با رشد روزافزون فناوری اطلاعات و نیاز به ذخیره‌سازی، پردازش و مدیریت حجم عظیمی از داده‌ها، اهمیت مراکز داده (Data Centers) به عنوان قلب تپنده سیستم‌های دیجیتال به شکل قابل‌توجهی افزایش یافته است. مراکز داده شامل مجموعه‌ای از سرورها، تجهیزات شبکه و سیستم‌های جانبی است که به طور 24 ساعته در حال فعالیت هستند و عملکرد مداوم و بهینه آن‌ها نیازمند شرایط محیطی پایدار و کنترل‌شده است. از جمله عوامل حیاتی در طراحی و بهره‌برداری از مراکز داده، سیستم‌های تهویه و سرمایش هستند که وظیفه خنک‌سازی و کنترل دمای تجهیزات را بر عهده دارند.
سیستم‌های تهویه و سرمایشی علاوه بر تضمین عملکرد بهینه تجهیزات، از خرابی ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری کرده و کارایی انرژی را بهبود می‌بخشند. با توجه به تنوع نیازها و طراحی‌های مراکز داده، روش‌های مختلفی برای تهویه و سرمایش وجود دارد که هرکدام ویژگی‌ها، مزایا و معایب خاص خود را دارند. در این مقاله، به بررسی جامع این روش‌ها پرداخته شده و بهترین راهکارها برای بهینه‌سازی محیط‌های مراکز داده معرفی می‌شود.
در مراکز داده جهت توزیع هوا و تهویه، سیستم‌ها به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند:
سیستم تهویه با توزیع هوای اختلاطی (Mixing Ventilation):
در این سیستم، دریچه‌های ورودی هوا در سقف و دریچه‌های خروجی هوا در نزدیکی کف قرار دارند. ویژگی بارز این نوع سیستم، اختلاط کامل هوای ورودی با هوای موجود در اتاق است که به تنظیم دمای یکنواخت کمک می‌کند.
سیستم تهویه با توزیع هوای لایه‌ای (Stratified Ventilation):
در این نوع سیستم‌ها، هوا به صورت لایه‌ای و هدفمند به نواحی مورد نیاز هدایت می‌شود. این سیستم‌ها بیشتر در شرایطی استفاده می‌شوند که توزیع هوای یکنواخت مورد نیاز نباشد.
سیستم تهویه با توزیع هوای جابجایی (Displacement Ventilation):
در این سیستم، هوا از طریق دریچه‌های نزدیک به کف وارد شده و به سمت بالا حرکت می‌کند. این روش نسبتاً جدید بوده و امکان تنظیم دمای مناسب و نرخ تهویه برای هر فضا را فراهم می‌کند.
انواع سیستم‌های زیر سطحی
سیستم‌های تهویه زیر سطحی به دو دسته‌ی كلی تقسیم می‌شوند:
- سیستم با پلنوم خنثی
- سیستم با پلنوم تحت فشار
منظور از پلنوم در واقع فضای بین كف یك طبقه و سقف طبقه‌ی زیرین است. بسته به استفاده‌هایی كه قرار است از این فضا صورت پذیرد ارتفاع پلنوم‌ها می‌تواند بین 4 تا 18 اینچ متغییر باشد. دو سیستم مزبور از نظر پروفیل دما و پروفیل سرعتی كه در ناحیه‌ی اشغال شده ایجاد می‌كنند با یكدیگر تفاوت دارند.
سیستم با پلنوم خنثی
در سیستم‌های تهویه زیر سطحی با پلنوم خنثی یک هواساز مرکزی، هوای خنک را با دمای بین ۱۸ تا ۲۲ درجه سلسیوس به پلنوم زیر کف سالن منتقل می‌نماید تا با سرعت و فشار بسیار کم از طریق یک یا چند دریچه وارد سالن مزبور شود. سرعت هوای ورودی به سالن نیز معمولاً در حدود ۰/۲۵ متر بر ثانیه است، به طوری که به‌سختی می‌توان جریان آن را احساس نمود. هوایی که از طریق دریچه‌ها وارد سالن می‌شود در ابتدا در کف سالن به‌صورت یک استخر جمع می‌شود. ضخامت لایه‌ی مزبور به سرعت ضخیم‌تر شده و به‌تدریج شاهد تشکیل دو ناحیه‌ی متمایز از یکدیگر در سالن خواهیم بود که یکی از آن‌ها حاوی هوای سرد (ناحیه‌ی اشغال شده) و دیگری شامل هوای گرم، کهنه و نسبتاً ساکن (ناحیه‌ی اشغال نشده) است. حرارتی که از دستگاه‌ها و تجهیزات مستقر در سالن متصاعد می‌شود به‌صورت یک پلنوم حرارتی عمل می‌کند و در تسهیل جریان هوای سرد به طرف سقف موثر است. لازم به ذکر است که از روش مزبور فقط برای مصارف سرمایش آن هم در مواردی که بار برودتی پیک کمتر از مقدار معینی است استفاده می‌شود و در سایر موارد لازم است این سیستم با سیستم‌های برودتی دیگری همچون انواع تشعشعی تکمیل گردد.
سیستم با پلنوم تحت فشار
در این سیستم هوای خنک خروجی از هواساز با دمایی بین ۱۵ تا ۱۸ درجه سلسیوس و با فشاری بین ۱ تا ۱/۵ اینچ آب به پلنوم زیر کف سالن منتقل شده و سپس از طریق یک یا چند دریچه با سرعتی بین ۱ تا ۲ متر بر ثانیه به‌طور پیوسته به داخل سالن هدایت می‌شود. با این کار عمل جابجایی هوای گرم با عمل اختلاط بین لایه‌های سیال در ناحیه‌ی اشغال شده تقویت می‌گردد که در اثر آن گرادیان دما در ناحیه‌ی اشغال شده کاهش یافته و شرایط مطبوع‌تری برای پرسنل و تجهیزات به وجود می‌آید. در روش مذکور به علت تحت فشار بودن پلنوم، هوابند بودن آن از اهمیت بالایی برخوردار است در غیر این صورت شاهد نشت هوا خواهیم بود. در ضمن به علت بالا بودن سرعت هوا ممکن است جریان هوا توسط پرسنل احساس شود که برای کاهش این امر لازم است دریچه‌ها در جای مناسبی نصب شوند به طوری که پرسنل از مرکز دریچه‌ها به اندازه‌ی کافی فاصله داشته باشند. به طور کلی از این سیستم در مواردی که بار برودتی یک سالن بالاست استفاده می‌شود. در ضمن در مواردی که بار برودتی متغیر باشد به‌راحتی با وارد کردن یا خارج کردن یک یا چند دریچه از مدار، می‌توان سیستم را به‌طور مناسب تنظیم نمود.
مزایا و معایب سیستم تهویه زیر سطحی
با توجه به این که تمامی سیستم‌های تهویه دارای مزایا و معایب خاص خود هستند، لازم است تا در بررسی هر یک از این سیستم‌ها، مزایا و معایب آن‌ها به‌طور مشخصی بررسی و بیان گردند. از این رو، از جمله مزایای سیستم‌های تهویه زیرسطحی می‌توان به کاهش عمده هزینه‌های چرخه عمر ساختمان به دلیل افزایش انعطاف پذیری در مدیریت تجهیزات (تنظیم و تغییر دکوراسیون)، افزایش رضایت و آسایش حرارتی ساکنین از طریق بهبود شرایط آسایش حرارتی و کیفیت هوای داخل، مصرف انرژی کمتر و طبع آن هزینه‌های جاری کمتر، افزایش انعطاف در سرویس‌ها و تجهیزات الکترونیکی ساختمان، کاهش ارتفاع کف تا کف در ساخت و سازهای جدید اشاره
کرد.
همچنین از معایب این سیستم توزیع هوا نیز می‌توان به تکنولوژی جدید و تقریباً نامأنوس آن، کمبود اطلاعات و رهنمون‌های طراحی، نبود برنامه شبیه‌سازی کل ساختمان برای سیستم، هزینه‌های اولیه بالا، وجود کف سرد و نارضایتی حرارتی ناشی از کوران، نشتی و ورود گرد و خاک به داخل سیستم اشاره کرد.
مطالب مرتبط: IoT و کاربرد آن در صنعت HVAC
معرفی مراکز داده
مرکز داده، مکانی است که سیستم‌های کامپیوتری و تجهیزات جانبی مربوط به آن‌ها، مانند سیستم‌های ذخیره‌سازی و ارتباطی را در خود جای می‌دهد. مرکز داده می‌تواند اتاقی از یک ساختمان، طبقاتی از آن و یا کل ساختمان باشد. این مرکز معمولاً شامل سیستم‌های پشتیبان برق و یا تجهیزات اضافی است که در صورت خرابی سیستم‌های اصلی، به‌عنوان پشتیبان مورد استفاده قرار می‌گیرد و همچنین شامل کنترل‌کننده‌های محیطی، مانند دستگاه‌های تهویه هوا و سیستم‌های آتش‌نشانی و ابزارهای کنترل است.
مراکز داده مختلفی در نقاط مختلف دنیا وجود دارند که با توجه به نیاز و همچنین شرایط منطقه طراحی و ساخته شده‌اند. ساختمان‌های مراکز داده اکثراً با سقف‌های بلند ساخته می‌شوند که علاوه بر تهویه هوا، امکان قرار دادن سرورهای بیشتر را فراهم می‌کنند. همچنین در تمامی مراکز داده، مسیرهایی برای گذراندن کابل‌های شبکه و کابل‌های برق وجود دارند. علاوه بر این‌ها، وجود سیستم تهویه قوی برای پایین نگه‌داشتن دمای سرورها ضروری است. البته مشخصاتی همچون سقف کاذب، کف کاذب و همچنین سیستم اطفاء حریق در برخی موارد توصیه شده است.
از عمومی‌ترین تجهیزات زیرساخت‌های شبکه‌های کامپیوتری رک است. رک محفظه فلزی است که جهت نگهداری و محافظت از تجهیزات مختلف شبکه مانند کابل، سوئیچ، سرور، تجهیزات مخابراتی، برق اضطراری و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابعاد هر رک اصلی‌ترین ویژگی در انتخاب آن است. هر رک دارای سه بعد طول، عرض و ارتفاع است. ارتفاع رک‌ها با واحدی تحت عنوان یونیت شناخته می‌شود.
سیستم سرمایشی مراکز داده
سیستم‌های سرمایشی در مراکز داده باید به‌صورت تمام وقت (۲۴ ساعت و ۷ روز هفته) کار کنند. هر سرور باید میزان مشخصی هوای سرد را با توجه به سرعت انتشار گرمای خود دریافت کند، بنابراین راه حل تضمین عملکرد مناسب این تجهیزات، این است که مطمئن باشیم هوای سرد به‌طور مناسبی در مرکز داده توزیع می‌شود و هوای سرد توزیع شده، نیازهای مرتبط با هر ناحیه را برآورده می‌کند.
سیستم‌های سرمایش حدود ۳۸ درصد کل انرژی مورد نیاز در مراکز داده را مصرف می‌کنند که درصد بالایی از مصرف انرژی را به خود اختصاص می‌دهند. بنابراین به‌کارگیری سیستم سرمایشی مناسب که هم از نظر مصرف انرژی به‌صرفه باشد و هم یک توزیع هوای مناسب در مرکز داده ایجاد کند، بسیار حائز اهمیت است.
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