سیستمهای خنککننده دیتا سنتر در دنیای فناوری اطلاعات اهمیت بسیاری دارند چرا که در صورت عدم خنکسازی مناسب، تجهیزات سختافزاری مانند سرورها، سوئیچها و دیگر دستگاهها ممکن است دچار خرابی یا کاهش عملکرد شوند. یکی از روشهای رایج برای خنکسازی دیتا سنترها، سیستم خنککننده اینرو (In-Row) است. این نوع سیستم به طور خاص برای کنترل دما در محیطهای با تراکم حرارتی بالا و بهینهسازی مصرف انرژی طراحی شده است.
- تعریف سیستم خنککننده In-Row:
سیستم اینرو(In-Row ) نوعی از سیستمهای خنککننده است که مستقیماً در بین رکهای سرور نصب میشود. در این سیستم، یونیتهای خنککننده در فاصله بین رکها (یا در کنار رکها) قرار دارند و وظیفه خنکسازی هوای داغ خروجی از سرورها را به عهده دارند. این سیستم به گونهای طراحی شده که جریان هوای سرد را مستقیماً به سمت تجهیزات داغ هدایت کرده و هوای گرم را به خارج از سیستم منتقل میکند.
- اصول عملکرد سیستم In-Row:
در سیستم In-Row، فرآیند خنکسازی به شرح زیر انجام میشود:
- تهویه مستقیم و متمرکز: در این سیستم، کولرها یا واحدهای خنککننده به صورت عمودی یا افقی در میان رکهای سرور نصب میشوند. این طراحی باعث میشود که جریان هوای سرد به طور مستقیم به تجهیزات الکترونیکی که بیشترین تولید گرما را دارند، وارد شود.
- جریان هوای سرد و گرم: جریان هوای سرد از طریق فیلترهای کولر وارد فضای رکها میشود و به طور مستقیم بر روی تجهیزات داغ (مانند پردازندهها و هارددیسکها) جریان مییابد. سپس هوای گرم حاصل از عملکرد تجهیزات توسط یونیتهای خنککننده خارج شده و به سیستم تهویه یا واحدهای برودتی منتقل میشود.
- استفاده از کویلهای تبخیری یا فریون: برای جذب گرمای اضافی، از روشهای مختلفی مانند تبرید (کویل فریون) یا تبخیری (آب به عنوان عامل انتقال گرما) استفاده میشود. این روشها میتوانند عملکرد سیستم خنککننده را با توجه به شرایط محیطی و میزان گرمای تولیدی بهینه کنند.
- مزایای سیستم In-Row:
الف) کنترل دقیق دما
سیستم In-Row با قرار گرفتن در میان رکها و نزدیک به تجهیزات داغ، امکان کنترل دقیقتر دما را فراهم میآورد. این دقت در کنترل دما میتواند باعث کاهش نوسانات حرارتی و جلوگیری از گرمای بیش از حد در یک منطقه خاص شود.
ب) کاهش مصرف انرژی
با استفاده از این سیستم، هوای سرد تنها به مناطقی که بیشترین نیاز به خنکسازی دارند، هدایت میشود. این امر باعث کاهش مصرف انرژی در مقایسه با سیستمهای سنتی خنککننده میشود که ممکن است هوای سرد را به طور گستردهتر و بدون هدف مشخص توزیع کنند.
ج) کارایی بالا در فضاهای با تراکم حرارتی بالا
سیستمهای In-Row در دیتا سنترهایی که تراکم بالای تجهیزات دارند، مانند مراکز دادهای با سرورهای قدرتمند یا تجهیزات پردازشی پیچیده، کارایی بالاتری دارند. به دلیل نصب یونیتهای خنککننده در نزدیکی منابع گرمایی، هوای گرم به سرعت از بین میرود و دما در سطح مطلوب حفظ میشود.
د) انعطافپذیری در طراحی
این سیستمها قابلیت انعطاف بالایی دارند و میتوانند در هر نوع چیدمان رک و در هر فضایی قابل نصب باشند. بنابراین، در فضاهای مختلف با نیازهای متفاوت به راحتی پیادهسازی میشوند.
هـ) کاهش اثرات گرمایش جهانی
این سیستمها به دلیل افزایش کارایی و کاهش نیاز به انرژی، میتوانند تأثیرات منفی بر روی محیط زیست را کاهش دهند و در راستای کاهش اثرات گرمایش جهانی گام بردارند.
- چالشها و محدودیتها:
با وجود مزایای فراوان، سیستمهای In-Row نیز چالشهایی دارند:
- هزینه بالا: نصب و نگهداری این سیستمها به دلیل استفاده از تجهیزات تخصصی و نیاز به طراحی دقیق، هزینه بیشتری نسبت به سیستمهای خنککننده سنتی دارد.
- نیاز به فضای محدود: اگرچه این سیستمها به دلیل نصب در بین رکها فضای زیادی نمیگیرند، اما نیاز به فضای کافی برای نصب یونیتهای خنککننده در نزدیکی رکها دارند که میتواند برای برخی از دیتا سنترها محدودیت ایجاد کند.
- نگهداری و تعمیرات: نیاز به نگهداری و سرویسهای منظم دارند، به ویژه در صورت استفاده از سیستمهای تبرید (فریون) یا سیستمهای تبخیری که باید عملکرد آنها به دقت کنترل شود.
- انواع سیستمهای In-Row:
سیستمهای In-Row میتوانند به انواع مختلفی تقسیم شوند:
- In-Row با تبرید مستقیم: در این سیستم، از سیستمهای تبریدی (مانند سیستمهای استفادهشده در یخچالها) برای کاهش دما استفاده میشود. این روش در مواقعی که دما در رکها به طور جدی بالا میرود، بسیار مؤثر است.
- In-Row با تبخیر آب: این سیستمها از تبخیر آب برای جذب گرما استفاده میکنند. هوای سرد از طریق فرآیند تبخیر به دمای مورد نظر میرسد.
- In-Row با تهویه طبیعی: در این سیستمها، بیشتر بر تهویه طبیعی و استفاده از جریان هوای بیرون برای خنکسازی اتکا میشود.
- مقایسه با دیگر سیستمهای خنککننده:
الف) سیستمهای CRAC (Computer Room Air Conditioning)
در سیستمهای CRAC، یونیتهای تهویه در یک یا چند نقطه از اتاق نصب میشوند و هوای سرد را به فضای دیتا سنتر میفرستند. این سیستمها نسبت به In-Row، جریان هوای عمومیتری دارند و ممکن است در فضاهایی که نیاز به دقت بالا در کنترل دما دارند، کمتر مؤثر باشند.
ب) سیستمهای فریکولینگ (Free Cooling)
در این سیستمها، از هوای طبیعی بیرون برای خنکسازی استفاده میشود. این روش معمولاً در مناطق سردسیر یا در شبها مفید است. اما در مقایسه با سیستم In-Row، نیاز به شرایط محیطی خاص دارد.
- نتیجهگیری:
سیستمهای In-Row یک راهکار موثر برای خنکسازی دیتا سنترها با تراکم حرارتی بالا هستند. این سیستمها میتوانند با بهرهبرداری از کنترل دقیق جریان هوا و استفاده از روشهای پیشرفته تبرید، کارایی انرژی را افزایش داده و هزینههای عملیاتی را کاهش دهند. انتخاب بین سیستمهای مختلف خنککننده بستگی به شرایط محیطی، نیازهای فنی و بودجه موجود دارد.
