Serwis chłodzenia serwerowni i data center: diagnostyka awarii

Serwis chłodzenia serwerowni obejmuje diagnostykę, przeglądy i naprawy przemysłowych instalacji odpowiedzialnych za odbiór ciepła z infrastruktury IT. W większych serwerowniach i data center nie jest to pojedynczy klimatyzator. Układ może obejmować chillery, instalację wody lodowej, pompy, dry coolery, wymienniki, szafy CRAC lub CRAH oraz automatykę. Awaria jednego elementu może zaburzyć pracę całego systemu.

W obiektach o znaczeniu krytycznym chłodzenie pracuje przez cały rok. Obciążenie zmienia się razem z pracą serwerów, urządzeń sieciowych i systemów pamięci masowej. Dlatego serwis powinien oceniać instalację jako jeden układ. Samo sprawdzenie temperatury w pomieszczeniu nie wystarcza.

Dlaczego chłodzenie serwerowni wymaga podejścia przemysłowego?

Serwerownia generuje ciepło niezależnie od temperatury zewnętrznej. System chłodniczy musi więc działać również zimą. W dużych obiektach chłód często wytwarza agregat wody lodowej. Medium trafia następnie do odbiorników odpowiedzialnych za chłodzenie powietrza lub bezpośredni odbiór ciepła.

W takim układzie sprawność samego chillera to dopiero początek. Znaczenie ma przepływ medium, praca pomp, stan wymienników i zaworów. Równie ważna jest automatyka oraz prawidłowe przekazywanie alarmów. Nawet sprawny agregat nie zapewni chłodzenia, jeśli przepływ wody zostanie ograniczony.

Dlatego serwis chłodzenia data center powinien obejmować źródło chłodu, hydraulikę oraz odbiorniki. Pozwala to szukać rzeczywistej przyczyny problemu zamiast usuwać tylko jego objawy.

Z czego składa się przemysłowy system chłodzenia data center?

Nie ma jednego schematu dla wszystkich centrów danych. Instalacje różnią się mocą, redundancją oraz sposobem odprowadzania ciepła. Często spotyka się jednak kilka współpracujących ze sobą grup urządzeń.

• chillery chłodzone powietrzem lub wodą,
• instalacje wody lodowej albo roztworu glikolu,
• pompy obiegowe i układy pompowe,
• wymienniki ciepła, zbiorniki buforowe i armaturę,
• dry coolery oraz układy free coolingu,
• szafy klimatyzacji precyzyjnej CRAC,
• szafy CRAH zasilane wodą lodową,
• automatykę, sterowniki, czujniki i system BMS.

W instalacji z CRAH chiller przygotowuje wodę lodową dla wymiennika znajdującego się w szafie. Wentylatory wymuszają przepływ powietrza przez wymiennik. Schłodzone powietrze trafia następnie do strefy urządzeń IT.

CRAC może pracować z własnym obiegiem chłodniczym i sprężarką. Niezależnie od rozwiązania urządzenia muszą reagować na rzeczywiste obciążenie cieplne. Znaczenie ma też właściwy przepływ powietrza przez szafy serwerowe.

Przemysłowa instalacja chłodzenia serwerowni i data center

Temperatura pomieszczenia nie pokazuje całej sytuacji

Jednym z błędów jest ocenianie chłodzenia wyłącznie na podstawie jednego czujnika. Temperatura mierzona na ścianie może wyglądać poprawnie. Jednocześnie przed konkretną szafą rack może powstawać lokalny gorący punkt.

ASHRAE dla wielu klas sprzętu IT wskazuje zalecany zakres temperatury powietrza na wlocie urządzeń od 18 do 27°C. Ważne jest właśnie miejsce pomiaru. Parametry przy wlocie serwera mogą różnić się od temperatury w innej części pomieszczenia.

Przyczyną problemu może być mieszanie strumieni ciepłego i zimnego powietrza. Wpływa na to również niedostateczny przepływ przez jednostki CRAH lub CRAC. Dlatego diagnostyka powinna łączyć pomiary instalacji chłodniczej z oceną sposobu odbioru ciepła.

Co obejmuje serwis chłodzenia serwerowni?

Zakres prac zależy od budowy instalacji oraz wykorzystywanych urządzeń. W systemach przemysłowych kontrola powinna obejmować parametry po stronie chłodniczej, hydraulicznej i elektrycznej. Technik analizuje też historię alarmów oraz sposób pracy automatyki.

Diagnostyka agregatu wody lodowej

Chiller odpowiada za wytworzenie chłodu dla całej instalacji. Podczas serwisu sprawdza się między innymi temperatury i ciśnienia układu chłodniczego. Kontroli wymagają sprężarki, wymienniki, wentylatory oraz zabezpieczenia. Technik ocenia również parametry elektryczne i działanie automatyki.

Istotna jest różnica temperatur po stronie wody lodowej. Należy ją interpretować razem z przepływem oraz aktualnym obciążeniem. Sam odczyt temperatury zasilania nie pozwala prawidłowo ocenić pracy całego układu.

Kontrola instalacji wody lodowej

System wody lodowej łączy źródło chłodu z odbiornikami. Dlatego kontroluje się pracę pomp, zaworów, filtrów i wymienników. Spadek przepływu może prowadzić do pogorszenia odbioru ciepła, mimo prawidłowej pracy chillera.

Znaczenie ma także stan medium. W instalacjach glikolowych trzeba uwzględnić właściwości zastosowanego roztworu oraz warunki jego pracy. Nieprawidłowe parametry medium wpływają na wymianę ciepła i hydraulikę układu.

Serwis odbiorników chłodu

Serwis klimatyzacji precyzyjnej serwerowni powinien obejmować elementy odpowiadające za rzeczywisty odbiór ciepła. Sprawdza się wymienniki, filtry, wentylatory, zawory i czujniki. Kontroli wymaga też odpływ kondensatu, jeżeli występuje w danym rozwiązaniu.

Zabrudzony wymiennik albo filtr może ograniczyć przepływ powietrza. Uszkodzony wentylator zmniejsza wydajność nawet przy dostępnej mocy chłodniczej. Dlatego diagnostyka musi uwzględniać zarówno źródło chłodu, jak i jego odbiorniki.

Awaria chłodzenia serwerowni. Gdzie szukać przyczyny?

Awaria chłodzenia serwerowni nie zawsze oznacza uszkodzenie klimatyzacji precyzyjnej. Problem może rozpocząć się znacznie wcześniej. Usterka chillera, pompy lub zaworu może ograniczyć dostępny chłód w całym obiekcie.

Podczas diagnostyki trzeba ustalić, gdzie instalacja traci zdolność odbioru ciepła. Pomaga w tym logiczne przejście przez kolejne części systemu.

• Czy chiller osiąga wymagane parametry pracy?
• Czy pompy zapewniają odpowiednią cyrkulację medium?
• Czy filtry i wymienniki nie ograniczają przepływu?
• Czy zawory regulacyjne reagują na sygnały sterownika?
• Czy jednostki CRAH lub CRAC zapewniają właściwy przepływ powietrza?
• Czy czujniki przekazują wiarygodne wartości?
• Czy automatyka prawidłowo uruchamia urządzenia rezerwowe?

Taka diagnostyka pozwala uniknąć przypadkowej wymiany kolejnych podzespołów. Jest to szczególnie ważne w rozbudowanych instalacjach z kilkoma źródłami chłodu.

Najczęstsze problemy w przemysłowych układach chłodzenia serwerowni

Objawem problemu może być wzrost temperatury, częstsze alarmy lub niestabilna praca urządzeń. Czasami system nadal chłodzi, ale robi to z coraz mniejszym zapasem wydajności.

Spadek wydajności chillera

Przyczyną może być problem po stronie wymiany ciepła, czynnika chłodniczego albo sprężarki. Znaczenie mają także zabrudzone skraplacze i nieprawidłowa praca wentylatorów. Diagnostyka powinna opierać się na rzeczywistych parametrach pracy urządzenia.

Ograniczony przepływ medium

Zapchany filtr, niesprawna pompa lub nieprawidłowo działający zawór może zmniejszyć przepływ. Wtedy odbiornik nie otrzymuje wymaganej ilości wody lodowej. Efektem może być wzrost temperatury powietrza po stronie infrastruktury IT.

Problemy z automatyką

Czujnik może przekazywać błędną wartość mimo sprawności mechanicznej instalacji. Sterownik może też niewłaściwie reagować na zmianę obciążenia. W układach redundantnych szczególnie ważne jest prawidłowe przełączanie jednostek podstawowych i rezerwowych.

Zabrudzone wymienniki i filtry

Zanieczyszczenia pogarszają wymianę ciepła oraz przepływ powietrza. Urządzenie może wtedy pracować dłużej, a mimo to nie osiągać oczekiwanej wydajności. Regularna kontrola tych elementów jest częścią serwisu prewencyjnego.

Kiedy wezwać serwis, zanim pojawi się krytyczny alarm?

Nie każda usterka zaczyna się od całkowitego zatrzymania chillera. Wiele problemów rozwija się stopniowo. Pierwszym sygnałem może być wydłużony czas pracy sprężarek albo częstsze uruchamianie kolejnych stopni mocy. Niepokojący jest również rosnący rozdźwięk między wartością zadaną a rzeczywistą temperaturą medium.

Do kontroli powinny skłonić powtarzające się alarmy przepływu, ciśnienia lub temperatury. Podobnie należy traktować nietypowe drgania, hałas oraz częste restarty urządzeń. W instalacji hydraulicznej znaczenie mają również wahania ciśnienia i niestabilna praca pomp.

Po stronie serwerowni sygnałem może być lokalny wzrost temperatury przy części szaf. Jeżeli problem pojawia się mimo prawidłowej temperatury wody lodowej, trzeba sprawdzić odbiorniki oraz przepływ powietrza. Wymiana ustawień sterownika bez znalezienia przyczyny może jedynie przesunąć problem w czasie.

Wczesna diagnostyka daje możliwość zaplanowania naprawy w kontrolowanym terminie. Pozwala też ocenić, czy instalacja zachowuje wymagany zapas wydajności przy rosnącym obciążeniu infrastruktury IT.

Po naprawie trzeba sprawdzić system pod rzeczywistym obciążeniem

Sama wymiana uszkodzonego elementu nie kończy prawidłowej obsługi awarii. Po naprawie trzeba sprawdzić, czy cały układ wrócił do stabilnej pracy. Technik powinien ocenić parametry chillera, przepływ medium oraz reakcję odbiorników.

Ważne jest też sprawdzenie alarmów i sekwencji sterowania. Jeżeli instalacja wykorzystuje redundancję, należy zweryfikować współpracę jednostek podstawowych i rezerwowych. Dopiero wtedy można ocenić, czy przyczyna awarii została rzeczywiście usunięta.

Redundancja nie zastępuje sprawnego serwisu

W data center często stosuje się nadmiarowość źródeł chłodu, pomp lub jednostek precyzyjnych. Ma ona ograniczyć skutki awarii pojedynczego elementu. Sama obecność urządzenia rezerwowego nie daje jednak pewności jego prawidłowego zadziałania.

Podczas przeglądu trzeba zweryfikować logikę pracy układu. Dotyczy to sekwencji załączania, alarmów, przełączania oraz komunikacji między urządzeniami. Jednostka rezerwowa powinna być gotowa wtedy, kiedy rzeczywiście stanie się potrzebna.

Ważna jest również analiza wspólnych elementów instalacji. Dwa chillery nie zapewnią pełnej redundancji, jeśli zależą od jednego niesprawnego obiegu lub wspólnego elementu sterowania.

Dry cooler i free cooling w całorocznym chłodzeniu

Serwerownie odprowadzają ciepło również przy niskiej temperaturze zewnętrznej. Daje to możliwość wykorzystania rozwiązań ograniczających pracę sprężarek. Jednym z elementów takiego systemu może być dry cooler.

W odpowiednio przygotowanej instalacji niska temperatura powietrza zewnętrznego pomaga odbierać ciepło z medium. Zastosowanie free coolingu zależy jednak od parametrów całego systemu. Znaczenie mają wymagane temperatury, wymienniki, medium i sposób sterowania.

Serwis takiego układu obejmuje również wentylatory, wymienniki oraz automatykę dry coolera. Zabrudzenie powierzchni wymiany ciepła albo awaria wentylatora może ograniczyć dostępny efekt chłodzenia.

Monitoring pozwala zobaczyć problem wcześniej

W instalacji pracującej przez cały rok pojedynczy odczyt podczas przeglądu daje ograniczony obraz. Dużą wartość ma analiza trendów zapisanych przez automatykę lub BMS. Można obserwować temperaturę zasilania i powrotu, alarmy oraz czasy pracy urządzeń.

Zmiana zachowania systemu często pojawia się przed całkowitą awarią. Chiller może pracować dłużej. Pompa może nie osiągać oczekiwanych parametrów. Temperatura w określonej strefie może stopniowo rosnąć przy podobnym obciążeniu IT.

Dane nie zastępują diagnostyki technicznej. Pomagają jednak określić, kiedy i w jakich warunkach zaczyna się problem. Ułatwia to znalezienie przyczyny niestabilnej pracy.

Serwis prewencyjny ogranicza ryzyko nieplanowanego zatrzymania chłodzenia

W obiektach krytycznych nie powinno się czekać na pierwszy alarm wysokiej temperatury. Przeglądy pozwalają wykrywać pogarszający się stan podzespołów podczas kontrolowanych prac serwisowych.

Harmonogram trzeba dopasować do rodzaju urządzeń, warunków pracy i zaleceń producenta. Innego podejścia wymaga chiller pracujący sezonowo, a innego agregat działający przez cały rok. Znaczenie ma również poziom redundancji systemu.

Dobry przegląd kończy się oceną stanu instalacji oraz wskazaniem zauważonych nieprawidłowości. Dzięki temu właściciel obiektu może zaplanować naprawę przed utratą wymaganej wydajności.

Serwis chłodzenia data center wymaga spojrzenia na cały układ

W serwerowni źródło chłodu, hydraulika, odbiorniki i automatyka tworzą jeden system. Usterka każdego z tych elementów może ograniczyć możliwość odprowadzania ciepła. Z tego powodu skuteczny serwis nie może kończyć się na skasowaniu alarmu.

SKiC specjalizuje się w chłodnictwie przemysłowym oraz obsłudze agregatów wody lodowej. Realizujemy diagnostykę, przeglądy i naprawy agregatów wody lodowej pracujących w instalacjach przemysłowych i obiektach technicznych. Analizujemy również współpracę chillera z hydrauliką, odbiornikami chłodu oraz automatyką.

Jeżeli serwis chłodzenia serwerowni wymaga diagnostyki chillera, instalacji wody lodowej albo dry coolera, skontaktuj się z SKiC. Działamy mobilnie na terenie całej Polski. Zgłoszenia przyjmujemy pod numerem +48 501 179 381 oraz adresem info@skic.com.pl

FAQ: serwis chłodzenia serwerowni i data center

Na czym polega serwis chłodzenia serwerowni?

Serwis chłodzenia serwerowni obejmuje diagnostykę, przeglądy i naprawy urządzeń odpowiedzialnych za odbiór ciepła z infrastruktury IT. W instalacjach przemysłowych kontrola może obejmować chillery, układy wody lodowej, pompy, dry coolery, wymienniki, jednostki CRAC i CRAH oraz automatykę sterującą.

Co może powodować awarię chłodzenia serwerowni?

Awaria chłodzenia serwerowni może wynikać z uszkodzenia chillera, pompy, wentylatora, zaworu lub czujnika. Przyczyną bywają także zabrudzone wymienniki, ograniczony przepływ wody lodowej, błędy automatyki albo problemy z dystrybucją chłodnego powietrza.

Co obejmuje serwis chłodzenia data center?

Serwis chłodzenia data center powinien obejmować cały układ chłodniczy, a nie tylko pojedyncze urządzenie. Technik sprawdza źródło chłodu, instalację hydrauliczną, odbiorniki, parametry pracy urządzeń, alarmy, czujniki oraz współpracę systemu z automatyką i BMS.

Czy serwis klimatyzacji precyzyjnej serwerowni obejmuje również chiller?

Jeżeli szafy CRAH lub inne odbiorniki korzystają z wody lodowej, serwis klimatyzacji precyzyjnej serwerowni powinien uwzględniać również pracę chillera i instalacji hydraulicznej. Problem z temperaturą w serwerowni może wynikać z ograniczonej wydajności źródła chłodu, spadku przepływu albo awarii pompy.