راهنمای جامع اتاق سرور کوچک و اتاق شبکه: دما، سرمایش، برق و چیدمان

دیتاسنترها و اتاق‌های کامپیوتر بزرگ همیشه با سیستم سرمایش طراحی می‌شوند. اما به گفته APC، بسیاری از تجهیزات IT در فضاهای پراکنده مثل اتاق شبکه طبقات، شعبه‌ها و انباری‌هایی قرار دارند که هرگز برای سرمایش تجهیزات IT طراحی نشده‌اند. با افزایش چگالی توان تجهیزات، روترها، سوئیچ‌ها و سرورهای این فضاها اغلب داغ می‌شوند یا زودتر از موعد خراب می‌شوند. رویکرد رایج این است که مشکل نادیده گرفته شود و فقط بعد از داغ شدن یا خرابی اقدام شود؛ رویکردی که APC آن را ناکافی می‌داند.

دمای مناسب اتاق سرور

سازندگان تجهیزات IT معمولاً حداکثر دمای کاری را اعلام می‌کنند که برای تجهیزات اکتیو اتاق شبکه معمولاً ۴۰ درجه سانتی‌گراد است. این بالاترین دمایی است که سازنده عملکرد و قابلیت اطمینان را در دوره ضمانت تضمین می‌کند؛ اما به گفته APC، کار در این دما به اندازه دمای پایین‌تر دسترس‌پذیری و طول عمر ندارد. دمای توصیه‌شده سازندگان معمولاً بین ۲۱ تا ۲۴ درجه است. ASHRAE TC 9.9 هم این محدوده‌ها را منتشر کرده است:

به گفته APC، هدف همیشه باید حداکثر ۲۵ درجه باشد. اگر ممکن نیست، برای اتاق‌های کم‌اهمیت‌تر دمای زیر حداکثر مجاز ۳۲ درجه قابل قبول است و از هر دمای بالاتر از ۳۲ درجه باید پرهیز کرد.

اصل اول: گرما را بیرون ببرید

APC پیشنهاد می‌کند مسئله را بر حسب بیرون بردن گرما ببینیم، نه رساندن هوای سرد. اگر گرما بیرون برده نشود، در فضا جمع می‌شود و دما بالا می‌رود. هر کیلووات برقی که تجهیزات IT مصرف می‌کنند، یک کیلووات گرما تولید می‌کند که باید از اتاق خارج شود. گرما همیشه از جای گرم‌تر به جای سردتر می‌رود؛ پس برای بیرون بردنش باید راهی به یک جای سردتر داشته باشد.

گرما به پنج روش می‌تواند از یک فضای کوچک خارج شود:

1. رسانش (Conduction): از طریق دیوارها.
2. تهویه طبیعی: از طریق دریچه یا گریل، بدون فن.
3. تهویه با فن: از طریق دریچه یا گریل همراه با فن.
4. سرمایش آسایشی ساختمان: با کولر یا سیستم تهویه مطبوع ساختمان.
5. سرمایش اختصاصی: با کولر مخصوص اتاق سرور.

کدام روش برای اتاق شما کافی است؟

جدول زیر حد تقریبی هر روش را بر اساس مدل APC (اتاق نمونه ۳×۳×۳ متر با دیوار گچی و ساختمانی با دمای ۲۰ درجه) نشان می‌دهد. «اتاق حیاتی» یعنی دما باید زیر ۲۵ درجه بماند و «اتاق کم‌اهمیت» یعنی زیر ۳۲ درجه قابل قبول است. خود APC تأکید می‌کند این‌ها حد مطلق نیستند و طراحی نهایی باید همه عوامل را در نظر بگیرد:

منحنی تهویه با فن در این مدل بر اساس جریان هوای حدود ۲۲۶ لیتر بر ثانیه است؛ با فن قوی‌تر یا چند فن، توان بیشتری پشتیبانی می‌شود. به گفته APC، برای محاسبه توان بهتر است از مشخصات دقیق مصرف سازنده استفاده کنید، چون مصرف واقعی معمولاً خیلی کمتر از عدد پلاک پشت دستگاه است؛ مثلاً روترهایی با توان پلاک ۵ تا ۶ کیلووات در پیکربندی‌های معمول فقط ۱ تا ۲ کیلووات مصرف می‌کنند و محاسبه درست ممکن است نیاز به کولر را از بین ببرد.

۱. رسانش: اتاق بسته

در اتاقی که عملاً بسته است، گرما فقط از دیوارها خارج می‌شود؛ یعنی هوای اتاق باید از آن سوی دیوار گرم‌تر شود. پس اتاق همیشه گرم‌تر از بقیه ساختمان است و با افزایش بار، دما سریع بالا می‌رود. عواملی که دمای اتاق بسته را بالا می‌برند:

• ابعاد کوچک‌تر: سطح دیوار و سقف کمتر برای دفع گرما.
• جنس دیوار با مقاومت حرارتی بیشتر: در مدل APC، دیوار بلوک بتنی بهتر از دیوار گچی گرما را دفع می‌کرد.
• خاموش کردن یا بالا بردن دمای کولر ساختمان در شب و آخر هفته: هر درجه افزایش دمای ساختمان، دمای اتاق را به همان اندازه بالا می‌برد. در مثال APC، با بالا رفتن دمای ساختمان از ۲۰ به ۲۹ درجه در آخر هفته، اتاق حیاتی دیگر هیچ باری را تحمل نمی‌کند.
• دیوار رو به بیرون و آفتاب‌گیر: در یک روز گرم و آفتابی، دمای اتاق نمونه ۴ تا ۷ درجه بالاتر می‌رود.

به همین دلیل APC رسانش را فقط برای تجهیزات بسیار کم‌مصرف مثل سوئیچ‌های کوچک کافی می‌داند و یادآوری می‌کند حتی یک لامپ هم بار قابل‌توجهی اضافه می‌کند؛ چراغ اتاق باید کم‌مصرف باشد و با بسته شدن در خاموش شود.

۲ و ۳. تهویه طبیعی و تهویه با فن

اتاق را می‌توان با هوای ساختمان تهویه کرد؛ یا با دریچه‌های مناسب (طبیعی) یا با فن. هدف این است که دمای اتاق خیلی بالاتر از دمای ساختمان نرود. به گفته APC، برای بیشتر اتاق‌های شبکه، تهویه مؤثرترین و عملی‌ترین روش است؛ تهویه طبیعی برای توان‌های کم و تهویه با فن برای اتاق‌های پرمصرف‌تر با روتر و سرور. جای دریچه ورودی هوا و فن نسبت به تجهیزات هم روی عملکرد اثر دارد.

ویژگی‌های یک سیستم تهویه با فن خوب طبق APC: نصب روی دیوار یا سقف، مشخص شدن برای بار محاسبه‌شده، مدیریت از راه دور، چند سرعت فن (برای کم کردن صدا)، بیش از یک فن (افزونگی)، نصب ضدتخریب، نصب آسان، و سازگاری با یو‌پی‌اس.

۴. کولر ساختمان: معمولاً نه

اضافه کردن یک کانال از کولر ساختمان به اتاق سرور جذاب به نظر می‌رسد، اما به گفته APC به‌ندرت مشکل را حل می‌کند و اغلب بدترش می‌کند:

• کولر ساختمان با ترموستاتی که بیرون اتاق است روشن و خاموش می‌شود و دمای اتاق نوسان زیادی پیدا می‌کند؛ این نوسان تجهیزات IT را بیش از دمای بالای ثابت تحت فشار می‌گذارد.
• شب‌ها و آخر هفته دمای تنظیم بالا می‌رود یا سیستم خاموش می‌شود.
• سیستم‌های آسایشی معمولاً برای ۴۳ تا ۵۴ وات بر مترمربع طراحی شده‌اند که برای اتاق سرور بسیار کم است.
• در زمستان، همان کانال گرما به اتاق می‌دمد.

توصیه APC این است که اگر چنین کانالی وجود دارد، بسته یا حذف شود و با یکی از روش‌های دیگر جایگزین یا تکمیل شود.

۵. کولر اختصاصی

مؤثرترین راه کنترل دمای اتاق، کولر مخصوص آن است؛ اما به گفته APC بسیار گران‌تر و پیچیده‌تر از تهویه است و فقط وقتی لازم است باید استفاده شود: وقتی بار از حدود ۲۰۰۰ وات (حیاتی) یا ۴۵۰۰ وات (کم‌اهمیت) بیشتر است، یا هوای بیرون اتاق گردوغبار و آلودگی زیادی دارد، نوسان دمای شدید دارد، یا محدودیت‌هایی مثل قرارداد اجاره یا ظاهر ساختمان اجازه نصب دریچه تهویه را نمی‌دهد. نوع کولر (مستقل هواخنک، با کندانسور جدا، آب‌خنک یا آب سرد) بر اساس امکانات ساختمان انتخاب می‌شود.

یو‌پی‌اس و سرمایش هنگام قطع برق

به گفته APC، استفاده از یو‌پی‌اس‌های کوچک در اتاق‌های شبکه رویه‌ای رایج و توصیه‌شده است و گرمای خود یو‌پی‌اس معمولاً در برابر بار IT ناچیز است. اما هنگام قطع برق، تجهیزات همچنان گرما تولید می‌کنند:

• اگر زمان پشتیبانی یو‌پی‌اس کمتر از ۱۰ دقیقه باشد، جرم حرارتی هوا و دیوارها دما را در حد معقول نگه می‌دارد.
• اگر بیش از ۱۰ دقیقه باشد، سیستم سرمایش هم باید کار کند؛ یعنی فن یا کولر باید از یو‌پی‌اس تغذیه شود. برای فن مشکلی نیست، اما برای کولر ممکن است یو‌پی‌اس و باتری خیلی بزرگ‌تری لازم شود (اغلب ۴ تا ۶ برابر جریان نامی کولر، به خاطر جریان راه‌اندازی کمپرسور).
• راه‌حل عملی APC: یک سیستم تهویه با فن به‌عنوان پشتیبان کولر که هنگام قطع برق روشن شود.

برای انتخاب نوع و توان یو‌پی‌اس ببینید: راهنمای جامع یو‌پی‌اس.

چیدمان، رک و توزیع برق

• رک: ابعاد رک را بر اساس تجهیزات انتخاب کنید (رک سرور معمولاً ۶۰۰×۱۲۰۰ و رک شبکه ۷۵۰×۱۰۷۰ میلی‌متر) و درب مشبک داشته باشد. ببینید: راهنمای انتخاب رک.
• بلنک‌پنل: فضاهای خالی رک را بپوشانید تا هوای گرم دوباره به جلوی تجهیزات برنگردد.
• PDU: ظرفیت PDU دست‌کم برابر حداکثر بار رک باشد؛ PDU پایش‌دار با حسگر دما، داغ شدن را زود خبر می‌دهد. ببینید: راهنمای انتخاب PDU.
• کابل‌کشی: نظم کابل‌ها با نگهدارنده کابل، به گفته APC احتمال خطای انسانی در جدا کردن کابل اشتباه را کم می‌کند. ببینید: راهنمای جامع شبکه.

چک‌لیست اتاق سرور کوچک

1. توان واقعی مصرفی همه تجهیزات (به وات) را از مشخصات سازنده برآورد کنید؛ همین عدد، گرمایی است که باید دفع شود.
2. دمای هدف را مشخص کنید: ۲۰ تا ۲۵ درجه، به‌ویژه اگر یو‌پی‌اس و باتری در اتاق است.
3. بر اساس توان، روش سرمایش را انتخاب کنید: تهویه طبیعی، فن یا کولر اختصاصی؛ به کانال کولر ساختمان تکیه نکنید.
4. دیوار آفتاب‌گیر، خاموشی کولر ساختمان در تعطیلات و گردوغبار هوای اطراف را در نظر بگیرید.
5. اگر زمان پشتیبانی یو‌پی‌اس بیش از ۱۰ دقیقه است، برق سرمایش را هم پیش‌بینی کنید.
6. رک، بلنک‌پنل، PDU و مدیریت کابل را هم‌زمان طراحی کنید و دما را با حسگر پایش کنید.