No ser humano deve ser perfeito, e em um data center moderno, tudo deve funcionar como um relógio suíço. Nenhum componente da complexa arquitetura dos sistemas de engenharia do data center deve ser ignorado pela equipe de operações. Foi com essas considerações em mente que trabalhamos na instalação da Linxdatacenter em São Petersburgo, preparando-nos para a certificação de Gestão e Operações Uptime em 2018 e garantindo que todos os sistemas do data center estivessem alinhados com os melhores padrões globais.
Hoje, vou contar como e por que implementamos um sistema de monitoramento remoto da pressão e "apoio" do ar nas salas de servidores. Lembro que, durante a preparação para a auditoria do Uptime Institute, uma das questões que precisávamos resolver era a limpeza. Nossa equipe trabalhou em duas frentes: limpeza (meu colega anteriormente falou sobre como combatemos a poeira nas salas de servidores) e controle da pressão nas salas de servidores. A esteira de responsabilidades foi designada a mim, como engenheiro chefe da empresa. Sobre o que estou falando
Em qualquer sala de servidores, existe um sistema de ventilação de troca de ar. Ele é simples: uma máquina de ventilação trabalha para a entrada de ar, enquanto a outra faz a saída. Ambos os motores são controlados por reguladores de frequência, o que significa que podemos alterar a frequência de suas rotações e, assim, regular os volumes de ar fornecido/removido.
Essa sistema tem duas tarefas:
Proporcionar a troca de ar necessária para garantir o conforto das pessoas na sala de servidores (o número de pessoas é estabelecido com base nas especificidades do ambiente),
- Garantir uma pressão excessiva de ar na sala de servidores, para evitar que partículas de poeira entrem pelo portas abertas e manter a necessária limpeza.
- A máquina de ventilação de entrada deve fornecer mais ar na sala de servidores do que é removido pela exaustão. Assim, é garantida uma pressão excessiva na sala de servidores em relação aos ambientes adjacentes — chamado de "apoio" de ar. Com esse sistema, o ar só entra na sala de servidores através dos filtros da ventilação de entrada, e a entrada de ar não filtrado na sala de servidores é excluída.
A máquina de ventilação deve fornecer na sala de servidores mais ar do que é removido pela exaustão. Isso garante uma pressão excessiva na sala de servidores em relação aos ambientes vizinhos — o famoso “impulso” de ar. Com esse sistema, o ar só entra na sala de servidores por meio dos filtros de ventilação, impossibilitando a entrada de ar não filtrado na sala.
Se, por acaso, tudo acontece ao contrário - a ventilação de exaustão remove mais ar do que a ventilação de entrada fornece - o ar não filtrado começa a entrar no servidor a partir das salas adjacentes, o que frequentemente é a causa da presença de poeira nas superfícies e nos equipamentos.
Sem controle
À primeira vista parece simples. No entanto, no momento em que começamos a trabalhar para melhorar a qualidade da limpeza no Data Center, não tínhamos uma ferramenta eficaz de controle sobre a pressão. Estabelecíamos uma frequência de entrada maior do que a de exaustão e, em seguida, ajustávamos "a olho". As portas do servidor são difíceis de abrir (como se fossem puxadas para dentro) - a pressão é negativa. Se for o contrário - o amortecedor não consegue fechar - significa que a pressão é muito forte. Ao encontrar um certo equilíbrio entre esses dois estados, parávamos em algum ponto intermediário.
No entanto, essa abordagem não é confiável e consideramos impossível continuar a depender dela.
Por quê? Trabalhando "a olho", é impossível considerar a influência do estado dos filtros de ar na potência da ventilação de entrada. Se o filtro estiver limpo - veremos determinados indicadores de resistência e volume de ar fornecido, mas se o filtro estiver sujo, esses indicadores diferem significativamente. Com a dinâmica de abertura e fechamento da porta, não é possível rastrear essas nuances.
Normalmente, a substituição do filtro ocorre pelo manômetro diferencial mecânico padrão, que desliga a ventilação em um determinado estágio de contaminação do filtro (a diferença de pressão antes e depois do filtro não deve exceder um certo indicador, correspondente à norma de limpeza do filtro).
Portanto, existe um longo período de vida do filtro, enquanto ele vai se contaminando gradualmente, e o manômetro diferencial padrão da ventilação acredita que ele está em condições de funcionar. Mas a potência da ventilação e, consequentemente, a força da pressão, mudam de acordo com o estado do filtro.
Manômetro diferencial padrão da ventilação.
No final, chegamos à conclusão de que o processo de ajuste e controle da pressão nesse cenário é muito complexo e, novamente, ineficaz para o Data Center.
Solução
Em busca de uma resposta para a pergunta "E o que devemos fazer?", nos voltamos para as melhores práticas globais, sendo ajudados por uma viagem a Estocolmo com uma visita aos centros de dados locais.
Em um dos de data centers Encontramos a solução que precisávamos – um manômetro diferencial mecânico foi instalado na entrada do servidor e mostrava a diferença de pressão entre "servidor/corredor".
Curiosamente, os colegas suecos utilizam manômetros na entrada de servidores e para monitorar a contaminação do filtro de ventilação: eles trocam os filtros quando a pressão diferencial diminui, sem esperar o sinal do manômetro padrão do sistema de ventilação. As leituras do manômetro são monitoradas visualmente pelos funcionários durante as rondas.
Ao voltar, começamos a procurar equipamentos semelhantes na Rússia. Descobrimos que manômetros similares são utilizados em nossas chamadas "salas limpas", ou seja, em salas de operações, laboratórios, etc. Devido ao status especial desses locais, os preços desse equipamento eram exorbitantes.
Além disso, precisávamos de um dispositivo não analógico, mas digital, preferencialmente com saída 4-20mA, para que pudesse ser conectado ao sistema de monitoramento do data center. Isso era importante para definir os limites para enviar alertas e para coletar e analisar estatísticas.
Quem busca, sempre encontra
Tivemos sorte – logo após o início das buscas, conseguimos encontrar o equipamento necessário: um manômetro diferencial digital com tela e saída para conexão ao BMS, com um orçamento em torno de 10.000 rublos por unidade.
Instalamos, configuramos e só nos surpreendemos com uma coisa – por que não havíamos pensado nisso antes e por que essa solução não é padrão em projetos de data center.
Assim que se apresenta:
Manômetro eletrônico no corredor fora da sala do servidor, o tubo de um canal de medição leva para a sala do servidor, o segundo canal mede a pressão no corredor.
Assim é como o dispositivo é exibido no sistema de monitoramento do data center:
Essa é a aparência das estatísticas das leituras do manômetro no sistema de monitoramento:
De acordo com a norma GOST R ISO 14644-4-2002 "Salas limpas e ambientes controlados relacionados", que usamos como referência, "para a abertura desimpedida das portas e para evitar o fluxo de ar inconsistente devido à turbulência, geralmente a diferença de pressão entre salas limpas ou zonas limpas com diferentes classes de limpeza deve ser de 5 a 20 Pa."
Este intervalo é adotado por nós como norma no Data Center. Assim que ocorre uma divergência, isso é imediatamente registrado no sistema, como mostrado no gráfico abaixo.
A queda abrupta da pressão no gráfico é uma porta aberta para a sala dos servidores.
Se as leituras do sensor ficarem abaixo do limite por mais de 5 minutos, significa que algo está errado com o filtro, ocorreu uma falha, ou seja, algo fora do padrão. Especificamente neste gráfico, a causa foi a abertura prolongada da porta para a entrada de equipamentos na sala.
O que obtivemos
Primeiro, um novo nível de controle e transparência no funcionamento dos sistemas de engenharia do data center.
Em segundo lugar, o controle da limpeza se tornou ainda mais eficaz: o sistema permite prever a queda da pressão e trocar os filtros de ar ou eliminar outras causas de sua redução com antecedência.
Em terceiro lugar, todos esses processos são monitorados por instrumentos matematicamente precisos. Coletamos a história de observações em dinâmica e temos estatísticas sobre o prazo real de operação dos filtros de ar e todas as situações anômalas.
A auditoria de Gestão e Operações que realizamos e nossa recente visita a data centers europeus mostraram que somos pioneiros nessa área não apenas na Rússia, mas também na UE – tais soluções não são comuns para todos os líderes de mercado de data centers na Europa.
Claro, este sistema não é fundamental para o funcionamento dos sistemas de engenharia da instalação. Ao mesmo tempo, é um complemento extremamente útil para o serviço de operações e uma excelente ilustração da conformidade do nosso Data Center com altos padrões. Em nossa indústria, não existem detalhes sem importância.
Fonte: habr.com
