Datakeskusten laskentatehon kasvu lisää jäähdytyksen vaatimuksia. Erityisesti tekoälyn ja muiden paljon laskentakapasiteettia vaativien sovellusten yleistyminen kasvattaa palvelimien tuottamaa lämpökuormaa. Jotta laitteet toimivat luotettavasti, lämpö on siirrettävä tehokkaasti pois järjestelmästä. Tässä tehtävässä jäähdytyksen mittauksella ja oikeilla anturivalinnoilla on tärkeä rooli.
Perinteisen ilmajäähdytyksen rinnalla nestejäähdytys on yleistynyt ratkaisuna sovelluksissa, joissa lämpöä syntyy paljon ja se on poistettava tehokkaasti. Nestejäähdytyksen toiminta edellyttää kuitenkin, että jäähdytysneste kiertää järjestelmässä suunnitellusti ja sen lämpötilaa voidaan seurata luotettavasti. Virtaus-, lämpötila- ja paineanturit tuottavat tietoa, jonka avulla jäähdytysprosessia voidaan valvoa ja poikkeamiin reagoida ajoissa.
Miksi datakeskusten jäähdytystä pitää mitata?
Nestejäähdytysjärjestelmässä pelkkä jäähdytyslaitteiston toiminta ei takaa, että lämpö siirtyy tehokkaasti pois palvelimilta. Myös jäähdytysnesteen virtauksen, lämpötilan ja paineen on pysyttävä sovellukselle sopivissa rajoissa.
Jos nesteen virtaus heikkenee tai keskeytyy, lämpöä ei välttämättä siirry pois palvelimilta riittävästi. Vastaavasti lämpötilan nousu tai paineen poikkeama voi kertoa jäähdytysjärjestelmän toimintahäiriöstä tai muutoksesta prosessiolosuhteissa. Ilman jatkuvaa mittaustietoa ongelman havaitseminen voi viivästyä.
Antureiden avulla jäähdytysjärjestelmän toimintaa voidaan valvoa reaaliaikaisesti. Kun mittausarvot välitetään automaatiojärjestelmään, niitä voidaan hyödyntää esimerkiksi hälytysten muodostamisessa, pumppujen ohjauksessa ja poikkeamien tunnistamisessa. Näin mittaustieto tukee sekä järjestelmän toimintavarmuutta että jäähdytyksen hallintaa.
Missä kohtaa datakeskuksen jäähdytysjärjestelmää antureita tarvitaan?
Nestejäähdytysjärjestelmässä on tyypillisesti kaksi jäähdytyspiiriä, joiden välillä toimii jäähdytysnesteen jakeluyksikkö eli CDU (Coolant Distribution Unit). Ensiöpiiri siirtää lämpöä ulkoiseen jäähdytyslaitteistoon, kun taas toisiopiiri kuljettaa jäähdytysnestettä palvelimille tai palvelintelineille.
Ensiöpiirissä virtausantureilla voidaan seurata nesteen kiertoa jäähdytyslaitteiston ja CDU-yksikön välillä. Ulkolämpötilalle altistuvissa putkistoissa jäähdytysaineena voidaan käyttää veden sijasta esimerkiksi PG25-vesi-glykoliseosta jäätymisriskin vähentämiseksi.
Toisiopiirissä jäähdytysneste kiertää CDU-yksikön ja palvelimien välillä. Virtausmittaus auttaa valvomaan nesteen jakautumista järjestelmässä, ja meno- sekä paluulinjojen lämpötilat antavat lisätietoa jäähdytyksen toiminnasta. Mittausten avulla voidaan havaita tilanteita, joissa virtaus tai lämpötila poikkeaa tavoitellusta.
Antureiden sijoittelussa on huomioitava järjestelmän rakenne ja se, mistä kohdista mittaustieto on hyödyllisintä kerätä. Mittauspisteiden valinta vaikuttaa siihen, kuinka kattavasti jäähdytyksen toimintaa voidaan valvoa.
Virtauksen ja lämpötilan mittaaminen samalla anturilla
Datakeskusten nestejäähdytykseen on saatavilla antureita, jotka mittaavat sekä nesteen virtausnopeutta että lämpötilaa samalla mittauspisteellä. Tämä mahdollistaa kahden keskeisen prosessisuureen seurannan yhdellä laitteella.
Wenglorin FXFF318- ja FXFF319-virtausanturit on suunniteltu nestejäähdytyksen tarpeisiin. Ne mittaavat samanaikaisesti virtausnopeutta ja väliaineen lämpötilaa, ja niiden tehdaskalibrointi on tehty PG25-vesi-glykoliseokselle. Anturit soveltuvat myös vesi- ja ionivaihdettua vettä käyttäviin sovelluksiin niiden käyttöehtojen mukaisesti.
Molemmissa malleissa on ruostumattomasta teräksestä 316L valmistettu rakenne sekä IO-Link-liitäntä, jonka avulla mittaustietoa voidaan välittää automaatiojärjestelmään. Mallit eroavat toisistaan muun muassa mittausosan pituuden ja prosessiliitännän osalta, joten sopiva vaihtoehto valitaan putkiston ja asennusolosuhteiden perusteella.
Datakeskusten jäähdytyksessä luotettava mittaus muodostaa perustan prosessin valvonnalle. Kun virtausta, lämpötilaa ja tarvittaessa painetta seurataan oikeista kohdista järjestelmää, poikkeamat voidaan havaita ajoissa ja jäähdytyksen toimintaa hallita paremmin. Oikein valitut anturit tukevat näin datakeskuksen toimintavarmuutta ja jäähdytysjärjestelmän tehokasta käyttöä.
