ما هو أفضل احتواء الممر الساخن أم الممر البارد؟

1. ما هي أنظمة احتواء الممرات الباردة والممرات الساخنة؟

تُعد تكوينات الممر البارد والممر الساخن تصميمات موفرة للطاقة لمراكز البيانات الصناعية، حيث تُحسّن دوران الهواء لتعزيز كفاءة التبريد وتقليل استهلاك الطاقة. ويتمثل المبدأ الأساسي في عزل "مداخل الهواء البارد" و "منافذ الهواء الساخنمن رفوف الخوادم، مما يُنشئ ممرات باردة وساخنة مستقلة لمنع هدر الطاقة الناتج عن تدفقات الهواء المختلطة. يُعدّ نهج "التبريد عند الطلب" هذا تقنيةً أساسيةً لخفض انبعاثات الكربون في مراكز البيانات.

2. الاختلافات الرئيسية

أنماط التخطيط وتدفق الهواء

الممر البارد:تم ترتيب الرفوف وجهًا لوجه لتشكيل ممرات باردة. يدخل الهواء المبرد من مكيفات الهواء إلى الممر البارد عبر قنوات أرضية أو مسارات أخرى. تسحب الخوادم الهواء البارد من الأمام، طاردةً الحرارة الداخلية عبر المعدات، ثم تُفرّغه من الخلف. يضمن هذا التصميم توصيل الهواء البارد مباشرةً وبكفاءة إلى مداخل الخوادم، مما يضمن أداءً تبريديًا ممتازًا.
الممر الساخن:تم ترتيب الرفوف ظهرًا لظهر لتشكيل ممرات ساخنة. يُزوَّد الهواء البارد من الجدران الجانبية أو الأسقف أو فتحات أخرى، حيث تسحب الخوادم الهواء من الأمام أو الجوانب وتطرد الهواء الساخن إلى الممر الساخن عبر فتحات التهوية الخلفية. ثم يُطرد الهواء الساخن عبر مراوح علوية أو ممرات عودة مخصصة إلى نظام تكييف الهواء. يُسهِّل هذا التصميم تجميع الهواء الساخن مركزيًا، مما يُقلل من تشتت الحرارة.

كفاءة التبريد واستهلاك الطاقة

الاستثمار الأولي والتعقيد التشغيلي

في الاستثمار الأولي والتشغيل والصيانة، تحتاج الممرات الباردة إلى أرضيات مرتفعة وأغطية، مع تكاليف أولية أعلى وتكاليف تشغيل وصيانة أكبر (مثل صيانة القنوات وإصلاح أعطال المكونات)، إلا أن وفورات الطاقة على المدى الطويل تُعوّض هذه التكاليف. أما الممرات الساخنة، فلا تتطلب أرضيات مرتفعة، وتوفر تصميمات مرنة وتكاليف أولية أقل، مع بساطة في التشغيل والصيانة تُركز على تدفق هواء العادم؛ وقد يُسبب الإغلاق غير الكامل ارتفاع درجة الحرارة، مما يتطلب فحصًا أكثر لدرجة الحرارة، وهي مناسبة للمراكز ذات الميزانية المحدودة التي تُولي الأولوية للراحة.

3. كيفية الاختيار؟

على أساس الحمل الحراري

• سيناريوهات الأحمال الحرارية العالية (طاقة رف واحد ≥ 5 كيلوواط، وتوزيع حرارة غير متساوٍ): يُفضّل استخدام الممرات الباردة. تُتيح الممرات الباردة المغلقة إمدادًا دقيقًا بالهواء، مما يُوازن الأحمال الحرارية بفعالية. على سبيل المثال، تعتمد مراكز الحوسبة الذكية ذات الرفوف ≥ 10 كيلوواط على تصميمات الممرات الباردة لضمان استقرار تشغيل الخوادم ومنع تدهور الأداء بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
• سيناريوهات الحمل الحراري الموحد (طاقة الرف الواحد ≤3 كيلو واط): تكفي الممرات الساخنة لتزويد المنطقة بأكملها بالهواء جنبًا إلى جنب مع عادم الضغط السلبي في الممرات الساخنة، باستخدام مراوح محورية مثبتة في الأعلى، مما يقلل تكاليف البناء بمقدار 40%+ في مراكز بيانات الشركات الصغيرة والمتوسطة (رفوف 2-4 كيلو واط).

قيود التخطيط والمساحة

• الممرات الباردة:تتطلب أرضيات مرتفعة بارتفاع يتراوح بين ٠٫٤ و٠٫٦ متر، مع ارتفاع سقف كافٍ. غير مناسبة للتركيبات ذات الأسقف المنخفضة في المباني القديمة.
• الممرات الساخنة:توفير تخطيطات مرنة للبيئات غير المنتظمة أو ذات المساحة المحدودة، والتكيف مع أشكال الغرف المتنوعة دون استخدام مفرط للمساحة.

اعتبارات الميزانية

• الممرات الباردة:إن التكاليف الأولية المرتفعة ولكن توفير الطاقة على المدى الطويل يجعلها مناسبة للمشاريع الممولة جيدًا والتي تعطي الأولوية للكفاءة التشغيلية (على سبيل المثال، مراكز بيانات المؤسسات المالية).
• الممرات الساخنة:استثمار أولي أقل ولكن استخدام طاقة أعلى على المدى الطويل، مثالي للميزانيات المحدودة أو الإعدادات المؤقتة ذات حساسية أقل لتكلفة الطاقة.

القدرة التشغيلية والراحة

• الممرات الباردة:صيانة معقدة (على سبيل المثال، القنوات تحت الأرضية، والحاويات) ولكنها توفر بيئات أمامية أكثر برودة ونظافة لخدمة المعدات بشكل أكثر أمانًا، مما يعود بالنفع على مراكز البيانات التي تحتوي على فرق صيانة محترفة.
• الممرات الساخنةصيانة مبسطة تركز على أنظمة العادم، مما يُمكّن من اكتشاف الأعطال بسرعة. مناسب للمنشآت ذات الموارد الفنية المحدودة، مع ضرورة إجراء فحوصات دورية للعادم لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

لذا فليس من الصعب معرفة كيفية الاختيار! الممرات الباردة تتفوق في البيئات ذات الكثافة العالية وكفاءة الطاقة، بينما توفر الممرات الساخنة مرونة فعالة من حيث التكلفة للحمولات المتوسطة السيناريوهات.