Normalt tryck: varför behöver datacenter kontroll över lufttillförseln? 

I människan ska allt vara perfekt, och i ett modernt datacenter ska allt fungera som schweiziska klockor. Ingen komponent i den komplexa arkitekturen av datacentrets ingenjörssystem får förbli utan uppmärksamhet från driftsavdelningen. Det var just dessa överväganden som vägledde oss på Linxdatacenters anläggning i Sankt Petersburg när vi förberedde oss för certifiering av Uptime Management & Operations 2018 och anpassade alla system i datacentret efter de bästa globala standarderna.  

I dag ska jag berätta hur och varför vi implementerade ett system för avlägsen kontroll av tryck och "stöd" för luft i serverrummen. Jag påminner om att en av de uppgifter som skulle lösas under förberedelserna för Uptime Institute-audit var frågan om renlighet. Vårt team arbetade med två olika riktningar: städning (som min kollega tidigare har berättat om hur vi bekämpade damm i serverrummen) och övervakning av trycket i serverhallarna. Jag, som huvudingenjör för företaget, fick just det andra ansvaret. Allt detta är en del av vår strategi för att säkerställa högsta kvalitet. Det finns ett system för luftväxling i varje serverrum. Det är enkelt uppbyggt: en ventilationsmaskin arbetar med att tillföra luft in, medan den andra arbetar med att suga ut den utanför. Båda motorerna styrs av frekvensomvandlare, vilket innebär att vi kan ändra hastigheten på deras rotation och därigenom reglera volymerna av tillförd/utsugen luft.
 

Vad handlar det om

Detta system har två uppgifter:
 
Att säkerställa den nödvändiga luftväxlingen för att människor ska trivas i serverrummet (antalet personer baseras på rummets specifikationer),

• Att skapa ett övertryck av luft i serverrummet för att förhindra att dammpartiklar dras in genom öppna dörrar och för att upprätthålla nödvändig renlighet.
• Tilluftsmaskinen ska tillföra mer luft till serverrummet än vad som sugs ut. På så sätt säkerställs ett övertryck i serverrummet i förhållande till angränsande rum — den så kallade "stöd" luften. Med detta system kommer luften in i serverrummet endast genom filtren för tilluft, och tillförseln av ofiltrerad luft till serverrummet utesluts.

Tilluftmaskinen måste leverera mer luft till serverrummet än vad som avgår med frånluften. Detta säkerställer ett övertryck i serverrummet i förhållande till angränsande utrymmen – så kallad "lufttryck". Med ett sådant system kommer luften in i serverrummet enbart genom filtren för tilluftventilation, och tillförseln av ofiltrerad luft till serverrummet är utesluten.

Om allt plötsligt fungerar tvärtom – att frånluftsventilationen tar bort mer luft än tilluftventilationen tillför – börjar luft utan filter strömma in i serverrummet från angränsande rum, vilket ofta är orsaken till damm på ytorna och utrustningen.
 

Ingen kontroll 

Det verkar så enkelt. Men vid starten av arbetet med att förbättra städningen i datacentret hade vi inget effektivt verktyg för att kontrollera förekomsten av övertryck. Vi satte tilluftflödet högre än frånluften och gjorde sedan justeringar "på känn". Dörrarna till serverrummet öppnas med svårighet (som om de dras inåt) – det finns ett negativt tryck. Om det är tvärtom – dörrstängaren klarar inte att stänga dörren – innebär det att trycket är mycket starkt. Genom att hitta en slags balans mellan dessa två tillstånd stannade vi någonstans mitt emellan.

Denna metod är dock opålitlig och vi ansåg det omöjligt att förlita oss på den längre. 

Varför? Genom att arbeta "på känn" är det omöjligt att ta hänsyn till luftfilterens tillstånds påverkan på tilluftens kapacitet. Om filtret är rent – kommer vi att se vissa värden för motstånd och volym på den tillförda luften, men om filtret är smutsigt kommer dessa värden att skilja sig markant. Genom dörrens öppnings- och stängningsdynamik kan man inte spåra dessa nyanser. 

Normalt sker filtretbyte baserat på den mekaniska differenstrycksmätaren, som stänger av ventilationen vid en viss grad av filterförorening (tryckskillnaden före och efter filtret får inte överstiga ett visst värde, vilket motsvarar den normala renligheten hos filtret). 

Det visar sig att det finns en lång livslängd för filtret, medan det gradvis blir smutsigt, och den normala differenstrycksmätaren för ventilationen anser att det är användbart. Men ventilationskapaciteten och därmed kraften av övertrycket förändras beroende på filtertillståndet.

Den normala differenstrycksmätaren för ventilation. 
 
Till slut kom vi fram till att processen för att justera och kontrollera övertrycket under ett sådant scenario är för komplex och återigen ineffektiv för datacentret.
 

Lösning 

För svar på frågan "Och vad ska vi göra?" vände vi oss till de bästa globala praxis, vilket underlättades av en resa till Stockholm med en rundtur i lokala datacenter.

I ett av datacenter Vi såg den lösning vi behövde – en mekanisk differensmanometer installerades vid ingången till serverrummet och visade tryckskillnaden "serverrum/korridor".

Intressant nog använder våra svenska kollegor differensmanometrar vid ingångarna till serverrum och för att övervaka smutsigheten i ventilationsfiltret: de byter ut filtren när undertrycket sjunker och väntar inte på signaler från den inbyggda differensmanometern i ventilationssystemet. Mansometerns värden kontrolleras visuellt av personalen under sina rundor.

När vi kom tillbaka började vi leta efter liknande utrustning i Ryssland. Det visade sig att sådana differensmanometrar används i så kallade "rena rum" här, det vill säga i operationssalar, laboratorier och liknande. På grund av de speciella rumsstatusarna var priserna på denna utrustning oerhört höga.

Dessutom behövde vi inte en analog enhet, utan en digital, helst med 4-20 mA utgång, så att vi kunde ansluta den till datacenterets övervakningssystem. Det var viktigt för att ställa in tröskelvärden för att skicka varningar och för att samla in och analysera statistik. 
 

Den som söker, han finner alltid.

Vi hade tur – snart efter att vi påbörjat vårt sökande lyckades vi hitta den nödvändiga enheten: en digital differensmanometer med skärm och utgång för anslutning till BMS för omkring 10 000 rubel per enhet.

Vi installerade, konfigurerade och undrar bara en sak – varför vi inte själva kom på detta tidigare, och varför denna lösning inte är standard i datacenterprojekt.

Så här ser det ut: 

Den elektroniska differensmanometern i korridoren utanför serverrummet, en av mätkanalernas slang är förlagd in i serverrummet, den andra kanalen mäter trycket i korridoren.
 
Så här visas enheten i datacenterets övervakningssystem:

Så här ser statistik över mansometerns avläsningar ut i övervakningssystemet:

 
I enlighet med GOST R ISO 14644-4-2002 "Rena rum och relaterade kontrollerade miljöer", som vi har använt som riktmärke, "för att dörrarna ska kunna öppnas fritt och för att undvika oavsiktliga motströmspolar från turbulens, bör tryckskillnaden mellan rena rum eller rena zoner med olika renhetsklass vanligtvis vara mellan 5 och 20 Pa."

Detta intervall har vi valt som norm i datacentret. Så snart det sker en avvikelse registreras detta omedelbart i systemet, som visas i diagrammet nedan. 

Det skarpa tryckfallet på diagrammet är en öppen dörr till serverrummet. 

Om sensorvärdena ligger under inställningen i mer än 5 minuter betyder det att något är fel med filtret, det har inträffat någon incident, med andra ord, något oplanerat. På detta diagram är anledningen långvarig öppning av dörren för att transportera utrustning in i rummet.

Vad har vi fått

För det första, en ny nivå av kontroll och transparens i datacentrets ingenjörssystem. 

För det andra, kontrollen av renlighet har blivit ännu mer effektiv: systemet möjliggör varningar för minskat positivt tryck och i förväg byta luftfilter eller åtgärda andra orsaker till trycksänkningen. 

För det tredje, alla dessa processer övervakas av matematiskt exakta verktyg. Vi samlar in observationshistorik i dynamik och har statistik om den faktiska livslängden för luftfilter och alla incidenter.

Den genomförda auditeringen av Management & Operations och vårt senaste besök i europeiska datacenter visade att vi är pionjärer inom detta område inte bara i Ryssland utan också i EU – sådana lösningar förekommer långt ifrån hos varje marknadsledare inom datacenter i Europa.
 
Självklart är detta system inte centralt för driften av anläggningens ingenjörssystem. Samtidigt är det en extremt användbar komplettering för driftteamet och en utmärkt illustrering av vårt datacenters överensstämmelse med höga standarder. Inom vår bransch finns det inga småsaker.

Källa: habr.com