سیستم فیلتراسیون اتاق سرور

فیلتراسیون اتاق سرور یکی از مباحث مهم در سیستم های زیرساخت مرکز داده ها می باشد ، اتاق های سرور در کشور، به طور معمول یک فضای کوچک شامل ۲ الی ۳ رک با تعدای سرور می باشد که به طور معمول در شرکت های کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل اینکه حجم اطلاعات و داده ها در شرکت های متوسط و کوچک کم می باشد، تعداد سرورهای کمی نیز در این فضا نصب و راه اندازی می گردد. با توجه به اینکه سیستم های کولینگ تهویه دقیق گرانقیمت بوده، در بسیاری از اتاق های سرور ساخته شده جهت تامین سرمایش مورد نیاز خود به کولر های گازی تجهیز شده اند. در اینجا قصد داریم به طور مبسوط دلایل این انتخاب اشتباه و مخاطرات کولرهای گازی در اتاق های سرور را بررسی کنیم.

جهت کنترل آلودگی در محیط در مرکز داده  ، معمولا  از فیلترهای کنترل غبار طبق رده بندی MERV استفاده میشود. در دستگاه های سرمایش مخابراتی و تهویه دقیق، معمولا فیلترهای G4 استفاده می شود که قابلیت شتشو نیز دارند. در صورتی که میزان غبارات زیاد باشد و الزامات فیلتراسیون بیشتری را بطلبد، قابلیت نصب فیلترهای بیشتر و رده بندی های متفاوت نیز وجود دارد. در کلرهای گازی با توجه به اینکه فشار فن ثابت است و به طور استاندارد دارای یک فیلتر پلاستیکی می باشند، امکان تامین الزامات فیلتراسیون استاندارد هوای اتاق سرور و رک روم وجود ندارد.

فرض کنید در زمان طراحی، شرایط هوای مرکز داده را به صورت رطوبت نسبی ۵۰ درصد و دمای ۲۲ درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. نقطه شبنم این هوا طبق نمودار سایکرومتریک ۱۱ درجه سانتیگراد می باشد. معنی این جمله اینست که اگر هر سطحی وجود داشته باشد که دمای آن کمتر از ۱۱ درجه سانتیگراد باشد و  هوای با دمای ۲۲ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۵۰ درصد به آن برخورد بکند، بخار آب موجود در این هوا شروع به تقطیر شدن می کند. حتی اگر دیوارهای مرکز داده هم دمای زیر ۱۱ درجه سانتیگراد داشته باشند، این اتفاق می افتد.

در کولر گازی، دمای اشباع اواپراتور روی ۵ درجه سانتیگراد تنظیم می شود. در حالی که در پکیج مخابراتی گازی دمای اشباع مبرد در اواپراتور روی ۱۰ درجه سانتیگراد تنظیم می شود. مشخص است که این تنظیم دمایی سبب می شود که پکیج مخابراتی DX در زمان کارکرد، در شرایطی که هوای 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 در همین شرایط به دلیل کمتر بودن دمای سطح کویل اواپراتور آن به شدت رطوبت هوا را تقطیر کند و میزان رطوبت را از شرایط استاندارد خارج نماید.

گاها مشاوران پروژه ها پیشنهاد استفاده همزمان از کولر گازی و دستگاه رطوبت ساز در اتاق سرور می دهند. در صورت استفاده از این راه حل، مسابقه ای بین کولر های گازی و رطوبت ساز ها برگزار شده است که تنها برنده آن شرکت توانیر به دلیل مصرف مضاعف توان الکتریکی می باشد. در کولر گازی دمای سطج کویل آن حدود ۵ درجه سانتیگراد است، به دلیل اختلاف ۶ درجه ای با دمای نقطه شبنم هوای مرکز داده، کولرها دائما رطوبت گیری می کنند، از طرف دیگر دستگاه رطوبت ساز 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 کارکرد ادامه می یابد. اما در یک پکیج مخابراتی گازی دیتاسنتر، دمای سطح کویل اواپراتور آن در حدود ۱۰ درجه سانتگیراد می باشد، لذا در حالتی که هوای مرکز داده شرایط استاندارد رطوبت و دما را داراست، هیچگونه رطوبتی تقطیر نمی شود، در ضورتی که به هر دلیلی رطوبت هوا کم شود، دستگاه رطوبت زن داخل پکیج مخابراتی در همان دمای مثلا ۲۲ درجه، کمبود رطوبت را به هوا اضافه می کند تا به محدوده رطوبت نسبی ۵۰ درصد برساند و هنگامی که سطح رطوبت به این میزان رسید، با توجه به اینکه سطح کویل گازی پکیج مخابراتی ۱۰ درجه سانتیگراد است، رطوبتی تقطیر نمی شود و پس از رسیدن رطوبت به سطح طراحی شده، دستگاه رطوبت زن خاموش می شود.

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

 

*کولر گازی نمی تواند الزامات فیلتراسیون  مورد نیاز مرکز داده را تامین کند

* در کاربری مرکز داده، کولر گازی نسبت به ظرفیت برودتی خود حجم هوادهی کمی دارد ، چرا که برای کاربری تهویه مطبوع  ( کامفورت ) طراحی شده است.

* کولر گازی نمی تواند سطح رطوبت مرکز داده را حفظ کند و دائما رطوبت موجود در هوا را تقطیر می کند.

* راندمان کولر گازی نسبت به پکیج مخابراتی گازی کمتر است، چرا که اختلاف فشار دو سر کمپرسور در تهویه مطبوع بیشتر از اختلاف فشار دو سر کمپرسور در تهویه دقیق است. ( این بدین معنی است دستگاه تهویه دقیق اتفاقا تحت فشار و تنش کمتری کار می کند. )

* کولر گازی نمی تواند در زمستان سرمایش را تامین کند و خاموش می شود، تنها کولر گازی مدل اینورتر می تواند که ریسک کاربرد آن نیز بسیار بالاست، چرا که کمپرسور آن در زمستان بسیار در 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).

بنابراین استفاده از کولرهای گازی جهت سرمایش و کولینگ اتاق سرور کاملا مردود است و هزینه های پنهان بسیاری را به کارفرمایان 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،  روشن نمودن ۸ ساعتی هر کولر گازی در اتاق سرور، نصب و سرویس استاندارد و . . . بیشتر تبلیغات بازاری برای فروش محصولات می باشد.

به نقل از سایت علمی کول
نوشته آقای محمودحسین زارع