مبانی: خنک کننده مرکز داده چیست و چگونه کار می کند؟

یکی از حیاتی ترین وظایف هر مرکز داده، مدیریت و نظارت بر محیط است. اگر خیلی گرم یا خیلی مرطوب شود، می تواند به تجهیزات IT آسیب برساند و باعث خرابی آن شود. حجم عظیمی از توان محاسباتی در مراکز داده، گرمای زیادی تولید می کند. هرچه تجهیزات بیشتری در یک تاسیسات نصب شود، گرمای بیشتری تولید می شود. بنابراین، یک سیستم خنک کننده موثر برای عملکرد کارآمد آن ضروری است.

خنک کننده مرکز داده به تجهیزات کلی، ابزارها، سیستم ها، فناوری ها و شیوه های مورد استفاده برای تنظیم و حفظ دما و رطوبت در یک مرکز داده اشاره دارد. به دلیل کارکرد سرورها و سایر سخت افزارها، این امکانات گرمای زیادی تولید می کنند و بدون سرمایش کافی، خطر گرم شدن بیش از حد را به همراه دارند که می تواند منجر به خرابی تجهیزات و توقف پرهزینه شود.

دما و رطوبت بالا شرایط نامطلوبی برای فناوری اطلاعات و تجهیزات الکتریکی است. سرورها و تجهیزات شبکه به نوسانات دما بسیار حساس هستند. گرما و رطوبت بیش از حد می تواند باعث از کار افتادن سخت افزار و توقف کار شود و عمر مفید تجهیزات گران قیمت را کاهش دهد. تجهیزات آسیب دیده می تواند منجر به خطر آتش سوزی و سایر مشکلات ایمنی شود. علاوه بر این، هزینه بالای تعمیر و نگهداری مکرر و تعویض تجهیزات سخت افزاری می تواند باری را بر بودجه عملیاتی وارد کند.

خنک کننده در مراکز داده بر اساس اصل تبادل حرارت عمل می کند که گرمای اضافی را از هوا حذف می کند و هوای خنک تر را جایگزین آن می کند. این معمولاً به یکی از چندین روش انجام می شود:

سرورها و تجهیزات شبکه در مراکز داده هنگام اجرا گرمای زیادی تولید می کنند. سیستم خنک کننده ابتدا نیاز به نظارت و اندازه گیری بار حرارتی تولید شده توسط این دستگاه ها دارد تا مناطق و تجهیزاتی را که نیاز به خنک شدن دارند شناسایی کند.

هوای گرم به بیرون رانده می شود و سپس هوای بیرون را با استفاده از واحد تهویه مطبوع برای خنک کردن هوای ورودی و گردش آن در داخل تاسیسات وارد می کند.

برای بهینه‌سازی راندمان خنک‌کننده، مرکز داده از استراتژی مهار استفاده می‌کند. آب بندی راهروهای گرم هوای گرم تولید شده توسط سرور را جدا می کند، در حالی که راهروهای سرد هوای سرد را به جایی که بیشتر مورد نیاز است هدایت می کند.

در برخی از اقلیم‌ها، مراکز داده هوای گرم را از بیرون خارج می‌کنند و سپس هوای از پیش خنک شده بیرون را برای خنک‌سازی به داخل مرکز می‌کشند. این روش خنک کننده طبیعی نامیده می شود و فقط برای تاسیسات در آب و هوای سرد مناسب است.

تاسيسات را تا حداكثر دماي توصيه شده خنك كرده يا گرم كنيد و در صورت خرابي تجهيزات را تعويض كنيد. ممکن است استفاده از این به اصطلاح خنک کننده حرارتی یا خنک کننده محکم جفت شده ارزان تر باشد، زیرا سایر روش های خنک کننده می توانند بسیار بیشتر از هزینه های تعویض تجهیزات هزینه داشته باشند.

خنک کننده هوا و خنک کننده مایع دو نوع از محبوب ترین خنک کننده های مرکز داده هستند.

خنک کننده هوا

خنک کننده هوا برای مراکز داده کوچک و متوسط ​​و اتاق های اداری مناسب است. در مناطق سردتر یا معتدل، خنک کننده هوا مقرون به صرفه تر است. سیستم های خنک کننده هوا به طور کلی مقرون به صرفه تر از سیستم های خنک کننده مایع هستند و نگهداری و مدیریت آنها نسبتاً آسان است.

سیستم های خنک کننده هوا با خنک کردن هوای اتاق، دما را کنترل می کنند. آنها معمولاً شامل تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAC) یا واحدهای تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRUs) هستند. هوا به داخل اتاق ماشین پمپ می شود، فیلتر و خنک می شود قبل از اینکه دوباره به اتاق بازیافت شود تا دما کاهش یابد. سنسورهای دما و رطوبت به سیستم کمک می کنند تا جریان هوا و دما را برای رفع نیازهای تجهیزات تنظیم کند.

خنک کننده مایع

خنک کننده مایع معمولاً در مراکز داده بزرگ و محیط های محاسباتی با کارایی بالا استفاده می شود. خنک کننده مایع بیشتر در محیط هایی با بار حرارتی بالا که به راندمان خنک کننده بالا نیاز است، رایج است. سیستم‌های خنک‌کننده مایع معمولاً فضای کمتری را اشغال می‌کنند و به مراکز داده اجازه می‌دهند از فضا به طور موثرتری استفاده کنند.

سیستم های خنک کننده مایع از یک محیط خنک کننده مایع مانند آب یا خنک کننده مایع برای جذب و دفع گرما از طریق تماس یا گردش استفاده می کنند. این سیستم ها می توانند از مبدل های حرارتی یا فناوری خنک کننده مستقیم مایع برای انتقال گرما به یک محیط مایع استفاده کنند که سپس توسط تجهیزات خنک کننده به محیط خارجی پراکنده می شود.

با پیشرفت فناوری، سیستم‌های خنک‌کننده‌ای که مراکز داده را کارآمد و پایدار نگه می‌دارند نیز پیشرفت خواهند کرد. تقاضا برای مراکز داده تنها افزایش می یابد، بنابراین صاحبان تسهیلات و مشتریان آنها باید به دنبال راه حل های خنک کننده کارآمدتر و مقرون به صرفه باشند. آینده خنک‌سازی مرکز داده باید نویدبخش بهره‌وری انرژی و مسئولیت‌پذیری زیست‌محیطی بیشتر باشد، در حالی که قابلیت اطمینانی که در دنیای متصل به آن متکی هستیم، حفظ شود.