Refrigeració en un datacenter: Diferència entre les revisions
De Guifi.net - Wiki Català
(→Passadís fred-Passadís calent) |
(→Exemple pràctic: Sensors DHT22 + Arduino + RPI) |
||
| (Hi ha 13 revisions intermèdies sense mostrar fetes per 2 usuaris) | |||
| Línia 11: | Línia 11: | ||
Lo ideal és mantenir un rang òptim per evitar electricitat estàtica (ambient sec) i degradació dels components elèctrics per condensació de l'aire (ambient humit). En un datacenter es recomana una humitat relativa als voltants de 45% ±5% ([http://en.wikipedia.org/wiki/TIA-942 norma TIA-942]). | Lo ideal és mantenir un rang òptim per evitar electricitat estàtica (ambient sec) i degradació dels components elèctrics per condensació de l'aire (ambient humit). En un datacenter es recomana una humitat relativa als voltants de 45% ±5% ([http://en.wikipedia.org/wiki/TIA-942 norma TIA-942]). | ||
| − | No es recomana climatitzar un datacenter amb un sistema d'aire condicionat de confort per les persones: la gent afegeix humitat a l'ambient d'una habitació per la respiració o la transpiració, els equips no. El 60-70% de la feina que fa un sistema de confort és remoure calor i l'altre 30-40% és remoure humitat. Un sistema de confort extraurà la humitat per sota dels límits acceptables per a la operació eficient dels equips. O bé | + | No es recomana climatitzar un datacenter amb un sistema d'aire condicionat de confort per les persones: la gent afegeix humitat a l'ambient d'una habitació per la respiració o la transpiració, els equips no. El 60-70% de la feina que fa un sistema de confort és remoure calor i l'altre 30-40% és remoure humitat. Un sistema de confort extraurà la humitat per sota dels límits acceptables per a la operació eficient dels equips. O bé se'ls exposa a possibles problemes per un ambient molt sec (electricitat estàtica), o s'haurà d'adquirir sistemes d'humidificació addicionals. |
==Partícules en suspensió== | ==Partícules en suspensió== | ||
| − | La pols pot danyar els caps lectors dels discs durs. Les partícules poden acumular-se ràpidament en els components electrònicament carregats i | + | La pols pot danyar els caps lectors dels discs durs. Les partícules poden acumular-se ràpidament en els components electrònicament carregats i reduir la capacitat de dissipació de calor, causant que les parts afectades treballin a una temperatura superior als límits d'eficiència, causant el seu deteriorament. L'aplicació de filtres de l'aire minimitza aquests efectes de deteriorament. També s'utilitza el sistema de mantenir una pressió atmosfèrica més alta que a l'exterior per evitar l'entrada de pols. Aquesta pressió més alta es pot aconseguir injectant una mica més d'aire del que s'evacua. |
=Sistemes de refrigeració= | =Sistemes de refrigeració= | ||
==Sistemes passius== | ==Sistemes passius== | ||
| − | Poden ser tot un seguit d'intervencions en els elements constructius de l'espai per tal de que no entri la calor ni surti el fred, com aïllament de parets, reforç dels tancaments, persianes per la llum solar, sales a | + | Poden ser tot un seguit d'intervencions en els elements constructius de l'espai per tal de que no entri la calor ni surti el fred, com aïllament de parets, reforç dels tancaments, persianes per la llum solar, sales a sotans amb temperatura de les parets estable al llarg de l'any, etc... |
==Circulació forçada d'aire exterior== | ==Circulació forçada d'aire exterior== | ||
| Línia 24: | Línia 24: | ||
==Sistemes Inverter== | ==Sistemes Inverter== | ||
| − | En els equips de refrigeració tradicionals, el termostat fa funcionar (ON/OFF) el motor del compresor. Si la temperatura és prou alta s' | + | En els equips de refrigeració tradicionals, el termostat fa funcionar (ON/OFF) el motor del compresor. Si la temperatura és prou alta s'encén, si és prou baixa s'apaga. Amb el sistema inverter, el compressor és de tipus "scroll" de velocitat variable controlat per un regulador de potència que pot fer treballar el sistema amb càrregues parcials. Així, per condicionar un àrea pot funcionar a molta càrrega si fa molta calor o a poca càrrega si no en fa gaire. Aquest sistema permet un estalvi energètic molt considerable. |
==Passadís fred-Passadís calent== | ==Passadís fred-Passadís calent== | ||
Un sistema propi de datacentres en el qual es creen passadissos freds, on miren les parts frontals dels racks, i passadissos calents, on miren els 'culs' dels racks. Llavors es força un sistema de refrigeració que fa circular l'aire fred des del terra pels passadissos freds i, a través dels equips, surt pels passadissos calents, cap al sostre i a la captació del sistema de refrigeració per tancar el cicle. | Un sistema propi de datacentres en el qual es creen passadissos freds, on miren les parts frontals dels racks, i passadissos calents, on miren els 'culs' dels racks. Llavors es força un sistema de refrigeració que fa circular l'aire fred des del terra pels passadissos freds i, a través dels equips, surt pels passadissos calents, cap al sostre i a la captació del sistema de refrigeració per tancar el cicle. | ||
| + | |||
| + | =Sistemes d'automatització i sensors= | ||
| + | Per mantenir les condicions ambientals adequades, es fan servir sistemes d'automatització que valoren les dades dels sensors de temperatura, humitat, etc... i activen o desactiven els sistemes de renovació d'aire, climatització, etc... | ||
| + | |||
| + | El sistema de sensors ambientals es pot ampliar amb sensors de consum elèctric ([http://openenergymonitor.org/emon/ OpenEnergyMonitor]), per tal de monitoritzar el consum i buscar millores d'eficiència energètica, així com per valorar la instal·lació de [[Autoproducció d'energia en un datacenter|sistemes d'autoproducció d'energia elèctrica]]. | ||
| + | |||
| + | ==Sensors de condicions ambientals== | ||
| + | Idealment, els sensors de temperatura i humitat fan mesures en les diferents estàncies d'un datacenter, per optimitzar la refrigeració en cadascuna de les estàncies. Això comporta una instal·lació més complexe, però una optimització de l'energia requerida per climatitzar. | ||
| + | |||
| + | També és bo que es situïn sensors a diferents alçades de les estàncies, per valorar les condicions ambientals a diferents alçades i poder calibrar millor el sistema. Així també es poden preveure canvis en les condicions ambientals de manera més efectiva. | ||
| + | |||
| + | ==Automatització== | ||
| + | Les dades recollides pels sensors ambientals han de ser processades per poder activar/desactivar o augmentar/disminuir el treball dels sistemes de refrigeració. | ||
| + | |||
| + | ===PLC=== | ||
| + | Els [http://ca.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B2gic_programable PLC] són autòmats programables que reben les dades dels sensors i activen/desactiven sortides de potència per relé. N'hi han de econòmics ([http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/logic-module-logo/pages/default.aspx Logo de Siemens] i altres marques low-cost) No es coneixen dispositius d'aquests en format 'open source'. | ||
| + | |||
| + | ===Microcontroladors=== | ||
| + | Dins del món dels microcontroladors, destaquen les plataformes [http://www.arduino.cc Arduino] i [http://www.picaxe.com Picaxe], per la seva orientació 'open source'. En el cas d'Arduino, permet connectar els sensors ambientals a la placa i enviar dades via USB o wifi a un ordinador que pot monitoritzar-les, processar-les i prendre decissions sobre la climatització, i les sortides de la placa poden activar actuadors de refrigeració. | ||
| + | |||
| + | ===Domòtica=== | ||
| + | Per datacenters petits es pot valorar l'utilització de [http://ca.wikipedia.org/wiki/Dom%C3%B2tica sistemes domòtics] com els bassats en [http://en.wikipedia.org/wiki/KNX_%28standard%29 bus KNX] o en [http://en.wikipedia.org/wiki/X10_%28industry_standard%29 X10]. | ||
| + | |||
| + | =Exemple pràctic: Sensors DHT22 + Arduino= | ||
| + | Un exemple d'ús de sensors ambientals ''open-source'' i ''low-cost'' seria la integració de [http://www.bricogeek.com/shop/526-sensor-de-humedad-dht22.html sensors DHT22] amb una placa Arduino. Cada placa podria connectar-se a diversos sensors (8? Depèn del consum dels sensors i el que pugui donar la placa). La programació del microcontrolador podria ajudar-se de les [http://playground.arduino.cc/Main/DHTLib llibreries DHTLib]. La placa Arduino podria enviar les lectures via USB/ethernet/wifi a un ordinador, que podria servir les dades en format web o mitjançant web service a través de la xarxa local o internet. La decisió sobre l'activació/desactivació de la refrigeració i/o circulació d'aire podria ser presa per l'ordinador, i s'activaria per una sortida de placa Arduino a un relé de potència o [http://es.wikipedia.org/wiki/Contactor contactor]. | ||
| + | |||
| + | També hi ha disponible un [http://learn.adafruit.com/dht-humidity-sensing-on-raspberry-pi-with-gdocs-logging driver experimental] per connectar sensors DHT22 directament a una Raspberry Pi. | ||
| + | |||
| + | [[es:Refrigeración en un datacenter]] | ||
| + | [[categoria:datacenter]] | ||
Revisió de 11:55, 3 feb 2014
El manteniment de les condicions ambientals és molt important en un datacenter, ja que garanteix la integritat de la seva informació i la fiabilitat de l'operació dels equips electrònics per molt temps.
Contingut
Condicions ambientals
Temperatura
Les recomanacions de temperatura de treball solen estar entre els 20°C i 25°C (norma TIA-942). Els fabricants de servidors solen recomenar temperatures de 22-23°C (IBM, Dell, HP). Datacenters de grans empreses solen treballar a temperatures com: Google 26°C, Sun 27°C, Cisco 25°C, Facebook 22°C (font: DataCenterKnowledge)
Tot això també depen de la tecnologia utilitzada i del ritme de renovació d'equips. Hi ha qui treballa a temperatures altes amb renovació d'equips cada pocs anys, o bé amb temperatures baixes amb màquines més longeves.
Humitat
Lo ideal és mantenir un rang òptim per evitar electricitat estàtica (ambient sec) i degradació dels components elèctrics per condensació de l'aire (ambient humit). En un datacenter es recomana una humitat relativa als voltants de 45% ±5% (norma TIA-942).
No es recomana climatitzar un datacenter amb un sistema d'aire condicionat de confort per les persones: la gent afegeix humitat a l'ambient d'una habitació per la respiració o la transpiració, els equips no. El 60-70% de la feina que fa un sistema de confort és remoure calor i l'altre 30-40% és remoure humitat. Un sistema de confort extraurà la humitat per sota dels límits acceptables per a la operació eficient dels equips. O bé se'ls exposa a possibles problemes per un ambient molt sec (electricitat estàtica), o s'haurà d'adquirir sistemes d'humidificació addicionals.
Partícules en suspensió
La pols pot danyar els caps lectors dels discs durs. Les partícules poden acumular-se ràpidament en els components electrònicament carregats i reduir la capacitat de dissipació de calor, causant que les parts afectades treballin a una temperatura superior als límits d'eficiència, causant el seu deteriorament. L'aplicació de filtres de l'aire minimitza aquests efectes de deteriorament. També s'utilitza el sistema de mantenir una pressió atmosfèrica més alta que a l'exterior per evitar l'entrada de pols. Aquesta pressió més alta es pot aconseguir injectant una mica més d'aire del que s'evacua.
Sistemes de refrigeració
Sistemes passius
Poden ser tot un seguit d'intervencions en els elements constructius de l'espai per tal de que no entri la calor ni surti el fred, com aïllament de parets, reforç dels tancaments, persianes per la llum solar, sales a sotans amb temperatura de les parets estable al llarg de l'any, etc...
Circulació forçada d'aire exterior
En llocs o èpoques de l'any freds, es pot aprofitar l'aire fred de l'exterior per refrigerar els equips, a través de circulació de renovació d'aire, sempre amb filtres per evitar la pols.
Sistemes Inverter
En els equips de refrigeració tradicionals, el termostat fa funcionar (ON/OFF) el motor del compresor. Si la temperatura és prou alta s'encén, si és prou baixa s'apaga. Amb el sistema inverter, el compressor és de tipus "scroll" de velocitat variable controlat per un regulador de potència que pot fer treballar el sistema amb càrregues parcials. Així, per condicionar un àrea pot funcionar a molta càrrega si fa molta calor o a poca càrrega si no en fa gaire. Aquest sistema permet un estalvi energètic molt considerable.
Passadís fred-Passadís calent
Un sistema propi de datacentres en el qual es creen passadissos freds, on miren les parts frontals dels racks, i passadissos calents, on miren els 'culs' dels racks. Llavors es força un sistema de refrigeració que fa circular l'aire fred des del terra pels passadissos freds i, a través dels equips, surt pels passadissos calents, cap al sostre i a la captació del sistema de refrigeració per tancar el cicle.
Sistemes d'automatització i sensors
Per mantenir les condicions ambientals adequades, es fan servir sistemes d'automatització que valoren les dades dels sensors de temperatura, humitat, etc... i activen o desactiven els sistemes de renovació d'aire, climatització, etc...
El sistema de sensors ambientals es pot ampliar amb sensors de consum elèctric (OpenEnergyMonitor), per tal de monitoritzar el consum i buscar millores d'eficiència energètica, així com per valorar la instal·lació de sistemes d'autoproducció d'energia elèctrica.
Sensors de condicions ambientals
Idealment, els sensors de temperatura i humitat fan mesures en les diferents estàncies d'un datacenter, per optimitzar la refrigeració en cadascuna de les estàncies. Això comporta una instal·lació més complexe, però una optimització de l'energia requerida per climatitzar.
També és bo que es situïn sensors a diferents alçades de les estàncies, per valorar les condicions ambientals a diferents alçades i poder calibrar millor el sistema. Així també es poden preveure canvis en les condicions ambientals de manera més efectiva.
Automatització
Les dades recollides pels sensors ambientals han de ser processades per poder activar/desactivar o augmentar/disminuir el treball dels sistemes de refrigeració.
PLC
Els PLC són autòmats programables que reben les dades dels sensors i activen/desactiven sortides de potència per relé. N'hi han de econòmics (Logo de Siemens i altres marques low-cost) No es coneixen dispositius d'aquests en format 'open source'.
Microcontroladors
Dins del món dels microcontroladors, destaquen les plataformes Arduino i Picaxe, per la seva orientació 'open source'. En el cas d'Arduino, permet connectar els sensors ambientals a la placa i enviar dades via USB o wifi a un ordinador que pot monitoritzar-les, processar-les i prendre decissions sobre la climatització, i les sortides de la placa poden activar actuadors de refrigeració.
Domòtica
Per datacenters petits es pot valorar l'utilització de sistemes domòtics com els bassats en bus KNX o en X10.
Exemple pràctic: Sensors DHT22 + Arduino
Un exemple d'ús de sensors ambientals open-source i low-cost seria la integració de sensors DHT22 amb una placa Arduino. Cada placa podria connectar-se a diversos sensors (8? Depèn del consum dels sensors i el que pugui donar la placa). La programació del microcontrolador podria ajudar-se de les llibreries DHTLib. La placa Arduino podria enviar les lectures via USB/ethernet/wifi a un ordinador, que podria servir les dades en format web o mitjançant web service a través de la xarxa local o internet. La decisió sobre l'activació/desactivació de la refrigeració i/o circulació d'aire podria ser presa per l'ordinador, i s'activaria per una sortida de placa Arduino a un relé de potència o contactor.
També hi ha disponible un driver experimental per connectar sensors DHT22 directament a una Raspberry Pi.
