Блок ротации кондиционеров: устройство, правила подключения и настройка системы

Неисправность кондиционера в офисе, как правило, не останавливает рабочий процесс сотрудников. Однако в серверных комнатах ситуация совсем иная — там требуется налаженное и бесперебойное охлаждение. Введение блока ротации кондиционеров позволяет предотвратить кратковременные превышения температуры, что критически важно для серверного оборудования.

Такое решение существенно снижает риск выхода техники из строя, предоставляя стабильные условия для выполнения всех необходимых сервисных операций. В данном материале мы подробно рассмотрим, как правильно организовать блок ротации кондиционеров, осуществить резервирование, а также проведем инструкцию по установке и настройке данного устройства.

Температурные параметры в серверной комнате

Системы кондиционирования с блоками ротации нашли свое применение во многих лабораториях, дата-центрах и производственных помещениях, особенно в отраслях с высокими технологическими требованиями. Они играют ключевую роль в оснащении серверных комнат, которые в настоящее время присутствуют практически в каждой серьезной компании.

В эпоху информационных технологий даже новые, развивающиеся фирмы стремятся использовать собственные серверные мощности для хранения, обработки и обмена данными с клиентами и партнерами.

Требования к температурному режиму для серверных устройств достаточно строгие, и их соблюдение возможно только при наличии двух и более кондиционеров.

Для размещения серверного оборудования выделяют отдельное пространство, именуемое серверной комнатой, где необходимо поддерживать условия, указанные в документации производителей. Одним из ключевых параметров является именно температура воздуха.

Согласно рекомендациям Американского общества инженеров по отоплению, холодильному оборудованию и кондиционированию воздуха (ASHRAE), температура в серверных должна колебаться между 18 °C и 27 °C. Большинство специализированных сервисов, таких как хостинг-провайдеры, категорически не допускают повышение температуры выше 24 °C.

Даже кратковременное повышение температуры может привести к сбоям в работе серверного оборудования, что в свою очередь может потребовать замены дорогостоящих комплектующих.

Строгие температурные рамки объясняются особенностями эксплуатации серверов. Местный перегрев отдельных узлов может вызвать их поломку, что приведет к потере важных данных, сбоям в производственных процессах, что способно повлечь за собой утрату репутации и финансовых средств.

Современный сервер обычно оснащен системой активного отвода тепла, однако избежать теплообмена полностью невозможно, что связано с несовершенством конструкции корпуса. Даже с наличием радиаторов и жидкостного охлаждения температура внутри может быть близка к внешней.

Наиболее подвержены температурным колебаниям следующие компоненты:

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

При повышении температуры материалы жесткого диска начинают расширяться, что может привести к выходу из строя магнитных дисков и механизмов позиционирования. Проблемы с жестким диском неизбежно ведут к критической потере информации.

Для охлаждения процессоров и оперативной памяти применяются металлические радиаторы, но при резком повышении температуры окружающей среды их эффективность существенно снижается.

В современных серверах используются оперативные запоминающие устройства с пассивными системами охлаждения (радиаторами), однако и это не всегда спасает ситуацию. Радиаторы могут обеспечить защиту только при незначительном и кратковременном повышении температуры, но не при серьезных колебаниях.

Системы защиты процессоров срабатывают при перегреве, что может привести к автоматическому отключению сервера и его недоступности для работы. Высоким температурам не поддаются и многие микрочипы, включая те, что находятся на южном и северном мостах.

Не стоит надеяться, что если температура на улице в пределах нормы, можно пренебречь системами охлаждения в серверных. Важно учитывать все источники тепловыделения и притока тепла. Тепловая мощность серверов зачастую составляет 80-90% от потребляемой энергии и может превышать 1 кВт.

Таким образом, использование дорогостоящего оборудования, критичного к температурным колебаниям, требует организации эффективного кондиционирования, при этом каждая сплит-система должна работать без сбоев.

Назначение и конструкция блока ротации

Установка системы охлаждения, включающей как основные, так и резервные кондиционеры, не решает проблему сама по себе.

Важно синхронизировать работу всех устройств так, чтобы температура в комнате оставалась под контролем в любых условиях. Для этих целей применяются специальные системы, известные как согласователи.

Система кондиционирования может включать как главный, так и резервный кондиционеры, один управляющий блок, два исполнительных блока, а также три термодатчика с подключением к системе оповещения о пожаре и чрезвычайных ситуациях.

Стандартный комплект включает управляющий блок и исполнительные элементы, которые совместно выполняют определенные функции:

• мониторинг работы системы;
• переключение кондиционеров в случае неисправности;
• обеспечение поочередного работы;
• равномерное распределение нагрузки по часам работы.

Надежная система кондиционирования должна состоять как минимум из двух кондиционеров: основного и резервного. Каждый из них должен соответствовать техническим требованиям для поддержания требуемой температуры в серверной.

При отказе одного из кондиционеров блок ротации автоматически активирует второй, исправный, агрегат. Для выполнения этой задачи используются термодатчики, которые отслеживают и фиксируют любое небольшое повышение температуры. Резервирование полезно не только в экстренных случаях, но и во время планового обслуживания кондиционеров.

Один из возможных вариантов организации системы охлаждения в серверной комнате — это наличие блока резервирования и электропитания кондиционеров от отдельного автомата.

Такое решение позволяет проводить замену фильтров, заправку кондиционеров хладогеном и выполняет более сложные задачи в любое время, сохраняя оптимальные условия в серверной комнате.

Блок ротации также обеспечивает поочередную работу кондиционеров и сплит-систем, что способствует равномерному распределению времени их работы. Это продлевает интервал между ремонтом и увеличивает срок службы оборудования для охлаждения.

Схемы резервирования кондиционеров

Существует несколько схем резервирования, которые условно обозначаются как N+1 и 2N, где N — это число кондиционеров, выполняющих аналогичные функции (от английского «Need» — «Необходимость»).

Простейшая схема N+1 подразумевает наличие одного резервного кондиционера. Если система ротации не активирована, резервный кондиционер включается только в случае аварии и берет на себя всю нагрузку.

В системе может быть несколько основных рабочих кондиционеров, каждый из которых имеет своего резервного — это обозначается как 2N и предполагает полное резервирование. Естественно, чем больше резервных кондиционеров, тем выше общая надежность системы.

Особенности установки на примере БУРР-1

Рассмотрим процесс монтажа на конкретном примере. В России широко используются блоки управления ротацией и резервированием БУРР-1, которые работают в тандеме с исполнительными блоками БИС-1. Количество исполнительных элементов может варьироваться в зависимости от общего числа кондиционеров в системе.

Схема подключения БУРР-1 и БИС-1 передает сигналы по инфракрасному каналу и может согласовать работу до 15 кондиционеров.

В комплект БУРР-1 входит сам прибор и датчик температуры. Исполнительные блоки требуется приобрести для каждого кондиционера, их укомплектовывают ИК-зондом и двусторонней самоклеящейся прокладкой для фиксации. Термодатчики приобретаются отдельно.

Заметим, что комплектация согласователей может варьироваться в зависимости от производителя и часто включает необходимые термодатчики и дополнительные аксессуары.

Перед началом монтажа необходимо отключить оборудование от электроэнергии и соблюдать все меры безопасности.

БУРР-1 имеет пластиковый корпус, который удобно устанавливается на металлический профиль — DIN-рейку, которую монтируют на электрощите рядом с защитными автоматами. Длина подходящей DIN-рейки составляет 3,5 см.

БИС-1 монтируется над кондиционером или на его корпусе, фиксируется двусторонней самоклеящейся прокладкой. Входные отверстия жалюзи служат местом для установки датчика температуры. В этом месте датчик может зафиксировать поток холодного воздуха и определить, что кондиционер работает.

Также необходим один общий выносной термодатчик, который устанавливают в держателе на стене серверной комнаты, на равном расстоянии от всех кондиционеров. На этот датчик не должно действовать тепло от сторонних источников, таких как радиаторы отопления.

При возможности прокладки электропроводки, блок управления БУРР-1 можно установить вне распределительного щита, например, на стене или в смежном помещении.

К устройству БУРР-1 прилагается паспорт и детальная инструкция, где можно найти рекомендации по установке и схемы подключения. Одним из ключевых преимуществ этой модели является возможность подключения термодатчика и электропитания без учета полярности.

Зонд излучателя следует позиционировать таким образом, чтобы он был направлен на фотоприемник кондиционера, находясь на расстоянии до 10 см, с допустимым углом наклона в диапазоне 45-60 градусов.

Дальность стабильной передачи радиосигнала достигает 50 метров, что является максимальным расстоянием между главными и исполнительными блоками. Рекомендуется уменьшить это расстояние, чтобы снизить влияние помех от посторонних устройств.

Важно отметить особенности установки:

• отсутствие кабельных подключений;
• возможность расширения системы;
• реализация различных схем резервирования.

При подключении блока ротации кондиционеров отпадает необходимость тянуть кабель для передачи управляющих сигналов, что также позволяет экономить пространство в серверной. Система кондиционирования обладает вариативностью.

В систему можно включить разное количество кондиционеров с различной мощностью. По мере развития и расширения сервера компания может добавлять новые кондиционеры (всего до 15 единиц) в систему по мере необходимости.

Принцип работы блока ротации

Работа БУРР-1 осуществляется при помощи радиосигналов на частоте 433 МГц, которые передают команды исполнительным блокам, позволяя им включать и выключать кондиционеры с помощью инфракрасных излучателей, согласно заданным параметрам. Кондиционеры должны быть оснастены фотоприемниками, что характерно для большинства современных моделей, включая бытовые.

Исполнительный блок БИС-1М обычно устанавливают на стене над кондиционером, принимая радиосигналы от управляющего блока и передавая команды на включение и выключение по инфракрасному каналу.

Постоянно ведется мониторинг термодатчиков. На основе полученных данных определяется состояние каждого кондиционера. Если кондиционер активен, а датчик, расположенный на его жалюзи, фиксирует изменение температуры менее 2°C, активируются резервные мощности и срабатывает аварийный сигнал.

Настройка блока

В соответствии с установленными пользователем параметрами управляющего модуля ротации осуществляется включение и выключение кондиционеров, при этом соблюдается определенная последовательность и заданные временные интервалы.

Чтобы открыть меню настроек управляющего блока, необходимо нажать кнопку «Enter». Если изменения в настройках производятся во время работы, в момент нажатия этой кнопки блок будет отправлять команды по ранее определенной схеме. В этой ситуации рекомендуется немного подождать, продолжая нажимать «Enter».

Пункты меню настроек сгруппированы в несколько разделов, включая регистрацию исполнительных блоков, а также параметры, касающиеся времени и температуры. Информация о функционировании системы отображается на дисплее управляющего блока в виде четко сформулированных фраз и условных символов. На экране виден тип команды и статус ее выполнения, что упрощает настройку и дальнейшую эксплуатацию БУРР-1.

С помощью панелей управления каждому кондиционеру назначается номер и определяются его функции. Кондиционеры группируются по назначению, например, резервные или участники ротации и так далее.

Передняя панель БУРР-1, оснащенная ЖК-дисплеем и кнопками, благодаря компактным размерам занимает немного места в электрощитовом шкафу и имеет удобный эргономичный дизайн, что облегчает процесс настройки.

С использованием панели ввода задаются максимальные допустимые температуры в серверной, а также температуры для подключения, отключения и активации аварийного сигнала, а также тайминги для совместной работы и ротации.

Режим работы исполнительного блока отображается изменением цвета и частоты мигания светодиода, расположенного в нижней части корпуса. Например, когда исполнительный блок в обычном режиме ожидания от управляющего блока, светодиод медленно мигает зеленым.

При получении команды светодиод на 1-2 секунды загорается желтым. Когда команда на включение выполняется, светодиод начинает быстро мигать зеленым. Если блок отключается, светодиод загорается красным и также часто мигает.

Чтобы выйти из меню после установки параметров, нужно нажать кнопку «ESC». Если в течение 4 минут не будут нажаты никакие кнопки, автоматический выход произойдет самостоятельно.

Но если кнопки не нажимаются, так как происходит запись команды и ожидание ИК-сигнала, автоматического выхода не произойдет. Обратите внимание, что нажатие «ESC» при выполнении определенных операций приведет к выходу из меню, что не сохранит внесенные изменения в настройки.

Независимо от модели, процесс настройки является интуитивно понятным, как показано на фото согласователя работы кондиционеров СРК-М3, где указаны кнопки управления, датчики и светодиоды для сервиса и информации.

Когда блок находится в режиме настройки, управление ротацией временно приостановлено, но все таймеры продолжают отсчитывать функционирование каждой группы кондиционеров и время ротации.

Подробная информация о процессе настройки управляющего модуля ротации изложена в приложенной к нему инструкции.

Уход за оборудованием

Для обеспечения стабильной работы и долголетия прибора необходимо регулярно проводить техническое обслуживание управляющих и исполнительных блоков. Каждые 3-4 месяца следует проверять надежность крепления, качество соединений и исправность разъемов. Клеммники и внешние поверхности корпусов необходимо очищать от пыли по мере загрязнения, чтобы предотвратить попадание на них мусора и посторонних предметов.

Критерии выбора и дополнительные функции

На рынке доступны различные модели и модификации блоков ротации и резервирования кондиционеров, которые отличаются по:

• техническим характеристикам;
• функционалу;
• методам монтажа;
• типам управления.

Управляющий сигнал может передаваться не только по инфракрасному каналу, как у БУРР-1, но и по проводам. Комплектация может варьироваться по количеству термодатчиков. Работоспособность этих датчиков может иметь различные погрешности, что также отражается на скорости срабатывания блока ротации. Важно учитывать и возможные погрешности таймера, которые должны быть указаны в прилагающейся документации.

При выборе согласователя необходимо учитывать требования к системе кондиционирования, ее состав и конфигурацию. Например, для кондиционеров без фотоприемников подойдут устройства с проводным управлением. Важным моментом является функциональность устройства.

Современные блоки ротации могут обладать широким спектром функций. Они не только выполняют основные задачи, но и автоматически перезапускают кондиционеры, если их работа была прервана из-за отсутствия электропитания. Эти устройства также предотвращают отключение кондиционеров в случае случайной команды с дистанционного пульта управления.

Одним из самых простых блоков резервирования для работы с двумя кондиционерами является устройство, где слева расположены кнопки для регистрации и настройки, а справа — кнопки для переключения между рабочим и сервисным режимами.

При подключенииAlarm-систем передаются уведомления о происшествиях. К примеру, охранный сигнал о пожаре отправляется, если температура в серверной превышает установленный предел (обычно 69°C). Сигнал может поступать на пульты пожарной безопасности, а также оповещать сотрудников через SMS.

События и данные с термодатчиков фиксируются в энергонезависимых журналах. Есть возможность удаленного управления через интерфейсы RS485 и Ethernet, а также поддержка промышленного протокола обмена Modbus.

Ознакомившись с характеристиками устройства, важно оценить его функционал, чтобы принять обоснованное и экономически целесообразное решение.

Между тем, стоит учитывать, что стабильность охлаждения зависит не только от блока резервирования, но и от самих кондиционеров. В серверных помещениях часто используются прецизионные, канальные и настенные инверторные сплит-системы. Наиболее популярными являются последние, поскольку они дешевле и занимают меньше пространства.

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

При выборе настенного кондиционера следует обратить внимание на его хладопроизводительность, которая должна соответствовать теплоизбыткам, которые необходимо нейтрализовать.

Система кондиционирования должна принимать рабочие параметры вне зависимости от времени года. Если нижний предел рабочей температуры кондиционеров составляет -10°C, требуется дополнительно приобретать комплекты для работы при низких температурах.

Заключение и полезное видео по теме

Запуск системы кондиционирования с применением согласователя в серверной комнате:

Распаковка и обзор блока ротации для двух кондиционеров:

Для обеспечения устойчивого и круглосуточного охлаждения серверного помещения и исключения сбоев в работе оборудования применяются блоки ротации и резервирования, которые управляют включением и выключением кондиционеров по заданному алгоритму. При выходе из строя или недостаточной мощности одного из кондиционеров сразу же активируется резервный. Благодаря такой сменяемой работе увеличивается срок службы кондиционеров.

Поделитесь своими комментариями в разделе ниже. Расскажите о вашем опыте установки и настройки блока ротации для системы кондиционирования. Делитесь полезной информацией и фотографиями на данную тему и задавайте вопросы.