مكيف هواء غرفة الخادم

مكيف الهواء الدقيق لغرفة الحاسوب هو مكيف هواء مصمم خصيصًا لغرف الحاسوب التي تحتوي على معدات إلكترونية حديثة. دقته وموثوقيته أعلى بكثير من مكيفات الهواء العادية. نعلم جميعًا أن أجهزة الحاسوب ومفاتيح التحكم المبرمجة تُوضع في غرفة الحاسوب.

يتكون من عدد كبير من المكونات الإلكترونية الكثيفة. لتحسين استقرار وموثوقية هذه الأجهزة، من الضروري التحكم بدقة في درجة حرارة ورطوبة البيئة ضمن نطاق محدد. يستطيع مكيف الهواء الدقيق لغرفة الحاسوب التحكم في درجة الحرارة والرطوبة النسبية لغرفة الحاسوب ضمن درجة مئوية واحدة زائد أو ناقص، مما يُحسّن بشكل كبير من عمر الأجهزة وموثوقيتها.

تأثير:

تُعدّ معالجة المعلومات حلقة وصل لا غنى عنها في العديد من الوظائف المهمة. لذلك، لا ينفصل التشغيل العادي للشركة عن غرفة البيانات ذات درجة الحرارة والرطوبة الثابتتين. تُولّد أجهزة تكنولوجيا المعلومات أحمالًا حرارية مُركّزة بشكل غير عادي، مع كونها شديدة الحساسية لتغيرات درجة الحرارة أو الرطوبة. قد تُسبّب التقلبات في درجة الحرارة أو الرطوبة مشاكل، مثل تشوّه الأحرف أثناء المعالجة، أو حتى إيقاف تشغيل النظام بالكامل في الحالات الشديدة. قد يُكلّف هذا الشركة مبالغ طائلة، اعتمادًا على مدة تعطل النظام وقيمة البيانات والوقت الضائع. لم تُصمّم مكيفات الهواء القياسية المريحة للتعامل مع تركيز الحمل الحراري وتركيبة غرفة البيانات، ولا لتوفير نقاط ضبط درجة الحرارة والرطوبة الدقيقة المطلوبة لهذه التطبيقات. صُمّم نظام تكييف الهواء الدقيق للتحكم الدقيق في درجة الحرارة والرطوبة. يتميز نظام تكييف الهواء الدقيق بموثوقية عالية ويضمن التشغيل المستمر للنظام على مدار السنة، بالإضافة إلى سهولة صيانته ومرونة تجميعه وتكراره، مما يضمن تشغيلًا طبيعيًا لغرفة البيانات على مدار السنة.

ظروف تصميم درجة الحرارة والرطوبة في غرفة الكمبيوتر

يُعد الحفاظ على ظروف تصميم درجة الحرارة والرطوبة أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلاسة تشغيل غرفة البيانات. يجب أن تتراوح ظروف التصميم بين 22 و24 درجة مئوية (72 و75 درجة فهرنهايت) ورطوبة نسبية تتراوح بين 35% و50%. وكما أن الظروف البيئية السيئة قد تُسبب أضرارًا، فإن التقلبات السريعة في درجات الحرارة قد تؤثر سلبًا على تشغيل الأجهزة، وهذا أحد أسباب استمرار تشغيل الأجهزة حتى عند عدم معالجة البيانات. في المقابل، صُممت أنظمة تكييف الهواء المريحة فقط للحفاظ على مستويات درجة الحرارة والرطوبة الداخلية عند 27 درجة مئوية (80 درجة فهرنهايت) و50% رطوبة نسبية، على التوالي، في الصيف مع درجة حرارة هواء تبلغ 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) ورطوبة نسبية في الخارج تبلغ 48%. نسبيًا، لا تحتوي مكيفات الهواء المريحة على أنظمة ترطيب وتحكم مخصصة، ولا تستطيع وحدات التحكم البسيطة الحفاظ على نقطة الضبط المطلوبة لدرجة الحرارة.

(23±2℃)، وبالتالي، قد تكون هناك درجة حرارة عالية ورطوبة عالية مما يؤدي إلى مجموعة واسعة من التقلبات في درجة الحرارة المحيطة والرطوبة.

المشاكل الناجمة عن البيئة غير المناسبة لغرفة الكمبيوتر

إذا كانت بيئة غرفة البيانات غير مناسبة، فسيكون لذلك تأثير سلبي على أعمال معالجة البيانات وتخزينها، وقد يتسبب في حدوث أخطاء في تشغيل البيانات، وتوقف التشغيل، وحتى فشل النظام بشكل متكرر وإغلاقه بالكامل.

1. درجات الحرارة العالية والمنخفضة

قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة أو التقلبات السريعة في درجات الحرارة إلى تعطيل معالجة البيانات وإيقاف النظام بأكمله. كما قد تؤثر تقلبات درجات الحرارة على الخصائص الكهربائية والفيزيائية للرقائق الإلكترونية ومكونات اللوحات الأخرى، مما يؤدي إلى أخطاء تشغيلية أو أعطال. قد تكون هذه المشاكل مؤقتة أو قد تستمر لعدة أيام. وحتى المشاكل المؤقتة قد يصعب تشخيصها وإصلاحها.

2. الرطوبة العالية

قد تؤدي الرطوبة العالية إلى تشوه مادي للأشرطة، وخدوش على الأقراص، وتكثيف على الرفوف، والتصاق الورق، وانهيار دوائر MOS وغيرها من الأعطال.

3. انخفاض الرطوبة

لا يؤدي انخفاض الرطوبة إلى توليد الكهرباء الساكنة فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى زيادة تفريغ الكهرباء الساكنة، مما يؤدي إلى عدم استقرار تشغيل النظام وحتى حدوث أخطاء في البيانات.

الفرق بين المكيف الخاص بغرفة الحاسوب والمكيف المريح العادي

تخضع غرفة الحاسوب لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بدرجة الحرارة والرطوبة والنظافة. لذلك، يختلف تصميم مكيف الهواء الخاص بغرفة الحاسوب اختلافًا كبيرًا عن مكيفات الهواء التقليدية المريحة، ويتجلى ذلك في الجوانب الخمسة التالية:

١. صُممت مكيفات الهواء التقليدية المريحة بشكل أساسي للموظفين، وتتميز بحجم هواء صغير وفرق كبير في المحتوى الحراري، ويتم التبريد وإزالة الرطوبة في آن واحد؛ حيث تُشكل الحرارة الحسية في غرفة الحاسوب أكثر من ٩٠٪ من إجمالي الحرارة، بما في ذلك تسخين المعدات نفسها، وتوليد الإضاءة للحرارة. وتشمل هذه الحرارة التوصيل الحراري عبر الجدران والأسقف والنوافذ والأرضيات، بالإضافة إلى حرارة الإشعاع الشمسي، وتسرب الرياح عبر الفجوات، وحرارة الهواء النقي، وغيرها. ونظرًا لضآلة كمية الرطوبة الناتجة عن هذه الحرارة، فإن استخدام مكيفات الهواء المريحة سيؤدي حتمًا إلى انخفاض الرطوبة النسبية في غرفة المعدات، مما يؤدي إلى تراكم الكهرباء الساكنة على سطح مكونات الدائرة الداخلية للمعدات، مما يؤدي إلى تفريغها، مما يُلحق الضرر بالمعدات ويؤثر على نقل البيانات وتخزينها. وفي الوقت نفسه، نظرًا لاستهلاك سعة التبريد (٤٠٪ إلى ٦٠٪) في إزالة الرطوبة، تنخفض سعة التبريد الفعلية لمعدات التبريد بشكل كبير، مما يزيد بشكل كبير من استهلاك الطاقة.

صُمم مكيف الهواء الخاص بغرفة الحاسوب للتحكم الدقيق في ضغط التبخر في المبخر، وزيادة إمداد الهواء، مما يجعل درجة حرارة سطح المبخر أعلى من درجة حرارة نقطة الندى للهواء دون إزالة الرطوبة. يؤدي ذلك إلى فقدان الرطوبة (زيادة إمداد الهواء، وانخفاض فرق المحتوى الحراري).

٢. كمية الهواء المريحة وسرعة الرياح المنخفضة لا تسمحان إلا بتدوير الهواء محليًا في اتجاه إمداد الهواء، ولا تُشكلان دورانًا هوائيًا شاملًا في غرفة الحاسوب. تبريد غرفة الحاسوب غير متساوٍ، مما يؤدي إلى اختلافات في درجات الحرارة بين المناطق. درجة الحرارة في اتجاه إمداد الهواء منخفضة، ودرجة الحرارة في المناطق الأخرى منخفضة. في حال وضع معدات توليد الحرارة في أماكن مختلفة، سيحدث تراكم للحرارة محليًا، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها وتلفها.

يتمتع مكيف الهواء الخاص بغرفة الكمبيوتر بحجم إمداد هواء كبير وعدد كبير من تغييرات الهواء في غرفة الكمبيوتر (عادةً من 30 إلى 60 مرة / ساعة)، ويمكن تشكيل دوران هواء عام في غرفة الكمبيوتر بأكملها، بحيث يمكن تبريد جميع المعدات في غرفة الكمبيوتر بالتساوي.

٣. في مكيفات الهواء التقليدية المريحة، نظرًا لصغر حجم إمداد الهواء وقلة عدد مرات تغييره، لا يضمن هواء غرفة المعدات تدفقًا كافيًا لإعادة الغبار إلى المرشح، فتتشكل الرواسب داخل غرفة المعدات، مما يؤثر سلبًا على الجهاز نفسه. علاوة على ذلك، فإن أداء الترشيح في وحدات تكييف الهواء المريحة العامة ضعيف، ولا يلبي متطلبات تنقية الهواء.

يتميز مكيف الهواء الخاص بغرفة الحاسوب بتدفق هواء واسع ودوران هواء جيد. كما يُزيل فلتر الهواء الخاص الغبار من الهواء بسرعة وكفاءة، مما يحافظ على نظافة غرفة الحاسوب.

٤. نظرًا لأن معظم الأجهزة الإلكترونية في غرفة الحاسوب تعمل باستمرار وتستغرق وقتًا طويلاً، يجب تصميم مكيف هواء خاص بغرفة الحاسوب ليعمل باستمرار مع أحمال ثقيلة على مدار العام، مع الحفاظ على موثوقية عالية. يصعب تلبية متطلبات تكييف الهواء المريح، خاصةً في فصل الشتاء، نظرًا لجودة عزله وكثرة أجهزة التدفئة فيه، ولا يزال يتعين على وحدة التكييف العمل بشكل طبيعي. في هذا الوقت، يصعب تكييف الهواء المريح بشكل عام نظرًا لانخفاض ضغط التكثيف الخارجي. في التشغيل العادي، يضمن مكيف الهواء الخاص بغرفة الحاسوب التشغيل الطبيعي لدورة التبريد من خلال المكثف الخارجي القابل للتحكم.

٥. عادةً ما يكون مكيف الهواء الخاص بغرفة الحاسوب مزودًا بنظام ترطيب خاص، ونظام إزالة رطوبة عالي الكفاءة، ونظام تعويض حراري كهربائي. من خلال المعالج الدقيق، يمكن التحكم بدقة في درجة الحرارة والرطوبة في غرفة الحاسوب وفقًا للبيانات المُعادة من كل مستشعر. في حين أن مكيف الهواء المريح لا يحتوي عادةً على نظام ترطيب، والذي لا يمكنه التحكم إلا في درجة الحرارة بدقة منخفضة، ويصعب التحكم في الرطوبة، مما لا يلبي احتياجات معدات غرفة الحاسوب.

باختصار، هناك اختلافات جوهرية في تصميم المنتجات بين مكيفات الهواء المخصصة لغرف الحاسوب ومكيفات الهواء المريحة. فكلاهما مصمم لأغراض مختلفة، ولا يمكن استخدامهما بالتبادل. يجب استخدام مكيفات الهواء المخصصة لغرف الحاسوب في هذه الغرف. وقد استُخدمت على نطاق واسع في العديد من القطاعات المحلية، مثل التمويل والبريد والاتصالات ومحطات التلفزيون والتنقيب عن النفط والطباعة والبحث العلمي والطاقة الكهربائية، وغيرها، مما يُحسّن موثوقية وكفاءة تشغيل أجهزة الحاسوب والشبكات وأنظمة الاتصالات في هذه الغرف.

نطاق التطبيق:

تُستخدم مكيفات الهواء الدقيقة في غرف الحاسوب على نطاق واسع في البيئات عالية الدقة، مثل غرف الحاسوب، وغرف المفاتيح المُتحكم بها بالبرمجيات، ومحطات الاتصالات المتنقلة عبر الأقمار الصناعية، وغرف المعدات الطبية الكبيرة، والمختبرات، وغرف الاختبار، وورش إنتاج الأجهزة الإلكترونية الدقيقة. وتتطلب النظافة، وتوزيع تدفق الهواء، وغيرها من المؤشرات متطلبات عالية، ويجب ضمانها من خلال معدات تكييف الهواء الدقيقة المخصصة لغرف الحاسوب، والتي تعمل على مدار الساعة طوال أيام السنة.

سمات:

الحرارة الحساسة

يقوم المضيف والأجهزة الطرفية والخوادم والمفاتيح وأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية وغيرها من معدات الحاسوب المُثبتة في غرفة الحاسوب، بالإضافة إلى معدات دعم الطاقة، مثل مصدر طاقة UPS، بتبديد الحرارة في غرفة الحاسوب عن طريق نقل الحرارة والحمل الحراري والإشعاع. هذه الحرارة تُسبب فقط ارتفاع درجة حرارة غرفة الحاسوب. الزيادة هي حرارة محسوسة. يتراوح تبديد الحرارة في خزانة الخادم من بضعة كيلوواط إلى عشرات الكيلوواط في الساعة. في حالة تركيب خادم شفرة، يكون تبديد الحرارة أعلى. يبلغ تبديد الحرارة لمعدات غرفة الحاسوب الكبيرة والمتوسطة الحجم حوالي 400 واط/م2، وقد يصل مركز البيانات ذو الكثافة الأعلى المُثبتة إلى أكثر من 600 واط/م2. يمكن أن تصل نسبة الحرارة المحسوسة في غرفة الحاسوب إلى 95%.

حرارة كامنة منخفضة

لا يُغيّر هذا النظام درجة حرارة غرفة الحاسوب، بل يُغيّر فقط نسبة الرطوبة في الهواء. يُسمّى هذا الجزء من الحرارة بالحرارة الكامنة. لا تحتوي غرفة الحاسوب على جهاز لتبديد الرطوبة، وتأتي الحرارة الكامنة بشكل رئيسي من الموظفين والهواء الخارجي، بينما تعتمد غرف الحاسوب الكبيرة والمتوسطة الحجم عادةً على نظام الفصل بين الإنسان والآلة. لذلك، تكون الحرارة الكامنة في غرفة المحرك منخفضة.

حجم الهواء كبير وفرق المحتوى الحراري صغير

تنتقل حرارة المعدات إلى غرفة المعدات بالتوصيل والإشعاع، وتتركز في المناطق ذات الكثافة العالية. يمتص حجم الهواء الحرارة الزائدة. بالإضافة إلى ذلك، تكون الحرارة الكامنة في غرفة الماكينة أقل، ولا تتطلب إزالة الرطوبة عادةً، ولا يحتاج الهواء إلى انخفاض درجة حرارته عن الصفر عند مروره عبر مبخر مكيف الهواء، لذا يجب أن يكون فرق درجة الحرارة والمحتوى الحراري للهواء المُزوَّد صغيرًا. حجم هواء أكبر.

تشغيل متواصل، تبريد على مدار السنة

يُعد تبديد الحرارة في أجهزة غرفة الحاسوب مصدرًا ثابتًا للحرارة، ويعمل دون انقطاع على مدار العام. يتطلب هذا نظامًا لضمان استمرارية تكييف الهواء، بالإضافة إلى متطلبات عالية لإمدادات الطاقة لمعدات التكييف. ولحماية أجهزة الحاسوب المهمة، يجب توفير مولد كهربائي كمصدر طاقة احتياطي. يُسبب مصدر الحرارة الثابت طويل الأمد الحاجة إلى التبريد حتى في فصل الشتاء، وخاصةً في المنطقة الجنوبية. أما في المنطقة الشمالية، فإذا كانت هناك حاجة إلى التبريد في الشتاء، فيجب مراعاة ضغط التكثيف في الوحدة والعوامل الأخرى ذات الصلة عند اختيار وحدة تكييف الهواء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن زيادة نسبة دخول الهواء البارد الخارجي لتحقيق هدف توفير الطاقة.

هناك العديد من الطرق لإرسال وإرجاع الهواء

تعتمد طريقة إمداد مكيف الهواء بالهواء على خصائص مصدر وتوزيع الحرارة في الغرفة. ووفقًا لكثافة المعدات في الغرفة، وكثرة الكابلات والجسور، وطريقة التوصيل، يُقسم إمداد مكيف الهواء إلى إرجاع سفلي وإرجاع علوي. تغذية خلفية علوية، تغذية خلفية جانبية، تغذية خلفية جانبية.

إمداد الهواء لصندوق الضغط الثابت

عادةً لا يستخدم مكيف الهواء الموجود في غرفة الكمبيوتر الأنابيب، بل يستخدم المساحة الموجودة في الجزء السفلي من الأرضية المرتفعة أو الجزء العلوي من السقف كهواء عائد لصندوق الضغط الساكن. الضغط الساكن متساوي.

متطلبات النظافة العالية

تخضع غرف الحاسوب الإلكترونية لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بنظافة الهواء. يُلحق الغبار والغازات المسببة للتآكل في الهواء ضررًا بالغًا بعمر المكونات الإلكترونية، مما يُسبب ضعف الاتصال وقصر الدوائر الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري تزويد غرفة المعدات بالهواء النقي للحفاظ على ضغط إيجابي فيها. ووفقًا لـ "مواصفات تصميم غرفة الحاسوب الإلكترونية"، يتم اختبار تركيز الغبار في هواء غرفة المحرك الرئيسية في ظروف ثابتة. يجب ألا يقل عدد جزيئات الغبار التي تزيد عن 0.5 متر مكعب لكل لتر من الهواء عن 18,000. يجب ألا يقل فرق الضغط بين غرفة المحرك الرئيسية والغرف والممرات الأخرى عن 4.9 باسكال، وألا يقل فرق الضغط الساكن مع الهواء الخارجي عن 9.8 باسكال.