Блок ротации кондиционеров: устройство, правила подключения и настройки модуля

Когда кондиционер в офисе выходит из строя, это не значит, что работа сотрудников должна остановиться, правда? Совсем другое дело с серверами, где требуется постоянное охлаждение воздуха. Внедрение системы ротации кондиционеров исключает даже кратковременные перепады температуры.

Такое решение охраняет серверное оборудование от неисправностей и обеспечивает стабильность выполнения сервисных задач. В этой статье мы расскажем о создании блока ротации, о том, как правильно резервировать кондиционеры, а также объясним процесс установки и настройки устройств.

Показатели температуры воздуха в серверной

Системы ротации активно используются в кондиционировании лабораторий, дата-центров и производственных помещений высокотехнологичных отраслей. Это важный элемент серверных комнат, которые существуют практически в каждой крупной организации.

В эпоху информационных технологий даже начинающие компании стремятся использовать свои серверы для обработки, хранения и обмена данными с клиентами и партнёрами.

Требования к температурному режиму в серверных строго регламентированы, и их соблюдение возможно только при наличии не менее двух кондиционеров.

Для размещения серверного оборудования выделяется специальное помещение, известное как серверная комната, где необходимо поддерживать условия эксплуатации, прописанные в техническом паспорте производителя. Одним из самых важных параметров является температура воздуха.

Согласно рекомендациям Американского общества инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию и холодильному оборудованию (ASHRAE), температура в серверных должна находиться в диапазоне от 18 до 27 градусов Цельсия. Большинство компаний, которые предоставляют хостинг, не допускают превышения температуры выше 24 градусов Цельсия.

Кратковременное повышение температуры может стать причиной сбоев в работе серверного оборудования, а последствия могут включать необходимость замены дорогостоящих компонентов.

Такая строгость в температурном контроле объяснена особенностями эксплуатации серверного оборудования. Локальный перегрев компонентов, входящих в состав сервера, может привести к их поломке. Это, в свою очередь, ведет к потере ценной информации, сбоям в производственных и бизнес-процессах, что может негативно сказаться на репутации и доходах.

Современные серверы оборудованы встроенной системой отвода тепла, которая охлаждает все внутренние компоненты, выделяющие тепло. Однако полностью избежать теплообмена из-за неплотности корпуса невозможно. Даже с радиаторами и жидкостным охлаждением, температура внутри корпуса будет близка к температуре окружающей среды.

В наибольшей степени к климатическим условиям чувствительны следующие элементы:

• центральный процессор;
• жесткий диск;
• оперативная память.

При повышении температуры материалы жесткого диска расширяются, что может привести к повреждению магнитных дисков, головок и систем позиционирования. Проблемы с жестким диском могут стать причиной утраты важной информации.

Для локального охлаждения серверов и оперативной памяти применяют металлические радиаторы, но они не помогают при значительных перепадах температуры окружающего воздуха.

В современных серверах используются оперативные запоминающие устройства с собственной пассивной системой охлаждения (радиаторами), но это не меняет ситуации. Радиаторы могут помочь лишь при незначительных температуных колебаниях, но в случае значительного увеличения температуры воздуха их эффективность снижается.

Защита процессора срабатывает автоматически при перегреве, что приводит к отключению сервера и его неработоспособности. Высокие температуры также неблагоприятно влияют на многие микрочипы, особенно на южном и северном мостах.

Не стоит надеяться, что если температура на улице в норме, можно обойтись без охлаждения воздуха в серверном помещении. Все показатели тепловыделения и теплопритока должны приниматься во внимание. Тепловая мощность серверов составляет от 80 до 90% от потребляемой энергии и зачастую превышает 1 кВт.

Таким образом, для обеспечения правильной работы дорогостоящего оборудования, чувствительного к изменениям температуры, крайне важно организовать надежную систему кондиционирования, в которой каждая сплит-система должна работать без перебоев.

Назначение и устройство блока ротации

Установка системы охлаждения с основными и резервными кондиционерами сама по себе не решает всех проблем.

Важно синхронизировать работу всех устройств так, чтобы при любых условиях температура в помещении оставалась под контролем. Для этой цели используются специальные комплексы, известные как согласователи.

Система кондиционирования, включающая основной и резервный кондиционеры, один управляющий блок, два исполняющих блока и три термодатчика с подключением к системе оповещения о пожаре и аварийных ситуациях.

Типичный комплекс состоит из управляющего блока и исполнительных блоков, которые выполняют следующие основные функции:

• контроль функционирования системы;
• переключение на резервные кондиционеры в случае поломки;
• обеспечение последовательного функционирования;
• равномерное распределение рабочего времени.

Надежная система кондиционирования серверной должна включать как минимум два кондиционера: основной и резервный. Каждый из них должен удовлетворять техническим требованиям для поддержания нужного температурного режима в серверной.

При поломке одного кондиционера, система ротации автоматически активирует второй, исправный кондиционер. В этом процессе участвуют термодатчики, которые измеряют температуру и реагируют на даже незначительные изменения. Функция резервирования полезна как в чрезвычайных ситуациях, так и, например, во время планового технического обслуживания кондиционеров.

Одним из примеров организации системы охлаждения в серверной комнате является наличие блока резервирования и питания кондиционеров от отдельного автоматического выключателя.

Такое решение позволяет заменить фильтры, заправить кондиционеры холодоагентом, проводить более сложные операции в любое удобное время, сохраняя при этом оптимальный климат в серверном помещении.

Блок ротации также обеспечивает последовательную работу кондиционеров и сплит-систем, благодаря чему общее время их эксплуатации становится примерно равным. Это, в свою очередь, увеличивает срок службы и межремонтный период охлаждающего оборудования.

Схемы резервирования кондиционеров

Существуют разные схемы резервирования, которые можно обозначить как N+1 и 2N, где N – это количество кондиционеров, выполняющих одну и ту же функцию в системе (от английского «Need» – «Необходимость»).

Простейшая схема N+1 включает в себя одного резервного кондиционера. Если система ротации не активирована, резервный кондиционер включается только при возникновении аварийной ситуации и берет на себя всю нагрузку.

В системе можно установить несколько основных рабочих кондиционеров, и каждый из них должен иметь своего резервного кондиционера, что обозначается как 2N и подразумевает полное резервирование. Очевидно, что увеличение числа резервных кондиционеров повышает отказоустойчивость системы.

Особенности монтажа на примере БУРР-1

Как выполняется установка, мы продемонстрируем на конкретном примере. В России широко используются блоки управления ротацией и резервированием БУРР-1 в сочетании с исполнительными блоками БИС-1. Количество исполнительных блоков может варьироваться в зависимости от общего числа кондиционеров в системе.

Схема подключения БУРР-1 и БИС-1 включает передачу сигналов по инфракрасному каналу с возможностью согласования работы до 15 кондиционеров.

Комплект БУРР-1 включает датчик температуры. Исполнительные блоки приобретаются индивидуально для каждого кондиционера и комплектуются инфракрасным зондом и клеящейся прокладкой для установки. Термодатчик покупается отдельно.

Отметим, что набор согласователей может различаться в зависимости от производителя и часто включает в себя все необходимые термодатчики и дополнительные аксессуары.

Перед началом монтажных работ оборудование должно быть обесточено, важно также соблюдать правила безопасности.

БУРР-1 имеет пластиковый корпус, который удобно устанавливать на специальный металлический профиль – DIN-рейку, размещённую на распределительном щите рядом с защитными автоматами. Для этой цели подойдет DIN-рейка длиной 3,5 см.

Установка БИС-1 возможна над кондиционером или непосредственно на его корпус с фиксацией на двусторонней самоклеящейся прокладке. Датчик температуры располагается в зоне входа направляющих жалюзи, чтобы он мог улавливать поток холодного воздуха и определять, что кондиционер работает.

Также для системы необходим один общий выносной термодатчик, который фиксируется в держателе на стене серверной комнаты на равном расстоянии от кондиционеров. Важно, чтобы этот датчик не подвергался внешнему тепловому воздействию, например, от радиаторов отопления.

Если есть возможность провести электропроводку, управляющий блок БУРР-1 можно смонтировать вне щита, например, на стене или даже в соседнем помещении.

К БУРР-1 прилагается паспорт и подробная инструкция, в которой содержатся рекомендации по установке и схемы подключения. Одним из преимуществ этой модели является возможность подключения термодатчика и электропитания без соблюдения полярности.

Зонд излучателя размещают так, чтобы он направлялся к фотоприемнику кондиционера на расстоянии не более 10 см и в пределах допустимого угла отклонения от 45 до 60 градусов.

Максимальная дистанция, на которую может быть стабилен радиосигнал, составляет 50 метров. Это — максимальное расстояние между основным и исполнительными элементами. Однако рекомендуется минимизировать это расстояние для снижения влияния шумов от других устройств.

К ключевым аспектам монтажа относятся:

• отсутствие кабелей;
• возможности для расширения системы;
• различные схемы резервирования.

При подключении блока ротации не требуется прокладка кабелей для управления, что также экономит место в серверной. Конструкция системы кондиционирования разнообразна.

В ней может быть установлено различное количество кондиционеров с разной мощностью. С увеличением потребностей компания может постепенно добавлять новые кондиционеры в систему (всего до 15 единиц).

Принцип работы блока ротации

В процессе работы с БУРР-1 команды передаются на исполнительные блоки через радиосигналы на частоте 433 МГц, что позволяет включать и выключать кондиционеры с использованием инфракрасных пультов в соответствии с заданными параметрами. Убедитесь, что кондиционеры оборудованы фотоприемниками – это требование выполняет большинство современных моделей, включая бытовые.

Исполнительный блок БИС-1М устанавливается обычно над кондиционером и получает радиосигналы от контроллера, передавая команды для включения и выключения устройства через ИК-канал.

Происходит постоянный мониторинг данных от термодатчиков. На основе полученной информации оценивается состояние каждого кондиционера. В случае, если кондиционер работает, но датчик, установленный на жалюзи, фиксирует, что температура на выходе меняется менее чем на 2°C, автоматически подключаются резервные мощностей и генерируется аварийный сигнал.

Как выполняется настройка

Согласно установленным параметрам в управляющем блоке ротации, кондиционеры включаются и выключаются в определенной последовательности с заданными временными интервалами.

Для доступа к меню настроек управляющего блока нажмите «Enter». Если параметры меняются в процессе работы, при нажатии этой кнопки блок может продолжать отправлять команды по ранее заданному протоколу, поэтому потребуется немного подождать, продолжая нажимать кнопку «Enter».

Меню настроек разделено на несколько категорий, включая регистрацию исполнительных блоков, а также временные и температурные настройки. Информация о работе системы отображается на дисплее управляющего блока в виде четких фраз и символов. На экране можно увидеть тип команды, которая передается, и ее текущий статус, что упрощает настройку и последующее использование БУРР-1.

С помощью панели управления каждому кондиционеру присваивается уникальный номер и определяется его предназначение. Кондиционеры сгруппированы в зависимости от их назначения: резервные, участвующие в ротации и так далее.

Передняя панель БУРР-1 с ЖК-дисплеем и кнопками управления занимает немного места в электрощитовом шкафу благодаря своим компактным размерам и удобной эргономике для настройки.

С помощью панели ввода устанавливаются допустимые температурные границы в серверной, температура для подключения и отключения, параметры для срабатывания аварийного сигнала, а также тайминги, касающиеся совместной работы и ротации.

Режим работы исполнительного блока определяется изменением цвета и частоты мигания светодиода, размещенного в нижней части корпуса. Например, когда блок находится в режиме ожидания команды, его светодиод медленно мигает зеленым цветом.

При получении команды на 1-2 секунды светодиод загорается желтым. Выполнение команды включения соответствует частому миганию зеленого цвета. Если происходит выключение, светодиод загорается красным и также часто мигает.

После установки нужных параметров для выхода из меню нажимают кнопку «ESC». Если не нажимать кнопки в течение четырех минут, происходит автоматическая выход из меню.

Если кнопки не нажимаются из-за того, что команда записывается и ожидается сигнал ИК, автоматического выхода не произойдет. Обратите внимание, что выполнение некоторых операций может привести к выходу из меню по нажатия «ESC», при этом изменения не сохранятся.

Не зависимо от модели, настройка интуитивно доступна, что иллюстрируется на фото согласователя работы кондиционеров СРК-М3 с обозначением кнопок управления, датчиков и светодиодов для сервисных и информационных сигналов.

Когда блок находится в режиме настройки, управление ротацией временно прекращается, однако все таймеры продолжают отсчитывать время работы каждой группы кондиционеров и период ротации.

Детальный процесс настройки управляющего блока ротации описан в прилагаемой инструкции.

Правила ухода за оборудованием

Для обеспечения надежной работы и длительного срока службы важно регулярно проводить техническое обслуживание управляющих и исполнительных блоков. Каждые 3-4 месяца проверяются крепления, качество соединений и исправность разъемов. Клеммники и внешние поверхности корпусов необходимо очищать от грязи и мусора по мере загрязнения.

Факторы выбора и дополнительный функционал

На рынке имеются различные модели и модификации блоков ротации и резервирования кондиционеров, которые различаются по:

• техническим характеристикам;
• функциональности;
• типам монтажа;
• параметрам управления.

Команды управления могут передаваться не только через инфракрасный канал, как в БУРР-1, но и по проводным соединениям. Комплектация может различаться по количеству термодатчиков, которые могут иметь свою погрешность, что, в свою очередь, влияет на скорость срабатывания блока ротации. Также важно учесть погрешность таймера. Вся информация должна быть указана в сопроводительной документации.

При выборе согласователя необходимо учитывать требования к системе кондиционирования, её состав и конфигурацию. Например, если кондиционеры не имеют фотоприемников, подойдут устройства с проводным управлением. Важным аспектом является функционал устройства.

Современные блоки ротации предлагают широкий спектр возможностей. Кроме выполнения своих основных функций, они могут автоматически перезапускать кондиционеры, которые отключились из-за отсутствия электроэнергии. Кроме того, они предотвращают отключение кондиционеров, если такой сигнал будет ошибочно передан с пульта управления.

Одним из самых простых блоков резервирования является устройство для двух кондиционеров: слева кнопки для регистрации и настройки, справа — кнопки для переключения в рабочий и сервисный режимы.

При подключении шлейфов сигнализации передаются сообщения о возникновении аварийных ситуаций. Например, сообщение о пожаре будет отправлено, если температура в серверной комнате превысит определенное значение (обычно 69°C). Сигнал может отправляться на пульт пожарной охраны или оповещать персонал через СМС.

События и данные с термодатчиков записываются в энергонезависимые журналы. Возможно удаленное управление через интерфейсы RS485 и Ethernet. Поддерживается промышленный протокол связи Modbus.

Перед тем как сделать выбор, стоит ознакомиться с описанием и техническими характеристиками устройства и оценить его функциональность, чтобы сделать экономически обоснованный выбор.

Необходимо помнить, что устойчивость охлаждения зависит не только от блока резервирования, но и от самих кондиционеров. В серверных помещениях используются прецизионные, канальные и настенные инверторные сплит-системы, причем последний вариант наиболее популярен из-за своей доступности и компактности.

Настенные кондиционеры обеспечивают необходимое охлаждение серверов и, в отличие от прецизионных моделей, могут устанавливаться в помещениях с небольшой площадью.

При выборе настенного кондиционера важно учесть его хладопроизводительность, которая должна соответствовать величине теплоизбыточности, которую необходимо нейтрализовать.

Система кондиционирования должна функционировать в серверной в любое время года. Если нижний предел рабочей температуры кондиционеров -10 °C, дополнительно приобретаются низкотемпературные комплекты.

Выводы и полезное видео по теме

Запуск системы кондиционирования с согласователем в серверной комнате:

Распаковка и осмотр блока ротации для двух кондиционеров:

Для обеспечения непрерывного круглосуточного охлаждения серверной и предотвращения сбоев в работе оборудования используются блоки ротации и резервирования, которые включают и выключают кондиционеры по заранее заданному алгоритму. В случае неисправности одного из кондиционеров или его недостаточной мощности автоматически включается резервный, что увеличивает срок службы кондиционеров за счет переменного использования.

Оставляйте свои комментарии в разделе ниже. Делитесь опытом установки и настройки блока ротации для системы кондиционирования, полезной информацией и фотографии по теме статьи. Не стесняйтесь задавать вопросы.