اجزای سیستم تهویه چیلد واتر مرکز داده

نحوه عملکرد سیکل سرمایش چیلد واتر مرکز داده

در دیتاسنترهای با ظرفیت بالا، به طور معمول از سیستم های سرمایش مبتنی بر آب یا چیلد واتر استفاده می شود. هر گاه یونیت چیلر تراکمی دائم کار به همراه دستگاه  کولر InRow آبی و یا پکیج مخابراتی  InRoom آبی در یک سیکل سرمایش دیتاسنتر قرار بگیرند، این ترکیب به نام سیستم سرمایش چیلد واتر یا آبی خوانده می شود. چیلر تراکمی دائم کار جهت تولید آب چیلد در طول سال، مجهز به سیستم خطای آنتی فریز می باشد و آب چیلد به همراه ضد یخ که عموما اتیلن گلیگول و یا اتیلن پروپیلن است، مورد استفاده قرار می گیرد و می بایست کاهش ظرفیت کلیه تجهیزات در اثر استفاده از آب و ضد یخ در طمان طراحی در نظر گرفته شود.

وظیفه چیلر دائم کار دیتاسنتر در این سیکل کولینگ دیتاسنتر تولید آب چیلد با دمای بین 8 الی 12 درجه سانتیگراد می باشد، این آب سرد شده یا چیلد واتر توسط لوله های فلزی یا پلیمری به درون مرکز داده و اتاق سرور منتقل شده و در داخل کوئل های یونیت های تهویه دیتاسنتر و خنک کننده اتاق سرور ( کولر InRow & پکیج مخابراتی InRoom ) گردش می کند.

این یونیت های خنک کننده اتاق سرور و تهویه دیتاسنتر توسط فن های خود، هوای گرم خروجی از سرورها و تجهیزات شبکه را به درون خود کشیده و پس از عبور هوا از روی سطح تبادل حرارت کوئل ها، هوا را سرد کرده و به سمت بخش مکش سرورها می دمند. حرارت گرفته شده از هوا به آب منتقل شده و آب گرم میشود. به طور معمول در این پروسه تهویه دیتاسنتر، دمای آب حامل برودت به میزان 5 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. سپس این آب گرم شده، مجددا از طریق لوله ها به چیلر تراکمی دائم کار بازگردانده میشود و سیکل تهویه دیتاسنتر مجددا از ابتدا آغاز می گردد.

بافرتانک سیکل سرمایش چیلد واتر

در دیتاسنتر ها و مراکز دیجیتال مخابراتی، به دلیل اینکه سیکل پردازش اطلاعات سرورها و تجهیزات داده پردازی، ثابت نمی باشد و در زمانهایی در طول روز در حال پردازش اطلاعات و در زمان هایی از روز، حجم عملیات پردازشی کمتری را انجام می دهند، بار حرارتی تولیدی دیتاسنتر و مرکز مخابراتی نیز نامنظم می باشد. به دلیل محدودیت میزان جریان یا دبی آب در گردش، دمای آب چیلد در مدت زمان بسیار کوتاهی به افزایش می یابد و در این زمان کمپرسور دستگاه چیلر تراکمی دیتاسنتر روشن می شود. سپس در مدت زمان بسیار کوتاهی، دمای آب دوباره به دمایی می رسد که کمپرسور را خاموش می کند. از طرفی، این نوسان حرارتی، می تواند دمای آب چیلد را در برگشت به سمت چیلر دیتاسنتر تغییر داده و تعداد دفعات قطع و وصل کمپرسور چیلر مرکز داده را افزایش بدهد که این امر موجبات مستهلک شدن سریعتر دستگاه چیلر را ایجاد نماید.

برای جلوگیری از این امر، از یک بافر تانک یا مخزن ذخیره آب چیلد در بین چیلر تراکمی دیتاسنتر و یونیت های خنک کننده مرکز داده مانند خنک کننده InRow و یا پکیج مخابراتی آبی استفاده میشود تا نوسانات حرارتی مرکز داده که به صورت افزایش دمای آب چیلد خود را نشان میدهد، توسط این مخزن آب چیلد واسط دمپ و مستهلک شده و چیلر تراکمی صنعتی دائم کار با دمای ثابت آب را در ورودی اواپراتور خود دریافت نماید و ضمنا تعداد دفعات قطع و وصل کمپرسورهای چیلر هواخنک مرکز داده نیز کاهش یابد. این مخزن آب به مثابه یک باطری الکتریکی است که در برابر نوسانات جریان الکتریکی عمل می کند و  می تواند ورودی جریان الکتریکی متغیر را در خود ذخیره نموده و خروجی جریان الکتریکی ثابت تحویل بدهد.

کنترل رسوب وآلودگی در سیکل سرمایش آبی دیتاسنتر

با توجه به اینکه به طور معمول در سیکل سرمایش آبی مرکز داده، از لوله های کربن استیل استفاده می شود و آب شهری به عنوان سیال عامل انتقال برودت در آنها تزریق می شود، مشکلات مربوط به رسوب و کاهش راندمان سیستم کولینگ همواره گریبانگیر بهره برداران سیستم های سرمایش دیتاسنتر می باشد. همچنین به دلیل دائم کار بودن سیستم تهویه اتاق سرور و کولینگ دیتاسنتر در طی سال و خطرات یخ زدگی و فریز شدن آب چیلد در زمستان، که خطر ترکیدن اواپراتور چیلر و مختل شدن پروسه خنک کاری را به همراه دارد، سیال عامل کلیه سیکل های سرمایش مرکز داده و خنک کننده اتاق سرور با مواد شیمیایی موسوم به ضدیخ ترکیب میشود. لذا خطرات رسوب، خطرات زنگ زدگی جداره داخلی لوله ها، اسیدی و بازی شدن سیال عامل و در نهایت رشد جلبک همواره سیستم تهویه مرکز داده را تهدید می کند.

برای مقابله با مشکلات رسوب گذاری و آلودگی های شیمیایی و فیزیکی آبی، در سیکل تهویه مرکز داده مبتنی بر چیلد واتر از دستگاه آب سازی می بایست استفاده شود که آب را پس از تصفیه و آماده سازی به سیستم تهویه دیتاسنتر و خنک کننده اتاق سرور تزریق می کند، مشخصات شیمیایی سیال عامل سیکل خنک کننده آبی مرکز داده را کنترل نموده، آلارم های لازم به اطلاع بهره بردار می رساند و مواد شیمیایی مورد نیاز جهت جلوگیری از خوردگی ها و یخ زدگی را به صورت اتومات به سیکل آبی سرمایش دیتاسنتر تزریق می کند.

تابلو برق اصلی سیکل سرمایش دیتاسنتر

برای توزیع برق بین کلیه یونیت های سیکل سرمایش دیتاسنتر، کنترل و مانیتورینگ مجموعه سیستم های خنک کننده مرکز داده از یک دستگاه تابلو برق اصلی استفاده می شود که وظیفه کنترل توالی عملیات بین یونیت ها و مانیتورینگ کارکرد اجزای سیستم سرمایش دیتاسنتر را بر عهده دارد. این تابلو برق معمولا در محوطه چیلرهای تراکمی دائم کار که کلیه اجزای سیکل کولینگ دیتاسنتر و تهویه اتاق سرور ( بجز یونیت های خنک کننده داخلی ) قرار دارند، نصب و راه اندازی می گردد.

نحوه کنترل رطوبت در اتاق سرور

جهت کنترل رطوبت در اتاق سرور و مرکز داده، برحسب طراحی، دو دستگاه یا تعدادی از یونیت های خنک کننده InRow و یا پکیج مخابراتی آبی، به رطوبت زن تجهیز می شوند. این رطوبت زن ها در انواع مختلفی ساخته شده اند که انواع الکترودی، اینفرارد و التراسونیک، از مرسوم ترین این رطوبت زن ها جهت سیستم سرمایش دیتاسنتر می باشند. باید در نظر داشت که نوع الکترودی دارای مصرف برق بسیار بالا می باشد، ولی مهمترین ویژگی آن اینست که کارکرد آن مستقل از نوع آب ورودی به داخل مخزن رطوبت زن می باشد. اما نوع التراسونیک نیاز به آب DM و عاری از هرگونه رسوب دارد. به طور معمول برای رطوبت زن های دستگاه های خنک کننده InRow و پکیج مخابراتی در فضای داخل اتاق سرور و مرکز داده می بایست مدار لوله کشی آب تامین شود و علاوه بر آن سنسورهای نشتی آب نیز در کف مرکز داده پیش بینی شود تا هر گونه نشتی در سریعترین زمان ممکن به اطلاع بهره بردار سیستم تهویه اتاق سرور و کولینگ دیتاسنتر رسانده شود.

تهیه و تنظیم: محمود حسین زارع، کارشناس ارشد تبدیل انرژی