Жидкости широко используются для организации функционирования ЦОД. В первую очередь на ум приходит жидкость-теплоноситель в системах охлаждения. Это может быть вода или раствор этилен- или пропилен-гликолей. Применяются также установки с адиабатическим доохлаждением, где вода играет роль дополнительного поглотителя тепловой энергии. Дизель-генераторные установки (ДГУ) также работают на жидком топливе, на солярке или бензине. Охлаждающие жидкости и масла в ДГУ - жидкости. Вода в системе пожаротушения - жидкость. И все эти жидкости нужны и важны для работы той или иной части инфраструктуры ЦОДа. Даже вода в простом бытовом водопроводе необходима, чтобы персонал ЦОД не испытывал дискомфорта при работе на объекте. И для функционирования ЦОД нужны не просто жидкости по списку, а жидкости вполне определенной температуры, количества, под вполне определенным давлением.
С другой стороны, бесконтрольная жидкость (речь про протечки и разливы) всегда представляет из себя угрозу для ЦОД. По причине своей токсичности (гликоли, топливо), высокой токопроводности (вода), пожароопасности (топливо, масло), экологической угрозе (топливо, масла, гликоль) жидкости несут угрозу для персонала, оборудования и ЦОД в целом.
Для того, чтобы ЦОД работал нормально, крайне важно контролировать все, что с жидкостями связано. Несмотря на масштабность постановки задачи, при внимательном рассмотрении число решаемых задач оказывается весьма и весьма ограниченным. К числу таких задач относится:
Какие же технические решения применяются для мониторинга жидкостей? Их тоже ограниченное количество.
Подводя итог, можем сказать, что мониторинг жидкостей в ЦОД очень важен для обеспечения бесперебойной работы, им обязательно нужно заниматься. В силу специфики его сложно внедрять на действующих ЦОД, поэтому о нем всегда нужно думать заранее. Важно владеть доступными неинвазивными техническими решениями, доступными на рынке, их можно применять и на действующих ЦОД. Важно знать возможности установленного у вас в ЦОД оборудования инженерной инфраструктуры, причем не только кондиционеров, но и насосов, компрессоров и пр, чтобы использовать данные, доступные с них. И использовать весь доступный набор источников данных (с оглядкой на сложность и стоимость), что мы в наших проектах обычно и делаем.
С другой стороны, бесконтрольная жидкость (речь про протечки и разливы) всегда представляет из себя угрозу для ЦОД. По причине своей токсичности (гликоли, топливо), высокой токопроводности (вода), пожароопасности (топливо, масло), экологической угрозе (топливо, масла, гликоль) жидкости несут угрозу для персонала, оборудования и ЦОД в целом.
Для того, чтобы ЦОД работал нормально, крайне важно контролировать все, что с жидкостями связано. Несмотря на масштабность постановки задачи, при внимательном рассмотрении число решаемых задач оказывается весьма и весьма ограниченным. К числу таких задач относится:
- Мониторинг температуры жидкости. Теплоноситель в системе охлаждения, охлаждающая жидкость, масло и топливо в ДГУ, вода в адиабатических системах должны быть строго определенной температуры. Иначе дизель не заведётся, эффективность систем охлаждения серьезно упадет, вода и электроэнергия (а, следовательно, и деньги) будут расходоваться без должного эффекта, впустую.
- Мониторинг давления жидкости. Давление необходимо для получения двух вещей - достаточного для чего-то объема жидкости в единицу времени и получения необходимых физических эффектов (открывание клапанов, распыление и т.п.). Нет давления - системы, использующие жидкости, могут работать нештатно или остановиться вовсе. Недостаток воды не даст потушить пожар, недостаток топлива не даст ДГУ развить номинальную мощность, недостаток масла в двигателе приведет к повышенному износу деталей и скорой поломке.
- Мониторинг доступного количества жидкости. Здесь решается вопрос “а на сколько нам этой жидкости хватит?”. Особенно актуален это вопрос для топлива для ДГУ. Полный бак - ЦОД будет работать часы, а то и десятки часов. Чуть на донышке - хорошо бы иметь топливозаправщик на подходе. Или другой ДГУ… Актуально также для всех жидкостей, которые расходуются не из магистральных сетей от поставщиков, а из резервуаров инфраструктуры ЦОД. в основном это, конечно, вода.
- Мониторинг расхода жидкости. Знание расхода необходимо, чтобы понять, корректно ли работает оборудование. Паспортный, заявленный производителем расход, как правило, известен, если показания мониторинга от него существенно отличаются, это может быть свидетельством какой-то неисправности. Самый простой, всем понятный пример - каждый автомобилист знает, сколько топлива сжигает его автомобиль на 100 километров. И если вдруг эта цифра серьезно меняется, это повод для визита в автосервис. Так же и в ЦОД.
- Мониторинг разливов и протечек. Тут, в принципе, все описано выше. Плюс у нас есть отдельная статья про это. Жидкость должна быть там, где ей положено - в трубе, в системе, в резервуаре. А там где ей быть не положено - ее быть не должно. Потому что опасно. Для людей, техники и ЦОД в целом.
Какие же технические решения применяются для мониторинга жидкостей? Их тоже ограниченное количество.
- Мониторинг температуры. Используются термодачики, в зависимости от конструкции системы, содержащей жидкость, это могут быть либо погружные, когда датчик погружен в жидкость, либо накладные, когда датчик фактически измеряет температуру трубы либо бака. По интерфейсам это могут либо цифровые (1-Wire, ModBus), либо аналоговые (10 B или просто термопары, изменяющие сопротивление), по типам - активные или пассивные. Каждый тип имеет свои плюсы и минусы, свои особенности применения, с которыми неплохо бы ознакомиться перед принятием решения.
- Есть и еще один источник данных о температуре жидкостей - данные с контроллеров, управляющих оборудованием инфраструктуры. Как правило, в набор доступных данных основные температуры производители включают. Этими данными тоже не следует пренебрегать.
- Мониторинг давления. На рынке представлено большое количество датчиков давления с самыми разными интерфейсами и точностью. Но все они требуют врезки в емкость или трубу, давление в которой нужно контролировать. Поэтому использование таких датчиков нужно проектировать сильно заранее, на этапе проектирования. Внедрение на работающем ЦОДе, как правило, невозможно.
- Так же как в случае с температурой, данные об основных показателях давления производители включают с в набор доступных данных контроллеров, управляющих оборудованием инфраструктуры. Использование этих данных не требует никаких физических доработок, начать получать их быстро и несложно и это как раз можно и нужно делать на работающем ЦОД.
- Мониторинг доступного количества это, в подавляющем большинстве случаев, мониторинг уровней. Задача важная, но решается легко. Как правило, датчики уровня - это встроенные датчики поплавкового типа (реже - ультразвуковые). Бывают активные и пассивные с интерфейсами типа “сухой контакт”, “открытый коллектор”, “ModBus”. Специфика та же, что и с датчиками давления - встраивание в существующие системы сложно, на работающих системах возможно в редких случаях, лучше продумывать заранее. На действующем ЦОД стоит активно поинтересоваться возможностями оборудования, часто оказывается, что датчики есть, но не используются или их можно относительно просто доустановить.
- И конечно же, данные об уровнях основных жидкостей часто могут быть доступны через управляющие контроллеры. Изучите данные контроллера и берите данные через них. Возможно, их набор не устроит вас с точки зрения полноты, но это гораздо лучше, чем ничего.
- Мониторинг расхода можно мониторить двумя способами. Первый - использование специализированных расходомеров, встроенных в систему. Специфика та же - на работающем ЦОДе этого не сделать, думать нужно заранее. Но зато данные там где нужно и точные. Расходомеров на рынке также сейчас большое количество, самых разных типов и интерфейсов, от сухих контактов до LoRa и ZigBee, выбирать конкретный тип нужно исходя из решаемой задачи, ограничений и имеющегося бюджета.
- Альтернативный способ мониторинга расхода жидкости можно использовать, если у вас есть данные о доступном количестве жидкости. Разница между этими показаниями, подсчитанная за единицу времени и есть расход. Этот способ подходит не для всех систем, он не работает, в частности, в системах, в которых есть подкачка (периодическая или постоянная) жидкости в контролируемых резервуар. Но в ряде случаев этот способ может стать хорошим и весьма бюджетным выходом.
- Мониторинг протечек подробно описан в специальной статье, повторяться не будем.
Подводя итог, можем сказать, что мониторинг жидкостей в ЦОД очень важен для обеспечения бесперебойной работы, им обязательно нужно заниматься. В силу специфики его сложно внедрять на действующих ЦОД, поэтому о нем всегда нужно думать заранее. Важно владеть доступными неинвазивными техническими решениями, доступными на рынке, их можно применять и на действующих ЦОД. Важно знать возможности установленного у вас в ЦОД оборудования инженерной инфраструктуры, причем не только кондиционеров, но и насосов, компрессоров и пр, чтобы использовать данные, доступные с них. И использовать весь доступный набор источников данных (с оглядкой на сложность и стоимость), что мы в наших проектах обычно и делаем.