Прецизионный кондиционер для ЦОДа: новая классика

Прецизионный кондиционер для ЦОДа: новая классика

На рынке появились машины, работающие по совершенно новому для прецизионных кондиционеров принципу. Таков воздушный адиабатический кондиционер NordVent Mirage.

Рынок прецизионных кондиционеров достаточно однообразен при всем своем многообразии. Большинство фирм предлагают одну и ту же схему обработки воздуха на одном и том же наборе агрегатов, зачастую даже сделанных на одних и тех же заводах. Отличается оборудование «мозгами»: опытом инженера, проектирующего инженерные системы для ЦОДа, и начинкой системы управления самих кондиционеров. Вот и все существовавшие до недавнего времени основные отличия.

Но теперь на рынке появились машины, работающие по совершенно новому для прецизионных кондиционеров принципу. Таков и воздушный адиабатический кондиционер NordVent Mirage (рис. 1).

Идея, лежащая в основе его работы, безусловно, не нова – при адиабатическом испарении вода поглощает энергию, способствуя охлаждению окружающей среды. Хромало только практическое воплощение. Форсунки часто забивались и выходили из строя, а теплообменники были громоздкими и дорогими.

Рис. 1. Новая модель семейства NordVent Mirage

Но все это в прошлом. А сегодня перед нами современная реализация давнего замысла. Пожалуй, одна из лучших – недаром немецкие инженеры славятся своими техническими решениями. Здесь все на своем месте, продумано до мелочей и выполнено на высочайшем уровне. Причем сама идея получила развитие, была усовершенствована, доработана для нужд ЦОДа, учитывая все возрастающие требования к энергосбережению, энергоэффективности и надежности.

 Взгляд инженера: особенности конструкции

Кондиционер состоит из двух воздушных контуров: внутреннего, по которому проходит воздух из ЦОДа, и внешнего, по которому идет воздух с улицы. В первом (по ходу воздуха) установлены воздушные карманные фильтры, рекуператор, секция вентиляторов и резервный охладитель. Во втором (по ходу воздуха) – воздушные карманные фильтры, секция орошения, рекуператор, секция вентиляторов. И если с воздушными фильтрами все понятно – это стандартные карманные фильтры класса от G4 до F7 (в зависимости от конкретных требований), то связка «оросительная камера-рекуператор» интереснее.

Оросительная камера, состоящая из системы высококачественных стальных форсунок, устойчивых к деминерализированной воде, встроена в кондиционер над рекуператором так, что одновременно увлажняет наружный воздух и орошает поверхность рекуператора. Зачем? Во-первых, чтобы использовать более высокую температуру наружного воздуха. После камеры орошения в рекуператор попадает охлажденный в процессе адиабатического увлажнения наружный воздух, что позволяет отвести больше тепла. Во-вторых, смачивая поверхность теплообмена, мы повышаем эффективность теплопередачи. Естественно, для работы в таких непростых условиях рекуператор имеет эпоксидное покрытие и не ржавеет.

Обе вентиляторные секции состоят из трех прямоточных вентиляторов, каждый из которых снабжен электронно-коммутируемым двигателем. О паре «колесо – двигатель», используемой в кондиционерах Nordvent, подробно рассказано в «ИКС» №8-9‘2013, в статье «Надежность в инновациях». Этот очень эффективный союз расходует мало энергии, устойчиво работает в широком диапазоне нагрузки, плавно и точно регулируется. Вентиляторы выходят на полную мощность только тогда, когда температура наружного воздуха поднимается выше 22°С, а в большинстве случаев довольствуются меньшей. И хотя они не напрягаются, в системе их три для повышения ее надежности. Если вдруг один вентилятор выйдет из строя, два оставшихся подхватят нагрузку с минимальным снижением общей производительности кондиционера.

Чтобы еще больше подстраховаться, можно заказать дополнительный охладитель воздуха. Он рассчитан и на пиковые нагрузки, и на 100%-ное резервирование системы «по холоду». Для кондиционера NordVent Mirage 100С явная холодопроизводительность такого теплообменника составляет 112 кВт (при явной холодопроизводительности перекрестно-точного рекуператора 99,3 кВт). Охладитель с увеличенной поверхностью теплообмена снабжен поддоном из нержавеющей стали и создает минимальное сопротивление потоку воздуха.

Координируется все это сложное хозяйство новым быстрым контроллером, регулирующим косвенное адиабатическое охлаждение по энтальпии наружного воздуха. Система управления чутко и быстро реагирует на изменение параметров наружного воздуха, поддерживая электропотребление вентиляторов и расход воды в системе на оптимальном уровне, и выводит все показания на сенсорный экран. Концепция сезонной работы NordVent Mirage показана на рис. 2.

В итоге кондиционер NordVent Mirage весьма надежен, а его коэффициент энергоэффективности (EER) близок к 10,0.

Взгляд экономиста: европейский опыт

Впрочем, коэффициент энергоэффективности – вещь абстрактная. А если деньги посчитать? Что ж, есть подходящий объект – ЦОД компании ICTroom, расположенный в Амстердаме. Собственно центр пока только строится, но проектное решение состоялось, утверждено и будет воплощено в жизнь в самом скором будущем. Жаль, не в России, хотя это оборудование доступно и на нашем рынке.

На рис. 3 представлена трехмерная модель ЦОДа. Характеристики его таковы:

- мощность ИТ-оборудования 750 кВт;

- площадь 320 кв. м;

- 162 серверные стойки разделены шестью холодными коридорами.

Экономные и педантичные голландцы очень основательно выбирали холодильное оборудование. Еще бы, ведь 1 кВт.ч в Нидерландах в 2013 г. стоил 11,6 евроцентов (по данным немецкого энергетического агентства Dena) и дальше будет только дорожать. А так как ИТ-оборудование должно стабильно работать 24 часа в сутки 365 дней в году, то получается, что за год надо будет отвести 6570 МВт тепла. Если учесть, что на выработку 3 Вт холодильной мощности тратится около 1 Вт электроэнергии, то обеспечение холодоснабжением влетает в кругленькую сумму, а точнее, 265 тыс. евро в год. Тут есть о чем подумать.

Понятно, что при всем многообразии игроков на этом рынке количество принципиальных решений можно посчитать на пальцах одной руки. Вот и обратили внимание голландцы на новое в прецизионной технике косвенное адиабатическое охлаждение. И углядели – средняя температура воздуха у них круглый год не превышает 25°С. Значит, вентиляторы 365 дней в году могут работать в режиме требуемой мощности, не выходя на максимальную, и резервное холодоснабжение не понадобится. Даже если предположить, что вентиляторные секции и насосы будут круглый год работать с полной отдачей, получается, что 6570 МВт на таких кондиционерах можно снять, затратив 784 МВт электроэнергии! 95 тыс. евро! Это в три раза меньше. Приятно же.

Несмотря на бóльшую стоимость, установки эти окупятся быстрее обыкновенных шкафных прецизионных кондиционеров. К тому же, не забудем, система очень надежная, она резервирует сама себя. Ну и последнее – вода! Все-таки дело происходит не в Африке, а в Европе, вода здесь, как и у нас, самый дешевый и распространенный теплоноситель.

Так что присмотреться к опыту наших европейских коллег очень полезно.

ООО "Нордвент"
 www.nordvent.ru