پنج برتری سرمایش ردیفی بر سرمایش سالنی، برای مرکزداده و رایانش لبه‌ای
همچنان که شرکت‌ها برای پشتیبانی از نرم‌افزارهای اینترنت اشیاء (IoT) و کوشش‌های دیگر برای رایانش توزیع‌شده (Distributed Computing) در تب‌وتابِ ساختن مرکزدادهٔ بیشتر برای استفادهٔ پردازش لبه‌ای هستند، اغلب با سیستم‌های سرمایش سالنی سنتی گرفتاری دارند. به نظر می‌رسد اکنون دیگر هنگام آن رسیده باشد که برای خنک‌سازی تجهیزات فاوای پرظرفیت از جمله میکرو دیتاسنترها، توجه بیشتری به سرمایش ردیفی (in-Row) بکنیم که برای روش سنتی جانشین خوبی است.
روش سنتی یعنی سرمایش سالنی مرکزداده، با بهره‌گیری از واحدهای پایین‌دمنده کار میکند که هوای سرد را به زیر کف کاذب می‌فرستد و هوای گرم برگشتی را از بالای واحدهای تهویهٔ مطبوع می‌کشد. در این وضعیت، هوای گرمی که از پشت رک‌های فاوا به‌سوی دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع می‌رود، با هوای محیط در هم می‌آمیزد و دمایش کاهش می‌یابد. این مشکل باعث می‌شود بهره‌وری (Efficiency) و ظرفیت و پیش‌بینی‌پذیری (Predictability) دستگاه تهویهٔ مطبوع کاهش یابد. به‌ویژه اگر برای رک‌های پرمصرف به کار رفته باشد، به دستگاه سرمایش فشار می‌آورد و محیط را بی‌ثبات میکند و نقاط داغ به وجود می‌آید.
در شیوهٔ ردیفی، دستگاه‌های سرمایش به رک‌های فاوا بسیار نزدیک هستند. این نزدیک‌بودن موجب می‌شود هوای برگشتی در گرم‌ترین دمای خود به سیستم سرمایش برسد. چنین رویکردی بهره‌وری سرمایش را هم برای رک‌های پرظرفیت و هم برای رک‌های کم‌ظرفیت افزایش می‌دهد و مرکزداده را پیش‌بینی‌پذیر میکند.
به‌کاربردن سرمایش ردیفی در محیط مرکزداده معمولاً مشکل جداکردن هوای سرد و گرم را حل میکند. زیرا دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع هوای گرم برگشتی را از نزدیک‌‌ترین فاصله می‌گیرند؛ پیش از آنکه با برخاستن از راهروی گرم با هوای محیط درآمیزد. از سوی دیگر هوای سرد نیز مستقیم از دستگاه به راهروی سرد وارد می‌شود و رک‌ها را به‌خوبی خنک میکند.
جدیدترین نسل دستگاه‌های سرمایش ردیفی دست‌کم در چند ویژگی به سیستم‌های سرمایش سالنی برتری دارند؛ از جمله در اطمینان‌پذیری (Reliability)، تعمیرپذیری (Serviceability)، بهره‌وری انرژی (Efficiency). از این گذشته کوچک‌تر هم هستند و در محیط محدود سالن، جای بیشتری را برای تجهیزات فاوا باقی می‌گذارند. همچنین انعطاف‌پذیری (Flexibility) بیشتری برای جانمایی دستگاه‌های CDU دارند که آن‌ها را برای هر مکانی مناسب میکند.
در ادامه به این پنج ویژگی می‌پردازیم.
۱. اطمینان‌پذیری بهتر (Reliability)
در سرمایش سالنی سنتی اگر یکی از اجزا خراب بشود، کل سیستم آسیب می‌بیند. برای نمونه بیشتر این دستگاه‌ها دو فن دارند که اگر یکی از آن‌ها خراب شود، تا وقتی تعمیر نشود، با نیمی از ظرفیت سرمایش کار خواهند کرد. خرابی برخی اجزای دیگر نیز ممکن است دستگاه را به‌کلی از کار بیندازد.
در عوض دستگاه‌های سرمایش ردیفی منبع تغذیهٔ دو مسیره دارند. همچنین برای برخی از اجزای حساسشان که خرابی آن‌ها ممکن است سیستم را از کار بیندازد، امکان اتصال گرم (Hot Swappable) دارند. برای نمونه دستگاه ممکن است هشت دمنده (Fan) داشته باشد که هریک را می‌توان بدون خاموش‌کردنِ سیستم از جا درآورد و یکی دیگر را به جایش گذاشت.
۲. تعمیرپذیری بهتر (Serviceability)
در سرمایش سالنی سنتی جای همهٔ اجزای مهم معمولاً در درون خود مرکزداده است. بدین ترتیب هرگاه نیاز به رسیدگی پیش بیاید، کارشناسان آن باید به درون محیط فاوا (White Space) بیایند. برای نمونه اگر کمپرسور خراب بشود، تعمیرکاران ممکن است مدت طولانی در آنجا مهمان باشند. این ممکن است نظم‌وترتیب امور را برهم بزند و کارکنان فاوا را آشفته کند. چنین وضعیتی حتی ممکن است کار تأسیسات را به خاموشی (Downtime) بکشاند.
کمپرسورها و درایوهای فرکانس‌متغیر اغلب بیشتر از دیگر اجزا به رسیدگی نیاز دارند. در دستگاه‌های سرمایش ردیفی جدید، کمپرسورهای را در محیط باز و خارج از بخش فاوا کار می‌گذارند تا رسیدگی به آن‌ها دور از تجهیزات فاوا انجام شود.
۳. بهره‌وری انرژی بهتر (Efficiency)
بهره‌وری انرژی ویژگی دیگری است که سرمایش ردیفی در آن بر شیوهٔ سالنی برتری دارد. سرمایش سالنی هوای خنک را به کل محیط سالن می‌دمد که با هوای گرم برگشتی از تجهیزات فاوا آمیخته می‌شود؛ ازاین‌روست که خنکیِ هوا درست به تجهیزات فاوا نمی‌رسد.
در سیستم ردیفی، دستگاه‌های InRow را چسبیده به رک‌ها کار می‌گذارند که مستقیم هوای سرد را به تجهیزات می‌رساند. از سوی دیگر مسیر هوای گرم برگشتی را نیز با مهار (Containment) جدا نگه می‌دارند. بدین ترتیب هوای سرد و گرم هیچ برخوردی با هم ندارند و در عمل ۸۵ تا ۹۵ درصد از هوای سردی که دستگاه‌های سرمایش ردیفی تولید می‌کنند، درست به خود تجهیزات فاوا می‌رسد. این مقدار برای روش سالنی ۷۰ تا ۸۰ درصد است.
مصرف انرژی در سرمایش ردیفی کمتر است. برای روشن‌شدن موضوع، جدیدترین دستگاه‌های سرمایش ردیفی از رتبه‌بندی EER امتیاز ۳٫۱ گرفته‌اند؛ امتیاز نسل‌های قدیمی‌تر این دستگاه‌ها نیز ۲٫۸ یا ۳ است. در مقایسه می‌بینیم که سیستم‌های سرمایش سالنی امتیازشان ۲٫۸ است. [EER نسبت توان تولیدی سرمایشی را با مقدار برق مصرفی نشان می‌دهد. در این نسبت، توان تولیدی بر مبنای Btu بر ساعت و مقدار برق مصرفی بر مبنای وات است. این مقدارها در دما و رطوبت ثابت اندازه‌گیری می‌شوند. در این رتبه‌بندی هرچه عدد بزرگ‌تر باشد، امتیاز بهتر است.]
۴. جای بیشتر برای تجهیزات فاوا
سطح اشغال دستگاه‌های InRow کمتر از دستگاه‌های سالنی است؛ بدین ترتیب برای تجهیزات فاوا جای بیشتری باقی می‌ماند. این موضوع به‌ویژه برای میکرو دیتاسنتر و برای مرکزدادهٔ لبه‌ای چشمگیر است که مسئلهٔ جا برای آن‌ها اهمیت دارد. برای نمونه اگر مرکزدادهٔ ۱۰ متر مربعی از به‌روزترین سیستم سرمایش ردیفی بهره ببرد، ۹۰ تا ۹۵ درصد از فضایش در اختیار تجهیزات فاوا خواهد بود. در مقایسه اگر از روش سالنی استفاده کند، ۸۰ درصد از فضا را برای فاوا خواهد داشت.
۵. انعطاف‌پذیری بهتر (Flexibility)
برتری دیگر جدیدترین سیستم‌های سرمایش ردیفی، در جای نصب دستگاه CDUـ (Condensing Unit) آن‌ها است. برای نمونه، در نصب نسل دوم دستگاه‌های سرمایش ردیفیِ Uniflair Direct Expansion محصول اشنایدر الکتریک می‌توان کندانسور را ۱۲۰ متر دورتر کار گذاشت. این ویژگی آن را برای ساختمان‌های بلند نیز مناسب میکند.
Uniflair رویکرد تازه برای سرمایش لبه (Edge)
محصول Uniflair اشنایدر الکتریک همچنین با امکان ۳۰ تا ۱۰۰ درصد تعدیل ظرفیت سرمایش، بسیار توسعه‌پذیر (Scalable) است. برای نمونه می‌توان کارکرد یک واحد از این دستگاه‌ها را با وجود دمنده‌ها (Fan) و درایوهای فرکانس متغیر (VFD)، از ۸ تا ۳۰ کیلووات بهبود داد؛ بدون اینکه به سرمایه‌گذاری بیشتر نیاز باشد. می‌بینیم که Uniflair را می‌توان با ظرفیت روبه‌رشد مرکزدادهٔ لبه همگام کرد.
تهیه‌شده در باشگاه مراکزداده. منبع:
– 5 Advantages of Row Cooling vs. Room Cooling for Edge and Data Center Environments
مطالب مرتبط:
ـ انواع روش‌های هوارسانی در محیط فاوای مرکزداده
ـ انواع معماری سرمایش در مرکزداده: سالنی، ردیفی، رک بسته
درج دیدگاه