با افزایش مداوم گرمای تولیدشده در سرور رک‌ها، طراحی مناسب سیستم‌های تهویه هوا در مراکز داده، برای جلوگیری از تخریب تجهیزات به دلیل گرمای بیش‌ازحد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. مراکز داده باید به گونه‌ای طراحی شوند که محیط تجهیزات آن‌ها مطابق با استانداردهای موجود باشد.
افزایش تعداد رک‌ها و تراکم قدرت در مراکز داده، نیازمند مدیریت دقیق جریان هوا و سرمایش است. افزودن واحدهای سرمایشی یا افزایش توان آن‌ها، به تنهایی روش مناسبی برای حل مشکلات جریان هوا نیست. چیدمان صحیح سرورها، استفاده از فناوری‌های نوین و بهینه‌سازی سیستم توزیع هوا، اهمیت زیادی دارند.
تکامل فناوری‌های تهویه مراکز داده
یکی از مهم‌ترین فناوری‌های اولیه در این حوزه، راهروی سرد و راهروی گرم بود که در سال 1992 معرفی شد. پس از آن، فناوری‌هایی مانند سرمایش ردیفی با محفظه‌بندی راهروی گرم، محفظه‌بندی راهروی سرد، و سرمایش سقفی به‌منظور بهبود عملکرد سیستم‌ها مطرح شدند.
به‌تدریج، تمرکز بر مراکز داده با تراکم بالا و بهبود مصرف انرژی، با استفاده از روش‌هایی مانند دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، پیل‌های سوختی، و حالت‌های اقتصادی (Economizer) افزایش یافت. همچنین، استفاده از روش خنک‌کننده رایگان (Free Cooling) نیز مورد توجه قرار گرفت.
اهداف مدیریت سیستم‌های توزیع هوا در مراکز داده
مدیریت سیستم‌های توزیع هوا با هدف حل چالش‌های سرمایش مراکز داده انجام می‌شود. از جمله این چالش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حداقل‌سازی بازگشت هوای گرم (Recirculation)
- کاهش جریان عبوری هوای سرد (Bypass)
- حذف نقاط بیش از حد سرد
توزیع مناسب هوای سرد برای حفظ عملکرد بهینه سرورها بسیار حیاتی است. دو عامل بازگشت هوای گرم و جریان عبوری، موجب کاهش راندمان سیستم سرمایشی می‌شوند.
جریان بازگشتی (Recirculation):
به بازگشت هوای گرم از راهروی گرم به راهروی سرد گفته می‌شود. این فرآیند می‌تواند باعث کاهش کارایی سیستم سرمایشی شده و سرمایش غیرموثر را به دنبال داشته باشد.
جریان عبوری (Bypass):
هوای سردی که بدون خنک‌سازی رک‌ها از راهروی سرد عبور کرده و به واحد سرمایشی (CRAC – Computer Room Air Conditioning) بازمی‌گردد، جریان عبوری نامیده می‌شود. این وضعیت نیز مشابه بازگشت هوای گرم، می‌تواند راندمان سیستم را کاهش دهد.
هدف اصلی در طراحی و مدیریت سیستم‌های سرمایش و توزیع هوا در مراکز داده، به حداقل رساندن این مشکلات است تا شرایط مناسب برای عملکرد تجهیزات حساس فناوری اطلاعات و جلوگیری از آسیب ناشی از گرمای زیاد فراهم شود.
مطالب مرتبط: روش‌های تهویه مراکز داده (Data Center)
سیستم‌های سرمایشی مورد استفاده در مراکز داده
1- سرمایش آبی (Chilled Water)
در سیستم‌های سرمایشی مبتنی بر مایعات، سیال عامل معمولاً ترکیبی از آب و ضدیخ است که به این نوع سیستم‌ها، سرمایش چیلد واتر (Chilled Water) گفته می‌شود. این سیستم‌ها به‌ویژه در مراکز داده و اتاق‌های سرور با ظرفیت بالا کاربرد دارند.
نحوه عملکرد:
در این سیستم، آب به‌صورت مداوم در چیلر سرد می‌شود. سپس آب سرد، به فضای دیتاسنتر و اتاق سرور انتقال یافته و در کویل‌های آبی گردش می‌کند. هوای گرم تولیدشده توسط تجهیزات از روی این کویل‌ها عبور کرده و پس از خنک شدن، به سمت سرورها بازدمیده می‌شود تا تجهیزات فناوری اطلاعات را خنک کند. سیستم سرمایش آبی معمولاً شامل تجهیزات خنک‌کننده ردیفی (In-Row) یا پکیج‌های مخابراتی آبی (In-Room) است که این فرآیند خنک‌سازی را اجرا می‌کنند. آب گرم‌شده پس از خنک‌سازی تجهیزات، توسط پمپ‌های سیرکولاسیون به سمت چیلرهای مرکز داده بازگردانده می‌شود. در این مرحله، آب دوباره توسط چیلرهای تراکمی خنک می‌شود و چرخه سرمایش دیتاسنتر ادامه می‌یابد.
سرمایش گازی (Direct Expansion)
سرمایش گازی در مراکز داده با ظرفیت پایین معمولاً با سیستم‌های DX انجام می‌شود. DX یا Direct Expansion به معنای انبساط مستقیم است و شامل هر سیستم سرمایشی می‌شود که کویل اواپراتور آن در داخل مرکز داده، از طریق انبساط مبرد گازی، هوای سرد تولید کند.
نحوه عملکرد:
سیال عامل در این سیستم‌ها، مبردهای گازی هستند که پس از ورود به فضای سرورها، در حالت مایع مادون سرد (Subcooled) قرار دارند. هوای گرم از روی لوله‌های مسی حاوی مبرد مایع (اواپراتور) عبور کرده و سرد می‌شود. مبرد داخل اواپراتور، پس از جذب حرارت، به فاز مافوق‌گرم (Superheat) تبدیل می‌شود. مبرد مافوق‌گرم به بیرون از فضای سرور منتقل شده و انرژی حرارتی خود را از طریق کندانسور به هوای بیرون منتقل می‌کند. پس از دفع حرارت و مایع‌شدن مجدد مبرد، چرخه در یک سیستم بسته به‌طور مداوم تکرار می‌شود. در این سیستم، تمامی قطعات چرخه سرمایش (به‌جز کندانسور) در داخل مرکز داده قرار دارند. کندانسور معمولاً در بیرون از مرکز داده نصب می‌شود.
نکات مهم در انتخاب روش تهویه
اندازه مرکز داده: اندازه مرکز داده و میزان گرمای تولید شده توسط تجهیزات، در انتخاب روش تهویه مناسب، تأثیرگذار است.
شرایط آب و هوایی: شرایط آب و هوایی منطقه نیز در انتخاب روش تهویه مناسب، مؤثر است.
هزینه: هزینه نصب و نگهداری سیستم‌های تهویه نیز باید در نظر گرفته شود.
راندمان انرژی: انتخاب سیستم‌های تهویه‌ای که راندمان انرژی بالایی دارند، می‌تواند به طور قابل توجهی در مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی صرفه‌جویی کند.
مطالب مرتبط: نقش دستگاه‌های تهویه مطبوع در خانه‌های هوشمند
شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران با برند Gplus (جی‌پلاس)، به‌عنوان نماد تولید داخلی در زمینه محصولات تهویه مطبوع و نماینده برندهای معتبر جهانی همچون LG (ال‌جی)، Midea (مایدیا)، Clint (کلینت) و Rhoss (راس)، به شما این امکان را می‌دهد تا کیفیت هوای داخل منزل یا محل کار خود را به بهترین نحو بهبود بخشید. متخصصین تهویه مطبوع مبتکران گلدیران، با تعهد به کیفیت و ایمنی، در تمام مراحل انتخاب، نصب و نگهداری همراه شما هستند. فرقی نمی‌کند که به دنبال یک تصفیه‌کننده هوا باشید یا یک سیستم پیشرفته تهویه مطبوع؛ ما اینجا هستیم تا با ارائه راهکارهای مؤثر، محیطی راحت و ایمن برای خانواده شما فراهم کنیم.
با تکمیل فرم مشاوره خرید آنلاین یا تماس با شرکت مهندسی و مشاوره صنایع مبتکران گلدیران می‌توانید از خدمات مشاوره رایگان ما بهره‌مند شوید.
بدون دیدگاه