Тенденции и технологии в холодоснабжении ЦОД

В современном мире постоянно растут объемы информации, которые необходимо передавать и обрабатывать. Соответственно, увеличивается потребность в мощных и надежных ЦОДах, и они вместе с тем были и остаются мощными источниками тепла, требующими особых подходов к организации кондиционирования. Поэтому рынок систем охлаждения технологических помещений также не стоит на месте. О новых разработках в данном направлении и о том, что компания STULZ делает для того, чтобы соответствовать европейским нормам и требованиям экологических стандартов, рассказывает Сергей Зеленков — технический директор HTS, официального дистрибьютора STULZ в России.

Хладагенты

Одним их основополагающих элементов системы охлаждения ЦОД были и остаются хладагенты. Как известно, в 1987 году в Канаде был подписан Монреальский протокол, которым ограничивается потребление и производство озоноразрушающих веществ, в т. ч. хладагентов. Это потребовало замены технологических газов, используемых во многих сферах деятельности. На первом этапе отказались от таких составов, как R12 и R22. В скором времени та же участь постигнет и другие популярные хладагенты — R407, R410, R134, что обусловлено так называемой Кигалийской поправкой (F-GAS Derective). Она была принята и ратифицирована в ЕС и вводит режим особых требований по сокращению использования в Европе трех вышеупомянутых хладагентов.

Параллельно идет активная работа по разработке и внедрению в технологические процессы газов новых типов — как натуральных, так и синтетических. Из группы натуральных хладагентов можно выделить углекислый газ (уже давно используется в холодильной промышленности) и аммиак (хорошо себя проявляет, но существуют ограничения, поскольку он считается высокотоксичным веществом). Из синтетических газов новым требованиям более всего подходят вещества с низкой воспламеняемостью категории 2L — это фреоны R-32, R1234yt, R-1234ze.

Компания STULZ стремится соответствовать европейским нормам и экологическим требованиям, поэтому в прошлом году был представлен чиллер CyberCool 2, в котором используется фреон R-1234ze. Среди особенностей новой холодильной машины стоит отметить наличие комплекса контроля утечек фреона, включающего в себя аудиовизуальную сигнализацию, специальные датчики, предохранительные клапаны и систему дополнительной вентиляции внутри компрессорных отсеков.

Вода в качестве хладагента

Еще одной альтернативой является вода — единственный натуральный из всех хладоносителей. Компания HTS готова предложить абсолютно новое решение для охлаждения под названием eChiller,в котором используется в качестве хладагента обычная вода. Это совершенно новый продукт, не похожий на привычные системы, и мы рады быть компанией, которая представляет его на отечественном рынке. Уникальная запатентованная система холодильного модуля, внутри которого протекает термодинамический цикл с использованием воды, позволяет добиться высокой энергоэффективности. Данные чиллеры поддерживают фрикулинг, а также способны работать в смешанном режиме и обеспечивать комфортную температуру выходящей воды. В случае с eChiller, чтобы снять тепловую нагрузку, необходимы также наружные блоки — градирни. 

Холодилдьная машина eChillerIMG_8449.jpg

Адиабатическое охлаждение

Все более популярными становятся системы адиабатического охлаждения - многие производители уже предлагают их для своих наружных блоков. Прошедшая в прошлом году выставка ChillVenta 2018 наглядно продемонстрировала данный тренд. Как правило, разработчики идут по одному из двух базовых направлений, используя либо закрытые градирни, либо обычные драйкуллеры, которые дополняют системами адиабатического охлаждения различного типа.

В данном направлении HTS активно сотрудничает с немецкой компанией Guentner. Jaeggi (Швейцария), одно из дочерних предприятий Guentner, запатентовало новую технологию, получившую название «Гибридные охладители» — нечто среднее между закрытыми градирнями и сухими охладителями. По сравнению с альтернативными решениями такие системы компактны, расходуют меньше воды, имеют высокую энергоэффективность, и обеспечивают большую охлаждающую мощность. Помимо этого гибридные охладители устойчивы к возникновению грибка и плесени, поскольку в них полностью отсутствует испарение. Вода не распыляется, а плавно стекает по ламелям внутри аппарата.

Если мы говорим о готовых системах, которые уже были построены и эксплуатируются, то зачастую есть необходимость либо повысить эффективность, снизив энергопотребление, либо увеличить рабочие характеристики (вывести на более высокий температурный график работы). HTS совместно с партнером — компанией Smartluft готова предложить решение, позволяющее дооснастить практически любой аппарат адиабатическими охладителями.

НОВЫЕ РЕШЕНИЯ STULZ:

Технология Chip-to-Atmosphere™ – гибридное охлаждение

Мировые тенденции таковы, что в ЦОДах сейчас резко возрастает количество тепла, которое необходимо отводить от стойки. Учитывая данный тренд, компания STULZ вывела на рынок гибридную систему охлаждения. Суть данной технологии в том, что для отвода тепла от серверов используются жидкость и специальные теплообменники, которые устанавливаются непосредственно на платы и подключаются к коллекторам. Кроме того, есть теплообменный модуль с насосами, а все, что не отводится жидкостью, доохлаждается кондиционерами. Порядка 70% тепловой нагрузки можно снять благодаря жидкостной технологии, остальное — отводить с помощью традиционного охлаждения. При этом плотность загрузки стойки можно существенно увеличить, равно как и количество ИТ-шкафов в дата-центре благодаря тому, что кондиционеры не будут занимать место внутри машинного зала. STULZ предлагает это решение в моноблочном исполнении со встроенным кондиционером и жидкостной системой отвода тепла. Данная технология запатентована под названием Chip-to-Atmosphere™.

Охлаждение на уровне стойки

В числе других актуальных разработок в сфере охлаждения ЦОДа стоит упомянуть активные охлаждающие двери STULZ CyberRack. Благодаря тому, что они устанавливаются на заднюю сторону стойки, не требуется разграничение горячего и холодного коридоров. Такие двери подходят для телеком-операторов, у которых серверные заполняются неравномерно и принцип разделения коридоров часто не соблюдается. В результате тепло, выдуваемое из переднего ряда стоек, попадает на воздухозаборные решетки шкафов, расположенных за ним. В этом случае CyberRack позволит либо снизить тепловую нагрузку на такие стойки, либо даст возможность увеличить плотность заполнения шкафов ИТ-оборудованием и при этом снять часть нагрузки с системы кондиционирования. 

CyberRack

Вентиляционные установки

В сфере охлаждения ЦОД можно выделить и еще одну тенденцию: производители серверного оборудования повышают допустимые нормы температуры в помещении. С другой стороны, возрастает популярность решений на базе фрикулинга, поскольку они позволяют добиться большей энергоэффективности и снизить затраты на эксплуатацию.

Поэтому среди других решений для охлаждения STULZ предлагает также вентиляционные установки CyberHandler 2, которые способны работать в различных режимах и обеспечивают воздухообмен интенсивностью до 105 тыс. м3/час. Большую часть времени установка функционирует в режиме фрикулинга либо использует адиабатическое охлаждение (в этом случае на перекрестный рекуператор подается холодная вода, что позволяет снижать температуру рециркуляционного воздуха). Когда этого недостаточно, возможно использовать встроенную холодильную машину (Mix Mod). При этом адиабатика продолжает работать, но дополнительно подключается компрессорное охлаждение.

Когда мы говорим о больших объемах воздуха, проходящих через систему кондиционирования, необходимо учитывать, что из-за высоких скоростей увеличивается показатель сопротивления теплообменников. Это приводит к необходимости увеличения мощности вентиляторов и, как следствие, к росту энергопотребления. Выходом в данном случае является установка больших теплообменников и групп вентиляторов. Компания STULZ готова предложить решение под названием Custom Indoor AHU. Технология новая, однако опыт ее реализации и использования уже имеется за рубежом.

Новый чиллер STULZ

Осенью 2018 года на выставке Chillventa компания STULZ представила еще один энергоэффективный продукт — чиллер CyberCool WaterTec с турбокомпрессором, который может быть использован не только в дата-центрах. Это универсальное решение, подходящее в том числе для промышленных и коммерческих объектов, поскольку аппарат поддерживает широкий диапазон температур выходящей воды. Как и любая холодильная машина, устанавливаемая внутри помещений, чиллер требует наружного блока — градирни, а благодаря оснащению модулем фрикулинга и системой адиабатического охлаждения наружного блока удается получить чрезвычайно высокие показатели энергоэффективности.

чиллер CyberCool WaterTec


Опубликовано в журнале «ЦОДы.рф» №26/27, июнь 2019 г.