Khi thiết kế hệ thống HVAC cho phòng Data Center, đi cùng với việc thiết kế hệ thống chúng ta còn phải lưu ý một số vấn đề quan trọng để có thể thiết kế hệ thống phù hợp và hiệu quả nhất cho phòng Data Cente. Trong bài viết dưới đây, Bảo Hưng đã trình bày về một số lưu ý khi thiết kế hệ thống HVAC tham khảo đối với phòng Data Center giúp bạn biết thêm được kiến thức mới trong thiết kế. Hãy tham khảo ngay nhé!

1. Hệ thống dự phòng 

Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho Data Center, chúng ta luôn phải có phương án chạy dự phòng khi xảy ra sự cố.

Đó là lý do số lượng thiết bị chọn lựa luôn là n+1 với chế độ hoạt động Duty và Standby.

Ví dụ: Hệ thống với công suất 45 ton. Ta chọn (3n+1) sẽ là 3 bộ chạy chính 15 ton và 1 bộ dự phòng 15 ton. 

Tuy nhiên bên cạnh việc chọn thiết bị dự phòng thì việc bố trí thiết bị giải nhiệt và trục riser chứa đường ống cũng phải cân nhắc khi xảy ra sự cố lỗi hệ cơ điện hoặc cháy.

Do đó để tốt nhất thì hệ thống thường được tách trục riser đi riêng để đảm bảo luôn đáp ứng được trong mọi tình huống.

Ngoài việc có hệ thống dự phòng thì hệ thống chính trong hầu hết các Data Center cũng sẽ tách thành 2 trục riser riêng và đấu nối nhau tạo thành 1 mạch vòng nhằm tăng khả năng hoạt động đáp ứng và tránh rủi ro sự cố.

Bên cạnh đó, hệ thống UPS trong Data Center cũng hết sức quan trọng.

Hệ thống UPS mang 2 mục đích chính đó là:

• Cách ly thiết bị Datacom ra khỏi nguồn dây nhiễu loạn.
• Để duy trì nguồn điện cung cấp cho Datacom trong thời gian máy phát điện khởi động hoặc để thực hiện việc tắt máy theo trình tự.

Đối với các Data Center lớn hiện nay, khi nhiệt độ phòng không đảm bảo chỉ trong vòng vài giây đến một phút thì sẽ dẫn đến việc các hệ thống máy tính công suất rất cao dễ dàng bị shutdown. Do đó không nên sử dụng nguồn UBS để duy trì cho cả việc cấp nguồn Datacom lẫn hệ thống lạnh vì rất tốn kém và lãng phí.

Một giải pháp thường được xem xét sử dụng đó là thiết kế hệ thống chiller làm lạnh với lưu lượng nước đủ lớn bằng cách qua các bình trữ lạnh (thường được biết với tên gọi buffer tank) để có thể duy trì 1 khoảng thời gian ngắn khi máy phát điện được khởi động.

2. Hệ thống phân phối gió 

Hệ thống phân phối gió trong phòng Data Center là hệ thống rất quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng và giải nhiệt thiết bị trong Data Center. Thông thường gồm 2 loại chính đó là hệ thống cấp gió từ sàn (Raised floor system) và hệ thống cấp gió từ trần (Overhead air distribution).

Từ hình ảnh 2 hệ thống phân phối gió trên ta dễ dàng nhận thấy hệ thống cấp gió từ sàn hiệu quả hơn rất nhiều so với hệ còn lại vì chiều gió đi theo đúng trạng thái của không khí nóng (sau khi giải nhiệt thiết bị) sẽ nhẹ hơn nên bay lên trên và được hồi về.

Trong khi hệ thống cấp gió từ trần sẽ dễ dẫn đến việc gió hồi và gió lạnh ảnh hưởng nhiệt đến nhau trên đường hồi về. Đây là lý do hệ thống cấp gió từ sàn được sử dụng rất phổ biến ngày nay.

Bên cạnh đó để tăng tính hiệu quả cho gió hồi về theo hướng mong muốn, người ta bổ sung trần laphong và gắn các miệng gió hồi trên trần để hồi gió về mà không phải di chuyển trong phòng.

Đối với các hệ thống kiểu này để đảm bảo sự kiểm soát điều kiện không khí trong phòng Data Center tốt nhất người ta sẽ đặt các thiết bị CRAC ở phòng bên cạnh, điều này thuận cho việc bảo trì, kiểm tra theo dõi.

Một vấn đề cần lưu ý nữa đó là các tủ rack cần phải được bố trí phù hợp với chiều gió tại 2 mặt tủ rack và chiều cao luồng gió thổi phải đều từ dưới lên các khe tủ crack để đảm bảo giải nhiệt hiệu quả.

Hình trên thể hiện tủ crack với 2 trường hợp, nửa dưới được cấp gió lạnh đều các khe còn nửa trên thì cấp gió lạnh không đều dẫn đến việc gió nóng sẽ vòng lại các khe tủ crack gây ảnh hưởng thiết bị tủ.

Ngoài các yêu cầu kỹ thuật trên thì khi thiết kế phòng Data Center chúng ta cần quan tâm thêm rất nhiều các yếu tố kỹ thuật khác mà tôi có thể sẽ phân tích ở các phần tiếp theo như:

• Phân tích công suất nhiệt thiết bị, kết cấu phòng để tính tải lạnh.
• Chất lượng không khí và yêu cầu gió tươi.
• Xử lý không khí về nhiệt độ, độ ẩm.
• Cân bằng áp suất dương không khí trong phòng so với các khu vực liền kề.

3. FAQ – Các câu hỏi thường gặp về thiết kế HVAC cho Data Center

1. Tại sao cần phải có hệ thống dự phòng n+1?

Việc có hệ thống dự phòng n+1 là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo Data Center luôn hoạt động liên tục. Các máy chủ trong Data Center rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu một thiết bị làm lạnh gặp sự cố, hệ thống dự phòng sẽ tự động kích hoạt để duy trì nhiệt độ ổn định, tránh tình trạng quá nhiệt gây hỏng hóc thiết bị, mất dữ liệu và gián đoạn hoạt động.

2. Hệ thống phân phối gió cấp từ sàn có ưu điểm gì hơn hệ thống cấp từ trần?

Hệ thống cấp gió từ sàn (Raised floor system) hiệu quả hơn vì nó tận dụng nguyên lý vật lý: không khí lạnh nặng hơn nên chìm xuống, không khí nóng nhẹ hơn nên bay lên. Hệ thống này cấp gió lạnh từ sàn lên các tủ rack để làm mát thiết bị, sau đó không khí nóng sẽ bay lên trên và được hút ra. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả giải nhiệt và tiết kiệm năng lượng hơn so với hệ thống cấp gió từ trần, nơi không khí lạnh và nóng dễ bị trộn lẫn.

3. Tại sao không nên dùng UPS để cấp điện cho cả hệ thống làm lạnh?

UPS (Bộ lưu điện) được thiết kế để duy trì nguồn điện cho các thiết bị Datacom trong một khoảng thời gian ngắn (vài phút) khi máy phát điện đang khởi động. Việc dùng UPS để cấp điện cho cả hệ thống làm lạnh là không hiệu quả và rất tốn kém, vì các thiết bị làm lạnh có công suất điện rất lớn. Thay vào đó, người ta thường sử dụng bình trữ lạnh (buffer tank) để duy trì nhiệt độ ổn định trong thời gian ngắn mà không cần nguồn điện từ UPS.

4. Việc bố trí tủ rack có ảnh hưởng đến hiệu quả làm lạnh không?

Có, rất quan trọng. Tủ rack cần được bố trí sao cho luồng gió lạnh được cấp đều từ dưới lên các khe tủ. Nếu gió cấp không đều, một phần của tủ rack sẽ bị quá nóng, gây ảnh hưởng đến thiết bị. Việc bố trí tủ rack không hợp lý có thể tạo ra các “điểm nóng” trong Data Center, làm giảm hiệu suất của toàn bộ hệ thống làm mát.

5. Tại sao cần tách riêng các trục riser của hệ thống dự phòng?

Hệ thống thường được tách trục riser đi riêng để đảm bảo khả năng hoạt động liên tục khi xảy ra sự cố. Nếu một trục riser gặp vấn đề do hỏng hóc hoặc cháy, hệ thống còn lại vẫn có thể hoạt động độc lập để duy trì việc làm mát, từ đó giảm thiểu rủi ro và tăng độ tin cậy cho toàn bộ Data Center.

Như vậy, việc thiết kế hệ thống HVAC cho phòng Data Center không chỉ dừng lại ở việc chọn thiết bị mà còn là sự tổng hòa của nhiều yếu tố kỹ thuật khác như hệ thống dự phòng, phân phối gió, bố trí tủ rack và kiểm soát điều kiện không khí. Những lưu ý mà Bảo Hưng chia sẻ hy vọng sẽ giúp bạn có thêm góc nhìn toàn diện và chuyên sâu hơn khi lên kế hoạch cho Data Center. Nếu bạn cần thêm thông tin tư vấn hoặc giải pháp điều hòa tối ưu, đừng ngần ngại liên hệ với đội ngũ Bảo Hưng – chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn.

CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN THƯƠNG MẠI BẢO HƯNG

Hotline: 08.1800.1588

Email: info@baohung.co

Chúng tôi luôn sẵn lòng phục vụ!