Rotatieblok van airconditioners: constructie, aansluitings- en instellingsregels van de module

Een defecte airconditioner op kantoor leidt niet tot stilstand van het personeel, nietwaar? Heel anders ligt het in serverruimtes, waar ononderbroken luchtkoeling noodzakelijk is. Door een airconditioner-rotatieblok in het systeem op te nemen, wordt zelfs een kortstondige overschrijding van de grenswaarden van de temperatuur uitgesloten.

Een dergelijke oplossing voorkomt uitval van serverapparatuur en schept voorwaarden voor een stabiele uitvoering van servicetaken. We vertellen u hoe u een rotatieblok organiseert. We leggen uit hoe u airconditioners reserveert, en geven aanwijzingen voor installatie en configuratie van het apparaat.

Temperatuurindicatoren van de lucht in de serverruimte

Rotatieblokken zijn geïntegreerd in de airconditioningsystemen van veel laboratoria, datacentra, productiehallen in kennisintensieve industrieën. Het is een onmisbaar element van de uitrusting van serverruimtes, die in bijna elke serieuze organisatie aanwezig zijn.

In het tijdperk van informatietechnologie streven zelfs nieuwe, opkomende bedrijven ernaar om hun eigen serverapparatuur te gebruiken voor de verwerking, opslag en uitwisseling van gegevens met partners en klanten.

Er worden strenge eisen gesteld aan het temperatuurregime in de serverruimte, die alleen kunnen worden nageleefd bij aanwezigheid van twee of meer airconditioners.

Voor serverapparatuur wordt een aparte technische ruimte toegewezen, de zogenaamde serverruimte, waar de door de fabrikant in de technische documentatie gespecificeerde bedrijfsomstandigheden moeten worden gehandhaafd. Een van de belangrijkste parameters is de luchttemperatuur.

Volgens de aanbeveling van de American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) moet de temperatuur in serverruimtes tussen 18 °C en 27 °C liggen. De meeste gespecialiseerde bedrijven, bijvoorbeeld hostingdiensten, staan geen stijging van de luchttemperatuur boven 24 °C toe.

Zelfs een kortstondige temperatuurstijging kan een storing in serverapparatuur veroorzaken, en voor het verhelpen van de storing is vervanging van dure componenten noodzakelijk.

Zulke strenge temperatuurlimieten zijn het gevolg van de operationele kenmerken van servercomputers. Lokale oververhitting van bepaalde apparaten in de server leidt tot defecten. Uiteindelijk leidt dit tot verlies van belangrijke informatie, verstoringen van productie-, commerciële en logistieke processen en, als gevolg daarvan, verlies van reputatie en winst.

Een moderne server is uitgerust met een intern warmteafvoersysteem. Alle interne componenten die tijdens het functioneren warmte afgeven, worden gekoeld. Maar het is onmogelijk om warmte-uitwisseling volledig te voorkomen vanwege de niet-luchtdichtheid van de behuizing. Ondanks radiatoren en zelfs vloeistofkoeling, zal de temperatuur in de behuizing dicht bij de omgevingstemperatuur liggen.

De volgende componenten zijn het meest gevoelig voor klimatologische gebruiksvoorwaarden:

• centrale verwerkingseenheid;
• harde schijf;
• werkgeheugen.

Bij temperatuurstijging zetten de materialen uit waaruit de componenten van de harde schijf zijn vervaardigd. Dit leidt tot defecten van magnetische schijven, koppen en het positioneringssysteem. Problemen met de harde schijf kunnen leiden tot verlies van belangrijke informatie.

Voor lokale koeling van serverprocessoren en werkgeheugen worden metalen radiatoren gebruikt, maar bij een aanzienlijke stijging van de omgevingstemperatuur kunnen deze geen bescherming tegen oververhitting bieden.

In moderne servers worden werkgeheugenmodules geïnstalleerd die zijn voorzien van een eigen passief koelsysteem (radiatoren). Maar dat verandert de situatie niet. Radiatoren kunnen het werkgeheugen alleen redden bij een zeer kortstondige en geringe temperatuurstijging. Maar bij een sterkere opwarming van de lucht zijn ze niet effectief.

Het beveiligingssysteem van de processor reageert automatisch op oververhitting, wat leidt tot uitschakeling van de server en onmogelijkheid van normaal, ononderbroken gebruik. Ook veel microchips kunnen niet tegen hoge temperaturen, met name op de zuid- en noordbrug.

Reken er niet op dat als de buitenluchttemperatuur binnen een aanvaardbaar bereik ligt, u de luchtkoeling in de serverruimte kunt laten vervallen. Alle indicatoren van warmteafgifte en warmte-instroom moeten in aanmerking worden genomen. Het thermisch vermogen van servers bedraagt 80-90% van het opgenomen elektrisch vermogen en overschrijdt vaak 1 kW.

Dus, het gebruik van dure en voor het oplossen van bedrijfstaken belangrijke apparatuur, die gevoelig is voor temperatuurstijgingen en -schommelingen, vereist een goed georganiseerde airconditioning, waarbij elk split-systeem ononderbroken moet werken.

Doel en apparaat van het rotatieblok

Het organiseren van een koelsysteem door niet alleen primaire, maar ook reserve- en back-upairconditioners te installeren, lost de situatie op zichzelf niet op.

Het is noodzakelijk om de werking van alle apparaten zo af te stemmen dat de temperatuur in de ruimte onder alle omstandigheden stabiel blijft. Voor dit doel worden gespecialiseerde complexen gebruikt, die vaak simpelweg coördinatoren worden genoemd.

Organisatie van een airconditioningsysteem dat bestaat uit een primaire en een reserve-airconditioner, één besturingseenheid, twee uitvoeringseenheden en drie temperatuursensoren met aansluiting van een bus voor brand- en noodmelding.

Het standaardcomplex omvat een besturingseenheid en uitvoeringseenheden. Samen vervullen zij de volgende basisfuncties:

• controle op de werking van het systeem;
• omschakeling van airconditioners bij storingen;
• waarborgen van afwisselend functioneren;
• gelijkmatige verdeling van de bedrijfsuren.

Een betrouwbaar airconditioningsysteem voor een serverruimte bestaat uit ten minste twee airconditioners: een primaire en een reserve. Elk van hen moet op basis van zijn technische specificaties in staat zijn om de vereiste temperatuuromstandigheden in de serverruimte te handhaven.

Bij een storing van één airconditioner schakelt de rotatie-eenheid snel de tweede, werkende, apparatuur in. Bij het uitvoeren van deze functie worden temperatuursensoren gebruikt die de temperatuur meten en reageren op de kleinste stijging ervan. De reservefunctie helpt niet alleen in noodsituaties, maar ook bijvoorbeeld bij gepland onderhoud en reparatie van airconditioners.

Een van de varianten voor het organiseren van een koelsysteem in een serverruimte met een reserve-eenheid en voeding van de airconditioners via een aparte automaat.

De implementatie van een dergelijke oplossing maakt het mogelijk om filters te vervangen, airconditioners bij te vullen met koelmiddel, en complexere handelingen uit te voeren op een geschikt moment, terwijl het optimale microklimaat in de serverruimte behouden blijft.

De rotatie-eenheid zorgt ook voor afwisselend functioneren van airconditioners en splitsystemen en als gevolg daarvan is de totale bedrijfstijd ongeveer gelijk. Hierdoor worden de onderhoudsinterval en de levensduur van de koelapparatuur verlengd.

Redundantieschema's voor airconditioners

Verschillende reserveringsschema's zijn mogelijk, die worden aangeduid als N+1 en 2N, waarbij N het aantal airconditioners is dat een vergelijkbare functie in het systeem vervult (van het Engelse 'Need' – 'Behoefte').

Het eenvoudigste schema, dat het gebruik van slechts één reserve-airconditioner inhoudt, is N+1. Als er geen rotatiesysteem is ingesteld, wordt de reserve-airconditioner alleen in noodgevallen ingeschakeld en neemt deze de volledige belasting over.

In het systeem kunnen meerdere primaire werkende airconditioners zijn, en elk ervan heeft een reserve-airconditioner, wat wordt aangeduid als 2N en 100% reservering betekent. Het is duidelijk dat hoe meer reserve-airconditioners, hoe hoger de storingsbestendigheid van het systeem.

Montagekenmerken aan de hand van het voorbeeld BURR-1

Wij tonen hoe de montage wordt uitgevoerd aan de hand van een specifiek voorbeeld. In Rusland zijn de besturingsblokken voor rotatie en redundantie BURR-1 wijdverbreid, die samenwerken met de gespecialiseerde uitvoeringsblokken BIS-1. Het aantal uitvoeringsblokken kan variëren afhankelijk van het totale aantal airconditioners in het systeem.

Aansluitschema van BURR-1 en BIS-1 met signaaloverdracht via infraroodkanaal, met de mogelijkheid om 15 airconditioners te coördineren

De BURR-1 wordt geleverd met, naast het apparaat zelf, een temperatuursensor. Uitvoeringsblokken worden voor elke airconditioner aangeschaft. Ze worden geleverd met een IR-zonde en een dubbelzijdig zelfklevend kussentje voor bevestiging. Een thermosensor wordt apart aangeschaft.

Merk op dat de samenstelling van de coördinatoren afhangt van de fabrikant en vaak de volledige benodigde set thermosensoren en hulpaccessoires omvat.

Voor aanvang van de montagewerkzaamheden dient u de apparatuur spanningsvrij te maken en de overige veiligheidsvoorschriften in acht te nemen.

De BURR-1 heeft een kunststof behuizing, die geschikt is voor montage op een speciaal metalen profiel – een DIN-rail, die op de stroomverdeelkast wordt geplaatst, naast de hoofdschakelaars. Een DIN-rail van 3,5 cm lengte is hiervoor geschikt.

De BIS-1 wordt boven de airconditioner of direct op de behuizing van de airconditioner geplaatst, bevestigd met een dubbelzijdig zelfklevend kussentje. In het gebied van de inlaat van de geleidelamellen wordt de temperatuursensor bevestigd. Hier kan hij de koude luchtstroom detecteren en vaststellen dat de airconditioner in bedrijf is.

Ook is er in het systeem één gemeenschappelijke externe thermosensor nodig, die in een houder aan de muur in de serverruimte wordt geplaatst, op gelijke afstand van de airconditioners. Op deze sensor mag geen externe warmte-invloed worden uitgeoefend, zoals van verwarmingsradiatoren.

Indien het mogelijk is de elektrische bedrading te organiseren, kan de besturingseenheid BURR-1 buiten de schakelkast worden geïnstalleerd, bijvoorbeeld aan de muur of zelfs in een aangrenzende ruimte.

Bij de BURR-1 wordt een paspoort en een gedetailleerde handleiding geleverd, waarin aanbevelingen voor montage en schema's worden gegeven. Een van de voordelen van het model is dat de thermosensor en de voeding kunnen worden aangesloten zonder de polariteit in acht te nemen.

De zenderprobe wordt zo geïnstalleerd dat deze naar de fotodetector van de airconditioner 'kijkt' op een afstand van maximaal 10 cm, met een toegestane afwijkingshoek van 45-60 graden.

Het bereik voor stabiele radiosignaaloverdracht is 50 meter. Dat wil zeggen, dit is de maximale afstand tussen de hoofd- en uitvoeringseenheid. Het is raadzaam deze afstand te verkleinen om het storingsniveau van externe apparatuur te verminderen.

De volgende montagekenmerken moeten worden benadrukt:

• afwezigheid van kabelverbindingen;
• mogelijkheid tot uitbreiding van het systeem;
• realisatie van verschillende redundantieschema's.

Bij het aansluiten van de rotatie-eenheid van airconditioners hoeft u geen kabel te trekken voor de overdracht van stuursignalen, wat onder andere ruimte bespaart in de serverruimte. De samenstelling van het airconditioningsysteem is variabel.

Hierin kunt u een verschillend aantal airconditioners opnemen die verschillen in vermogen. Naarmate het bedrijf groeit en de serverruimte verder uitrust, kan het naar behoefte nieuwe airconditioners aan het systeem toevoegen (in totaal maximaal 15 apparaten).

Werkingsprincipe van het rotatieblok

Tijdens het gebruik van de BURR-1 worden via radiosignalen op 433 MHz commando's verzonden naar de uitvoeringsblokken, die de airconditioners in- en uitschakelen met behulp van infraroodzenders, volgens de ingestelde parameters. De airconditioners moeten zijn uitgerust met fotodetectoren. Aan deze eis voldoen de meeste moderne modellen, waaronder huishoudelijke.

Het uitvoeringsblok BIS-1M wordt meestal aan de muur direct boven de airconditioner gemonteerd, ontvangt tijdens gebruik radiosignalen van het besturingsblok en verzendt commando's om de airconditioner via het IR-kanaal in en uit te schakelen.

Er wordt continu toezicht gehouden op de temperatuursensoren. Door de verkregen gegevens te vergelijken, wordt de toestand van elke airconditioner bepaald. Als de airconditioner is ingeschakeld en de sensor op de lamellen aangeeft dat de temperatuurverandering aan de uitgang minder dan 2 °C is, worden de reservevermogens ingeschakeld en wordt een alarmsignaal gegeven.

Hoe de configuratie wordt uitgevoerd

Op basis van de door de gebruiker ingestelde parameters van de rotatiebesturingsmodule worden de airconditioners in- en uitgeschakeld. Hierbij wordt een bepaalde volgorde en ingestelde tijdsintervallen aangehouden.

Om in het menu van de besturingsblok-instellingen te komen, drukt u op 'Enter'. Als de instellingen tijdens het gebruik worden gewijzigd, kan het blok op het moment van indrukken commando's verzenden volgens een eerder ingesteld protocol. In dat geval moet u even wachten terwijl u op 'Enter' blijft drukken.

De menu-items van de instellingen zijn gegroepeerd in verschillende categorieën, waaronder registratie van uitvoeringsblokken, tijd- en temperatuurparameters. Informatie over de systeemwerking wordt weergegeven op het display van het besturingsblok. Deze wordt gepresenteerd in duidelijk geformuleerde zinnen en symbolen. Op het display kunt u het type verzonden commando en de huidige status ervan zien, wat de configuratie en het latere gebruik van de BURR-1 vergemakkelijkt.

Met behulp van het bedieningspaneel krijgt elke airconditioner een nummer en wordt de functie ervan bepaald. De airconditioners worden gegroepeerd op basis van functie: reserve, deelnemers aan rotatie, enz.

Het voorpaneel van de BURR-1 met LCD-scherm en bedieningsknoppen neemt door zijn compacte formaat weinig plaats in de elektriciteitskast in en is dankzij de doordachte ergonomie gemakkelijk voor het instellen van parameters.

Met behulp van het datainvoerpaneel stelt u de maximaal toelaatbare temperatuurwaarden in de serverruimte in, de temperatuur voor inschakelen, uitschakelen, het activeren van het alarm, evenals de tijdsparameters met betrekking tot samenwerking en rotatie.

De werkingsmodus van het uitvoerende blok wordt bepaald door de verandering van kleur en knipperfrequentie van de diode aan de onderkant van de behuizing. Wanneer het uitvoerende blok zich bijvoorbeeld in de normale modus bevindt en op een commando van het besturingsblok wacht, knippert zijn LED langzaam groen.

Bij ontvangst van zo'n commando gaat er gedurende 1-2 seconden een geel licht branden. Het uitvoeren van het inschakelcommando gaat gepaard met frequent knipperen van groen licht. Als uitschakeling plaatsvindt, gaat de LED rood branden en knippert ook frequent.

Nadat u de instellingen heeft ingesteld en het menu wilt verlaten, drukt u op de knop 'ESC'. Als u gedurende 4 minuten geen knop indrukt, dus volledig inactief bent, wordt het verlaten automatisch uitgevoerd.

Als er geen knop wordt ingedrukt omdat er een commando wordt opgenomen en er wordt gewacht op een IR-signaal, vindt er geen automatische uitgang plaats. Let op: bij het uitvoeren van bepaalde handelingen zal het indrukken van 'ESC' het verlaten van het menu tot gevolg hebben, waarbij de aangebrachte wijzigingen in de instellingen niet worden opgeslagen.

Ongeacht het model is het instellingsproces intuïtief, zoals te zien is op de foto van de coördinator van de airconditioningwerken SRK-M3 met vermelding van bedieningsknoppen, sensoren, service- en informatieleds.

Wanneer het blok zich in de instellingsmodus bevindt, wordt de rotatiebesturing gepauzeerd, hoewel alle timers werken en de tijd van het functioneren van elke airconditionergroep en de rotatietijd aftellen.

Het instellingsproces van de besturingsmodule voor rotatie wordt in detail beschreven in de bijgevoegde handleiding.

Onderhoudsregels voor de apparatuur

Om een normale werking en een lange levensduur te garanderen, verricht u regelmatig onderhoud aan de besturings- en uitvoerende blokken. Om de 3-4 maanden worden de betrouwbaarheid van de bevestiging, de kwaliteit van de verbindingen en de goede staat van de connectoren gecontroleerd. Klemmenstroken en buitenoppervlakken van behuizingen moeten bij vervuiling worden gereinigd van stof, waarbij u ervoor moet zorgen dat er geen vuil en vreemde voorwerpen op terechtkomen.

Selectiefactoren en extra functionaliteit

Op de markt zijn verschillende modellen en varianten van rotatie- en reserveblokken voor airconditioners verkrijgbaar, die van elkaar verschillen:

• qua kenmerken;
• qua functieset;
• qua montagewijze;
• qua type besturing.

Het besturingssignaal kan niet alleen via het infraroodkanaal worden verzonden, zoals bij BURR-1, maar ook via draden. De samenstelling verschilt in het aantal temperatuursensoren. De sensoren zelf kunnen met een bepaalde foutmarge werken, waarvan de reactiesnelheid van het rotatieblok in zekere mate afhangt. Er wordt ook gelet op de foutmarge van de timer. Deze en andere gegevens moeten in de begeleidende documentatie worden vermeld.

Bij het kiezen van een coördinator worden de eisen aan het airconditioningsysteem, de samenstelling en configuratie ervan in overweging genomen. Zo kunt u voor airconditioners zonder fotosensoren kiezen voor apparaten met een bekabeld type besturing. Een belangrijk criterium is de functionaliteit van het apparaat.

Tegenwoordig kunt u rotatie-eenheden met een breed scala aan functies aanschaffen. Naast het uitvoeren van hun hoofdtaken herstarten deze apparaten automatisch airconditioners waarvan de werking is gestopt door stroomuitval. Ze voorkomen dat airconditioners worden uitgeschakeld, als iemand per ongeluk een dergelijk commando geeft vanaf de afstandsbediening.

Een van de eenvoudigste redundantie-eenheden voor twee airconditioners, links knoppen voor registratie en instelling, rechts knoppen voor omschakeling naar werk- en servicemodi.

Bij het aansluiten van alarmlussen worden berichten over noodsituaties verzonden. Bijvoorbeeld een brandmelding wordt verzonden wanneer de temperatuur in de serverruimte boven een bepaalde waarde stijgt (meestal bij 69°C). Het signaal kan worden doorgegeven aan de brandweercentrale, ook is het mogelijk om personeel te waarschuwen via SMS.

Gebeurtenissen en gegevens van temperatuursensoren worden geregistreerd in niet-vluchtige logboeken. Er wordt de mogelijkheid geboden voor extern beheer via de RS485- en Ethernet-interface. Er wordt ondersteuning geboden voor het industriële communicatieprotocol Modbus.

Nadat u de beschrijving en technische specificaties van het apparaat heeft bekeken, is het raadzaam om te controleren op de relevantie van de functionaliteit, om een weloverwogen economisch verantwoorde keuze te maken.

U moet er rekening mee houden dat de ononderbroken koeling niet alleen afhangt van de redundantie-eenheid, maar ook van de airconditioners zelf. In serverruimtes worden precisie-, kanaal- en wand inverter split-systemen gebruikt. De laatste optie is het meest gevraagd, omdat dergelijke apparaten aanzienlijk goedkoper zijn en minder ruimte innemen.

Wandairconditioners zorgen voor de juiste koeling van serverruimtes en kunnen, in tegenstelling tot precisiemodellen, worden gebruikt in ruimtes met een klein oppervlak.

Bij het kiezen van een wandairconditioner wordt gelet op de koelcapaciteit, die moet overeenkomen met de warmteoverschotten die moeten worden geneutraliseerd.

Het airconditioningsysteem moet in de serverruimte functioneren, ongeacht het seizoen. Als de ondergrens van de bedrijfstemperatuur van de airconditioners beperkt is tot -10°C, worden er extra lage temperatuur sets aangeschaft.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Inbedrijfstelling van het airconditioningsysteem met coördinator in de serverruimte:

Uitpakken en overzicht van de rotatie-eenheid voor twee airconditioners:

Voor ononderbroken, 24-uurskoeling van de serverruimte en het voorkomen van apparatuurstoringen worden rotatie- en redundantie-eenheden gebruikt die de airconditioners aan- en uitzetten volgens een ingesteld algoritme. Bij uitval of onvoldoende vermogen van een van de airconditioners wordt onmiddellijk de reserve-eenheid ingeschakeld. Door het afwisselend gebruik wordt de levensduur van de airconditioners verlengd.

Laat alstublieft opmerkingen achter in het onderstaande blok. Vertel over uw eigen ervaring met het installeren en instellen van een rotatie-eenheid voor het airconditioningsysteem. Deel nuttige informatie en foto's over het onderwerp van het artikel en stel vragen.