اصول طراحی در سیستم خنک کننده مرکز داده

مراکز داده در اندازه‌های مختلف، از اتاق‌های سرور کوچک گرفته تا مراکز داده لبه‌ یا امکانات عظیم در مقیاس فوق‌العاده وجود دارند. این صنعت از یک کسب و کار در مقیاس کوچک به یک تجارت در مقیاس فوق العاده تبدیل شده است. این رشد به دلیل اتکای روزافزون جهان به فناوری‌ست. امروزه نیاز به بهبود بهره‌وری بسیار مهم شده است؛ زیرا مراکز داده مقدار فزاینده‌ای از منابع را مصرف می‌کنند. بنابراین خنک کننده در مرکز داده بحث مهمی تلقی می‌شود.

بسیاری از کسب و کارها که در حال حاضر به مراکز داده تکیه می‌کنند، به دفاتر مجازی و پلتفرم‌های ابری نیاز پیدا کرده‌اند. این تاسیسات انرژی و آب زیادی مصرف می‌کنند. به هر حال، بهره‌وری برای کاهش هزینه‌ها و حفظ عملیات سازگار با محیط زیست اولویت اول را دارد.
سیستم‌های خنک کننده در مراکز داده ضروری هستند
این سیستم‌ها، گرمایی را که محصول جانبی سرورهاست حذف و دمای مناسب را برای تجهیزات IT حفظ می‌کنند. سیستم‌های خنک کننده با طراحی ویژه در مراکز داده بزرگ مستقر می‌شوند و به عنوان تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAH) Computer Room Air Handlers و (CRAC) Computer Room Air Conditioners شناخته می‌شوند.
واحدهای تهویه مطبوع (AC) هوا را روی کویل‌های خنک کننده با مبردها می‌دمند تا سیستم‌های الکتریکی را خنک نگه دارند. واحدهای تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAC) مانند واحدهای (AC) کار می‌کنند. اما نه تنها هوای خنک را فراهم می‌کنند، بلکه همچنین دما، رطوبت و توزیع هوا را که در اتاق‌های سرور حیاتی هستند، حفظ می‌کنند.
جدیدترین روش خنک کننده، واحدهای کنترل هوای اتاق کامپیوتر (CRAH) است که از آب سرد برای خنک کردن اتاق سرور و سیستم‌های الکتریکی استفاده می‌کنند. این مقاله بر روی واحدهای (CRAH) تمرکز دارد؛ زیرا آنها بهره‌وری انرژی و مزایای هزینه‌ای فوق‌العاده را ارائه می‌دهند.
طراحی خنک کننده مرکز داده
سرورهای فعال (24/7) مقادیر قابل توجهی گرما را در داخل مرکز داده تولید می‌کنند. سرورها مستعد گرم شدن بیش از حد هستند و با اضافه بار حرارتی خاموش می‌شوند. همچنین اگر در دمای بالا کار کنند، طول عمر کمتری خواهند داشت. گرمای بیش از حد، عملیات تجاری را مختل می‌کند و منجر به از دست رفتن هزینه می‌شود. بنابراین سیستم‌های خنک کننده برای حذف گرما حیاتی هستند. طراحی خنک کننده برای حفظ بهترین عملکرد مراکز داده ضروری‌ست. با این حال، سیستم‌های خنک‌ کننده مرکز داده مقادیر زیادی انرژی و آب مصرف می‌کنند.
استراتژی‌های مهار در طراحی مراکز داده استفاده می‌شود. این کار با جلوگیری از مخلوط شدن هوای سرد و گرم باعث بهبود کارایی می‌شود. با تجزیه و تحلیل نحوه حرکت هوا در مرکز داده، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که هوای سرد مسیر بهینه را به سمت تجهیزات فناوری اطلاعات طی می‌کند. ما دو نوع طراحی خنک کننده هوا داریم که مورد بحث قرار خواهد گرفت. هر دو از مبدل‌های حرارتی استفاده می‌کنند، اما در راه هوایی و راهبرد خنک کننده متفاوت هستند.
سیستم خنک کننده مستقیم راهرو (DAC) Direct Aisle Cooling
در این سیستم، یک بسته کویل در بالای راهرو نصب می‌شود. هوای گرم شده از تجهیزات به مبدل‌های حرارتی منتقل می‌شود. سپس هوای خروجی، قبل از بازگشت به راهرو خنک می‌شود. این سیستم بسیار متنوع‌تر از (RAC) است؛ زیرا فقط به ارتفاع کافی سقف نیاز دارد. همچنین معمولاً برای تأسیسات بزرگ‌تر استفاده می‌شود.
سیستم خنک کننده برگشت راهرو (RAC)Return Aisle Cooling System
در این سییستم، هوای گرم از طریق راهروها یا مجراها عبور می‌کند. هوای گرم از طریق مبدل‌های حرارتی خنک می‌شود و به راهرو باز می‌گردند. این راهروها هوای خنک‌شده را به دریچه‌ها و به سمت کف‌های کاذب منتقل می‌کنند و مجدد به مبدل‌ها باز می‌گردانند. در مقایسه با سیستم (DAC)، این سیستم می‌تواند بهینه‌تر باشد؛ زیرا چندین راهرو را در خود جای می‌دهد. همچنین امکان خنک‌سازی انبوه را فراهم می‌کند.
ادغام واحدهای (CRAH) در سیستم‌های خنک کننده
واحدهای (CRAH) مانند واحدهای (CRAC) کار می‌کنند. آنها از فن‌ها برای دمیدن روی کویل‌های خنک‌کننده و دفع هوای گرم استفاده می‌کنند. اما کویل‌های خنک کننده (CRAH) به جای مبرد از آب سرد استفاده می‌کنند. یک کارخانه یا چیلر جداگانه، آب سرد را برای واحدهای (CRAH) تامین می‌کند. هوای گرم از اتاق سرور جمع‌آوری می‌شود و این هوا از طریق کویل‌های خنک کننده عبور می‌کند. سپس گرما از هوا به آب منتقل شده و به چیلر باز می‌گردد.
واحدهای (CRAH) می‌توانند سرعت فن را برای حفظ سطح دما و رطوبت در داخل اتاق سرور کنترل کنند. این واحدها در مراکز داده متوسط ​​تا فوق مقیاس استفاده می‌شوند. این واحدها از آنجایی که انرژی کمتری مصرف می‌کنند و نیاز به تعمیر و نگهداری زیادی ندارند، بازده انرژی بیشتری خواهند داشت.

در سیستم راهروی سرد، واحدهای (CRAH) گرمای حاصل از تجهیزات را جمع آوری می‌کنند. این هوای گرم خنک می‌شود و به فضای زیر زمین پرتاب می‌شود. سپس از پایین به رک سرور بازگردانده می‌شود. سیستم راهروی گرم مشابه کاربردهای هوای سرد عمل می‌کند. هوای گرم را از کف پایین می‌گیرد، سپس هوا را خنک می‌کند. هوای خنک شده از بالا خارج می‌شود و در سراسر اتاق سرور به گردش در می‌آید.
واحدهای (CRAH) در بالای قفسه‌های سرور در سیستم‌های (DAC) برای ایجاد یک سقف راهرو محصور نصب می‌شوند. این سیستم نیازی به کف کاذب ندارد. واحدهای (CRAH) به راحتی نصب می‌شوند و می‌توانند استاندارد شوند. کویل‌های با کارایی بالا و فن‌های کم مصرف مزایای صرفه‌جویی در هزینه را برای اپراتورها ارائه می‌دهند.
علاوه بر این، نصب واحدهای (CRAH) در بالای قفسه‌های سرور، تعمیر و نگهداری را آسان‌تر و فضای کف را برای سرورها بهینه می‌کند و مهار راهروهای گرم/سرد را بهبود می‌بخشد.
نتیجه گیری
واحد (CRAH) دستگاهی‌ست که برای حذف گرما از تجهیزات استفاده می‌شود. این دستگاه از کویل‌های خنک کننده و فن‌ها برای دفع گرما استفاده می‌کند. بنابراین، یک روش موثر برای خنک کردن تجهیزات ایجاد می‌شود. ادغام واحدهای (CRAH) در سیستم‌های خنک کننده می‌تواند کارایی و صرفه جویی را برای تاسیسات شما بهبود بخشد؛ اما قبل از انجام این کار باید نکات خاصی را در نظر گرفت.
جریان هوا یکی از بزرگ‌ترین ملاحظات در سیستم‌های خنک کننده است. بر کارایی و عملکرد مراکز داده تأثیر می‌گذارد. واحدهای (CRAH) نقش کلیدی در ایجاد یک راه هوایی موثر برای خنک کردن دارند. مطمئن شوید که طراحی خود را به طور موثر پیکربندی کرده‌اید. مهم‌تر از همه، یک سنسور سرعت هوا و جریان هوا برای بهینه‌سازی کامل سیستم خنک کننده مرکز داده خود استفاده کنید.

نوآوران دیتا طراح و مجری خدمات و تجهیزات دیتا سنتر در ایران