Sistem pendingin pada data center

Sistem pendingin pada data center dibuat untuk menjaga kestabilan temperatur yang cocok untuk data

center. Keadaan temperatur dan kelembapan yang harus dijaga di dalam data center:

 Temperatur kering: 200C - 250C (680F-770F), dengan rata-rata keadaan temperatur

normal diset menjadi 220C±10C.

 Kelembapan relatif: 40%-50%, dengan titik normal berada pada 45%±5%.

 Titik embun maksimum: 210C (69.80F)

 Perubahan maksimum yang boleh terjadi dari batas suhu sekarang adalah sebesar 50C(90F) per jam.

Desain sistem pendingin harus terencana dengan baik agar aliran udara dari perangkat pendingin

mengalir dengan arah parallel ke barisan kabinet/rak. Kriteria umum desain sistem pendingin pada data

center yang harus dipenuhi, adalah sebagai berikut:

 Memiliki skalabilitas dan adaptabilitas yang sangat baik

 Sudah terstandardisasi

 Sederhana namun cerdas

 Manajemen yang baik

 

-Tipe – Tipe Konfigurasi Distribusi Udara

Yang perlu diperhatikan dalam mendesain sistem pendingin adalah jalur yang jelas dari sumber

pendingin ke server/perangkat pada data center. Ada 3 jenis aliran distribusi udara yang terjadi, yaitu:

flooded, locally ducted, dan fully ducted. APC White Paper 55, “Air Distribution Architecture

Options for Mission Critical Facilities” memberikan gambaran mengenai ke-9 metode aliran udara

disertai trade-off untuk masing-masing aliran.

-Pendefinisian Kebutuhan Sistem Pendingin

Menentukan kebutuhan sistem pendingin yang dibutuhkan untuk sebuah data center diperlukan input

berupa jumlah panas yang dihasilkan dari perlengkapan IT dan sumber panas lainnya di data center.

Pengukuran kebutuhan menggunakan standar watts. Kemudian setelah output panas didefinisikan maka

pertimbangan-pertimbangan berikut harus diperhatikan:

1. Ukuran beban pendingin dari perangkat (termasuk perangkat penghasil energi)

2. Ukuran beban pendingin untuk gedung

3. Sistem pendingin harus dapat mengantisipasi efek humidifikasi, redundansi bila diperlukan, dan

untuk kebutuhan masa mendatang

-Perangkat Sistem Pendingin

Kegiatan pengaturan temperatur dan sirkulasi udara yang dikenal sebagai HVAC (heating, ventilation,

air conditioning), bertujuan untuk menjaga agar temperatur tetap dalam keadaan rendah dan konstan

serta menyebarkan titik-titik panas yang dibuat oleh suatu kelompok perangkat yang dalam hal ini terletak

di data center. Temperatur yang rendah sangat diperlukan untuk efisiensi operasi server dan perangkat

jaringan untuk menghindarkan dari fluktuasi.

Sistem pendingin pada data center pada prinsipnya adalah sistem aliran udara dingin, yang terbagi

menjadi tiga perangkat utama yaitu air handler, chiller, dan menara pendingin. Selain itu, juga ada

perangkat pendingin tambahan

Perangkat Pendingin Data Center

Perangkat Utama

Air handler

Untuk mensirkulasikan udara di dalam data

center.

 Air handler diinstall baik di dalam data center

atau di koridor yang berdekatan dengan

menghubungkannya dengan saluran khusus

yang memungkinkan terjadinya pertukaran

udara.

 Air handler harus mempunyai sistem filter untuk

menangkap debu atau polutan lainnya untuk

meningkatkan kualitas udara data center

Chiller

Berfungsi untuk menyimpan kumparan dalam air handler agar tetap dingin. Terdiri dari tiga komponen:

-Evaporator (mengubah bahan pendingin cair menjadi gas dan mendinginkan air yang bersirkulasi dari dan ke air handler)

-Kompresor (mengubahnya menjadi

tekanan tinggi)

- Kondenser (mengubah uap menjadi cairan kembali, menghilangkan panas dan mengembalikannya menjadi cairan dingin

ke evaporator).

 

Chiller diletakkan di luar ruangan data center

(dapat diletakkan pada di lantai atau di atas

atap).

Menara pendingin

Berfungsi untuk mendinginkan chiller.

House Air

Dipakai untuk data center yang hanya memiliki

sedikit kabinet server, dapat digunakan air

conditioner yang biasa dipakai pada gedung.

 Adanya pengesetan penyediaan sistem

pendingin melalui waktu secara otomatis

Makeup Air

 Didapat dari luar, untuk proses di dalam chiller

 Pastikan tidak ada kebocoran untuk pipa

penyaluran makeup air ke dalam chiller

Gambar Aliran Distribusi Udara

Hal lain yang harus diperhatikan adalah:

 Kebutuhan sistem pendingin

Terkait dengan redundansi untuk perangkat pendingin, redundansi yang dapat dilakukan terkait dengan

sistem pendingin adalah memasang lebih dari satu air handler, kemudian juga sediakan menara

pendingin tambahan untuk setiap chiller. Selain itu, persediaan air yang dibutuhkan untuk menciptakan

udara dingin harus diamankan secara ekstra antara lain dengan membangun kontainer penyimpan air

dan lakukan konfigurasi infrastruktur pendingin dan fire suppression.

 Tekanan Udara

Tekanan udara pada data center harus dijaga pada level tertentu yang disebut sebagai tekanan statis.

DC didesain untuk memiliki tekanan antara 0.2-0.5 in. wc. Untuk menjaga agar tekanan udara tetap

stabil maka periksa seluruh ruangan apakah telah tertutup dengan baik dan yakin bahwa tidak ada

lubang sedikit pun. Jangan letakkan perforated tile dekat-dekat dengan DC air handler, karena

kebanyakan handler membutuhkan buffer sekitar 36-42 in (91.4-106.7 cm).

 Kelembapan

Kelembapan sendiri merupakan konsentrasi uap air di udara, yang penting untuk dijaga terkait dengan

sistem HVAC data center adalah kelembapan relatif dalam ruangan data center. Kelembapan relatif

adalah persentase perbandingan dari jumlah uap air yang ada di udara dengan jumlah uap air di udara

 

kering. Perangkat server dan jaringan dapat berfungsi pada rentang level kelembapan yang cukup

panjang yaitu sekitar 20%-80%. Menjaga kelembapan relative dalam keadaan normal berfungsi untuk

mencegah terjadinya karatan pada beberapa perangkat di data center karena penguapan (kelembapan

tinggi) atau mencegah munculnya elektrostatis pada beberapa perangkat metal (kelembapan yang

rendah). Cara yang dilakukan adalah melengkapi AH dengan kemampuan humidification atau melalui

penggunaan unit-unit humidification yang terpisah dari AH. Kelembapan relatif yang memungkinkan

untuk suatu ruangan data center adalah sekitar 45%-55%, yaitu level kelembapan relative normal

sebesar 50% dengan tingkat sensitivitas sekitar 10%, yang memungkinkan variasi pada level

kelembaban sehingga komponen infrastruktur tidak konstan berada level tersebut .

-Metode pendinginan pada Data Centre

Diberikan beberapa metode pendinginan data center yang umum digunakan, yaitu

Room Oriented Cooling System

Mendinginkan seluruh ruangan data

center menggunakan CRAC/PAC

yang disebar di pinggir-pinggir ruangan

data center

Row Oriented Cooling System

Membuat jalur udara panas dan jalur

udara dingin (hot aisle dan cold aisle)

Rack Oriented Cooling System

CRAC/PAC tidak lagi disebar

di sisi-sisi ruang datacenter tapi

sudah disebar di barisan rack

servernya

Menunjukkan daerah yang

perangkat sedikit lebih dingin dan

daerah yang lebih padat

perangkatnya lebih panas.

Akibatnya udara yang hangat bisa

kembali masuk ke dalam server

 

 Masih konvensional dan kurang efektif karena udara panas dan udara dingin bercampur serta flow

udara dingin yang dibutuhkan oleh perangkat kurang tepat, yaitu beberapa area bisa sangat

dingin, beberapa area lainnya temperaturnya tinggi.

 Menimbulkan udara hangat akibat bertemunya udara panas dan dingin berdampak pada

meningkatnya proses kondensasi sehingga humiditynya jadi lebih lembab.

 Lebih rumit jika ada keperluan penambahan kapasitas di posisi tertentu, analisa redudansinya

juga lebih kompleks, jika salah perhitungan, apabila salah satu CRAC/PAC mati perangkat IT di

ruang datacenter bisa overheat.

 Secara anggaran, sering oversizing karena performansi sistem sulit diprediksi dan tidak efektifnya

penggunaan udara dingin yang keluar dari CRAC/PAC ke perangkat IT.

 Udara dingin disalurkan di cold aisle (bagian depan rack server), kemudian dihisap oleh server

untuk menurunkan panas di dalam server dan udara panasnya dibuang ke belakang rack server

kemudian udara panas naik ke atas lalu di hisap oleh CRAK/PAC di tepi2 ruang datacenter.

 Posisi CRAC/PAC berada pada jalur hot aisle agar udara panas yang naik bisa dihisap oleh

CRAC/PAC tanpa bercampur dengan udara dingin dulu. Dengan cara ini lebih efisien karena

udara yang dihisap server untuk mendinginkan suhu processor di dalam ruang server adalah

udara dingin yang tidak tercampur udara panas.

 Penggunaan CRAC/PAC di setiap baris ini bisa dibilang modular karena bisa menggunakan

CRAC/PAC yang kapasitasnya lebih kecil dan cukup untuk mendinginkan 2 baris rack server

saja.

 

CRAC/PAC tanpa bercampur dengan udara dingin dulu. Dengan cara ini lebih efisien karena

udara yang dihisap server untuk mendinginkan suhu processor di dalam ruang server adalah

udara dingin yang tidak tercampur udara panas.

 Penggunaan CRAC/PAC di setiap baris ini bisa dibilang modular karena bisa menggunakan

CRAC/PAC yang kapasitasnya lebih kecil dan cukup untuk mendinginkan 2 baris rack server

saja.

Rack Oriented Cooling System

 Tingkat efisiensi paling tinggi

 CRAC/PAC sudah disebar di barisan rack servernya, di dalam barisan rack-rack server ini di sisipkan cooling system

yang mendinginkan udara panas di belakang server dan menghembuskan ke sisi depan server

 Menutup jalur udara panas (hot contaiment aisle) agar tidak bercampur dengan jalur udara dingin, semua udara panas di

dalam hot contaiment ini akan didinginkan oleh CRAC yang ada di samping rack server.

-Sistem Fire Suppression

Solusi perlindungan data center dari api mempunyai tiga tujuan utama, yaitu:

-Identifikasi adanya api

-pemberitahuan adanya api ke seluruh penghuni dan orang-orang yang berkepentingan

-memadamkan api

 

Pasang sistem fire suppression yang komprehensif di data center untuk mencegah terjadinya api atau menangulanggi api yang sudah terlanjur muncul. Khusus untuk data center menggunakan gaseous suppressant yang tidak akan melukai server. Material suppression yang umum dalah Inergen

dan Argonite, dua jenis gas mulia; FM-200 dan HFC-227 (dibuat dari heptafluoropropane);

dan FE13 atau HFC-23 (yang menyerap panas dari api). Namun harus disesuaikan untuk izin

penggunaan bahan-bahan tersebut dengan regulasi pemerintah yang ada di suatu negara.

Lengkapi dengan instalasi sistem penyemprot air (sprinkler). Suplai air akan dikirimkan ke

dalam ruangan melalui rute pipa yang telah dibuat. Peletakkan fire suppression tank yang

tepat adalah pada area yang jarang orang berlalu lalang namun mudah untuk ditemukan.

Secara umum, sistem fire suppression terdiri atas elemen-elemen sebagai berikut:

1. Deteksi panas yang linier (kabel sensor panas), ditempatkan sepanjang tray wire dan jalur

elektrik baik di atas maupun di bawah raised-floor. Alarm pada sensor dibunyikan pada sistem

kontrol bukan untuk memicu bekerjanya sistem fire suppression

2. Deteksi tipe spot secara intelligent

3. Deteksi asap

4. Portabel fire extinguisher

5. Agen pembersih sistem fire suppression

6. Pull station, perangkat sinyal, dan sistem control

Dari lima kelas handheld extinguisher, yang paling tepat untuk dipasang pada data center adalah

handheld extinguisher tipe C (untuk kebakaran yang diakibatkan oleh sistem listrik).

Komponen minimum fire suppression yang harus digunakan pada data center sederhana sekalipun

adalah sebuah sistem sprinkler biasa (yang bertindak sebagai pre-action sprinkler) dengan clean-agent

fire extinguishers yang cocok. Kemudian meningkat kepada level yang lebih tinggi, maka sistem fire

suppression yang lebih canggih akan meliputi air sampling smoke detection systems, pre-action sprinkler

systems, dan clean agent suppression systems.

Sistem peringatan proteksi dini sangat penting untuk menghindari kerusakan dan kehilangan yang dapat

terjadi selama status kebakaran belum benar-benar terjadi (atau awal terjadinya kebakaran), karena

kerusakan peralatan yang signifikan dapat semata-mata terjadi karena asap atau pembakaran produkproduk

lain menyerang peralatan elektronik. Contoh sebuah sistem peringatan proteksi dini adalah air

sampling smoke detection systems yang menyediakan proteksi level lain untuk ruang computer dan

fasilitas-fasilitas pintu masuk terkait, ruang mekanik, dan ruang listrik. Sistem itu juga disediakan sebagai

pengganti smoke detectors biasa, karena kesensitifannya dan kapabilitas deteksinya jauh melampaui

detektor konvensional.

-Penempatan Perangkat pada Data Centre untuk Menjaga Aliran Udara Dingin

Penempatan perangkat pada data center akan mempengaruhi aliran udara yang terjadi pada data center,

kemudian perancangannya akan terkait dengan layout ruangan yang sudah ditetapkan, susunan kabinet,

dan perangkat dingin apa saja yang ada. Pengaturan layout ruangan dan penempatan berbagai

perangkat di data center dapat mengoptimalkan fungsi sistem pendingin pada data center bahkan hingga

tipe lantai yang digunakan ataupun tipe kabinet yang akan di-deploy. Kunci utama untuk mengurangi

panas adalah menyebarkan udara di sekitar ruangan.

Hot spot merupakan hal yang harus dihilangkan pada data center agar aliran udara dingin tersebar

merata di seluruh ruangan data center. Oleh karenanya, harus didesain dengan sumber panas yang

terjadi di lokasi-lokasi yang telah diprediksi, sehingga proses pendinginan dapat langsung diarahkan

ketitik tersebut. Hal ini disebut sebagai hot and cold aisle. Ketentuan lebih lanjut dapat dilihat pada bagian

checklist perancangan. Untuk menciptakannya, dilakukan langkah sebagai berikut:

1. Letakkan barisan server berurutan dengan arah berhadap-hadapan (back of server dan front of

server).

2. Pasang perforated floor tile di depan setiap lokasi kabinet server.

3. Pasang saluran pada atap yang dimulai dengan pemasangan lubang angin diatas aisle dibelakang

setiap barisan server dan menghubungkan kembali ke lubang air handler.

optimal pada beban puncak sekalipun.

-Masalah Umum Sistem Pendingin Data Centre

Ada beberapa hal yang harus dihindari selama konstruksi ruangan server terkait dengan sistem

pendingin ruangan.

1. Mengabaikan pemasangan perforated tile (dipasang dengan tidak teratur)

2. Pipa chilled water terkadang tidak terisolasi dengan baik, sehingga kemungkinan besar terjadi

kebocoran.