Прецизна климатизация на центрове за данни

Част III. Free-cooling режим на работа на климатици

    Високата плътност на оборудването и увеличаване броя на сървърните стаи са само част от причините за значителното повишаване на енергопотреблението в центровете за данни, което ги превръща в един от основните консуматори на електроенергия. На фона на все по-голямата атрактивност на енергийно ефективните технологии и стремежа към ограничаване на потреблението на енергия, според направени проучвания, разходът на енергия в дейта центровете непрекъснато нараства. Направените прогнози сочат още по-бързо увеличаване, и то в много кратки срокове. Парадоксът в случая е, че на практика по-голямата част от тази енергия се изразходва не за захранване на сървърите, а за поддържане на обслужващите системи.

Климатичната система е най-големият консуматор
Най-големият консуматор сред обслужващите системи е климатичната система. Известно е, че в процеса на функционирането си сървърните системи генерират огромно количество топлина. Ако не се използва система за охлаждане, температурата в помещенията би се покачила до нива, които биха могли да причинят авария, при това за много кратко време. Затова се налага въздухът непрекъснато да се охлажда - денонощно и целогодишно.
Това е причината водещите производители на системи за прецизна климатизация да инвестират сериозно в решаване на проблема с икономията на електроенергия, търсейки всякакви възможни начини за повишаване на енергийната ефективност на системите.
Част от решенията, насочени към постигане на икономия на енергия, са свързани с постигане на по-добро разпределение на охлаждащия въздух вътре в помещението. Други - с подобряване конструкцията на прецизния климатик с цел повишаване на коефициента му на полезно действие и намаляване на загубите на енергия. Възможно решение на проблема е свързано с използване на особеностите на климата в района.
Какво представлява технологията Free-cooling?
Характерна специфика на умереноконтиненталния климат, който е характерен и за нашата държава, е наличието на периоди с високи и с ниски температури на външния въздух. През студените месеци външният въздух успешно може да се използва за охлаждане на помещенията в дейта центровете. В този случай, за отвеждане на излишната топлина се използва много по-малко енергия, тъй като охлаждането на хладилния агент се постига чрез студения външен въздух. Описаната накратко технология е известна под наименованието свободно охлаждане (free-cooling) и се използва предимно за прецизните климатици. Превключването на климатика в режим на работа с използване на външен въздух се осъществява автоматично, ако външните температури се понижат до достатъчно ниски стойности. В същото време използването на външен въздух не нарушава по никакъв начин стабилността на поддържания микроклимат в сървърните помещения. Този режим на работа не се отразява на работоспособността на оборудването.

Схеми на реализация
В практиката се използват няколко схеми на реализация на т.нар. свободно охлаждане. Една от често прилаганите и наложили се в практиката схеми е базирана на използването на допълнителен контур с междинен студоносител. Преносът на топлина се осъществява от течност, охлаждаща се в топлообменник, разположен от външната страна на сградата. За да се избегне замръзването на водата в тънките тръби на въздушния топлообменник (при отрицателни температури на външния въздух), като междинен студоносител в повечето случаи се използва воден разтвор на етиленгликол. При работа на климатика в този режим се постига намаляване на енергопотреблението, тъй като компресорът не работи, а енергията се изразходва само за захранване на помпите и вентилатора. Това допринася за удължаване живота на компресора

Сред предимствата на Free-cooling режима е и фактът, че при аварийна ситуация, например прекъсване на електрозахранването, климатикът преминава в този режим на работа, като изразходва много по-малко електроенергия. Благодарение на това, той може да работи дълго време, захранван от резервни батерии.
Възможността за работа на прецизния климатик в режим на свободно охлаждане в изключителна степен зависи от климатичните условия. Размерът, с който ще се намалят енергийните разходи, се определя изцяло от температурите на външния въздух. Направени проучвания показват, че за държавите от Централна Европа възможната икономия на енергия е около 30%. От друга страна, е добре да се има предвид, че добавянето на контур на междинен студоносител и съответстваща автоматика води до усложняване на хладилната машина и до увеличаване на нейната себестойност.