ASRAE A.B.D. Mekanik Mühendisliği Kuruluşu olarak Veri Merkezleri konusunda ayrı bir birim altında (ASHRAE TC 9.9) faaliyet göstermektedir. Bu birim; veri merkezinde kullanılan soğutma sistemlerini araştıran, sağlayan ve üretimini yapan firmalar kadar, IT cihaz üreticileri ile de birlikte çalışarak beklenen iş sürekliliğini garanti edecek ortam standartlarını ortaya koymaktadır.
“Veri Merkezi Ortam (Sıcaklık) Kriterleri Nasıl Belirlenir?” adlı blog yazısında, ASHRAE’nin 2011 yılında yayınladığı ortam kriterlerine anlatılmıştı. Teknik standartlar, genelde 5 yılda bir güncellenerek mevcut teknoloji ve şartlara uyumlu halde getirilirler. Daha erken, 2015 yılında, bazı ortam kriter değişiklikleri anons edildi.
ASHRAE, 2016 yılında yayınladığı Veri merkezi “Güç Ekipmanları Termal Kılavuzu” teknik yazısında, Bilgi Teknoloji donanımları için güncellenen kriter tablosunun en son halini paylaştı.
2011 yılında yayınlanan sıcaklık ile ilgili kriterler, 2016 yılı için de tamamen geçerli olsa da göze çarpan en büyük değişiklik, beyaz alanda konumlu BT donanımının emdiği havanın nem seviyesi ile ilgiliydi.
BT donanımında; güç harcayan modüllerin ısısını ortama atmak üzere sürekli bir dahili hava dolaşımı söz konusudur. Donanımın içine çektiği soğutulmuş havanın nem seviyesi ürün ömrü açısından kritik olmaktadır. ASHRAE, nemin hem alt ve hem de üst seviyede sınırlandırılmasını kriter olarak ortaya koymuştur. Düşük seviyedeki sınırlandırma, donanım içinden geçen yüksek debili hava hareketi ile olasılığı artan elektro-statik elektrik boşalmaların zarar verici etkisinden kaçınmak içindir. Buna karşı üst seviyedeki sınır ise yüksek debili hava ile hareket eden minik parçacıkların yüksek nem oranı ile modül kartına yapışıp zaman içinde istenmeyen elektriksel bağlantı oluşturmasını engellemek içindir. Her iki olgu da kullanım ömrünü doğrudan etkilemektedir.
2016 yılı ortam kriter genişlemesi Şekil-1’deki psikrometrik eğriler karşılaştırılarak gözlemlendiğinde, nem alt seviyesinde aşağı doğru önemli bir düşüş olduğu görülür. Yeni kriter olarak BT donanımına sürekli sağlanması gereken “tavsiye edilen” penceresinin alt nem seviyesi %8 – %10 bağıl nem seviyesine kadar düşürülmüştür. 2004 yılında tüm sıcaklık aralığında %40 olan alt bağıl nem seviyesi, 2008 yılında örnek olarak 27 °C yüksek hava sıcaklığında %30′lara kadar çekilebileceği belirtilmiştir. ASHRAE daha sonra 2011’de bu alt sınırı biraz daha indirdi ise de en önemli düşüş 2015-16 güncellemesinde önerilmiştir.
Geçen süre, sunucu üreticileri için yeni jenerasyon üretimlerine bu kriteri yansıtacak kadar yeterlidir. Sık kullandığınız marka ve modellerin teknik özelliklerinde termal kriterleri kontrol edecek olursanız, bütün yeni jenerasyonların uyumlu olduğunu görebilirsiniz. Hatta BT envanterinizde bir sütun daha açarak nem aralığındaki bu farka göre donanımlarınızı sınıflandırmak için de geç kalmış değilsiniz. Bu sayede verimlilik açısından farklı fırsatları zaman içinde yakalayabilirsiniz.
Gelelim araştırma için önemli bir süre ve kaynak ayırarak, bu alt nem seviyesinin ASHRAE tarafından neden aşağı doğru çekildiğine. Bu aralık hangi soğutma yöntemini daha avantajlı kılıyor?
Beyaz alanlardaki kritik soğutma yöntemlerinin çoğu kapalı çevrim prensibinde çalışır. Yani atmosferdeki hava, salondaki hava ile karıştırılmadan iç üniteler soğutma fonksiyonunu yerine getirmektedir. İçerideki havadan atmosfere ısı atışı çeviriciler üzerinden mutlak nem kaybı yaşanmadan sağlanır. Kapalı çevrimde hapsolmuş nem oranını önemli ölçekte değiştirmek için nemlendirme veya nem alma prosesine ihtiyaç duyulur.
Dünyada ve ülkemizde örnekleri olan bir yöntem ise doğrudan hava soğutma (direct air cooling) prensibidir. Burada eğer sıcaklık, nem ve kirlilik kriterleri sağlanıyorsa atmosferden çekilen hava doğrudan BT donanımın içinden geçerek ısıyı üzerine alır ve kontrollü damperler üzerinden tekrar atmosfere atılır. (Şekil-2) Dış hava sıcaklığı kriterlerin altında ise, iç ünitenin hava yönetim mekanizması uygun şekilde dahili sıcak hava ile dış havayı karıştırarak istenen değere getirir. Dış hava sıcaklığı, üst sınır üzerinde ise soğutma klasik kapalı çevrime döner, dışarıdan hava alınmaz.
Dış havanın beyaz alanda da kullanılmasında nem kriteri önemlidir. Dış sıcaklık sınırların altında ise hava karıştırma yöntemi ile sıcaklık değerini ayarlamak mümkündür. Buna karşın dış havanın nemini şartlandırarak içeride kullanmak sistemi hem karmaşıklaştırır hem de yatırım ve işletme maliyetini yükseltir. Bu yeni ASHRAE güncellemesi doğrudan hava soğutma prensibini (direct air cooling) kullanan veri merkezleri için büyük avantaj sağlamaktadır.
Örneğin Şekil-3’te Ankara 2019 yılı Ekim-Kasım-Aralık ortalama kuru hava sıcaklığı ve yoğuşma sıcaklıklarını görebilirsiniz. Ortalama sıcaklık +18 °C’den eksi derecelere düşmektedir. Bu aylarda ideal serbest soğutma şartları söz konusudur. Buna karşın maksimum, ortalama ve minimum yoğuşma sıcaklık eğrilerinin 2011 (5.5 °C DP) ve 2016 (-9 °C DP) kriterleri referans alınarak bakıldığında doğrudan hava soğutması kullanılan yerler için 2016 (-9 °C DP) kriter değişikliğinin ne kadar büyük avantaj sağlandığı rahatlıkla görülebilir. 2011 (5.5 °C DP) kriteri söz konusu olduğunda atmosfer yoğuşma sıcaklıkları ancak belirli zamanda (Ekim ayında bazı günler) serbest soğutmayı mümkün kılarken 2016 (-9 °C DP) kriteri ile sadece birkaç günün dışında üç ay boyunca serbest soğutma kullanılabileceği aşikardır.
Bu soğutma teknolojisi dünyanın en büyük veri merkezlerinde kullanılıyor. Örnek olarak Facebook Datacenter videosu doğrudan soğutmanın yüksek teknik ile uygulanmasını çok güzel anlatmaktadır. Bu uygulamada iç ünitelere gerek kalmadan tesis binası doğrudan hava soğutmasına uyarlandığından nemlendirme ve nem alma fonksiyonlarını içeren alanların bir hayli fazla yer kaplamakta olduğu görülüyor. Barındırdığı BT donanımlar 2016 ASHRAE kriterlerine uygun ise büyük bir ekonomik işletme potansiyeline kavuşacaktır. Türkiye’deki uygulamalar da bu yeni kriterler ışığında büyük işletme avantajına sahip olacaktır.
