Vererõhk normis: miks on andmekeskusele vajalik õhku toetav kontroll? 

In a person, everything must be perfect, and in a modern data center, everything must work like Swiss clockwork. No component of the complex architecture of data center engineering systems should be overlooked by the operations team. These considerations guided us at the Linxdatacenter site in Saint Petersburg as we prepared for Uptime Management & Operations certification in 2018, bringing all data center systems in line with the best global standards.  

Today I will discuss how and why we implemented a remote monitoring system for pressure and air "support" in server rooms. I’d like to remind you that during the preparation for the Uptime Institute audit, one of the tasks we addressed was cleanliness. Our team worked on two fronts: cleaning (previously my colleague talked about how we fought dust in the server rooms) and pressure control in server halls. As the chief engineer of the company, I was specifically assigned to the latter. Ja Any server room has a general ventilation system. It's designed quite simply: one ventilation unit works to supply air inside, while the other extracts it outside. Both motors are controlled by frequency regulators, meaning we can change their rotation frequency, thereby regulating the volumes of supplied/removed air.
 

Millest on jutt

This system has two tasks:
 
To ensure the required air exchange for a comfortable presence of people in the server room (the number of people is determined based on the specifics of the room),

• To maintain positive air pressure in the server room so that dust particles are not drawn in through open doors and to uphold necessary cleanliness.
• The supply ventilation unit must deliver more air into the server room than is removed by exhaust. This ensures positive air pressure in the server room relative to adjacent spaces — the so-called "air support." With this system, air enters the server room only through the filters of the supply ventilation, and the inflow of unfiltered air into the server room is excluded.

The supply ventilation unit must deliver more air into the server room than is removed by exhaust. This ensures positive air pressure in the server room relative to adjacent spaces — the so-called "air support." With this system, air enters the server room only through the filters of the supply ventilation, and the inflow of unfiltered air into the server room is excluded.

Kui harva juhtub, et väljatõmbeventilatsioon eemaldab rohkem õhku, kui sissevooluventilatsioon sisse toob, hakkab filtreerimata õhk liikuma serveriruumi naaberruumidest, mis on sageli põhjuseks, miks pindadel ja seadmetel on tolmu.
 

Ei mingit kontrolli 

Tundub lihtne. Kuid hetkest, mil alustasime andmekeskuses koristamise kvaliteedi parandamise töid, ei olnud meil tõhusat tööriista rõhu kontrollimiseks. Seadsime sissevoolu sageduse kõrgemaks kui väljatõmbe sagedus ja tegime lõpuks eelhäälestuse „silma järgi“. Uks serveriruumi avaneb raskesti (nagu tõmmatakse sisse) – rõhk on negatiivne. Kui see on vastupidi – uks jääb kinni – tähendab, et rõhk on väga tugev. Otsides mingit tasakaalu nende kahe oleku vahel, peatusime kusagil keskel.

Kuid see lähenemine ei ole usaldusväärne ja me pidasime edaspidi sellesse toetuda võimatuks. 

Miks? Töö „silma järgi“ ei võimalda arvesse võtta õhufiltrite seisundi mõju sisselaske ventilatsiooni võimekusele. Kui filter on puhas, näeme teatud takistuse ja sissevoolava õhu mahu näitajaid; kui filter on räpane, siis need näitajad erinevad oluliselt. Uksede avamise ja sulgemise dünaamika kaudu neid nüansse jälgida ei saa. 

Tavaliselt toimub filtri vahetus standardse mehaanilise diferentseeriva manomeetri kaudu, mis väljalülitab ventilatsiooni teatud saastumise tasemel (rõhk enne ja pärast filtrit ei tohi ületada teatud näitajat, mis vastab filtri puhtuse normile). 

Tuleb välja, et filtril on pikk eluiga, kuni see järk-järgult saastub, ja standardne diferentseeriv manometer arvab, et see on töökorras. Kuid ventilatsiooni võimsus ja seega rõhu tugevus muutuvad sõltuvalt filtri seisundist.

Standardsed difmanomeetrid ventilatsioonis. 
 
Kokkuvõttes jõudsime järeldusele, et rõhu seadistamise ja kontrollimise protsess sellises stsenaariumis on liiga keeruline ja taas ei ole andmekeskusele efektiivne.
 

Lahendus 

Küsimusele „Ja kuidas me peaksime käituma?“ otsisime vastust parimatest maailma praktikatest, millele aitas kaasa reisi Stockholmisse kohalike andmekeskuste ekskursioon.

Ühes andmekeskustes Me nägime vajalikku lahendust – mehaaniline diferentiaalmanomeeter paigaldati serveriruumi sissepääsu ja näitas rõhkude erinevust "serveriruum/käik".

Huvitav on see, et Rootsi kolleegid kasutavad diferentiaalmanomeetreid serveriruumide sissepääsudel ja ventilatsioonifiltrite saastatuse kontrollimiseks: nad vahetavad filtreid rõhu langemise korral, ilma et ootaksid signaali ventilatsioonisüsteemi tavalise diferentiaalmanomeetrilt. Manomeetri näitajaid jälgivad visuaalselt patrullid.

Tagasi tulles hakkasime otsima sarnast varustust Venemaal. Selgus, et meil kasutatakse selliseid diferentiaalmanomeetreid nn "puhastes ruumides", st operatsioonisaalides, laborites jne. Sellesse seadmesse investeerimise erilise staatuse tõttu olid hinnad ebareaalselt kõrged.

Lisaks soovisime mitte analoogse, vaid digitaalset seadet, eelistatavalt 4-20 mA väljundiga, et saaksime selle ühendada andmekeskuse jälgimissüsteemiga. See oli oluline künniste seadmiseks teadeteks ning statistika kogumiseks ja analüüsimiseks. 
 

Kes otsib, see leiab alati.

Meil vedas – peagi pärast otsingute alustamist suutsime leida vajaliku seadme: digitaalne diferentiaalmanomeeter ekraaniga ja väljundiga, et ühendada BMS-iga, eelarve umbes 10 000 rubla üksuse kohta.

Paigaldasime, häälestasime ja imestame ainult ühte asja – miks me enne ise selleni ei jõudnud ja miks see lahendus pole andmekeskuste projektides standardiks.

See näeb välja nii: 

Elektriline diferentiaalmanomeeter koridoris serveriruumi väljaspool, ühe mõõtmiskanali toru on viidud serveriruumi, teine kanal mõõdab rõhku koridoris.
 
Nii kuvatakse seade andmekeskuse jälgimissüsteemis:

Nii näeb välja manomeetri näitude statistika jälgimissüsteemis:

 
GOST R ISO 14644-4-2002 "Puhad ruumid ja sellega seotud kontrollitud keskkonnad", mille võtsime suunamiseks, ütleb, et "ukse takistamatuks avamiseks ja soovimatu õhu vastuvoolu välistamiseks turbulentsi tõttu peaks puhaste ruumide või puhaste alade erineva puhtusklassiga rõhuerinevus olema tavaliselt vahemikus 5 kuni 20 Pa."

Just this range is taken by us as the norm in the data center. As soon as there is a deviation, it is immediately registered in the system, as shown in the graph below. 

A sharp drop in pressure on the graph signifies an open door to the server room. 

If the sensor readings are below the set point for more than 5 minutes, it means there is something wrong with the filter, an emergency has occurred, in short, something unusual. Specifically, in this graph, the reason is the prolonged opening of the door for bringing equipment into the room.

Mida me saime

Esiteks, a new level of control and transparency in the operation of the data center engineering systems. 

Teiseks, monitoring cleanliness has become even more effective: the system allows for warning about a drop in pressure and proactively changing air filters or addressing other causes of its decrease. 

Kolmandaks, all these processes are controlled by mathematically precise tools. We collect the history of observations over time and have statistics on the actual lifespan of air filters and all emergency situations.

The completed audit of Management & Operations and our recent visit to European data centers showed that we are pioneers in this direction not only in Russia but also in the EU — such solutions are not encountered with every market leader in data centers in Europe.
 
Of course, this system is not critical for the operation of the site's engineering systems. At the same time, it is an extremely useful addition for the operations service and an excellent illustration of our data center's compliance with high standards. In our industry, there are no trifles.

Allikas: habr.com