Mitsubishi Electric wprowadza na rynek amerykański platformę MECH-iC – nową generację chłodzonych powietrzem chillerów przeznaczonych do zastosowań w centrach danych, w szczególności obiektach hyperscale i colocation obsługujących obciążenia związane z AI. Konstrukcja została podporządkowana wymaganiom współczesnej infrastruktury obliczeniowej: wysokiej gęstości cieplnej, ograniczonej powierzchni technicznej, szybkiej reakcji systemu chłodzenia oraz konieczności utrzymania ciągłości pracy. 

MECH-iC dostępny jest w dwóch wariantach o nominalnej wydajności chłodniczej 350 i 500 ton, czyli odpowiednio około 1,2 oraz 1,75 MW. Producent deklaruje przy tym około 25-procentową redukcję powierzchni zabudowy w porównaniu z porównywalnymi rozwiązaniami. W przypadku dużych kampusów centrów danych może to mieć istotne znaczenie projektowe, ponieważ ograniczeniem staje się nie tylko dostępna moc elektryczna, ale również powierzchnia przeznaczona na infrastrukturę chłodniczą. 

Sprężarki bezolejowe i łożyska magnetyczne

Jednym z kluczowych elementów MECH-iC są bezolejowe sprężarki odśrodkowe z łożyskami magnetycznymi. Eliminacja oleju z obiegu sprężarkowego ogranicza liczbę elementów eksploatacyjnych i potencjalnych źródeł strat, a technologia łożysk magnetycznych pozwala na bezkontaktową pracę wirnika.

Rozwiązanie to jest szczególnie interesujące w aplikacjach data center, gdzie parametry pracy urządzenia należy analizować nie tylko przez pryzmat nominalnego COP/EER, lecz również częściowego obciążenia, zmienności obciążenia IT, liczby godzin pracy w roku oraz wymagań dotyczących redundancji.

Platforma wykorzystuje również opracowaną przez Mitsubishi Electric technologię R.E.D. Cooler (Reduced Exergy Depletion). Według producenta rozwiązanie to ma poprawiać charakterystykę termodynamiczną układu chłodniczego. 

Temperatura wody 18–24°C

MECH-iC został zoptymalizowany do pracy z temperaturą wody zasilającej na poziomie 65–75°F, czyli około 18–24°C. Jest to zakres istotny z punktu widzenia współczesnych systemów chłodzenia centrów danych, szczególnie w konfiguracjach, w których chłód dostarczany jest do wymienników typu CDU lub innych układów pośrednich obsługujących chłodzenie cieczowe.
Wysoka temperatura wody lodowej może zwiększać potencjał wykorzystania free-coolingu i ograniczać pracę sprężarek w warunkach, w których pozwalają na to temperatura zewnętrzna i wymagania odbiorów. Nie oznacza to jednak automatycznie wysokiej efektywności całego systemu – o wyniku energetycznym decydują również pompy, wentylatory, wymienniki, sterowanie oraz rzeczywisty profil obciążenia IT.

Praca przy temperaturze zewnętrznej do 52°C

Producent deklaruje możliwość pracy MECH-iC przy temperaturze otoczenia sięgającej 125°F, czyli około 52°C. Jest to parametr istotny dla instalacji pracujących w wymagających warunkach klimatycznych oraz dla projektowania infrastruktury bez konieczności przyjmowania dużego deratingu wydajności przy wysokiej temperaturze zewnętrznej.  Drugim ważnym parametrem jest czas ponownego uruchomienia. Mitsubishi Electric podaje, że po przerwie w zasilaniu chiller może zostać ponownie uruchomiony w czasie krótszym niż trzy minuty. W infrastrukturze krytycznej ma to znaczenie z punktu widzenia ograniczania czasu pracy systemu w trybie awaryjnym oraz współpracy z układami UPS i agregatami rezerwowymi. 

R515B zamiast klasycznych czynników HFC

MECH-iC wykorzystuje czynnik R515B o klasie bezpieczeństwa A1, czyli niepalny i o niskiej toksyczności w klasyfikacji ASHRAE 34. Jest to istotny aspekt projektowy w przypadku dużych urządzeń instalowanych w bezpośrednim sąsiedztwie infrastruktury krytycznej. 

Jednocześnie sam wybór czynnika nie powinien być utożsamiany z oceną całkowitego wpływu środowiskowego instalacji. Przy analizie rozwiązania należy uwzględnić m.in. GWP czynnika, jego ilość w układzie, sprawność energetyczną urządzenia, profil obciążenia oraz pośrednie emisje wynikające ze zużycia energii elektrycznej.

Chłodzenie jako element infrastruktury IT

Wprowadzenie MECH-iC pokazuje szerszy kierunek rozwoju chłodnictwa dla centrów danych. Wraz ze wzrostem gęstości mocy serwerów AI klasyczne podejście polegające na zwiększaniu liczby jednostek CRAC/CRAH przestaje być jedynym sposobem skalowania chłodzenia. Coraz większe znaczenie mają układy wodne, wymienniki ciepła oraz chłodzenie cieczowe bezpośrednio na poziomie racka.

W takim układzie chiller nie jest już wyłącznie źródłem „zimnej wody”. Staje się jednym z podstawowych elementów całego łańcucha energetyczno-termicznego centrum danych. Jego charakterystyka pracy wpływa na PUE, możliwość wykorzystania wyższych temperatur wody, współpracę z free-coolingiem, wymagania dotyczące infrastruktury elektrycznej oraz niezawodność całego systemu.

MECH-iC został obecnie przedstawiony jako rozwiązanie dla rynku USA. Mitsubishi Electric rozwija równolegle europejską ofertę chłodzenia krytycznego; firma informuje o chłodzonych powietrzem chillerach dla centrów danych o mocach sięgających około 1,65 MW. 

Wniosek dla projektantów HVACR: w przypadku obiektów AI kluczowym parametrem przestaje być sama moc chłodnicza urządzenia. Coraz ważniejsza staje się zdolność chillera do efektywnej pracy przy wysokiej temperaturze wody, zmiennym obciążeniu, wysokiej temperaturze zewnętrznej i wymaganiach dotyczących szybkiego odtworzenia chłodzenia po awarii zasilania. MECH-iC jest przykładem konstrukcji, w której te wymagania zostały potraktowane jako jeden problem projektowy, a nie jako niezależne parametry urządzenia. 

Źródło: Mitsubishi Electric Power Products / Mitsubishi Electric Hydronics & IT Cooling Systems. Informacja producenta w Business Wire