Unidade de rotação do ar condicionado: dispositivo, regras de conexão e configurações do módulo

A avaria do ar condicionado do escritório não implica a cessação do trabalho do pessoal, pois não? A situação é completamente diferente com salas de servidores, onde é necessário o resfriamento ininterrupto do ar.Ao incluir uma unidade de rotação do ar condicionado no sistema, mesmo a ultrapassagem dos limites de temperatura a curto prazo é eliminada.

Esta solução evita a falha dos equipamentos do servidor e cria condições para a execução estável das tarefas de serviço. Falaremos sobre como organizar um bloco de rotação. Explicaremos como reservar aparelhos de ar condicionado e mostraremos como instalar e configurar o aparelho.

Indicadores de temperatura do ar na sala de servidores

As unidades de rotação são instaladas nos sistemas de ar condicionado de muitos laboratórios, data centers e oficinas de produção em indústrias de alta tecnologia. Este é um elemento integrante do equipamento das salas de servidores, encontradas em quase todas as organizações sérias.

Na era da tecnologia da informação, mesmo as empresas novas e em desenvolvimento esforçam-se por utilizar o seu próprio equipamento de servidor para processar, armazenar e trocar dados com parceiros e clientes.

As condições de temperatura na sala de servidores estão sujeitas a requisitos rigorosos, cujo cumprimento só é possível se existirem dois ou mais aparelhos de ar condicionado

Para os equipamentos servidores é alocada uma sala tecnológica separada, a chamada sala de servidores, onde é necessário manter as condições de funcionamento especificadas na documentação técnica do fabricante. Em particular, um dos parâmetros mais importantes é a temperatura do ar.

De acordo com a Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE), a temperatura nas salas de servidores deve estar entre 18 °C e 27 °C. A maioria das empresas especializadas, por exemplo, as que prestam serviços de hospedagem, não permitem que a temperatura do ar ultrapasse os 24 °C.

Um aumento na temperatura, mesmo que por pouco tempo, pode causar mau funcionamento do equipamento do servidor, e a eliminação do acidente exigirá a substituição de componentes caros

Esses limites rígidos de temperatura se devem aos recursos operacionais dos computadores servidores. O superaquecimento local de determinados dispositivos incluídos no servidor leva ao seu colapso. No final, tudo se resume à perda de informações importantes, interrupções nos processos produtivos, comerciais e logísticos e, como consequência, perda de reputação e lucro.

Um servidor moderno está equipado com um sistema interno de dissipação de calor. Todos os componentes internos que geram calor durante a operação são resfriados. Mas é impossível evitar completamente a troca de calor devido ao vazamento na caixa. Apesar dos radiadores e até da refrigeração líquida, a temperatura dentro do gabinete ficará próxima da temperatura ambiente.

Os seguintes componentes são mais sensíveis às condições climáticas de operação:

• CPU;
• Disco rígido;
• BATER.

À medida que a temperatura aumenta, os materiais com os quais os componentes do disco rígido são feitos se expandem. Isso leva à falha de discos magnéticos, cabeçotes e sistemas de posicionamento. Problemas com o disco rígido podem levar à perda de informações importantes.

Radiadores metálicos são usados ​​​​para resfriamento local de processadores de servidores e RAM, mas com um aumento significativo na temperatura ambiente eles não são capazes de fornecer proteção contra superaquecimento

Os servidores modernos são equipados com dispositivos de memória de acesso aleatório equipados com seu próprio sistema de refrigeração passiva (radiadores). Mas isso não muda a situação. Os radiadores podem economizar RAM apenas com um ligeiro aumento de temperatura de muito curto prazo. Mas quando o ar aquece mais fortemente, eles são ineficazes.

O sistema de proteção do processador é acionado automaticamente em caso de superaquecimento, o que leva ao desligamento do servidor e à impossibilidade de seu funcionamento normal e ininterrupto. Muitos microchips não toleram altas temperaturas, principalmente nas pontes sul e norte.

Você não deve presumir que, se a temperatura externa (rua) estiver em uma faixa aceitável, você poderá se recusar a resfriar o ar na sala do servidor. É necessário levar em consideração todos os indicadores de liberação e ganho de calor. Assim, a energia térmica dos servidores é de 80 a 90% da energia elétrica consumida e muitas vezes ultrapassa 1 kW.

Assim, a utilização de equipamentos caros e importantes para a solução de problemas empresariais, sensíveis aos aumentos e oscilações de temperatura, exige um ar condicionado devidamente organizado, no qual cada sistema dividido deve funcionar sem problemas.

Finalidade e estrutura do bloco de rotação

Organizar um sistema de refrigeração instalando não apenas os principais, mas também os condicionadores de ar sobressalentes e de reserva por si só não salva a situação.

É necessário coordenar o funcionamento de todos os dispositivos de forma que a temperatura ambiente permaneça estável em quaisquer condições. Para tanto, são utilizados complexos especializados, muitas vezes chamados simplesmente de matchers.

Organização de um sistema de ar condicionado, incluindo ar condicionado principal e de reserva, uma unidade de controle, duas unidades de execução e três sensores de temperatura com conexão de barramento para alerta de incêndio e situações de emergência

O complexo padrão inclui uma unidade de controle e unidades executivas. Juntos, eles desempenham as seguintes funções básicas:

• monitorar o funcionamento do sistema;
• troca de ar condicionado em caso de avaria;
• garantindo operação alternativa;
• distribuição uniforme do horário de trabalho.

Um sistema confiável de ar condicionado de sala de servidores consiste em pelo menos dois aparelhos de ar condicionado: o principal e o de reserva. Cada um deles, de acordo com suas características técnicas, deve ser capaz de manter as condições de temperatura exigidas na sala de servidores.

Se um ar condicionado quebrar, a unidade rotativa liga rapidamente a segunda unidade funcional. Ao realizar esta função, são utilizados sensores térmicos que medem a temperatura e reagem ao menor aumento. A função de backup auxilia não apenas em situações de emergência, mas também, por exemplo, durante a manutenção programada e reparo de aparelhos de ar condicionado.

Uma das opções para organizar um sistema de refrigeração em uma sala de servidores com unidade de redundância e fonte de alimentação para condicionadores de ar de uma máquina separada

A implementação de tal solução permite trocar filtros, carregar condicionadores de ar com refrigerante e realizar operações mais complexas em qualquer momento conveniente, enquanto continua a manter um microclima ideal na sala do servidor.

A unidade de rotação também fornece operação alternada condicionadores de ar e sistemas split e como resultado, seu tempo total de operação é aproximadamente o mesmo. Como resultado, o tempo entre os reparos e a vida operacional do equipamento de refrigeração são prolongados.

Esquemas de redundância de ar condicionado

É possível implementar vários esquemas de redundância, que são convencionalmente designados como N+1 e 2N, onde N é o número de aparelhos de ar condicionado que desempenham uma função semelhante no sistema (do inglês “Need” - “Necessity”).

O esquema mais simples, que envolve a utilização de apenas um ar condicionado de reserva, é o N+1. Caso não esteja configurado sistema de rodízio, o ar condicionado reserva liga apenas em situações de emergência e assume toda a carga.

O sistema pode ter vários aparelhos de ar condicionado principais funcionando e cada um deles possui um ar condicionado de reserva, que é designado como 2N e significa 100% de redundância. É claro que quanto mais condicionadores de ar de reserva, maior será a tolerância a falhas do sistema.

Recursos de instalação usando o exemplo BURR-1

Mostraremos como a instalação é realizada usando um exemplo específico. Na Rússia, as unidades de controle de rotação e reserva BURR-1 são amplamente utilizadas, trabalhando em conjunto com unidades executivas especializadas BIS-1. O número de unidades de execução pode variar dependendo do número total de aparelhos de ar condicionado do sistema.

Esquema de conexão para BURR-1 e BIS-1 com transmissão de sinal via canal infravermelho, com capacidade de coordenar o funcionamento de 15 aparelhos de ar condicionado

Além do próprio dispositivo, o pacote BURR-1 inclui um sensor de temperatura. As unidades de execução são adquiridas para cada ar condicionado. Estão equipados com sonda IR e junta autoadesiva dupla-face para sua fixação. O sensor de temperatura é adquirido separadamente.

Observe que a configuração dos matchers depende do fabricante e muitas vezes inclui todo o conjunto necessário de sensores de temperatura e acessórios auxiliares.

Antes de iniciar os trabalhos de instalação, o equipamento é desenergizado e outros requisitos de segurança são observados.

O BURR-1 possui uma caixa plástica, conveniente para instalação em um perfil metálico especial - trilho DIN, que é colocado no quadro elétrico, próximo aos disjuntores. Uma calha DIN com 3,5 cm de comprimento é adequada para este fim.

O BIS-1 é instalado acima do ar condicionado ou diretamente no corpo do ar condicionado com fixação em gaxeta autoadesiva dupla-face. Um sensor de temperatura é fixado na área de entrada das guias das persianas. É aqui que ele poderá sentir o fluxo de ar frio e determinar se o ar condicionado está funcionando.

O sistema também requer um sensor remoto de temperatura comum, que é instalado em um suporte na parede da sala de servidores a uma distância igual dos aparelhos de ar condicionado. Este sensor não deve ser exposto a influências térmicas externas, por exemplo, provenientes de radiadores de aquecimento.

Caso seja possível organizar a fiação elétrica, a unidade de controle BURR-1 pode ser instalada fora do quadro, por exemplo, na parede ou mesmo em uma sala adjacente.

BURR-1 vem com passaporte e instruções detalhadas, que fornecem recomendações e diagramas de instalação; uma das vantagens do modelo é a conexão de sensor de temperatura e fonte de alimentação sem observar a polaridade

A sonda emissora é instalada de forma que “olhe” para o fotodetector do ar condicionado a uma distância não superior a 10 cm com um ângulo de deflexão permitido de 45-60 graus.

O alcance de transmissão de um sinal de rádio estável é de 50 metros. Ou seja, esta é a distância máxima entre os blocos principal e executivo. É aconselhável reduzi-lo para diminuir o nível de interferência proveniente de equipamentos de terceiros.

Os seguintes recursos de instalação devem ser destacados:

• falta de cabos;
• possibilidade de expansão do sistema;
• implementação de diferentes esquemas de redundância.

Ao conectar uma unidade rotativa de ar condicionado, você não precisará passar um cabo para transmitir sinais de controle, o que, entre outras coisas, economiza espaço na sala de servidores. A composição do sistema de ar condicionado é variável.

Pode incluir um número diferente de aparelhos de ar condicionado, diferindo em sua potência. Ao desenvolver e aumentar os equipamentos da sala de servidores, a empresa pode agregar novos condicionadores de ar ao sistema conforme a necessidade (até 15 unidades no total).

Princípio de funcionamento da unidade de rotação

No processo de trabalho com o BURR-1, os comandos são transmitidos via sinais de rádio na frequência de 433 MHz para as unidades executivas, que ligam e desligam os aparelhos de ar condicionado por meio de emissores infravermelhos, de acordo com as configurações estabelecidas. Os aparelhos de ar condicionado devem estar equipados com fotodetectores. A maioria dos modelos modernos, inclusive os de uso doméstico, atendem a esse requisito.

A unidade de execução BIS-1M geralmente é instalada na parede diretamente acima do ar condicionado, durante a operação recebe sinais de rádio da unidade de controle e transmite comandos para ligar e desligar o ar condicionado através do canal IR

Os sensores térmicos são monitorados continuamente. Ao comparar os dados recebidos, é determinada a condição de cada ar condicionado. Se o ar condicionado estiver ligado e o sensor instalado nas persianas mostrar que a variação da temperatura de saída é inferior a 2 C, a energia reserva é ligada e um sinal de emergência é dado.

Como configurar

Com base nas configurações do módulo de controle de rotação definidas pelo usuário, os aparelhos de ar condicionado são ligados e desligados. Neste caso, uma determinada sequência e intervalos de tempo especificados são observados.

Para entrar no menu de configurações da unidade de controle, pressione “Enter”. Se as configurações mudarem durante a operação, no momento em que este botão for pressionado, a unidade poderá transmitir comandos usando um protocolo previamente especificado. Neste caso, você terá que esperar um pouco enquanto continua pressionando “Enter”.

Os itens do menu de configurações são combinados em vários grupos, incluindo registro de unidades de execução, parâmetros de tempo e temperatura. As informações sobre o funcionamento do sistema são exibidas no display da unidade de controle. É apresentado na forma de frases e símbolos claramente formulados. No display é possível visualizar o tipo de comando que está sendo transmitido e seu estado atual, o que facilita a configuração e posterior operação do BURR-1.

Usando o painel de controle, cada ar condicionado recebe um número e sua finalidade é determinada. Os aparelhos de ar condicionado são agrupados de acordo com sua finalidade: reserva, rodízio de participantes, etc.

O painel frontal do BURR-1 com display LCD e botões de controle, devido ao seu tamanho compacto, ocupa pouco espaço no quadro elétrico e, graças à ergonomia bem pensada, é conveniente para definir as configurações

Utilizando o painel de entrada de dados, defina os valores máximos de temperatura permitidos na sala de servidores, temperatura de conexão, temperatura de desconexão, temperatura de alarme, bem como parâmetros de tempo relacionados à colaboração e rotação.

O modo de operação da unidade de execução é determinado pela mudança de cor e frequência de intermitência do diodo localizado na parte inferior da caixa. Por exemplo, quando a unidade de execução está em modo normal e aguarda um comando da unidade de controle, seu LED pisca lentamente em verde.

Quando tal comando é recebido, uma luz amarela acende por 1-2 segundos. A execução do comando de inicialização é acompanhada por um piscar rápido em verde. Se ocorrer um desligamento, o LED acende em vermelho e também pisca rapidamente.

Feitas as configurações e querendo sair do menu, pressione o botão “ESC”. Caso você não pressione os botões por 4 minutos, ou seja, totalmente inativo, a saída será realizada automaticamente.

Se não houver nenhum pressionamento de botão porque um comando está sendo gravado e um sinal IR está sendo aguardado, não haverá saída automática. Observe que ao realizar algumas operações, pressionar “ESC” sairá do menu e as alterações feitas nas configurações não serão salvas.

Independentemente do modelo, o processo de configuração é intuitivo, como pode ser visto na foto da interface de operação do ar condicionado SRK-M3 indicando botões de controle, sensores, LEDs de serviço e informações

Quando a unidade está em modo de configuração, o controle de rotação é suspenso, embora todos os temporizadores estejam funcionando, contando o tempo de funcionamento de cada grupo de condicionadores de ar e o tempo de rotação.

O processo de configuração do módulo de controle de rotação é descrito detalhadamente nas instruções fornecidas com o mesmo.

Regras de cuidados com o equipamento

Para garantir o funcionamento normal e uma longa vida útil, as unidades de controle e execução passam por manutenção regular. Uma vez a cada 3-4 meses, são verificadas a confiabilidade da fixação, a qualidade das conexões e a facilidade de manutenção dos conectores. Os blocos terminais e as superfícies externas das caixas devem ser limpos de poeira à medida que ficam sujos, evitando que detritos e objetos estranhos entrem em contato com eles.

Fatores de seleção e funcionalidades adicionais

Existem no mercado diferentes modelos e modificações de unidades de ar condicionado rotativas e redundantes, diferindo entre si:

• por características;
• por conjunto de funções;
• por método de instalação;
• por tipo de controle.

O sinal de controle pode ser transmitido não apenas através de um canal infravermelho, como no BURR-1, mas também através de fios. O equipamento difere na quantidade de sensores de temperatura. Os próprios sensores podem operar com vários graus de erro, o que até certo ponto determina a velocidade de resposta da unidade de rotação. Preste também atenção ao erro do temporizador. Estes e outros dados devem ser indicados na documentação anexa.

Na escolha de um matcher são levados em consideração os requisitos do sistema de ar condicionado, sua composição e configuração. Portanto, para condicionadores de ar sem fotodetectores, você pode escolher dispositivos com controle com fio. Um critério importante é a funcionalidade do dispositivo.

Hoje você pode comprar unidades de rotação com uma ampla gama de funções.Além de realizarem suas tarefas principais, esses dispositivos reiniciam automaticamente aparelhos de ar condicionado cujo funcionamento foi interrompido por falta de energia. Não é permitido desligar os aparelhos de ar condicionado se uma pessoa acidentalmente der tal comando no controle remoto.

Uma das unidades de redundância mais simples para dois aparelhos de ar condicionado, à esquerda estão os botões para registro e configuração, à direita estão os botões para alternar para os modos de operação e serviço

Quando os loops de alarme são conectados, são transmitidas mensagens sobre situações de emergência. Por exemplo, uma mensagem de incêndio é enviada se a temperatura na sala do servidor subir acima de um determinado valor (normalmente 69º C). O sinal pode ser enviado para o painel de controle do corpo de bombeiros, sendo também possível avisar o pessoal via SMS.

Eventos e dados de sensores de temperatura são registrados em registros não voláteis. É fornecida a possibilidade de controle remoto via interface RS485 e Ethernet. O protocolo de comunicação industrial Modbus é suportado.

Depois de ler a descrição e as características técnicas do dispositivo, você deve certificar-se da importância de sua funcionalidade para fazer uma escolha informada e economicamente viável.

Deve-se levar em consideração que o resfriamento ininterrupto depende não apenas da unidade reserva, mas também dos próprios aparelhos de ar condicionado. Nas salas de servidores eles usam precisão, canal e montagem na parede sistemas divididos por inversor. A última opção é a mais procurada, pois esses dispositivos são muito mais baratos e ocupam menos espaço.

Os condicionadores de ar montados na parede fornecem resfriamento adequado de salas de servidores e, diferentemente dos modelos de precisão, podem ser usados ​​em áreas pequenas

Ao escolher um ar condicionado de parede preste atenção à capacidade de refrigeração, que deve corresponder ao excesso de calor a ser neutralizado.

O sistema de ar condicionado deve funcionar na sala de servidores independente da época do ano. Se o limite inferior da temperatura operacional dos aparelhos de ar condicionado for limitado a -10 C, serão adquiridos kits adicionais de baixa temperatura.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Comissionamento de um sistema de ar condicionado com matcher na sala de servidores:

Desembalagem e revisão da unidade de rotação para dois aparelhos de ar condicionado:

Para garantir o resfriamento ininterrupto e 24 horas da sala de servidores e evitar falhas nos equipamentos, são utilizadas unidades de rotação e redundância, que ligam e desligam os aparelhos de ar condicionado de acordo com um determinado algoritmo. Se um dos aparelhos de ar condicionado falhar ou ficar sem energia, o ar condicionado de reserva liga imediatamente. Devido à operação variável, a vida útil dos aparelhos de ar condicionado aumenta.

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