Veri Merkezlerinde Soğutma Otomasyonu Çözümleri (Plant System Manager)

09 Mayıs 2017 Dergi: Mayıs-2017

Son yıllarda popüler hale gelen Veri Merkezi projeleri,  Alarko- Carrier tarafından sunulan Soğutma Sistem Yöneticisi ile şimdi daha verimli. 

Yazan: Mesut Karadağ/BYS Satış Şefi

Günümüz sayısal dünyasında verilerin saklanması için kâğıt yerine artık bilgisayarlar, tabletler ve cep telefonlarını kullanır olduk. Sayısal veriler son 5 yıldır o kadar arttı ki artık büyük dosya boyutlarıyla işlemler yapmaya başladık. Gerek çalışma ortamımızda gerekse normal hayatımızda video, fotoğraf vb. gibi birçok verimizi telefonumuzda tabletimizde, artık depolayamaz hale geldik. Cihazların kapasiteleri artık yetmemeye başladı. Bir diğer ihtiyaç ise bilgiye her yerden farklı platformlardan ulaşma gerekliliği.  Bu durumda imdadımıza artık “cloud” yani “bulut teknolojisi” yetişmeye başladı. Bu nedenle veri merkezleri sayısı, son yıllarda artmaya başladı.

Veri merkezleri kendi aralarında 4 seviye veya katman (Tier) olarak gruplanabilir. Bu gruplamalar tesisteki Jeneratör, UPS, Güç Beslemesi, Soğutma Sistemleri vb. gibi alt sistemlerin tasarımına ve yedekliliğine göre yapılmaktadır. Bu yazıda soğutma sistemleri tarafındaki tasarım ve etkin otomasyon çözümleri hakkında bilgi verilecektir.

Veri merkezlerindeki en büyük sorunlardan biri de cabinetlerde oluşan ısının atılması ve cihazların optimum bir sıcaklıkta çalıştırılma ihtiyacıdır. Bu nedenle genel olarak veri merkezlerinde CRAC (Computer Room Air Conditioner) diye adlandırılan cihazlar tercih edilmektedir. CRAC dediğimiz cihazlar evlerimizdeki split klimalarla oldukça benzerdir. Soğutucu akışkanın olduğu bir devreye sahiptir.

alarko veri merkezi sekil 1

Şekil 1. Veri Merkezi Soğutma Hava Akışı

Tasarım aşamasında 2 yöntem tercih edilebiliyor.

  1. CRAC + KURU SOĞUTUCU(DRY COOLER)
  2. CRAC +ÇİLLER

7/24 çalışacak veri merkezlerinde, her iki sistem tasarımında da mutlak suretle serbest soğutma altyapısı tasarım aşamasında düşünülmelidir. Binalarda olduğu gibi veri merkezlerinde de en büyük tüketim soğutma esnasında tüketilmektedir.

CRAC + DRY Cooler Tasarımı

Bu tasarımda CRAC’lar serbest soğutma eşanjörü ile donatılmalıdır. CRAC’lar bina dışına monte edilmiş kuru soğutuculara su boru hattıyla bağlanır. Dış hava sıcaklığı ve cihaza giren su sıcaklığına uygun olarak cihazlar kendi iç algoritmalarına uygun olarak tam veya parçalı serbest soğutma moduna geçebilir. Serbest soğutma modunda kompresör çalışmayacağından, ciddi anlamda bir enerji tasarrufu yapılabilecektir. Soğutma otomasyonu bu çalışma mantığında CRAC cihazlarının kendi iç çalışma algoritmalarına müdahale etmeyecektir. Cihaz çalışma bilgileri, set değerleri, değişik modlardaki çalışma süreleri soğutma otomasyonu ekranında izlenebilmeli ve raporlanabilmelidir. Bu raporlara uygun olarak sistemin sağlığı çalışıp çalışmadığı kolayca takip edilebilecektir. Soğutma otomasyonu CRAC’lara tasarım sıcaklığına uygun olarak soğuk su üretmekle yükümlü kuru soğutucuları (dry cooler) sıralı çalıştırabilmelidir. CRAC girişlerinde seçilecek motorlu vanalar hızlı açma/kapama özelliğine sahip olmalıdır. Vana pozisyonları soğutma otomasyonu tarafından izlenmelidir.

Bu tasarımda, soğutma çevriminin olduğu kompresörler CRAC bazında olduğundan, herhangi bir kompresör arızası sadece ilgili CRAC ünitesini etkileyecektir. Diğer CRAC’lar iç ortam sıcaklığına bağlı olarak kendi kapasitelerini otomatik olarak artırıp azaltabilecektir.

CRAC+Çiller Tasarımı

Bu tasarımda CRAC’ler için gerekli soğuk su çiller tarafından üretilecektir. Bu nedenle CRAC cihazlarında soğutma çevrimi için ne bir kompresör ne de serbest soğutma eşanjörüne ihtiyaç olacaktır. Çiller genellikle su soğutmalı bir cihaz olarak seçilmelidir. Sistemde ayrıca 1 adet serbest soğutma eşanjörü de olmalıdır. Bu tasarımda soğutma otomasyonu, sistem çalışma senaryoları gereği daha fazla sorumluluğa sahiptir. Bir önceki tasarımda CRAC cihazının kendi iç algoritması ile karar verilen tam veya parçalı serbest soğutma, bu sefer soğutma otomasyonu tarafından yönetilecektir. Tasarıma bağlı olarak çiller sayısı 1’den fazla olabilecektir. Bu durumda tasarım soğuk su sıcaklığını çoklu çillerde üretmek için çiller üreticisi tarafından fabrika şartlarında test edilip geliştirilmiş algoritmalara sahip olan bir soğutma otomasyonu tercih edilmelidir. Soğutma kulesi, serbest soğutma eşanjörü, kondenser pompaları, evaporatör pompaları ve ilgili 2 ve 3 yollu vanalar tamamen soğutma otomasyonu kontrolündedir.

3 farklı çalışma modu olacaktır:

- Serbest Soğutma,

- Parçalı Soğutma,

- Mekanik Soğutma

Dış hava sıcaklığına uygun olarak mod seçimleri, soğutma otomasyonu tarafından otomatik olarak yapılacaktır.

Bu tasarımda soğutma çevriminin olduğu kompresörler çillerlerde olduğundan herhangi bir kompresör arızasından ilgili çiller devre dışı kalacağından çillerler mutlaka yedeklenmelidir. Enerji tasarrufu açısından kule fanları frekans inverterli olmalıdır.

Yüksek Tier seviyelerinde genel olarak Sistem A ve Sistem B olmak üzere yedekli tasarımlar gündeme gelmektedir. Bu tarz sistemlerde ise “Tamamen ayrı Tamamen izole” parolası dikkate alınmalıdır. Yani soğutma sistem yöneticisi, Sistem A için 1 adet, Sistem B için 1 adet olmalıdır. Tüm yazılım bileşenleri (Database, Server vs.) tamamen ayrı olarak kurulmalıdır.

alarko veri merkezi sekil 2

Şekil 2.  Soğutma Sistem Yöneticisi Örnek Ekranı



Söyleşi