डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम (Data center cooling system)

डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम डेटा सेंटर के लिए उपकरणों का कॉम्प्लेक्स है, जो सर्वरों से गर्मी निकालता है और डेटा सेंटर में अनुमत तापमान-आर्द्रता व्यवस्था बनाए रखता है। यह ओवरहीटिंग को रोकता है, जो विफलताओं और उपकरण की सेवा जीवन में कमी की ओर ले जाता है।

डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम क्या है

डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम एक इंजीनियरिंग इंफ्रास्ट्रक्चर है, जो सर्वर उपकरण द्वारा उत्सर्जित गर्मी का निकास और माइक्रोक्लाइमेट के निर्धारित मापदंडों का रखरखाव सुनिश्चित करता है। सर्वरों वाला रैक दसियों किलोवाट गर्मी उत्सर्जित करता है, इसलिए कूलिंग के बिना उपकरण ओवरहीट होता है, प्रदर्शन खोता है और विफल हो जाता है। सिस्टम द्वारा नियंत्रित मुख्य मापदंड — सर्वरों के इनलेट पर हवा का तापमान (आमतौर पर 18–27 °C) और आर्द्रता (40–60%), जो स्थैतिक बिजली और संघनन को रोकती है। आधुनिक डेटा सेंटर ठंडी आपूर्ति और गर्म निकास हवा को विभाजित करने वाली «ठंडे» और «गर्म» गलियारों की योजना का उपयोग करते हैं।

कूलिंग प्रणालियों के प्रकार

कार्य सिद्धांत के अनुसार वायु कूलिंग, तरल (जल) कूलिंग और उनके संयोजन भिन्न होते हैं। वायु कूलिंग सबसे आम विकल्प है: प्रिसिज़न एयर कंडीशनर (CRAC/CRAH) फाल्स फ्लोर के नीचे या ऊपर से ठंडी हवा देते हैं, और गर्म हवा «गर्म» गलियारे में निकलती है। रैकों की बड़ी घनत्व पर वायु सामना नहीं करती, और तरल कूलिंग उपयोग होती है: ठंडा तरल पाइपों द्वारा सीधे सर्वरों तक दिया जाता है (पिछले दरवाजे के हीट एक्सचेंजर, इमर्सिव कूलिंग)। आधुनिक डेटा सेंटर अक्सर कम तापमान पर बाहरी हवा का उपयोग करने वाली फ्री कूलिंग का उपयोग करते हैं, जो बिजली बचाता है।

वायु कूलिंग कैसे काम करती है

क्लासिक योजना: ठंडी हवा फाल्स फ्लोर के माध्यम से «ठंडे» गलियारे में दी जाती है, सर्वरों द्वारा सामने से खींची जाती है, उपकरण से गुजरती है, गर्म होती है और पीछे «गर्म» गलियारे में फेंकी जाती है। प्रिसिज़न एयर कंडीशनर गर्म हवा लेते हैं, हीट एक्सचेंजरों से ठंडा करते हैं और फिर «ठंडे» गलियारे में देते हैं। एयर कंडीशनर रेफ्रिजरेशन सर्किट (कंप्रेसर, इवेपोरेटर, कंडेंसर) उपयोग करते हैं और हवा या पानी के साथ बाहरी गर्मी निकास वाले होते हैं। प्रक्रिया ऑटोमेशन नियंत्रित करता है, जो मशीन हॉल के अलग-अलग बिंदुओं में सेंसरों से तापमान पर नज़र रखता है। एक एयर कंडीशनर के विफल होने पर आरक्षित एग्रीगेट (N+1, 2N) बिना सेवा रुके कूलिंग जारी रखते हैं।

घने रैकों की तरल कूलिंग

जब रैक की शक्ति वायु की संभावनाओं से अधिक होती है (उदाहरण के लिए, 20–30 किलोवाट और अधिक), तो तरल कूलिंग पर स्विच करते हैं। पिछले दरवाजे के हीट एक्सचेंजरों वाली योजना में ठंडा पानी रैकों के पीछे पैनलों में घूमता है और आउटपुट पर गर्मी लेता है। इमर्सिव कूलिंग सर्वरों को पूरी तरह से डाइइलेक्ट्रिक तरल में डुबोती है, गर्मी को अधिकतम रूप से प्रभावी ढंग से निकालती है, लेकिन विशेष रैकों की आवश्यकता होती है और रखरखाव की सुविधा कम करती है। तरल प्रणालियाँ बाहरी गर्मी निकास के लिए चिलर और ड्राई कूलर उपयोग करती हैं। ठंडे पानी का वितरण, पंपों का आरक्षण और रिसाव नियंत्रण ऐसी कूलिंग के संचालन के महत्वपूर्ण कार्य हैं।

नियंत्रण और आरक्षण क्यों महत्वपूर्ण है

कूलिंग की विफलता तेजी से तापमान बढ़ाती है और सही पावर के बावजूद सर्वरों के आपातकालीन बंद की ओर ले जाती है। इसलिए कूलिंग प्रणालियाँ आरक्षण के साथ डिज़ाइन होती हैं: कूलिंग शक्ति में अतिरेक (N+1), स्वतंत्र विद्युत फीडर और पंपों तथा चिलरों का डुप्लिकेशन। कूलिंग की निगरानी डेटा सेंटर प्रबंधन प्रणाली में शामिल होती है और प्रत्येक रैक द्वारा तापमान, आर्द्रता और ऊर्जा खपत का मूल्यांकन करती है। ऊर्जा दक्षता PUE संकेतक से मापी जाती है: यह 1 के जितना करीब होता है, इंफ्रास्ट्रक्चर उपयोगी लोड के सापेक्ष कूलिंग और अन्य जरूरतों पर उतनी ही कम ऊर्जा खर्च करता है।