Małe jest praktyczne. Napędy o zmiennej prędkości nowej generacji (VSD), mieszczące się w pudełku po butach, umożliwiają operatorom kolokacyjnych centrum danych obniżyć koszty energii i uzyskać do 30% oszczędności. Zużywają 30% energii elektrycznej mniej porównaniu z tradycyjnymi modelami.

W tradycyjnych systemach wentylator sterowany silnikiem o stałej prędkości wytwarza strumień powietrza większy od pożądanego. W przypadku wentylatora napędzanego VSD (Variable Speed Drives) reaguje on na prekonfi gurowane warunki otoczenia, zwiększając lub zmniejszając wydajność – zależnie od wymagań. W ten sposób zużywa mniej energii i gwarantuje większą efektywność. To samo rozwiązanie można zastosować w sprężarkach, które dostosowują moc chłodzenia do faktycznego zapotrzebowania cieplnego, albo w pompach, które dynamicznie reagują na zmiany ciśnienia i zapewniają stały przepływ wody w całym obiegu.

W ostatnich latach akceptuje się coraz wyższe temperatury pracy centrum danych bez zagrożenia wzrostem liczby incydentów lub przestojów. Jednak dla zapewnienia wysokich oszczędności, utrzymywanie wyższych temperatur wymaga zmian technologicznych. Dokument Komitetu Technicznego 9.9 ASHRAE zatytułowany „Wytyczne dot. temperatury w środowiskach przetwarzania danych” omawia zalecane i dopuszczalne zakresy temperatur dla sprzętu IT. Jednostki klimatyzacji precyzyjnej wyposażone w sprężarki o zmiennej wydajności doskonale wpisują się w te nowe standardy i pozwalają uzyskać wyższą efektywność energetyczną.

Wyższe oszczędności

Jednostki klimatyzacji precyzyjnej wyposażone są w sprężarki o zmiennej prędkości współpracujące z bezszczotkowymi silnikami i specjalnie zaprojektowanymi wentylatorami kompozytowymi. W obiektach kolokacyjnych wyższa sprawność oznacza niższe rachunki za media. Uzyskiwana efektywność tych systemów jest wyższa, kiedy obciążenie nie jest stałe i zmienia się w czasie – a taka jest właśnie charakterystyka współczesnych centrum danych.

Rys. 1. Porównanie potencjalnych oszczędności energii elektrycznej w skali światowej płynących ze stosowania klimatyzatorów pomieszczeniowych z napędami o zmiennej prędkości i napędami o stałej prędkości

Zalety sprężarek VSD

Schneider Electric stworzył pełną gamę jednostek chłodzących wykorzystujących technologię sprężarek VSD. Poniżej przedstawiamy najważniejsze zalety tych rozwiązań: 

• Wysoka efektywność – sprężarki VSD gwarantują skrajnie niski poziom pobór energii dzięki wykorzystaniu technologii silnikowej i wysokiej sprawności przy częściowym obciążeniu. Poniższy wykres zawiera porównanie sprężarek VSD i tradycyjnych. Podczas gdy sprawność (EER – współczynnika wykorzystania energii) przy 100% wydajności jest zbliżona, to przy obciążeniu rzędu 50÷70%, różnica ta rośnie. Ponieważ warunki częściowego obciążenia są częste, zatem wzrost efektywności umożliwia znaczne obniżenie całkowitego rocznego poboru mocy w trakcie roku;
• Oszczędności w chłodzeniu infrastruktury – sprawniejsze sprężarki, charakteryzujące się zoptymalizowanym poborem prądu, współpracujące z technologią chłodzenia wyparnego, również zmniejszają koszty kapitałowe (CAPEX). Nowe modele, przy tych samych wymiarach, co jednostki tradycyjne, zapewniają wyższą moc chłodniczą. Oznacza to, że gwarantują wyższą wydajność chłodzenia na metr kwadratowy zajmowanej powierzchni; 
• Chłodzenie wyparne – Wyższe temperatury wody lodowej, chłodzenie adiabatyczne i ekonomizery powietrza zmniejszają zależność od chłodzenia mechanicznego i migrację do chłodzenia alternatywnego. W chłodzeniu wyparnym zadaniem sprężarek jest uzupełnienie wydajności chłodniczej systemów ekonomizacji. I to zadanie doskonale spełniają napędy VSD, które precyzyjnie kompensują braki wydajności systemu wyparnego.

Rys. 2. Porównanie współczynnika wydajność EER dla pracy urządzenia ze sprężarką VSD oraz tradycyjną

Technologia zmiennej prędkości w systemach hydraulicznych

Wbudowane pompy z napędem o zmiennej prędkości stosowane są jako pompy głównego obiegu wodnego w agregatach chłodniczych. Rozwiązanie to gwarantuje wyższą sprawność w warunkach zmieniającego się ciśnienia i natężenia przepływu wody. Podczas pracy agregatu chłodniczego, pompy VSD umożliwiają zmianę natężenia przepływu wody poprzez dostosowanie prędkości obrotowej pompy.

Jest to rozwiązanie szczególnie zalecane w systemach, w których nie są do końca znane spadki ciśnienia i przeznaczonych do dalszej rozbudowy. Po zainstalowaniu chillera, do układu sterowania wprowadzana jest wartość spadku ciśnienia i przepływu wody zgodnie z warunkami środowiska pracy oraz wymagana różnica temperatur wody wlotowej. W przypadku rozbudowy instalacji, wprowadza się nowe parametry robocze w celu skalibrowania poprawnej pracy jednostki.

Pompy inwerterowe są szczególnie praktyczne, gdy spadki ciśnienia są zmienne podczas całego cyklu pracy agregatu chłodniczego (np. w instalacjach, w których jednostki chłodzące są wyposażone w zawory 2-drogowe lub w dwa oddzielne obiegi wodne). Umożliwiają wprowadzenie wartości wymaganego ciśnienia roboczego bezpośrednio na wbudowanym wyświetlaczu. Dzięki temu jednostki mogą pracować w warunkach zmiennego przepływu wody i stałego ciśnienia roboczego przy każdych wartościach spadków ciśnień. Zwiększa to wydajność i optymalizuje pracę instalacji.

Przygotuj się na rewolucję

Przedstawiciele i partnerzy handlowi Schneider Electric pomagają operatorom kolokacyjnych centrum danych zrozumieć niuanse chłodzenia obiektu i najlepsze praktyki efektywności energetycznej. Odwiedź stronę http://www.schneider-electric.com/en/product-range/62220-uniflair-le/ i dowiedz się, w jaki sposób rozwiązania chłodzenia Schneider Electric najnowszej generacji mogą pomóc Ci w zmniejszeniu zużycia energii o 20÷30%.

O AUTORZE   Maurizio Frizziero posiada ponad 10-letnie doświadczenie w branży chłodzenia. Specjalizuje się w aplikacjach i rozwiązaniach o znaczeniu krytycznym dla centrum przetwarzania danych. Wcześniej pracował nad rozwiązaniami w branży nuklearnej. Posiada doświadczenie w badaniach i rozwoju oraz zarządzaniu produktem. Zajmuje się rozwiązaniami termodynamicznymi ciągłego chłodzenia, warunkami pracy w wysokiej temperaturze oraz wpływem hałasu.

 Maurizio FRIZZIERO
– Product Line Manager,
Chilled Water Solutions
Schneider Electric

 Schneider Electric
ul. Konstruktorska 12
02-673 Warszawa
tel: +48 801 171 500
www.schneider-electric.pl/pl/