ما تحتاج لمعرفته حول إدارة تدفق الهواء في الغرفة

تم نشر النسخة الأصلية من هذه المقالة بتاريخ MissionCriticalMagazine.com، بعنوان إدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة. يمكنك مشاهدته هنا.

إن إدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة محفوفة بالمفاهيم الخاطئة وأنصاف الحقائق، مما يجعلها الجانب الأقل فهمًا لإدارة تدفق الهواء، على الرغم من أنه من المفارقات أنه الأكثر أهمية. في حين أنه من المفهوم جيدًا أن المستويات الثلاثة الأولى، أو R's، لإدارة تدفق الهواء تشير إلى حلول التنفيذ مثل حلقات الفرشاة، وألواح التقطيع، والاحتواء لمستويات الأرضية المرتفعة، والحامل، والصف، على التوالي، فإن مستوى الغرفة ليس كذلك. تماما كما بسيطة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى حقيقة أن التغييرات المطلوبة تكون غير مرئية، باستثناء في بعض الأحيان بالنسبة للشاشات الموجودة على وحدات التبريد.

من أجل الوضوح، يتم تعريف إدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة بشكل أفضل على أنها تحسين التبريد، والذي يشير إلى عملية إجراء التعديلات على عناصر التحكم في نظام التبريد. وإذا تمت هذه العملية بشكل جيد، فإنها ستعمل على تحسين كفاءة استخدام الطاقة (مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل)، وتحسين قدرة التبريد، وتحسين موثوقية معدات تكنولوجيا المعلومات، وتأجيل النفقات الرأسمالية. من المهم الإشارة هنا إلى أنه بدون تحسين التبريد (أي إدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة)، فإن كل حل تم تنفيذه حتى هذه اللحظة، مثل المنتجات المذكورة أعلاه، يعد بمثابة نفقات. في حين أنهم ربما قاموا بتحسين درجات حرارة الهواء الداخل لتكنولوجيا المعلومات، إلا أن الفوائد المالية والقدرات تظل مطروحة على الطاولة. الطريقة الوحيدة لتحقيق توفير الطاقة من خلال تحسينات إدارة تدفق الهواء التي تم إجراؤها على مستويات الأرضية المرتفعة والحامل والصف، هي من خلال تحسين التبريد.

وعلى الرغم من أن عملية تحسين التبريد هي عادةً عملية يدوية ومتكررة، فمن المهم أيضًا ملاحظة أن استخدام حلول مثل أجهزة قياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أو المراقبة البيئية سيضمن عدم تجاوز درجات حرارة مدخل تكنولوجيا المعلومات الحدود الموصى بها أو المسموح بها. علاوة على ذلك، يمكن لبعض حلول المراقبة تقديم المشورة بشأن خطوات التحسين المحددة التي يمكن اتخاذها، ولكننا سننتقل إلى ذلك لاحقًا.

مطابقة سعة التبريد مع حمل تكنولوجيا المعلومات

لا توفر لك إدارة تدفق الهواء وحدها أي أموال تنفق على تكاليف طاقة التبريد، بل تعمل بدلاً من ذلك على تحسين درجات حرارة الهواء الداخل لمعدات تكنولوجيا المعلومات وتهيئ الظروف التي يمكن فيها إجراء تغييرات على البنية التحتية للتبريد. السبب هو أنه إذا قمت بتنفيذ حلول إدارة تدفق الهواء على مستويات الأرضية المرتفعة والحامل والصف بشكل صحيح، فمن المفترض أن يكون لديك الآن فائض من هواء الإمداد المكيف في الممرات الباردة وستكون درجات حرارة الهواء الداخل لمعدات تكنولوجيا المعلومات منخفضة للغاية. وذلك لأنه لم يعد هناك أي اختلاط للهواء العادم مع الهواء المكيف، والعكس صحيح. والخطوة التالية هي مطابقة معدل تدفق الهواء المكيف قدر الإمكان مع معدل تدفق الطلب الذي تتطلبه معدات تكنولوجيا المعلومات. ويتم ذلك عن طريق خفض سرعات المروحة، أو رفع نقاط ضبط درجة حرارة وحدة التبريد، أو إيقاف تشغيل وحدات التبريد تمامًا. غالبًا ما تكون هذه عملية متكررة لإجراء تعديلات على عناصر التحكم، مما يسمح للنظام بالمساواة، ثم إجراء تعديلات إضافية إذا لزم الأمر. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن مراكز البيانات هي بيئات ديناميكية، فستكون هذه أيضًا عملية مستمرة - وليس مجرد حدث لمرة واحدة. في كل مرة يتم فيها تنفيذ تحسينات إضافية لإدارة تدفق الهواء، أو حدوث تغييرات كبيرة في معدات تكنولوجيا المعلومات، تكون هناك فرص لتحسين البنية التحتية للتبريد.

أفضل الممارسات لإدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة (تحسين التبريد).

كما هو مذكور أعلاه، فإن الخطوات النموذجية التي يجب اتخاذها لمطابقة سعة التبريد لمركز البيانات الخاص بك بشكل صحيح مع حمل تكنولوجيا المعلومات (أي تحسين البنية التحتية للتبريد) مذكورة أدناه:

• قم بتقليل سرعات المروحة للوحدات ذات محركات التردد المتغير (VFDs) قدر الإمكان دون تجاوز الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة الهواء الداخل لمعدات تكنولوجيا المعلومات
• قم برفع نقاط ضبط درجة حرارة وحدة التبريد إلى أعلى مستوى ممكن دون تجاوز الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة الهواء الداخل لمعدات تكنولوجيا المعلومات
• قم بتوسيع نطاق الرطوبة النسبية (Rh) المسموح به لمنع وحدات التبريد من "القتال" مع بعضها البعض (إهدار الطاقة بواسطة وحدة تحاول إزالة الرطوبة بينما تحاول وحدة أخرى الترطيب)
• قم بإيقاف التبريد الزائد إذا كانت وحدات التبريد لا تحتوي على VFDs
  • ملاحظة: إذا كانت وحدات التبريد مزودة بـ VFDs، يكون توفير الطاقة أكبر مع تشغيل 10 وحدات تبريد بسرعة مروحة 50% مقارنة بتشغيل 5 وحدات تبريد بسرعة مروحة 100%

بعد أي تحسين كبير في إدارة تدفق الهواء أو تثبيت أحمال تكنولوجيا المعلومات أو إزالتها، هناك فرصة لتقييم عناصر التحكم في مستوى الغرفة هذه لضمان التشغيل الفعال والقدرة الاحتياطية الكافية.

استخدام حلول المراقبة لإبلاغ قرارات التحسين

قال رجل حكيم يُدعى كين بريل ذات مرة إنه عندما يتعلق الأمر بتبريد مركز البيانات، فالأمر بسيط مثل "إدخال الطاقة وإخراج الحرارة دائمًا". بمعنى أن كل كيلووات من الطاقة تستهلكها أي معدات في غرفة الكمبيوتر تصبح كيلووات من الحرارة التي يجب إزالتها من غرفة الكمبيوتر وفي نهاية المطاف من مبنى مركز البيانات. ويشمل ذلك جميع خسائر تحويل وتوزيع الطاقة بالإضافة إلى كل كيلووات من الكهرباء تستهلكها معدات تكنولوجيا المعلومات.

على الرغم من أن تبريد مراكز البيانات يعد علمًا في حد ذاته ويمكن أن يكون معقدًا للغاية في بعض الأحيان، إلا أن هذا المفهوم يذكرنا بأنه يمكن تلخيص الأمر في ما يدخل، من حيث الطاقة، ويجب أن يخرج من حيث الحرارة. لذلك، من المهم مراقبة الطاقة التي تطلبها معدات تكنولوجيا المعلومات (أي حمل تكنولوجيا المعلومات) لمطابقتها بشكل صحيح مع التبريد الذي توفره وحدات التبريد (أي سعة التبريد)، كما هو مذكور أعلاه. إن استخدام الحلول التي يمكنها مراقبة البنية التحتية للطاقة والتبريد سيساعد في خلق هذا التوازن.

ثانيًا، تعد مراقبة الأداء الحراري لغرفة الكمبيوتر أمرًا ضروريًا في عملية تحسين التبريد. عند إجراء تعديلات على البنية التحتية للتبريد، ستحتاج إلى مراقبة درجات حرارة مدخل معدات تكنولوجيا المعلومات عن كثب للتأكد من أنها لا تتجاوز الحدود الموصى بها أو المسموح بها، على النحو المبين من قبل ASHRAE و/أو الشركة المصنعة. يمكن القيام بذلك باستخدام مقياس حرارة يعمل بالأشعة تحت الحمراء أو كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء، ولكنه قد يستغرق وقتًا طويلاً لأنه لا يمكن القيام بذلك إلا على أساس كل خزانة أو ممر. إحدى الملاحظات التحذيرية الكبيرة بشأن استخدام مقياس حرارة يعمل بالأشعة تحت الحمراء أو كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء هي أن أدوات الأشعة تحت الحمراء هذه تقيس درجة حرارة السطح، وليس درجة حرارة الهواء. وإذا كان هناك سطح عاكس للغاية، فقد تواجه بعض القراءات غير الصحيحة بسبب الانعكاسات. في حين أن استخدام أدوات الأشعة تحت الحمراء يمكن أن يعطيك إشارة إلى مشاكل درجة الحرارة، إلا أنها لا تراقب درجة حرارة تدفق الهواء نفسه.

نظرًا لهذه الظروف، فإن أسهل طريقة للقيام بذلك على مستوى الغرفة بالكامل هي استخدام حل المراقبة من خلال أجهزة الاستشعار الموضوعة في أعلى وأسفل جميع الخزانات. سيعطيك هذا عرضًا على مستوى الموقع للأداء الحراري لمركز البيانات الخاص بك. علاوة على ذلك، في حين أن القدرة على مراقبة درجات الحرارة على مستوى الموقع هي الأساس المطلوب، فقد اتخذت بعض حلول المراقبة هذا خطوة أخرى إلى الأمام من خلال تصورات ثلاثية الأبعاد ستعرض توأمًا رقميًا لمركز البيانات الخاص بك وأدائه الحراري في الوقت الفعلي .

التحسين باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي

دعونا نواجه الأمر، الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي عبارة عن كلمات طنانة انتشرت في جميع أنحاء الصناعة كعلاج سحري للعديد من المشكلات المتعلقة بمراكز البيانات وتكنولوجيا المعلومات. على الرغم من أنها قد لا تفي بالعديد من وعودها المتصورة أو المسوقة، إلا أن إدارة تدفق الهواء وتحسين التبريد هو المكان الذي تتمتع فيه هذه التكنولوجيا بفرصة حقيقية لتحقيقها. يمكن أن يساعد استخدام هذه التقنية في تصور تحسينات إدارة تدفق الهواء على مستويات الأرضية المرتفعة والحامل والصف، وتحليل البيانات التي يتم جمعها من أجهزة الاستشعار، وتقديم المشورة بشأن قرارات تحسين التبريد على مستوى الغرفة. هناك حلول متاحة كانت رائدة في حالة الاستخدام هذه للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والتي تجمع بين جانب المراقبة وتحسين التبريد في شكل مستشار تبريد افتراضي. يجدر إلقاء نظرة على هذه الحلول لإزالة بعض التخمينات في عملية تحسين التبريد.

وفي الختام

إدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة ليست في الواقع إدارة تدفق الهواء بالمعنى الحرفي، ولكنها بدلاً من ذلك تحسين التبريد. ومع ذلك، تعد إدارة تدفق الهواء على مستوى الغرفة خطوة ضرورية والطريقة الوحيدة لتحقيق توفير الطاقة من خلال تحسينات إدارة تدفق الهواء التي يتم إجراؤها على مستويات الأرضية المرتفعة والحامل والصف. تذكر أن كل حل تم تنفيذه حتى مستوى الغرفة يعد بمثابة نفقات. فقط عندما تقوم بتسجيل الوصول على مستوى الغرفة وإجراء تغييرات على البنية التحتية للتبريد، يمكنك جني الفوائد في شكل توفير طاقة التبريد، وتحسين قدرة التبريد، وتحسين موثوقية معدات تكنولوجيا المعلومات، والنفقات الرأسمالية المؤجلة. لا يمكن شراء الكفاءة؛ يجب إدارتها. تذكر أيضًا أن تحسين التبريد هو عملية متكررة ومستمرة تتلخص في مطابقة سعة التبريد مع عبء تكنولوجيا المعلومات في غرفة الكمبيوتر. وعلى الرغم من أن هذه ستكون عملية يدوية في معظم الحالات، فإن استخدام حلول المراقبة التي تمنحك نظرة على الأداء الطاقة والتبريد والحرارة لمركز البيانات الخاص بك سيساعد في توجيه قرارات التحسين الخاصة بك، وفي بعض الحالات تقديم المشورة بشأن خطوات محددة يمكنها يتم أخذه.