گرما یک بخش جدا ناپذیر در فعالیت یک دیتاسنتر است. سرمایش دیتاسنتر این اطمینان را ایجاد می کنند که داده های ارزشمند از بین نمی رود و عملیات مانند قبل ادامه می یابد یکی از روش های کاهش دما سرمایش دیتاسنتر توسط چیلر می باشد. سیستم تهویه به منظور استاندارد سازی یا آسایش محیطی از قبیل کنترل دما، رطوبت، فشار و کیفیت هوای اتاق طراحی می شود. طراحی این سیستم های تهویه با استفاده از اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و اصول انتقال حرارت صورت می پذیرد.استاندارد بین المللی تاسیسات (ASHRAE) به عنوان یک مرجع معتبر تهویه مطبوع در آمریکا به شمار می آید که برای طراحی سیستم خنک کننده مراکز دیتاسنتر و اتاق سرور مورد استفاده قرار می گیرد.
سیستم خنک کننده مورد استفاده در مراکز داده بر اساس تجهیزات به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
Row Oriented
در این نوع سیستم خنک کننده از رک ها در بالا و پایین کف کاذب یا در ردیف مابین مورد استفاده می شود که رک های با ظرفیت بیشتر در یک ردیف و رک های با ظرفیت کمتر در ردیف دیگر اجرا می شوند.
Room Oriented
این سیستم سرمایشی برای مراکز دیتاسنتر و اتاق های سرور با توجه به ساختار اتاق و ارتفاع سقف، طراحی و اجرا می شود تا با ترکیب هوای گرم و سرد سبب تعادل دمای هوای محیط شود.
Rack Oriented
در این نوع سیستم خنک کننده شاهد قرارگیری سیستم سرمایشی در داخل رک هستیم که به تنظیم دمای هر رک می پردازد تا با تنظیم دمای رک ها موجب تغییرات دمای اتاق سرور شود. به طور کلی دمای هوای محیط دیتاسنتر و اتاق سرور باید بین ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتیگراد باشد.
انواع سیستم های سرمایش دیتاسنتر ها
۱- in row
به یونیت های سرمایشی گفته می شود که در ارتفاع و ابعاد مشخصی ساخته می شوند و بین رک های اتاق سرور جهت سرمایش قرار می گیرند و هوای سرد را به سمت رک ها هدایت می نمایند و بعد از خنک کردن تجهیزات داخلی از پشت رک ها هوای گرم به بیرون منتفل می شود. این تجهیزات می توانند قابلیت رطوبت زنی برای فراهم نمودن رطوبت برخی از تجهیزات را نیز دارا باشند.
۲- in room
این تجهیزات در مکان هایی استفاده می شود که امکان ایجاد راهرو گرم یا سرد وجود ندارد و خنک سازی از زیر کف کاذب انجام می شود. این تجهیزات برای ظرفیت های گرمایشی بالا مانند اتاق برق دیتاسنتر ها مورد استفاده قرار می گیرند.
۳- down flow
در این حالت هوای سرد به زیر کف کاذب دمیده می شود و از مکان هایی مشخص با فشار به بالا پرتاب می شود و تجهیزات هوای سرد را مکش کرده و بعد از خنک سازی از پشت، هوای گرم تخلیه می شود و از طریق سقف هوای گرم خارج می شود. یکی از مزیت های سیستم های Down-Flow خنک کردن کلیه سیم های موجود در زیر کف کاذب می باشد.
۴- cold & hot aisle
در این روش جلوی رک ها کاملاً بسته می شود و یک اتاق ایزوله ایجاد می گردد و مصرف انرژی به شدت پایین است. با توجه به این که راهروی ایزوله تشکیل شده حاوی هوای گرم یا سرد باشد، Hot Aisle یا Cold Aisle نامیده می شود.
انواع روشهای سرمایش
۱- سیستمهای سرمایش آبی
اولین روش سرمایش دیتاسنتر توسط چیلر می باشد. در این سیستمها یونیتهای سرمایش در اتاق مرکز داده بواسطه لوله کشی انجام شده به چیلرهایی که در پشت بام مجموعه و یا در فضای حیاط و یا موتورخانه واقع شده اند متصل میشوند. حرارت تولید شده در فضای اتاق مرکز داده توسط یونیتهای سرمایش تعبیه شده خنک میشود به طوری که آب سرد حاصله از چیلر در یونیتها جاری شده و گرمای حاصل از رکهای موجود توسط مکندههای یونیتهای سرمایش مکیده شده و وارد یونیت سرمایش میشود و طی انجام تبادل حرارتی بین آب سرد و گرمای حاصله جریان هوای خنک توسط فنهای یونیتهای سرمایش به مرکز داده دمیده میشود و این فرآیند در یک چرخه بسته دوباره تکرار میشود.
۲- سیستمهای سرمایش گازی (گاز مبرد) یا (DX)
در این سیستمها یونیتهای سرمایش همچون روفتاپ پکیج دو پارچه و هواسازهای DX در اتاق مرکز داده بواسطه لوله کشی مسی انجام شده به کندانسورهای موجود در پشتبام مجموعه، فضای حیاط و یا فضای پارکینگ مجموعه متصل میشوند. حرارت تولید شده در فضای اتاق مرکز داده توسط یونیتهای سرمایش تعبیه شده خنک میشود به طوری که گاز سرد حاصله از کندانسور در یونیتها جاری شده و گرمای حاصل از رکهای موجود توسط مکندههای یونیتهای سرمایش مکیده شده و وارد یونیت سرمایش میشود و طی انجام تبادل حرارتی بین گاز سرد و گرمای حاصله جریان هوای خنک توسط فنهای یونیتهای سرمایش به مرکز داده دمیده میشود و این فرآیند در یک چرخه بسته دوباره تکرار می شود.
مقایسه سیستم سرمایش آبی و گازی (گاز مبرد)
سیستم آبی (چیلر های تراکمی و هواساز)
- لوله ها به هر میزانی میتوانند حرکت عمودی داشته باشند.
- ابعاد کمتر چیلرها در ظرفیت برابر
- وجود مخزن آب چیلد
- نیاز به پمپ و تجهیزات جانبی
- تعداد رک بیشتر در فضای یکسان دیتاسنتر
- تاثیرپذیری کم از شرایط هوایی منطقه
- بهره گیری از فری کولینگ
- تعمیرات ساده و کم هزینه
- هزینه خرید مناسب
سیستم گازی DX(روفتاپ پکیج دو پارچه و کندانسور و پکیج های مخابراتی
- محدودیت ارتفاع حرکت عمودی لوله ها به میزان ۱۵ متر
- ظرفیت پایین تر اواپراتورها
- عدم نیاز به پمپ و تجهیزات جانبی
- تعداد رک کمتر در فضای یکسان دیتاسنتر
- تاثیرپذیری سیستم از شرایط هوایی منطقه
- عدم بهره گیری از فری کولینگ
- تعمیرات پر هزینه
- راندمان پایین و مصرف برق بیشتر
اجزای سیکل سرمایش دیتاسنتر آبی(سرمایش دیتاسنتر توسط چیلر) و گازی(سرمایش دیتاسنتر توسط روفتاپ پکیج)
اجزای سیستم گازی سرمایش دیتاسنتر و خنک کننده مراکز دیجیتال Down Flow شامل یونیت داخلی دستگاه خنک کننده in row و یا پکیج مخابراتی، کندانسور گازی، یک جفت لوله مسی و یک خط لوله آب جهت رطوبت زنی می باشد.
اجزای سیستم آبی سرمایش دیتاسنتر نیز شامل یونیت دستگاه خنک کننده آبی in row ، باکس کلکتور آبی، پمپ سیرکولاتور، مخزن آب چیلد یا بافر تانک، چیلر تراکمی دائم کار صنعتی و دستگاه آب سازی سیکل سرمایش دیتاسنتر می باشد.
