Звукоизолация на центрове за данни в ерата на течното охлаждане

Поддържането на охлаждането на центровете за данни се превърна в основно инженерно предизвикателство, тъй като те стават все по-големи и по-мощни. Всеки стелаж, сървър и система за съхранение генерират топлина и с увеличаването на потреблението на енергия традиционните системи за въздушно охлаждане достигат своите граници. Тази промяна доведе до голяма технологична еволюция, а именно течното охлаждане.

В сравнение със системите, базирани на въздух, течното охлаждане пренася топлината директно през флуидни канали или потапящи се резервоари. Това предлага по-висока термична ефективност и по-ниски разходи за енергия. Въпреки че тази иновация решава един проблем, тя въвежда друг: нова акустична среда . Помпите, флуидният поток и разпределителните устройства за охлаждаща течност заменят бръмченето на вентилаторите с бръмчене, постоянни вибрации и шум от налягане, които се държат различно и изискват нови стратегии за звукоизолация .

Тази трансформация, за операторите и проектантите, означава преосмисляне на акустичния контрол от самото начало. Звукоизолацията на център за данни с течно охлаждане се фокусира върху поддържането на баланс. Термичната ефективност, достъпността и управлението на вибрациите трябва да работят заедно, за да създадат съоръжения, които са тихи и надеждни ежедневно.

 

Какво е течно охлаждане и как то променя акустичния профил

 

Течното охлаждане бързо замества традиционното въздушно охлаждане в съвременните центрове за данни. То отвежда топлината по-ефективно, като използва охлаждащи течности, които преминават през тръби, разпределителни устройства или потапящи резервоари, отвеждайки топлината директно далеч от електронните компоненти. Този подход позволява на съоръженията да се справят с по-плътни изчислителни натоварвания, като същевременно използват по-малко енергия.

От друга страна, от акустична гледна точка, течното охлаждане променя всичко. Вместо големи вентилатори и въздушни камери, които произвеждат шум от широк и въздушен поток, основните източници на звук сега идват от помпи, клапани и движение на охлаждащата течност. Акустичната енергия се измества от високочестотен въздушен шум към нискочестотни механични вибрации. Това е по-сложно предизвикателство за справяне.

 

 

Различните методи за течно охлаждане генерират различни акустични модели:

• Директното охлаждане към чипа намалява шума от въздушния поток, но въвежда бръмчене и вибрации от двигателя на помпата през свързаните тръби.
• Разпределителните устройства за охлаждаща течност (CDU) създават постоянен фонов шум от движението на флуида и регулирането на налягането.
• Потопяемите охладителни резервоари почти изцяло елиминират шума от вентилатора, но могат да предизвикат турбуленция на потока и резонанс в течните линии.

Традиционните акустични стратегии, като абсорбиращи панели или вентилационни прегради, вече не са достатъчни сами по себе си. Ефективната звукоизолация за системи с течно охлаждане трябва да е насочена към тези нови пътища за предаване на звука чрез комбинация от виброизолация, акустични корпуси и атенюатори .

Акустични предимства на течното охлаждане

Течното охлаждане въвежда нови видове звук и вибрации, но също така предлага няколко ясни акустични предимства. Общата звукова енергия в център за данни с течно охлаждане може да бъде по-ниска, когато системата е проектирана и поддържана правилно.

Едно от основните предимства е намаляването на шума от вентилаторите. Големите климатични камери и вентилатори за сървъри вече не са необходими в същото количество, което премахва голяма част от широколентовия и високочестотен шум, типичен за въздушно охлаждани среди.

Освен това, източниците на шум стават по-локализирани, което означава, че вместо стотици вентилатори, разпръснати в множество помещения, основният звук сега идва от помпи или охлаждащи агрегати, които могат да бъдат изолирани в механични зони. Това улеснява проектирането на целенасочени решения за звукоизолация, като например корпуси, антивибрационни стойки или акустични бариери.

Течното охлаждане също така намалява общата турбулентност на въздушния поток в съоръжението, което води до по-тихо ниво на фонов шум. С по-малко въздушни решетки, амортисьори и дифузори, акустичните отражения, които често се натрупват в големи зали, са сведени до минимум. Това създава по-стабилна и предвидима звукова среда. Това е много важен фактор за съоръженията, работещи денонощно.

 

Нови предизвикателства, свързани с шума и вибрациите

 

Преминаването от въздушно към течно охлаждане променя къде и как се произвежда шум в центъра за данни. Вместо широк въздушен поток и шум от вентилатори, основните източници стават механични и хидравлични, с по-ниска честота, но често по-постоянни и по-трудни за изолиране.

Шум от помпата и двигателя

Помпите са центърът на всяка система за течно охлаждане. Техните двигатели създават постоянен бръмчащ звук, който лесно може да се разпространи през подове, стени и тръбопроводи.

Турбулентност на потока и вибрации на тръбите

Докато охлаждащата течност тече през колена, клапани и фитинги, тя генерира турбуленция. Тези малки промени в налягането създават пулсиращи шумове и могат да причинят вибрации на тръбите, особено когато дебитите са високи. Дългите, прави участъци от тръбите също могат да резонират като органни тръби, като по този начин увеличават звука, вместо да го намаляват.

Резонанс в разпределителните устройства за охлаждаща течност (CDU)

CDU балансират налягането и температурата на охлаждащата течност. Въпреки че вътрешните им помпи, сензори и клапани могат да създават тонален шум, който се повтаря на определени честоти, с течение на времето тези резонанси могат да натоварят близките структури или да повлияят на калибрирането на оборудването в чувствителни зони.

Структурен и поддържащ шум

Плътно монтираното охлаждащо оборудване предава вибрациите в околната конструкция, докато рутинната поддръжка, като например промиване на тръбопроводи или изпитване под налягане, може временно да увеличи нивата на шум.

Ключовата разлика е, че шумът от течно охлаждане се държи по-скоро като вибрационна енергия, отколкото като въздушен звук. Това го прави по-трудно за абсорбиране с традиционни акустични материали. Вместо това, той изисква целенасочени решения като антивибрационни стойки, изолирани платформи, гъвкави тръбни съединители и акустични корпуси, проектирани да ограничават и омекотяват механичния резонанс.

 

Дизайнерски стратегии за ефективна звукоизолация

 

Проектирането на звукоизолация за центрове за данни с течно охлаждане изисква баланс между акустична изолация, контрол на вибрациите и термична ефективност. Всеки компонент на охладителната система трябва да бъде акустично обработен, без това да се отразява на охлаждащата производителност или достъпа за поддръжка.

Изолиращи помпени и охладителни агрегати

Помпите са сред основните източници на вибрации. Монтирането им директно върху бетонни подове позволява на шума да се разпространява през конструкцията. Най-ефективният подход е да се монтират върху антивибрационни стойки и плаващи платформи, които минимизират контакта и спират предаването на вибрации.

Изолационните системи на пружинна основа на DECIBEL са проектирани за тази цел, като поддържат тежки машини, като същевременно поддържат стабилна работа. Те предотвратяват разпространението на нискочестотни вибрации в сградата, защитавайки както оборудването, така и персонала.

 

 

Акустични заграждения и бариери

Ограждането на шумно оборудване помага за ограничаване на механичния шум в неговия източник. DECIBEL произвежда звукоизолирани корпуси по поръчка, които намаляват шума от помпи, охладители и охлаждащи агрегати. Тези корпуси използват стоманени панели с висока плътност, облицовани със звукопоглъщащ материал, за да блокират въздушния шум, като същевременно позволяват безопасен достъп за поддръжка.

За отвори, които трябва да останат достъпни, на входната точка е интегрирана акустична шумозаглушителна система на стоманена основа. Тази конструкция осигурява максимално намаляване на шума, без да ограничава достъпа или вентилацията.

Управление на шума от вентилацията и въздушния поток

Дори и с течно охлаждане, обработката на въздух остава необходима за климатизацията на помещенията и безопасността на оборудването. За контрол на шума от вентилацията, на входните и изходните отвори за въздух могат да се монтират акустични жалузи и шумозаглушители. Жалузите от серията AL® и атенюаторите LW REG на DECIBEL намаляват шума от движението на въздуха, без да влияят на капацитета на въздушния поток. Те са изработени от поцинкована или прахово боядисана стомана, предлагайки висока устойчивост на атмосферни влияния и дълъг експлоатационен живот.

Системи за стени и врати

Помпените и машинните помещения често споделят стени с мониторингови или персонални зони. Тези повърхности трябва да бъдат обработени със звукоизолиращи панелни системи, като например перфорираните панели PZP™ , които абсорбират и блокират въздушния шум. За входни точки, акустичните врати с двойно уплътнителни профили и изолирани сърцевини осигуряват постоянна производителност. Комбинацията от уплътнени врати и панели с висока маса осигурява непрекъсната акустична бариера в цялото заграждение.

 

Съображения за преоборудване спрямо ново строителство

 

При планирането на акустична обработка за центрове за данни с течно охлаждане, подходът се различава в зависимост от това дали съоръжението е ново или се преобразува от система с въздушно охлаждане. Всеки сценарий представлява уникални предизвикателства по отношение на пространството, достъпа и системната интеграция.

Преоборудване на съществуващи съоръжения

Преоборудването на по-стари, въздушно охлаждани центрове за данни за поддръжка на течно охлаждане е сложно. Тези сгради не са проектирани с оглед на тежки механични помпени системи или зони за изолация на вибрациите. Пространството за акустични заграждения или антивибрационни стойки може да е ограничено, а съществуващите конструкции вече могат да предават звук през подове, стени и тръбни трасета.

В тези случаи стратегиите за контрол на шума се фокусират върху ограничаване и адаптиране:

• Монтиране на модулни акустични бариери или частични заграждения около шумно оборудване.
• Добавяне на гъвкави тръбни съединители и изолационни опори за предотвратяване на преноса на вибрации през съществуващите конструкции.
• Използване на акустични панели и врати за отделяне на механичните зони от обитаваните пространства.
• Вграждане на акустични жалузи или атенюатори върху вентилационните отвори за управление на шума от въздушния поток.

Тези решения позволяват на съоръженията да достигнат стандартите за съответствие, без да прекъсват текущите операции. Преоборудването може да се извършва постепенно, като първо се насочва към най-шумните зони, като същевременно системите се поддържат онлайн.

Проектиране на нови съоръжения с течно охлаждане

Новите сгради предоставят възможност за интегриране на акустичните характеристики от самото начало. В тези проекти акустичните инженери работят заедно с екипи по механика и конструкция, за да гарантират, че звукоизолацията и охладителните системи се поддържат взаимно.

Ключовите стъпки на дизайна включват:

• Зониране: разполагане на помпените и охлаждащите агрегати далеч от обитаваните зони.
• Структурна изолация: проектиране на отделни основи или плаващи подове за оборудване, подложено на вибрации.
• Интегриран дизайн на въздушния поток: комбиниране на шумозаглушители и жалузи във вентилационни системи, за да се избегне последващо преоборудване.
• Оптимизация на материалите: избор на звукоизолационни панели и корпуси, които не задържат топлина.

 

Балансиране на акустичната производителност и ефективността на охлаждане

 

Звукоизолацията в центрове за данни с течно охлаждане не трябва да компрометира охлаждането. Акустичните системи трябва да управляват шума, без да ограничават въздушния поток или да причиняват натрупване на топлина. Правилно проектираните корпуси използват перфорирани стоманени панели, акустични жалузи и атенюатори, за да осигурят вентилация, като същевременно намалят шума.

 

Съответствие и стандарти

 

Контролът на шума в центровете за данни е законово и безопаснo изискване.

• Директива 2003/10/ЕО на ЕС определя граница от 87 dB(A) за експозиция на работниците.
• Британските разпоредби за шума на работното място (2005 г.) определят 80 dB(A) и 85 dB(A) като нива на действие.
• В САЩ, OSHA 29 CFR 1910.95 ограничава излагането до 90 dB(A) за осем часа.
• Шумът в околната среда е регулиран и съгласно BS 8233:2014 , който определя допустимите граници на шум в и около сградите.

Акустичните системи на DECIBEL осигуряват съответствие, като същевременно поддържат ефективност на охлаждане.

 

Мониторинг, поддръжка и бъдещи тенденции

 

Системите за контрол на шума изискват редовна проверка, за да останат ефективни. Виброопорите, шумозаглушителите и уплътненията трябва да се проверяват за износване или разхлабване, които биха могли да пренесат звук през конструкцията. Малки промени в налягането на охлаждащата течност също могат да повишат нивата на шум.

Инсталирането на вибрационни сензори и извършването на периодични акустични тестове помага за ранно откриване на промени. Непрекъснатата поддръжка запазва съответствието и удължава живота на оборудването, като същевременно гарантира, че центровете за данни остават тихи, безопасни и надеждни в дългосрочен план.

 

 

С развитието на центровете за данни, за да отговорят на нарастващото търсене на изчислителна мощност, течното охлаждане се превърна в съществена част от поддържането на ефективност и надеждност. С всеки технически напредък обаче идва и ново акустично предизвикателство. Помпите, клапаните и охлаждащите системи въвеждат нискочестотни вибрации и структурен шум, които изискват специализирано третиране.

Чрез комбинация от виброизолация, акустични корпуси, шумозаглушители и прецизно проектирани панели, DECIBEL предоставя цялостни решения за това ново поколение съоръжения.

От ранната фаза на проектиране до дългосрочния мониторинг, DECIBEL подкрепя инженери, архитекти и оператори на центрове за данни с персонализирани решения, изградени върху доказан опит.

Свържете се с DECIBEL, за да проектирате или модернизирате вашия център за данни с течно охлаждане с акустични системи, които осигуряват безопасност, ефективност и тишина, всичко това в перфектен баланс.