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業界のコンセンサスでは、ラック入口温度を 18 ～ 27°C、相対湿度を 40 ～ 60% に維持することが推奨されています。しかし、稼働中の多くのデータセンターでは、温度センサーが依然として CRAC の還気グリルまたはサーバー ルームの中央に設置されており、実際のラック入口温度を正確に反映できていません。このセンサーの配置により、局所的なホット スポットが検出されなくなる可能性があり、IT 機器が高温下で長時間動作することになり、耐用年数とコンピューティング パフォーマンスに影響を与えます。
温度と湿度のトランスミッターを冷気通路のラック入口ゾーンに直接設置することは、現在では一般的です。推奨される密度は、6 ～ 8 ラックごとに 1 つのセンサー、またはコールド アイルに沿って 2 ～ 3 メートルごとに 1 つです。
データセンターのエアフロー管理における長年の課題は、ほとんどの運用チームが各ラックまたは CRAC ユニットがどれだけの空気を供給しているかを実際に把握していないことです。ファンの速度とダクトの静圧はわかっているかもしれませんが、空気流量は測定されるのではなく推定されることがよくあります。
結果は単純明快です。供給気流が需要を超えると、ファンはエネルギーを浪費します。供給エアフローが不足すると、ラックの吸気温度が上昇し、IT 機器のスロットルが発生したり、場合によってはシャットダウンが発生したりします。
エアフローセンシングテクノロジーの選択は、正確な測定の中心となります。現在、次の 2 つの主なアプローチが利用可能です。
熱式エアフローセンサー空気流が加熱要素上を通過する際の、加熱要素からの熱損失に基づいて速度を測定します。低速でも優れた感度を提供し、層流または比較的均一な速度プロファイルに適しています。ただし、媒体の温度と圧力の変化の影響を受けるため、乱流または旋回流ゾーンを避けて設置する必要があります。
ピトー管・差圧式エアフローセンサー動圧と静圧の差を測定することで速度を導き出します。可動部品がないため、データセンター環境で優れた長期安定性を実現します。適切に設置するには比較的長い直線パイプ部分が必要であり、特定の方向要件があります。
各テクノロジーには適切な使用例があり、選択は設置上の制約、精度要件、メンテナンスの考慮事項によって異なります。
床下の静圧は、冷却を実現するための重要なパラメータです。静圧が不十分な場合は、ラックの冷却需要に対してエアフローが不十分であることを示しますが、静圧が過剰な場合は、ファンのエネルギー消費が必要以上に高く、最適化の余地が残っていることを示します。微差圧トランスミッタは通常、上げ床の下および冷気通路内に設置され、これらのゾーン間の圧力差を継続的に監視します。
一部のプロジェクトでは、微差圧トランスミッターのデータが DCIM システムに統合され、ファンの可変周波数駆動 (VFD) 制御が可能になりました。動作データによると、静圧設定値を固定値から需要ベースの規制に調整すると、コールドアイルの温度均一性を損なうことなく、ファンのエネルギー消費を 15 ～ 20% 削減できることが示されています。
冷却水システム内の流量損失により、数分以内にチラーの保護シャットダウンが引き起こされる可能性があります。フロー スイッチの機能は、流量が異常に低下したときに早期に警報通知を発し、オペレータが介入する時間を確保したり、スタンバイ ポンプに自動的に切り替えることです。 KWFS シリーズ フロー スイッチは、複数のデータセンター事業者によって採用され、チラー出口パイプ、プレート熱交換器の二次ループ、冷却水ポンプの吐出ラインに設置されています。現場からのフィードバックによると、その作動精度と応答速度は主要なヨーロッパのブランドに匹敵し、納期の点で大きな利点があることが示されています。
差圧スイッチは、プレート熱交換器の一次側と二次側の圧力差、およびチラーの蒸発器と凝縮器の圧力差を監視するために使用されます。異常な圧力差は通常、汚れ、詰まり、または異常な冷媒充填レベルを示します。適切なアラームしきい値を設定することで、運用チームは問題が拡大する前に早期警告を受け取ることができます。
エアハンドリングユニットのプレフィルターとミディアムフィルターに塵が蓄積すると、通気抵抗が増加し、設定された通気量を維持するためにファンを高速で動作させる必要があります。フィルターが適時に交換されない場合、ファンが高速で連続的に動作することになり、電気代が大幅に増加します。
差圧スイッチを使用してフィルター媒体間の圧力差を監視し、その差が設定されたしきい値を超えたときにアラームが作動することは、業界の標準的な慣行です。あるデータセンターのメンテナンス記録によると、フィルタを定期的に交換するとファン電流が 10 ～ 15% 減少します。 30kW のファンを備えた単一の AHU の場合、これはユニットあたり約 20,000 ～ 30,000 kWh の年間電力節約に相当します。
信号インターフェース: 4 ～ 20mA アナログが依然として主流の入力方式ですが、特に DCIM システムへのデジタル信号の直接統合がより一般的になりつつある新しいデータセンター プロジェクトでは、RS485 Modbus が急速に採用されています。
侵入保護 (IP) 評価:データセンター環境は比較的きれいですが、精密冷却ゾーンには凝縮水が存在する場合があります。これらの領域のセンサーには、最低 IP54 定格が推奨されます。液体配管の近くにあるフロースイッチは、IP65 定格で指定する必要があります。
設置とメンテナンス:現場で設定値を調整できる機能は、運用スタッフによって貴重な機能としてよく挙げられます。メンテナンス担当者は、特別なツールを必要とせずに設定値の調整を完了し、障害の応答時間を短縮することを好みます。
信頼性の要件:データセンターではセンサーに極めて高い信頼性が求められます。誤った警報により、不必要な空調サイクルや非効率なメンテナンス巡回が引き起こされ、運用効率が低下する可能性があります。複数のプロジェクト導入において、KCL シリーズ差圧スイッチと KWFS シリーズ フロースイッチは、1 年間の動作にわたって現場での誤警報率が 1% 未満であることが実証され、業界標準の性能レベルに一致しています。
複数のデータセンターからの運用データに基づいて、センサーの配置密度、測定ポイントの配置、出力信号の種類、および長期安定性はすべて、冷却システムの効率と PUE メトリクスに直接影響します。データセンターが空冷式からハイブリッド空冷/液冷式アーキテクチャに移行するにつれて、センサーは精度とインテリジェンスの向上を目指して進化し続けます。当社は今後も業界の要件を監視し、データセンター事業者に信頼性の高い環境監視センサー製品を提供していきます。
