ระบบปรับอากาศ (HVAC) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อ “ศูนย์ข้อมูล (Data Center)” เนื่องจากเป็นส่วนสำคัญที่ทำหน้าที่ในการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการโอเวอร์ฮีท (Overheat) และการเสียหายของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปล่อยความร้อนสูง เช่น Precision Air Conditioning (PAC) หรือระบบ In-Row Cooling ซึ่งเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการจัดการความร้อนใน Data Center เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงในการระบายความร้อนและควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ
เพราะฉะนั้นการทำความเข้าใจถึงหลักการออกแบบระบบปรับอากาศ (HVAC) สำหรับ Data Center ทั้งในด้านการควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น การไหลเวียนอากาศ รวมถึงการเลือกใช้เทคโนโลยีที่ประหยัดพลังงานและมีความเสถียร จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้คุณมั่นใจได้ว่าศูนย์ข้อมูลของคุณจะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงนั่นเอง
ปัจจัยที่ใช้พิจารณาในการออกแบบ HVAC System สำหรับ Data Center
การออกแบบระบบ HVAC สำหรับศูนย์ข้อมูลจำเป็นจะต้องพิจารณาปัจจัยสำคัญหลายประการร่วมกันเพื่อออกแบบระบบให้ตอบโจทย์การใช้งานมากที่สุด โดยมีปัจจัยสำคัญดังนี้
- การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น : เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมกับการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (IT)
- ความต่อเนื่องในการระบายความร้อน : ศูนย์ข้อมูลต้องทำงานตลอด 24 ชั่วโมง ดังนั้นระบบ HVAC จึงต้องสามารถทำการปรับอากาศได้อย่างต่อเนื่องในการควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และการระบายความร้อน
- การประหยัดพลังงาน : ระบบ HVAC เป็นหนึ่งในระบบที่มีการใช้พลังงานสูงเป็นอันดับต้น ๆ ของศูนย์ข้อมูล ดังนั้นจึงต้องมีการออกแบบระบบที่ใช้พลังงานน้อยที่สุด และคำนึงถึงการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ (Energy Efficiency)
- ความสามารถในการปรับตัวตามโหลด : อุณหภูมิและความร้อนที่เกิดขึ้นใน Data Center จะเปลี่ยนแปลงตามการใช้งาน เพราะฉะนั้นจะต้องออกแบบระบบ HVAC ให้มีความยืดหยุ่นและสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามสถานการณ์ที่เกิดขึ้น
- การจัดการลมและการไหลเวียนอากาศ : การออกแบบทิศทางการไหลของอากาศ เป็นส่วนหนึ่งในการหลีกเลี่ยง Hotspot และเพิ่มประสิทธิภาพของการระบายความร้อน
ประเภทของระบบ HVAC ที่นิยมใช้ใน Data Center
ประเภทของระบบ HVAC ที่นิยมใช้ในศูนย์ข้อมูล (Data Center) มีดังต่อไปนี้
- DX Cooling (Direct Expansion Cooling) : ระบบทำความเย็นแบบใช้สารทำความเย็นโดยตรง ซึ่งไม่ต้องใช้ระบบน้ำเย็น เหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลขนาดเล็ก หรือพื้นที่ที่ไม่มีระบบน้ำเย็นรองรับ
- ข้อดี : ติดตั้งง่าย ใช้งานสะดวก เหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลขนาดเล็กถึงกลาง
- ข้อเสีย : ประสิทธิภาพต่ำกว่าระบบน้ำเย็นในระยะยาว และมีค่าไฟสูงเมื่อใช้งานต่อเนื่อง
- Chilled Water System : ระบบทำความเย็นด้วยน้ำเย็นจากเครื่องทำความเย็น (Chiller) แล้วจ่ายไปยังเครื่องจ่ายลม AHU (Air Handling Unit) หรือ Computer Room Air Handler (CRAH) เหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลขนาดกลางถึงใหญ่ หรือ Data Center ที่ต้องการความต่อเนื่องและความเสถียรสูง
- ข้อดี : ประสิทธิภาพสูง เหมาะกับโหลดความเย็นมาก และการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ และเหมาะสำหรับศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่
- ข้อเสีย : ระบบมีความซับซ้อนต้องการพื้นที่มาก และมีต้นทุนในการติดตั้งเริ่มต้นสูง
- Precision Air Conditioning (PAC) : ระบบปรับอากาศที่ออกแบบเฉพาะสำหรับควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในศูนย์ข้อมูล เหมาะกับทุกขนาดของศูนย์ข้อมูล โดยเฉพาะ Data Center ที่ต้องการความแม่นยำสูง
- ข้อดี : ควบคุมอุณหภูมิและความชื้นได้อย่างแม่นยำ และมีฟังก์ชันที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ IT โดยเฉพาะ
- ข้อเสีย : ราคาเครื่องสูงกว่าระบบทั่วไป และต้องดูแลบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ
การควบคุมอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมสำหรับ Data Center
การควบคุมอุณหภูมิและความชื้นอย่างเหมาะสมเป็นหัวใจหลักของการรักษาความเสถียรและความปลอดภัยของศูนย์ข้อมูล โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมจะอยู่ที่ 18°C – 27°C และความชื้นสัมพัทธ์ที่แนะนำคือ 40%RH – 60%RH ซึ่งหากควบคุมค่าอุณหภูมิและความชื้นได้ไม่ดีอาจนำไปสู่ความเสี่ยง เช่น อุณหภูมิสูงเกินไปจนทำให้ระบบร้อนเกินและเกิด Overheating เกิดปัญหาเครื่องดับ หรือชิ้นส่วนเสียหาย ในขณะที่หากอุณหภูมิต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการควบแน่นภายในเครื่อง หรือหากความชื้นสูงเกินไปก็เสี่ยงต่อการเกิดสนิมและไฟฟ้าลัดวงจรนั่นเอง
การคำนวณภาระการทำความเย็น (Cooling Load Calculation)
การคำนวณภาระการทำความเย็น (Cooling Load) เป็นขั้นตอนสำคัญในการออกแบบระบบปรับอากาศเพื่อให้ระบบ (HVAC System) สำหรับศูนย์ข้อมูล (Data Center) เพื่อให้สามารถรักษาอุณหภูมิและความชื้นให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการประเมินปริมาณความร้อนที่ต้องระบายออกจากพื้นที่ รวมถึงปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อภาระความร้อน เช่น ความร้อนจากคน แสงสว่าง หรือระบบ UPS เป็นต้น
โดยมีขั้นตอนในการคำนวณภาระการทำความเย็น (Cooling Load) ดังนี้
- รวบรวมข้อมูลอุปกรณ์ : จำนวนและกำลังไฟของอุปกรณ์
- คำนวณโหลดความร้อนรวม : รวมความร้อนจากทุกแหล่ง
- พิจารณาการระบายอากาศ : การไหลเวียนของลมในพื้นที่
- คำนึงถึงสภาพแวดล้อมภายนอก : อุณหภูมิและความชื้นภายนอก
- กำหนดค่าความเย็นที่ต้องการ : ซึ่งใช้ในการเลือกขนาดและชนิดของระบบ HVAC
การออกแบบ Data Center Layouts และ Airflow Management
การออกแบบผังศูนย์ข้อมูล (Data Center Layout) หรือการจัดวางอุปกรณ์ภายในอย่างเหมาะสมจะช่วยให้ทิศทางการไหลของอากาศ (Airflow Management) มีประสิทธิภาพในการระบายความร้อนได้ดี ลดการเกิดจุดร้อน (Hotspot) ประหยัดพลังงาน ลดความเสี่ยงจากความร้อนสะสมที่อาจกระทบต่ออุปกรณ์ IT และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบปรับอากาศ (HVAC)
โดยมีหลักการพื้นฐานที่นิยมใช้ในการออกแบบ Data Center Layout คือ การจัดวางตู้แร็คอุปกรณ์แบบ “Hot Aisle / Cold Aisle” ซึ่งแบ่งพื้นที่ภายในห้องศูนย์ข้อมูลออกเป็นโซนอากาศเย็น (Cold Aisle) และโซนอากาศร้อน (Hot Aisle) รวมถึงมีการแยกทิศทางลมร้อนและลมเย็น (Airflow Containment) เพื่อจำกัดเส้นทางของลมร้อนและลมเย็น ตลอดจนการกำหนดตำแหน่งการติดตั้ง CRAC / CRAH Unit ให้อยู่ใกล้กับจุดที่ต้องการระบายความร้อน เป็นต้น
“CAI Engineering” รับออกแบบระบบ HVAC สำหรับศูนย์ข้อมูล (Data Center)
CAI Engineering ให้บริการออกแบบและติดตั้งระบบปรับอากาศ (HVAC) สำหรับอาคารเชิงเทคนิคขั้นสูง เช่น ศูนย์ข้อมูล (Data Center) โดยทีมวิศวกรปรับอากาศที่เชี่ยวชาญและมากประสบการณ์ในงานด้านปรับอากาศ โดยการนำเทคโนโลยีล้ำสมัยมาใช้ประยุกต์ใช้ในการออกแบบและควบคุมระบบต่าง ๆ เช่น เทคโนโลยี BIM และระบบควบคุมอาคารอัตโนมัติ BAS/BMS โดยเลือกใช้ Controller จากแบรนด์ “Sauter” เพื่อการควบคุมระบบต่าง ๆ ในอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หากสนใจการสร้างห้องคลีนรูม (Cleanroom) แบบครบวงจร
หรือสั่งซื้อสินค้าสามารถสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม ได้ที่
Line OA : @caihvac หรือคลิก https://lin.ee/RTsrnHb
E-mail : veeraya@caiengineering.com
