inrow cooling و اجزای آن شامل چه مواردی است :

inrow cooling و اجزای آن کدامند :

inrow cooling و اجزای آن شامل مواردی است که به شرح آن می پردازیم. خنک‌کننده InRow (این‌رو) یا به فارسی خنک‌کننده بین‌ردیفی، نوعی سیستم سرمایشی است که مخصوص اتاق‌ سرور و مراکز داده (Data Center) طراحی شده‌است. برخلاف کولرهای معمولی یا سیستم‌های هواساز مرکزی که کل اتاق را خنک می‌کنند، این سیستم‌ها درست بین ردیف‌های رک‌ سرورها (Rack Rows) نصب می‌شوند و هوای گرم تولیدشده توسط تجهیزات را در همان محل جمع و خنک می‌کنند.

ساختار و نحوه عملکرد

• در مراکز داده، ردیف‌هایی از رک‌های سرور وجود دارد. هر رک گرمای زیادی تولید می‌کند.
• خنک‌کننده InRow به‌صورت مستقیم بین رک‌ها قرار گرفته و هوای گرم خروجی از سرورها را مکش می‌کند.
• سپس با استفاده از سیستم مبرد (Refrigerant) یا آب سرد (Chilled Water) گرما را جذب و هوا را خنک کرده و دوباره به جلوی رک‌ها برمی‌گرداند.
• به این روش، مسیر گردش هوا بهینه و مصرف انرژی کم می‌شود.

ساختار و اجزای خنک‌کننده InRow

یک خنک‌کننده InRow معمولاً از چند بخش اصلی تشکیل شده است:

1. فن‌ها (Fans)

• وظیفه: جابه‌جایی هوای گرم و سرد بین رک‌های سرور.
• معمولاً از نوع EC Fan (Electronically Commutated Fan) هستند که کنترل سرعت دقیق و مصرف انرژی پایین دارند.
• جهت جریان هوا در دو حالت:
  • Front-to-Back: هوای گرم از پشت رک مکش و از جلو هوای خنک دمیده می‌شود.
  • Back-to-Front: در بعضی طراحی‌ها برعکس است (بستگی به جریان هوا در آن دیتا سنتر دارد).

2. کویل خنک‌کننده (Cooling Coil or Heat Exchanger)

• قلب سیستم است؛ در این بخش انتقال حرارت صورت می‌گیرد.
• دو نوع کلی دارد:
  • Chilled Water Coil (CW): از آب سرد تولیدشده توسط چیلر مرکزی استفاده می‌کند.
  • DX Coil (Direct Expansion): از گاز مبرد (مثل R410A) و کمپرسور داخلی بهره می‌برد.
• هوای گرم از روی این کویل عبور می‌کند و دمای آن پایین می‌آید.

3. کمپرسور (Compressor)

(فقط در مدل‌های DX وجود دارد)

• گاز مبرد را فشرده کرده تا در سیکل تبرید گردش کند.
• معمولاً کمپرسورهای Inverter Scroll یا Digital Scroll به‌کار می‌رود، چون کنترل ظرفیت و راندمان بالایی دارند.

4. کندانسور یا واحد چگالنده (Condenser Unit)

• گرمای جذب‌شده از اتاق را به محیط بیرون منتقل می‌کند.
• در مدل‌های DX معمولاً در بیرون ساختمان نصب می‌شود و از طریق لوله مبرد به یونیت InRow متصل است.
• در مدل‌های آبی، این بخش در چیلر مرکزی انجام می‌شود.

5. سیستم کنترل و مانیتورینگ (Control & Monitoring System)

• مغز دستگاه است.
• شامل کنترلرهای هوشمند، سنسور دما و رطوبت، و نرم‌افزارهایی برای تنظیم عملکرد فن، کمپرسور و شیرها است.
• از طریق Web Interface یا BMS (Building Management System) قابل کنترل است.
• برخی مدل‌ها قابلیت Modbus TCP/IP یا SNMP Monitoring دارند (برای اتصال به سیستم‌های مانیتورینگ دیتا سنتر).

6. سنسورها (Temperature & Humidity Sensors)

• برای پایش دمای ورودی و خروجی هوا، همچنین تحلیل میزان بار حرارتی رک‌ها به‌کار می‌روند.
• این داده‌ها کمک می‌کند سیستم به‌صورت داینامیک سرعت و ظرفیت خنک‌کنندگی را تنظیم کند (Energy Saving).

7. کابینت یا بدنه (Enclosure / Frame)

• بدنه دستگاه از ورق فولادی مقاوم با پوشش ضدزنگ ساخته می‌شود.
• معمولاً عرض آن ۳۰ تا ۴۰۰ میلی‌متر است تا بین دو رک سرور استاندارد (Rack 600 mm) جا بگیرد.
• دارای درب‌های قابل باز شدن برای دسترسی آسان به فیلترها و اجزا است.

8. فیلتر هوا (Air Filter)

• گرد و غبار و ذرات معلق را از هوای ورودی حذف می‌کند تا کویل و تجهیزات داخلی تمیز بمانند.
• در مراکز داده مهم است چون جلوگیری از آلودگی به عمر سرورها کمک می‌کند.

مراحل عملکرد In-Row Cooler

1. تولید گرما توسط رک‌های سرور (Heat Generation Stage)

• هر سرور در رک، هنگام کار مقدار زیادی حرارت (در اثر پردازش CPU، GPU، منابع تغذیه و …) تولید می‌کند.
• این حرارت از پشت رک (Back Side) به‌صورت هوای گرم خارج می‌شود و در راهروی گرم (Hot Aisle) جمع می‌شود.

2. مکش هوای گرم به داخل InRow (Air Intake Stage)

• یونیت InRow که بین دو رک نصب‌شده، از همان سمت راهروی گرم، هوای داغ را مکش می‌کند.
• فن‌های EC داخلی این هوا را به‌سمت کویل خنک‌کننده هدایت می‌کنند.

3. انتقال حرارت – خنک شدن هوا (Cooling Process)

• هوا از روی کویل خنک‌کننده (Heat Exchanger) عبور می‌کند.
• دو مدل عملکرد وجود دارد:

Chilled Water InRow : آب سرد از چیلر مرکزی درون کویل جریان دارد؛ هوا از روی آن عبور کرده و خنک می‌شود.

DX (Direct Expansion) InRow :گاز مبرد در داخل لوله‌های کویل در گردش است؛ گرما از هوا جذب شده و توسط مبرد دفع می‌شود

• در هر دو حالت، گرمای هوا در همین مرحله گرفته می‌شود و دمای آن پایین می‌آید.

4. بازگرداندن هوای خنک به راهروی سرد (Cold Aisle Supply)

• پس از عبور از کویل، هوای سرد از جلوی InRow خارج می‌شود و وارد راهروی سرد (Cold Aisle) می‌گردد.
• جلوی هر رک از این هوای خنک تغذیه می‌شود و به محض ورود به سرور، دوباره گرم شده و چرخه تکرار می‌شود.

5. دفع گرمای جذب‌شده (Heat Rejection Stage)

• گرمای جذب‌شده باید به محیط بیرون منتقل شود، بنابراین:
  • در مدل Chilled Water، گرما به آب سرد منتقل و از طریق چیلر و برج خنک‌کننده به بیرون دفع می‌شود.
  • در مدل DX، گرما از طریق کندانسور (معمولاً در فضای بیرونی ساختمان) به هوا منتقل می‌شود.

6. کنترل هوشمند (Intelligent Control)

• سنسورهای دما و رطوبت در ورودی و خروجی نصب‌اند.
• کنترلر دستگاه:
  • سرعت فن را بر اساس دمای ورودی رک تنظیم می‌کند.
  • در مدل DX ظرفیت کمپرسور را (در حالت Inverter/Digital Scroll) متغیر می‌کند.
  • داده‌ها را به سیستم مدیریتی (BMS یا DCIM) ارسال می‌کند تا کل اتاق به صورت هوشمند کنترل شود.