Быстрое расширение сферы применения искусственного интеллекта, облачных вычислений и высокопроизводительных вычислений приводит к значительному увеличению тепловой нагрузки на ИТ-инфраструктуру. В современных центрах обработки данных тепловая нагрузка отдельных серверных шкафов может достигать нескольких десятков киловатт, в результате чего воздушное охлаждение оказывается недостаточным для эффективного отвода выделяемого тепла.
Таким образом, жидкостное охлаждение становится важнейшим решением для поддержания работы ИТ-оборудования в пределах оптимальных рабочих диапазонов. В центре этой архитектуры находится блок распределения охлаждающей жидкости (CDU — Coolant Distribution Unit), который обеспечивает циркуляцию, регулирование и контроль жидкости между охлаждающими установками и ИТ-стойками.
Производительность CDU в центре обработки данных напрямую зависит от стабильности и точности измерения расхода. Надежное измерение позволяет сбалансировать различные контуры, обеспечить надежное охлаждение стоек и повысить общую энергоэффективность установки. Ультразвуковой расходомер S-Flow FSZ компании Fuji Electric решает эти задачи благодаря точному, неинтрузивному измерению без потерь давления.
Широкое распространение искусственного интеллекта, облачных вычислений и высокопроизводительных вычислений приводит к тому, что всё большая вычислительная мощность сосредотачивается на ограниченном пространстве. Стойки высокой плотности теперь генерируют такое количество тепла, что воздушного охлаждения не всегда достаточно для его эффективного отвода. Поэтому проектировщикам и операторам центров обработки данных необходимо совершенствовать свои системы теплового регулирования, чтобы обеспечить стабильную работу оборудования, непрерывность обслуживания и контроль энергопотребления.
В этих условиях жидкостное охлаждение становится оптимальным решением для инфраструктур с высокой плотностью размещения. Отводя тепло непосредственно от критически важных компонентов, оно повышает тепловую эффективность без чрезмерного увеличения габаритных размеров. Блок распределения охлаждающей жидкости (CDU) играет здесь ключевую роль, обеспечивая связь между первичным контуром объекта и вторичным контуром, питающим стойки. В частности, он регулирует циркуляцию, температуру и давление жидкости.
Производительность CDU напрямую зависит от стабильности расхода. Недостаточный расход может привести к локальному перегреву, тогда как избыточный расход неоправданно увеличивает энергопотребление насосов и снижает общую энергоэффективность. Таким образом, надежное измерение расхода позволяет оптимизировать работу насосов и теплообменников, выявлять гидравлические дисбалансы и сокращать избыточное энергопотребление.
Одновременно с этим операторам необходимо повысить вычислительную мощность, сократить затраты на электроэнергию, минимизировать внеплановые простои и продлить срок службы оборудования. Интеграция данных о расходе и температуре в системы BMS или SCADA облегчает мониторинг в режиме реального времени, автоматизацию настроек и профилактическое техническое обслуживание. В условиях, когда обеспечение бесперебойной работы имеет критическое значение, контроль расхода в CDU становится таким образом ключевым фактором, обеспечивающим надёжность, энергоэффективность и эксплуатационную эффективность.
Производители CDU вынуждены разрабатывать всё более компактные системы. Это требование особенно актуально в конфигурациях In-Row, где охлаждающее оборудование устанавливается непосредственно между серверными стойками.
Таким образом, пространство, доступное для установки расходомера в CDU, ограничено. Не всегда удается обеспечить прямые участки трубопровода, необходимые для работы некоторых технологий измерения. Кроме того, прибор должен иметь возможность монтажа на трубах различного диаметра, не усложняя при этом чрезмерно конструкцию CDU.
Любое препятствие, установленное в трубопроводе, может привести к потере давления. Эта потеря давления затем должна компенсироваться насосами, что приводит к увеличению энергопотребления и может ухудшить гидравлические характеристики контура.
Поэтому в системе распределения охлаждающей жидкости измерительная техника должна полностью сохранять проходной сечение. Использование интрузивных решений может также создать дополнительный уязвимый участок, в частности с точки зрения герметичности, загрязнения или износа.
В зависимости от характеристик объекта и требований оборудования в CDU может использоваться вода, смесь воды и гликоля или другие специальные рабочие среды.
В архитектуре такого типа несколько точек измерения, как правило, распределены по входным и выходным контурам CDU, а также расположены как можно ближе к стойкам. Такая конфигурация позволяет непрерывно отслеживать распределение хладагента по всему вторичному контуру и обеспечивать оптимальный баланс системы охлаждения.
Измерительные приборы должны обеспечивать достоверные измерения, несмотря на различия в вязкости, скорости звука и тепловых свойствах различных жидкостей.
Потребности в охлаждении не всегда одинаковы для разных стоек. В зависимости от нагрузки на ИТ-оборудование, настроек клапанов или гидравлической конфигурации могут возникать ситуации, когда расход жидкости оказывается недостаточным или избыточным.
Недостаточный расход может привести к чрезмерному повышению температуры в стойке. И наоборот, избыточный расход может привести к ненужной загрузке насосного оборудования и снижению общей энергоэффективности.
Без надёжных показателей становится сложно:
Расходомер S-Flow FSZ использует ультразвуковую технологию измерения по времени прохождения. Скорость потока определяется по разнице во времени прохождения ультразвуковых сигналов в направлении потока и в обратном направлении.
Эта технология позволяет обеспечить точное и непрерывное измерение с заявленной погрешностью ±2 %, не создавая препятствий в трубопроводе. Таким образом, расходомер не вызывает дополнительных потерь давления и не ухудшает гидравлические характеристики CDU.
Отсутствие прямого контакта с жидкостью также снижает риск утечек, связанных с приборами. Эта особенность особенно важна в центрах обработки данных, где утечка может повлиять на работоспособность ИТ-оборудования и привести к необходимости проведения сложных ремонтных работ.
Помимо измерения расхода, ультразвуковой расходомер S-Flow FSZ также обеспечивает измерение температуры. Таким образом, производитель CDU может расширить возможности мониторинга контура охлаждения и получить более точное представление о тепловом режиме работы своей установки.
Сочетание данных о расходе и температуре облегчает:
Эта двойная мера способствует лучшему пониманию работы CDU и позволяет более точно настраивать работу насосов, теплообменников и регулирующих устройств.
Расходомер предназначен для измерения малых расходов, в том числе в условиях, близких к нулевому расходу. Эта способность облегчает мониторинг этапов запуска, периодов малой нагрузки и переходных процессов.
Обнаружение аномально низкого расхода может свидетельствовать о закрытом клапане, неисправном насосе, засорении или гидравлическом дисбалансе. Таким образом, непрерывное измерение способствует повышению эксплуатационной готовности установки и позволяет принять меры до возникновения перегрева.
Ультразвуковой расходомер S-Flow можно настроить с учетом свойств жидкости, в частности её кинематической вязкости и скорости звука. Эти настройки позволяют обеспечить точность измерений при работе с различными охлаждающими жидкостями, включая антифризы.
Такая гибкость облегчает адаптацию расходомера к различным конфигурациям блоков распределения охлаждающей жидкости и к техническим требованиям каждого конкретного проекта.
Благодаря компактной моноблочной конструкции расходомер можно установить в ограниченном пространстве. Он подходит для высокоплотных архитектур CDU и различных конфигураций трубопроводов.
Его конструкция облегчает прямую установку в системах распределения охлаждающей жидкости, рядом с регулирующим оборудованием, таким как частотно-регулируемые приводы и интерфейсы мониторинга. Такая интеграция позволяет создать полную цепочку измерения, регулирования и управления системой охлаждения.
Данные расходомера можно использовать для регулировки скорости работы насосов, мониторинга производительности контура и передачи информации в систему BMS или SCADA.
ПриложениеСкачайте техническое руководство и узнайте, как измерить расход охлаждающей жидкости для повышения надежности и улучшения мониторинга ваших установок по переработке нефти (CDU).
