روش های سرمایش اتاق سرور

در این مقاله برخی از رایجترین شیوه های سرمایش اتاق سرور و همچنین بعضی از روندهای جدید را توضیح خواهیم داد. بعداز گذر سالها، مراکز داده تغییرات اساسی در چگونگی خنک سازی مدیریت شده اتاق سرور، را شاهد بوده اند. سالها پیش (گفته می شود 15-20 سال پیش)، واقعاً هیچ کس اهمیت نمی داد که دقیقاً چه مقدار انرژی صرف خنک کردن اتاق سرور میشود. تنها کاری که باید انجام میشد، روشی صورت می گرفت تا خنک سازی به بهترین وجه ممکن شود.

سپس، یک نفر شروع کرد به صحبت کردن درمورد (PUE (Power Usage Efficiency یا کارآمدی توان مصرف شده، و این که بیشتر مراکز داده دارای PUE 2.5 یا حتی 3 هستند. دقتی روی آن نشده بود! انرژی یعنی هزینه و مدیریت آن یعنی سود آوری بیشتر که در مراکز داده حائز اهمیت است.

بهره وری انرژی در مراکز داده به معنی مصرف کلی انرژی به مصرف انرژی تجهیزات IT است. عدد ایده آل برابر با 1 است. هر چه بالاتر برود یعنی اتلاف انرژی بیشتر است.

طی ده سال گذشته، شاهد تمرکز گسترده ای بر روی کاهش PUE مراکز داده بوده ایم. این شروع ساده با بعضی تغییرات کوچک در اتاق سرور رخ داد (مانند پنل های پر شده یا تکنیک های ساده و دقیق خنک سازی) و اکنون ما به نقطه ای رسیده ایم که شما “نیاز به داشتن یک مرکز داده سبز” دارید و هوای آزاد خنک شده اجباری شده است.

یکی از نکات مهم در راه اندازی اتاق سرور بحث سرمایش است. حالا، اجازه بدهید نگاه مختصری درمورد رایج ترین شیوه های خنک سازی مراکز داده داشته باشیم.

روش مبتنی بر سرمایش هوای اتاق سرور

راهرو سرد و گرم

میتوانیم آنرا “آشوب انتقال گرما” بنامیم. این شیوه تاکنون در میان بیشتر مراکز داده سراسر دنیا یکی از رایج ترین شیوه خنک سازی و همچنین نا کارآمد ترین روش است. اجرای آن بسیار ساده است و از اصل “هرچه انرژی بیشتری بسوزانید، اتاق سرور خنک تری خواهید داشت”، پیروی می کند.

در این روش هوای خنک از زیر کف کاذب به سمت جلوی رک ها دمیده شده، و به راهرو سرد جلوی رک ها هدایت میشود. هوای گرم از بالا به سمت (CRAC (Computer Room Air Conditioning Unit رفته و در آنجا خنک میشود. با تنظیم ردیف جلوی رک ها (جریان سرد) و ردیف پشت رک ها (جریان گرم)، ظاهراً شما هوای سرد را از ترکیب شدن با هوای گرم جدا کرده اید، و رک ها نقش حائل را بازی میکنند. اما این چیزی که تصور می کنید واقعی نیست.

جریان های هوای سرد با هر چیزی در حال درگیری با هوای گرم هستند که در تصویر مشخص است. بدتر از همه این است که هوای سرد هرگز پیروز نیست و شما در نهایت نیاز به حجم تلاشی دیوانه وار دارید تا از شر “نقاط گرمی” که در میان رک های سنگین و پر بار ایجاد شده اند، خلاص شوید. یکی از بزرگترین محدودیت های این روش، دقیقاً همان رک های سنگین و پربار است که ساده ترین راه، نداشتن آنهاست.

پس عیب این روش اختلاط هوای سرد و گرم است که از بالای رک ها انجام میشود. روش های مختلفی وجود دارد که جلوی این امر گرفته شود. یک روش ایجاد اتاقک و ایزولاسیون هوا است.

اتاقک سرد و گرم

برای حداقل 5 یا 6 سال پیش تا کنون شاهد این روند بودیم و این یکی از ساده ترین راه ها برای اصلاح روش قبلی که توضیح دادیم، است. در این روش برای جلوگیری از احتمال ترکیب شدن هوای سرد و گرم، فضای سرد و گرم محصور میشود.

این روش در واقعیت خیلی خوب کار می کند و به شکل قابل توجهی مسئله نقاط گرم و ترکیب شدن هوا را کاهش می دهد. البته، شما هنوز به کنترل فشار پنل ها (و هرچیزی که با آن همراه می شود) نیاز دارید و همینطور مناطق بزرگ درحال گرم یا سرد شدن دارید که واقعا نیازی به آنها نیست.

جدا سازی با پرده

در صورتی که قصد هزینه کردن زیاد نداشته باشید میتوانید فضای پشت و جلوی رک ها را با پرده PVC نسوز از هم جدا سازید. جریان هوا از بین پرده بسیار کمتر از حالت باز است. همچنین بهتر است بالای راهرو گرم فن نصب شده و هوای گرم را از داخل کانال کشی ایجاد شده در سقف کاذب به سمت CRAC هدایت کرد.

سیستم سرمایشی Inrow

سیستم هایی که در مورد آن صحبت کردیم مبتنی بر CRAC از پایین بود که در مورد آن توضیح دادیم. روش دیگر InRow است. اینرو دارای دو قسمت است . یک قسمت دمنده و کشنده هوا که بین رک ها قرار میگیرد. قسمت دوم کندانسور خنک سازی هوا در بیرون اتاق نصب میشود. چیزی شبیه کولر گازی. هوای سرد از قسمت جلو به راهرو سرد دمیده شده و هوای گرم از پشت رک کشیده و به سمت کندانسور یا چیلر میرود.

در این سیستم دیگر نیازی به نصب فن جداگانه برای جمع آوری هوای گرم وجود ندارد. توضیح هوا نیز یکنواخت انجام میشود. در سیستم Down-Flow هوای سرد از پایین دمیده شده و به بالای رک هوای کمتری میرسد. اما در اینرو هوا از پایین تا بالا یکنواخت دمیده میشود.

خنک کننده رک سرور

از اینجا همه چیز به شکلی خلاقانه تغییر می کند. شیوه های مشابه زیادی مانند آن در بازار وجود دارد. ایده روش خنک سازی این مراکز داده (یا یا بهتر بشود گفت رک) این است که گرمای ایجاد شده درون رک را بیرون می کشد.

از دیگر گونه های متداول، داشتن کمپرسور معمولی است که درون رک را خنک می کند، به طور مستقیم گرمای مرکز داده را می گیرد. در قسمت بالا شما هوای خوب و تازه در اتاق سرور دارید. ایراد آن این است که هنوز نمی توانید در هر رک چگالی بسیار دقیق اندازه بگیرید اینکار با پیچیدگی و سختی زیادی برای حفظ سازمان بدون بهبود چشمگیری در PUE همراه است.

سرمایش آب خنک سرور ها

آب به طور گسترده ای در خنک کردن همه نوع سیستم های ماشین آلات و صنایع مورد استفاده قرار می گیرد، اما در مورد بکارگیری برای خنک کردن مرکز داده چطور؟ چرا این یک روش متداول نیست؟

پاسخ خیلی ساده است: آب + برق+ فاجعه.

خطر نشت آب در اتاق سرور بسیار بالا است و نتیجه فاجعه بار آن تضمین شده است. راه حل های موجود در بازار بسیار راحت است در آن روش ها، آب را در یک “مسیر ایمن” میان اجزای سرور(به قول معروف، سرورهای مستعد را آب خنک می کند) و همچنین رک ها هدایت می کند و آب در بین نقاط گرم تا رسیدن به دمای پایین تر از دمای درون اتاق سرور، پمپاژ می کند. هردو این روش ها برای پروژه های خیلی خاص استفاده می شوند.

خنک کننده با مایع سرمایشی

خنک کننده با مایع سرمایشی از مایع سرد کننده دی الکتریک برای جمع اوری گرما از اجزای سرور استفاده می کند. مایع دی الکتریک به این معنی است که ما می توانیم آن را در تماس مستقیم با اجزای الکترونیکی(مانند CPU ها، داریوها، حافظه و غیره.)، قرار دهیم.
مایع خنک کننده بین اجزای گرم سرور جریان می یابد و گرما را از مبدل گرما می گیرد که این روش صدها بار موثرتر از استفاده از دستگاه های بزرگ CRAC (تهویه کننده هوای اتاق کامپیوتر) برای انجام همین کار است. با پیاده سازی این روش خنک سازی در مراکز داده نسبت به سایر موارد، PUEهای بی نظیر به دست می آید.

دو نوع خنک کننده با مایع سرمایشی

خنک کننده با مایع سرمایشی غیر مستقیم:

در این روش مایع خنک کننده هرگز در تماس با اجزا (تقریباً تمام آن اجزای سرور که در روش خنک سازی با آب رایج است) قرار نمی گیرد. اینکه در این روش از تماس مایع با اجزا جلوگیری می شود، اثربخشی بسیار پایینی دارد.

خنک کننده با مایع سرمایشی مستقیم:

در اینجا مایع خنک کننده در تماس مستقیم با اجزای سرورها قرار دارد. تحت این دسته بندی دو نوع تکنیک فرعی ایجاد می شود:

• محلول مایع سرمایشی خنک کننده تک مرحله ای باز: مایع خنک کننده هرگز تغییر وضعیت نمی دهد.
• محلول مایع سرمایشی خنک کننده دو فازی بسته یا نیمه باز: مایع خنک کننده از حالت مایع به گاز تغییر حالت می دهد و داخل حلقه ثابت بر می گردد.

سیستم های سرمایشی درون سروری مصارف خاص داشته و پر هزینه است. در حال حاضر از روش های دیگر بیشتر استفاده میشود.

بهترین روش برای سیستم سرمایش اتاق سرور

برای خنک سازی اتاق سرور و دیتا سنتر روش های مختلفی وجود دارد. پارامتر هایی که در این بین وجود دارد شامل موارد ذیل است:

• میزان سرمایش
• هزینه سیستم سرمایش
• مخاطرات موجود
• قابلیت پیاده سازی
• فضای قابل استفاده برای پیاده سازی سیستم
• بهره وری انرژی

انتخاب نوع سیستم با توجه به عوامل بالا انجام میشود. برای مثال برای اتاق سروری با دو رک راه اندازی سیستم های Down-Flow و IN-ROW توجیه اقتصادی ندارد و کولر گازی میتواند عملیات را بر عهده بگیرد. کولر گازی معایبی مانند کاهش رطوبت یا امکان خرابی را در پی دارد که با رطوبت زن، سیستم افزونگی و روش های مناسب قابل رفع و رجوع است.

این در در حالی است که یک مرکز داده بزرگ با 500 رک سیستم های حرفه ای را میطلبد. سیستم های سرمایش دایم کار با طراحی صحیح که مدیریت انرژی را به نحو احسنت انجام داده و عملیات خنک سازی را به درستی انجام میدهند. با توجه به Tier اتاق سرور بحث افزونگی و Redundancy طراحی شده و سبب اطمینان بیشتر میشود.

فراموش نکنید که گرما یکی از عوامل موثر در خرابی های اتاق سرور است.

جهت مشاوره و انتخاب روش صحیح با کارشناسان ما تماس بگیرید.