Izolarea fonică a centrelor de date în era răcirii cu lichide

Menținerea răcirii centrelor de date a devenit o provocare inginerească majoră pe măsură ce acestea devin mai mari și mai puternice. Fiecare rack, server și sistem de stocare generează căldură, iar pe măsură ce consumul de energie crește, sistemele tradiționale de răcire cu aer își ating limitele. Această schimbare a dus la o evoluție tehnologică majoră, și anume răcirea cu lichid.

Comparativ cu sistemele pe bază de aer, răcirea cu lichid transferă căldura direct prin canale de fluid sau rezervoare de imersie. Aceasta oferă o eficiență termică mai mare și costuri energetice mai mici. Totuși, deși această inovație rezolvă o problemă, introduce o alta: un nou mediu acustic . Pompele, unitățile de curgere a fluidelor și de distribuție a agentului de răcire înlocuiesc zumzetul ventilatoarelor cu zumzet, vibrații constante și zgomot de presiune care se comportă diferit și necesită noi strategii de izolare fonică .

Această transformare, pentru operatori și proiectanți, înseamnă regândirea controlului acustic de la zero. Izolarea fonică a unui centru de date răcit cu lichid se concentrează pe menținerea echilibrului. Eficiența termică, accesibilitatea și gestionarea vibrațiilor trebuie să funcționeze împreună pentru a crea facilități silențioase și fiabile zilnic.

 

Ce este răcirea cu lichid și cum modifică profilul acustic

 

Răcirea cu lichid înlocuiește rapid răcirea tradițională cu aer în centrele de date moderne. Aceasta elimină căldura mai eficient prin utilizarea de agenți de răcire care curg prin țevi, unități de distribuție sau rezervoare de imersie, transferând căldura direct de la componentele electronice. Această abordare permite instalațiilor să gestioneze sarcini de calcul mai dense, utilizând în același timp mai puțină energie.

Pe de altă parte, din punct de vedere acustic, răcirea cu lichid schimbă totul. În loc ca ventilatoarele mari și sistemele de tratare a aerului să producă zgomot larg și zgomot de flux de aer, principalele surse de sunet provin acum de la pompe, valve și mișcarea lichidului de răcire. Energia acustică se schimbă de la zgomotul aerului de înaltă frecvență la vibrații mecanice de joasă frecvență. Aceasta este o provocare mai complexă de gestionat.

 

 

Diferite metode de răcire cu lichid generează diferite modele acustice:

• Răcirea directă pe cip reduce zgomotul fluxului de aer, dar introduce zumzet și vibrații ale motorului pompei prin conductele conectate.
• Unitățile de distribuție a lichidului de răcire (CDU) creează zgomot de fundal constant din cauza mișcării fluidului și a reglării presiunii.
• Rezervoarele de răcire prin imersie elimină aproape în întregime zgomotul ventilatorului, dar pot produce turbulențe ale curgerii și rezonanță în conductele de lichid.

Strategiile acustice tradiționale, precum panourile absorbante sau deflectoarele de ventilație, nu mai sunt suficiente. Izolarea fonică eficientă pentru sistemele răcite cu lichid trebuie să vizeze aceste noi căi de transmisie cu un amestec de izolare a vibrațiilor, carcase acustice și atenuatoare .

Avantajele acustice ale răcirii cu lichid

Răcirea cu lichid introduce noi tipuri de sunet și vibrații, dar oferă și câteva avantaje acustice clare. Energia sonoră generală din interiorul unui centru de date răcit cu lichid poate fi mai mică atunci când sistemul este proiectat și întreținut corespunzător.

Unul dintre principalele beneficii este reducerea zgomotului ventilatoarelor. Nu mai sunt necesare ventilatoare de aer mari și ventilatoare de server în aceeași măsură, ceea ce elimină o mare parte din zgomotul larg și de înaltă frecvență tipic mediilor răcite cu aer.

Mai mult, sursele de zgomot devin mai localizate, ceea ce înseamnă că, în loc de sute de ventilatoare răspândite în mai multe încăperi, sunetul principal provine acum de la pompe sau unități de răcire care pot fi izolate în zone mecanice. Acest lucru facilitează proiectarea unor soluții de izolare fonică specifice, cum ar fi carcase, suporturi antivibrații sau bariere acustice.

Răcirea cu lichid reduce, de asemenea, turbulența generală a fluxului de aer dintr-o instalație, ceea ce duce la un nivel de zgomot de fundal mai calm. Cu mai puține grile de aer, clapete și difuzoare, reflexiile acustice care se acumulează adesea în sălile mari sunt reduse la minimum. Acest lucru creează un mediu sonor mai stabil și previzibil. Acesta este un factor foarte important pentru instalațiile care funcționează non-stop.

 

Noi provocări legate de zgomot și vibrații

 

Trecerea de la răcirea cu aer la răcirea cu lichid schimbă locul și modul în care se produce zgomotul în interiorul unui centru de date. În loc de un flux de aer larg și zgomotul ventilatorului, principalele surse devin mecanice și hidraulice, cu o frecvență mai mică, dar adesea mai persistente și mai greu de izolat.

Zgomotul pompei și al motorului

Pompele sunt centrul oricărui sistem de răcire cu lichid. Motoarele lor creează un zumzet constant care se poate propaga cu ușurință prin podele, pereți și conducte.

Turbulențe de curgere și vibrații ale țevilor

Pe măsură ce agentul de răcire curge prin coturi, valve și fitinguri, acesta generează turbulențe. Aceste mici schimbări de presiune creează zgomote pulsatile și pot provoca vibrații ale țevilor, în special atunci când debitele sunt mari. Secțiunile lungi și drepte ale țevilor pot, de asemenea, rezona ca tuburile de orgă, maximizând sunetul în loc să-l reducă.

Rezonanța în unitățile de distribuție a lichidului de răcire (CDU)

Unitățile de răcire (CDU) echilibrează presiunea și temperatura lichidului de răcire. Deși pompele, senzorii și supapele lor interne pot crea zgomot tonal care se repetă la frecvențe specifice, în timp, aceste rezonanțe pot solicita structurile din apropiere sau pot afecta calibrarea echipamentelor în zone sensibile.

Zgomot structural și de întreținere

Echipamentele de răcire montate strâns transferă vibrațiile în structura înconjurătoare, în timp ce întreținerea de rutină, cum ar fi spălarea conductelor sau testarea sub presiune, poate crește temporar nivelurile de zgomot.

Diferența cheie este că zgomotul produs de răcirea cu lichid se comportă mai mult ca energia vibrațiilor decât ca sunetul transmis prin aer. Acest lucru îl face mai greu de absorbit cu materiale acustice tradiționale. În schimb, necesită soluții specifice, cum ar fi suporturi antivibrații, platforme izolate, conectori flexibili pentru țevi și carcase acustice concepute pentru a conține și amortiza rezonanța mecanică.

 

Strategii de proiectare pentru izolare fonică eficientă

 

Proiectarea izolației fonice pentru centrele de date răcite cu lichid necesită un echilibru între izolarea acustică, controlul vibrațiilor și eficiența termică. Fiecare componentă a sistemului de răcire trebuie tratată acustic fără a afecta performanța de răcire sau accesul pentru întreținere.

Pompă de izolare și unități de răcire

Pompele se numără printre principalele surse de vibrații. Montarea lor directă pe podele de beton permite zgomotului să se răspândească prin structură. Cea mai eficientă abordare este instalarea lor pe suporturi antivibrații și platforme plutitoare, care reduc la minimum contactul și opresc transferul vibrațiilor.

Sistemele de izolare pe bază de arcuri de la DECIBEL sunt concepute în acest scop, susținând utilajele grele, menținând în același timp performanțe stabile. Acestea previn răspândirea vibrațiilor de joasă frecvență în clădire, protejând atât echipamentele, cât și personalul.

 

 

Carcase și bariere acustice

Închiderea echipamentelor zgomotoase ajută la limitarea zgomotului mecanic la sursă. DECIBEL produce carcase fonoabsorbante personalizate care reduc zgomotul produs de pompe, chillere și unități de răcire. Aceste carcase utilizează panouri de oțel de înaltă densitate căptușite cu material fonoabsorbant pentru a bloca zgomotul din aer, permițând în același timp accesul în siguranță pentru întreținere.

Pentru deschiderile care trebuie să rămână accesibile, la punctul de intrare este integrat un sistem de amortizor acustic din oțel. Acest design oferă o reducere maximă a zgomotului fără a restricționa accesul sau ventilația.

Gestionarea ventilației și a zgomotului generat de fluxul de aer

Chiar și cu răcirea cu lichid, manipularea aerului rămâne necesară pentru climatizarea încăperii și siguranța echipamentelor. Pentru a controla zgomotul generat de ventilație, la admisiile și ieșirile de aer se pot instala jaluzele acustice și amortizoare de zgomot. Jaluzelele din seria AL® de la DECIBEL și amortizoarele LW REG reduc zgomotul de mișcare a aerului fără a afecta capacitatea fluxului de aer. Acestea sunt fabricate din oțel galvanizat sau vopsit în câmp electrostatic, oferind o rezistență ridicată la intemperii și o durată lungă de viață.

Sisteme de pereți și uși

Sălile pompelor și ale instalațiilor au adesea pereți comuni cu zonele de monitorizare sau de personal. Aceste suprafețe ar trebui tratate cu sisteme de panouri fonoabsorbante, cum ar fi panourile perforate PZP™ , care absorb și blochează sunetul din aer. Pentru punctele de intrare, ușile acustice cu profile cu dublă etanșare și miezuri izolate oferă performanțe constante. Combinația dintre ușile etanșe și panourile cu masă mare asigură o barieră acustică continuă pe întreaga incintă.

 

Considerații privind modernizarea versus construcția nouă

 

Atunci când se planifică tratamentul acustic pentru centrele de date răcite cu lichid, abordarea diferă în funcție de tipul de instalație: nouă sau în curs de conversie dintr-un sistem răcit cu aer. Fiecare scenariu prezintă provocări unice în ceea ce privește spațiul, accesul și integrarea sistemului.

Modernizarea instalațiilor existente

Modernizarea centrelor de date mai vechi, răcite cu aer, pentru a permite răcirea cu lichid este complexă. Aceste clădiri nu au fost proiectate având în vedere sistemele de pompe mecanice grele sau zonele de izolare a vibrațiilor. Spațiul pentru incinte acustice sau suporturi antivibrații poate fi limitat, iar structurile existente pot deja transmite sunetul prin podele, pereți și trasee de conducte.

În aceste cazuri, strategiile de control al zgomotului se concentrează pe izolare și adaptare:

• Instalarea de bariere acustice modulare sau carcase parțiale în jurul echipamentelor zgomotoase.
• Adăugarea de conectori flexibili pentru țevi și suporturi de izolare pentru a preveni transferul vibrațiilor prin structurile existente.
• Utilizarea panourilor acustice și a ușilor pentru a separa zonele mecanice de spațiile ocupate.
• Implementarea de jaluzele sau atenuatoare acustice la deschiderile de ventilație pentru a gestiona zgomotul generat de fluxul de aer.

Aceste soluții permit instalațiilor să atingă standardele de conformitate fără a întrerupe operațiunile în curs. Modernizarea poate fi efectuată treptat, vizând mai întâi zonele cele mai zgomotoase, menținând în același timp sistemele funcționale.

Proiectarea de noi instalații răcite cu lichid

Construcțiile noi oferă oportunitatea de a integra performanța acustică încă de la început. În aceste proiecte, inginerii acustici lucrează alături de echipele mecanice și structurale pentru a se asigura că sistemele de izolare fonică și cele de răcire se susțin reciproc.

Etapele cheie de proiectare includ:

• Zonare: amplasarea pompelor și a unităților de răcire departe de zonele ocupate.
• Izolare structurală: proiectarea fundațiilor separate sau a podelelor flotante pentru echipamentele supuse unor vibrații intense.
• Design integrat al fluxului de aer: combinarea amortizoarelor și a lamelor de ventilație în sistemele de ventilație pentru a evita modernizarea ulterioară.
• Optimizarea materialelor: selectarea panourilor și a carcaselor fonoizolante care nu rețin căldura.

 

Echilibrarea performanței acustice și a eficienței de răcire

 

Izolarea fonică în centrele de date răcite cu lichid nu trebuie să compromită răcirea. Sistemele acustice ar trebui să gestioneze zgomotul fără a limita fluxul de aer sau a provoca acumularea de căldură. Carcasele proiectate corespunzător utilizează panouri perforate din oțel, jaluzele acustice și atenuatoare pentru a permite ventilația, reducând în același timp zgomotul.

 

Conformitate și standarde

 

Controlul zgomotului în centrele de date este o cerință legală și de siguranță.

• Directiva UE 2003/10/CE stabilește o limită de expunere a lucrătorilor de 87 dB(A).
• Regulamentul privind zgomotul la locul de muncă din Regatul Unit (2005) definește 80 dB(A) și 85 dB(A) ca niveluri de acțiune.
• În SUA, OSHA 29 CFR 1910.95 limitează expunerea la 90 dB(A) pe parcursul a opt ore.
• Zgomotul ambiental este, de asemenea, reglementat în temeiul BS 8233:2014 , care definește limitele de zgomot acceptabile în interiorul și în jurul clădirilor.

Sistemele acustice DECIBEL asigură conformitatea, menținând în același timp eficiența răcirii.

 

Monitorizare, întreținere și tendințe viitoare

 

Sistemele de control al zgomotului necesită inspecții regulate pentru a rămâne eficiente. Suporturile antivibrații, amortizoarele de zgomot și garniturile trebuie verificate pentru uzură sau slăbire care ar putea transfera sunetul prin structură. Micile modificări ale presiunii lichidului de răcire pot, de asemenea, crește nivelul de zgomot.

Instalarea senzorilor de vibrații și efectuarea periodică a testelor acustice ajută la detectarea timpurie a schimbărilor. Întreținerea continuă menține conformitatea și prelungește durata de viață a echipamentelor, asigurând în același timp că centrele de date rămân silențioase, sigure și fiabile pe termen lung.

 

 

Pe măsură ce centrele de date evoluează pentru a satisface cererea tot mai mare de putere de calcul, răcirea cu lichid a devenit esențială pentru menținerea eficienței și fiabilității. Cu toate acestea, odată cu fiecare progres tehnic vine o nouă provocare acustică. Pompele, supapele și sistemele de răcire introduc vibrații de joasă frecvență și zgomot structural care necesită un tratament specializat.

Printr-o combinație de izolare a vibrațiilor, carcase acustice, amortizoare de zgomot și panouri proiectate cu precizie, DECIBEL oferă soluții complete pentru această nouă generație de instalații.

De la faza inițială de proiectare până la monitorizarea pe termen lung, DECIBEL oferă asistență inginerilor, arhitecților și operatorilor de centre de date cu soluții personalizate, bazate pe expertiză dovedită.

Contactați DECIBEL pentru a proiecta sau moderniza centrul dumneavoastră de date răcit cu lichid cu sisteme acustice care oferă siguranță, eficiență și liniște, toate într-un echilibru perfect.