Günümüz teknolojisinin geliştiği dünyamızda bilgi her geçen katlanarak artmaktadır. bu artıştan dolayı bu bilgileri depolayacağımız alanlar ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyaç alanları günümüzde data center (Veri merkezleri) olarak geçmektedir.
Veri merkezleri sunucu bilgisayarların bir arada toplanması ile oluşmaktadır ve bu ortamın en önemli ihtiyacı soğutma sistemleridir. Bu konumuzda mevcut bir data centerın soğutma sistemi ve soğutma çözümleri nasıl olmalı onlara değineceğiz.
Veri Merkezi Nedir ?
Server bilgisayarların, yedekleme ünitelerinin ve telekomünikasyon sistemleri gibi ihtiyaç duyulan sistemlerin karma bir şekilde çalıştırıldığı tesislere veri merkezi adı verilmektedir. Orta veya büyük ölçekli firmaların kendi bünyelerinde oluşturmuş oldukları Sistem odaları da aslında birer küçük bir Veri Merkezleridir.
Veri Merkezinde Sıcaklığın ve Nem’in değerleri
Veri merkezi içerisinde ASHRAE ya göre sunucuların sağlıklı çalışabilmeleri için sıcaklığın 18 ile 28 santigrat arasında olması gerekmektedir. Nem oranının %30-55 arasında olmalıdır şeklinde 2008 yılında açıklama yaparak tavsiyede bulunmuştur. Sıcaklık düştükçe soğutma ve enerji maliyetlerinin artığını, sıcaklık arttığında ise arıza ihtimalinin artması ve stabilize sorunlarının başladığı görülüyor. Optimum dengeyi tutturmak şart.
Isı: Atık Ürün
BT ekipmanı çalışmak için elektrik tüketir ve “atık ürün” olarak ısıyı geride bırakır. Veri merkezi kapalı bir tesis olduğu için, bu ısı – bir çıkış verilmezse – sunuculara ve diğer elektronik cihazlara zarar verecek veya yok edecek noktaya kadar yükselebilir. Böylece soğutma ihtiyacı: tesisinizden ısıyı bir şekilde gidermeniz gerekir. Amerikan Isıtma ve Klima Mühendisleri Derneği (ASHRAE), veri merkezleri için sıcaklık yönergeleri sağlar;
Günümüzde ASHRAE izin verilen sıcaklıklar, belirli elektronik ekipman türleri için 104 ° F’ye kadar çıkmaktadır. Elbette sorun, bir şeyi hareket ettirmenin (hatta ısının) genellikle altyapıya ek olarak enerji gerektirmesidir, yani hem sermaye hem de operasyonel giderler açısından maliyetlidir. Şirketler, tesislerinin güç iştahını yumuşatmaya çalışırken, soğutma büyük bir hedeftir – bu nedenle endüstri, büyük ölçüde serbest soğutmaya doğru ilerliyor. Serbest soğutma, adından da anlaşılacağı kadar özgür olmasa da, daha geleneksel soğutma yöntemlerinden daha az enerji ve altyapı gerektirme eğilimindedir.
Isı Çıkarma
Peki, atık ısıyı ortadan kaldırmak için seçenekler nelerdir? Soğutmanın amacı, ısıyı iç ortamdan (veri merkezi) dışarıya taşımak, böylelikle sunucuların ve diğer ekipmanların düzgün çalışmasına ve tercihen uzun ömürlülüğüne elverişli bir sıcaklık sağlamaktır. İki temel seçenek, ısıyı hava veya sıvı (tipik olarak su veya bir tür soğutucu akışkan) kullanarak hareket ettirmektir.
Hava soğutmanın bazı belirgin faydaları vardır: hava her yerdedir, BT ekipmanına zarar vermez ve taşınması nispeten kolaydır. Ek olarak, sıcak havanın kullanışlı bir özelliği, soğuk havaya göre yükselmesi ve aralarında bir dereceye kadar ayırma sağlamasıdır; Çoğu hava bazlı soğutma tasarımı bu özelliği işlemlerinde kullanır. Ancak bu ayrım mutlak olmadığından, özellikle sıcak hava ve soğuk hava karıştığında verimsizlikler ortaya çıkar.
Sıvı soğutma, hem etkinliği hem de verimliliği artırarak daha iyi ve daha hedefli soğutma sağlayabilir. Örneğin, soğutulmuş su doğrudan bir sunucu rafına gönderilebilir ve soğutma çabası tam gerektiği yere odaklanabilir (örneğin, tüm oda boyunca belirli bir sıcaklığı korumaya çalışmak yerine rafta veya kabinde). Ancak sıvı bazlı sistemler de bazı zorluklar ortaya çıkarır: sızıntılar BT ekipmanı için bir tehdittir (özellikle sıvı su ise), soğutulmuş sıvının taşınması yoğuşmaya neden olabilir ve sıvının içerilmesi gerektiğinden (bunun tersine) daha fazla altyapı gerekir. hava). Bu endişelerden dolayı sıvı soğutma, hava soğutmadan daha pahalıdır. Ancak bazı yüksek yoğunluklu uygulamalar için sıvı soğutma tek pratik seçenek olabilir.
Hava Soğutma Tasarımlar
Geleneksel anlamda hava soğutma, ısıyı dışarıya atarak sıcak havayı soğuk havaya dönüştürmek için bilgisayar odası klimalarının (CRAC) kullanılmasını içerir. CRAC’ler, tüm odayı, sadece bir sırayı veya sadece bir rafı soğutmaya odaklanan bir dizi temel konfigürasyonda kullanılabilir. Tüm oda kliması, CRAC’leri, oda genelinde belirli bir sıcaklığın oldukça eşit bir şekilde muhafaza edilmesini sağlayacak şekilde konumlandırır (bir anlamda, evinizin bir odasını soğutmak isteyebileceğiniz gibi).
Sıcak ve soğuk havanın karıştırılmasındaki verimsizlik nedeniyle, tüm oda soğutma tasarımları, ılık havayı soğuk havadan izole etmek için geliştirildi. Yaygın olarak kullanılan bir yaklaşım yükseltilmiş zemindir: CRAC’ler odanın altına soğuk hava sağlar (soğuk havanın daha fazla “ağırlığından” yararlanarak) ve sunucuları ve diğer ekipmanları soğutmak için fanlar tarafından yukarı doğru çekilir. Sunuculardan gelen atık ısıyı taşıyan sıcak hava daha sonra yükselir ve CRAC’ler bunu odanın daha yüksek bir noktasından toplar, soğutur ve döngüyü tekrarlamak için zeminin altına geri döndürür. Isı daha sonra tesisin dışına aktarılır.
Daha da fazla verimlilik sağlamak için, bazı tasarımlar sıcak havayı soğuk havadan daha da izole etmek için sıcak koridorlar ve soğuk koridor uygular. Sunucu hava girişlerinin tümü soğuk koridora bakar ve egzoz sıcak bir koridora yönlendirilir. Bu tür bir tasarım, kullanılmayan sunucu yuvalarını tıkayarak, kablo deliklerini tıkayarak vb. Sıcak hava ile soğuk havanın karışmasını en aza indirmeye çalışır. Daha sofistike tasarımlar, sıcak ve soğuk havayı daha da izole etmek için raflar ve tavan arasındaki duvarları da içerebilir.
CRAC’ler ayrıca soğutmaya belirli koridorlara (tüm oda yerine) veya hatta belirli raflara odaklanacak şekilde yerleştirilebilir. Bu tür tasarımlar, daha fazla sıcak hava / soğuk hava izolasyonu ve daha fazla hedef soğutma sağlamayı ve böylece verimliliği artırmayı amaçlamaktadır. Bu tasarımlar aynı zamanda daha fazla öngörü içerir ve tipik olarak tüm oda yaklaşımlarından daha pahalıya mal olur.
Veri Merkezlerinde Soğutma Çeşitleri
Sıcak Koridor / Soğuk Koridor
Yukarıda da alan soğutmasında anlattığımızda bahsettiğimiz gibi genel olarak kullanılan soğutma sistemidir. bu sistemde Sunucuların rafları dizilirken Ön kısımlar birbirine Arka kısımları ise birbirine bakıyor şekilde olmalıdır. Bu şekilde dizayn edildiği zaman veri merkezinde hava akımı sağlanmış olacak ve sıcak ve soğuk koridorlar oluşmuş olacaktır. ek olarak sıcak ve soğuk havanın birbirine karışmaması için araya camdan veya plastikten kaplamalar yapıla bilinir.
Yakın Çiftli Soğutma
Veri merkezinde Klasik Sıcak Koridor / Soğuk Koridor modelinde soğutucu hava sunucuya ulaşana kadar enerji kaybeder. Bu modelde soğutulmuş su ya da soğutucu maddenin, sunucuların olduğu raflara kadar taşınarak, soğutucu kaynağının mümkün olduğunca yakınlaştırılmasıyla sağlanır. Raflarda ya da hemen yanına monte edilir. Veri merkezinin havasına karışmadan rafın içerisine direkt olarak hava üflenir.
Serbest Soğutma
Bu tür soğutma Antarktika gibi kutuplarda kurulmuş olan veri merkezlerinde kullanılmaktadır. Google ve Facebook’un veri merkezlerini buralara kurmasında en büyük etken soğutma maliyetini sıfırda düşürmek amacıyla kurmuşlardır. Bu soğutma sisteminde dışarıda ki hava olduğu gibi bir kaç müdahale ile direk içeriye aktarılır bu sayede dışarıda bulunan soğuk hava içeriye taşınmış olur ve soğutma sorununa çözüm getirilmiş olunur.
