Проектирование системы охлаждения цод — это сложный инженерный вызов, где точность расчета важна не менее, чем выбор самого оборудования. Когда тепловыделения машинного зала исчисляются сотнями киловатт, а требования к температурной стабильности крайне жестки, фреоновые кондиционеры не справляются с нагрузкой. Эффективной альтернативой для средних и крупных ЦОД являются чиллеры — центральные холодильные машины, способные обеспечить мощное и экономичное охлаждение. Однако рынок предлагает множество типов и конфигураций: с воздушным или водяным конденсатором, с осевыми или центробежными вентиляторами, со свободным охлаждением… Как не заблудиться в этом многообразии и сделать оптимальный выбор? Данная статья поможет разобраться в ключевых критериях подбора и правильно выбрать чиллер для охлаждения вашего дата-центра.
Зачем нужен чиллер для охлаждения
Современные дата-центры — это крупные потребители энергии, значительная часть которой тратится на системы охлаждения. В свете растущих тарифов на электроэнергию вопрос выбора эффективного чиллера становится как никогда актуальным. То есть, выбор чиллера сегодня — это не только решение инженерной задачи по отводу тепла, но и взвешенная инвестиция в устойчивое и экономически выгодное будущее вашего ЦОД.
К счастью современные модели чиллеров имеют такие функции, как свободное охлаждение (free-cooling), модульная конструкция и интеллектуальное управление. Они позволяют существенно снизить текущие расходы компании и надежную работу оборудования ЦОД.
Давайте разберемся, как выбрать чиллер для охлаждения оборудования дата-центра, всё по порядку.
Как выбрать чиллер для охлаждения оборудования дата-центра
Мы выяснили, что выбор чиллера для дата-центра — это сложная инженерная задача, от которой зависят надежность, эффективность и стоимость всей IT-инфраструктуры. Возьмите на заметку подробное пошаговое руководство, как выбрать чиллер для охлаждения дата-центра.
Шаг 1: Расчет тепловой нагрузки — основа основ
Прежде всего, необходимо точно определить, сколько тепла нужно отводить.
Для этого суммируйте тепловыделение всего серверного, сетевого и прочего оборудования. Она указывается в кВт. Важно учитывать не текущую, а плановую пиковую нагрузку с запасом на рост (обычно 15-25%).
Учитывайте тепловые притоки от освещения, людей и солнечного света, хотя в дата-центре они часто незначительны по сравнению с серверами.
В итоге вы получаете цифру общей холодопроизводительности, например, 500 кВт. Именно под эту нагрузку и будете подбирать чиллер для охлаждения.
Шаг 2: Выбор типа конденсатора: где отводить тепло?
Это один из самых важных выборов, определяющий эффективность и стоимость эксплуатации.
Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора
Принцип работы основан на отводе тепла в атмосферу с помощью вентиляторов, обдувающих конденсатор.
Они проще и дешевле в монтаже, не требует системы оборотного водоснабжения (градирни) и вся холодильная схема находится в одном корпусе.
Однако, данные вариант охлаждения менее эффективен в жарком климате, так как эффективность зависит от температуры наружного воздуха. Коме это, он занимает больше места снаружи здания.
Вывод: Хороший выбор для регионов с умеренным климатом и при ограниченном бюджете на капзатраты.
Чиллер с водяным охлаждением конденсатора
Здесь тепло передается воде, которая затем охлаждается в градирне. Такой чиллер для охлаждения значительно эффективнее, особенно в пиковые летние периоды. У него компактный наружный блок и его можно размещать внутри здания.
Однако, выше капитальные затраты, так как нужна градирня, насосы, система водоподготовки и сложное обслуживание.
Вывод: Оптимален для крупных дата-центров в регионах с жарким климатом, где приоритетом является низкий PUE (Power Usage Effectiveness).
Шаг 3: Функция free-cooling — необходимое требование
Это функция свободного охлаждения, она критически важна для снижения эксплуатационных расходов.
Когда температура наружного воздуха опускается ниже определенного уровня (например, +5°C), теплоноситель охлаждается напрямую, без включения компрессора. Компрессорная часть отключается или работает на минимуме. Это экономит электроэнергию до 70-90% в холодное время года.
Рекомендация: Для дата-центра, работающего 24/7/365, чиллер со встроенным контуром свободного охлаждения — не опция, а необходимость.
Шаг 4: Чиллер для охлаждения и энергетическая эффективность
Нельзя выбирать чиллер только по цене. Сравнивайте показатели эффективности:
- COP (Coefficient of Performance): Отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности. Чем выше, тем лучше. Например, COP = 4.0 означает, что на 1 кВт затраченной электроэнергии производится 4 кВт холода.
- IPLV (Integrated Part Load Value): Более важный показатель, так как чиллер редко работает на 100% мощности. Он показывает среднюю эффективность при частичных нагрузках. Для дата-центра с переменной нагрузкой чиллер с высоким IPLV будет гораздо экономичнее.
Шаг 5: Возможности расширения и резервирование
Надежность — ключевой параметр для ЦОД.
Модульные чиллеры состоят из нескольких независимых холодильных контуров или блоков (например, 3 блока по 33% мощности). При выходе одного из строя остальные продолжают работу, обеспечивая резервирование.
N+1 резервирование — это стандартная практика. Устанавливайте мощность так, чтобы при отказе одного чиллера или контура, остальные могли покрыть полную нагрузку.
Масштабируемость важна, если планируется поэтапное наращивание мощностей дата-центра, выбирайте систему, к которой можно легко добавить новые модули.
Шаг 6: Рабочий температурный диапазон и хладагент
Современные системы охлаждения дата-центров часто работают на повышенных температурах теплоносителя (например, +15°C / +21°C вместо традиционных +6°C / +12°C). Это позволяет дольше использовать режим свободного охлаждения. Убедитесь, что чиллер для охлаждения ЦОД рассчитан на работу в требуемом вам диапазоне.
Обратите внимание на тип хладагента (R-134a, R-513A, R-1234ze и др.). Выбор зависит от экологических норм (потенциал GWP — глобального потепления), эффективности и будущей доступности хладагента.
Шаг 7: Чиллер для охлаждения ЦОД и система управления и интеграция
Чиллер должен быть частью общей инфраструктуры.
Выбирайте чиллер, который имеет программируемые контроллеры с возможностью удаленного мониторинга и управления.
Убедитесь, что система управления чиллера может интегрироваться с общей системой мониторинга и управления зданием (BMS) или инфраструктурой дата-центра (DCIM). Это позволит строить эффективные алгоритмы работы и оперативно реагировать на сбои.
Краткий чек-лист выбора
- Рассчитайте нагрузку: Суммируйте мощность IT-оборудования + запас 20%.
- Определите тип конденсатора: «Воздушный» для умеренного климата и экономии на CAPEX, «водяной» для жаркого климата и экономии на OPEX.
- Требуйте Free-Cooling: Это главный инструмент экономии энергии.
- Сравнивайте COP и IPLV: Выбирайте модель с наилучшими показателями эффективности.
- Планируйте резервирование: Модульная схема N+1.
- Уточните температурный график: Подберите чиллер под параметры вашей системы (например, высокотемпературный фрикулинг).
- Проверьте систему управления: Обеспечьте возможность интеграции в BMS/DCIM.
Заключение
Итак, чиллер для охлаждения ЦОД — это ключевой компонент, который берет на себя основную нагрузку по отводу тепла и обеспечивает заданный температурный режим для серверного оборудования. Неправильный выбор чиллера может привести к завышенным расходам и недостаточно эффективному охлаждению. В этой статье мы рассказали, как учитывать целый ряд факторов для выбора чиллера для дата-центра. Помните, правильный выбор чиллера — это баланс между первоначальными инвестициями (CAPEX) и долгосрочными эксплуатационными расходами (OPEX). Для дата-центра, где счет за электричество исчисляется миллионами, высокая цена более эффективной и надежной модели окупится очень быстро.