2. Эффективное управление проектами · 2. Эффективное управление проектами 27 Понятно, что управлять
Эффективное охлаждение, free-cooling
description
Transcript of Эффективное охлаждение, free-cooling
![Page 1: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/1.jpg)
Использование естественного холода
и рекуперации в системе
охлаждения ЦОД
Как это работает ?
Что надо сделать ! Владимир Киселёв [email protected]
![Page 2: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/2.jpg)
2
2 Что такое эффективное охлаждение ?
![Page 3: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/3.jpg)
3
3 Основы энергоэффективного охлаждения!
Заставить работать природный холод зимой.
Использовать высокоэффективный холодильные
машины летом.
Увлажнять, но ничего не Кипятить !
Охлаждать, Дуть и Качать и ровно столько,
сколько нужно в данный момент времени.
Создать дополнительный направленный тепловой
поток используя естественную конвекцию.
![Page 4: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/4.jpg)
4
4 Модель эффективная системы охлаждения ЦОД
120 kW
24 м3\ч
32 0С
18 0С
УралТрансБанк 2009 г
Горячий
коридор
Холодный
коридор
Холодный
коридор
фэн-койлы
![Page 5: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/5.jpg)
5
5 Как это работает?
• Вся электроэнергия, подведенная к IT-оборудованию в ЦОД, в конечном итоге превращается в тепло которое необходимо отвести от оборудования, во избежание его перегрева.
• Отвод тепла от оборудования ЦОД происходит посредством нагрева воздуха проходящего через него.
• Проходя через фэн-койл, воздух взятый в горячем коридоре, отдает свое тепло, нагревая теплоноситель, охлаждается и перемещается в холодный коридор.
• Перемещение теплоносителя в контуре фэн-койлов осуществляется группой независимых насосов с частотным регулированием.
• Теплоносителем является раствор пропиленгликоля.
![Page 6: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/6.jpg)
6
6 Принципиальная схема «Лето»
![Page 7: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/7.jpg)
7
7 Принцип работы системы охлаждения в летний период
• Охлаждение теплоносителя холодного контура осуществляется
при помощи водоохлаждающей машины с жидкостным
охлаждением конденсатора.
• Отвод тепла от конденсатора водоохлаждаемой машины
происходит посредством нагрева теплоносителя горячего
контура. Перемещение теплоносителя осуществляется насосом с
частотным регулированием.
• Охлаждение теплоносителя горячего контура происходит в сухих
охладителях, градирнях, путем выброса излишнего тепла в
атмосферу, охлажденный теплоноситель возвращается обратно
в конденсатор холодильной машины, цикл повторяется.
![Page 8: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/8.jpg)
8
8 Принципиальная схема «межсезонье»
![Page 9: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/9.jpg)
9
9 Режим работы в межсезонье
• Данная схема аналогична летней, но тепло при этом отводится не
через сухие охладители в атмосферу, а через специальный
теплообменник, рекуператор, в систему теплоснабжения
приточных вент установок, тем самым совершая полезную работу.
• Экономически данная схема позволяет многократно снизить
затраты на тепловую энергию, используя тепло вырабатываемое
в ЦОД.
![Page 10: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/10.jpg)
10
10 Принципиальная схема «Зима»
![Page 11: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/11.jpg)
• Данная схема не использует водоохлаждающие машины, а
передача тепла осуществляется напрямую от контура фэн-койлов
через систему теплообменников и циркуляционных насосов в
систему теплоснабжения приточных вентустановок для
предварительного нагрева воздуха.
• Экономическая схема является практически идеальной, так как
позволяет экономить не только тепло вырабатываемое ЦОД, но и
ресурс водоохлаждающих машин.
11
11 Режим работы в зимний период
![Page 12: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/12.jpg)
12
12 Резервирование системы охлаждения
![Page 13: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/13.jpg)
13
13 Резервирование системы охлаждения
• Данная система не требует резервирования полной электрической
мощности, а небольшой ИБП резервирует только фэн-койлы и их
насосные группы, при этом полную холодопроизводительность
резервируют энергоаккумуляторы, емкости с запасом холодного
теплоносителя.
• Резервирование агрегатов и контуров охлаждения выполнено по
схеме N+1.
• При отключении основного питания
накопленный в энергоаккумуляторах
холодный теплоноситель продолжает
циркулировать и обеспечивает работу
системы на 6-15 минут до момента
включения резервного питания.
![Page 14: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/14.jpg)
14
14 Основа система управления и контроля системы….
![Page 15: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/15.jpg)
15
15 Концепция управления & преемственность процесса
• С ростом температуры в ГК фен-коилы увеличивают расход
воздуха тем самым сбивая температуру, при этом растет
температура возвращаемого теплоносителя первичного контура.
• С ростом температуры возвращаемого теплоносителя первичного
контура насосы данного контура увеличивают расход
теплоносителя, тем самым восстанавливают перепад температур
на входе и выходе контура.
• С ростом расхода теплоносителя через испаритель водо
охлаждающей машины растет еѐ холодопроизводительность.
Как следствие растет расход жидкости во вторичном контуре
конденсатора ну и соответственно набирают обороты
вентиляторы сухого охладителя
• ВСЕ ВЫШЕ ПЕРЕЧИСЛЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ДУБЛИРУЮТСЯ
![Page 16: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/16.jpg)
16
16 Хорошая компания залог успеха !
Просто
Понятно
Надежно
Доступно
![Page 17: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/17.jpg)
17
17 Насколько это эффективно ?
100kW
![Page 18: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/18.jpg)
18
18 Исходные данные экономического расчета
Тем
перату
ра
на у
лиц
е
Энерго
потр
еб
ление
Усред
ненное
кол
ичеств
о ч
асов
в г
од
Сум
арны
й р
асход
эл
ект
роэнерги
и
в г
од
Сум
ма
Тем
перату
ра
на у
лиц
е
Энерго
потр
еб
ление
Усред
ненное
кол
ичеств
о ч
асов
в г
од
Сум
арны
й р
асход
эл
ект
роэнерги
и
в г
од
Сум
ма
"С kW Час kW\час руб "С kW Час kW\час руб
-15 7,34 664 4 872 18 027,71р. -10 3,73 1590 5 936 21 961,44р.
-10 7,82 921 7 200 26 641,00р. -5 4,06 915 3 718 13 755,12р.
-5 8,94 915 8 184 30 279,23р. 0 4,40 797 3 504 12 965,26р.
0 10,05 797 8 010 29 636,18р. 5 5,00 1155 5 772 21 356,22р.
2,5 13,91 478 6 651 24 606,96р. 8 6,24 659 4 110 15 208,56р.
3,5 16,37 212 3 471 12 841,87р. 9 11,09 182 2 018 7 466,23р.
3987 38387 142 032,96р. 5298 25058 92 712,83р.
4 24,65 181 4 462 16 509,34р. 12 13,52 553 7 475 27 658,75р.
8 27,01 935 25 253 93 435,95р. 16 14,63 940 13 754 50 888,77р.
12 29,19 735 21 455 79 383,32р. 20 15,81 1233 19 500 72 148,87р.
16 31,57 940 29 677 109 804,79р. 24 17,70 587 10 389 38 439,66р.
20 33,91 1233 41 808 154 690,87р. 28 19,61 102 2 000 7 401,25р.
24 36,52 587 21 437 79 316,08р. 32 22,56 0 0 0,00р.
28 40,90 102 4 172 15 434,68р. 45 35,73 0 0 0,00р.
32 45,59 0 0 0,00р.
45 68,85 0 0 0,00р.
4713 148264 548 575,04р. 3415 53118 196 537,29р.
690 608,00р. 289 250,12р.
4713 3415
64 kW
Итого в год
Зона
фрику
линга
Зона
работы
ком
прессора
120 kW
3,70р.
Износ компрессора в год (в часах) Износ компрессора в год (в часах)
Итого в год
Наим
енование
парам
етр
аЦена за один киловат
![Page 19: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/19.jpg)
19
19 Зависимость потребления от температуры
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
-10 -5 0 5 8 9 12 16 20 24 28 32 45
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
-15 -10 -5 0 2,5 3,5 4 8 12 16 20 24 28 32 45
120kW
64kW
![Page 20: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/20.jpg)
20
20 Формула успеха - Время экономит деньги ! В р е м я
Принудительно
3987 4713
Д е н ь г и
Естественно
64 kW
120 kW
64 kW
120 kW
54% 46%
5298 3415
39% 61%
142 032,96р.
.
548 575,04р.
79% 21%
92 712,83р. 196 537,29р.
68% 32%
![Page 21: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/21.jpg)
21
21 Сколько мы экономим за один год !
1 609 500,00р.
1 030 080,00р.
690 608,00р.
740 829,88р.
289 250,12р.
918 892,00р.
Фирновая система 120kW
Полный круг – энергозатраты системы прямого фреонового охлаждения, в год.
Желтый сектор – энергозатраты системы охлаждения с фрикулингом, в год.
Зеленый сектор –экономия на энергоносителях, в год.
Фирновая система 64kW Cмешанная система 64kW
Cмешанная система 64kW
![Page 22: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/22.jpg)
22
22 Расчет окупаемости затрат или экономия за период
Смешанная система
Фреоновая система
Экономический эффект
120 kW Ремонт
Срок окупаемости 5 лет
![Page 23: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Что нам стоит ЦОД построить Нарисуем…….
3D модель будущего дата центра.
23
![Page 24: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Примеры
Гидравлика и насосы
24
![Page 25: Эффективное охлаждение, free-cooling](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042505/5492c9c9b47959604d8b46bf/html5/thumbnails/25.jpg)
25
25 Критерии выбора
Экономия электроэнергии на охлаждение серверной до 50 % в год в сравнении с другими системами кондиционирования
Возможность использования тепловой энергии выработанной в ЦОД в системе отопления здания и, как следствие, снижение и срока окупаемости системы затрат на теплоснабжение
Высокий ресурс работы и широкий диапазон регулирования холодильной мощности
Энергонезависимое резервирование системы охлаждения (не требуется дорогостоящий ИБП)
Низкие затраты на энергоносители в процессе эксплуатации
Возможность охлаждения стоек с высокой энергетической плотностью (до 24 кВт на стойку)
Возможность создания разных температурных режимов для зон с разной энергетической плотностью