Paano Nakatutulong ang mga EC Fan sa mga Server Room sa Pagbawas ng PUE?

PUE at ang Nakatagong Gastos sa Pagpapalamig ng Server

Ang Power Usage Effectiveness (PUE) o Epekto ng Paggamit ng Kapangyarihan ay ang ratio ng kabuuang enerhiya ng pasilidad sa enerhiya ng IT equipment. Ang perpektong PUE ay 1.0, na nangangahulugan na bawat watt ay napupunta sa computing. Sa katotohanan, karamihan sa mga server room ay gumagana sa pagitan ng 1.6 at 2.0. Saan napupunta ang dagdag na enerhiya? Sa mga bentilador at sistema ng pagpapalamig. Humigit-kumulang 30% hanggang 40% ng kabuuang konsumo ng kuryente sa isang karaniwang data center ay ginagamit para sa paggalaw ng hangin at pag-alis ng init. Nakapaglakad na ako sa daan-daang server room, at isang bagay ang laging malinaw: ang mga lumang AC fan coil unit at mga blower na tumatakbo sa parehong bilis ay nag-aaksaya ng napakalaking halaga ng kuryente. Isang facility manager ang nagpakita sa akin ng kanilang buwanang utility bill. Ang mga cooling fan lamang ang nagkakahalaga ng higit pa kaysa sa mga server mismo sa mga mainit na araw. Iyan ang nakatagong gastos na hindi mo makikita sa isang spec sheet. Ang pagbawas ng PUE ay nagsisimula sa pag-atake sa enerhiya ng mga bentilador.

Ang EC Fans ay Bumabawas ng Pagkonsumo ng Enerhiya ng Bentilador ng Katiwalaan sa Kalahati Kumpara sa AC

Ang pinakamalaking tagapag-ambag sa pag-aaksaya ng enerhiya ng bentilador ay ang AC induction motor. Tumatakbo ito sa nakatakda na bilis maliban kung idagdag mo ang variable frequency drive, na may sariling mga pagkawala. Ang EC motor, o electronically commutated motor, ay gumagamit ng permanenteng magnet at isang built-in na controller. Walang mga pagkawala sa copper ng rotor. Ayon sa isang pag-aaral ng Lawrence Berkeley National Laboratory, ang pagpapalit ng shaded pole o PSC motor ng bentilador sa EC motor ay nabawasan ang paggamit ng enerhiya ng 40% hanggang 60% para sa parehong daloy ng hangin. Narito ang isang tunay na halimbawa. Isang maliit na colocation server room na may dalawampung cooling unit ay orihinal na gumagamit ng centrifugal fans na may AC motors. Bawat bentilador ay kumuha ng 80 watts. Pagkatapos ng retrofitting sa EC fans, ang parehong daloy ng hangin ay nangangailangan lamang ng 38 watts bawat bentilador. Ang kabuuang kapangyarihan ng mga bentilador ay bumaba mula sa 1600 watts hanggang 760 watts. Ang payback ay mas maikli kaysa isang taon. Hindi ito numero mula sa laboratoryo. Ito ay aktwal na pagbawas sa electric bill.

Pagsasama ng Speed Control sa Server Load sa Real Time

Ang mga server ay hindi tumatakbo sa buong kapasidad nang 24/7. Ang kanilang paglalabas ng init ay nagbabago depende sa oras ng araw, pangangailangan ng gumagamit, at mga gawain sa pagpoproseso. Ang isang kipan na tumatakbo nang palagiang mabilis ay tumatakbo sa 100% kahit na ang mga server ay wala sa aktibo, na nagdudulot ng sobrang pagpapalamig sa silid at pag-aaksaya ng enerhiya. Ang mga kipan na EC ay may kasama ang karaniwang input para sa kontrol ng bilis na 0–10 volt o PWM. Maaari mong ikonekta ang bilis ng kipan nang direkta sa sensor ng temperatura o sa senyal ng IT load. Nakatrabaho ako kasama ang isang provider ng hosting na nag-install ng mga air conditioner para sa computer room na gumagamit ng kipan na EC. Itinakda nila ang algorithm ng kontrol upang panatilihin ang mainit na daanan sa eksaktong 80°F. Kapag bumaba ang aktibidad ng server sa gabi, ang mga kipan na EC ay nabawasan ang bilis nang hanggang 35%. Ano ang resulta? Ang kanilang PUE ay bumaba mula sa 1.8 patungo sa 1.45 sa loob ng anim na buwan. Ang sistema ng pagpapalamig ay tumigil na sa paglaban sa sarili. Sinabi ng direktor ng pasilidad na mas kaunti rin ang pagtakbo ng kanilang chiller dahil ang mga kipan na EC ay nagbibigay lamang ng eksaktong airflow na kailangan.

Mas Mahusay na Kahusayan sa Bahagyang Karga Kung Saan Karamihan ay Nakatira ang mga Server

Karamihan sa mga operator ng data center ay nagdidisenyo para sa pinakamataas na karga, ngunit ang mga server ay tumatakbo nang average sa 40% hanggang 60% lamang ng kapasidad. Sa mga kondisyong ito ng bahagyang karga, ang mga bentilador ng AC ay naging lubhang hindi episyente. Kung gagamitin mo ang isang variable frequency drive (VFD) sa isang AC motor, ang mismong drive ay kumokonsumo ng 3% hanggang 8% ng rating na kapangyarihan bilang init. At sa mababang bilis, ang kahusayan ng motor ay bumabagsak nang husto. Ang mga EC motor ay walang ganitong problema. Panatilihin nila ang kahusayan na higit sa 80% mula 20% hanggang 100% ng bilis. Ang affinity law ay nagsasabi sa amin na ang kapangyarihan ng bentilador ay nagbabago nang may cube ng bilis. Kaya ang pagbawas ng bilis ng 20% ay nagbibigay ng humigit-kumulang 50% na pagbawas ng kapangyarihan. Ngunit iyon lamang kung ang motor ay panatiling epektibo. Ang mga AC motor ay hindi kayang gawin iyon. Ang mga EC motor naman ay kayang gawin. Isang white paper mula sa ASHRAE Technical Committee 9.9 tungkol sa pagpapalamig ng data center ay kumpirmadong ang mga array ng EC fan ang nagbibigay ng pinakamahusay na pagganap sa bahagyang karga para sa mga sistema ng variable air volume. Para sa mga silid ng server na tumatakbo karamihan ng oras sa katamtamang karga, ang mga EC fan ang tanging lohikal na pagpipilian.

Intelligent Integration with Hot Aisle Cold Aisle Containment

Kahit ang pinakamahusay na bentilador ay nawawala ang halaga nito kung ang daloy ng hangin ay hindi wastong dinidirekta. Ginagamit ng mga modernong server room ang hot aisle at cold aisle containment. Ngunit nagbabago ang static pressure habang dumadami ang alikabok sa mga filter at habang idinaragdag o inaalis ang mga server. Ang EC fans ay may sariling isip na naka-embed. Nakakasenso sila ng static pressure at awtomatikong binabago ang bilis upang panatilihin ang itinakdang antas (setpoint). Nakita ko ito nang buhay sa isang financial data center sa Chicago. Mayroon silang dalawampu't cooling unit na nakahanay, bawat isa ay may apat na EC fans na inayos sa paraan ng fan wall. Ang building management system ay nagpadala ng signal ng pressure sa bawat bentilador. Kapag nabuo ang isang hot spot malapit sa mataas na density na server rack, ang mga EC fans na nasa pinakamalapit ay tumindi nang hiwalay—imbes na pabilisin ang lahat ng bentilador. Bumaba ang taunang enerhiya para sa pagpalamig ng 35%, at lum improved ang kanilang PUE mula 1.65 tungo sa 1.32. Ang best practice guide ng The Green Grid tungkol sa air management ay inirerekomenda ang ganitong uri ng zoned at demand-based na control. Ginagawa nitong praktikal ang EC fans dahil ang bawat isa ay may sariling controller.

Mahabang Panahon na ROI at Pag-uulat sa Sustainability

Ang paunang gastos ang karaniwang pagtutol. Talagang mas mahal ang isang EC na bentilador kaysa sa isang AC na bentilador ng parehong sukat. Ngunit ang kabuuang gastos sa pagmamay-ari ay nagkukuwento ng ibang kuwento. Ang mga EC na bentilador ay may mas kaunting mekanikal na pagkabigo dahil mas malamig ang kanilang pagpapatakbo at wala silang start capacitor o centrifugal switch na maaaring bumagsak. Ang kanilang sealed bearings ay tumatagal ng 50,000 oras o higit pa. Ngayon, tingnan natin ang pagtitipid sa enerhiya. Para sa isang server room na may 500 rack at tumatakbo ng 25 cooling units, kung saan ang bawat unit ay may average na 400 watts na fan power, ang paglipat mula sa AC patungo sa EC ay nakakatipid ng humigit-kumulang 200,000 kilowatt-hours bawat taon. Sa average na komersyal na presyo ng kuryente na 12 sentimo bawat kWh, iyon ay $24,000 na nakakatipid bawat taon. Bukod dito, ang pagbawas ng carbon ay humigit-kumulang 140 metric tons ng CO2 bawat taon. Ito ay direktang isinasama sa inyong sustainability report. Para sa mga operator na nangangailangan ng garantisadong performance at matagalang pakikipagtulungan, ang mga eksperyensiyadong supplier tulad ng Fanova ay nag-aalok ng mga solusyon para sa EC na bentilador na may pinatunayang wind tunnel reports, tiyak na serbisyo sa pagkakapareho, at tatlong taong buong warranty. Sila ay nagsisimula nang gumawa ng EC motors noong 2003 at sumusuporta sa kanilang mga kliyente sa 80 bansa. Kapag ang PUE reduction ay isang tunay na layunin sa negosyo, hindi lamang isang slogan, ang Fanova ay nagbibigay ng engineering at supply chain reliability upang maisakatuparan ito.