آشنایی با انواع سیستم های خنک کننده اتاق سرور
در مراکز دیتاسنتر و اتاق های سرور و تجهیزات IT برای پردازش و تحلیل داده ها به مصرف انرژی های الکتریکی نیاز دارند، که ۹۹% این انرژی ها درآخر به حرارت تبدیل میشود. اگر این حرارت به وجود آمده در اتاق های دیتا سنتر و مراکز داده و اتاق سرور، توسط سیستم کولینگ و سرمایشی خارج نشوند دمای موجود در داخل فضای اتاق سرور به حدی افزایش میابد که تجهیزات IT به طور کلی قطع میشود و به آن اصطلاحا Fail میگویند.
سیستم های سرمایش مرکز داده و خنک کننده ای که در اتاق سرور قرار دارند، مبتنی بر چیلرتراکمی هستند.
انتقال حرارت ایجاد شده در اتاق IT به بیرون توسط سیستم خنک کننده دیتاسنتر انجام میشوند.
سیستم خنک کننده در اتاق سرور و تجهیزات سیستم های سرمایشی دیتاسنتر، بر اساس سیکل تبریت تراکمی بخار هستند که مانند سیکل تبریت چیلر تراکمی عمل میکند.
برای سیستم های سرمایشی مرکز داده و خنک کننده ها در اتاق سرور که بر اساس سیکل تبرید تراکمی عمل میکنند، دسته بندی های مختلفی وجود دارد که یکی از این دسته بندی ها مبتنی بر سیال عامل انتقال برودت به مرکز داده ها می باشد، که در سیکل سرمایش دیتا سنتر است. طبق این روال، سیال عامل سیستم های سرمایشی دیتا سنتر و اتاق سرور، میتواند بر اساس دو مورد باشند:
۱- آب+ضد یخ {چیلر واتر}
۲- فرئون{گازی}
نحوه ی عملکرد سیستم سرمایش دیتا سنتر گازی
سیستم های سرمایشی دیتاسنتر یا سرمایش مخابراتی گازی یا DX دارای ظرفیت پایینی هستند که دراتاق های سرور و در مرکزهای داده مورد استفاده قرار میگیرند.
کارکردن سیستم سرمایشی مخابراتی بدین گونه است که مبرد ، در نقش مایع مادون سرد {سابکول} به درون اتاق IT و تجهیزاتی که داده ها را پردازش میکنند منتقل میشوند. برخورد هوا با لوله هایی که حاوی مبرد مایع هستند باعث سرد شدن هوا میشود و مبرد مایعی که داخل لوله ها می باشد به سوپرهیت یا مافوق گرم تغییر میکنند. این مبرد گرمی که تولید شده به فضای بیرون از اتاق سرور نفوذ میکند و توسط کندانسور {سیستم تهویه دیتا سنتر}، انرژی حرارتی موجود در خود را به بیرون انتقال میدهد وبلا فاصله بعد از مایع شدن، دوباره به فضای اتاق برمیگردد و در طی یک سیکل بسته برودت، دوباره عملیاتی که دیتا سنتر برای خنک کاری انجام میداد را ادامه میدهد.
سیستم های سرمایش مرکز داده های گازی یا سرمایش Dx درمواقعی به کار برده میشود، که شما بخواهید در دیتاسنتر و مراکز داده هایی که ظرفیت پایینی دارند از این سیستم استفاده کنید.
Dx مخفف عبارت directe xpension است و به معنای انبساط مستقیم است. در هر سیستم سرمایش دیتا سنتر، که کویل اواپراتور آن در مراکز داده ای هستند، اگر قابلیت تولید هوای سرد را توسط انبساط مبرد گازی داشته باشد جزدسته بندی سیستم سرمایش دیتا سنتر قرار میگرد.
الگوی خاصی که در چیدمان قطعات سیکل سیستم سرمایش دیتا سنتر گازی، در مراکز داده و اتاق های سرور باید رعایت شود به این صورت است که بخش مرکز داده، تمامی قطعات سیکل سرمایش دیتا سنتر را نگه میدارد اما فقط کندانسور است که در بیرون فضای مرکز داده قرار دارد.
مبردی که در کندانسور موجود است با برخورد هوا خنک میشود و در لوله های مسی، به صورت مایع به فضای مرکز داده برمیگردد و بالاخره بعد از رد شدن از شیر های انبسات و دفع فشار، به داخل اپراتور یونیت خنک کننده irov و یا پکیج های مخابراتی گازی منتقل میشود.
تولید سرما در فن های خنک کننده گازی اینگونه است که به عبور دادن هوای گرم داخل مرکز داده از روی کوئل اپراتور، هوای سرد ایجاد شده را به سرورها و تجهیزات IT منتقل میکند.
مبردی که در اپراتور است با جذب حرارت هوا به فاز گاز میرود و بعد از فشار زیادی که توسط کمپرسور سیکل سرمایش مرکز داده به آن وارد میشود، توسط لوله های مسی برای سرد شدن به کندانسور منتقل میشود طبق روال، سیکل سرمایش دیتا سنتر مجددا از اول شروع به کار میکند.
تامین رطوبت توسط تجهیزات سرمایش دیتا سنتر
تعدادی از دستگاه های خنک کننده موجود در اتاق سرور و سیستم های سرمایش دیتا سنتر، آپشنی به اسم رطوبت زن دارند تا در مواقعی که نیاز به رطوبت داریم تامین آن به راحتی صورت گیرد. نوع رطوبت زن درسیستم سرمایش گازی و آبی هیچ تفاوتی با هم ندارند. اما در سیستم های سرمایش گازی دلیل سرد بودن کوئل های اواپراتور دستگاه های کولینگ، رفتار مبرد موجود در سیکل سرمایش دیتا سنتر است. لازم به ذکر است که رطوبت زن ها تنظیمات پیچیده ای جهت کنترل رطوبت دارند، که این مسئله به عهده شرکت سازنده تجهیزات سرمایشی مرکز داده و کولینگ اتاق سرور است.
نحوه ی عملکرد سرمایش دیتا سنتر آبی یا چیلد واتر
کارایی سیستم سرمایشی دیتا سنتر آبی در مراکز داده و سرورهایی که ظرفیت بالایی دارند خیلی زیاد است. طرز کار و نحوه ی عملکرد سیستم های آبی دیتا سنتر این گونه است که آب در چیلر دائم کار صنعتی خنک میشود. طبیعتا دمای آب پس از خروج از چیلرتراکمی دیتا سنتر ۱۰ درجه سانتی گراد است. آب خنکی که چیلد واتر نامیده شده است به داخل اتاق سرور و مرکز داده وارد میشود و در داخل کوئل های آبی که تجهیزات خنک بودن آب را فراهم میکنند Inrow و یا در پکیج های آبی مخابراتی در گردش هستند. هوای گرم بر روی این کوئل در حرکت است و زمانی وارد اتاق سرور میشود که سرد شوند و هنگام ورود تجهیزات it را خنک میکند. حال آبی که گرم شده است باید برای خنک شدن، از پمپ های سیرکولاسیون سیکل آبی دیتاسنتر به سمت چیلر مرکز داده برود و طبق روال توسط چیلر های تراکمی خنک میشود و سیکل دیتا سنتر به کارش ادامه میدهد.
نسبت ظرفیت بر سطح اشغال سرمایش آبی و گازی
در تجهیزاتی که مطلق به سیستم سرمایش دیتاسنتر و خنک کننده اتاق سرور و تهویه مراکز حساس مخابراتی که بر اساس آب یا گاز کار می کنند را میتوان برحسب میزان سطح اشغال در نظر گرفت.
از جمله دلایل کم بودن ضریب جا به جایی حرارت هوا نسبت به ضریب انتقال حرارت جابجایی آب این است که، مبدل حرارتی با سیال هوا کار میکند، بنابراین طبق تحقیقات، سیال هوا نسبت به آب از راندمان کمتری برخوردار می باشد و نکته ی مهم اینجاست که به دلیل راندمان کمی که ایجاد شده است، میدانیم که منجر به کم شدن راندمان کلی سیکل تبرید گازی شده است.
اگر دستگاه های پکیج مخابراتی آبی Crah یا خنک کننده Inrow در سطح اشغال یکسانی باشند (same foot print) میزان سرما و یا به اصطلاح توان خنک کردن آنها خیلی زیاد است.
اگر بخواهیم آنها را با پکیج های مخابراتی گازی و یا خنک کننده Inrow مقایسه کنیم، توان سرمایی که پکیج مخابراتی آبی ایجاد میکند از پکیج مخابراتی گازی و خنک کننده inrow بیشتر است.
اجزای سیکل سرمایش دیتا سنتر آبی و گازی
اگر بخواهیم اجزا و عناصر سیستم های گازی دیتا سنتر و خنک کننده مراکز دیجیتال را مورد بررسی قرار دهیم، می توانیم یونیت داخلی دستگاه خنک کننده inrow یا پکیج مخابراتی گازی crac،کندانسور، یک جفت لوله های مسی و یک خط لوله آب که برای رطوبت زنی به کاربرده میشود را نام ببریم.
سیستم های سرمایش آبی دارای عناصری هستند که شامل موارد زیر است:
یونیت دستگاه خنک کننده آبی inrow یا پکیج مخابراتی آبی، باکس کلکتور آبی، پمپ سیرکولاتور، مخزن آب چیلد یا بافر تانک، چیلر تراکمی دائم کار صنعتی، تابلوی برق توزیع قدرت و دستگاه آب سازی سیکل سرمایش دیتا سنتر.