارية خدمات تكنولوجيا المعلومات.
لخص هذه المقالة بـ :
أصبحت مراكز البيانات بنية تحتية حيوية للاقتصاد الرقمي. فهي تستضيف تطبيقات السحابة، وخدمات الحوسبة المكثفة، وبيئات الذكاء الاصطناعي، والبيانات الاستراتيجية. ويؤدي هذا النمو المتزايد إلى زيادة احتياجات التبريد، حيث تتحول معظم الطاقة التي تستهلكها الخوادم إلى حرارة.
في هذا السياق، يتعين على المشغلين تحقيق التوازن بين توفر خدمات تكنولوجيا المعلومات، والسيطرة على تكاليف التشغيل، والحد من الأثر البيئي. وتصبح مؤشرات مثل PUE ومؤشرات الأداء الرئيسية للطاقة وإمكانية تتبع الأداء ومراقبة استهلاك المياه والطاقة أمراً أساسياً لإدارة المنشآت. وبالتالي، فإن القياس الموثوق والمستمر لمعدلات التدفق أمر لا غنى عنه لإدارة المنشآت بدقة وتوقع أي انحرافات في التشغيل.
كما يشهد الإطار التنظيمي الأوروبي تطورات مستمرة. فقد وضعت المفوضية الأوروبية آلية للإبلاغ عن الأداء في مجال كفاءة الطاقة والاستدامة في مراكز البيانات، تتضمن قاعدة بيانات أوروبية ومؤشرات تهدف إلى تقييم كفاءتها. ويقدم اللائحة الأوروبية المفوضة 2024/1364 بشكل خاص نظامًا للإبلاغ عن مراكز البيانات المعنية، في إطار استمرارية التوجيه الأوروبي بشأن كفاءة الطاقة. وفي فرنسا، تعزز الالتزامات المتعلقة بكفاءة الطاقة واستغلال الحرارة المهدرة أيضًا أهمية توفر قياسات موثوقة لدوائر التبريد.
يتعين على مشغلي مراكز البيانات إدارة أحمال حرارية متغيرة وقد تكون سريعة للغاية في بعض الأحيان. فقد يؤدي تشغيل الخوادم المخصصة للذكاء الاصطناعي أو التعلم الآلي أو الحوسبة عالية الأداء إلى تقلبات كبيرة في احتياجات التبريد. وبدون قياس دقيق لتدفق السوائل في الدوائر الثانوية، يصعب ضمان توزيع متجانس للمياه المبردة أو سائل نقل الحرارة.
قد يؤدي هذا النقص في الرؤية إلى ظهور نقاط ساخنة محددة في غرف تكنولوجيا المعلومات، وزيادة مخاطر حدوث أعطال في المعدات، وتدهور ظروف التشغيل. كما أن سوء التوازن الهيدروليكي قد يؤدي إلى استهلاك مفرط للطاقة، لأن وحدات التبريد والمضخات والمبادلات الحرارية ووحدات التبريد المركزية (CRAH) ووحدات التبريد المركزية (CRAC) أو وحدات التبريد المركزية (CDU) لا تعمل دائمًا في النقطة المثلى.
وتكمن الصعوبة الرئيسية الأخرى في تركيب أجهزة القياس على الأنابيب قيد التشغيل. ففي مراكز البيانات، قد يكون أي تدخل ميكانيكي على دائرة التبريد معقدًا ومكلفًا ومحفوفًا بالمخاطر. فقد يتطلب تركيب جهاز استشعار تدخلي قطع التيار جزئيًا، أو تفريغ النظام، أو تعديل الأنابيب، أو إجراءً يتعارض مع متطلبات التوافر.
وأخيرًا، تحتاج فرق التشغيل إلى بيانات موثوقة وقابلة للتبادل لتزويد أنظمة المراقبة، مثل أنظمة إدارة المباني (GTB) أو أنظمة إدارة المباني (BMS) أو أنظمة SCADA. فبدون بيانات التدفق والحرارة والطاقة الحرارية، يصعب اكتشاف الاختلالات ومقارنة الأداء الفعلي بالأهداف وتحقيق التحسين المستدام لتبريد مركز البيانات.
يقدم مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية الثابت Time Delta-C الموسع حلاً ملائماً لمتطلبات مراكز البيانات. تعتمد تقنيته على مبدأ زمن العبور: حيث يقارن المقياس زمن انتقال الموجات فوق الصوتية في اتجاه التدفق وفي الاتجاه المعاكس. تتيح هذه الطريقة قياس التدفق دون ملامسة مباشرة للسائل.
بفضل أجهزة الاستشعار الخارجية المثبتة على الأنابيب، يتم تركيب هذا الحل بطريقة غير تدخلية. فهو لا يتطلب إيقاف العملية، ولا الحفر، ولا تعديل الأنابيب. وتعد هذه الميزة مهمة بشكل خاص بالنسبة لغرف تكنولوجيا المعلومات، حيث تُعد استمرارية الخدمة والالتزام باتفاقيات مستوى الخدمة (SLA) من الأولويات.
كما يشتمل النظام على جهازي قياس درجة الحرارة PT100، مثبتتين على أنابيب الذهاب والعودة. تتيح هذه التكوينات قياس الفرق في درجة الحرارة وحساب الطاقة الحرارية المتبادلة في الدائرة. وبالتالي، لا يقتصر المشغل على مراقبة التدفق اللحظي فحسب، بل يحصل على رؤية شاملة للأداء الحراري لدوائره الثانوية.
يمكن بعد ذلك نقل البيانات عبر مخارج تناظرية وبروتوكولات اتصال صناعية متوافقة مع بنى المراقبة في مراكز البيانات. وبذلك يمكن للفرق عرض أداء استهلاك الطاقة، وتعديل الإعدادات الهيدروليكية، وكشف الانحرافات، وتحسين الكفاءة الإجمالية لنظام التبريد.
ضمان تبريد غرف تكنولوجيا المعلومات
يتيح القياس المزدوج للتدفق ودرجة الحرارة التحقق من أن الدوائر الثانوية توزع الماء المبرد أو سائل نقل الحرارة بشكل صحيح إلى المعدات الحيوية.
تحسين كفاءة الطاقة في مركز البيانات
يتيح حساب الطاقة الحرارية والتدفقات التحكم في التبريد استنادًا إلى بيانات فعلية، بهدف تجنب التدفقات الزائدة، واختلالات التوازن الهيدروليكي، والاستهلاك غير الضروري.
تركيب نظام قياس لا يعيق سير العملية
يتم تركيب المستشعرات الخارجية على الأنابيب الموجودة، دون الحاجة إلى تدخل جراحي. وهذا يحد من المخاطر التشغيلية ويحافظ على استمرارية خدمات تكنولوجيا المعلومات.
مراقبة الانحرافات التشغيلية في الوقت الفعلي
تسهل بيانات التدفق والحرارة والطاقة الحرارية اكتشاف الحالات الشاذة أو انخفاض الأداء أو عدم التوازن بين الدوائر.
تسهيل التكامل مع أنظمة GTB وBMS وSCADA
تتيح المخرجات التناظرية ووسائل الاتصال الصناعية دمج القراءات بسهولة مع أدوات المراقبة الموجودة بالفعل في مركز البيانات.
التطبيققم بتنزيل ورقة التطبيق واكتشف الحل الأمثل لتحسين الدوائر الثانوية في مراكز البيانات!