در مراکز داده مدرن، یکی از چالش‌ های اساسی، حفظ پایداری حرارتی و تضمین کارکرد بهینه تجهیزات پردازشی است. تجهیزات فناوری اطلاعات مانند سرورها، سوئیچ‌ ها و تجهیزات ذخیره‌ سازی هنگام فعالیت، گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند که اگر به‌ درستی دفع نشود، می‌تواند منجر به افت کارایی یا حتی آسیب فیزیکی به تجهیزات شود. در همین راستا، استفاده از سیستم‌ های سرمایشی هوشمند و انعطاف‌ پذیر، اهمیت روزافزونی پیدا کرده است. یکی از راهکارهای مؤثر و اثبات‌شده در این حوزه، بهره‌گیری از سیستم کف کاذب همراه با تهویه تطبیقی است که امکان مدیریت پویا و هدفمند دما را فراهم می‌سازد.

کف کاذب به ساختاری گفته می‌شود که به‌صورت ماژولار در بالای کف اصلی اتاق سرور نصب شده و فضایی توخالی میان کف واقعی و سطح قابل تردد ایجاد می‌کند. این فضا به‌عنوان مسیر انتقال هوای سرد از سیستم سرمایش مرکزی به زیر رک‌ها عمل می‌نماید. مزیت اصلی این ساختار، امکان مسیر‌دهی انعطاف‌پذیر جریان هوا، کابل‌ کشی و سایر زیرساخت‌ هاست که بدون نیاز به دخالت در تجهیزات اصلی انجام می‌شود.

در سناریوی کلاسیک، سیستم تهویه از نوع جریان هوای سرد از کف است. هوای سرد توسط دستگاه‌ های CRAC یا CRAH تولید شده و از طریق فضای زیر کف کاذب به نقاط مختلف هدایت می‌شود. این هوا از طریق کاشی‌ های مشبک در جلوی رک‌ ها به بالا رانده شده و پس از عبور از تجهیزات و جذب گرمای تولیدی، به سمت بالا حرکت می‌کند و توسط سیستم بازگشتی جمع‌آوری می‌شود. این مدل با عنوان «جریان سرد از پایین و گرم از بالا» شناخته می‌شود.

در سیستم‌های سنتی تهویه، نرخ جریان هوا و دمای تولیدشده از سوی سیستم سرمایش، ثابت یا نیمه‌ثابت است. این موضوع در شرایطی که بار پردازشی در طول زمان یا در نقاط مختلف مرکز داده به‌صورت غیریکپارچه تغییر کند، باعث عدم تطابق در توزیع سرمایش می‌شود. در نتیجه، اتلاف انرژی یا بروز نقاط داغ (Hot Spot) رخ می‌دهد. همچنین برخی نواحی ممکن است بیش‌ازحد سرد شوند که این امر نیز به‌معنای هدررفت منابع و افزایش هزینه‌های انرژی است.

برای رفع این مشکلات، سامانه‌های تهویه تطبیقی طراحی شده‌اند. این سامانه‌ها با کمک حسگرها و الگوریتم‌های هوشمند، جریان هوا را به‌صورت بلادرنگ و بر اساس شرایط واقعی حرارتی محیط تنظیم می‌کنند. حسگرهای دما و فشار که در نقاط استراتژیک مانند ورودی و خروجی رک‌ها نصب می‌شوند، اطلاعات محیطی را به سیستم کنترل مرکزی منتقل کرده و با تحلیل این داده‌ها، نرخ دمش جریان هوا، باز و بسته شدن دمپرها، و در صورت نیاز عملکرد تجهیزات سرمایشی تنظیم می‌شود.

ادغام فناوری کف کاذب با سامانه تهویه تطبیقی، یکی از رویکرد های پیشرفته در طراحی مراکز داده نسل جدید به شمار می‌رود. در این مدل، به‌ جای آنکه کاشی‌ های کف کاذب به‌صورت ثابت مشبک باشند، از ماژول‌ های هوشمندی استفاده می‌شود که دارای دمپرهای قابل کنترل هستند و می‌توانند متناسب با نیاز حرارتی آن ناحیه باز یا بسته شوند. این دمپرها با استفاده از موتورهای الکترومکانیکی یا هوشمند عمل کرده و با داده‌ های حسگرهای محیطی هماهنگ می‌شوند.

در برخی سیستم‌ های پیشرفته‌ تر، از فن‌ های با سرعت متغیر (VAV) و حتی موتورهای BLDC برای تنظیم دقیق جریان هوا در هر نقطه استفاده می‌شود. همچنین، در مرحله طراحی اولیه از شبیه‌ سازی CFD برای تحلیل و بهینه‌ سازی جریان هوا استفاده می‌گردد تا توزیع سرمایش یکنواخت و کارآمد حاصل شود.

اجرای این سیستم با توجه به تجربیات عملی و مطالعات صنعتی، مزایای متعددی به همراه دارد که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

افزایش راندمان سرمایش با رساندن هوای سرد فقط به مناطقی که نیاز دارند

کاهش مصرف انرژی از طریق حذف سرمایش اضافی و بی‌مورد

جلوگیری از ایجاد نقاط داغ که می‌تواند به خرابی تجهیزات منجر شود

قابلیت توسعه‌پذیری آسان بدون نیاز به تغییرات عمده در ساختار فیزیکی

بهبود مدیریت ظرفیت با بهره‌ گیری از داده‌ های لحظه‌ ای توزیع دما

افزایش طول عمر تجهیزات سرمایشی از طریق کاهش بار کاری

سازگاری با سیستم‌ های مدیریتی مانند DCIM و BMS از طریق پروتکل‌ های استاندارد

ملاحظات اجرایی و چالش‌ ها

اجرای موفق این سیستم نیازمند بررسی دقیق فنی و طراحی هوشمندانه است. از جمله موارد کلیدی می‌توان به دقت در جانمایی حسگرها، انتخاب نوع مناسب دمپرهای هوشمند، تطبیق با سیستم برق اضطراری، طراحی مسیرهای مؤثر برای بازگشت جریان هوا و سازگاری نرم‌ افزاری با سامانه‌ های مدیریتی اشاره کرد.

در مراکز داده‌ ای که از پیش ساخته شده‌اند، پیاده‌ سازی سیستم تهویه تطبیقی مستلزم تحلیل کامل معماری موجود، ارزیابی هزینه‌ ها و محاسبه دوره بازگشت سرمایه است. برخی اجزای پیشرفته مانند فن‌ های کم‌ مصرف، حسگرهای با دقت بالا یا نرم‌افزارهای CFD هزینه اولیه بیشتری دارند، اما صرفه‌ جویی‌ های بلندمدت در مصرف انرژی و کاهش ریسک، این هزینه‌ ها را توجیه‌ پذیر می‌سازد.

شرکت فراز شبکه کارنو با سال‌ ها تجربه در طراحی و اجرای زیرساخت‌ های تخصصی دیتاسنتر، یکی از پیشگامان عرضه و پیاده‌سازی کف کاذب‌ های مهندسی‌ شده با قابلیت تهویه تطبیقی در ایران به شمار می‌رود. این شرکت با بهره‌ گیری از تیم فنی متخصص، محصولات متنوعی از کف کاذب آلومینیومی، فولادی و ماژولار را ارائه می‌دهد که با سیستم‌ های سرمایشی هوشمند سازگار بوده و امکان توزیع بهینه جریان هوا را فراهم می‌کنند. همچنین خدمات طراحی، مشاوره و اجرای حرفه‌ ای کف کاذب‌ های مخصوص اتاق سرور و مراکز داده با رعایت استاندارد های بین‌المللی از دیگر نقاط قوت کارنو است.

فراز شبکه کارنو، انتخابی مطمئن برای ایجاد زیرساخت پایدار، خنک و توسعه‌ پذیر در مراکز داده نسل آینده