Der Druck ist normal: Warum braucht ein Rechenzentrum eine Luftdruckkontrolle? 

Bei einem Menschen sollte alles perfekt sein und in einem modernen Rechenzentrum sollte alles wie eine Schweizer Uhr funktionieren. Keine einzige Komponente der komplexen Architektur der Rechenzentrumstechniksysteme sollte ohne die Aufmerksamkeit des Betriebsteams gelassen werden. Es waren diese Überlegungen, die uns am Linxdatacenter-Standort in St. Petersburg leiteten, uns auf die Uptime Management & Operations-Zertifizierung im Jahr 2018 vorbereiteten und alle Rechenzentrumssysteme an die besten globalen Standards anpassten.  

Heute erzähle ich Ihnen, wie und warum wir ein System zur Fernsteuerung von Druck und Luftdruck in Serverräumen implementiert haben. Ich möchte Sie daran erinnern, dass bei der Vorbereitung auf das Audit des Uptime Institute eine der zu lösenden Aufgaben die Frage der Sauberkeit war. Unser Team arbeitete in zwei Richtungen: Reinigung (ehemals mein Kollege bereits erzählt darüber, wie wir Staub in Serverräumen bekämpft haben) und Überwachung des Drucks in Serverräumen. Als Chefingenieur des Unternehmens wurde ich mit der zweiten Aufgabe beauftragt.
 

Worum geht es

Jeder Serverraum verfügt über ein allgemeines Belüftungssystem. Sein Aufbau ist sehr einfach: Eine Lüftungsmaschine sorgt für die Zuführung der Luft, die zweite für die Abführung der Luft. Beide Motoren werden über Frequenzregler gesteuert, d. h. Sie können ihre Drehzahl ändern und so die Menge der zugeführten/abgeführten Luft regulieren.
 
Dieses System hat zwei Aufgaben:

• Sorgen Sie für den erforderlichen Luftaustausch für einen komfortablen Aufenthalt der Personen im Serverraum (die Anzahl der Personen richtet sich nach den Besonderheiten des Raums).
• Sorgen Sie für einen Überdruck im Serverraum, um zu verhindern, dass Staubpartikel durch offene Türen in den Raum gelangen, und sorgen Sie für die nötige Sauberkeit.

Die Zuluftmaschine muss dem Serverraum mehr Luft zuführen, als von der Haube abgeführt wird. Dies sorgt für einen Überdruck im Serverraum gegenüber benachbarten Räumen – den sogenannten „Luftdruck“. Bei einem solchen System gelangt Luft nur über die Zuluftfilter in den Serverraum und der Eintritt ungefilterter Luft in den Serverraum ist ausgeschlossen.

Wenn plötzlich alles umgekehrt ist – die Absaugung entfernt mehr Luft als die Zuluft –, beginnt ungefilterte Luft aus angrenzenden Räumen in den Serverraum einzudringen, was häufig zu Staub auf Oberflächen und Geräten führt.
 

Keine Kontrolle 

Alles scheint einfach zu sein. Zum Zeitpunkt des Beginns der Arbeiten zur Verbesserung der Reinigungsqualität im Rechenzentrum verfügten wir jedoch nicht über ein wirksames Tool zur Überwachung des Vorhandenseins von Rückstau. Wir stellten die Einspeisefrequenz höher als die Auslassfrequenz ein und nahmen dann weitere Anpassungen „nach Augenmaß“ vor. Die Türen zum Serverraum lassen sich nur schwer öffnen (als würden sie nach innen gezogen) – der Druck ist negativ. Wenn der Schließer hingegen das Schließen nicht bewältigen kann, ist der Gegendruck sehr stark. Da wir ein gewisses Gleichgewicht zwischen diesen beiden Zuständen spürten, blieben wir irgendwo in der Mitte stehen.

Dieser Ansatz ist jedoch unzuverlässig und wir konnten uns nicht weiter darauf verlassen. 

Warum? Wenn man „nach Augenmaß“ arbeitet, ist es unmöglich, den Einfluss des Zustands der Luftfilter auf die Leistung der Zuluft zu berücksichtigen. Wenn der Filter sauber ist, sehen wir bestimmte Indikatoren für den Widerstand und die zugeführte Luftmenge. Wenn der Filter jedoch verschmutzt ist, unterscheiden sich diese Indikatoren deutlich. Diese Nuancen können nicht durch die Dynamik des Öffnens und Schließens der Tür verfolgt werden. 

Typischerweise wird der Filter durch ein standardmäßiges mechanisches Differenzdruckmessgerät ersetzt, das die Belüftung bei einem bestimmten Grad der Filterverschmutzung abschaltet (die Druckdifferenz vor und nach dem Filter sollte einen bestimmten Wert entsprechend der Filterreinheitsnorm nicht überschreiten). 

Es stellt sich heraus, dass der Filter eine lange Lebensdauer hat, während er allmählich verschmutzt, und das serienmäßige Differenzbelüftungsdruckmanometer hält ihn für den Betrieb geeignet. Je nach Zustand des Filters ändern sich jedoch die Belüftungsleistung und damit die Druckkraft.

Standardmäßiges Differenzdruckmessgerät für die Beatmung. 
 
Infolgedessen kamen wir zu dem Schluss, dass der Prozess der Einrichtung und Kontrolle des Rückstaus in einem solchen Szenario zu kompliziert und wiederum ineffektiv für ein Rechenzentrum ist.
 

Lösung 

Für eine Antwort auf die Frage „Was sollen wir tun?“ Wir wandten uns an die besten globalen Praktiken, was durch eine Reise nach Stockholm mit einer Besichtigung lokaler Rechenzentren unterstützt wurde.

In einem der Rechenzentren sahen wir die Lösung, die wir brauchten – ein mechanisches Differenzdruckmessgerät wurde am Eingang des Serverraums installiert und zeigte die Druckdifferenz „Serverraum/Korridor“ an.

Interessanterweise verwenden schwedische Kollegen Differenzdruckmessgeräte am Eingang zu Serverräumen und zur Überwachung der Verschmutzung des Lüftungsfilters: Sie wechseln die Filter, wenn der Druck sinkt, ohne auf ein Signal vom Standard-Differenzdruckmessgerät des Lüftungssystems zu warten. Die Manometerwerte werden von den Diensthabenden während der Runden visuell überwacht.

Als wir zurückkamen, begannen wir in Russland nach ähnlicher Ausrüstung zu suchen. Es stellte sich heraus, dass ähnliche Differenzdruckmessgeräte in unseren sogenannten „Reinräumen“, also in Operationssälen, Laboren usw., eingesetzt werden. Aufgrund der besonderen Lage der Räumlichkeiten erwiesen sich die Preise für diese Ausstattung als exorbitant.

Darüber hinaus benötigten wir kein analoges Gerät, sondern ein digitales, vorzugsweise mit einem 4-20mA-Ausgang, damit wir es an das Überwachungssystem des Rechenzentrums anschließen konnten. Dies war wichtig für die Festlegung von Schwellenwerten für das Versenden von Warnungen sowie für die Erfassung und Analyse von Statistiken. 
 

Wer sucht, wird immer finden

Wir hatten Glück – kurz nach Beginn der Suche gelang es uns, das notwendige Gerät zu finden: ein digitales Differenzdruckmessgerät mit Bildschirm und Ausgang zum Anschluss an ein BMS mit einem Budget von etwa 10 Rubel pro Einheit.

Wir haben installiert, konfiguriert und wundern uns nur über eines – warum wir selbst vorher nicht daran gedacht haben und warum diese Lösung in Rechenzentrumsprojekten kein Standard ist.

Es sieht so aus: 

Elektronisches Differenzdruckmessgerät im Flur außerhalb des Serverraums, das Rohr eines Messkanals wird in den Serverraum geführt, der zweite Kanal misst den Druck im Flur.
 
Und so wird das Gerät im Datacenter-Monitoring-System angezeigt:

So sieht die Statistik der Manometerwerte im Überwachungssystem aus:

 
Laut GOST R ISO 14644-4-2002 „Reinräume und zugehörige kontrollierte Umgebungen“, an dem wir uns orientiert haben, „für das reibungslose Öffnen von Türen und die Beseitigung unbeabsichtigter entgegenkommender Luftströme aufgrund von Turbulenzen ist in der Regel die Der Druckunterschied zwischen Reinräumen oder Reinzonen mit unterschiedlichen Reinheitsklassen sollte 5 bis 20 Pa betragen.“

Diesen Bereich haben wir im Rechenzentrum als Norm angenommen. Sobald eine Abweichung auftritt, wird diese sofort im System erfasst – wie in der Grafik unten dargestellt. 

Ein starker Druckabfall in der Grafik deutet auf eine offene Tür zum Serverraum hin. 

Wenn die Sensorwerte länger als 5 Minuten unter dem Sollwert liegen, bedeutet dies, dass etwas mit dem Filter nicht stimmt, ein Unfall aufgetreten ist, kurz gesagt, etwas Ungewöhnliches vorliegt. Konkret liegt der Grund in dieser Grafik darin, dass die Tür längere Zeit geöffnet wurde, um Geräte in den Raum zu bringen.

Was wir haben

Erstens, ein neues Maß an Kontrolle und Transparenz der technischen Systeme des Rechenzentrums. 

ZweitensDie Sauberkeitskontrolle ist noch effektiver geworden: Mit dem System können Sie einen Druckabfall verhindern und die Luftfilter im Voraus wechseln oder andere Gründe für den Druckabfall beseitigen. 

DrittensAlle diese Prozesse werden von mathematisch präzisen Instrumenten gesteuert. Wir sammeln eine Historie von Beobachtungen im Laufe der Zeit und verfügen über Statistiken über die tatsächliche Lebensdauer von Luftfiltern und alle Notfallsituationen.

Das abgeschlossene Management & Operations-Audit und unser jüngster Besuch in europäischen Rechenzentren haben gezeigt, dass wir nicht nur in Russland, sondern auch in der EU Vorreiter in dieser Richtung sind – solche Lösungen sind nicht bei jedem Marktführer für Rechenzentren in Europa zu finden.
 
Natürlich ist dieses System nicht von entscheidender Bedeutung für den Betrieb der technischen Systeme des Standorts. Gleichzeitig ist dies eine äußerst nützliche Ergänzung für das Betriebsteam und ein hervorragendes Beispiel für die hohen Standards unseres Rechenzentrums. In unserer Branche gibt es keine Kleinigkeiten.

Source: habr.com