مرکزداده مطالب ویژه مقالات

معماری سرمایش پربازده هوای مستقیم با تجهیزات بهینه‌ساز در مراکز داده

مقدمه

از منظر صرفه‌جویی انرژی، تجهیزات سرمایش پس از تجمیع زیرساخت های IT، بزرگترین فرصت محسوب شده که در بسیاری از مراکز داده، مصرف برقی معادل یا حتی بیشتر از مصارف تجهیزات فاوا دارند. راه‌کار کلیدی در کاهش انرژی دستگاه‌های سرمایش، عملکرد در حالت بهینه ساز در هر زمانِ ممکن، می‌باشد. وقتی سیستم در حالت بهینه‌ ساز کار کند، می‌توان سیستم‌های پرمصرف مکانیکی سرمایش همچون کمپرسورها و چیلرها را خاموش کرده و از هوای بیرون برای خنک کردن مرکز داده استفاده کرد. دو روش برای استفاده از هوای بیرون در سرمایش مرکز داده وجود دارد:

  • هوای بیرون را مستقیما به داخل فضای IT دمیده، که این روش را معمولا تحت عنوان بهینه‌سازی با “هوای تازه” می‌شناسند.
  • به طور غیرمستقیم از هوای بیرون برای خنک کردن فضای IT استفاده شود.

مزایا و معایب هر یک از این روش‌ها در این مقاله بررسی خواهد شد. برای اجرای روش دوم، راه‌های بسیاری وجود داشته که معمولا عامل تعیین کننده‌ در آن‌ها، تعداد تبادل حرارتی صورت گرفته بین هوای داخل و خارج است. در گزارش “حالت‌های بهینه‌ساز در سیستم‌های سرمایش مرکز داده”[1]، حالت‌های بهینه‌سازی که بیشترین مزایا را برای مراکز داده در بر دارند، با یکدیگر مقایسه شده است.

در این مقاله نشان داده خواهد شد که چرا سیستم سرمایش با اصول طراحی زیر، مصرف انرژی را تا 50% کاهش داده و انعطاف‌پذیری و توسعه‌پذیری مورد نیاز مراکز داده‌ی بزرگ را تامین می‌کند.

اصل 1 طراحی: حالت بهینه‌ ساز حالت پایه عملکرد است.

اصل 2 طراحی: هوای داخلی مرکز داده از آلاینده‌ها و نوسانات شدید رطوبتی هوای بیرون محافظت شود.

اصل 3 طراحی: زمان ساخت و برنامه‌ریزی در سایت به حداقل رسانده شود.

اصل 4 طراحی: ظرفیت سرمایش در مراکز داده‌ی عملیاتی هم، بدون وقفه توسعه‌پذیر باشد.

اصل 5 طراحی: تعمیر و نگهداری نباید عملیات IT را متوقف کند.

روش سرمایش نمایش داده شده در شکل 1، سرمایش تبخیری غیرمستقیم نامیده شده، که اگر در سطح اشغال معیّن و بسته یکپارچه شود، تمام 5 اصل مطرح شده را برآورده خواهد ساخت.

شکل1: روش سرمایش بر اساس 5 اصل کلیدی طراحی
شکل1: روش سرمایش بر اساس 5 اصل کلیدی طراحی

حالت بهینه‌ساز به عنوان حالت پایه عملکرد

با روش سرمایش شکل 1، می‌توان با کاهش تعداد تبادلات حرارتی به یک تبادل هوا به هوا، و همچنین با بکارگیری سرمایش تبخیری، عملکرد حالت بهینه‌ ساز را به حداکثر رساند. از سوی دیگر، این اصل طراحی را می‌توان با سیستم هوای تازه(هوای مستقیم) که تمام تبادلات حرارتی را حذف می‌کند، نیز به دست آورد.

هوای داخلی مرکز داده از آلاینده‌ها و نوسانات شدید رطوبتی هوای بیرون محافظت شود

از آن جا که روش سرمایش شکل 1، به طور غیرمستقیم هوا را خنک می‌کند، آلاینده‌ها و نوسانات سریع دما و رطوبت هوای بیرون، از فضای IT، دور و جدا باقی می‌ماند. اما از سوی دیگر، در سیستم‌های هوای مستقیم(تازه) به فیلترهایی با کیفیت بالا نیاز بوده تا هوای داخل را از ذرات آلاینده محافظت کرده و همچنین سیستم کنترلی باید به کار گرفته شود تا در صورت بروز تغییرات دینامیکی آب و هوا فراتر از محدوده‌ی مشخص مرکز داده، سیستم سرمایش، به حالت سرمایش پشتیبان تغییر حالت دهد. دیگر معماری‌های سرمایش غیرمستقیم، در گزارش “حالت‌های بهینه‌ساز در سیستم‌های سرمایش مرکز داده”[2] مطرح شده که این معماری‌ها نیز می توانند به این اصل از طراحی دست یابند، اما معمولا اصل اول، مبنی بر نگه داشتن حالت بهینه‌ساز به عنوان عملکرد پایه سیستم را برآورده نمی‌کنند.

زمان ساخت و برنامه‌ریزی در سایت به حداقل رسانده شود

با یک دستگاه سرمایش دارای کنترل‌کننده‌های یکپارچه‌ی از پیش برنامه‌ریزی شده در قالب سیستمی معین و بسته[3]، این امکان فراهم شده تا فرایند ساخت و برنامه‌ریزی دستگاه سرمایش در سایت مرکز داده به طور محسوسی کوتاه‌تر شود. این امر عملکردی موثر، قابل اطمینان و تکرارپذیر را نیز تضمین می‌کند. همان طور که صنعت مرکز داده به سمت ماژول‌های کانتینری استاندارد پیش می‌رود، سیستم‌های بیشتری به این اصل از طراحی دست خواهند یافت. در گزارش‌های “استانداردسازی و ماژولارسازی در زیرساخت‌های فیزیکی مرکز داده”[4] و “ماژول‌های بسته‌ی برق و سرمایش برای مراکز داده”[5]، در مورد کاهش زمان ساخت و برنامه‌ریزی در سایت پروزه از طریق مونتاژ و یکپارچه‌سازی در کارخانه‌ها، به تفصیل صحبت شده است.

ظرفیت سرمایش در مراکز داده‌ی بدون وقفه عملیاتی نیز توسعه‌پذیر باشد

با مصارف متغیری که جزیی از خصوصیات بسیاری از مراکز داده‌ی امروزی است، باید بتوان با تغییر مصرف، زیرساخت‌های سرمایش را نیز توسعه بخشید و تغییر داد. چنین امری از طریق ماژولار ساختن دستگاه و همچنین زیرسیستم‌ها امکان‌پذیر بوده که در گزارش “تعیین معماری ماژولار مرکز داده”[6] توضیح داده شده است.

تعمیر و نگهداری نباید عملیات IT را متوقف کند

افزونگی (چه از طریق بکارگیری ماژول‌های افزونه‌ی داخلی سرمایش در سیستم و چه با بکارگیری سیستم‌های مختلف تامین شود)، می‌تواند نقاط بحران‌خیز را حذف کرده و یک طراحی با تحمل خرابی و خطا ایجاد کرده که به توانایی تعمیر و نگهداری همزمان (با عملکرد)، می‌انجامد. علاوه بر آن، با قرارگیری سیستم سرمایش بیرون از مرکز داده یا بر روی بام، انجام فعالیت‌های تعمیر و نگهداری در بیرون از فضای IT صورت گرفته که این امر، احتمال خطای انسانی و اثرگذاری آن بر عملیات IT را کاهش می‌دهد.

بهینه‌سازی هوای غیرمستقیم در برابر هوای تازه‌ی مستقیم

همان طور که پیشتر مطرح شد، اصل دوم طراحی مبنی بر آن که”هوای داخلی مرکز داده از آلاینده‌ها و نوسانات شدید رطوبتی هوای بیرون محافظت شود”، را می‌توان در هر دو سیستم بهینه‌ساز هوای تازه‌ی مستقیم و غیرمستقیم، رعایت کرد. هرچند که، تفاوت‌های اساسی میان این دو روش وجود دارد.

استفاده از هوای مستقیم در خنک کردن مرکز داده، معمولا به عنوان موثرترین روش سرمایش با تجهیزات بهینه‌ساز شناخته می‌شود. در کل، کاهش تعداد تبادلات حرارتی صورت گرفته، در تعداد ساعات عملکرد با حالت بهینه‌ساز مفید بوده و در نتیجه، بهره‌وری را افزایش خواهد داد. و از آن جا که سیستم‌های هوای مستقیم به سادگی هوای بیرون را فیلتر کرده و به داخل فضای IT می‌فرستند، هیچ تبادل حرارتی ندارند(البته فیلترها به مصرف انرژی بیشتری در فن‌ها نیز دارند). برای آن مراکز داده‌ای که تصمیم دارند تجهیزات فاوا را در معرض تغییرات وسیعی از دما و رطوبت قرار دهند، این روش سرمایش، معمولا موثرترین روش به شمار می‌رود. اگرچه، امروزه بیشتر مدیران مراکز داده، از ریسک‌های ناشی از دمای بالا و تغییرات سریع در رطوبت و دما اجتناب می‌کنند. با ظرفیت‌های روبه رشد و رواج سیستم‌های بسته، عملکرد تجهیزات فاوا در دمای بالاتر، نگرانی‌ها را به دلیل پیامدهای ناگوار خرابی در سیستم‌ سرمایش، افزایش داده است. وقتی آستانه‌های دما و روطبت در حدود توصیه‌شده توسط ASHRAE (که در ادامع بررسی می‌شود)، نگه داشته شود، در واقع در بیشتر نواحی جغرافیایی، سرمایش بهینه‌ساز هوای غیرمستقیم بهره‌وری بیشتری از هوای تازه‌ی مستقیم دارد.

علاوه بر آن، همچنان نگرانی‌هایی در مورد قابلیت اطمینان در سیستم‌های بسته مانند گرد و خاک، نشت مواد شیمیایی، دود/خاکستر و غیره، وجود دارد. سنسورها و فیلترهای شیمیایی می‌توانند در کاهش این نگرانی‌ها کمک کنند اما، فیلترها مداوما نیاز به بررسی و چک شدن دارند چرا که فیلترهای مسدود شده، می‌توانند از ورود هوای خنک به فضا جلوگیری کرده و در اثر حرارت به خاموشی تجهیزات بیانجامد. همچنین این فیلترها موجب کاهش اضافی در فشار سیستم هوارسانی شده که به معنی نیاز به انرژی بیشتر برای به جریان درآوردن همان حجم از هواست.

در طول زمان، اگر اطمینان و تحمل خطا در تجهیزات فاوا بهبود یافته و اگر اپراتورهای مراکز داده بر موانع روانی/ذهنی چون نیاز به محیطی کاملا کنترل شده، غلبه کنند، ممکن است استفاده از هوای تازه‌ی مستقیم، رواج بیشتری یابد. در گزارش “حالت‌های بهینه‌ساز در سیستم‌های سرمایش مرکز داده”[7] مزایا و معایب بیشتری از سرمایش با تجهیزات بهینه‌ساز با هوای مستقیم و غیرمستقیم آورده شده است.

روشی بهبودیافته‌ در سرمایش

سیستمی که از پنج اصل طراحی فوق پیروی کرده، یک سیستم سرمایش بسته با سه حالت از عملکرد خواهد بود.

  1. بهینه‌سازی هوا به هوا: دو جریان هوا را داخل مبدل حرارتی هوا به هوا، هدایت کرده – هوای خنک‌تر بیرون و هوا گرم‌تر در داخل که حرارت تجهیزات فاوا را به خود جذب کرده، هرگز با هم ترکیب نمی‌شوند.
  2. بهینه‌سازی هوا به هوا با سرمایش تبخیری: زمانی که هوای بیرون به اندازه‌ی کافی، خنک نباشد، سرمایش تبخیری می‌تواند از طریق فرایند آدیاباتیک دمای سطح مبدل حرارتی را کاهش دهد.
  3. سرمایش گازی(DX) مستقیم: در بدترین حالت، زمانی که دما یا رطوبت هوا بیشتر از آنی بوده که با دمای کارکرد ورودی تجهیزات فاوا سازگار باشد، سرمایش DX حالت‌های بهینه‌ساز را پشتیبانی و تکمیل می‌کند.

هوای گرم تجهیزات فاوا، به داخل ماژول فرستاده شده و یکی از دو حالت عملکرد بهینه‌ساز، برای دفع گرمای آن به کار گرفته می‌شود. بسته به مقدار مصرف، دمای کارکرد IT و شرایط آب و هوایی محیط بیرون، سیستم به طور اتوماتیک موثرترین حالت عملکرد را انتخاب خواهد کرد. در حالت بهینه‌ساز هوا به هوای غیرمستقیم، از مبدل حرارتی هوا به هوا استفاده شده تا گرما را از هوای گرم‌تر مرکز داده به هوای خنک‌تر بیرون، منتقل کند. در زمان استفاده از سرمایش تبخیری، آب بر سطح مبدل حرارتی پاشیده شده تا دمای سطح آن را کاهش دهد. در این حالت از عملکرد، و حتی وقتی مبدل حرارتی هوا به هوا، به تنهایی قادر به دفع گرما نباشد، نیز مرکز داده همچنان از مزایا عملکرد در حالت بهینه‌ساز بهره می‌برد. در عملکرد نسبی با حالت DX، وقتی حالت بهینه‌ساز قادر به تعدیل دمای کارکرد ورودی تجهیزات فاوا نبوده، ظرفیت اضافه‌ای در سیستم سرمایش ایجاد می‌شود.

در شکل 2، کاربرد این روش سرمایش در مرکز داده‌ای جدید، نشان داده شده است.[8] ماژول‌های سرمایش بیرون از محیط تاسیسات قرار گرفته است- یا (همان طور که نشان داده شده) بر سکوهای بتنی نصب شده یا با فرض ظرفیت کافی برای تحمل وزن آن، بر بام نصب می‌شود.

شکل2: کاربردهای روش‌های سرمایش (محیط ساختمان و بام)
شکل2: کاربردهای روش‌های سرمایش (محیط ساختمان و بام)

ارتقای بهره‌وری

با ظهور راهنمایی‌ها و قوانین منطقه‌ای در خصوص استفاده از تجهیزات بهینه‌ساز، “بهره‌وری” به محور اصلی در طراحی مراکز داده‌ی جدید تبدیل شد.  برای اطمینان از موثرترین و کارآمدترین روش سرمایش در تمام سال، دستگاه سرمایش باید از بهینه‌سازی کم مصرف به عنوان حالت پایه عملکرد خود استفاده کرده تا بیشترین استفاده را با شرایط آب و هوایی محیط داشته باشد. بر خلاف آن، عملکرد در حالت بهینه‌ساز در طراحی‌های سنتی در اصل به عنوان روشی اضافه و قابل افزودن بر دستگاه سرمایش اصلی به شمار می‌رفت- تا در صورت امکان، دستگاه‌های مکانیکی با مصرف بالای انرژی را یاری رساند. پنج عامل وجود داشته که اگر با یکدیگر ترکیب شوند، به طور محسوسی بهره‌وری سیستم سرمایش را افزایش خواهند داد:

  • کمترین تعداد تبادلات گرما بین هوای بیرون و هوای ورودی تجهیزات فاوا
  • استفاده از سرمایش تبخیری
  • بازه‌ی قابل قبول گسترده‌ی از نقاط کارکرد دما و رطوبت برای تجهیزات فاوا
  • اجزای کارآمد
  • کنترل‌های برنامه‌ریزی شده در حین ساخت

تاثیر تعداد تبادلات گرمایی صورت گرفته در بهینه‌سازی

هر چه بازه تفاضل دمایی در حالت بهینه‌ساز بیشتر باشد، تعداد ساعات عملکرد بهینه‌ساز کاهش خواهد یافت. شکل 3، بیشینه تفاضل دمایی موجود در معماری سنتی سرمایش آب خنک با مبدل حرارتی صفحه و فریم را با سیستم بسته‌ با مبدل حرارتی هوا به هوا، مقایسه می‌کند. سه تبادل حرارتی در حالت بهینه‌ساز طراحی سنتی اتفاق می‌افتد – برج خنک‌کننده، مبدل حرارتی صفحه و فریم و دستگاه هواساز- در حالی که در طراحی سرمایش با مبدل حرارتی هوا به هوا، تنها یک تبادل حرارتی رخ می‌دهد.

شکل 3: تاثیر معماری سرمایش بر ساعات بهینه‌ساز بالا: دستگاه سنتی آب خنک (سه تبادل حرارت) پایین: سیستم بسته (یک تبادل حرارت) فرضیات: مصرف 100%، سنت لوییس، MO، ایالات متحده آمریکا
شکل 3: تاثیر معماری سرمایش بر ساعات بهینه‌ساز
بالا: دستگاه سنتی آب خنک (سه تبادل حرارت)
پایین: سیستم بسته (یک تبادل حرارت)
فرضیات: مصرف 100%، سنت لوییس، MO، ایالات متحده آمریکا

 

مطابق شکل 3، برای دستیابی دمای ورودی تجهیزات فاوا 70F(21.1C) در حالت بهینه‌ساز کامل، طراحی سنتی به دمای خشک 43.7F(6.5C) یا کمتر در هوای بیرون و همچنین دمای متناظر مرطوب 39.6F(4.2C) یا کمتر، نیاز دارد. اگرچه مبدل حرارتی هوا به هوا می‌تواند با عملکردی تمام بهینه‌ساز، در دمای هوای بیرون 59.3F(15.2C) و دمای متناظر مرطوب 25.3F(12C)، به همین دمای ورودی تجهیزات دست یابد. این به معنی 16 درجه دمای اضافه‌تری است که حالت بهینه‌ساز قادر به تعدیل آن است. برای سنت لوئیس، MO، این 16 درجه دما (از 43.7F تا 59.3F)، بیانگر 1975 ساعت یا 23% از عملکرد در طول سال، می‌باشد.

  • دمای متناظر مرطوب

دمای متناظر مرطوب (MCWB) به دمای مرطوبی که به طور مداوم، و متناظر با دمای خشک(DB) مشاهده شده، گفته می شود. 

 

سرمایش تبخیری

یکی دیگر از مزایایی که از ماژول‌های پربازده سرمایش به دست آمده، سرمایش تبخیری بوده چرا که استفاده از حالت بهینه‌ساز را در بسیاری از نواحی جغرافیایی و به خصوص، آب و هوای گرم و خشک، افزایش می‌دهد. با افزایش اختلاف دمای بین هوای خشک و هوای مرطوب محیط، این مزیت انرژی نیز در سرمایش تبخیری افزایش می‌یابد.

در شکل 4، روش اجرای سرمایش تبخیری با مبدل حرارتی هوا به هوا، نشان داده شده است. در حالت سرمایش تبخیری، آب به طور یکسان به سطح خارجی مبدل حرارتی پاشیده می‌شود و با وزش هوای محیط بر این سطح(که با شماره‌ی 1 نمایش داده شده)، آب تبخیر شده و موجب کاهش دمای هوای بیرون می‌شود.[9] حال دمای پایین‌تر هوای بیرون، قادر بوده تا در طول لوله‌های مبدل حرارتی(که با شماره‌ی 2 نمایش داده شده)، گرمای بیشتری را از جریان هوای گرم مرکز داده گرفته و دفع کند.

شکل 4: سرمایش تبخیری در ماژول سرمایش پربازده
شکل 4: سرمایش تبخیری در ماژول سرمایش پربازده

تاثیر محیط عملیاتی IT بر بهینه‌سازی

در بیشتر مراکز داده‌ی امروزی، متوسط دمای ورودی تجهیزات فاوا بین 65-70F(18-21C) متغیر است. بسیاری از اپراتورهای مرکز داده در تعریف بازه های قابل قبول دما و رطوبت فضای IT، بسیار محتاطانه عمل می‌کنند به این دلیل که تصور می‌کنند لازم است از عملیات قابل اعتماد تجهیزات فاوا، اطمینان یافته و از خرابی‌های زودرس در آن، جلوگیری کنند. بر خلاف این تصور، ASHRAETC9.9 اخیرا “راهنمای حرارتی 2011 برای محیط‌های پردازش اطلاعات”[10] را منتشر ساخته که در آن، به استفاده از بازه‌ی عملیاتی گسترده‌تری برای دما و رطوبت، توصیه شده و همچنین سازندگان تجهیزات فاوا، حتی بازه‌ی گسترده‌تری از آن را به عنوان محدوده‌ی قابل قبول تعیین می‌کنند. در شکل 5، مقایسه‌ای از بازه اصلی توصیه شده‌ی ASHRAE، محدوده‌های جدید مجاز و توصیه شده‌ی ASHRAE و مشخصات معمول سازندگان امروزی ارائه شده است.

شکل5: گسترش محدوده‌ی عملیاتی
شکل5: گسترش محدوده‌ی عملیاتی

محور افقی بیانگر بازه‌ی دما و محور عمودی، بیانگر بازه‌ی رطوبت است. هرچه محدوده‌ی شرایط قابل قبول تعریف شده برای تجهیزات فاوا در مرکز داده، بزرگ‌تر بوده، تعداد ساعات عملکرد سیستم سرمایش در حالت بهینه‌ساز نیز افزایش می‌یابد.

با همان فرض‌های مقایسه‌ی شکل 3، تاثیر دمای ورودی تجهیزات فاوا بر طراحی سنتی دستگاه چیلر با مبدل حرارتی صفحه و فریم را در نظر بگیرید. افزایش در ساعات عملکرد بهینه‌ساز که با افزایش دمای ورودی تجهیزات مطابق محدوده‌ی توصیه شده‌ی ASHRAE به دست آمده، در جدول 1 آورده شده است.

جدول 1: تاثیر افزایش در بازه مجاز دمای ورودی تجهیزات فاوا با مبدل صفحه ای (سه مرتبه تبادل حرارتی)

دمای ورودی تجهیزات فاوا

بیشینه‌ی دمای هوای بیرون

ساعات عملکرد بهینه‌ساز کامل

درصد از سال با عملکرد بهینه‌ساز کامل

70F(21.1C)

دمای خشک(DB): 43.7F(6.5C)

MCWB: 39.6F(4.2C)

2.419

28%

80.6F(27C)

دمای خشک(DB): 56.7F(13.7C)

MCWB: 51.2F(10.6C)

4.070

47%

 

در جدول 2، تعداد ساعات اضافی که در محدوده‌ی دمای کارکرد توصیه شده از سوی ASHRAE، از طریق بکارگیری ماژول‌های بسته‌ی پربازده(با تنها یک تبادل حرارتی) به دست می‌آید، نشان داده شده است. تعداد ساعات عملکرد در حال بهینه‌ساز به طور چشمگیری تا 72% از سال، افزایش یافته است. اگر اپراتورهای مراکز داده آسوده‌تر به سمت بازه‌ی زیست‌محیطی گسترده‌تر،  حرکت کنند، عملکرد حالت بهینه‌ساز نیز به جای سیستم سرمایش پشتیبان، می‌تواند حالت پایه محسوب شود. باید توجه داشت که با گسترده‌تر شدن محدوده‌ی عملیاتی دما و رطوبت، سیستم‌های هوای مستقیم (فاقد تبادل حرارتی)، قادر خواهند بود تعداد ساعات عملکرد بهینه‌ساز را بیشتر از این افزایش دهند.

جدول 2: تاثیر افزایش دمای ورودی تجهیزات فاوا بر سیستم بسته(یک تبادل حرارتی)

دمای ورودی تجهیزات فاوا

بیشینه‌ی دمای هوای بیرون

ساعات عملکرد بهینه‌ساز کامل

درصد از سال با عملکرد بهینه‌ساز کامل

70F(21.1C)

دمای خشک(DB): 59.3F(15.2C)

MCWB: 53.5F(12C)

4.394

50%

80.6F(27C)

دمای خشک(DB): 72F(22.2C)

MCWB: 63.9F(17.7C)

6.289

72%

 

اجزای سرمایش موثر

درایوهای دور متغیر (VFD) بر اجزای سیستم سرمایش (به معنی فن‌ها، پمپ‌ها، کمپرسورها) و فن‌های کوموتاتوری(EC) مقدار زیادی در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند. مراکز داده‌ی امروزی در معماری سرمایش که فاقد VFD در اجزا خود، شامل چیلرها، فن‌های هواساز، پمپ‌های دفع گرما و پمپ‌های آب سرد هستند، از این اجزا استفاده می‌کنند. هدر رفت انرژی را در مرکز داده‌ای در نظر بگیرید که با 50% مصرف از توان خود، ولی دستگاه های هواساز آن با 100% ظرفیت (بیشترین سرعت فن) کار می‌کنند. چنین عدم بهره‌وری در حالتی که افزونگی مورد نیاز 2N باشد، به طور قابل توجهی بیشتر نیز خواهد بود. می‌توان با کاهش هدررفت‌های ثابت توسط VFD با این مقدار بالای اتلاف انرژی مقابله کرد تا سیستم، در مصارف کم‌تر، همان میزان زیاد برق را مصرف نکند.

برنامه‌ریزی کنترل‌های یکپارچه‌ی در حین ساخت

با خریداری دستگاه‌های الکتریکی ترکیبی، انتظار می‌رود تا دائما و تحت هر شرایطی، بین حالت عملکرد با برق و گازوئیل انتقالی آسان و موثر صورت گیرد. چنین انتظاری، بیشتر به دلیل استاندارسازی اتومبیل‌ها، انتظاری متداول و بی‌چون و چرا محسوب می‌شود. مشابه آن چه گفته شد، می‌توان در سیستم‌های سرمایش استاندارد بسته و مبتنی بر بهینه‌ساز نیز چنین تصوری داشت. تنها از طریق این سطح از استانداردسازی است که سیستم های سرمایش مبتنی بر بهینه‌ساز خواهند توانست تحت تمام تغییرات آب و هوایی و تنظیمات مختلف، در تمام حالت های عملکرد خود بهره‌وری و قابلیت پیش بینی را حفظ کنند. به طور مشخص نرم‌افزارهای کنترل و مدیریت باید در کارخانه و در حین ساخت، استاندارد، از پیش طراحی شده و برنامه‌ریزی شده و سپس تماما در سیستم سرمایشی بسته، یکپارچه شوند.

از سوی دیگر در طراحی های سنتی، کنترل‌ها معمولا در همان سایت طراحی می‌شوند. طراحی یک‌مرتبه‌ای در طرح‌های کنترل و مدیریت اغلب منجر به کنترل‌هایی خواهد شد که:

  • منحصر به فرد و تکرارناپذیر هستند؛
  • در مصرف انرژی بهینه نیستند؛
  • تماما تست نشده اند؛
  • عملیات سیستم آن‌ها تماما مستند و مکتوب نشده است؛
  • انعطاف‌پذیری کافی متناسب با تغییرات مرکز داده، را ندارند؛
  • نیازمند ورودی‌های دستی و نظارت کارشناسی هستند.

به همین دلایل، ساخت سیستم سرمایش مبتنی بر بهینه‌ساز منحصر به فرد، و همچنین کنترل‌هایی که در تمام شرایط آب و هوایی موثر و قابل پیش‌بینی عمل کنند، کار بسیار دشواری است.

در زیر می توان به چند مورد از پیچیدگی های کنترل چیلر/برج خنک‌کننده/مبدل حرارتی صفحه و فریم اشاره کرد.

  • تعیین نقاط کارکرد ایده‌ال در تمامی اجزایی که تحت شرایط مشخص، کمترین مقدار انرژی را در کل سیستم مصرف می‌کنند؛
  • شناسایی تمامی سناریو‌های بروز خرابی که ممکن است باعث از کار افتادگی سیستم شده، برای طراحی سیستم ویژه کنترل مقاوم و پایدار (مانند شبکه های مخابراتی که با داشتن خطوط موازی، در برابر قطعی کابل مقاوم هستند.)
  • تشخیص، کنترل و یکپارچه‌سازی اجزای خاص و غیرهمسان (پمپ‌های خاص، شیرهای مخصوص و درایوهای دور متغیر) که آب را در مخزن برج خنک‌کننده به حرکت درمی‌آورند؛
  • تعیین و کنترل فن‌هایی که ممکن است تک سرعتی، چند سرعتی یا دور متغیر باشند؛
  • تعیین توالی عملیات در صورت مشاهده تغییر مصارف مقطعی – مثلا در حالت کارکرد بهینه‌ساز، چه زمانی لازم است که چیلر سریعا به کار افتاده و تا ثابت شدن دمای آب سرد، به کار ادامه دهد؟
  • بررسی و تعیین نیاز به مخزن آب خنک تا در حین تغییر، چیلر فرصت کافی جهت رسیدن به شرایط عملیاتی ثابت داشته باشد؛
  • یکپارچه‌سازی چیلر با قابلیت های فیزیکی (همچون چرخه‌ی Bypass و غیره) که اجازه داده تا در طول انتقال از عملکرد حالت بهینه‌ساز به سرمایش DX، چیلرها آب کندانسور را به قدر کافی “گرم” کنند (اگر آب کندانسور خیلی سرد باشد، چیلر به کار نمی‌افتد)؛
  • کنترل هیترهای تشتک‌(Bassin)، یا مراحل چندگانه‌ی هیترهای تشتک که ممکن است نیاز داشته تا در حین بکارگیری در سرمایش رایگان زمستانی، از یخ‌زدگی آن جلوگیری شود؛
  • کنترل شیرهای منسجم تعبیه شده در طراحی لوله‌کشی، پمپ‌هایی که آب برج را تامین می‌کنند، و مبدل‌های حرارتی و چیلرهایی که برای عملکرد مناسب خود به برج وابسته هستند.

بهبودها در انعطاف پذیری و چابکی

مراکز داده اغلب به طراحی بسیار انعطاف‌پذیری نیاز داشته تا در عین حال که، هزینه های سرمایه و عملیات را نیز در حداقل نگه می‌دارند، پاسخگوی تغییر در الزامات IT نیز باشند. روش سرمایش معرفی شده در این مقاله، با ویژگی‌های عملکردی زیر، این نیازها را برآورده می‌سازد:

  • طراحی استاندارد و بسته
  • طراحی ماژولار برای ظرفیت توسعه‌پذیر
  • سطح اشغال حداقل برای تجهیزات فاوا

طراحی استاندارد و بسته

سیستم سرمایش استاندارد و از پیش طراحی شده، که ماژول های آماده‌ای چون skids, containers, kits ارائه داده، از تولید در شرایط کنترل شده اطمینان حاصل کرده و مراحل ارسال و نصب را تسهیل می‌سازد. مثالی از این نصب آسان را می‌توان در بکارگیری اتصالات سریع در طراحی مشاهده کرد که اتصال ساده به منبع اصلی آب در سرمایش تبخیری را امکان‌پذیر می‌سازد. در گزارش “ماژول‌های بسته‌ی برق و سرمایش برای مراکز داده”[11] صرفه‌جویی‌های زمان، پیش هزینه‌ها و هزینه‌های نگهداری و همچنین مزایای انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان حاصل از یک طراحی استاندارد بسته، بررسی شده است.

از طرف دیگر، زیرساخت‌های سرمایش مراکز داده‌ی سنتی، می‌توانند از نظر تعداد اجزا و نحوه‌ی نصب، نگهداری و مدیریت بسیار پیچیده باشند. نصب این سیستم‌ها نیازمند میزان زیادی لوله‌کشی، کانال‌کشی، عایق‌بندی و اتصال زیرسیستم‌های متعددی(پمپ‌ها، چیلرها، برج‌های خنک‌کننده و غیره) در محل مرکز داده است. در شکل 6، نمونه‌ای از چنین طراحی نمایش داده شده است. این اجزای متعدد معمولا از سوی سازندگان مختلفی تامین شده و به طور سفارشی، در حین نصب در محل هر مرکز داده متصل و یکپارچه می‌شوند. در نتیجه توسعه‌ی آن نیز اغلب گران‌تر، زمان‌برتر و دشوارتر خواهد بود. علاوه بر آن، چنین سیستم هایی با احتمال بالاتری از خرابی و نیاز به تعمیر و نگهداری فوری و همچنین ابهام در پذیرش مسئولیت خرابی، روبرو هستند.

شکل 6: نمونه‌ای از پیچیدگی طراحی‌های سرمایش
شکل 6: نمونه‌ای از پیچیدگی طراحی‌های سرمایش

توسعه‌پذیری

به جای آن که پیشاپیش سیستم‌های سرمایش متناسب با بدترین حالت ممکن در بار نامشخص نهایی مرکزداده ساخته شود، معماری سرمایش آن نیز باید بتواند با گسترش مراکز داده، رشد و توسعه یابد. توانایی اجرای ظرفیت های بالاتر در طول زمان، به مدیریت هزینه‌های عملیاتی و همچنین هزینه‌های سرمایه کمک می‌کند. یک طراحی ماژولار امکان آن را فراهم می‌کند تا ظرفیت، متناسب با نیاز و بدون توقف در مصارف تجهیزات فاوا یا سیستم نصب شده، توسعه یابد.

اگرچه، در طراحی های سنتی سرمایش، معمولا به دلیل ریسک قابلیت اطمینان و پیچیدگی در توسعه‌ی اجزای چرخه‌ی سرمایش، ابعاد این اجزا (مانند چیلرها و برج‌های خنک‌کننده) متناسب با مصرف نهایی مرکز داده برآورد می‌شود. در نتیجه از آن جا که افزایش مصرف معمولا بسیار نامشخص بوده، این راه‌کار به معنی ساخت زیرساخت‌هایی اضافی و مازاد می‌باشد. این زیرساخت‌های مازاد به معنای هزینه های سرمایه‌ی و هزینه‌ی عملیاتی غیرضروری(ناشی از نصب و نگهداری ظرفیتِ بیش از حد نیاز) و کاهش بهره‌وری است.

سطح اشغال حداقل برای تجهیزات فاوا

سیستم سرمایش بسته‌ای که بیرون از محیط ساختمان یا بر روی بام قرار داده شده، فضای بیشتری را برای تجهیزات ارزشمند فاوا در اتاق IT فراهم می‌کند. علاوه بر آن، در قیاس با سطح اشغال کلی تمام اجزا در سیستم آب خنک/برج خنک‌کننده، یک سیستم سرمایش بسته سطح اشغال کمتری دارد. مزیت دیگرِ قرارگیری سیستم سرمایش در بیرون از فضای IT، آنست که کارکنان کمتری نیاز به دسترسی به فضای IT (برای فعالیت‌های نگهداری و ارتقا/نصب) خواهند داشت که این، ریسک خرابی ناشی از خطای انسانی را کاهش می‌دهد.

در یک مرکز داده‌ی معمولی، 10 تا 20% از سالن های فاوا، با اجزای زیرساخت‌های فیزیکی شامل دستگاه‌های هواساز/تهویه مطبوع، رطوبت‌سازها، UPSها، واحدهای توزیع برق و حریم مورد نیاز این تجهیزات اشغال می‌شود. این فضای اشغال شده را نمی‌توان برای استقرار تجهیزات فاوا استفاده کرد. ، چنین مساله‌ای محدودیتی قابل توجه در طراحی مرکز داده در برخی نقاط جهان که ملک گران و کمیاب است، محسوب می‌شود.

بهبود در قابلیت اطمینان و دسترسی

هدف اصلی بیشتر مدیران مراکز داده آنست که از حفظ عملیات مداوم مصارف حیاتی IT اطمینان حاصل کند. سیستم سرمایشی که از نظر قابلیت اطمینان و دسترسی، قادر به برآورده ساختن نیاز مراکز داده‌ی امروزی باشد، باید:

  • تحمل خطا را داشته و بدون توقف عملکرد، قابلیت تعمیر و نگهداری داشته باشد؛
  • برای یک فضای کنترل شده، هوای داخلی را از هوای محیط بیرون جداسازی و ایزوله کند؛
  • وابستگی به آب شهری را به حداقل رساند؛
  • نگرانی‌های زیست محیطی مربوط به بعضی مواد شیمیایی در برخی سیستم‌هایی که با مبرد یا آب کار می‌کنند، را در نظر گیرد؛
  • از طریق بستن و محدود کردن هوای رفت و برگشتی، جریان هوای قابل پیش‌بینی فراهم کند.

قابلیت نگهداری

در دستیابی به اهداف قابلیت اطمینان و دسترسی، توانایی حفظ و تداوم عملیات فاوا در حین سرویس و بازبینی دستگاه‌های سرمایش، بسیار حیاتی است. بیشتر سیستم‌های سرمایش به یک توقف کامل در سیستم برای فعالیت‌های مشخص تعمیر و نگهداری نیاز دارند. به عبارت دیگر، برای نگهداری همزمان با عملیات، به سیستمی با افزونگی 2N نیاز است که هزینه‌ی بالایی دارد. به عنوان مثال، در یک طراحی آب خنک، مرکز داده به دو چیلر مستقل نیاز داشته تا در حین سرویس یکی از آن‌ها، دیگری به عملکرد خود ادامه داده و مرکز داده را خنک کند. در بعضی موارد، می‌توان با طراحی N+1 به الزامات نگهداری همزمان دست یافت. سیستم بسته‌ای که با افزونگی در قطعات طراحی شده، از این هزینه‌های اضافی پیش گیری کرده در عین حال که نگهداری همزمان را نیز ممکن می‌سازد.

یکی دیگر از نکات مهم در نگهداری، ریسک خرابی ناشی از خطای انسانی در حین فعالیت‌های نگهداری است. در طراحی‌های چیلرها، دستگاه‌های هواساز داخل فضای IT جای داده شده، در نتیجه نگهداری این دستگاه‌ها بدان معناست که کارکنان در حال کار در فضای عملیاتی فعال IT هستند. سیستمی که کاملا در محیط بیرون قرار گرفته، چنین ریسکی را کاهش می‌دهد چرا که کارکنان خدماتی، در داخل فضای IT کار نمی‌کنند.

محیط کنترل شده

سیستمی با مبدل حرارتی هوا به هوا و سرمایش تبخیری، نسبت به روش‌های معمول سرمایش، صرفه‌جویی قابل توجهی در انرژی فراهم کرده در عین حال که از جداسازی کامل هوای بیرون و داخل نیز اطمینان ایجاد می‌کند. این موضوع برای آن دسته از مدیران مراکز داده اهمیت داشته که نگران بسته بودن سیستم، فیلتر‌های مسدود هوا یا تغییرات دما و رطوبت هستند که ریسک خرابی و از کار افتادن تجهیزات فاوا را افزایش می‌دهد.

 وابستگی حداقل بر آب شهری

سیستمی که در طول سال، وابستگی کمتری بر آب شهری داشته باشد، با احتمال کمتری از خرابی ناشی از قطعی آب نیز مواجه خواهد بود. با یک معماری سرمایش آب خنک/برج خنک‌کننده، عملکرد مرکز داده بر آب شهری وابسته است. قطع شدن آب، بدان معناست که برج خنک‌کننده آب کافی برای جبران مقدار از دست رفته از طریق تبخیر، در اختیار نداشته که این موجب شده سیستم در 8760 ساعت در سال، وابسته باقی بماند. برج‌های خنک‌کننده تقریبا 40 گالن در دقیقه/1000 تن از ظرفیت سرمایش(151.4 لیتر در دقیقه) آب مصرف می‌کنند. معماری‌های بهبودیافته، مانند سیستم‌های بسته که در این مقاله مطرح شده‌اند، در تسهیل‌کننده های تبخیری از آب استفاده کرده، ولی مقدار این آب بسیار کمتر بوده چرا که این سیستم‌ها، تنها در دوره‌های آب و هوای گرم‌تر از این تسهیل‌کننده‌ها استفاده می‌کنند. احتمال آن که قطعی آب، دقیقا در همین دوره‌ی زمانی استفاده از تسهیل‌کننده‌های تبخیری اتفاق بیفتد بسیار کم است.

سازگار با محیط زیست

در راستای سیاست‌های سازمانی جهت سازگاری بیشتر با محیط زیست، بعضی از مدیران مرکز داده به دنبال گزینه‌هایی هستند که به نگرانی های مرتبط با بعضی مواد شیمیایی در سیستم‌های دارای مبرد گازی یا آب، پاسخ گوید.

یک سیستم سرمایش به همراه سیستم تصفیه آب فاقد مواد شیمیایی، می‌تواند تمامی آلاینده‌های آب شامل تهدیدهای زیستی احتمالی را برطرف سازد. نوع متداولی از سیستم فاقد مواد شیمیایی، با استفاده از امواج الکتریکی، قطب‌های آلاینده‌های معدنی آب را تغییر داده که موجب شده این آلاینده‌ها به یکدیگر چسبیده و به شکل پودر ته‌نشین شوند و سپس، از طریق فاضلاب، خارج شوند. میکروارگانیسم‌ها در این تجمع ذرات و گذر از جریان الکتریکی، محصور شده و دیواره‌ی سلولی‌شان توسط الکتروپوراسیون آسیب دیده و تخریب می‌شود. در نتیجه چرخه‌ی عمر کوتاه خود را به جای تولید مثل و تهدید سیستم آب، صرف ترمیم خود می‌کنند. در چنین سیستمی هزینه‌های مواد شیمیایی و نگهداری‌های خاص تصفیه‌ی شیمیایی حذف شده و نگرانی‌های زیست‌محیطی نیز برطرف می‌شوند. علاوه بر آن، آب خارج شده از این سیستم را می‌توان به عنوان آب بازیافتی به کار رفته در تاسیسات استفاده کرده و در مصرف آب صرفه‌جویی کرد.

عملکرد قابل پیش‌بینی جریان هوا

بسته بودن جریان هوا جهت جداسازی هوای گرم برگشتی از هوای خنک رفت، برای بهره‌وری سرمایش بسیار ضروری است. بدون روشی از سیستم بسته، احتمال بروز نقاط پرحرارت بالاتر بوده- چیزی که مدیران مراکز داده تلاش دارند تا با هر هزینه‌ای از آن اجتناب کنند- یا تعداد قابل‌توجهی کولر اضافی تامین شده که به معنی افزایش در مصرف انرژی و هزینه‌های کلی است. در گزارش “راهروهای گرم بسته و راهروی سرد بسته در مراکز داده”[12]، چالش‌های ترکیب شدن جریان های هوا بررسی شده و توصیه‌هایی برای سیستم‌های بسته‌ی موثر در مراکز داده‌ی جدید نیز ارائه شده است.

ممکن است همچون مراکز داده‌ی معمولی، فضای IT دارای کف کاذب و تایل‌های سوراخ‌دار برای توزیع هوا باشد یا این که هوا از طریق توزیع‌کننده‌ی هوا در انتهای ردیف‌ها، توزیع شده تا هوای کافی را به تجهیزات فاوا واقع بر صفحات سیمانی برساند. هوای گرم سرورها توسط کانال متصل به رک‌ها، هدایت و کنترل می شود. شکل 7 نشان داده که در ماژول بسته‌ی سرمایش داخل فضای دارای کف کاذب، هوای رفت و برگشت چگونه در کانال‌های فضای IT حرکت می‌کند. بدون توجه به معماری به کار رفته در دستگاه سرمایش، جداسازی هوای سرد و گرم، بهترین روش برای تمام مراکز داده بوده تا بهره‌وری و عملکرد سرمایش را بهبود بخشد.

شکل 7: توزیع هوا در دستگاه سرمایش هوای غیرمستقیم
شکل 7: توزیع هوا در دستگاه سرمایش هوای غیرمستقیم

مقایسه‌ی معماری‌های سرمایش

طراحان و مدیران مراکز داده با تصمیم دشوار در انتخاب میان معماری‌های متعدد سرمایش روبرو هستند. ابزار محاسبه‌گر PUE در سرمایش با حالت بهینه‌ساز[13] به کمّی‌سازی این تصمیم کمک کرده و نشان می‌دهد کدام معماری بهینه‌ترین PUE، هزینه‌ی انرژی و انتشار کربن را برای موقعیت مکانی مرکز داده  محیط عملیاتی IT، در پی دارد. ورودی‌ها و خروجی‌های این ابزار، در شکل 8 نشان داده شده است.

شکل 8: محاسبه‌گر ابزار TradeOff برای کمک به ارزیابی عملکرد روش‌های مختلف سرمایش
شکل 8: محاسبه‌گر ابزار TradeOff برای کمک به ارزیابی عملکرد روش‌های مختلف سرمایش

در جدول 3، مقایسه‌ای میان دو معماری – یک طراحی سنتی چیلر(که در متن داخل کادر توضیح داده شده) با مبدل حرارتی صفحه و فریم، و یک سیستم سرمایش بسته (که پیشتر توضیح داده شد)، صورت گرفته است. کولر بسته مزایای قابل توجهی نسبت به روش سنتی فراهم کرده که در خانه‌های رنگی مشخص شده است.

>روش سنتی سرمایش

روش سنتی سرمایش باید ویژگی‌های زیر را در خود داشته باشد:

  • دستگاه‌های CRAH/CARC در اتاق IT قرار داشته باشند؛
  • هوا از طریق تایل‌های تهویه، زیر کف کاذب توزیع شود؛
  • دفع گرما به محیط بیرون از طریق برج خنک کننده صورت گیرد؛
  • تجهیزات سرمایش از ابتدا برای بیشترین ظرفیت پیش‌بینی شده نصب شوند؛
  • سیستم کمترین عملکرد در حالت بهینه‌ساز را دارد؛
  • اجزای سرمایش از سوی سازندگان مختلفی تامین شده و برای هر پروژه، مونتاژ و یکپارچه می‌شوند؛
  • کنترل‌ها برای پروژه، ایجاد و تعیین می‌شوند؛
  • نرم‌افزارهای مدیریتی برای پروژه به طور سفارشی تنظیم می‌شود.

 

جدول 3: مقایسه‌ی عملکرد سرمایش

ویژگی‌های طراحی

کولر تبخیری بسته ی غیرمستقیم

دستگاه سنتی آب خنک

حالت اصلی عملیات

حالت‌های بهینه‌ ساز(مبدل حرارتی هوا به وا و سرمایش تبخیری) با کولرهای DX به عنوان پشتیبان

عملکرد چیلر با مبدل حرارتی صفحه و فریم به عنوان پشتیبان

کنترل‌ها و نرم‌افزارهای مدیریت

کنترل‌های استاندارد و از پیش یکپارچه برای اطمینان از حالت عملکرد بهینه‌ در تمام ساعات، دستگاه‌های معدودی برای کنترل

دستگاه های متعددی برای کنترل، کنترل‌های سفارشی پیچیده معمولا منجر بدان شده که دستگاه سرمایش عملکرد بهینه‌ای نداشته باشد.

استاندارد سازی تجهیزات

سیستم بسته در یک دستگاه کاملا یکپارچه

چیلرها، پمپ‌ها، برج‌های خنک کننده و لوله‌کشی اجزایی جداگانه داشته که در محل، مونتاژ و یکپارچه می‌شوند.

سطح اشغال فضای IT

بدون اشغال هیچ فضایی، قرار گرفته در بیرون از مرکز داده

تقریبا 30 متر مربع سطح برای هر 100kW از مصرف IT یا تقریبا 5% از فضای اتاق کامپیوتر را اشغال می کند.

توانایی ارتقا

ارتقای تاسیسات موجود فعلی غیرمنطقی است، ارتقا تنها برای تاسیسات جدید مقرون به صرفه است.

در صورت وجود فضای مورد نیاز، عملی و امکان‌پذیر است، نیازمند اجرای لوله‌کشی اضافی

مصرف انرژی

عملکرد در حالت بهینه‌ساز> *50% از کل سال، یک تبادل حرارتی به معنای آنست که حالت بهینه‌ساز در دمای بالاتر محیط بیرون نیز می‌تواند کار کند

*بر اساس فرضیات شکل 3

تقریبا 25%* از سال را در حالت بهینه‌ساز عمل می‌کند؛ حالت اصلی عملکرد همان سرمایش مکانیکی است؛ سه تبادل حرارتی به معنای نیاز به تفاوت دمایی بالاتر بین دمای ورودی تجهیزات فاوا و دمای بیرون

*بر اساس فرضیات شکل 3

وابستگی بر آب

احتمال قطعی آب در همان زمان نیاز به تسهیل‌کننده های تبخیری کمتر است.

قطعی آب موضوعی حساس و حیاتی بوده- برج‌های خنک‌کننده 8760 ساعت از سال را به جبران آب از دست رفته در اثر تبخیر، نیاز دارند.

محیط کنترل شده

آلاینده‌های هوای بیرون از هوای ورودی تجهیزات فاوا جداسازی شده؛ کاهش ریسک خرابی

آلاینده‌های هوای بیرون از هوای ورودی تجهیزات فاوا جداسازی شده؛ کاهش ریسک خرابی

پیش‌هزینه‌ها

2.4$/watt برای کل سیستم

3.0$/watt برای کل سیستم

 

نتیجه‌گیری

مدیران مراکز داده‌ی امروزی با افزایش فشار مالی و فشارها از سوی قوانین و مقررات مواجه هستند تا بهره‌وری را درمراکز داده‌ی خود افزایش دهند. برای دستیابی به ارقام بلندپروازانه PUE که از سوی مدیریت تعیین شده، مدیران مراکز داده باید رویه‌های سرمایشی را به کارگیرند که در آن، حالت اصلی عملکرد، بهینه‌ساز بوده و سیستم مکانیکی تنها در صورت نیاز و به عنوان پشتیبان عمل کند. برای بسیاری از شرایط آب و هوایی در سرتاسر جهان، سیستم سرمایش تبخیری غیرمستقیم با مبدل حرارتی هوا به هوا، موثرترین روش در دستیابی به چنین هدفی به شمار رفته که فضای IT را نیز مستقیما تحت تاثیر آلاینده‌ها و شرایط هوای بیرون قرار نمی‌دهد.

علاوه بر آن، مدیران مرکز داده باید به دنبال معماری سرمایشی باشند که به طور موثری با مصارف متغیر IT سازگار گردد، به سرعت متناسب با ظرفیت مورد نیاز توسعه یابد، با کنترل های یکپارچه، برای عملکرد بهینه استاندارد و از پیش طراحی شده باشد. به همراه تجربیات موفق پیشین از مدیریت جریان هوا و محدوده‌ی گسترده‌تری از دمای تجهیزات فاوا، هزینه‌ی سرمایه و عملیات سرمایش به طور اثربخشی، کاهش می‌یابد.

ابزارهایی چون محاسبه‌گر PUE حالت بهینه‌ساز در سرمایش ارائه شده از سوی اشنایدر الکتریک، می‌تواند در تعیین معماری بهینه‌ی سرمایش برای موقعیت جغرافیایی مشخص و خصوصیات مصارف تجهیزات فاوا، سودمند باشد.

 

[1] – White Paper 132, Economizer Modes of Data Center Cooling Systems

[2] – White Paper 132, Economizer Modes of Data Center Cooling Systems

[3] – سیستم سرمایش بسته: یک چرخه سرمایش کامل است که برای خنک کردن مرکز داده، بدون تاثیر بر دیگر اجزا طراحی شده باشد.

[4] – White Paper 116, Standardization and Modularity in Data Center Physical Infrastructure

[5] – White Paper 163, Containerized Power and Cooling Modules for Data Centers

[6] – White Paper 160, Specification of Modular Data Center Architecture

[7] –  White paper 132, Economizer Modes of Data Center Cooling Systems

[8] – مثال اول، نشان‌دهنده‌ی ماژول سرمایش ماژولار با بهینه‌ساز هوای غیرمستقیم در EcoBreeze از اشنایدر الکتریک است.

[9] – آب برای تبخیر به گرما نیاز دارد. هوا این گرما را تامین کرده که موجب شده دمای هوا کاهش یابد. این تبادل گرمای تبخیر نامیده شده که مشابه همان اتفاقی است که ما با خنک شدن در اثر تعرق و وزش نسیم، تجربه می‌کنیم.

[10]http://tc99.ashraetcs.org/documents/ASHRAE%20Whitepaper%20%202011%20Thermal%20Guidelines%20for%20Data%20Processing%20Environments.pdf , accessed on June 22, 2011

[11] – White Paper 163, Containerized Power and Cooling Modules for Data Centers

[12] – White Paper 135, Hot-Aisle vs. Cold-Aisle Containment for Data Centers

[13] – TradeOff Tool 11, Cooling Economizer Mode PUE Calculator

درج دیدگاه

برای درج دیدگاه کلیک کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوال امنیتی *