Кондиционирование в дата центрах (ЦОД) системой чиллер-фанкойл

Чиллер относится к числу оборудования со сложным устройством, но если опустить многочисленные технические тонкости, то принцип его действия можно объяснить довольно легко. Для этого вполне достаточно просто представить замкнутый контур, используемый для транспортировки особого вещества, температура кипения которого очень низка. Конструкция контура включает одновременно два теплообменника, для одного из которых характерно в процессе работы создание давления, достаточного для того, чтобы жидкий фреон испарялся, параллельно извлекая тепло из окружающей среды, в качестве которой выступает вода, требующая охлаждения. Второй теплообменник создает давление, способствующее конденсации газообразного фреона, который не просто выделяет тепло, но и отдает его окружающей среде.

Один из теплообменников именуется испарителем и служит для производства холода, тогда как второй – конденсатор, настроен на производство тепла. Холод традиционно используется в системе кондиционирования, тогда как тепло отводится наружу за ненадобностью.

Основным элементом любой системы кондиционирования воздуха на чиллерной воде являются так называемые чиллерные установки, обеспечивающие снабжение фанкойлов охлажденной водой. Чиллер – это тот агрегат, который служит для производства охлажденной жидкости, будь то вода или раствор этиленгликоля, именно он выступает в качестве основного узла систем центрального кондиционирования воздуха.

Если рассматривать особенности конструкции таких холодильных машин, то можно отметить определенные их характеристики.

чиллер для воды купить

Каким образом осуществляется отведение тепла от конденсатора

Обычно в процессе разработки систем кондиционирования ЦОД специалисты помимо прецизионного кондиционирования предусматривают возможность охлаждения при помощи воздуха, поступающего извне. Для этого конденсатор располагается на улице, за пределами помещения, нуждающегося в охлаждении, но в этом случае дополнительно придется устанавливать вентиляторы, предназначенные для обдува оборудования, либо для конденсатора оборудуется специальное техническое помещение, а дополнительно обеспечивается подача и отвод воздушных масс с улицы.

Конденсатор при необходимости может охлаждаться с помощью воды. Для этой цели необходимо вооружиться устройством замкнутого водяного контура, оснащенного градирней. Последняя представляет собой специализированный прибор для охлаждения воды. Чаще всего ее е используют для кондиционирования воздуха, так как температура охлажденной воды превышает аналогичный параметр для той жидкости, которая выходит из чиллера.

Какие функции выполняет испаритель

Такое оборудование может располагаться в одном корпусе с моноблочным чиллером, но в этом случае следует помнить о том, что если разместить его на улице, то во избежание размораживания системы зимой, следует обеспечить использование в ней незамерзающего хладоносителя. Альтернативным вариантом может стать его слив из системы до наступления лета.

чиллер термоколд на объекте

Как показывает практика, особо удобными считаются двухблочные холодильные машины. Комфорт заключается в том, что конденсатор располагается за пределами помещения, а потому не издает никакого постороннего шума, дополнительно испарителю и водяному контуру находится место в помещении, а потому отпадает необходимости слива системы на зимний период.

Помимо перечисленных конструктивных особенностей можно выделить определенные различия в дополнительных функциях чиллеров. К их числу можно отнести наличие такого режима, как фрикулинг, подразумевающий для охлаждения хладагента использование исключительно внешнего холодного воздуха, что позволяет экономить на мощности компрессора. Если учесть, что подобное оборудование используется в условиях нашей страны, то можно сэкономить более половины электроэнергии, затрачиваемой ранее для полноценного функционирования системы кондиционирования.

Еще одним значимым элементом системы кондиционирования воздуха считают специальную емкость, выступающая в качестве аккумулятора хладоносителя. Его использования позволяет решить задачу бесперебойной работы ЦОДа, так как если имеет место отключение электроэнергии, оборудование начинает запитываться от аккумуляторов ИБП, такие мощности не способны обеспечить должного кондиционирования, что в результате становится причиной закипания серверного оборудования и его выхода из строя. Именно поэтому важно изначально рассчитать объем охлажденной воды в баке так, чтобы при отключении электричества ЦОД на протяжении определенного срока все-таки продолжал работать.

Какую систему следует предпочесть – водяную или фреоновую

Каждая из перечисленных систем кондиционирования имеет свои достоинства и недостатки, которые могут варьироваться исходя из задач ЦОД и тех целей, которые преследует владелец.

Традиционно фреоновая система более энергоэффективна, так как в ее конструкции присутствует всего один холодильный контур, тогда как насосные группы отсутствуют изначально, равно как и остальные элементы, относящиеся к числу дополнительных. Диапазон регулирования температуры водяного контура в чиллерной системе более широкий, из-за чего предоставляется гораздо больше возможностей для экономии. Превосходные результаты демонстрируют и современные высокотемпературные чиллеры. Конструктивные особенности сказываются и на компактности размеров фреоновой системы, сеть трубопроводов в ней гораздо короче, да и трубы имеют меньший диаметр. Недостатком, причем достаточно весомым, можно считать тот факт, что каждому внутреннему блоку соответствует еще один наружный, а потому на крупных объектах это будет более, чем заметно. Между наружными блоками следует обеспечить определенное расстояние, что необходимо для обеспечения качественной циркуляции воздуха. Все это в итоге выливается в необходимость выделения значительных площадей. Несколько чиллеров одновременно, если учесть наличие трубопроводной развязки и насосной группы займут гораздо меньше места.

Рекомендуемое оборудование

Фреоновая система – это комплекс самостоятельных единиц, то, насколько слаженно будут функционировать друг с другом внутренний и наружный блоки, во многом зависит от такого параметра, как производительность системы. Для чиллера традиционно требуется более мощная автоматика, способная связать воедино одновременно несколько компонентов.

Одной из немаловажных характеристик ЦОД признано время, на протяжении которого система способна функционировать в автономном режиме. Для того чтобы обеспечить подобную возможность, следует озаботиться установкой бака-аккумулятора должного объема, и небольшим ИБП для вентиляторов и насосов. Если речь идет о фреоновой системе, то автономно она сможет функционировать только при использовании мощных ИБП, способных питать одновременно несколько кондиционеров. Дополнительно следует установить значительный массив аккумуляторных батарей с емкостью, достаточной для того, чтобы обеспечить энергией кондиционеры на определенное время.

Использование фреоновой системы не представляет какой-либо опасности для ИТ-оборудования, тогда как использование водяной может привести к порыву, что в результате выльется в серьезные убытки во всех смыслах этого слова.

Идеальным вариантом может стать технико-экономический анализ обоих решений, с учетом перспективы на ближайший период не менее 5-10 лет. Только в этом случае можно грамотно подобрать наиболее подходящую концепцию.

Основные варианты чиллеров для ЦОД

Один из самых востребованных – это моноблочный чиллер наружного типа с воздушным охлаждением. Все элементы конструкции собраны в одном корпусе, что позволяет снизить ресурс, затрачиваемый при проектировании и установке в сравнении с остальными моделями. В общей сложности такая система занимает меньшую площадь, нежели внутренние холодильные машины. Финансовые затраты снижаются благодаря опции воздушного охлаждения, а потому такая модель – это оптимальный вариант для тех объектов, в которых отсутствует специальное техническое помещение.

Внутренние чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора больше подходят для серверных и небольших дата-центров. Подобные модели стоят гораздо дешевле, что делает их еще более привлекательными для потребителей, привыкших мыслить рационально. В холодильном контуре таких систем присутствуют низкотемпературные комплекты, с помощью которых поддерживается рабочее давление в холодное время года. Единственный недостаток таких моделей заключается в ограниченной длине хладонопроводов.

Внутренние чиллеры с водяным охлаждением конденсатора применяются, если для аналогичного крупногабаритного устройства нет лишнего места в помещении. Такое решение становится оптимальным тогда, когда ЦОД располагается в центре населенного пункта на первом этаже многоэтажки. Градирни в этом случае монтируются на кровлю, а в самой системе используются дополнительные теплообменники, циркуляция хладоносителя между которыми осуществляется при помощи насосов.

Фанкойлы для малых ЦОД и серверных

Такая система представлена теплообменником, оснащенным вентилятором. Преимущество такого устройства заключается в возможности обеспечить одновременную подачу свежего воздуха из центрального кондиционера и приточной установки. Данный принцип может выступать в качестве основы для дополнительной организации системы вентиляции в помещении.

Рекомендуемое оборудование

Работает фанкойл довольно просто, а тот воздух, который находится в помещении, передается на теплообменник фанкойла, где осуществляется его нагрев или охлаждение до требуемой температуры.

Основные типы фанкойлов:

  • Установки горизонтального и канального типа, используемые для монтажа на потолке либо расположения в подсобке. Кондиционирование подобным образом обеспечивает поступление в помещение свежего воздуха, в результате чего он перемешивается с кондиционированным и передается одновременно в несколько помещений.
  • Кассетные фанкойлы предназначены для установки под подвесным потолком. Дополнительно устанавливается особая панель с регулируемыми заслонками, с помощью которых можно регулировать мощность кондиционера.
  • Канальные фанкойлы оснащены встроенными вентиляторами, электронагревателями, фильтрами и др. Такие фанкойлы применимы для обслуживания одновременно нескольких помещений либо для разных этажей здания.
  • Напольные фанкойлы предназначены для монтажа на полу помещения, самое распространенное их расположение – под окном, где они выступают в качестве отопительных радиаторов.

Наши специалисты могут помочь подобрать оборудование по Вашему проекту: