Äänieristys datakeskuksissa nestejäähdytyksen aikakaudella

Datakeskusten viilentämisestä on tullut merkittävä tekninen haaste niiden kasvaessa suuremmiksi ja tehokkaammiksi. Jokainen räkki, palvelin ja tallennusjärjestelmä tuottaa lämpöä, ja energiankulutuksen kasvaessa perinteiset ilmajäähdytysjärjestelmät tulevat rajansa. Tämä muutos on johtanut merkittävään teknologiseen kehitykseen, nestejäähdytykseen.

Ilmapohjaisiin järjestelmiin verrattuna nestejäähdytys siirtää lämpöä suoraan nestekanavien tai upotussäiliöiden kautta. Tämä tarjoaa paremman lämpötehokkuuden ja alhaisemmat energiakustannukset. Vaikka tämä innovaatio ratkaisee yhden ongelman, se tuo mukanaan toisen: uuden akustisen ympäristön . Pumput, nesteen virtaus- ja jäähdytysnesteen jakeluyksiköt korvaavat tuulettimien surinan surinalla, jatkuvalla tärinällä ja paineäänellä, jotka käyttäytyvät eri tavalla ja tarvitsevat uusia äänieristysstrategioita .

Tämä muutos tarkoittaa sekä operaattoreille että suunnittelijoille akustiikan hallinnan uudelleenajattelua alusta alkaen. Nestejäähdytteisen datakeskuksen äänieristyksessä keskitytään tasapainon ylläpitämiseen. Lämpötehokkuuden, esteettömyyden ja tärinänhallinnan on toimittava yhdessä, jotta tilat ovat hiljaisia ja luotettavia päivittäin.

 

Mikä on nestejäähdytys ja miten se muuttaa akustista profiilia

 

Nestemäinen jäähdytys on nopeasti korvaamassa perinteisen ilmajäähdytyksen nykyaikaisissa datakeskuksissa. Se poistaa lämpöä tehokkaammin käyttämällä jäähdytysnesteitä, jotka virtaavat putkien, jakeluyksiköiden tai upotussäiliöiden läpi ja siirtävät lämmön suoraan pois elektronisista komponenteista. Tämä lähestymistapa mahdollistaa tiheämpien laskentakuormien käsittelyn ja samalla energiankulutuksen.

Toisaalta akustiikan näkökulmasta nestejäähdytys muuttaa kaiken. Suurten tuulettimien ja ilmankäsittelylaitteiden sijaan, jotka tuottavat laaja-alaista ja ilmavirtausmelua, tärkeimmät äänilähteet tulevat nyt pumpuista, venttiileistä ja jäähdytysnesteen liikkeestä. Akustinen energia siirtyy korkeataajuisesta ilmamelusta matalataajuiseen mekaaniseen värähtelyyn. Tämä on monimutkaisempi haaste hallita.

 

 

Eri nestejäähdytysmenetelmät tuottavat erilaisia akustisia kuvioita:

• Suoraan sirulle suuntautuva jäähdytys vähentää ilmavirran melua, mutta aiheuttaa pumpun moottorin hurinaa ja tärinää liitettyjen putkien kautta.
• Jäähdytysnesteen jakeluyksiköt (CDU) tuottavat tasaista taustamelua nesteen liikkeestä ja paineensäätelystä.
• Upotusjäähdytyssäiliöt poistavat puhaltimen melun lähes kokonaan, mutta voivat aiheuttaa virtausturbulenssia ja resonanssia nestelinjoissa.

Perinteiset akustiset strategiat, kuten vaimentavia paneeleita tai ilmanvaihtokanavia, eivät enää yksinään riitä. Nestejäähdytteisten järjestelmien tehokkaan äänieristyksen on kohdistuttava näihin uusiin siirtoreitteihin yhdistelmällä tärinänvaimennusta, akustisia koteloita ja vaimentimia .

Nestejäähdytyksen akustiset edut

Nestejäähdytys tuo mukanaan uudenlaisia ääniä ja tärinää, mutta sillä on myös useita selkeitä akustisia etuja. Nestejäähdytteisen datakeskuksen kokonaisäänienergia voi olla alhaisempi, kun järjestelmä on suunniteltu ja huollettu oikein.

Yksi tärkeimmistä eduista on tuulettimien melun väheneminen. Suuria ilmankäsittelylaitteita ja palvelinpuhaltimia ei enää tarvita samassa määrin, mikä poistaa suuren osan ilmajäähdytteisille ympäristöille tyypillisestä laaja-alaisesta ja korkeataajuisesta kohinasta.

Lisäksi melulähteet lokalisoituvat, mikä tarkoittaa, että satojen useissa huoneissa sijaitsevien tuulettimien sijaan pääasiallinen ääni tulee nyt pumpuista tai jäähdytysyksiköistä, jotka voidaan eristää mekaanisilla alueilla. Tämä helpottaa kohdennettujen äänieristysratkaisujen, kuten koteloiden, tärinänvaimennustelineiden tai akustisten esteiden, suunnittelua.

Nestejäähdytys myös vähentää ilmavirran kokonaisturbulenssia tilassa, mikä johtaa rauhallisempaan taustameluun. Vähemmän ilmaritilöitä, vaimentimia ja hajottimia minimoi akustiset heijastukset, joita usein kertyy suurissa halleissa. Tämä luo vakaamman ja ennustettavamman ääniympäristön. Tämä on erittäin tärkeä tekijä laitoksille, jotka toimivat ympäri vuorokauden.

 

Uudet melu- ja tärinähaasteet

 

Siirtyminen ilmajäähdytyksestä nestejäähdytykseen muuttaa sitä, missä ja miten melua syntyy datakeskuksessa. Laajan ilmavirran ja tuuletinmelun sijaan pääasiallisista lähteistä tulee mekaanisia ja hydraulisia, joiden taajuus on matalampi, mutta jotka usein ovat pysyvämpiä ja vaikeampia eristää.

Pumpun ja moottorin melu

Pumput ovat minkä tahansa nestejäähdytysjärjestelmän keskus. Niiden moottorit tuottavat jatkuvaa hurinaa, joka voi helposti levitä lattioiden, seinien ja putkistojen läpi.

Virtausturbulenssi ja putken värähtely

Jäähdytysnesteen virratessa mutkien, venttiilien ja liittimien läpi se aiheuttaa turbulenssia. Nämä pienet paineenmuutokset aiheuttavat sykkiviä ääniä ja voivat saada putket värähtelemään, erityisesti suurilla virtausnopeuksilla. Pitkät, suorat putkiosuudet voivat myös resonoida kuten urkuputket, mikä maksimoi äänen sen sijaan, että se vaimentaisi sitä.

Jäähdytysnesteen jakeluyksiköiden (CDU) resonanssi

Jäähdytysyksikön (CDU) tehtävänä on tasapainottaa jäähdytysnesteen painetta ja lämpötilaa. Vaikka niiden sisäiset pumput, anturit ja venttiilit voivat tuottaa tiettyjen taajuuksien toistuvaa äänikohinaa, ajan myötä nämä resonanssit voivat rasittaa lähellä olevia rakenteita tai vaikuttaa laitteiden kalibrointiin herkillä alueilla.

Rakenteellinen ja kunnossapitomelu

Tiukasti asennetut jäähdytyslaitteet siirtävät tärinää ympäröivään rakenteeseen, kun taas rutiinihuolto, kuten huuhtelulinjat tai painekokeet, voivat tilapäisesti lisätä melutasoa.

Keskeinen ero on se, että nestejäähdytyksen melu käyttäytyy enemmän värähtelyenergian kuin ilmassa kantautuvan äänen tavoin. Tämän vuoksi sitä on vaikeampi vaimentaa perinteisillä akustiikkamateriaaleilla. Sen sijaan se vaatii kohdennettuja ratkaisuja, kuten tärinänvaimentimia, eristettyjä alustoja, joustavia putkiliittimiä ja akustisia koteloita, jotka on suunniteltu vaimentamaan mekaanista resonanssia.

 

Tehokkaan äänieristyksen suunnittelustrategiat

 

Nestejäähdytteisten datakeskusten äänieristyksen suunnittelussa on otettava huomioon akustinen eristys, tärinänvaimennus ja lämpötehokkuus. Jäähdytysjärjestelmän jokainen komponentti on käsiteltävä akustisesti vaikuttamatta jäähdytystehoon tai huoltomahdollisuuksiin.

Eristävät pumput ja jäähdytysyksiköt

Pumput ovat yksi tärkeimmistä tärinän lähteistä. Niiden asentaminen suoraan betonilattioille sallii melun kulkeutumisen rakenteen läpi. Tehokkain tapa on asentaa ne tärinänvaimentimille ja kelluville alustoille, jotka minimoivat kosketuksen ja estävät tärinän siirtymisen.

DECIBELin jousipohjaiset eristysjärjestelmät on suunniteltu tätä tarkoitusta varten tukemaan raskaita koneita ja säilyttämään samalla vakaan suorituskyvyn. Ne estävät matalataajuisen tärinän leviämisen rakennukseen ja suojaavat sekä laitteita että henkilökuntaa.

 

 

Akustiset kotelot ja esteet

Meluisten laitteiden kotelointi auttaa hillitsemään mekaanista melua sen lähteellä. DECIBEL valmistaa mittatilaustyönä tehtyjä äänieristettyjä koteloita, jotka vähentävät pumppujen, jäähdyttimien ja jäähdytysyksiköiden melua. Näissä koteloissa käytetään ääntä vaimentavalla materiaalilla vuorattuja tiheitä teräspaneeleita, jotka estävät ilmassa kantautuvan melun ja mahdollistavat samalla turvallisen huoltokäynnin.

Aukkoihin, joiden on oltava esteettömiä, on integroitu teräspohjainen akustinen äänenvaimennusjärjestelmä sisäänkäyntikohtaan. Tämä rakenne tarjoaa maksimaalisen melunvaimennuksen rajoittamatta pääsyä tai ilmanvaihtoa.

Ilmanvaihdon ja ilmavirran melun hallinta

Nestejäähdytyksestä huolimatta ilmanvaihto on edelleen välttämätöntä huoneilmanvaihdon ja laitteiden turvallisuuden kannalta. Ilmanvaihdon melun hallitsemiseksi ilmanotto- ja poistoaukkoihin voidaan asentaa akustisia säleikköjä ja äänenvaimentimia. DECIBELin AL®-sarjan säleiköt ja LW REG -vaimentimet vähentävät ilman liikkeen melua vaikuttamatta ilmavirtauskapasiteettiin. Ne on valmistettu galvanoidusta tai pulverimaalatusta teräksestä, mikä tarjoaa hyvän säänkestävyyden ja pitkän käyttöiän.

Seinä- ja ovijärjestelmät

Pumppu- ja laitoshuoneissa on usein yhteisiä seiniä valvonta- tai henkilöstöalueiden kanssa. Nämä pinnat tulisi käsitellä äänieristetyillä paneelijärjestelmillä, kuten PZP™-rei'itetyillä paneeleilla , jotka vaimentavat ja estävät ilmassa kantautuvaa ääntä. Sisäänkäynteihin akustiset ovet , joissa on kaksinkertaiset tiivisteprofiilit ja eristetty ydin, tarjoavat tasaisen suorituskyvyn. Tiivistettyjen ovien ja massiivisten paneelien yhdistelmä varmistaa jatkuvan akustisen esteen koko kotelon poikki.

 

Jälkiasennus vs. uudisrakennus - huomioitavia asioita

 

Nestejäähdytteisten datakeskusten akustiikkasuunnittelussa lähestymistapa vaihtelee riippuen siitä, onko laitos uusi vai ilmajäähdytteisestä järjestelmästä muutettu. Jokainen skenaario tuo mukanaan ainutlaatuisia haasteita tilan, pääsyn ja järjestelmäintegraation suhteen.

Olemassa olevien tilojen jälkiasennus

Vanhempien, ilmajäähdytteisten datakeskusten jälkiasennus nestejäähdytystä tukemaan on monimutkaista. Näitä rakennuksia ei ole suunniteltu raskaita mekaanisia pumppujärjestelmiä tai tärinänvaimennusvyöhykkeitä ajatellen. Akustisille koteloille tai tärinänvaimentimille on tilaa rajoitetusti, ja olemassa olevat rakenteet voivat jo välittää ääntä lattioiden, seinien ja putkireittien läpi.

Näissä tapauksissa meluntorjuntastrategiat keskittyvät melun leviämisen estämiseen ja sopeutumiseen:

• Modulaaristen akustisten esteiden tai osittaisten kotelointien asentaminen meluisten laitteiden ympärille.
• Joustavien putkiliittimien ja eristyskiinnikkeiden lisääminen tärinän siirtymisen estämiseksi olemassa olevien rakenteiden läpi.
• Akustiikkalevyjen ja ovien käyttäminen mekaanisten alueiden erottamiseen oleskelutiloista.
• Asenna akustisia säleikköjä tai vaimentimia ilmanvaihtoaukkoihin ilmavirran melun hallitsemiseksi.

Näiden ratkaisujen avulla laitokset voivat saavuttaa vaatimustenmukaisuusstandardit keskeyttämättä meneillään olevaa toimintaa. Jälkiasennus voidaan toteuttaa vaiheittain keskittyen ensin meluisimpiin alueisiin ja pitäen järjestelmät toiminnassa.

Uusien nestejäähdytteisten tilojen suunnittelu

Uudisrakennukset tarjoavat mahdollisuuden integroida akustinen suorituskyky alusta alkaen. Näissä projekteissa akustiikkainsinöörit työskentelevät yhdessä mekaanisten ja rakennesuunnittelutiimien kanssa varmistaakseen, että äänieristys- ja jäähdytysjärjestelmät tukevat toisiaan.

Keskeisiä suunnitteluvaiheita ovat:

• Vyöhykejako: pumppu- ja jäähdytysyksikköjen sijoittaminen pois oleskelualueilta.
• Rakenteellinen eristys: erillisten perustusten tai kelluvien lattioiden suunnittelu tärinälle alttiille laitteille.
• Integroitu ilmavirtaussuunnittelu: äänenvaimentimien ja säleikköjen yhdistäminen ilmanvaihtojärjestelmiin myöhempien jälkiasennusten välttämiseksi.
• Materiaalien optimointi: ääntä eristävien paneelien ja koteloiden valinta, jotka eivät pidä lämpöä loukussa.

 

Akustisen suorituskyvyn ja jäähdytystehokkuuden tasapainottaminen

 

Nestejäähdytteisten datakeskusten äänieristys ei saa vaarantaa jäähdytystä. Akustiikkajärjestelmien tulisi hallita melua rajoittamatta ilmavirtausta tai aiheuttamatta lämmön kertymistä. Oikein suunnitelluissa koteloissa käytetään rei'itettyjä teräslevyjä, akustisia säleikköjä ja äänenvaimentimia ilmanvaihdon mahdollistamiseksi ja melun vähentämiseksi.

 

Vaatimustenmukaisuus ja standardit

 

Meluntorjunta datakeskuksissa on lakisääteinen ja turvallisuusvaatimus.

• EU-direktiivissä 2003/10/EY työntekijöiden altistuksen raja-arvoksi asetetaan 87 dB(A).
• Yhdistyneen kuningaskunnan työmelua koskevissa säännöksissä (2005) määritellään toimintatasot 80 dB(A) ja 85 dB(A).
• Yhdysvalloissa OSHA 29 CFR 1910.95 -määräys rajoittaa altistuksen 90 dB(A):aan kahdeksan tunnin aikana.
• Ympäristömelua säännellään myös standardilla BS 8233:2014 , joka määrittelee hyväksyttävät melurajat rakennuksissa ja niiden ympäristössä.

DECIBELin akustiset järjestelmät varmistavat vaatimustenmukaisuuden ja samalla säilyttävät jäähdytystehokkuuden.

 

Seuranta, ylläpito ja tulevaisuuden trendit

 

Melunvaimennusjärjestelmät vaativat säännöllisiä tarkastuksia pysyäkseen tehokkaina. Tärinänvaimentimet, äänenvaimentimet ja tiivisteet on tarkistettava kulumisen tai löystymisen varalta, jotka voisivat siirtää ääntä rakenteen läpi. Myös pienet jäähdytysnesteen paineen muutokset voivat nostaa melutasoa.

Tärinäantureiden asentaminen ja säännöllisten akustisten testien suorittaminen auttavat havaitsemaan muutokset varhaisessa vaiheessa. Jatkuva kunnossapito ylläpitää vaatimustenmukaisuutta ja pidentää laitteiden käyttöikää varmistaen samalla, että datakeskukset pysyvät hiljaisina, turvallisina ja luotettavina pitkällä aikavälillä.

 

 

Datakeskusten kehittyessä vastaamaan kasvavaan laskentatehon kysyntään nestejäähdytyksestä on tullut olennainen osa tehokkuuden ja luotettavuuden ylläpitämistä. Jokainen tekninen edistysaskel tuo kuitenkin mukanaan uuden akustisen haasteen. Pumput, venttiilit ja jäähdytysjärjestelmät aiheuttavat matalataajuista tärinää ja runkoääniä, jotka vaativat erityiskäsittelyä.

Tärinänvaimennuksen, akustisten koteloiden, äänenvaimentimien ja tarkkuusteknisten paneelien yhdistelmällä DECIBEL tarjoaa täydellisiä ratkaisuja tämän uuden sukupolven laitoksille.

DECIBEL tukee insinöörejä, arkkitehtejä ja datakeskusten operaattoreita räätälöidyillä ratkaisuilla, jotka perustuvat todistettuun asiantuntemukseen, suunnittelun alkuvaiheesta pitkäaikaiseen valvontaan.

Ota yhteyttä DECIBELiin suunnitellaksesi tai jälkiasentaaksesi nestejäähdytteisen datakeskuksesi akustisilla järjestelmillä, jotka tarjoavat turvallisuuden, tehokkuuden ja hiljaisuuden täydellisessä tasapainossa.