کولر گازی اتاق سرور، یک اشتباه متداول

اتاق های سرور ساخته شده در کشور، به طور معمول از یک فضای شامل 1 الی 3 رک با تعدای سرور تشکیل شده است و در مراکز تحقیقاتی، سازمان ها و شرکت های کوچک و متوسط جهت انجام امور جاری سازمانی و شرکتی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به کم بودن حجم دیتا و داده ها در شرکت های متوسط و کوچک ، تعداد سرورهای نصب و راه اندازی شده در اتاق سرورهای آنها نیز کم می گردد. سیستم های کولینگ اتاق سرور و تهویه دقیق (مانند پکیج سرمایشی دیجیتال آبی و گازی) گران قیمت می باشد، فلذا در بسیاری از اتاق های سرور ساخته شده جهت تامین سرمایش اتاق سرور از کولرهای گازی استفاده شده است که در اینجا قصد داریم به طور مدون و مستدل در مورد دلایل نادرستی نصب و راه اندازی کولرگازی اتاق سرور و مخاطرات کولرهای گازی در اتاق های سرور را صحبت کنیم.

جهت کنترل آلودگی های گازی و فیزیکی در فضاهای داخلی اتاق سرور و مرکز داده ، از فیلترهای کنترل غبار براساس رده بندی MERV استفاده میشود. در دستگاه های سرمایش مخابراتی دیجیتال و تهویه دقیق، از فیلترهای رده G4 استفاده می شود که قابلیت شستشو و تمیز شدن نیز دارند. در صورتی که میزان غبارات و ذرات جامد در محیط اتاق سرور زیاد باشد و نیاز به استفاده از بسترهای فیلتراسیون بیشتری باشد، می توان اقدام به نصب بسترهای فیلتر بیشتر از رده بندی فیلتراسیون بالاتر نمود. در کولرهای گازی مورد استفاده در اتاق سرور و مراکز داده کوچک، با توجه به اینکه فشار فن هوادهی کولرگازی پایین است و به طور ثابت دارای یک فیلتر پلاستیکی با رده پایین می باشند، امکان تامین الزامات فیلتراسیون استاندارد هوای رک روم و اتاق سرور نیز وجود ندارد.

تقطیر رطوبت در کولرگازی

به عنوان مثال، فرض کنید در زمان طراحی سیستم سرمایش اتاق سرور، شرایط هوای داخل اتاق سرور و مرکز داده را به صورت رطوبت نسبی 50 درصد و دمای 22 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. نقطه شبنم در این شرایط هوایی منطبق بر نمودار سایکرومتریک 11 درجه سانتیگراد می باشد. این جمله بدین معنی است که اگر هر سطحی در داخل اتاق سرور و مرکز داده وجود داشته باشد که دمای آن کمتر از 11 درجه سانتیگراد باشد و هوای با دمای 22 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 50 درصد به آن برخورد بکند، بخار آب موجود در این هوا شروع به تقطیر شدن می کند. به عنوان مثال، اگر دیوارهای مرکز داده هم دمای زیر 11 درجه سانتیگراد داشته باشند، تقطیر بخار آب موجود در هوا بر روی این دیوارها اتفاق می افتد.

در کولرهای گازی مورد استفاده در مرکز داده، دمای اشباع اواپراتور روی 5 درجه سانتیگراد تنظیم می شود. در حالی که در پکیج مخابراتی گازی دمای اشباع مبرد در اواپراتور حداقل روی 10 درجه سانتیگراد تنظیم می شود. مشخص است که این تنظیم دمایی سبب می شود که پکیج مخابراتی DX در زمان کار، در شرایطی که هوای داخل مرکز داده منطبق بر شرایط دما و رطوبت استاندارد سرورها است، هیچگونه تقطیر و رطوبت گیری از هوا را انجام ندهد، در حالی که کولر گازی اتاق سرور در همین شرایط آب و هوایی به دلیل کمتر بودن دمای سطح کوئل اواپراتور آن به شدت رطوبت هوا را تقطیر کند و میزان رطوبت نسبی اتاق سرور را از شرایط استاندارد خارج نماید.

به کرات دیده می شود که مشاوران ناآشنا به مقوله سیستم سرمایش اتاق سرور، پیشنهاد استفاده همزمان از کولر گازی و دستگاه رطوبت ساز در اتاق سرور می دهند. در صورت بهره گیری از این راه حل اشتباه و ابداعی، مسابقه ای بین کولر های گازی و رطوبت ساز ها برگزار شده است که تنها برنده آن در نهایت قبض برق به دلیل مصرف مضاعف توان الکتریکی می باشد. در کولر گازی دمای سطح کویل آن حدود 5 درجه سانتیگراد است، به دلیل اختلاف 6 درجه ای با دمای نقطه شبنم هوای مرکز داده، کولرهای گازی اتاق سرور دائما رطوبت گیری می کنند، از طرف دیگر دستگاه رطوبت ساز اتاق سرور طبق فرمان دریافتی از سنسور هیومیدستات، بخار آب به هوای مرکز داده اضافه می کند، پس در واقع رطوبتی که توسط دستگاه رطوبت ساز به هوا اضافه شده است، توسط کولر گازی مجددا تقطیر می شود و این سیکل معیوب مصرف انرژی ادامه می یابد.

پکیج تهویه دقیق اتاق سرور

در یک پکیج مخابراتی دیتاسنتر، دمای سطح کویل آن در حدود 10 درجه سانتیگراد می باشد، لذا در حالتی که هوای مرکز داده در شرایط رطوبت مناسب و دمای استاندارد می باشد، هیچگونه رطوبتی تقطیر نمی شود، در صورتی که به هر دلیلی رطوبت موجود در هوا کم شود، دستگاه رطوبت زن داخل پکیج مخابراتی InRoom در همان دمای مثلا 22 درجه، بخار آب به هوا اضافه می کند تا به محدوده رطوبت استاندارد 50 درصد اتاق سرور برساند و هنگامی که سطح رطوبت اتاق سرور به این میزان رسید، با توجه به اینکه سطح کویل پکیج مخابراتی 10 درجه سانتیگراد است، تقریبا رطوبتی تقطیر نمی شود و دستگاه رطوبت زن خاموش می شود.

دلایل مردود بودن کولرگازی در اتاق سرور

با توجه به مجموعه توضیحات مذکور، دلایل نادرستی استفاده از کولر گازی به عنوان سیستم سرمایش مرکز داده و کولینگ اتاق سرور به شرح ذیل است:

• کولر گازی نمی تواند الزامات فیلتراسیون مورد نیاز تهویه دقیق مرکز داده را تامین کند
• در کاربری مرکز داده و دیتاسنتر، کولر گازی نسبت به ظرفیت برودتی خود حجم هوادهی کمتری دارد، چرا که برای کاربری تهویه مطبوع ( تهویه مطبوع کامفورت ) طراحی شده است.
• کولر گازی نمی تواند سطح رطوبت استاندارد مرکز داده را حفظ کند و دائما رطوبت موجود در هوا را تقطیر کرده و کاهش می دهد.
• راندمان کولر گازی اتاق سرور نسبت به پکیج مخابراتی گازی کمتر است، چرا که اختلاف فشار ثبل و بعد کمپرسور در تهویه مطبوع بیش از اختلاف فشار دو سر کمپرسور در تهویه دقیق و سرمایش دیتاسنتر است. ( این بدین معنی است دستگاه تهویه دقیق اتفاقا تحت فشار و تنش کمتری کار می کند. )

کولر گازی به دلیل نوع سیستم کنترلی فشار کندانسور، نمی تواند در زمستان سرمایش اتاق سرور را تامین کند و خاموش می شود، تنها کولر گازی مدل اینورتر می تواند که ریسک کاربرد آن نیز بسیار بالاست، چرا که کمپرسور کولرگازی در زمستان در معرض خطر مایع کشیدن و خرد شدن پره های داخلی آن قرار دارد (کولرهای گازی کنترلرهای مورد نیاز جهت این امر را به میزان کافی دارا نیست).

با توجه به موارد مذکور، استفاده از کولر گازی جهت تامین سرمایش دیتاسنتر و کولینگ اتاق سرور کاملا مردود است و هزینه های پنهان بسیاری را به کارفرمایان و بهره برداران اتاق های سرور تحمیل می سازد و مطرح نمودن راهکارهایی چون استفاده از دو اسپیلیت گازی به جای یک اسپیلیت گازی در اتاق سرور، استفاده از سیستم DCIM برای مانیتورینگ سیستم سرمایش کولر گازی،  روشن نمودن 8 ساعتی هر کولر گازی در اتاق سرور، نصب و سرویس استاندارد کولر گازی اتاق سرور بیشتر تبلیغات بازاری برای فروش محصولات می باشد و در تضاد با اصول اولیه طراحی سیستم سرمایش اتاق سرور و کولینگ مرکز داده می باشد.

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