В данном примере рассмотренo решение  задачи: Создание микроклимата в  помещении ЦОДа в котором находится оборудование, генерирующее тепло (96 кВт\час)  и люди. При наличии людей на територрии ЦОДа не получается применить схему холодный — горячий коридор, а также раздавать охлажденный воздух через фальш. пол.

Функции каждой составляющей системы:

Основная составляющая системы:

Шкаф с водяным охлаждением Knurr Cooltherm.

Серия серверных шкафов с водяным охлаждением Knurr Cooltherm.

Решение Knurr Cooltherm – один из компонентов Emerson Adaptive Cooling Architecture – направлено на оптимизацию инвестиций в инженерную инфраструктур ЦОД. Организация системы охлаждения ЦОД с помощью решения CoolTherm позволяет построить масштабированное решение, построенное по принципу «Только необходимое охлаждение. Ничего более». Наращивание мощности системы охлаждения в соответствии с потребностью на конкретный момент времени позволит распределить во времени инвестиции в ЦОД.

Knurr Cooltherm представляет из себя серверный шкаф с замкнутым контуром рециркуляции воздуха. Блок водяного охлаждения воздуха расположен внизу шкафа и занимает от 6U до 9U в зависимости от мощности. Подобная конструкция позволяет отвести от шкафа до 25kW (35kW для blade-серверов) тепла.

Для охлаждения используется контур холодной воды ЦОД.

Преимущества:

  • Отвод до 35 Квт
  • Допустимая статическая нагрузка до 1000 кг
  • Степень защиты IP55
  • Независимость от параметров помещения (температура, фальшполы)
  • Возможность масштабирования без необходимости инвестирования «на будущее»
  • Повышения эффективности датацентра за счет более высокой плотности размещения оборудования
  • Высокая экономическая эффективность водяного охлаждения
  • Снижение шумности в ЦОД
  • Попадание воды на оборудование в случае образования течи исключено
  • Резервированные по схеме N+1 вентиляторы с регуляцией оборотов в зависимости от температурных параметров
  • Равномерное распределение охлаждения в шкафу
  • Повышения безопасности ЦОД за счет предоставления доступа только к конкретной стойке с оборудованием
  • Автоматическое открытие дверей в случае прекращения подачи воды
  • Возможность организации локальной системы пожаротушения – вывод из функционирования конкретной проблемной стойки.

Основная составляющая системы:

Чиллер Daikin EWWP 045 KAW1N.

Чиллер Daikin EWWP 045 KAW1N является генератором холода.

Оба контура холодильной машины работают на жидкостях, что позволяет нам эффективно использовать тепло, отведенное из помещения серверной, для дальнейших потребностей, а не выбрасывать его в атмосферу.

Для наиболее эффективного применения принята схема включения, состоящая из 3 единиц: ведущий-ведомый-резервный. Фактически схема N+1. Каждый чиллер двухкомпрессорный, что позволяет нам безболезненно заменить любую деталь, выполнить сервисные работы и прочие мероприятия.

Преимущества чиллера DAIKIN EWWP:

  • Модульная конструкция
  • Минимальные установочные размеры;
  • Компрессор спирального типа;
  • Низкий уровень шума;
  • Электронный пульт управления;
  • Высокая энергоэффективность;
  • Высококачественное антикоррозионное покрытие деталей;
  • Испаритель — компактный пластинчатый теплообменник из нержавеющей стали;
  • Минимальная заправка хладагентом;
  • Простота монтажа и удобство обслуживания;
  • Возможность интеграции с единой системой управления зданием (BMS).

Вспомогательная составляющая системы:

Градирня (драйкулер).

Градирня (драйкулер) — сухой воздухоохладитель имеет альтернативу градирням,  а также возможность горизонтального и вертикального монтажа.

Сухие охладители  L имеют очень низкий уровень шума.

Данные сухие охладители L  предназначены для использования в системах кондиционирования воздуха.

Кроме этого возможно использование данных охладителей в системах free cooling в качестве охладителей воды.

Корпус  данных охладителей изготовлен из оцинкованной стали без покрытия, а также  из оцинкованной стали с эмалевым покрытием.  Все детали были сделаны из нержавеющей стали, что  обеспечивает очень высокую коррозионную стойкость. Данные охладители  поставляются на деревянном паллете.

Вспомогательная составляющая системы:

Гидромодуль.

Гидромодуль предназначен для обеспечения возможности отвода тепла от серверов в помещении серверной в тепловой пункт, для дальнейшего его использования.

Последовательность работы

Решение №1 ( с промежуточным теплообменником) — тепло отводимое от встроенного охладителя в шкафу, по лини 1, с температурой =12°С и поступает на гидромодуль =>гидромодуль передает жидкость (или смесь) при той же температуре на вход конденсатора чиллера по линии 3. Температура жидкости отводимой от конденсатора будет ? 55 °С,  и объемом воды ? 160 л\мин. => по линии  4 из выхода испарителя через гидромодуль можем отвести тепло на вход промежуточного теплообменника  по линии 7 и использовать для вторичного использования в системах ГВС, теплые полы, и прочих хозяйственных нужд. =>По линии 8 охлажденную жидкость с ? Т ? 50°С, подаем на вход конденсатора чиллера  через гидромодуль по линии 3 => с выхода испарителя чиллера по линии 4 охлажденная вода, с температурой = 7 °С и через гидромодуль по линии 2 поступает на вход шкафа охлаждения, и далее по замкнутому циклу. В случае отсутствия водоразбра в системе гидромодуль при помощи управляющих механизмов (составная часть) передает избыточный теплоноситель на  драйкулер, в этом случае направления движения жидкости 5-6 и 7-8 работают синфазно. В нашем случае энергосбережение может составить до 103-105 кВт\час.

Капиталовложения

Инвесторские затраты можно  принять на основании стоимости одного киловатта теплопритока от серверов. Стоимость составит 1кВт = 1700 €. При том, что Заказчику остается докомплетовать серверную только ИТ оборудованием.

* Газоудаление и вентиляция в предложение включены.

Расчет энергоутилизации

Исходя из предварительного расчета и двух рабочих холодильных машин одновременно, при 100% загрузке мы имеем утилизированного тепла 104 кВт/ч = 0,09 Гкал/ч.

При круглогодичной работе данной системы получаем 786,24 Гкал.

Стоимость 1 Гкал составляет 205 грн.

Общая экономия составит приблизительно 162000 грн\год.