Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Trendy w chłodzeniu centrów danych

Free cooling
Chłodzenie w centrach danych
Chłodzenie w centrach danych
Fot. pixabay.com
Ciąg dalszy artykułu...

Free cooling

Free cooling to wykorzystanie powietrza zewnętrznego do chłodzenia serwerowni, dzięki czemu układy klimatyzacyjne zużywają mniej energii na sprężarkowe procesy chłodnicze. Określenie „free” (darmowy, swobodny) jest umowne – free cooling wymaga energii. Powietrze zewnętrzne albo musi zostać doprowadzone do pomieszczenia (poprzez wentylatory lub przepustnice), albo trzeba zapewnić wymianę ciepła między powietrzem zewnętrznym a czynnikiem pośredniczącym (pompy obiegowe). Konieczne może się też okazać wstępne przygotowanie powietrza zewnętrznego, nie mówiąc już o kosztach inwestycyjnych – zakupu lub dostosowania zastosowanych rozwiązań, by „umiały” wykorzystać dostępne powietrze zewnętrzne.

Free cooling może występować jako bezpośredni, polegający na wykorzystaniu powietrza zewnętrznego bezpośrednio do chłodzenia serwerowni (bez udziału układów sprężarkowych czy wody lodowej), lub jako pośredni, kiedy powietrze zewnętrzne schładza nie samo wnętrze serwerowni, ale wspomaga typowy proces klimatyzacyjny. Free cooling bezpośredni – doprowadzenie powietrza zewnętrznego do pomieszczenia serwerów – kojarzony jest głównie z tzw. okresami przejściowymi (upraszczając: w klimacie umiarkowanym przypadają one na wiosnę i jesień). Ruch powietrza wymuszany jest przez wentylatory osiowe lub promieniowe o wydajności regulowanej płynnie temperaturą w pomieszczeniu.

Czytaj też: Nowoczesne chłodzenie serwerowni i data center >>

Free cooling działa, gdy temperatura zewnętrzna jest umiarkowana – do bezpośredniego chłodzenia pomieszczeń nie będzie nadawało się ani powietrze zbyt ciepłe, ani zbyt zimne (choćby ze względu na za niską wilgotność). Trend podwyższania temperatury w serwerowni sprzyja zatem szerszemu wykorzystaniu free coolingu – do „darmowego” chłodzenia nadaje się powietrze o stosunkowo wysokiej temperaturze, a więc free cooling może być uruchamiany częściej (przez więcej dni w roku). Mimo walorów ekonomicznych free coolingu bezpośredniego wymiana ciepła między powietrzem zewnętrznym a serwerownią powinna się jednak odbywać w sposób pośredni – zapobiega to dostarczeniu do pomieszczeń serwerowni zanieczyszczeń i nadmiarowej wilgoci.

Free cooling pośredni wymaga pracy pomp obiegowych. W nowoczesnych rozwiązaniach szaf klimatyzacji precyzyjnej free cooling może być zintegrowany z urządzeniem – wówczas istotnym parametrem projektowym staje się temperatura wlotowa, na podstawie której projektowany jest system sterowania free coolingiem (filtracja, regulacja wilgotności i regulacja zbyt niskiej temperatury). Podgrzana po odebraniu ciepła z serwerowni woda lodowa kierowana jest do specjalnego wymiennika (free coolera) umieszczonego w agregacie sprężarkowym.

Jest w nim schładzana dzięki wymianie ciepła z powietrzem zewnętrznym. Podłączenie chłodnicy suchej (dry coolera) do układu z chłodnicą wodną, w którym agregat sprężarkowy nie jest wyposażony w funkcję free coolingu, umożliwia chłodzenie wody lodowej na wymienniku dry coolera zamiast przygotowania jej w agregacie sprężarkowym. Powietrze w pomieszczeniu może być chłodzone w sposób pośredni – medium pośredniczącym jest roztwór glikolu, który krąży między agregatem bezpośredniego odparowania a drycoolerem. Jest to rozwiązanie występujące w szafach z chłodnicą ewaporacyjną i skraplaczem chłodzonym cieczą. 

Jak wskazuje Schneider Electric, średniej wielkości centrum danych w Europie może obniżyć koszty rocznego zużycia energii o średnio 30%, jeśli free cooling jest zintegrowany z szafą klimatyzacji precyzyjnej.

OZE i źródła nietypowe

Na pustyni w Oregonie mieści się rozpoznawalne zarówno przez branżę HVACR, jak i IT centrum danych, w którym zapotrzebowanie na energię elektryczną jest w 100% pokrywane z odnawialnych źródeł energii. To serwerownia Facebooka, oparta na powietrzu świeżym (100%) z wykorzystaniem systemu chłodzenia i nawilżania ewaporacyjnego.

Odnawialne źródła energii na dużą skalę stosowane są przede wszystkim przez największe firmy. Wśród szczególnie ciekawych przykładów są energia wodospadu Niagara (centrum Yahoo w Kalifornii), woda dla centrum danych pływającego na barce (centrum Nautilius) oraz energia z fal oceanicznych (Google). Na drugim biegunie znajdują się lokalizacje, w których warunki zewnętrzne zdecydowanie sprzyjają stosowaniu odnawialnych źródeł energii – klasycznym przykładem jest Islandia, gdzie jako OZE wykorzystywane są gejzery, a do chłodzenia – energia wiatru. Centra danych lokalizuje się też w nietypowych miejscach, zapewniających naturalnie niskie temperatury otoczenia, jak np. kopalnia w Norwegii (Lefdal-Mine Datacenter, powstałe przy współudziale IBM i Rittal), zdemilitaryzowane bunkry przeciwatomowe 30 m pod ziemią w Szwecji i Holandii, jaskinia wapienna w Pensylwanii, podziemia helsińskiej katedry, w czasie wojny pełniące funkcję schronu, a obecnie przekazujące zyski ciepła do miejskiej sieci ciepłowniczej (Academica Data Center).

Biorąc pod uwagę rosnące wymagania dotyczące energooszczędności centrów danych oraz coraz większe możliwości techniczne i ekonomiczne wykorzystania dostępnej energii otoczenia (np. w Polsce coraz bardziej opłacalne staje się stosowanie paneli fotowoltaicznych), można oczekiwać, że trend OZE będzie wciąż zyskiwał na znaczeniu także w projektowaniu centrów danych.

Bezpieczeństwo a prawo

Rozporządzenie unijne 517/2014 i polska ustawa o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych dyktują stopniowe wycofywanie z centrów danych dobrze znanych, wydajnych i sprawdzonych syntetycznych czynników chłodniczych z grupy F-gazów, takich jak R134a i R410A. Oznacza to wyzwania dla projektantów oraz producentów czynników chłodniczych i sprzętu chłodniczego. Typowane na następców hydrofluoroolefiny (HFO), głównie R32 i R1234ze, cechują się tzw. lekką palnością (nowa klasa palności A2L), co oznacza większe ryzyko pożaru w sytuacji awaryjnej (np. wycieku czynnika). Skutkuje to nowym podejściem do systemów, które będą wykorzystywały te czynniki – albo pojawią się wyższe wymagania z zakresu bezpieczeństwa, albo „wyprowadzenie” czynnika poza serwerownię przez zastosowanie systemów centralnych pracujących poza nią.

Literatura

  1. Materiały firm: Atman, Beyond.pl, Qmak.
  2. Materiały techniczne firm: Fast Group, FläktGroup, Klima-Therm, Rittal, Schneider Electric, Stulz, Vertiv.
  3. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 517/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i uchylenia rozporządzenia (WE) nr 842/2006.
  4. Thermal Guidelines for Data Processing Environments (Wytyczne cieplne dla środowisk przetwarzania danych), American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, wydanie 4, 2015.
  5. Ustawa z dnia 15 maja 2015 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych (ost. zm. w czerwcu 2017 r., DzU 2017, poz. 1567).
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[chłodzenie, klimatyzacja, efektywność energetyczna, systemy klimatyzcji, centra danych, zużycie energii, powietrze, free cooling, OZE, odnawialne źródła energii]

   25.10.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl