المبرد الجاف للتبريد السائل لمراكز البيانات: متى يتفوق على برج التبريد

قد ينتج برج التبريد مياهًا أكثر برودة للمنشأة حتى في أشد أوقات الظهيرة حرارةً. كما أنه قد يُجبر مركز البيانات على القيام بعمليات التبخير المستمر، والمعالجة الكيميائية، والتصريف، واختبار المياه، وإدارة المخاطر البيولوجية بشكل دائم.

هذا هو القرار الحقيقي.

السؤال ليس ما إذا كان المبرد الجاف أكثر حداثة من برج التبريد. فالمبرد الجاف المخصص للتبريد السائل لمراكز البيانات لا يعمل إلا عندما توفر درجة حرارة سائل تبريد الخادم، والمناخ المحلي، وتصميم المبادل الحراري لوحدة التبريد المركزية (CDU) هامشًا حراريًا كافيًا في أسوأ ظروف تشغيل للمشروع.

عندما يتوفر هذا الهامش، يمكن للمبرد الجاف أن يلغي طبقة كاملة من البنية التحتية المائية وتعقيدات التشغيل. أما في حالة عدم توفره، فإن فرض تصميم يعتمد على التبريد الجاف فقط قد يؤدي إلى انخفاض السعة في فصل الصيف، أو ارتفاع استهلاك الطاقة للمراوح، أو تشغيل المبرد في حالات الطوارئ، أو عدم القدرة على الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة لتزويد الخوادم.

اختر من سلسلة درجات الحرارة إلى الخارج.

القرار يعتمد على درجة الحرارة أولاً، وليس على نوع المعدات

يقوم المبرد الجاف بنقل الحرارة من دائرة مغلقة من الماء أو الجليكول إلى الهواء الخارجي عبر ملفات ذات ريش ومراوح. ويتحدد أداءه بشكل أساسي بدرجة حرارة المصباح الجاف في الهواء الخارجي.

يستخدم برج التبريد التبخر لتصريف الحرارة. ويرتبط حده الحراري بدرجة حرارة المصباح الرطب في الهواء الطلق، والتي يمكن أن تكون أقل بكثير من درجة حرارة المصباح الجاف، خاصة في المناخ الحار والجاف.

هذا الاختلاف يفسر تقريبًا كل المفاضلات الرئيسية.

– يمنع المبرد الجاف استهلاك مياه العمليات عن طريق التبخر، لكنه يعمل عادةً بدرجة حرارة أعلى للسائل الخارج.
– يمكن لبرج التبريد أن يوفر درجات حرارة أقل لمياه المنشأة، لكنه يتطلب مياه تعويضية، وتصريفًا، ومعالجةً للمياه، وصيانةً أكثر كثافةً لنظام المياه.
– تزداد جاذبية المبرد الجاف كلما ارتفعت درجة حرارة الإمداد المسموح بها في أنظمة التبريد التكنولوجية.
– يحتفظ برج التبريد بميزة عندما يحتاج مركز البيانات إلى مياه باردة في ظل ارتفاع درجة الحرارة الجافة.

يحدد «إطار عمل أداء الطاقة لمراكز البيانات القائمة على الذكاء الاصطناعي» الحالي الصادر عن جمعية ASHRAE فئات التبريد السائل W17 وW27 وW32 وW40 وW45 وW+، حيث يشير اسم الفئة إلى الحد الأعلى لدرجة حرارة سائل التبريد. وتوسع الفئات ذات درجات الحرارة الأعلى من فرص التخلص من الحرارة بدون ضاغط أو بالتبريد الجاف، لأن المنشأة لم تعد بحاجة إلى إنتاج الماء المبرد التقليدي.

يُحدث التبريد السائل بالمياه الدافئة تغييرًا في الجدوى الاقتصادية.

المبرد الجاف مقابل برج التبريد: الفرق الهندسي

إن النظام الذي يوفر أدنى درجة حرارة للمياه الخارجة ليس بالضرورة هو الأقل تكلفة. يتم اختيار أفضل مبرد جاف لتطبيقات مراكز البيانات بناءً على سلسلة درجات الحرارة الكاملة، وتتمثل المقارنة التجارية الصحيحة في التكلفة الإجمالية السنوية في ظل وقت التشغيل المطلوب.

صيغة درجة الحرارة التي تحدد مصير المشروع

في مرحلة دراسة الجدوى الأولية، يمكن تقييم سلسلة المبردات الجافة باستخدام هذه العلاقة:

درجة حرارة التغذية المطلوبة للتكنولوجيا >= درجة حرارة المصباح الجاف التصميمية + فارق درجة الحرارة للمبرد الجاف + فارق درجة الحرارة للمبادل الحراري لوحدة التبريد المركزية (CDU) + هامش التحكم

بالنسبة لبرج التبريد:

درجة حرارة التغذية المطلوبة للتكنولوجيا >= درجة حرارة المصباح الرطب التصميمية + فارق درجة الحرارة في برج التبريد + فارق درجة الحرارة في المبادل الحراري لوحدة التبريد المركزي (CDU) + هامش التحكم

يُقصد بـ«التقارب» الفرق في درجة الحرارة المطلوب لتحقيق نقل حراري فعلي. وهو ليس أمراً مجانياً. وعادةً ما يتطلب التقارب الأكبر مساحة أكبر للملف، أو مبادل حراري أكبر حجماً، أو تدفق هواء أعلى، أو استثماراً أكبر، أو مزيجاً من هذه العوامل.

لنأخذ مشروعًا توضيحيًّا للتبريد السائل باستخدام الذكاء الاصطناعي كمثال:

– تيار الدائرة التقنية المطلوب: 40C
– درجة الحرارة الجافة في فصل الصيف: 35 درجة مئوية
– درجة حرارة المصباح الرطب في فصل الصيف: 24 درجة مئوية
– درجة الحرارة المفترضة لمبرد الهواء الجاف: 4 كلفن
– نهج برج التبريد المفترض: 4 كلفن
– نهج مبادل حراري CDU المفترض: 3 كلفن
– هامش التحكم والتلوث: 2K

تتطلب سلسلة درجات الحرارة في المبرد الجاف ما يلي تقريبًا:

35 + 4 + 3 + 2 = 44C

وهذا لا يفي بهدف توفير درجة حرارة 40 درجة مئوية. وقد يقلل المبرد الجاف الأكبر حجمًا من الفارق بين الدرجة المستهدفة والدرجة الفعلية، لكن المشروع سيحتاج على الأرجح إلى درجة حرارة تزويد أعلى معتمدة من جانب الخوادم، أو دعم أدياباتي، أو تعديل المبرد، أو استراتيجية أخرى لتصريف الحرارة.

تحتاج سلسلة أبراج التبريد إلى ما يقارب:

24 + 4 + 3 + 2 = 33C

وهذا يوفر هامشًا أكبر بكثير لدرجة الحرارة بالنسبة لنفس حلقة التكنولوجيا التي تعمل عند 40 درجة مئوية.

الآن قم بتغيير هدف الإمداد المعتمد من الخادم من 40 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية. يصبح خيار المبرد الجاف ممكنًا من الناحية الفنية في ظل ظروف التصميم المفترضة، على الرغم من أنه لا يزال يتعين التحقق من اختيار الملفات، والارتفاع، والغليكول، والتلوث، والضوضاء، والتكرار.

نصيحة من الخبراء:

اطلب من مورد الخادم معرفة النطاق المسموح به لسائل التبريد قبل طلب عرض أسعار لمبرد جاف. فالتغير بمقدار خمس درجات واحدة في درجة حرارة الإمداد المعتمدة يمكن أن يغير تصميم نظام التخلص من الحرارة في الهواء الطلق، والمساحة التي تشغلها المعدات، ونموذج استهلاك الطاقة السنوي.

متى يكون المبرد الجاف أفضل من برج التبريد

1. توافر المياه يمثل أحد المعوقات التي تواجه المشروع

تصف وزارة الطاقة الأمريكية مراكز البيانات التي تعتمد على أبراج التبريد بأنها تطبيقات تستهلك كميات كبيرة من المياه، وتستخدم مؤشر «فعالية استخدام المياه» — الذي يُقاس باللتر لكل كيلوواط/ساعة من الطاقة المستخدمة في تكنولوجيا المعلومات — لتتبع أداء الموقع في مجال استهلاك المياه.

في حالة التشغيل الجاف تمامًا، لا يستهلك المبرد الجاف مياه المعالجة عن طريق التبخر. ولا تزال المنشأة بحاجة إلى دائرة مغلقة خاضعة للإدارة، وقد تستخدم المياه لأغراض التنظيف أو الصيانة، لكنها تتجنب الطلب المستمر على مياه التغذية الذي ينتج عن برج التبريد.

وقد يكون هذا عاملاً حاسماً في الحالات التالية:

– حقوق المياه أو القدرات البلدية محدودة
– رسوم المياه والصرف الصحي مرتفعة
– تصاريح التصريف تفرض قيودًا على عملية التفريغ
– تهتم المجتمعات المحلية بمسألة استهلاك مراكز البيانات للمياه
– لا يمكن لموقع بعيد أن يوفر معالجة موثوقة للمياه

لا تحدد سعر المياه بناءً على فاتورة المرافق وحدها. بل ضع في اعتبارك المخاطر المتعلقة بالجدول الزمني للحصول على السعة والتراخيص.

نصيحة من الخبراء:

اطلب الحصول على تقرير شهري عن توازن المياه، لا مجرد رقم سنوي واحد لـ«كفاءة استخدام المياه» (WUE). فذروة الطلب على المياه التكميلية في الصيف، وحجم التصريف، ورسوم الصرف الصحي هي العوامل التي تحدد ما إذا كان التوصيل المحلي للمياه قادرًا على دعم المشروع.

2. يمكن أن تعمل حلقة التكنولوجيا في حالة دافئة

يصبح التبريد الجاف أسهل بكثير عندما يتحمل الخادم أو نظام الألواح الباردة درجات حرارة مرتفعة لسائل التبريد. وتشير شركة «مونترز» إلى أن الأنظمة الحديثة التي تعمل بنظام التبريد المباشر للرقائق قد تعمل بدرجات حرارة تزويد تتراوح بين 35 و45 درجة مئوية، وأن درجات الحرارة الأعلى تتيح مزيدًا من الساعات التي يمكن خلالها التخلص من الحرارة مباشرةً في الهواء المحيط.

تظل الشركة المصنعة للمعدات الأصلية (OEM) للخوادم هي الجهة المرجعية. فليست كل منصة وحدة معالجة الرسومات (GPU) أو لوحة التبريد أو الخرطوم أو المشعب أو وصلة الفصل السريع مؤهلة لتتحمل نفس درجة حرارة السائل أو تدفقه أو ضغطه أو تركيبته الكيميائية.

لا تستخدم التشغيل الجاف إلا عندما تدعم ذلك المواصفات الكاملة لنظام التبريد التكنولوجي، وليس لمجرد أن أحد المكونات يحمل ملصق W40 أو W45.

3. يوفر المناخ عددًا كافيًا من ساعات التبريد الجاف

لا يُعد متوسط درجة الحرارة السنوية معيارًا مفيدًا تقريبًا في عملية الاختيار النهائي.

يحتاج المهندس إلى بيانات المناخ بالساعة أو حسب الفترات الزمنية، وظروف درجة الحرارة الجافة التصميمية، والرطوبة المقترنة، والارتفاع، وملف الأحمال الخاص بالمشروع. وقد يحقق الموقع الذي يتميز بشتاء بارد آلاف الساعات من التبريد الحر، لكنه لا يزال يحتاج إلى استراتيجية للتعامل مع الطقس الحار خلال عدد قليل من الساعات الحرجة.

وقد يظل ذلك يرجح استخدام مبرد جاف. فقد يكون استخدام مبرد صغير الحجم مصمم لخدمة ساعات الذروة أكثر اقتصادية من تشغيل محطة تبريد تبخيري على مدار العام.

4. البساطة التشغيلية لها قيمة حقيقية

برج التبريد ليس مجرد مبادل حراري في الهواء الطلق. إنه نظام مياه خاضع للإدارة.

تتناول إرشادات وزارة الطاقة (DOE) دورات التركيز والتفريغ وتحسين معالجة المياه. أما إرشادات مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) فتتعامل مع أبراج التبريد باعتبارها أنظمة تتطلب مراقبة فعالة لمخاطر بكتيريا الليجيونيلا، والنظافة، والصيانة، وإدارة استخدام المطهرات.

يعمل المبرد الجاف ذو الدائرة المغلقة على استبعاد أحواض الأبراج، وحشوات التبريد، وفوهات الرش، ومزيلات الانجراف، وعمليات التفريغ الروتينية من نموذج التشغيل. لكن هذا لا يعني أنه لا يحتاج إلى صيانة. فما زالت الملفات تتعرض للتلوث، وما زالت المراوح تتعطل، وما زال تركيز الجليكول يتغير، وما زالت تسلسلات التحكم بحاجة إلى الاختبار. لكن عدد حالات فشل نظام المياه أقل بكل بساطة.

نصيحة من الخبراء:

بالنسبة لمركز البيانات البعيد، قارن بين توفر العمالة المؤهلة في مجال معالجة المياه وتوفر محركات المراوح، وأجهزة التحكم في المراوح الكهربائية (EC)، وخدمات تنظيف الملفات. تعتمد قابلية الصيانة على منظومة الخدمات المحلية، وليس على ما ورد في الكتيب الترويجي.

5. المشروع ذو طابع معياري أو مشروع إعادة تطوير

تتوافق المبردات الجافة بشكل طبيعي مع أنظمة التبريد السائل المعيارية، حيث يمكن تركيبها في الهواء الطلق على شكل وحدات سعة قابلة للتكرار، وتوصيلها بدائرة المنشأة التي تخدم وحدة توزيع تكييف (CDU) واحدة أو أكثر.

ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل الأعمال الإنشائية مقارنة بمحطة التبريد المركزية المزودة ببرج تبريد، والتي تتطلب أحواضًا، وبنية تحتية لمياه التغذية، وأنظمة كيميائية، وشبكات تصريف، وبرنامجًا أكثر تعقيدًا لإدارة المياه.

تكون الميزة في أوجها عندما يتوسع المشروع على مراحل. قم بإضافة نظام التخلص من الحرارة مع وحدة الحوسبة التالية بدلاً من تصميم المحطة بأكملها بأبعاد أكبر من اللازم منذ اليوم الأول.

6. تكاليف مخاطر المياه تفوق تكاليف الطاقة الإضافية المستهلكة في تشغيل المراوح

قد تحتاج المبردات الجافة إلى تدفق هواء أكبر، أو مساحة أكبر للملف، أو تعديلات ميكانيكية خلال فترات الحرارة المرتفعة. وقد تقلل أبراج التبريد من استهلاك الطاقة في الضاغط والمروحة من خلال الاستفادة من ظروف درجة الحرارة الرطبة.

وهذا يؤدي إلى وجود مفاضلة بين مؤشر كفاءة استخدام الطاقة (PUE) ومؤشر كفاءة استخدام المياه (WUE).

يمكن للنظام الجاف أن يحسّن كفاءة استخدام المياه في الموقع، مع استهلاك المزيد من الطاقة الكهربائية في مناخات معينة. أما النظام التبخيري فيمكنه تقليل استهلاك الطاقة اللازمة للتبريد، مع استهلاك كميات أكبر من المياه. ويعتمد الاختيار الأمثل من الناحية التجارية على سعر الكهرباء، وتكلفة المياه والصرف الصحي، والمناخ، وأهداف خفض انبعاثات الكربون، والتراخيص، والقيمة المخصصة للمخاطر التشغيلية.

لا تقم بتحسين مؤشر واحد من مؤشرات الاستدامة بمعزل عن غيره.

الحالات التي لا يزال فيها برج التبريد هو الخيار الأفضل

يظل برج التبريد هو الخيار الأفضل عندما يحتاج المشروع إلى درجة حرارة لمياه المنشأة لا يمكن للهواء المحيط الجاف توفيرها بشكل موثوق.

ومن الأمثلة النموذجية على ذلك:

– دوائر تعمل بتقنية درجات الحرارة المنخفضة أو أحمال المياه المبردة القديمة
– المواقع شديدة الحرارة التي تكون فيها درجة الحرارة الجافة المقاسة قريبة من درجة الحرارة المسموح بها لتزويد الخادم أو أعلى منها
– المناخات التي يتسم فيها الفرق بين درجة الحرارة الجافة والرطبة بكونه كبيرًا
– محطات مركزية ذات سعة عالية مع مساحة محدودة للمبادل الحراري في الهواء الطلق
– المشاريع التي تتوفر فيها بالفعل البنية التحتية للمياه وفرق تشغيل متخصصة
– المنشآت التي تحتاج إلى أقصى سعة استيعابية في فصل الصيف دون الحاجة إلى تعديلات ميكانيكية واسعة النطاق

يمكن لأبراج التبريد التخلص من حمل حراري كبير عند درجة حرارة منخفضة للمياه الخارجة، وذلك لأن التبخر ينقل نقطة مرجعية التشغيل من درجة الحرارة الجافة إلى درجة الحرارة الرطبة. وهذه ميزة حقيقية من الناحية الديناميكية الحرارية.

يأتي مع عقد مياه.

تُستخدم مياه التغذية لتعويض ما يُفقد من التبخر والتصريف والانجراف. وتُستخدم المعالجة للحد من الترسبات الكلسية والتآكل والنمو البيولوجي. ويصبح تنظيف الحوض وفحصه وتشغيله خلال فصل الشتاء جزءًا من التخطيط لوقت التشغيل. وقد يكون البرج هو الحل الأمثل، لكن يجب أن تظهر تلك التكاليف في دراسة الجدوى بدلاً من إدراجها لاحقًا في ميزانية الصيانة.

نصيحة من الخبراء:

في حالة اقتراح إنشاء برج تبريد، يجب أن يتضمن العرض تحديد احتياجات المياه التكميلية، ودورات التركيز التصميمية، وكمية التصريف المتوقعة، ونطاق المعالجة الكيميائية، والمسؤولية عن برنامج إدارة المياه.

يُعد CDU الحد الفاصل بين تكنولوجيا المعلومات والتخلص من الحرارة

ينبغي أن يتم تركيب المبرد الجاف عادةً في الجانب الخاص بالمنشأة من بنية التبريد السائل. ثم تقوم وحدة التبريد المركزية (CDU) بفصل تلك الدائرة الخارجية عن دائرة التبريد القائمة على التكنولوجيا النظيفة التي تخدم الخوادم والموزعات والألواح الباردة.

يؤدي الاتحاد الديمقراطي المسيحي (CDU) عدة وظائف أساسية:

– يحمي سائل تبريد الخادم من التلوث القادم من المنشأة ومن الجليكول
– يتحكم في درجة الحرارة والضغط والتدفق في حلقة التكنولوجيا
– ينقل الحرارة عبر مبادل حراري لوحي
– يوفر وظائف الترشيح والتوسيع وإدارة الهواء وفقًا للإعدادات المحددة
– يراقب الحالات غير الطبيعية المتعلقة بدرجة الحرارة والضغط والتدفق والتسرب
– يتواصل مع أنظمة التحكم في إدارة المباني (BMS) أو أنظمة إدارة الأصول الرقمية للمباني (DCIM)
– يحد من نطاق الأعطال من خلال الصمامات والمضخات وتقسيم الدوائر

يجب اختيار وحدة طرد الحرارة الخارجية ووحدة التبريد المركزية (CDU) كسلسلة حرارية واحدة. ولا يضمن شراء مبرد جاف بقدرة 1 ميجاوات ووحدة تبريد مركزية (CDU) بقدرة 1 ميجاوات الحصول على قدرة قابلة للاستخدام تبلغ 1 ميجاوات في ظل الظروف الفعلية لدرجة الحرارة المحيطة وسائل التبريد في المشروع.

تشمل الموديلات الحالية لمنتجات CDU من DroLinBox طرازات بقدرات 200 كيلوواط، و400 كيلوواط، و600 كيلوواط، و800 كيلوواط، و1 ميجاواط، وهي مزودة بهيكل مضخات مزدوج متكرر ومبادلات حرارية من الفولاذ المقاوم للصدأ. وتُعد هذه تكوينات مرجعية، وليست ضمانات للتوافق الشامل مع خوادم الذكاء الاصطناعي. يعتمد الاختيار النهائي على درجات الحرارة الأولية والثانوية الفعلية، وسائل التبريد، وفقدان الضغط، وبروتوكول التحكم، ومتطلبات التكرار.

مراجعة الوضع الحالي أنظمة CDU من DroLinBox كنقطة انطلاق، قم بعد ذلك بتحديد حجم الحلقة الكاملة استنادًا إلى مواصفات الخادم وشروط تصميم الموقع.

يمكن أن يتضاعف معدل التدفق قبل أن تتغير السعة

ترتبط قدرة التبريد والتدفق بما يلي:

الحمل الحراري (كيلوواط) = 1.163 × تدفق الماء (م³/ساعة) × ارتفاع درجة الحرارة (كلفن)

بالنسبة لسائل التبريد الشبيه بالماء عند 1 ميجاوات:

– عند ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 10 آلاف دورة، يبلغ التدفق النظري حوالي 86 مترًا مكعبًا في الساعة
– عند ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 5 كيلو كلفن، يبلغ التدفق النظري حوالي 172 متر مكعب في الساعة

لم يتغير الحمل الحراري. ويتضاعف التدفق المطلوب.

ويؤثر ذلك على قوة المضخة، وقطر الأنابيب، وحجم الصمامات، وانخفاض الضغط في المرشح، واختيار وحدة التبريد المركزية (CDU)، وأنابيب المبرد الجاف. كما أن تركيز الجليكول يقلل من كفاءة نقل الحرارة ويزيد من اللزوجة، خاصةً أثناء عمليات التشغيل البارد. ويؤدي الارتفاع عن سطح البحر إلى انخفاض كثافة الهواء، وقد يقلل من سعة المبرد الجاف. كما أن تراكم الأوساخ على الملفات وإعادة تدوير السائل يقللان من الأداء بشكل أكبر.

حدد قيمة التصنيف، وليس مجرد رقم الميغاواط.

نصيحة من الخبراء:

اطلب من مورد المبرد الجاف تقديم بيانات السعة، وقوة المروحة، ومستوى الضوضاء، وانخفاض الضغط، وذلك عند القيم الدقيقة المحددة في التصميم لكل من درجة الحرارة الجافة، والارتفاع، وتركيز السائل، ودرجة حرارة السائل الداخل، ودرجة حرارة السائل الخارج، ومعدل التدفق. ولا تُعد القيم الواردة في الكتالوج في ظروف مختلفة ضمانًا للمشروع.

يجب أن تشمل الاحتياطيات المراوح والمضخات وهامش درجة الحرارة

قد يختفي الرقم N+1 من جدول البيانات في الطقس الحار.

إذا كانت مجموعة المبردات المركبة تتمتع بسعة N+1 فقط في ظروف درجة حرارة محيطة معتدلة، فقد لا يتوفر للنظام أي احتياطي عند درجة الحرارة الجافة المصممة. وينطبق الأمر نفسه على المضخات. يجب أن توفر المضخة الاحتياطية التدفق المطلوب عند ارتفاع الضغط الفعلي للنظام، وليس مجرد أن تكون ذات نفس القدرة الاسمية للمحرك.

تحقق من:

– سعة تعطل المروحة في درجة الحرارة المحيطة المحددة في التصميم
– مجموعات مستقلة معنية بالطاقة والتحكم في المراوح
– أداء مضخة الخدمة ومضخة الاحتياط في نظام CDU
– عزل خلية المبرد الجاف دون إيقاف تشغيل الدائرة بأكملها
– منطق التحويل والتدفق الأدنى
– نظام الحماية من التجمد باستخدام الجليكول والتحكم في المروحة في الطقس البارد
– نظام احتياطي للمستشعرات في نقاط درجة الحرارة والضغط الحرجة
– التشغيل في حالات الطوارئ عند انقطاع نظام إدارة البطارية (BMS) أو الاتصال بالشبكة
– استراتيجية الكشف عن التسربات واحتوائها تلقائيًا
– محركات المراوح الاحتياطية، ومحركات الدفع، والمضخات، والمرشحات، والموانع التسرب

يُعد المبرد الجاف أبسط من الناحية الميكانيكية مقارنة ببرج التبريد، لكن عمليات التبريد الحيوية لا تزال تتطلب هندسة خاصة بأوضاع الأعطال.

قارن التكلفة الإجمالية، لا سعر المعدات

استخدم إطار العمل هذا لاتخاذ القرار على أساس سنوي:

تكلفة التبريد السنوية = النفقات الرأسمالية السنوية + تكلفة الكهرباء للمراوح والمضخات + تكلفة المبرد أو التعديل الأدياباتي + تكلفة المياه والصرف الصحي + تكلفة المواد الكيميائية والاختبارات + تكلفة العمالة الخاصة بالصيانة + تكلفة الامتثال + الخسارة المتوقعة جراء فترات التعطل

بالنسبة للمبرد الجاف، يجب تضمين ما يلي:

– مساحة أكبر للملف في الحالات التي تتطلب تركيبًا محكمًا
– استهلاك الكهرباء لمروحة EC عبر منحنى الحمل السنوي
– الجليكول، وحجم التمدد، والحماية من التجمد
– تنظيف الملفات والحماية من التآكل
– المعالجة الصوتية في الأماكن التي تُطبق فيها حدود الضوضاء
– مبرد أو نظام دعم أدياباتيكي لظروف الذروة

بالنسبة لبرج التبريد، يجب تضمين ما يلي:

– البنية التحتية الخاصة بالبرج والحوض ومياه المكثف
– رسوم تعويض المياه ورسوم الصرف الصحي أو التصريف
– أداء عملية التفريغ ودورات التركيز
– المعالجة الكيميائية، وأخذ العينات، والمكافحة البيولوجية
– التنظيف، واستبدال الحشوات، وصيانة مزيل الرذاذ
– الانبعاثات، والضوضاء، والتراخيص، والالتزامات المتعلقة بإدارة بكتيريا الليجيونيلا
– التحضير لفصل الشتاء والحماية من التجمد

ثم قم بحساب الخسارة في السعة. فإذا أدى استخدام مبرد جاف أصغر من الحجم المطلوب إلى خفض السعة بمقدار 200 كيلوواط لمدة 100 ساعة في فصل الصيف، فقد تتجاوز الخسارة التجارية ميزانية معالجة المياه السنوية. وإذا أدى تأخير الحصول على ترخيص استخدام المياه إلى تأجيل بدء التشغيل لمدة ستة أشهر، فقد يصبح السعر المنخفض لمعدات برج التبريد غير ذي أهمية.

يعتمد العائد على الاستثمار (ROI) على سيناريو التشغيل.

غالبًا ما يكون الحل المختلط أفضل من الاختيار الثنائي

غالبًا ما لا يكون النظام الأمثل جافًا تمامًا ولا يعتمد على التبخر الكامل.

تشمل البنى الهجينة العملية ما يلي:

1. مبرد جاف بالإضافة إلى مبرد التقطيع: يقوم المبرد الجاف بتحمل الحمل كلما سمحت الظروف المحيطة بذلك. ويقوم مبرد أصغر حجمًا بالحفاظ على درجة حرارة الإمداد خلال ساعات الذروة.
2. مبرد جاف مزود بتبريد مسبق غير حراري: يُستخدم الماء فقط خلال فترات محددة ترتفع فيها درجة الحرارة لخفض درجة حرارة الهواء الداخل.
3. مناطق درجات حرارة منفصلة: تستخدم حلقات «Warm AI» المدمجة مباشرة في الرقاقة مبردات جافة، بينما تظل أنظمة التبريد الهوائي القديمة أو الأحمال ذات درجات الحرارة المنخفضة تعمل بالماء المبرد.
4. المبرد الجاف مع وصلة الطوارئ: يعمل الموقع في الوضع الجاف في الظروف العادية، لكنه يحتفظ بمسار مؤقت أو احتياطي لتصريف الحرارة في حالة الطقس الاستثنائي أو أثناء الصيانة.
5. النشر المعياري على مراحل: تستخدم كتل الحوسبة الأولية وحدات تبريد جاف ووحدات توزيع التكييف (CDU) مستقلة. ولا يتم إضافة نظام التخلص المركزي من الحرارة إلا عندما تبرر ذلك أحمال المجمع وبيانات التشغيل.

يوفر التصميم الهجين هامشًا في درجة الحرارة دون الحاجة إلى تحمل استهلاك المياه بالتبخر على مدار العام.

كما يضيف أيضًا عناصر تحكم. ويجب إجراء اختبار التشغيل للانتقال بين الأوضاع «الجافة» و«المساعدة» و«الميكانيكية» في ظل حمل حقيقي.

نصيحة من الخبراء:

يجب تضمين اختبار في وضع الذروة بحضور شهود في عملية التشغيل الأولي. فالتسلسل الهجين الذي لم يُختبر إلا في بيئة مصنع باردة لم يثبت كفاءته في يوم التصميم الأكثر حرارة في الموقع.

قائمة مراجعة المشتريات الخاصة بنظام المبرد الجاف ووحدة التبريد المركزية (CDU)

عند تقييم مبرد جاف لاستخدامه في مركز البيانات، قم بإرسال نفس البيانات الهندسية إلى الموردين حتى يمكن مقارنة عروض الأسعار بشكل نزيه:

– موقع المشروع وارتفاعه
– درجات حرارة المصباح الجاف والمصباح الرطب وفقًا لمعايير ASHRAE أو معايير التصميم المحلية
– بيانات مناخية كل ساعة، إن توفرت
– إجمالي طاقة تكنولوجيا المعلومات والنسبة المئوية للحرارة التي يمتصها السائل
– كثافة الحوامل الحالية والمستقبلية
– حدود تزويد وإرجاع سائل التبريد في الخادم من الشركة المصنعة للمعدات الأصلية (OEM)
– نطاق التدفق والضغط المطلوب في حلقة التكنولوجيا
– الأهداف المتعلقة بدوران الإمداد والعودة في المنشأة
– النهج المسموح به في مبادل الحرارة CDU
– نوع الماء أو الجليكول وتركيزه
– وضع التشغيل المطلوب: N، N+1 أو N+N
– المساحة المتاحة في الهواء الطلق وحدود الخلوص اللازم لتدفق الهواء
– الحد الأقصى لمستوى الضوضاء عند حدود الموقع
– مصدر الطاقة والجهد وواجهة التحكم
– متطلبات بروتوكول BMS أو DCIM
– مادة الملف، وفئة التآكل، ومتطلبات جودة المياه
– بيانات السعة القصوى وقوة المروحة
– استراتيجية الوصول لأغراض الصيانة وقطع الغيار المتوقعة

بدون هذه المعلومات، فإن عرض الأسعار لا يعدو كونه رقمًا مؤقتًا في الميزانية.

لتحديد حجم المشروع، يرجى إرسال بيانات درجة حرارة الموقع، وحمل تكنولوجيا المعلومات، والقيم المستهدفة لسائل التبريد، ومتطلبات التكرار عبر صفحة الاتصال بموقع DroLinBox.

الحكم النهائي بشأن مشاريع مراكز البيانات

يُعد المبرد الجاف للبنية التحتية لمراكز البيانات الخيار الأمثل عندما تدعم منصة الخادم حلقة تقنية ذات درجة حرارة عالية بما يكفي، وتتيح درجة الحرارة الجافة التصميمية هامشًا كافيًا لدرجة الحرارة الفعليّة، وتكون الاعتمادية على المياه مكلفة من الناحية التجارية أو السياسية، ويُقدّر المشغل نظام الحلقة المغلقة الذي ينطوي على التزامات أقل في إدارة المياه.

اختر برج التبريد عندما يتطلب المشروع درجة حرارة أقل لمياه المنشأة، أو عندما تحول ظروف درجة الحرارة الجافة في الصيف دون استخدام التبريد الجاف، أو عندما تكون المساحة الخارجية المتاحة محدودة، أو عندما تجعل البنية التحتية المائية الحالية التخلص من الحرارة بالتبخر خيارًا عمليًّا.

اختر نظامًا هجينًا عندما يكون المبرد الجاف هو الخيار الأفضل لمعظم ساعات التشغيل، ولكن ليس خلال أوقات الذروة الحرجة.

أغلى خطأ هو اختيار نظام التخلص من الحرارة قبل التأكد من سلامة سلسلة درجات الحرارة بالكامل بدءًا من اللوحة الباردة للخادم وصولاً إلى الظروف المحيطة الخارجية.

ابدأ بغلاف سائل التبريد.

أدرج نهج وحدة التحكم والبيانات (CDU)، ونهج المعدات الخارجية، وهامشًا معقولاً. ثم احسب تأثير تكاليف المياه والطاقة والصيانة وفترات التعطل.

وهكذا يتفوق المبرد الجاف على برج التبريد في أكثر من مجرد كتيب تعريفي بالمنتج.

الأسئلة الشائعة

هل يستخدم المبرد الجاف الماء في مركز البيانات؟

لا يستهلك المبرد الجاف تمامًا مياه المعالجة عن طريق التبخر. فهو يطرد الحرارة من دائرة مغلقة من الماء أو الجليكول إلى الهواء الخارجي. وقد يستمر استخدام الماء لتنظيف الملفات أو صيانتها، كما تستخدم المبردات الجافة الأدياباتيكية الماء أثناء التشغيل المساعد.

هل يمكن توصيل المبرد الجاف مباشرة بخوادم الذكاء الاصطناعي؟

لا يُنصح عادةً بالاتصال المباشر. فوحدة التحكم الرقمية (CDU) تعمل عادةً على فصل دائرة المرافق الخارجية عن دائرة التبريد القائمة على التكنولوجيا النظيفة، حيث تتحكم في درجة الحرارة والضغط والتدفق والترشيح والإنذارات من جانب الخادم.

هل يمكن للمبرد الجاف أن يحل محل برج التبريد في جميع الأحوال المناخية؟

لا. إن درجة حرارة المصباح الجاف التصميمية، ودرجة حرارة إمداد المبرد المطلوبة، ومجموع الفارق في درجات الحرارة هي العوامل التي تحدد الجدوى. وقد تتطلب المواقع ذات درجات الحرارة المرتفعة أو الدوائر ذات درجات الحرارة المنخفضة استخدام برج تبريد، أو مبرد، أو دعمًا أدياباتيكيًا، أو نظامًا هجينًا.

ما هو الحجم المطلوب لمبرد جاف لتبريد حمل يبلغ 1 ميجاوات باستخدام التبريد السائل؟

لا يمكن تحديد الإجابة بناءً على 1 ميجاوات وحدها. يحتاج المورد إلى معرفة درجة الحرارة المحيطة التصميمية، والارتفاع، ونوع السائل، وتركيز الجليكول، ودرجات حرارة السائل عند الدخول والخروج، ومعدل التدفق، وتكرار المراوح، وحد الضوضاء، وهامش التلوث.

هل المبرد الجاف أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة دائمًا من برج التبريد؟

لا. يمكن للمبرد الجاف أن يقلل من استهلاك المياه في الموقع ومن أعمال معالجة المياه، ولكنه قد يتطلب مزيدًا من الطاقة للمراوح أو تعديل أداء المبرد في الطقس الحار. قارن بين مؤشرات PUE وWUE السنوية والتكلفة التشغيلية الإجمالية معًا.

ما هي المعلومات التي يجب عليّ تقديمها عند طلب عرض أسعار لوحدة التحكم المركزية (CDU) ووحدة التبريد الجاف من DroLinBox؟

يرجى تقديم طراز الخادم أو جهاز التعدين، وحمل الحرارة الملتقطة بالسائل، ودرجات حرارة الإمداد والعودة في الدائرة التقنية، والتدفق والضغط المطلوبين، وموقع المشروع، ودرجة الحرارة الجافة التصميمية، والارتفاع عن سطح البحر، ونوع سائل التبريد، والهدف المحدد للتكرار، والمساحة المتاحة، ومتطلبات مستوى الضوضاء، وبروتوكول نظام إدارة المباني (BMS) أو نظام إدارة مرافق البيانات (DCIM).