Блок ротации кондиционеров: устройство, правила подключения и настройки модуля

Поломка кондиционера в офисе не влечет за собой прекращение работы персонала, не так ли? Совсем иначе дело обстоит с серверными комнатами, где необходимо бесперебойное охлаждение воздуха. Включив в систему блок ротации кондиционеров, исключают даже кратковременное превышение предельных значений температуры.

Такое решение предотвращает выход из строя серверного оборудования и создает условия для стабильного выполнения сервисных задач. Мы расскажем о том, как организовать блок ротации. Объясним, как резервировать кондиционеры, подскажем, как установить и настроить устройство.

Показатели температуры воздуха в серверной

Блоки ротации внедрены в системы кондиционирования многих лабораторий, дата-центров, производственных цехов в наукоемких отраслях промышленности. Это неотъемлемый элемент оснащения серверных комнат, которые имеются едва ли не в каждой серьезной организации.

В век информационных технологий даже новые, развивающиеся компании стремятся использовать собственное серверное оборудование для обработки, хранения и обмена данными с партнерами и клиентами.

К температурному режиму в серверной комнате предъявляются строгие требования, выполнение которых возможно только при наличии двух и более кондиционеров

Под серверное оборудование выделяется отдельное технологическое помещение, так называемая серверная комната, где необходимо поддерживать условия эксплуатации, указанные в технической документации заводом-изготовителем. В частности, одним из важнейших параметров является температура воздуха.

По рекомендации Американского общества инженеров по отоплению, холодильному оборудованию и кондиционированию воздуха (ASHRAE), температура в серверных должна быть в пределах от 18 °С до 27 °С. Большинство специализированных компаний, к примеру, предоставляющих услуги хостинга, не допускают повышения температуры воздуха выше 24 °С.

Повышение температуры даже на короткое время способно вызвать сбой в работе серверного оборудования, а для устранения аварии потребуется замена дорогостоящих комплектующих

Настолько строгие температурные рамки обусловлены эксплуатационными особенностями серверных компьютеров. Локальный перегрев тех или иных устройств, входящих в состав сервера, приводит к их поломке. В итоге все сводится к потере важной информации, срывам в производственных, коммерческих, логистических процессов и, как следствие, к утрате репутации и прибыли.

Современный сервер оснащен внутренней системой отвода тепла. Охлаждаются всех внутренние компоненты, выделяющие тепло во время своего функционирования. Но невозможно полностью избежать теплообмена вследствие негерметичности корпуса. Несмотря на радиаторы и даже жидкостное охлаждение, температура внутри корпуса будет близка к температуре окружающей среды.

Наиболее чувствительны к климатическим условиям эксплуатации следующие компоненты:

• центральный процессор;
• жесткий диск;
• оперативная память.

При повышении температуры, происходит расширение материалов, из которых изготовлены компоненты жесткого диска. Это приводит к выходу из строя магнитных дисков, головок, системы позиционирования. Проблемы с жестким диском чреваты потерей важной информации.

Для локального охлаждения серверных процессоров и оперативной памяти используются металлические радиаторы, но при значительном повышении температуры окружающего воздуха они не способны обеспечить защиту от перегрева

В современных серверах устанавливаются оперативные запоминающие устройства, снабженные собственной пассивной системой охлаждения (радиаторами). Но положение дела от этого не меняется. Радиаторы могут спасти ОЗУ только при очень кратковременном и незначительном повышении температуры. Но при более сильном прогреве воздуха они неэффективны.

Система защиты процессора автоматически срабатывает на перегрев, что ведет к отключению сервера и невозможности его нормальной, бесперебойной эксплуатации. Не переносят высокую температуру и многие микрочипы, в частности на южном и северном мостах.

Не стоит рассчитывать, что если наружная (уличная) температура находится в приемлемом диапазоне, можно отказаться от охлаждения воздуха в серверном помещении. Необходимо учитывать все показатели тепловыделения и притоки тепла. Так, тепловая мощность серверов составляет 80-90% от потребленной электрической мощности и зачастую превышает 1 кВт.

Итак, использование дорогостоящего и важного для решения бизнес-задач оборудования, чувствительного к повышению и колебаниям температуры, требует правильно организованного кондиционирования, в котором каждая сплит-система должна работать бесперебойно.

Назначение и устройство блока ротации

Организация системы охлаждения путем установки не только основных, но и запасных, резервных, кондиционеров сама по себе не спасает положение.

Необходимо согласовать работу всех аппаратов таким образом, чтобы при любых условиях температура в помещении оставалась стабильной. Для этой цели используют специализированные комплексы, которые часто называют просто согласователями.

Организация системы кондиционирования, включающей основной и резервный кондиционеры, один управляющий блок, два исполняющих блока и три термодатчика с подключением шины для оповещения о пожаре и аварийных ситуациях

Стандартный комплекс включает в себя управляющий блок и исполнительные блоки. Совместно они выполняют следующие базовые функции:

• контроль за работой системы;
• переключение кондиционеров при поломках;
• обеспечение поочередного функционирования;
• равномерное распределение рабочих часов.

Надежная система кондиционирования серверной состоит из не менее двух кондиционеров: основного и резервного. Каждый из них по своим техническим характеристикам должен быть способен поддерживать необходимые температурные условия в серверном помещении.

При поломке одного кондиционера блок ротации оперативно включает второй, исправный, аппарат. При выполнении данной функции задействуются термодатчики, измеряющие температуру и реагирующие на ее малейшее повышение. Функция резервирования помогает не только в аварийных ситуациях, но и, например, при плановом техобслуживании и ремонте кондиционеров.

Один из вариантов организации системы охлаждения в серверной комнате с блоком резервирования и питанием кондиционеров от отдельного автомата

Реализация такого решения позволяет поменять фильтры, заправить кондиционеры хладогентом, выполнить более сложные операции в любой удобный момент, продолжая при этом поддерживать оптимальный микроклимат в серверном помещении.

Блок ротации также обеспечивает поочередное функционирование кондиционеров и сплит систем и в результате совокупное время их работы примерно одинаково. В результате продлевается межремонтный период и эксплуатационный срок охлаждающего оборудования.

Схемы резервирования кондиционеров

Возможна реализация различных схем резервирования, которые условно обозначаются, как N+1 и 2N, где N – количество кондиционеров, выполняющих аналогичную функцию в системе (от английского «Need» — «Необходимость»).

Самая простая схема, подразумевающая использование всего одного резервного кондиционера, – N+1. Если не настроена система ротации, резервный кондиционер включается только в аварийных случаях и берет на себя всю нагрузку.

В системе может быть несколько основных рабочих кондиционеров и у каждого из них – резервный кондиционер, что обозначается, как 2N и означает 100% резервирование. Понятно, что чем больше резервных кондиционеров, тем выше отказоустойчивость системы.

Особенности монтажа на примере БУРР-1

Как выполняется монтаж покажем на конкретном примере. В России широко распространены блоки управления ротацией и резервированием БУРР-1, работающие совместно с блоками исполнительными специализированными БИС-1. Количество исполнительных блоков может варьироваться в зависимости от общего количества кондиционеров в системе.

Схема подключения БУРР-1 и БИС-1 с передачей сигналов по инфракрасному каналу, с возможностью согласования работы 15 кондиционеров

В комплектацию БУРР-1 помимо самого прибора входит датчик температуры. Исполняющие блоки приобретаются для каждого кондиционера. Комплектуются ИК-зондом и двусторонней самоклеящейся прокладкой для его фиксации. Отдельно приобретается термодатчик.

Отметим, что комплектация согласователей зависит от завода-производителя и часто включает весь необходимый набор термодатчиков и вспомогательных аксессуаров.

Перед началом монтажных работ оборудование обесточивается, соблюдаются другие требования по технике безопасности.

БУРР-1 имеет пластиковый корпус, удобный для установки на специальный металлический профиль – DIN-рейку, которую размещают на электрощите, рядом с автоматами защиты. Для этой цели подходит DIN-рейка длиной 3,5 см.

БИС-1 устанавливают над кондиционером или непосредственное на корпус кондиционера с фиксацией на самоклеящейся двухсторонней прокладке. В области входа направляющих жалюзи фиксируют датчик температуры. Именно здесь он сможет уловить поток холодного воздуха и определить, что кондиционер находится в работающем состоянии.

Также в системе необходим один общий выносной термодатчик, который устанавливают в держателе на стене в серверной комнате на равном расстоянии от кондиционеров. На этот датчик не должно оказываться стороннее тепловое воздействие, например, исходящее от радиаторов отопления.

При возможности организовать электропроводку управляющий блок БУРР-1 можно установить вне щитовой, например, на стене или даже в соседнем помещении.

К БУРР-1 прилагается паспорт и подробная инструкция, где даются рекомендации по монтажу и приводятся схемы, одним из достоинств модели является подключение термодатчика и электропитания без соблюдения полярности

Зонд излучателя устанавливают таким образом, чтобы он «смотрел» в фотоприемник кондиционера с расстояния не более 10 см при допустимом угле отклонения 45-60 градусов.

Дальность передачи устойчивого радиосигнала составляет 50 метров. То есть, это предельное расстояние между основным и исполнительным блоками. Желательно его уменьшить, чтобы снизить уровень помех, исходящих от сторонней аппаратуры.

Следует выделить такие особенности монтажа:

• отсутствие кабельных линий;
• возможность расширения системы;
• реализация разных схем резервирования.

При подключении блока ротации кондиционеров не придется протягивать кабель для передачи управляющих сигналов, что помимо прочего экономит пространство в серверной комнате. Состав системы кондиционирования вариативен.

В нее можно включить разное количество кондиционеров, отличающихся по своей мощности. Развиваясь и наращивая оснащенность серверной комнаты, компания по мере необходимости может включать в систему новые кондиционеры (всего до 15 аппаратов).

Принцип работы блока ротации

В процессе работы с БУРР-1 посредством радиосигналов на частоте 433 МГц передаются команды на исполнительные блоки, которые включают и выключают кондиционеры с помощью инфракрасных излучателей, в соответствии с установленными настройками. Кондиционеры должны быть оснащены фотоприемниками. Этому требованию отвечает большинство современных моделей, в том числе бытового назначения.

Исполняющий блок БИС-1М устанавливается обычно на стене непосредственно над кондиционером, в процессе эксплуатации принимает радиосигналы от управляющего блока и передает команды на включение и выключение кондиционера по ИК-каналу

Осуществляется непрерывный мониторинг термодатчиков. Путем сопоставления полученных данных определяется состояние каждого кондиционера. Если кондиционер включен, а датчик, установленный на его жалюзи, показывает, что на выходе изменение температуры менее 2 С, включаются резервные мощности и подается сигнал об аварии.

Как выполняется настройка

Исходя из установленных пользователем настроек управляющего модуля ротации, включаются и выключаются кондиционеры. При этом соблюдается определенная очередность и заданные интервалы времени.

Чтобы войти в меню настроек управляющего блока, нажимают «Enter». Если настройки меняются в процессе эксплуатации, в момент нажатия этой кнопки блок может передавать команды по ранее заданному протоколу. В этом случае придется немного подождать, продолжая нажимать «Enter».

Пункты меню настроек объединены в несколько групп, включая регистрацию исполнительных блоков, временные и температурные параметры. Информация о работе системы отображается на дисплее управляющего блока. Представляется в виде четко сформулированных фраз и условных обозначений. На дисплее можно увидеть тип передаваемой команды и ее текущий статус, что облегчает настройку и последующую эксплуатацию БУРР-1.

С помощью панели управления каждому кондиционеру присваивается номер, определяется его назначение. Кондиционеры группируются в зависимости от назначения: резерв, участники ротации и т.п.

Передняя панель БУРР-1 с ЖК-дисплеем и кнопками управления, за счет компактных размеров занимает мало места в электрощитовом шкафу, благодаря продуманной эргономике удобен для установки настроек

Используя панель ввода данных, устанавливают предельно допустимые значения температуры в серверной комнате, температуру подключения, отключения, срабатывания аварийного сигнала, а также параметры времени, касающиеся совместной работы и ротации.

Режим работы исполняющего блока определяется по изменению цвета и частоты мигания расположенного внизу корпуса диода. К примеру, когда исполнительный блок находится в обычном режиме и ждет команду от управляющего блока, его светодиод медленно мигает зеленым светом.

При поступлении такой команды на 1-2 секунды загорается желтый свет. Выполнение команды включения сопровождается частым миганием зеленого цвета. Если же происходит выключение, светодиод загорается красным и также часто мигает.

Установив настройки и желая выйти из меню, нажимают кнопку «ESC». Если 4 минуты не нажимать кнопки, то есть полностью бездействовать, выход будет выполнен в автоматическом режиме.

Если нет нажатия кнопок, так как происходит запись команды и ожидается ИК-сигнал, автоматического выхода не произойдет. Обратите внимание, что при выполнении некоторых операций нажатие «ESC» повлечет выход из меню, при котором внесенные в настройки изменения не сохранятся.

Независимо от модели процесс настройки интуитивно понятен, как это видно по фото согласователя работы кондиционеров СРК-М3 с указанием кнопок управления, датчиков, сервисных и информационных светодиодов

Когда блок находится в режиме настроек, управление ротацией приостанавливается, хотя все таймеры работают, отсчитывая время функционирования каждой группы кондиционеров и время ротации.

Процесс настройки управляющего модуля ротации подробно расписан в прилагаемой к нему инструкции.

Правила ухода за оборудованием

Чтобы обеспечить нормальную работу и долгий срок службы, регулярно выполняют техническое обслуживание управляющих и исполнительных блоков. Раз в 3-4 месяца проверяется надежность крепления, качество соединений, исправность разъемов. Клеммники и внешние поверхности корпусов по мере загрязнения необходимо очищать от пыли, не допуская попадания на них мусора и посторонних предметов.

Факторы выбора и дополнительный функционал

На рынке представлены разные модели и модификации блоков ротации и резервирования кондиционеров, отличающиеся между собой:

• по характеристикам;
• по набору функций;
• по способу монтажа;
• по типу управления.

Управляющий сигнал может передаваться не только по инфракрасному каналу, как у БУРР-1, но и по проводам. Комплектация отличается по количеству термодатчиков. Сами датчики могут работать с той или иной погрешностью, от чего в определенной степени зависит скорость срабатывания блока ротации. Также обращают внимание на погрешность таймера. Эти и другие данные должны быть указаны в сопроводительной документации.

При выборе согласователя учитываются требования к системе кондиционирования, ее состав и конфигурация. Так, для кондиционеров без фотоприемников можно выбрать устройства с проводным типом управления. Важным критерием является функционал устройства.

Сегодня можно приобрести блоки ротации с широким набором функций. Помимо выполнения своих основных задач эти устройства автоматически перезапускают кондиционеры, работа которых была прекращена из-за отсутствия электропитания. Не допускают отключения кондиционеров, если человек случайно даст такую команду с дистанционного пульта управления.

Один из самых простых блоков резервирования на два кондиционера, слева кнопки для регистрации и настройки, справа кнопки переключения в рабочий и сервисный режимы

При подключении шлейфов сигнализации передаются сообщения об аварийных ситуациях. К примеру, сообщение о пожаре отправляется, в случае если температура в серверной поднимется выше определенного значения (обычно при 69º С). Сигнал может подаваться на пульт пожарной охраны, также возможно оповещение персонала с помощью СМС.

Записываются события и данные с термодатчиков в энергонезависимые журналы. Предоставляется возможность удаленного управления через интерфейс RS485 и Ethernet. Осуществляется поддержка промышленного протокола связи Modbus.

Ознакомившись с описанием и техническими характеристиками прибора, стоит убедиться в значимости его функционала, чтобы сделать обоснованный экономически целесообразный выбор.

Нужно учитывать, что бесперебойность охлаждения зависит не только от блока резервирования, но и от самих кондиционеров. В серверных используют прецизионные, канальные и настенные инверторные сплит-системы. Наиболее востребован последний вариант, так как такие аппараты значительно дешевле и занимают меньше места.

Настенные кондиционеры обеспечивают надлежащее охлаждение серверных комнат и, в отличие от прецизионных моделей могут использоваться в помещениях небольшой площади

При выборе настенного кондиционера обращают внимание на хладопроизводительность, которая должна соответствовать теплоизбыткам, подлежащим нейтрализации.

Система кондиционирования должна функционировать в серверной вне зависимости от времени года. Если нижний предел рабочей температуры кондиционеров ограничен -10 С, дополнительно приобретаются низкотемпературные комплекты.

Выводы и полезное видео по теме

Запуск в эксплуатацию системы кондиционирования с согласователем в серверной комнате:

Распаковка и обзор блока ротации для двух кондиционеров:

Для бесперебойного, круглосуточного охлаждения серверной комнаты и исключения отказов оборудования используются блоки ротации и резервирования, которые включают и выключают кондиционеры по заданному алгоритму. При выходе из строя или нехватки мощности одного из кондиционеров незамедлительно включается резервный. За счет переменной работы увеличивается срок эксплуатации кондиционеров.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о собственном опыте в установке и настройке блока ротации для системы кондиционирования. Делитесь полезной информацией и фотоснимками по теме статьи, задавайте вопросы.