Bloc de rotation des climatiseurs : dispositif, règles de connexion et configuration du module

Une panne de climatiseur dans un bureau n'entraîne pas l'arrêt du travail du personnel, n'est-ce pas ? Il en va tout autrement dans les salles de serveurs, où un refroidissement ininterrompu de l'air est nécessaire. En incluant un bloc de rotation des climatiseurs dans le système, on évite même un dépassement temporaire des valeurs limites de température.

Une telle solution évite la panne des équipements serveurs et crée les conditions pour une exécution stable des tâches de service. Nous vous expliquerons comment organiser un bloc de rotation. Nous vous expliquerons comment réserver les climatiseurs, et vous conseillerons sur la manière d'installer et de configurer l'appareil.

Indicateurs de température de l'air dans la salle des serveurs

Les blocs de rotation sont intégrés dans les systèmes de climatisation de nombreux laboratoires, centres de données, ateliers de production dans les industries de haute technologie. C'est un élément incontournable de l'équipement des salles de serveurs, que l'on trouve dans presque toutes les organisations sérieuses.

À l'ère des technologies de l'information, même les nouvelles entreprises en développement cherchent à utiliser leur propre équipement serveur pour traiter, stocker et échanger des données avec leurs partenaires et clients.

Des exigences strictes sont imposées au régime de température dans la salle des serveurs, dont le respect n'est possible qu'avec la présence de deux climatiseurs ou plus

Un local technique séparé, appelé salle des serveurs, est dédié à l'équipement serveur, où il est nécessaire de maintenir les conditions d'exploitation spécifiées dans la documentation technique par le fabricant. En particulier, l'un des paramètres les plus importants est la température de l'air.

Selon les recommandations de l'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), la température dans les salles de serveurs doit être comprise entre 18 °C et 27 °C. La plupart des entreprises spécialisées, par exemple celles fournissant des services d'hébergement, ne permettent pas que la température de l'air dépasse 24 °C.

Une augmentation de la température, même pour une courte durée, peut provoquer une panne du matériel serveur, et la résolution de l'incident nécessitera le remplacement de composants coûteux.

Des plages de température aussi strictes sont dues aux particularités de fonctionnement des ordinateurs serveurs. La surchauffe locale de certains dispositifs faisant partie du serveur entraîne leur panne. En fin de compte, tout se résume à une perte d'informations importantes, à des perturbations des processus de production, commerciaux, logistiques et, par conséquent, à une perte de réputation et de bénéfices.

Un serveur moderne est équipé d'un système interne d'évacuation de la chaleur. Tous les composants internes qui dégagent de la chaleur pendant leur fonctionnement sont refroidis. Mais il est impossible d'éviter complètement les échanges thermiques en raison du manque d'étanchéité du boîtier. Malgré les radiateurs et même le refroidissement liquide, la température à l'intérieur du boîtier sera proche de la température ambiante.

Les composants suivants sont les plus sensibles aux conditions climatiques de fonctionnement :

• processeur central ;
• disque dur ;
• mémoire vive.

Lorsque la température augmente, les matériaux des composants du disque dur se dilatent. Cela entraîne la défaillance des disques magnétiques, des têtes et du système de positionnement. Les problèmes de disque dur peuvent entraîner une perte d'informations importantes.

Des radiateurs métalliques sont utilisés pour le refroidissement local des processeurs serveurs et de la mémoire vive, mais en cas d'augmentation significative de la température ambiante, ils ne peuvent pas assurer une protection contre la surchauffe.

Dans les serveurs modernes, des dispositifs de mémoire vive sont installés, équipés de leur propre système de refroidissement passif (radiateurs). Mais la situation ne change pas pour autant. Les radiateurs ne peuvent sauver la RAM que lors d'une augmentation très brève et légère de la température. Mais en cas de réchauffement plus important de l'air, ils sont inefficaces.

Le système de protection du processeur se déclenche automatiquement en cas de surchauffe, ce qui entraîne l'arrêt du serveur et l'impossibilité de son fonctionnement normal et ininterrompu. De nombreuses puces, en particulier les ponts sud et nord, ne supportent pas non plus les températures élevées.

Il ne faut pas compter sur le fait que si la température extérieure (dans la rue) se situe dans une plage acceptable, on peut se passer de refroidissement de l'air dans la salle des serveurs. Il faut prendre en compte tous les indicateurs de dégagement de chaleur et les apports de chaleur. Ainsi, la puissance thermique des serveurs représente 80 à 90 % de la puissance électrique consommée et dépasse souvent 1 kW.

Ainsi, l'utilisation d'équipements coûteux et importants pour résoudre des problèmes commerciaux, sensibles à l'augmentation et aux fluctuations de température, nécessite une climatisation correctement organisée, dans laquelle chaque système split doit fonctionner sans interruption.

Fonction et structure du bloc de rotation

L'organisation du système de refroidissement en installant non seulement des climatiseurs principaux, mais aussi de rechange et de secours, ne résout pas le problème en soi.

Il est nécessaire de coordonner le fonctionnement de tous les appareils de manière à ce que, quelles que soient les conditions, la température dans la pièce reste stable. À cet effet, on utilise des complexes spécialisés, souvent appelés simplement coordinateurs.

Organisation d'un système de climatisation comprenant un climatiseur principal et un de réserve, une unité de commande, deux unités d'exécution et trois capteurs de température avec connexion d'un bus pour l'alarme incendie et les situations d'urgence.

Un complexe standard comprend une unité de commande et des unités d'exécution. Ensemble, ils remplissent les fonctions de base suivantes :

• contrôle du fonctionnement du système ;
• commutation des climatiseurs en cas de panne ;
• assurer un fonctionnement en alternance ;
• répartition uniforme des heures de fonctionnement.

Un système de climatisation fiable pour la salle des serveurs comprend au moins deux climatiseurs : un principal et un de réserve. Chacun d'eux, selon ses caractéristiques techniques, doit être capable de maintenir les conditions de température nécessaires dans la salle des serveurs.

En cas de panne d'un climatiseur, le bloc de rotation met rapidement en service le deuxième appareil, en bon état. Pour cette fonction, des capteurs de température mesurent la température et réagissent à la moindre augmentation. La fonction de réserve aide non seulement en cas d'urgence, mais aussi, par exemple, lors de la maintenance préventive et de la réparation des climatiseurs.

L'une des options d'organisation du système de refroidissement dans la salle des serveurs avec un bloc de réserve et une alimentation des climatiseurs par un disjoncteur séparé.

La mise en œuvre d'une telle solution permet de changer les filtres, de recharger les climatiseurs en réfrigérant, d'effectuer des opérations plus complexes à tout moment opportun, tout en maintenant un microclimat optimal dans la salle des serveurs.

Le bloc de rotation assure également le fonctionnement alterné des climatiseurs et des systèmes split et, par conséquent, le temps de fonctionnement total est approximativement identique. En conséquence, la période entre les réparations et la durée d'exploitation de l'équipement de refroidissement sont prolongées.

Schémas de redondance des climatiseurs

Il est possible de mettre en œuvre différents schémas de redondance, désignés conventionnellement par N+1 et 2N, où N est le nombre de climatiseurs remplissant une fonction analogue dans le système (de l'anglais « Need » – « Nécessité »).

Le schéma le plus simple, qui implique l'utilisation d'un seul climatiseur de réserve, est N+1. Si le système de rotation n'est pas configuré, le climatiseur de réserve ne s'allume qu'en cas d'urgence et prend en charge toute la charge.

Le système peut comporter plusieurs climatiseurs de travail principaux et chacun d'eux dispose d'un climatiseur de réserve, ce qui est désigné par 2N et signifie une redondance à 100 %. Il est clair que plus il y a de climatiseurs de réserve, plus la tolérance aux pannes du système est élevée.

Particularités d'installation sur l'exemple du BURR-1

Nous allons vous montrer comment l'installation est effectuée à l'aide d'un exemple concret. En Russie, les blocs de contrôle de rotation et de redondance BURR-1 sont largement utilisés, fonctionnant en conjonction avec les blocs d'exécution spécialisés BIS-1. Le nombre de blocs d'exécution peut varier en fonction du nombre total de climatiseurs dans le système.

Schéma de connexion du BURR-1 et du BIS-1 avec transmission des signaux par canal infrarouge, permettant de coordonner le fonctionnement de 15 climatiseurs.

La livraison du BURR-1 comprend, en plus de l'appareil lui-même, un capteur de température. Les blocs d'exécution sont achetés pour chaque climatiseur. Ils sont livrés avec une sonde infrarouge et un coussin adhésif double face pour sa fixation. Un capteur thermique est acheté séparément.

Notons que la configuration des coordinateurs dépend du fabricant et comprend souvent tout l'ensemble nécessaire de capteurs thermiques et d'accessoires auxiliaires.

Avant le début des travaux d'installation, l'équipement est mis hors tension et les autres exigences de sécurité sont respectées.

Le BURR-1 a un boîtier en plastique, pratique pour l'installation sur un profilé métallique spécial – un rail DIN, qui est placé sur le tableau électrique, à côté des disjoncteurs. Un rail DIN d'une longueur de 3,5 cm convient à cet effet.

Le BIS-1 est installé au-dessus du climatiseur ou directement sur le boîtier du climatiseur, fixé à l'aide d'un coussin adhésif double face. Dans la zone d'entrée des persiennes de guidage, le capteur de température est fixé. C'est là qu'il pourra capter le flux d'air froid et déterminer que le climatiseur est en état de marche.

Un capteur thermique externe commun est également nécessaire dans le système, installé dans un support mural dans la salle des serveurs, à égale distance des climatiseurs. Ce capteur ne doit pas être soumis à des influences thermiques extérieures, par exemple provenant de radiateurs de chauffage.

S'il est possible d'organiser le câblage électrique, le bloc de commande BURR-1 peut être installé à l'extérieur du tableau, par exemple sur un mur ou même dans une pièce adjacente.

Le BURR-1 est livré avec un passeport et une notice détaillée, qui fournissent des recommandations d'installation et des schémas. L'un des avantages du modèle est le branchement du capteur thermique et de l'alimentation électrique sans respect de polarité.

La sonde de l'émetteur est installée de manière à « regarder » le photorécepteur du climatiseur à une distance maximale de 10 cm avec un angle de déviation admissible de 45 à 60 degrés.

La portée de transmission d'un signal radio stable est de 50 mètres. C'est-à-dire la distance maximale entre le bloc principal et le bloc d'exécution. Il est souhaitable de la réduire pour diminuer le niveau de perturbations provenant d'équipements externes.

Il convient de souligner les particularités suivantes de l'installation :

• absence de câbles ;
• possibilité d'extension du système ;
• réalisation de différents schémas de redondance.

Lors du branchement de l'unité de rotation des climatiseurs, il ne sera pas nécessaire de tirer un câble pour la transmission des signaux de commande, ce qui, entre autres, économise de l'espace dans la salle des serveurs. La composition du système de climatisation est variable.

On peut y inclure un nombre variable de climatiseurs de différentes puissances. En développant et en augmentant l'équipement de la salle des serveurs, l'entreprise peut, selon ses besoins, ajouter de nouveaux climatiseurs au système (jusqu'à 15 appareils au total).

Principe de fonctionnement du bloc de rotation

Lors du fonctionnement de l'unité BURR-1, des commandes sont transmises par signaux radio à 433 MHz aux unités d'exécution qui allument et éteignent les climatiseurs à l'aide d'émetteurs infrarouges, conformément aux réglages définis. Les climatiseurs doivent être équipés de photorécepteurs. La plupart des modèles modernes, y compris ceux à usage domestique, répondent à cette exigence.

L'unité d'exécution BIS-1M est généralement installée sur le mur directement au-dessus du climatiseur. En fonctionnement, elle reçoit les signaux radio de l'unité de commande et transmet les ordres d'allumage et d'extinction du climatiseur par voie infrarouge.

Une surveillance continue des capteurs thermiques est effectuée. En comparant les données obtenues, l'état de chaque climatiseur est déterminé. Si le climatiseur est allumé et que le capteur installé sur ses volets indique que la variation de température en sortie est inférieure à 2 °C, les puissances de réserve sont activées et un signal d'alarme est émis.

Comment s'effectue la configuration

En fonction des réglages définis par l'utilisateur de l'unité de commande de rotation, les climatiseurs sont allumés et éteints, en respectant un ordre déterminé et des intervalles de temps spécifiés.

Pour accéder au menu des paramètres de l'unité de commande, appuyez sur «Entrée». Si les paramètres sont modifiés en cours de fonctionnement, au moment d'appuyer sur ce bouton, l'unité peut transmettre des commandes selon un protocole préalablement défini. Dans ce cas, il faudra patienter un peu tout en continuant d'appuyer sur «Entrée».

Les éléments du menu de configuration sont regroupés en plusieurs catégories, notamment l'enregistrement des unités d'exécution, les paramètres temporels et thermiques. Les informations sur le fonctionnement du système s'affichent sur l'écran de l'unité de commande. Elles sont présentées sous forme de phrases clairement formulées et de symboles. Sur l'écran, on peut voir le type de commande transmise et son statut actuel, ce qui facilite la configuration et l'exploitation ultérieure de l'unité BURR-1.

À l'aide du panneau de commande, un numéro est attribué à chaque climatiseur et sa fonction est définie. Les climatiseurs sont regroupés selon leur fonction : réserve, participants à la rotation, etc.

Le panneau avant de l'unité BURR-1 avec un écran LCD et des boutons de commande, grâce à ses dimensions compactes, prend peu de place dans l'armoire électrique. Son ergonomie bien conçue le rend pratique pour la configuration des paramètres.

En utilisant le panneau de saisie des données, vous définissez les valeurs maximales admissibles de température dans la salle des serveurs, la température de connexion, de déconnexion, de déclenchement de l'alarme, ainsi que les paramètres temporels relatifs au travail en commun et à la rotation.

Le mode de fonctionnement du bloc exécutif est déterminé par le changement de couleur et de fréquence de clignotement de la diode située en bas du boîtier. Par exemple, lorsque le bloc exécutif est en mode normal et attend la commande du bloc de contrôle, sa LED clignote lentement en vert.

Lorsqu'une telle commande est reçue, une lumière jaune s'allume pendant 1 à 2 secondes. L'exécution de la commande d'activation est accompagnée d'un clignotement vert fréquent. En cas de désactivation, la LED s'allume en rouge et clignote également fréquemment.

Après avoir réglé les paramètres et souhaitant quitter le menu, vous appuyez sur le bouton «ESC». Si vous n'appuyez sur aucun bouton pendant 4 minutes, c'est-à-dire en cas d'inactivité totale, la sortie s'effectuera automatiquement.

S'il n'y a pas d'appui sur les boutons parce qu'un enregistrement de commande est en cours et qu'un signal IR est attendu, la sortie automatique ne se produira pas. Veuillez noter que lors de certaines opérations, l'appui sur «ESC» entraînera une sortie du menu, et les modifications apportées aux paramètres ne seront pas enregistrées.

Quel que soit le modèle, le processus de configuration est intuitif, comme le montre la photo du coordinateur de climatiseurs SRK-M3 avec l'indication des boutons de commande, des capteurs, des LED de service et d'information.

Lorsque le bloc est en mode de réglage, la gestion de la rotation est suspendue, bien que tous les minuteries fonctionnent, en comptant le temps de fonctionnement de chaque groupe de climatiseurs et le temps de rotation.

Le processus de configuration du module de contrôle de rotation est décrit en détail dans le manuel fourni.

Règles d'entretien de l'équipement

Pour garantir un fonctionnement normal et une longue durée de vie, vous effectuez régulièrement l'entretien technique des blocs de commande et d'exécution. Tous les 3 à 4 mois, vérifiez la fiabilité de la fixation, la qualité des connexions, l'état des connecteurs. Les borniers et les surfaces extérieures des boîtiers doivent être nettoyés de la poussière au fur et à mesure de leur encrassement, en évitant que des débris et des objets étrangers ne s'y déposent.

Facteurs de choix et fonctionnalités supplémentaires

Sur le marché, différents modèles et modifications de blocs de rotation et de secours des climatiseurs sont présentés, qui diffèrent entre eux :

• par les caractéristiques ;
• par l'ensemble des fonctions ;
• par le mode de montage ;
• par le type de commande.

Le signal de commande peut être transmis non seulement par voie infrarouge, comme sur le BURR-1, mais aussi par fils. La configuration diffère par le nombre de capteurs de température. Les capteurs eux-mêmes peuvent fonctionner avec une certaine erreur, ce qui affecte dans une certaine mesure la vitesse de déclenchement du bloc de rotation. Vous portez également attention à l'erreur du minuteur. Ces données et d'autres doivent être indiquées dans la documentation d'accompagnement.

Lors du choix d'un coordinateur, les exigences du système de climatisation, sa composition et sa configuration sont prises en compte. Ainsi, pour les climatiseurs sans photorécepteurs, on peut choisir des dispositifs avec un type de commande filaire. Un critère important est la fonctionnalité de l'appareil.

Aujourd'hui, on peut acheter des blocs de rotation avec un large éventail de fonctions. En plus d'accomplir leurs tâches principales, ces dispositifs redémarrent automatiquement les climatiseurs dont le fonctionnement a été interrompu en raison d'une panne de courant. Ils empêchent l'arrêt des climatiseurs si une personne donne par inadvertance une telle commande depuis la télécommande.

L'un des blocs de redondance les plus simples pour deux climatiseurs, à gauche les boutons d'enregistrement et de réglage, à droite les boutons de commutation entre les modes de fonctionnement et de service.

Lors du raccordement des boucles d'alarme, des messages concernant les situations d'urgence sont transmis. Par exemple, un message d'incendie est envoyé si la température dans la salle serveur dépasse une certaine valeur (généralement à 69°C). Le signal peut être envoyé au panneau des pompiers, et il est également possible d'alerter le personnel par SMS.

Les événements et les données des capteurs de température sont enregistrés dans des journaux non volatiles. La possibilité de contrôle à distance via les interfaces RS485 et Ethernet est offerte. Le protocole de communication industriel Modbus est pris en charge.

Après avoir pris connaissance de la description et des caractéristiques techniques de l'appareil, il convient de s'assurer de l'importance de ses fonctionnalités afin de faire un choix économiquement judicieux et raisonnable.

Il faut considérer que la continuité du refroidissement dépend non seulement du bloc de secours, mais aussi des climatiseurs eux-mêmes. Dans les salles serveurs, on utilise des systèmes split inverter de précision, gainables et muraux. La dernière option est la plus demandée car ces appareils sont beaucoup moins chers et prennent moins de place.

Les climatiseurs muraux assurent un refroidissement adéquat des salles serveurs et, contrairement aux modèles de précision, peuvent être utilisés dans des espaces de petite superficie.

Lors du choix d'un climatiseur mural, on prête attention à la puissance frigorifique, qui doit correspondre aux excès de chaleur à neutraliser.

Le système de climatisation doit fonctionner dans la salle serveur indépendamment de la saison. Si la température de fonctionnement minimale des climatiseurs est limitée à -10°C, des kits basse température sont achetés en supplément.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Mise en service du système de climatisation avec un coordinateur dans la salle serveur :

Déballage et aperçu du bloc de rotation pour deux climatiseurs :

Pour un refroidissement ininterrompu 24h/24 de la salle des serveurs et pour éviter les pannes d'équipement, on utilise des blocs de rotation et de redondance qui allument et éteignent les climatiseurs selon un algorithme défini. En cas de panne ou de puissance insuffisante d'un climatiseur, le climatiseur de secours se met immédiatement en marche. Grâce au fonctionnement alterné, la durée de vie des climatiseurs est augmentée.

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