مراکز داده به‌عنوان زیرساخت‌های حیاتی فناوری اطلاعات، نیازمند سیستم‌های سرمایشی هوشمند و دقیق هستند. مدیریت گردش هوا در این محیط‌ها نقشی کلیدی در کاهش مصرف انرژی، جلوگیری از آسیب به تجهیزات، و افزایش بهره‌وری دارد. یکی از رویکردهای موثر در این زمینه، طراحی الگوهای بهینه برای جریان هوا همراه با استفاده از فناوری‌های پیشرفته است. در این مقاله، سیستم‌های سرمایشی شرکت زیرساخت مرکز داده ارم و نقش آن‌ها در مدیریت گردش هوای دیتاسنتر بررسی می‌شود.
الگوهای گردش هوا در سیستم‌های سرمایش مراکزداده
توزیع و حرکت صحیح هوا در سیستم‌های سرمایشی مراکزداده نیازمند طراحی دقیق جریان هواست. این طراحی بسته به معماری مرکزداده، تراکم تجهیزات، و شرایط عملیاتی، در چهار الگوی اصلی طبقه‌بندی می‌شود:
- روبرو زن (Front Flow): هوا از پشت یا بالای تجهیزات سرمایشی وارد شده و از جلوی آن‌ها خارج می‌شود. این روش برای تجهیزاتی که نیازمند خنک‌سازی مستقیم هستند یا برای الگوی سرمایش داخل اتاقک سرد/گرم ایده‌آل است.
- بغل‌زن (Side Flow): جریان هوا از پشت تجهیزات سرمایشی وارد شده و به سمت کناره‌ها هدایت می‌شود. این الگو معمولاً برای تجهیزاتی با طراحی خاص یا چیدمان غیرقابل تغییر که نیازمند جریان هوای جانبی هستند، مناسب است.
- پایین‌زن (Down Flow): جریان هوا از بالا وارد تجهیزات سرمایشی شده و از زیر آن‌ها تخلیه می‌شود. این الگو برای رک‌های باز و تجهیزاتی که به تهویه از پایین نیاز دارند، مفید است. در این چیدمان، استفاده از کف کاذب با رعایت ارتفاع مفید مناسب ضروری است.
- بالازن (Up Flow): در این روش، هوا از پایین تجهیزات سرمایشی وارد شده و از بالای آن‌ها خارج می‌شود. این الگو برای شرایطی که کانال‌کشی از بالا انجام شده یا نیازمند گردش هوا از بالا هستند، کاربرد دارد.
انتخاب درست هر یک از این الگوها به نیازهای خاص سایت بستگی دارد و تاثیر زیادی بر کارایی سیستم سرمایشی دارد.
راهکارهای سرمایشی شرکت زیرساخت مرکز داده ارم
شرکت زیرساخت مرکز داده ارم با طراحی سه سیستم سرمایشی اصلی، توانسته است پاسخگوی نیازهای متنوع مراکزداده باشد. این سیستم‌ها عبارتند از:
- سرمایش :InRack این سیستم سرمایشی در داخل رک‌ها نصب می‌شود و با کنترل دقیق جریان هوا، دمای تجهیزات را بهینه می‌کند. این سیستم برای رک‌های با تراکم بالای تجهیزات مناسب است و از نزدیک‌ترین فاصله، خنک‌سازی تجهیزات را انجام می‌دهد.
- سرمایش :InRow سیستم سرمایشی InRow بین ردیف‌های رک نصب شده و از هوای سرد برای جلوگیری از ایجاد نقاط داغ در رک‌ها استفاده می‌کند. این روش باعث بهبود توزیع هوای سرد بین تجهیزات و کاهش مصرف انرژی می‌شود.
- سرمایش :InRoom این سیستم برای خنک‌سازی کل فضای مرکزداده طراحی شده و امکان پوشش‌دهی به محیط‌های بزرگ‌تر و رک‌های پراکنده را دارد.
در تمام این سیستم‌ها، الگوی گردش هوا (روبرو زن، بغل‌زن، پایین‌زن یا بالازن) با توجه به معماری و محدودیت‌های سایت طراحی و پیاده‌سازی می‌شود.
فن‌های پیشرفته برای عملکرد بهتر
- در سیستم‌های سرمایشی شرکت ارم، از فن‌های پیشرفته برند EBM Papst آلمان استفاده می‌شود. این فن‌ها برای غلبه بر چالش‌های گردش هوا و تامین نیازهای خاص مراکزداده طراحی شده‌اند. دو ویژگی اصلی ساختاری این فن‌ها عبارتند از:
- :Centrifugal مناسب برای جابه‌جایی حجم بالای هوا در فشارهای متغیر.
- :Backward طراحی شده برای جبران افت فشار ناشی از فیلترها، محدودیت‌های کانال‌های ورودی و خروجی، و موانع غیرمنتظره در مسیر جریان هوا.
این فن‌ها به دلیل قابلیت جبران افت فشار، در سیستم‌های سرمایشی با محدودیت‌های پیچیده مانند کانال‌های طولانی یا فیلترهای متعدد عملکرد ایده‌آلی دارند.
کنترل هوشمند سیستم‌های سرمایشی
سیستم‌های سرمایشی شرکت ارم از کنترل‌های پیشرفته برای مدیریت بهینه جریان هوا بهره می‌برند. این کنترل‌ها نقش مهمی در افزایش کارایی سیستم دارند و به شکل زیر عمل می‌کنند:
- ایجاد فشار مثبت در سمت :Supply این روش باعث می‌شود هوای سرد به‌طور دقیق و مستقیم به تجهیزات هدایت شود.
- کنترل دما: با استفاده از سنسورهای دقیق، دمای هوای ورودی به تجهیزات بهینه‌سازی می‌شود.
- مدیریت جریان هوای گرم: در زمان خاموشی سیکل تبرید، با استفاده از دور حداقل فن، از پخش غیرضروری هوای گرم به بخش سرد جلوگیری می‌شود.
- بهینه‌سازی مصرف انرژی: کنترل سرعت دور فن‌ها بر اساس نیاز لحظه‌ای، باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود.
این ویژگی‌ها در کنار هم تضمین می‌کنند که تجهیزات به بهترین شکل ممکن خنک شوند و مصرف انرژی به حداقل برسد.
چالش‌ها و راهکارها در طراحی سیستم سرمایشی دیتاسنتر
یکی از چالش‌های اصلی در طراحی سیستم‌های سرمایشی، افت فشار ناشی از فیلترها یا محدودیت‌های کانال‌های ورودی و خروجی است. این مسئله می‌تواند جریان هوا را مختل کرده و منجر به کاهش عملکرد سیستم شود. شرکت ارم با استفاده از طراحی دقیق کانال‌ها و بهره‌گیری از فن‌های پیشرفته، این چالش را به‌طور کامل برطرف کرده است.
نتیجه‌گیری
طراحی سیستم سرمایشی در دیتاسنترها فراتر از تامین هوای سرد است. مدیریت گردش هوا، کاهش مصرف انرژی، و کنترل نقاط داغ از جمله اهداف اصلی این طراحی‌ها هستند. شرکت زیرساخت مرکز داده ارم با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته و الگوهای موثر گردش هوا، توانسته است راهکارهایی ارائه دهد که ضمن کاهش هزینه‌های عملیاتی، کارایی تجهیزات را به حداکثر برساند.