Centra danych, generujące znaczne ilości ciepła w wyniku pracy obliczeniowej, muszą skutecznie zarządzać temperaturą, aby zapewnić ciągłość działania i optymalną wydajność. Wybór odpowiedniego sprzętu chłodniczego wymaga uwzględnienia wielu czynników, takich jak geografia, dostępność wody, zapotrzebowanie na moc, poziom hałasu oraz projektowe i operacyjne temperatury. Kluczowe w tym procesie są metryki takie jak efektywność zużycia energii (PUE) i efektywność zużycia wody (WUE), które pomagają ocenić zrównoważony rozwój i wydajność systemów chłodzenia.
PUE i WUE – kluczowe wskaźniki efektywności
- PUE (Power Usage Effectiveness) to wskaźnik efektywności energetycznej centrum danych, obliczany jako stosunek całkowitej mocy wejściowej do mocy zużywanej przez sprzęt IT. Wartość PUE dążąca do 1,0 oznacza najwyższą efektywność.
- WUE (Water Usage Effectiveness), wprowadzony w 2011 roku przez The Green Grid, mierzy roczne zużycie wody w litrach w stosunku do zużycia energii przez sprzęt IT w kilowatogodzinach (kWh). Celem jest osiągnięcie wartości 0.
Usuwanie ciepła jest najbardziej efektywne, gdy temperatura otoczenia jest niższa niż temperatura wewnątrz centrum danych. Wzrost różnicy temperatur (Delta T) między otoczeniem a wnętrzem obiektu w miesiącach letnich zwiększa zapotrzebowanie na energię elektryczną do chłodzenia, tworząc idealne warunki dla chłodzenia wyparnego.
Technologie chłodzenia w centrach danych
Chłodzenie wyparne
Chłodzenie wyparne jest sprawdzoną technologią, szczególnie skuteczną w ciepłych i suchych klimatach, gdzie wysoka temperatura i niska wilgotność powietrza zewnętrznego pozwalają na efektywne odprowadzanie znacznych ilości ciepła. Technologia ta pozwala znacząco obniżyć PUE. Bezpośrednie chłodzenie wyparne charakteryzuje się najniższym kosztem i najmniejszym śladem ekologicznym, choć wymaga większego zużycia wody. Konieczne jest monitorowanie wilgotności (normy ASHRAE dopuszczają od 20% do 80% wilgotności względnej) oraz potencjalnie stosowanie systemów uzdatniania i filtracji wody, aby uniknąć zanieczyszczenia systemu.
Chłodzenie hybrydowe
Chłodzenie hybrydowe łączy zalety chłodzenia wyparnego i suchego, redukując zużycie wody i energii. Przykładem jest chłodnica wyparna z dodatkową suchą wężownicą umieszczoną nad dyszami natryskowymi, co pozwala na zmniejszenie zużycia wody i znaczną poprawę wskaźnika WUE.
Chłodzenie adiabatyczne
Systemy chłodzenia adiabatycznego funkcjonują podobnie do systemów chłodzenia suchego, lecz są wzbogacone o wstępnie zwilżane wkłady. Powietrze jest zasysane przez te nawilżone wkłady, co efektywnie obniża temperaturę termometru suchego powietrza wlotowego, zwiększając tym samym zdolność systemu do odprowadzania ciepła.
Chłodzenie suche
Urządzenia chłodzenia suchego usuwają energię cieplną z obiektu poprzez odprowadzanie ciepła jawnego. Brak wody i związanej z nią obróbki znacząco redukuje konserwację sprzętu. Kluczową rolę w maksymalizacji efektu chłodzenia suchego odgrywają przepływ powietrza i powierzchnia wymiany. Płyn przepływa przez szereg rur ze stali nierdzewnej i przewodzących aluminiowych lameli, a duże ilości powietrza są zasysane przez wężownice, aby usunąć ciepło z systemu i przekazać je do atmosfery. Przykładem są chłodnice suche EVAPCO eco-Air double stack, zaprojektowane do maksymalizacji odprowadzania ciepła na ograniczonej przestrzeni. Są one w 100% w pełni certyfikowane przez CTI do pracy w trybie suchym (bez użycia wody) i oferują nominalną wydajność odprowadzania ciepła od 2 750 MBH do 8 440 MBH.
Wybór optymalnego rozwiązania
Każda technologia odprowadzania ciepła ma swoje zalety i wady, dotyczące zużycia energii i wody, zajmowanej powierzchni oraz kosztów. Zrozumienie, jak te opcje wypadają w porównaniu, jest kluczowym krokiem w projektowaniu optymalnego rozwiązania dla konkretnego centrum danych. Każdy obiekt i projekt jest unikalny i wymaga indywidualnego podejścia. Chociaż współczesny rynek dąży do rozwiązań suchych, chłodzenie wyparne nadal pozostaje skuteczną i efektywną opcją dla nowoczesnych centrów danych.
Opracowano na podstawie informacji rynkowych: HVAC / branża ogólna. Inspiracja źródłowa: Contracting Business.
