Jakie czynniki mają wpływ na zużycie energii elektrycznej przez systemy klimatyzacji precyzyjnej i jak ww. czynniki mogą być interpretowane zarówno przez dostawców (Producentów, Wykonawców), odbiorców (Inwestorów) i bezpośrednich użytkowników systemów.

Obserwacja rynku energii elektrycznej w ciągu ostatnich lat w Polsce wskazuje, na tendencję spadkową cen energii elektrycznej. Nie zawsze odbiorcy indywidualni odczuwają to bezpośrednio i w krótkim czasie, ponieważ zawarte umowy z dostawcami energii obligują ich do rozliczania się po stałych stawkach zakupowych ustalanych na dany rok, jednak przygotowanie kolejnych postępowań zakupowych to okazja do analizy rynku i wyboru korzystniejszego dostawcy. Jest to oczywiście związane z przystosowaniem układów pomiarowo-rozliczeniowych odbiorcy do takiego działania na rynku zakupu energii.

Spadek cen jest widoczny nawet na rynku energii dla odbiorców detalicznych i gospodarstw domowych, gdzie pojawiają się liczne promocje umożliwiające oszczędności w tym zakresie w budżecie domowym.

W kręgach energetycznych pojawia się nawet pytanie: na jakim (jak niskim) poziomie ceny się zatrzymają.

Pozostawiając tę analizę ekspertom branży energetycznej oraz regulatorom rynku energii, w niniejszym artykule, skoncentruję się na zagadnieniach podstawowych. Zgodnie z informacją zawartą w tytule, wszystko to będzie dotyczyło Data Center rozumianych jako całe obiekty, a także jako pojedyncze pomieszczenia – serwerownie.

Bez względu na wielkość Data Center, jego przeznaczenie i lokalizację wszystkie te obiekty będą wymagały od systemów klimatyzacyjnych:

• niezawodności (ƒƒ zachowanie redundancji),
• skalowalności (elastyczne dostosowanie do potrzeb),
• optymalizacji parametrów pracy i zużycia energii.

Bardzo istotnym elementem, szczególnie dla dedykowanych „dużych” Data Center, jest również oddziaływanie na bezpośrednie sąsiedztwo danej lokalizacji.

Do niedawna, mówiąc o niezawodności (zachowaniu redundancji) bardzo chętnie sięgano po klasyfikację TIER, próbując już na etapie projektu określić ośrodek obliczeniowy wg zawartych tam kryteriów, zestawiając ze sobą klasyfikację w dwóch obszarach: zasilania w energię elektryczną i klimatyzacji.

Inne metody bazowały na określeniu współczynników niezawodności systemów.

Z praktycznego punktu widzenia niezawodność ośrodków obliczeniowych była i jest weryfikowana przez rzeczywistą ich pracę, a osoby, odpowiedzialne za funkcjonowanie danych systemów, rozliczane są z zachowania ich ciągłości pracy – praktycznie rozliczani są w momencie, kiedy ta ciągłość zostanie utracona.

W tym momencie należy zwrócić uwagę na jeszcze jeden bardzo istotny element, który dotychczas jest całkowicie, aczkolwiek świadomie, pomijany w analizie niezawodności systemów pracujących na rzecz Data Center, a który wkrótce stanie się powszechnym standardem również w Polsce. Jest to rzeczywista redundancja pracy i przechowywania danych systemów informatycznych – jest to tworzenie rzeczywistych systemów zapasowych lub Discharge Recovery (bezstratne odzyskiwanie danych), umożliwiających planowe całkowite okresowe przeniesienie pracy systemów informatycznych i baz danych do innego ośrodka (lub pracę równoległą ośrodków), w celu umożliwienia przeprowadzenia prac konserwacyjnych i modernizacji wymagających wyłączenia systemów klimatyzacyjnych i zasilających. Takie rozwiązania z powodzeniem są już realizowane przez operatorów internetowych oraz operatorów kolokacyjnych.

Wracając jednak do dnia dzisiejszego i do obecnego pojęcia niezawodności w tym ujęciu, systemy klimatyzacyjne muszą być tak wykonane, aby ich eksploatacja tę ciągłość zapewniała. Może to zostać zrealizowane przez:

• duże, zdublowane (pracujące równolegle) systemy,
• wprowadzenie jednostek nadmiarowych,
• podział systemów na pojedyncze autonomiczne układy z zachowaniem układu (układów) nadmiarowych.

O ile, do niedawna, duże systemy kojarzyły się z rozbudowanymi układami wody lodowej, wyposażonymi w wytwornice wody lodowej i rozbudowane instalacje rurowe, to teraz systemy wody lodowej ulegają „miniaturyzacji”, stając się bezpośrednią alternatywą „dawnych” układów freonowych. Oczywiście należy tu jednak pamiętać o wzroście jednostkowego zapotrzebowania mocy dla pomieszczeń serwerowni – mamy do czynienia z efektem skali.

W chwili obecnej duże systemy to systemy bazujące na technologiach wysokooszczędnych, wykorzystujących duże ilości powietrza zewnętrznego lub procesach schładzania realizowane w inny sposób, niż wykorzystanie układów chłodzenia mechanicznego, powszechnie określanych jako układy freonowe.

Inwestor decydujący się na takie rozwiązanie, posiadający określone, zdefiniowane potrzeby w zakresie dużych mocy obliczeniowych, a w konsekwencji duże zapotrzebowanie na moc elektryczną, ponosząc zdecydowanie wyższe koszty inwestycyjne, otrzymuje rozbudowane dedykowane energooszczędne systemy klimatyzacyjne.

W Polsce, mimo bardzo dużej dynamiki wzrostu ilości powstających Data Center, tego typu obiekty nie znajdują jeszcze zastosowania na zasługującą im skalę.

W warunkach naszego kraju stosowane są rozbudowane układy wody lodowej, układy instalacji glikolowych, średnie i małe instalacje wody lodowej, średnie i małe instalacje glikolowe.

Obserwuje się tendencję stosowania autonomicznych układów freonowych jedynie jako układów redundantnych.

Nie należy tu zapominać również o dedykowanych układach dużej gęstości.

Ostatnio obserwowana jest interesująca tendencja podziału (wspomniana powyżej „miniaturyzacja”) rozbudowanych instalacji wody lodowej, a także instalacji glikolowych na pojedyncze układy o mocy 80÷180 kW każdy. Dla instalacji wody lodowej, będą to układy 1÷2 szaf klimatyzacyjnych typu „chilled water” pracujące z jedną zewnętrzną wytwornicą wody lodowej. Dla instalacji glikolowych będą to układy 1÷2 szaf klimatyzacyjnych typu „freecooling” współpracujące z jednym zewnętrznym „drycoolerem”.

Spełnienie warunku redundancji jest realizowane przez wyposażenie danego pomieszczenia serwerowni w 1÷2 układy nadmiarowe.

Obydwa rozwiązania są bardzo interesujące, szczególnie ze względu na możliwość pełnego zastosowania opcji freecooligu pośredniego oraz dużą elastyczność systemów w funkcji dostosowania do zapotrzebowania na moc chłodniczą pomieszczenia. Praktycznie różnica możliwości zastosowań sprowadza się do wymagań środowiska zewnętrznego i możliwości lokalizacji jednostek zewnętrznych Jeżeli wymagany jest niski poziom głośności i nie ma możliwości budowy masywnej konstrukcji, wskazane jest zastosowanie układów glikolowych z lekkimi drycoolerami. Jeżeli natomiast warunki zewnętrze na to pozwalają, zasadnym będzie zastosowanie układów wody lodowej z zewnętrznymi wytwornicami wody lodowej.

Z punktu widzenia realizacji, regulacji i nastawy parametrów pracy, w obydwu rozwiązaniach funkcje te pełnią odpowiednio wzajemnie skomunikowane, wewnętrzne układy automatyki szaf klimatyzacyjnych i wytwornic wody lodowej lub drycoolerów, ograniczając bieżącą eksploatację do kontroli instalacji rurowych.

Na podkreślenie zasługuje również fakt, że obydwa rozwiązania nie są związane z konkretnymi producentami, mogą być zbudowane na komponentach różnych producentów, to co będzie je różniło między sobą to uzyskiwane parametry eksploatacyjne.

(...)

Przedstawione powyżej elementy, mimo że pozornie zróżnicowane i niezależne, mają istotny wpływ na zużycie energii elektrycznej przez systemy klimatyzacji obsługujące pomieszczenia serwerowni Data Center. Podjęte pojedyncze decyzje w poszczególnych obszarach na etapie projektu, wyposażania czy eksploatacji systemów mają bezpośredni wpływ i przekładają się na ponoszone koszty.

Pokazuje to jak ważne są procesy:

• projektowania,
• planowania inwestycji,
• decyzji zakupowych,
• realizacji – wykonawstwa,
• sukcesywnego wyposażania,
• eksploatacji i realizacji założeń przyjętych do projektowania.

(...)

Podsumowując, na zużycie energii elektrycznej przez układy klimatyzacyjne pracujące na rzecz systemów informatycznych Data Center składają się nie tylko elementy bezpośrednio z nimi związane, takie jak parametry środowiskowe i przyjęte rozwiązania, ale również rozwiązania i procedury przyjęte w poszczególnych fazach powstawania i eksploatacji obiektów.

W tym właśnie kontekście bardzo istotne jest to, żeby obecni Inwestorzy jak i Użytkownicy wraz ze służbami eksploatującymi systemy, posiadali wiedzę i doświadczenie, pozwalające właściwie ocenić oferowane na rynku rozwiązania.