داشتن مدیریت دمای مناسب در مرکز داده‌ی شما برای حفظ عملکرد تجهیزات کاملاً حیاتی است. وجود هوای گرم و رطوبت بیش از حد در مرکز داده‌ی شما می‌تواند بار مالی برای تجارت شما ایجاد کند که می‌توان از آن اجتناب کرد. از همین جهت، وجود سیستم سرمایش دیتاسنتر کمک می‌کند تا بتوان از گرم شدن و بالا رفتن دمای مرکز داده جلوگیری نمود.
خنک کننده‌ی رایگان:
خنک کننده‌ی رایگان یک روش مقرون به صرفه برای اطمینان از عملکرد صحیح جریان دمای مرکز داده‌ی شما است. هنگامی که از این تکنیک استفاده می‌شود، خنک کننده‌ی استفاده شده حداقلی است و هزینه‌های کلی برای خنک سازی را کاهش می‌دهد. این روش متشکل از دو سیستم است که به نام‌های صرفه جویی در سمت هوا و صرفه جویی در سمت آب شناخته می‌شوند. صرفه‌جویی در سمت هوا از هوای بیرون برای تنظیم خنکی تجهیزات استفاده می‌کند. این تکنیک دارای اشکالاتی است، زیرا به طور بالقوه می‌تواند به آلاینده‌ها و رطوبت از فضای باز اجازه ورود به مراکز داده را بدهد.
سیستم آب سرد:
خنک کننده‌ی مایع می‌تواند در تکنیک‌های خنک کننده، خود کارآمدتر و مستقیم‌تر باشد. این به این دلیل است که آب سرد را می‌توان مستقیماً به منطقه‌ی مورد نظر هدف قرار داد، بدون اینکه نیازی به تأمین هوای خنک در تمام مناطق تأسیسات باشد. با تکنیک آب سرد، CRAH به یک چیلر متصل می‌شود. همانطور که آب سرد از طریق سیم‌پیچ‌ها عبور می‌کند، گرما را می‌بلعد و به داخل چیلر رسوب می‌دهد. هنگامی که آب به چیلر باز می‌گردد، با آب کندانسوری که در برج خنک کننده جریان دارد، ادغام می‌شود.
مبرد پمپ شده:
این روش آب سرد را از طریق یک مبدل حرارتی پمپ می‌کند و از مبرد پمپ شده سرد برای خارج کردن گرما استفاده می‌کند. روش پمپی مبرد باعث صرفه‌جویی می‌شود؛ زیرا ظرفیت انتقال انرژی از سرورها را دارد و باعث می‌شود رطوبت تا حد زیادی کاهش یابد.
سیستم تبخیر هوای غیر مستقیم:
در این روش از یک کانال هوا که به یک کولر غیر مستقیم تبخیری هوا متصل است استفاده می‌شود. این روش در مصرف انرژی کارآمد است و از آب و هوای بیرون برای خنک کردن تاسیسات در مواقعی که از دمای داخل سردتر است استفاده می‌کند. این هوا برای افزودن هوای خنک‌تر به جریان هوا در مرکز داده استفاده می‌شود.
سازمان مرکز داده:
بهینه‌سازی سازماندهی و قرارگیری تجهیزات مرکز داده‌ی شما یک راه آسان و مقرون به صرفه است تا اطمینان حاصل شود که مرکز داده‌ی شما دمای مورد نیاز برای حفظ بهره‌وری را برآورده می‌کند. سازماندهی کارآمد برای دمای بهینه مرکز داده شامل چیدمان راهروهای سرد/گرم، محفظه، قرار دادن قفسه، سازماندهی کابل و استفاده از پانل‌های خالی است.
چیدمان راهروی سرد:
مدیریت راهروهای سرد و گرم، یک روش معمولی برای حفظ دما در مراکز داده است. بدون جدا کردن راهروهای سرد و گرم، هوای داخل مرکز داده “اختلاط” را تجربه می‌کند که استفاده ناکارآمد از انرژی است. با اختلاط هوا، تجهیزات این فرصت را ندارند که در دمای بهینه‌ای که برای عملکرد نیاز دارند غوطه ور شوند. روش جزیره گرم/سرد با قرار دادن رک‌ها به گونه‌ای اجرا می‌شود که خطوط بر اساس راهروهای گرم و راهروهای سرد تقسیم می‌شوند.
در ادامه باید گفت، تجهیزات IT و سرورهای موجود در مراکز داده، دیتاسنترها و اتاق‌های سرور برای انجام عمل پردازش اطلاعات و داده‌ها، انرژی الکتریکی مصرف می‌کنند که در حدود 99 درصد این انرژی در آخر به حرارت تبدیل می‌شود. اگر این حرارت تولید شده از طریق سیستم سرمایشی دیتاسنتر یا سیستم تهویه و کولینگ اتاق سرور در محیط داخلی اتاق سرور، مرکز داده و دیتاسنتر خارج نشود، به دلیل افزایش بیش از حد دما در داخل اتاق سرور، تمامی تجهیزات IT و داده‌ی پردازی از کار افتاده یا به اصطلاح Fail می‌گردند. معمولا برای خارج کردن حرارت تولید شده از فضای دیتاسنتر و اتاق سرور از سیستم سرمایشی دیتاسنتر، سیستم خنک کننده اتاق سرور و یا تجهیزات کولینگ مرکز داده بر پایه‌ی سیکل تبرید تراکمی بخار مثل سیکل تبرید چیلر تراکمی استفاده می‌شود.
می‌توان سیستم‌های سرمایشی مرکز داده و خنک‌کننده‌های اتاق سرور مبنی بر سیکل تبرید تراکمی را طبق پارامترهای مختلفی طبقه‌بندی کرد. یکی از این طبقه‌بندی‌ها، بر پایه‌ی سیال عامل انتقال برودت به اتاق سرور در چرخه‌ی سرمایش دیتاسنتر می‌باشد. بر این اساس، به طور عمده یکی از دو مورد زیر می‌تواند عامل سیستم سرمایشی دیتاسنتر و اتاق سرور باشد:
- چیلد واتر (آب+ضد یخ)
- گازی (فرئون)
نحوه‌ی عملکرد سرمایش دیتاسنتر گازی:
در اتاق‌های سرور و مراکز داده با ظرفیت حرارتی پایین، سیستم سرمایشی دیتاسنتر DX و یا سرمایش مخابراتی گازی یا DX به کار میرود. سیستم سرمایشی گازی به این شکل عمل می‌کند که ابتدا به محیط داخلی سرورهای IT و تجهیزات پشتیبانی داده پردازی مبرد در فاز مایع مادون سرد یا همان سابکول منتقل می‌شود و هنگام عبور هوای گرم از روی لوله‌های مسی که حاوی مبرد مایع (اواپراتور یا تبخیر کننده)، دما هوا کاهش پیدا کرده و مبرد مایع داخل لوله های مسی اواپراتور به فاز سوپرهایت (یا مافوق گرم) تبدیل می شود. در آخر این مبرد مافوق گرم، به خارج از محیط اتاق سرور انتقال داده می شود و به وسیله کندانسور سیستم تهویه دیتاسنتر انرژی حرارتی خود را به هوای بیرون منتقل می کند و مجددا به فاز مایع تبدیل می شود و به داخل محیط اولیه خود برمیگردد تا در یک چرخه بسته برودت، وظیفه خود یعنی خنک کردن دیتاسنتر را انجام دهد.
معمولا از سیستم های سرمایشی مرکز گازی یا سرمایش DX در مراکز داده و دیتاسنترها با ظرفیت کم استفاده می‌شود. منظور از اصطلاح DX Expansion Direct یا انبساط مستقیم می‌باشد که از طریق انبساط مبرد گازی توسط سیستم سرمایشی دیتاسنتر که کویل اواپراتور آن در داخل مرکز داده می‌باشد، هوای سرد تولید می‌کند، که سیستم‌های سرمایش دیتاسنتر گازی در این دسته قرار می‌گیرند. بخشی از تجهیزات چرخه‌ی سرمایش دیتاسنتر در خنک کننده‌های In ROW گازی یا پکیج مخابراتی CRAC درون یونیت خنک کننده‌ی داخلی قرار می‌گیرند و دیگر قطعات چرخه‌ی سرمایش دیتاسنتر به بخش بیرونی انتقال پیدا می‌کند.
نحوه‌ی جایگذاری قطعات چرخه‌ی سرمایش دیتاسنتر گازی در اتاق سرور و مرکز داده به این شکل است که ابتدا همه‌ی قطعات چرخه‌ی سرمایش دیتاسنتر در درون مرکز داده قرار دارند و فقط کندانسور (گاهی اوقات به کندانسور و سیکل سرمایش گازی مرکز داده رسیور نیز اضافه می‌شود)، در خارج از مرکز داده قرار می‌گیرد. دما مبرد موجود در کندانسور توسط هوای بیرون پایین می‌آید و در فاز مایع از طریق لوله‌های مسی به داخل محیط مرکز داده منتقل می‌شود. این مبرد قبل از وارد شدن به اواپراتور یونیت خنک کننده In ROW و یا پکیج مخابراتی گازی از شیر انبساط عبور کرده و عمل شکست فشار انجام می‌گیرد. هوای گرم مرکز داده توسط فن‌های دستگاه خنک کننده‌ی گازی از روی کویل اواپراتور عبور می‌کند و هوای خنک شده را وارد بخش سرور و تجهیزات IT می‌کند. با جذب حرارت هوا توسط مبرد موجود در اواپراتور، از فاز مایع به فاز گاز تبدیل شده و بعد از افزایش فشار توسط کمپرسور چرخه سرمایش دیتاسنتر، توسط لوله‌های مسی برای خنک شدن به کندانسور فرستاده می‌شود و مجددا چرخه سرمایش دیتاسنتر از اول تکرار می‌شود.
تامین رطوبت توسط تجهیزات سرمایش دیتاسنتر:
در صورت کاهش رطوبت در اتاق سرور، تعدادی از دستگاه‌های خنک‌کننده‌ی اتاق سرور و سرمایش دیتاسنتر را به دستگاه رطوبت ساز مجهز می‌شوند تا کمبود رطوبت اتاق سرور را با این کار جبران کنند. در سیستم‌های سرمایش گازی و آبی مرکز داده از یک مدل رطوبت‌ساز استفاده می‌شود، اما بخاطر رفتار مبرد در چرخه‌ی سیکل سرمایشی دیتاسنتر در سیستم‌های سرمایشی دیتاسنتر، عملاً دما کوئل‌های اواپراتور دستگاه‌های کولینگ مرکز داده پایین‌تر می‌باشند و در آن‌ها تنظیم و کنترل رطوبت پیچیده‌تر می‌باشد که البته شرکت‌های سازنده و تامین کننده تجهیزات سرمایشی مرکز داده و کولینگ اتاق سرور وظیفه‌ی این امر را بر عهده دارند.
نحوه‌ی عملکرد سرمایش دیتاسنتر آبی یا چیلدواتر:
در مراکز داده و اتاق سرورهایی با ظرفیت بالا از سیستم سرمایش دیتاسنتر آبی یا چیلدواتر استفاده می‌شود. سیستم سرمایش آبی دیتاسنتر به این شکل کار می‌کند که آب در چیلر دائم کار صنعتی سرد می‌شود (میزان دمای آب بعد از خروج از چیلر تراکمی دیتاسنتر در حدود 10 درجه‌ی سانتی‌گراد در نظر گرفته شده است)، برای گردش این آب سرد ( چیلد واتر نیز نامیده می‌شود) در کوئل‌های آبی تجهیزات خنک کننده In Row و یا پکیج مخابراتی آبی CRAC وارد فضای دیتاسنتر و اتاق سرور می‌شود. از روی این کوئل‌ها هوای گرم رد می‌شود و بعد از خنک شدن، به سمت سرور ها فرستاده می‌شود تا تجهیزات IT را خنک کند. از طریق پمپ‌های سیرکولاسیون چرخه‌ی آبی دیتاسنتر آب گرم شده به سمت چیلر های مرکز داده میرود و دوباره توسط چیلرهای تراکمی خنک می‌شوند و چرخه‌ی سرمایشی دیتاسنتر به همین روال تکرار می‌شود.
نسبت ظرفیت بر سطح اشغال سرمایش آبی و گازی:
یکی از راه‌های مقایسه سیستم‌های سرمایشی دیتاسنتر و خنک کننده‌ی اتاق سرور و تهویه مراکز حساس مخابراتی را بر حسب آب و گاز براساس نسبت ظرفیت بر سطح اشغال است. به این علت که مقدار حرارتی که از طریق هوا می‌توان جابه‌جا کرد نسبت به مقدار حرارتی که از طریق آب جابه‌جا می‌شود کمتر می‌باشد. بنابراین ضریب عملکرد (راندمان) حرارتی مبدل دمایی که با سیال هوا کار می‌کند نسبت به مبدل حرارتی آب کمتر می‌باشد که در نتیجه این ضریب عملکرد پایین‌تر، باعث پایین آمدن ضریب عملکرد تمامی چرخه‌ی تبرید گازی می‌شود. در صورت یکسان بودن در سطح اشغال (Same Foot Print) در دستگاه پکیج مخابراتی آبی CRAC و یا خنک کننده In Row آبی در مقایسه با دستگاه پکیج مخابراتی Down Flow گازی CRAC و یا خنک کننده In Row گازی، دارای ظرفیت سرمایشی و یا توان خنک‌کنندگی بالاتر می‌باشند.
اجزای سیکل سرمایش دیتاسنتر گازی و آبی:
المان‌های سیستم گازی سرمایش دیتاسنتر و خنک کننده‌ی مرکزهای دیجیتال
Down flow فقط از یونیت درونی دستگاه خنک کننده inrow یا پکیج مخابراتی گازی crac، کندانسور، دو لوله مسی و یک خط لوله‌ی آب برای رطوبت زن تشکیل شده است. یونیت دستگاه خنک کننده آبی inrow یا پکیج مخابراتی آبی، جعبه کلکتور آبی، پمپ سیرکولاتور، مخزن آب چیلد یا بافر تانک، چیلر تراکمی دائم کار صنعتی، تابلوی برق توزیع قدر و دستگاه آب‌سازی سیکل سرمایش دیتاسنتر از جمله المان‌های سیستم آبی سرمایش دیتاسنتر می‌باشند.