تاسیسات نوین | دوره آموزش و طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان شامل نرم افزار تاسیسات، کتابهای تاسیسات و مقالات آموزشی برای ایجاد سرمایش در دیتاسنترها و تهویه مطبوع مناسب از روش‌های مختلفی می‌توان استفاده کرد که بسته به نیازها و شرایط محیطی، بایستی بهترین گزینه انتخاب می‌شود.
سرمایش در دیتاسنترها – استراتژی مهار راهروی سرد یا Cold Aisle Containment
با ایزوله کردن هوای سرد فقط در جلوی رک‌های سرور و جلوگیری از اختلاط با هوای بازگشتی، می‌توان راندمان را افزایش داد و هوای ورودی سرد را به طور مؤثر به جلوی رک‌های سرور رساند. با قرار دادن یک مانع مهار در راهروی سرد، هوای سرد ورودی به جایی هدایت می‌شود که بیشترین کارایی را دارد.
در این روش، هوای سرد تنها می‌تواند از میان رک‌ها عبور کند و در آنجا گرمای تجهیزات IT را جذب کند، سپس وارد راهروی گرم شده و بالا رفته و به تجهیزات HVAC بازمی‌گردد. هوای گرم در فضا مهار نمی‌شود.
با استفاده از روش مهار راهروی سرد، هوای سرد در داخل راهروی سرد مهار شده و از اختلاط با هوای گرم جلوگیری می‌شود، در حالی که هوای گرم برگشتی اجازه دارد در سراسر دیتاسنتر گردش کند. این دو جریان هوا به‌وسیله نوعی محفظه یا پوشش مهارکننده در سمت ورودی هوا از یکدیگر جدا می‌شوند.
سرمایش در دیتاسنترها – استراتژی مهار راهروی گرم یا Hot Aisle Containment
در این استراتژی، هوای گرم خروجی از رک‌ها تنها در راهروی گرم مهار شده و مستقیماً به کانال‌کشی یا پلنوم هدایت می‌شود و به تجهیزات HVAC بازگردانده می‌شود، بدون اینکه با هوای سرد ورودی مخلوط شود. این روش با یا بدون کف کاذب قابل اجرا است، زیرا هوای ورودی در داخل اتاق مهار نمی‌شود.
در این روش، راهروی گرم محصور می‌شود و هوای گرم تجهیزات IT در آنجا باقی می‌ماند، در حالی که هوای سرد در سراسر دیتاسنتر گردش می‌کند که برعکس سیستم مهار راهروی سرد است.
سرمایش در دیتاسنترها – واحدهای خنک‌کننده اتاق کامپیوتر
انواع مختلفی از تجهیزات HVAC برای اتاق کامپیوتر وجود دارد که به سبک‌ها و پیکربندی‌های متفاوتی طراحی شده‌اند. برخی از این تجهیزات روی سقف نصب می‌شوند، برخی دیگر روی کف کاذب قرار می‌گیرند و برخی می‌توانند پشت‌سرهم بین رک‌ها نصب شوند و نیازی به کف کاذب ندارند. دو سیستم HVAC سنتی و رایج برای دیتاسنترهای متوسط تا بزرگ عبارت‌اند از واحد CRAC (تهویه‌مطبوع اتاق کامپیوتر) و CRAH (واحد هواساز اتاق کامپیوتر). این دو شامل فن، کویل‌های خنک‌کننده، فیلترها و گزینه‌هایی مانند رطوبت‌زن هستند. هر دو واحد ظاهری مشابه دارند اما تفاوت اصلی در روش خنک‌سازی هوا است.
معمولاً در دیتاسنترها از سیستم کف کاذب استفاده می‌شود که هوای سرد را به یک پلنوم در زیر تجهیزات IT می‌رساند. واحدهای HVAC به‌صورت استراتژیک در سراسر فضای کف دیتاسنتر قرار داده شده و هوای سرد را به صورت جریان روبه‌پایین به فضای باز پلنوم زیر کف انتقال می‌دهند. تفاوت بین دو نوع واحد این است که واحدهای CRAC با سیستم خنک‌کننده DX (انبساط مستقیم) کار می‌کنند و دارای یک کندانسور DX در فضای بیرونی برای پشتیبانی از واحد داخلی هستند. در مقابل، واحدهای CRAH از آب سرد استفاده می‌کنند و منبع خنک‌کننده آنها یک چیلر است.
سیستم‌های خنک‌کننده سنتی مبتنی بر اتاق در برخی دیتاسنترها به محدودیت‌های عملکردی خود رسیده‌اند. سرورهای تیغه‌ای با تراکم بیشتر توان زیادی را در فضای کوچک ایجاد می‌کنند که این به معنای تولید گرمای بیشتر است. سیستم‌های مبتنی بر اتاق برای رک‌های کم‌تراکم طراحی شده‌اند و قادر به مقابله با بار حرارتی بالا نیستند که این موضوع می‌تواند باعث ایجاد نقاط داغ شود. برای حل این مشکل، می‌توان راهکارهای خنک‌کننده را به منبع تولید گرما نزدیک‌تر کرد که همان رک‌ها هستند. این سیستم‌ها اغلب به عنوان سیستم‌های خنک‌کننده کاملاً تزویج‌شده شناخته می‌شوند و می‌توانند به جای سیستم‌های مبتنی بر اتاق یا به همراه آنها استفاده شوند. این راهکارها شامل سیستم‌های در ردیف و در رک می‌شوند.
سرمایش در دیتاسنترها – واحدهای خنک‌کننده در ردیف (In-row)
واحدهای خنک‌کننده در ردیف بین رک‌های تجهیزات IT قرار می‌گیرند و هوای گرم را از راهروی گرم دریافت کرده و پس از خنک کردن آن، هوا را به سمت راهروی سرد می‌دمند. هوای سرد وارد رک‌های تجهیزات IT شده و باعث خنک شدن تجهیزات می‌شود. هر یک از این واحدهای خنک‌کننده CRAC در ردیف به یک ردیف رک اختصاص داده شده‌اند و با وجود نامشان می‌توان آنها را علاوه بر نصب در ردیف، به‌صورت سقفی یا زیر کف نیز نصب کرد.
نزدیکی این واحدها به رک‌ها موجب کاهش مصرف انرژی فن‌ها و افزایش صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود. همچنین واحدهای خنک‌کننده در ردیف امکان ارائه ظرفیت‌های خنک‌کنندگی متفاوت برای هر ردیف را فراهم می‌کنند تا بارهای متفاوت رک‌های سرور را مدیریت کنند. ممکن است یک ردیف از رک‌ها به دلیل نوع تجهیزات IT، گرمای بیشتری نسبت به ردیف دیگر تولید کند. این طراحی نیازی به کف کاذب ندارد که موجب صرفه‌جویی در هزینه‌ها و افزایش ظرفیت تحمل بار کف می‌شود.
راهروی گرم باید با سقف و درهایی در طرفین طراحی شود تا دسترسی به آنها فراهم شود. سقف و دیواره‌ها هوای گرم را محصور می‌کنند تا با هوای سرد ترکیب نشود. با استفاده از واحدهای خنک‌کننده در ردیف، منبع خنک‌کننده به بار گرمایی نزدیک‌تر است که ترکیب جریان‌های هوای گرم و سرد را به حداقل می‌رساند.
واحدهای خنک‌کننده در ردیف می‌توانند با آب سرد تغذیه شوند یا می‌توانند خود دارای مینی کولرهای مستقل باشند که تنها نیاز به اتصال به پریز 208/240 ولت دارند. برای دیتاسنترهای با تراکم بالاتر که از واحدهای در ردیف استفاده می‌کنند، آب سرد یک راه‌حل بهتر است.
سرمایش در دیتاسنترها – خنک‌سازی در رک (In-rack)
طراحی‌های مختلفی برای خنک‌سازی در رک وجود دارد که شامل نصب مستقیم روی رک یا قرار گرفتن درون خود رک است. این سیستم‌ها تنها به یک رک سرور اختصاص داده می‌شوند.
یکی از گزینه‌ها استفاده از رک‌های مستقل است که دارای کولر داخلی خود هستند، اما این نوع سیستم‌ها از نظر اندازه محدود هستند. برای تراکم‌های بالاتر، آب سرد به این سیستم‌های خنک‌سازی رک تزریق می‌شود. رک می‌تواند یک مبدل حرارتی نصب‌شده داشته باشد که گرمای خارج‌شده از تجهیزات IT را جذب می‌کند. با استفاده از این روش، تا 60 کیلووات گرما به ازای هر رک قابل حذف است.
برخی دیتاسنترها به دلیل بارهای متغیر، از ترکیب سه سیستم استفاده می‌کنند. سیستم‌های مبتنی بر رک به‌خصوص با کاهش یافتن چگالی توان، هزینه خرید بالاتری دارند. اما صرفه‌جویی انرژی این سیستم‌ها باعث کاهش هزینه برق سالانه خواهد شد.
سرمایش در دیتاسنترها – واحدهای توزیع خنک‌کنندگی (CDU)
این واحدها جداسازی بین تجهیزات IT در رک‌ها و تجهیزات دفع حرارت خارجی مانند برج خنک‌کننده یا خنک‌کننده‌ی خشک را فراهم می‌کنند. مبدل حرارتی در CDU سیستم‌های آبی داخل رک را از سیستم‌های آبی خارجی جدا نگه می‌دارد تا از مخلوط شدن جلوگیری شود. آب برج در بخش اولیه مبدل حرارتی در CDU گردش داده می‌شود و گرمای آب ثانویه که میان رک‌ها می‌چرخد را جذب می‌کند. داخل CDU پمپ‌های اضافی وجود دارد که آب ثانویه را به رک‌های مختلف می‌رسانند.
CDU آبی را برای رک تجهیزات IT فراهم می‌کند که دمای آن بالاتر از نقطه شبنم است تا از مشکلات کندانس جلوگیری شود. CDU می‌تواند از نظر مصرف انرژی بسیار بهینه‌شده باشد زیرا نیاز به استفاده از تجهیزات تبریدی مانند چیلرها و کویل‌های DX با کمپرسور را حذف می‌کند.
این واحدها از خنک‌کننده‌ی خشک یا برج خنک‌کننده برای دفع حرارت استفاده می‌کنند. برخی تولیدکنندگان امکان حذف 5 کیلووات (17,060 BTU/h) تا 30 کیلووات (102,360 BTU/h) گرما به‌ازای هر رک را فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها معمولاً نسبت به اکثر سایر سیستم‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند. در صورت نشتی، حجم آب در حلقه‌های ثانویه در مقایسه با سیستم آب سرد مورد استفاده در استراتژی‌های دیگر خنک‌کننده‌ی رک بسیار کم است.