اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر
راهروی سرد در دیتا سنتر چیست؟ راهنمای طراحی، مزایا و اجرای Cold Aisle
در یک دیتاسنتر کنترل دمای تجهیزات موضوعی حیاتی است زیرا سرورها، تجهیزات شبکه، UPS، رکها و سیستمهای ذخیرهسازی در زمان فعالیت گرمای قابلتوجهی تولید میکنند اگر این گرما بهدرستی مدیریت نشود نهتنها عملکرد تجهیزات کاهش پیدا میکند بلکه احتمال خرابی سختافزار افزایش مصرف برق و بالا رفتن هزینههای نگهداری نیز بیشتر خواهد شد به همین دلیل اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر یا Cold Aisle بهعنوان یکی از مهمترین روشهای مدیریت جریان هوا شناخته میشود در این روش هوای سرد بهصورت کنترلشده به بخش جلویی رکها هدایت میشود تا تجهیزات بتوانند هوای خنک موردنیاز خود را دریافت کنند در نتیجه دمای محیط پایدارتر شده و راندمان سیستم سرمایش افزایش مییابد.
راهروی سرد یا Cold Aisle چیست؟
راهروی سرد، فضایی بین دو ردیف رک در دیتاسنتر است که قسمت جلویی رکها روبهروی یکدیگر قرار میگیرد. ازآنجاکه بیشتر سرورها و تجهیزات اکتیو، هوای خنک را از قسمت جلویی خود دریافت میکنند، این آرایش باعث میشود هوای سرد مستقیماً وارد تجهیزات شود.
بهعبارت دیگر، در طراحی اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر، خروجی هوای خنک سیستم تهویه یا کف کاذب در جلوی رکها قرار میگیرد. سپس تجهیزات، هوا را از جلو به عقب مکش میکنند و هوای گرم از پشت رکها خارج میشود.
بنابراین، جریان هوا مسیر مشخصی خواهد داشت:
- هوای سرد از سیستم سرمایش یا کف کاذب خارج میشود.
- هوا وارد راهروی سرد میشود.
- سرورها و تجهیزات شبکه، هوای سرد را از جلوی رک دریافت میکنند.
- هوای گرم از پشت رکها خارج میشود.
- هوای گرم به راهروی گرم منتقل شده و برای خنکسازی مجدد به سیستم تهویه بازمیگردد.
تفاوت راهروی سرد و راهروی گرم در دیتاسنتر
برای درک بهتر عملکرد راهروی سرد، باید تفاوت آن با راهروی گرم را بدانیم. در آرایش استاندارد رکها، قسمت جلویی رکها به سمت راهروی سرد و قسمت پشتی آنها به سمت راهروی گرم قرار میگیرد.
| ویژگی | راهروی سرد | راهروی گرم |
|---|---|---|
| محل قرارگیری | جلوی رکها | پشت رکها |
| نوع جریان هوا | هوای خنک ورودی | هوای گرم خروجی |
| وظیفه اصلی | تأمین هوای مناسب برای تجهیزات | جمعآوری و هدایت هوای گرم |
| اهمیت | جلوگیری از افزایش دمای ورودی سرور | جلوگیری از ترکیب هوای گرم و سرد |
در واقع، اگر هوای گرم و سرد با یکدیگر ترکیب شوند، سیستم سرمایش باید انرژی بیشتری مصرف کند. اما با جداسازی این دو جریان، بهرهوری سرمایش تا حد زیادی افزایش پیدا میکند.
چرا اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر اهمیت دارد؟
طراحی Cold Aisle فقط یک چیدمان ظاهری برای رکها نیست؛ بلکه بخشی از استراتژی مدیریت حرارتی دیتاسنتر محسوب میشود. بهویژه در مراکز دادهای که تعداد زیادی سرور، سوئیچ، روتر، UPS و تجهیزات ذخیرهسازی دارند، کنترل جریان هوا اهمیت بیشتری پیدا میکند.
از سوی دیگر، افزایش دمای ورودی تجهیزات میتواند باعث کاهش طول عمر قطعات حساسی مانند پاور سرور، فنها، هارد دیسکها، ماژولهای حافظه و بردهای الکترونیکی شود. بنابراین، استفاده از راهروی سرد به حفظ عملکرد پایدار زیرساخت فناوری اطلاعات کمک میکند.
مزایای راهروی سرد در دیتاسنتر
1. کاهش مصرف انرژی سیستم سرمایش راهروی سرد در دیتاسنتر
یکی از مهمترین مزایای راهروی سرد، کاهش مصرف برق تجهیزات سرمایشی است. هنگامی که هوای سرد مستقیماً به جلوی رکها برسد، نیازی نیست سیستم تهویه با توان بالاتر کار کند تا گرمای ناشی از اختلاط هوا را جبران کند.
در نتیجه، مصرف برق کولینگ، CRAC، CRAH و سایر تجهیزات تهویه کاهش مییابد. این موضوع میتواند شاخص بهرهوری انرژی دیتا سنتر یا PUE را نیز بهبود دهد.
2. جلوگیری از ایجاد نقاط داغ یا Hot Spot راهروی سرد در دیتاسنتر
نقاط داغ، بخشهایی از دیتاسنتر هستند که دمای آنها از حد استاندارد بالاتر میرود. این نقاط معمولاً به دلیل توزیع نامناسب هوا، فاصله زیاد تجهیزات از منابع سرمایش یا ترکیب هوای گرم و سرد ایجاد میشوند.
با اجرای صحیح راهروی سرد، هوای خنک بهصورت یکنواختتر در جلوی رکها توزیع میشود. در نتیجه، احتمال ایجاد Hot Spot کاهش خواهد یافت.
3. افزایش عمر تجهیزات شبکه و سرورها راهروی سرد در دیتاسنتر
سرورها و تجهیزات شبکه برای فعالیت پایدار به دمای ورودی مناسب نیاز دارند. اگر دمای محیط بالا باشد، فنهای داخلی با سرعت بیشتری کار میکنند و استهلاک قطعات افزایش مییابد.
بنابراین، اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر میتواند به کاهش فشار حرارتی بر تجهیزات کمک کند. همچنین، با حفظ دمای استاندارد، احتمال خاموشی ناگهانی، کاهش کارایی و خرابی قطعات کمتر میشود.
4. بهبود عملکرد سیستم تهویه راهروی سرد در دیتاسنتر
در یک دیتاسنتر بدون مدیریت جریان هوا، بخش زیادی از هوای سرد ممکن است بدون ورود به تجهیزات، با هوای گرم ترکیب شود. این پدیده باعث هدررفت ظرفیت سرمایشی خواهد شد.
اما در طراحی Cold Aisle، جریان هوا هدفمندتر حرکت میکند. به همین علت، ظرفیت واقعی سیستم سرمایش بهتر مورد استفاده قرار میگیرد.
5. کاهش هزینههای نگهداری و عملیاتی راهروی سرد در دیتاسنتر
هرگونه افزایش دما در دیتاسنتر میتواند هزینههای پشتیبانی، تعمیرات و تعویض قطعات را افزایش دهد. با این حال، راهروی سرد باعث ایجاد محیطی کنترلشدهتر میشود و در بلندمدت، هزینههای عملیاتی مرکز داده را کاهش میدهد.
اصول طراحی راهروی سرد در دیتاسنتر
برای اجرای موفق راهروی سرد، تنها قرار دادن رکها در کنار یکدیگر کافی نیست. بلکه باید مسیر ورود و خروج هوا، نوع سیستم سرمایش، توان حرارتی رکها و فضای فیزیکی دیتاسنتر بهدقت بررسی شود.
چیدمان صحیح رکها در اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر
در طراحی استاندارد، باید قسمت جلویی دو ردیف رک مقابل هم قرار بگیرند تا راهروی سرد تشکیل شود. همچنین پشت رکها باید روبهروی یکدیگر باشد تا راهروی گرم ایجاد شود.
به این ترتیب، هوای سرد در بخش جلویی تجهیزات و هوای گرم در قسمت پشتی آنها متمرکز خواهد شد.
استفاده از کف کاذب در اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر
در بسیاری از دیتاسنترها، هوای سرد از زیر کف کاذب به سمت راهروی سرد هدایت میشود. در این روش، از پنلهای مشبک یا گریلهای مخصوص در جلوی رکها استفاده میشود تا هوا با فشار و حجم مناسب وارد راهرو شود.
بااینحال، محل قرارگیری پنلهای مشبک باید بر اساس میزان مصرف هوای هر رک تعیین شود. برای مثال، رکهای با تراکم بالا به هوای بیشتری نیاز دارند.
نصب پنلهای کورکننده یا Blanking Panel در اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر
فضاهای خالی بین یونیتهای رک میتوانند باعث بازگشت هوای گرم به جلوی تجهیزات شوند. به همین دلیل، استفاده از بلنکینگ پنل یا پنل کورکننده اهمیت زیادی دارد.
این پنلها مانع عبور هوای گرم از فضای خالی رک شده و به حفظ جریان هوای سرد در قسمت جلویی تجهیزات کمک میکنند.
کنترل کابلکشی رکها در اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر
کابلکشی نامنظم در پشت یا زیر رک میتواند مسیر هوا را مسدود کند. بنابراین، باید کابلهای برق، شبکه و فیبر نوری بهگونهای مدیریت شوند که مانعی برای خروج هوای گرم یا ورود هوای سرد ایجاد نکنند.
استفاده از سینی کابل، مدیریت کابل عمودی و افقی و نظمدهی به کابلها، راندمان سیستم سرمایش را بهبود میدهد.
بررسی تراکم توان رکها در اجرای راهروی سرد در دیتاسنتر
تمام رکها گرمای یکسانی تولید نمیکنند. برای مثال، یک رک شامل سرورهای پردازشی قدرتمند، تجهیزات GPU یا استوریجهای پرتراکم، حرارت بیشتری نسبت به یک رک شبکه معمولی ایجاد میکند.
بنابراین، قبل از طراحی راهروی سرد باید توان مصرفی و بار حرارتی هر رک محاسبه شود. سپس سیستم تهویه و توزیع هوا بر اساس این اطلاعات طراحی گردد.
محصورسازی راهروی سرد چیست؟
محصورسازی راهروی سرد یا Cold Aisle Containment روشی پیشرفتهتر برای جلوگیری از ترکیب هوای سرد و گرم است. در این روش، راهروی سرد با استفاده از درب، پنلهای جانبی یا سقف شفاف از سایر بخشهای دیتاسنتر جدا میشود.
در نتیجه، هوای سرد فقط در فضای جلوی رکها باقی میماند و با هوای گرم خروجی ترکیب نمیشود.
مزایای محصورسازی Cold Aisle
- افزایش راندمان سیستم سرمایش
- کاهش اتلاف هوای سرد
- کنترل بهتر دمای ورودی تجهیزات
- کاهش احتمال ایجاد نقاط داغ
- کاهش هزینه برق تجهیزات تهویه
- امکان افزایش تراکم رکها در فضای محدود
باوجوداین، طراحی محصورسازی باید با استانداردهای ایمنی، سیستم اعلام و اطفای حریق، مسیرهای دسترسی و الزامات نگهداری هماهنگ باشد.
دمای مناسب راهروی سرد در دیتاسنتر
دمای مناسب راهروی سرد به نوع تجهیزات، میزان تراکم توان و توصیه سازندگان سختافزار بستگی دارد. بااینحال، در بسیاری از دیتاسنترها دمای هوای ورودی به تجهیزات در محدوده تقریبی 18 تا 27 درجه سانتیگراد مدیریت میشود.
نکته مهم این است که تنها دمای کلی اتاق سرور معیار مناسبی نیست. در واقع، دمای ورودی به جلوی رکها و تجهیزات اهمیت بیشتری دارد. به همین دلیل، استفاده از سنسورهای دما در نقاط مختلف راهروی سرد ضروری است.
همچنین، باید رطوبت محیط نیز کنترل شود؛ زیرا رطوبت بسیار کم میتواند خطر الکتریسیته ساکن را افزایش دهد و رطوبت بالا نیز احتمال خوردگی قطعات الکترونیکی را بیشتر میکند.
تجهیزات موردنیاز برای اجرای راهروی سرد
برای راهاندازی یک راهروی سرد استاندارد، معمولاً به تجهیزات و زیرساختهای زیر نیاز است:
- رک سرور استاندارد
- سیستم سرمایش دیتا سنتر مانند CRAC یا CRAH
- کف کاذب و پنلهای مشبک، در صورت استفاده از سرمایش زیرکفی
- بلنکینگ پنل برای فضاهای خالی رک
- سنسور دما و رطوبت
- سیستم مانیتورینگ محیطی
- درب و سقف محصورسازی راهروی سرد، در صورت نیاز
- تجهیزات مدیریت کابل
- پنلهای آببندی و برسهای مخصوص عبور کابل
- سیستم هشدار افزایش دما
علاوه بر این، استفاده از نرمافزارهای مانیتورینگ DCIM میتواند به مدیران دیتاسنتر کمک کند تا دما، توان مصرفی، ظرفیت رکها و عملکرد سیستم سرمایش را بهصورت دقیقتر کنترل کنند.
اشتباهات رایج در طراحی راهروی سرد دیتاسنتر
برخی اشتباهات میتوانند اثربخشی راهروی سرد را کاهش دهند. به همین دلیل، باید در زمان طراحی و بهرهبرداری از آنها جلوگیری شود.
قرار دادن نامناسب رکها
اگر جلوی یک رک مقابل پشت رک دیگر قرار بگیرد، هوای گرم و سرد با یکدیگر ترکیب میشوند. در نتیجه، مزیت اصلی طراحی راهروی سرد از بین میرود.
وجود فضای خالی در رکها
فضاهای بدون پنل در رک مسیر بازگشت هوای گرم به جلوی سرورها را فراهم میکنند. بنابراین، استفاده از پنل کورکننده ضروری است.
مسدود شدن مسیر هوا با کابلها
کابلهای نامرتب میتوانند جریان هوا را محدود کنند. بهخصوص در پشت رکها، این مشکل باعث تجمع هوای گرم میشود.
تنظیم دمای بیش از حد پایین
برخی مدیران تصور میکنند هرچه دمای دیتاسنتر پایینتر باشد، عملکرد تجهیزات بهتر است. اما کاهش بیش از حد دما باعث افزایش غیرضروری مصرف انرژی میشود. بنابراین، تنظیم دما باید بر اساس استانداردهای عملیاتی و توصیه سازندگان انجام شود.
بیتوجهی به مانیتورینگ دما
بدون سنسور و سیستم مانیتورینگ، تشخیص نقاط داغ و مشکلات توزیع هوا دشوار خواهد بود. ازاینرو، نظارت مداوم بر دما و رطوبت یک ضرورت است.
راهروی سرد بهتر است یا راهروی گرم؟
بهطور کلی، راهروی سرد و راهروی گرم مکمل یکدیگر هستند و نمیتوان آنها را بهطور کامل جایگزین هم دانست. در یک طراحی اصولی، جلوی رکها راهروی سرد و پشت رکها راهروی گرم را تشکیل میدهد.
بااینحال، انتخاب بین محصورسازی راهروی سرد و محصورسازی راهروی گرم به شرایط فیزیکی دیتاسنتر، نوع سیستم سرمایش، معماری ساختمان، تراکم تجهیزات و هزینه پروژه بستگی دارد.
برای مثال، در برخی دیتاسنترها محصورسازی راهروی گرم انتخاب مناسبتری است؛ زیرا هوای گرم خروجی تجهیزات مستقیماً به مسیر برگشت سیستم سرمایش هدایت میشود. اما در بسیاری از محیطها نیز محصورسازی راهروی سرد، اجرای سادهتر و کنترل مناسبی بر هوای ورودی تجهیزات فراهم میکند.
نتیجهگیری
راهروی سرد در دیتاسنتر یکی از مؤثرترین روشها برای مدیریت جریان هوا، کاهش دمای تجهیزات و بهینهسازی مصرف انرژی است. در این روش، جلوی رکها روبهروی یکدیگر قرار میگیرند تا هوای خنک بهصورت مستقیم به سرورها، تجهیزات شبکه و سایر تجهیزات اکتیو برسد.
علاوه بر این، استفاده از کف کاذب، پنلهای مشبک، بلنکینگ پنل، سنسورهای دما و سیستمهای مانیتورینگ میتواند عملکرد راهروی سرد را بهطور قابلتوجهی بهبود دهد. در نهایت، طراحی اصولی Cold Aisle نهتنها از ایجاد نقاط داغ جلوگیری میکند، بلکه باعث افزایش عمر تجهیزات، کاهش هزینههای سرمایش و بهبود بهرهوری کلی دیتاسنتر خواهد شد.
خدمات تخصصی سرویس و نگهداری UPS
شرکت آروند آویژه پارسیان در زمینه سرویس و نگهداری از یو پی اس های APC و MGE و هووآوی دارای خدمات بسیار جامعی می باشد که در صورت نیاز به مشاوره با متخصصان ما تماس حاصل نمایید.
در صورت نیاز به مشاوره تخصصی، انتخاب UPS مناسب، تعیین باتری مناسب، خرید، نصب و یا سرویس و نگهداری، با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
