Nie tak dawno, w procesach inwestycyjnych, przy dokonywaniu wyboru systemu klimatyzacji precyzyjnej, brano pod uwagę jedynie koszty dostawy, montażu oraz jego uruchomienia.

W analizach kosztowych budowy nowego, czy też modernizacji, układu klimatyzacji dla obiektów Data Center kalkulacje przeprowadzono zwykle dla systemu:
• pracującego w sposób ciągły z wykorzystaniem sprężarkowych układów chłodniczych (bezpośrednie odparowanie),
• wyposażonego w układy umożliwiające wykorzystanie niskiej temperatury zewnętrznej w sposób bezpośredni lub pośredni (free-cooling). System ten jest wspomagany sprężarkowymi układami chłodniczymi.

Porównanie to uzupełniano o koszty:
• zużycia energii elektrycznej w skali kilku lat,
• obsługi (wymiana filtrów), naprawy,
• gwarancji.

Analiza ta umożliwiała inwestorowi porównanie kosztów oferowanych rozwiązań oraz własne preferencje. Niektóre z elementów, np. koszty napraw, awaryjność podlegały tylko subiektywnej ocenie lub w ogóle nie były brane pod uwagę.
Dostawcy i producenci sprzętu klimatyzacyjnego dostarczali narzędzia programowe, ułatwiające takie analizy. Wspieranie się takim oprogramowaniem obarczone było jednak podstawowym błędem – pozwalało jedynie porównać rozwiązania danego producenta.
Wszystko to kończyło się zakupem systemu klimatyzacji, który „swoje prawdziwe oblicze” pokazywał w kolejnych latach eksploatacji, budując lub rujnując w oczach kupującego, markę danego producenta. Zakup systemu klimatyzacji porównywany był często z kupowaniem garnituru „szytego na miarę” – systemem dedykowanym dla danego pomieszczenia, grupy pomieszczeń, obiektu.
W chwili obecnej, wyżej wymienione kryteria są niewystarczające i wymagają uzupełnienia o bardzo istotny parametr tj. skalowalność systemów klimatyzacyjnych. Skalowalność, tłumaczona z angielskiego „scalability” to zwrot odnoszący się głównie do technologii informatycznych, cecha polegająca na zapewnieniu coraz wydajniejszej pracy w miarę zwiększania liczby elementów składowych. Aby dany system klimatyzacyjny mógł spełniać tak ogólnie zdefiniowane założenie skalowalności, należy je doprecyzować.
Skalowalność w odniesieniu do systemów klimatyzacyjnych to możliwość dostosowania się:
• do zmiennego obciążenia cieplnego tj., mocy chłodniczej oraz zmian w kubaturze pomieszczenia poprzez dostosowanie rozdziału powietrza,
• do parametrów pracy wymaganych w pomieszczeniu:
– praca w układach niskotemperaturowych - temperatura nawiewu 16÷20°C,
– praca w układach nominalnych i średniotemperaturowych – temperatura nawiewu 22÷28°C, przy zachowaniu pozostałych warunków takich jak wilgotność względna czy czystość powietrza

oraz
• możliwość ograniczenia poboru energii elektrycznej dla elementów składowych systemu i wykorzystanie parametrów środowiska zewnętrznego,
• łatwość rozbudowy o nowe elementy i ich współpracę z istniejącymi.

Tak doprecyzowana definicja skalowalności dla systemów klimatyzacyjnych kojarzy się z pojęciem elastyczności (ang. fl exibility), jednak jest pojęciem szerszym.
W dalszej części artykułu zostaną opisane rozwiązania systemów klimatyzacyjnych umożliwiających zapewnienie właściwych warunków pracy dla technologicznych systemów informatycznych.

Rys. 2. Schemat pracy klimatyzacji Data Center w funkcji bezpośredniego free-coolingu

Urządzenia dla potrzeb telekomunikacyjnych stacji bazowych
Prezentację rozwiązań rozpoczyna seria urządzeń (nie systemów) dedykowanych małym pomieszczeniom kubaturowym nasyconym sprzętem teleinformatycznym np. Stacjom Bazowym (BTS) (rys. 1) pracującym w sieciach operatorów telekomunikacji mobilnej. Są to urządzenia Free-Air, Wall-Air oraz Tel-Air przystosowane do ciągłej nieprzerwalnej pracy w trybie 24/365.
Wspólną cechą tych urządzeń jest wykorzystanie opcji free- coolingu bezpośredniego do odprowadzenia zysków ciepła z pomieszczenia, kiedy tylko pozwalają na to warunki zewnętrzne. Na szczególną uwagę zasługuje układ automatycznej regulacji sterujący układem przepustnic i pracy wentylatora. Pozwala to utrzymać stabilny mikroklimat pomieszczeń przy jak największej oszczędności energii. Sterowanie zabezpiecza przed infiltracją zimnego powietrza w okresie występowania niskich temperatur zewnętrznych.
We wspomnianej serii znajduje się urządzenie Free-Air, które głównie jest przeznaczone do zabudowy w kontenerach telekomunikacyjnych, wyposażonych w urządzenia klimatyzacyjne. Zastosowanie tego urządzenia pozwala na wykorzystanie free-cooligu bezpośredniego, a w czasie występowania wysokich temperatur na załączenie jednostek klimatyzacyjnych, co przekłada się na oszczędności ok. 90% energii elektrycznej w skali roku.

Urządzenia dla serwerowni
Do niedawna urządzenia wykorzystujące free-cooling bezpośredni były dostępne jedynie dla małych pomieszczeń kubaturowych, jednak obecnie mogą być z powodzeniem stosowane dla pełnowymiarowych serwerowni.
Możliwość zastosowania free-coolingu bezpośredniego wiąże się z zaprojektowaniem budynku serwerowni zapewniającego właściwą pracę urządzenia CyberAir DFC2 (Direct Free Cooling) (rys. 2). Urządzenia mają konstrukcje umożliwiającą podłączenie komór mieszających oraz doprowadzających świeże powietrze. Dla uzyskania mniejszych oporów przepływu powietrza oraz zwiększenia pola powierzchni chłodnicy:
• wentylatory znajdują się poza szafą w przestrzeni podłogi technicznej,
• sprężarki znajdują się w oddzielnym module,
• chłodnica jest ruchoma i w trybie free-cooling ustawia się pionowo. (...)

Rys. 5. Rozdział powietrza w systemie z podłogą techniczną

Regulacja ciśnienia w podwójnej podłodze (...)

Zasada działania (...)

Skalowalność (...)

Podsumowanie
Niniejszy artykuł prezentuje jedynie fragment palety produktów STULZ z ukierunkowaniem na nowoczesne skalowalne i energooszczędne rozwiązania systemowe.
Więcej informacji dostępne jest na stronie firmowej www.stulz.pl