Tóm tắt nhanh: Trung tâm dữ liệu không dùng khí nén để chạy máy chủ, nhưng vẫn cần khí cho van làm mát, điều khiển hệ chữa cháy, vận hành cửa và thiết bị cơ điện, và bất kỳ chức năng nào trong số này dừng cũng có thể đe dọa thời gian hoạt động. Khí nén ở đây phải dự phòng theo chuẩn của toàn trung tâm, khởi động được ngay khi mất điện, và chạy êm, sạch, ổn định trong phòng kỹ thuật đặt cạnh phòng máy chủ. Bài này trình bày cách thiết kế hệ khí cho trung tâm dữ liệu theo mức độ dự phòng, từ khí điều khiển tới khí hỗ trợ làm mát.

Trong một trung tâm dữ liệu, sự cố khí nén hiếm khi được ghi vào báo cáo sự cố chính, nhưng nó vẫn làm chậm phản ứng của hệ thống. Một van làm mát phản ứng chậm do áp suất khí tụt trong lúc nhiều hệ thống cùng khởi động lại sau sự cố điện, khiến nhiệt độ một dãy tủ máy chủ tăng vài độ trước khi van kịp mở hết. Máy chủ không dừng, nhưng tổ vận hành phải can thiệp thủ công trong lúc hệ thống đang ở trạng thái nhạy cảm nhất. Khí nén ở đây không phải là tiện ích phụ, mà là một mắt xích trong chuỗi duy trì uptime.

Máy nén khí trục vít công nghiệp
Máy nén khí trục vít công nghiệp

QiAir là nhà sản xuất và nhà cung cấp máy nén khí trục vít của Trung Quốc, cung cấp máy nén cho khách hạ tầng số và công nghiệp. Với trung tâm dữ liệu, chúng tôi luôn thiết kế hệ khí theo cùng triết lý dự phòng như điện và làm mát: không có điểm lỗi đơn nào được phép dừng toàn bộ hệ thống.

Khí điều khiển và van làm mát: phản ứng nhanh khi tải nhiệt thay đổi đột ngột

Trung tâm dữ liệu dùng khí nén cho van điều khiển hệ làm mát, van điều tiết nước lạnh và thiết bị cơ điện quanh phòng máy chủ. Khi tải máy chủ tăng đột ngột hoặc một cụm làm mát chuyển đổi, van phải phản ứng trong vài giây để giữ nhiệt độ dãy tủ trong dải an toàn. Khí ẩm làm van kẹt dần và phản ứng chậm, còn tụt áp khi nhiều van cùng mở sẽ làm van mở không hết, gây nóng cục bộ ở dãy tủ xa nhất. Vì vậy khí cho hệ làm mát cần khô, lọc kỹ và có bình đệm đủ lớn để làm phẳng đỉnh tiêu thụ khi nhiều van cùng tác động.

Đo áp suất tại van xa nhất trong lúc hệ làm mát chuyển đổi là cách duy nhất để biết hệ khí có thực sự đủ hay không, vì áp suất ở phòng máy luôn cao hơn áp suất tại điểm dùng sau đường ống dài và nhiều nhánh. Van điều áp riêng cho nhánh làm mát, tách khỏi nhánh khí chung của tòa nhà, giúp hệ làm mát giữ được áp suất làm việc của mình ngay cả khi các khu vực khác tiêu thụ tăng đột ngột.

Dự phòng N+1 và khởi động khi mất điện: khí phải sẵn sàng cùng lúc với máy phát

Trung tâm dữ liệu được thiết kế với dự phòng N+1 cho điện và làm mát, và hệ khí nén cũng phải tuân theo cùng nguyên tắc đó. Một máy nén đơn độc, dù tốt tới đâu, vẫn là điểm lỗi đơn: khi nó hỏng hoặc đang bảo trì, toàn bộ van khí của trung tâm mất nguồn điều khiển. Cấu hình hai máy chia tải hoặc máy dự phòng tự khởi động, kèm nguồn điện dự phòng từ hệ UPS hoặc máy phát, đảm bảo khí vẫn có ngay cả trong lúc chuyển nguồn sau sự cố điện.

Máy dự phòng phải được chạy thử định kỳ theo lịch kiểm tra hệ thống dự phòng chung của trung tâm, vì máy nằm chờ nhiều tháng không chạy thử có thể không khởi động được đúng lúc mất điện. Lịch chạy thử nên mô phỏng đúng tình huống thật: cắt nguồn chính, để máy dự phòng tự khởi động và cấp khí cho van, rồi ghi lại thời gian khí đạt áp suất làm việc. Một bài kiểm tra chỉ chạy máy không tải trong vài phút không chứng minh được khả năng dự phòng thật.

  • Thiết kế hệ khí theo chuẩn N+1, không để một máy nén thành điểm lỗi đơn.
  • Cấp nguồn dự phòng cho máy nén từ UPS hoặc máy phát của trung tâm.
  • Chạy thử máy dự phòng định kỳ theo kịch bản mất điện thật, có đo thời gian đạt áp.

Tiếng ồn, nhiệt thải và vận hành cạnh phòng máy chủ: những yêu cầu riêng của trung tâm dữ liệu

Phòng máy nén của trung tâm dữ liệu thường đặt gần phòng máy chủ, nên tiếng ồn và nhiệt thải của máy nén phải được kiểm soát chặt. Máy nén ồn gây khó chịu cho kỹ thuật viên trực ca và có thể ảnh hưởng tới thiết bị nhạy cảm nếu đặt quá gần, còn nhiệt thải không được thu hồi hoặc xả đúng cách sẽ làm tăng tải làm mát của tòa nhà. Chọn máy có vỏ cách âm tốt, bố trí phòng máy tách khỏi phòng máy chủ bằng tường cách âm, và dẫn nhiệt thải ra ngoài hoặc thu hồi cho sưởi, là những việc nên làm ngay từ thiết kế, vì sửa sau khi trung tâm đã đi vào vận hành rất tốn kém.

Vận hành cũng cần gắn với hệ giám sát chung của trung tâm: áp suất, nhiệt độ, giờ chạy và cảnh báo máy nén nên đưa về trung tâm giám sát, để tổ vận hành thấy sự cố khí cùng lúc với sự cố điện và làm mát, thay vì phát hiện qua van phản ứng chậm. QiAir tính cấu hình cho khách trung tâm dữ liệu dựa trên số dãy tủ, tải làm mát thiết kế và mức dự phòng yêu cầu, để hệ khí vừa đủ cho giờ cao điểm vừa tuân thủ chuẩn uptime của trung tâm.

Câu hỏi thường gặp

Trung tâm dữ liệu dùng khí nén để làm gì?

Chủ yếu cho van điều khiển hệ làm mát, thiết bị cơ điện, hệ chữa cháy và cửa, không phải để chạy máy chủ trực tiếp nhưng vẫn ảnh hưởng tới uptime.

Vì sao hệ khí trung tâm dữ liệu cần dự phòng N+1?

Vì một máy nén đơn độc là điểm lỗi đơn: khi nó hỏng, toàn bộ van khí mất nguồn điều khiển và có thể đe dọa làm mát và thời gian hoạt động.

Máy nén dự phòng cần kiểm tra như thế nào?

Chạy thử định kỳ theo kịch bản mất điện thật, để máy tự khởi động và cấp khí cho van, có đo thời gian khí đạt áp suất làm việc.

Bài viết liên quan

QiAir là nhà sản xuất và nhà cung cấp máy nén khí trục vít của Trung Quốc. Nếu bạn đang tìm mua máy nén khí trục vít từ Trung Quốc — cho nhà máy, nhà máy dệt, công trường xây dựng hay dây chuyền sản xuất mới — hãy liên hệ QiAir để nhận báo giá theo nhu cầu thực tế, số liệu hiệu năng rõ ràng và hỗ trợ xuất khẩu.