Rambler's Top100
 
 
Статьи
Александра ЭРЛИХ   30 августа 2016

Стоит ли бояться бесчиллерных систем в ЦОДе?

Основной потребитель электроэнергии в системах охлаждения ЦОДов – чиллер – был изобретен раньше автомобиля, но активно используется и поныне. В каких случаях от этого «золотого» звена в цепочке холодопроизводства можно отказаться, а в каких нет?

Александра ЭРЛИХ, Cabero

Об этом мы беседуем с Александрой ЭРЛИХ, генеральным директором компании Cabero.

Выигрыш есть

– Какое место бесчиллерные системы занимают в общей структуре проектов Cabero?

– У Cabero на ЦОДы приходится 30% продаж, а доля бесчиллерных проектов у нас составляет около 10%. Для нашего количества проектов в ЦОДах это довольно много, хотя я считаю, что их могло быть и больше.

– Насколько системы охлаждения без чиллеров применимы в дата-центрах?

– Принимая во внимание сложность подключения объектов к электросетям и высокое энергопотребление чиллеров, можно сказать, что в ЦОДах почва для бесчиллерных систем благодатная. Вместе с тем, несмотря на мое убеждение, что за такими системами будущее и что с нашими решениями можно, сэкономив на чиллере, полностью охладить весь ЦОД, я бы каждый такой проект предваряла расчетами с учетом особенностей климата, места, в котором планируется строить объект, и ряда других факторов. Даже на карте Москвы есть точки, в которых бесчиллерную систему можно использовать в дата-центре безоговорочно, а есть такие, в которых стоит подумать: а надо ли?

– Иначе говоря, любая бесчиллерная система, как костюм от портного, моделируется по индивидуальным меркам заказчика?

– Любая климатическая система, даже в самом типовом ее варианте, – всегда костюм от портного. Бесчиллерная – в особенности. С одной стороны, мы не разрабатываем теплообменники «на заказ». С другой – в двух наших полностью стандартизованных линейках этих тихих и супертихих устройств по 50 аппаратов. Так что на сегодняшний день мы можем предложить линейку из 100 различных абсолютно стандартных внутренних теплообменников и гораздо более широкую линейку стандартных же драйкулеров. Подбор аппаратов для построения бесчиллерной системы под параметры объекта заказчика – чем вам не индпошив?

– Какие преимущества у бесчиллерных систем в дата-центрах?

– Главное преимущество – это, безусловно, энергопотребление. Помимо этого немаловажный фактор – инвестиционные затраты. В структуре стоимости классической системы климатизации на долю чиллера приходится около 70%, а на долю драйкулера – 30%. Понятно, что отказ от чиллера потребует добавления в систему охлаждения теплообменника, системы водоподготовки и другого оборудования, но все равно 50%-ная экономия на капитальных затратах гарантируется. Иными словами, грамотно спроектированная энергоэффективная система охлаждения для дата-центра позволяет снизить и OPEX, и CAPEX.

Физику обмануть невозможно

– Какие бесчиллерные системы охлаждения подходят для ЦОДов?

– Если делать акцент на наружном охлаждении, то наиболее подходящими я бы назвала испарительные. Принцип их действия прост: вода испаряется с поверхности теплообменника, при этом на разрыв межмолекулярных связей затрачивается огромное количество энергии, что позволяет охладить воздух. В отличие от довольно распространенных дисперсных (адиабатических) систем, степень насыщения, которую обеспечивают испарительные системы, достигает 90% и выше, что позволяет снизить температуру в ЦОДе на 10–12 К, т.е. добиться того результата, для получения которого традиционно служит чиллер.

Кроме того, испарительные системы именно за счет испарения с большой теплообменной поверхности гораздо надежнее как дисперсных систем, так и «мокрых» градирен.

В Москве температура воды на выходе испарительной системы охлаждения может достигать +21–23°С, после чего она заводится в ЦОД, где используется во внутренней системе охлаждения. Этих температур для современного ЦОДа вполне достаточно.

– А какое оборудование, входящее в состав бесчиллерной системы, разворачивается во внутренней системе охлаждения дата-центра?

– В портфолио компании Cabero есть так называемые тихоходные воздухоохладители. Изначально они предназначались для комфортной климатизации помещений, в которых работают люди. Скорость охлаждения воздуха в них маленькая, работают они так тихо, что вы их совершенно не слышите. В таких охладителях может использоваться как вода, так и этиленгликоль. Поскольку эти теплообменники имеют ограниченную зону действия – до 28 м, для охлаждения ЦОДа нужно несколько подобных устройств распределить по машинным залам, выбирая самые горячие зоны, и установить драйкулер на крыше.

В построенной в соответствии с таким подходом климатической системе не требуются ни чиллер, ни компрессоры, а именно они и являются основными потребителями электроэнергии в дата-центрах. Система проста и надежна, что для ЦОДа самое главное, и прекрасно себя зарекомендовала. К тому же она энергоэффективна и недорога – требует гораздо меньше инвестиций по сравнению с классическими чиллерными системами.

– Что еще должны знать о бесчиллерных системах собственники и проектировщики ЦОДов?

– Надо с самого начала быть готовым к тому, что получить стандартный для чиллерных систем температурный график +7–12°С на выходе/входе системы охлаждения в нашем случае не удастся. Так что если вы планируете отказаться от чиллера, нужно либо с самого начала согласиться с тем, что в ЦОДе будет более высокая температура, либо производить доводку наружными системами. В этом случае нижняя температурная граница будет определяться возможностями наружного аппарата охлаждения. Скажем, если вода заходит в теплообменник внутренней установки с температурой +21–23°С, она у нас выходит на 5 К выше. Причем это границы общефизические, а потому они действуют для бесчиллерных систем любых производителей. Это еще раз подтверждает мой тезис: каждую такую систему нужно просчитать.

– Можно ли как-нибудь застраховаться от неожиданных скачков температуры в бесчиллерных системах?

– Предлагаю на выбор три способа. Первый нашли инженеры Google, ставшие пионерами в применении бесчиллерных систем в ЦОДах на базе испарительных охладителей Cabero. В одном из своих дата-центров они добавили в такую систему винтовой чиллер в «холодный» резерв. При этом за все 12 лет существования этой системы охлаждения аппарат не включался ни разу. Второе, чем можно себя успокоить, – приобрести теплообменник наружной системы с запасом по площади поверхности: 5–10% ни на размере инвестиций, ни на занимаемой площади заметно не отразятся, зато дадут огромный запас по надежности этого аппарата. Третий способ страховки, который можно рассматривать, – различные комбинации с теплообменниками, расположенными внутри ЦОДа.

– А если заказчику все-таки необходима температура на выходе/входе системы охлаждения +7–12°С?

– В этом случае совсем отказаться от чиллера нельзя. Однако, как показали исследования, которые проводились и нами, и именитыми производителями холодильных машин, использование воды в системе охлаждения и снижение температуры конденсации позволяют устанавливать чиллер гораздо меньшего размера. В этом случае его энергопотребление уменьшалось на порядок. К примеру, для одного нашего объекта в Германии – ЦОДа мощностью 700 кВт – энергопотребление такого аппарата с 189 кВт снизилось до 132 кВт. По нашему опыту, система с уменьшенным чиллером в Германии окупается за три месяца, в Москве – за период от шести до восьми месяцев, а в российских регионах – за год. И это только за счет экономии электроэнергии. А ведь и сам чиллер меньшего типоразмера обойдется заказчику дешевле.

Водная преграда

– Есть ли минусы у бесчиллерных систем?

– Таким системам нужна вода, ее нужно готовить, за ее качеством следить. Кроме того, воду нужно запасать. Советую заказчикам и проектировщикам, которым хотелось бы сделать выбор в пользу таких систем, прежде задать себе несколько вопросов: насколько применима вода в наружном охлаждении объекта? Насколько это будет эффективно в той местности, где строится ЦОД? Каковы возможности получения такой воды, проведения водоподготовки и квалифицированного обслуживания этой системы?

К сожалению, без воды построить бесчиллерную систему нельзя. Но можно поступить так, как это было сделано в проекте НИВЦ МГУ: там от использования воды не отказались полностью, а просто направили ее во внутреннюю систему охлаждения суперкомпьютера.

– А если источников воды рядом с ЦОДом нет?

– Может быть, тогда стоит выбирать не бесчиллерную систему. Но в 90% случаев вода есть – либо водопроводная, либо из ближайшего источника. Лучше всего для использования в бесчиллерных системах подходит артезианская вода. В Москве нам давали на анализ воду из семи скважин, расположенных в разных частях города, и во всех она подходила просто идеально. Как оказалось, для такой воды даже не нужна система водоподготовки.

– Какие факторы сдерживают применение бесчиллерных систем в дата-центрах?

– О двух из них – температурных и ресурсных (наличие воды) – я уже подробно рассказала, остается третий фактор – психологический. Люди привыкли использовать чиллер и пока боятся от него отказаться. Кроме того, многие заказчики успели получить негативный опыт внедрения псевдоэнергоэффективных систем, и с тех пор у них сложилось стойкое убеждение, что такие системы не­оправданно дороги и не дают обещанных результатов.

Решение об отказе от чиллера сложно принять. С моей точки зрения, это самый тяжелый момент. Если заказчик этот барьер преодолел, с ним легко работать. Он слушает, вникает, анализирует и в итоге выбирает самую лучшую систему. Если же нет, он боится, ему кажется, что его обманут, и в этом случае сделать правильный выбор сложно. Таким людям хочется сказать: «Не бойтесь, с нами у вас все будет хорошо».

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!