Как гибридные автомобили прокладывают путь к повышению эффективности систем охлаждения дата-центра

Если вкратце, гибридные автомобили могут похвастать внушительной дальностью хода, но при этом относительно низким расходом топлива по одной простой причине: они не используют бензиновый двигатель постоянно. Но реальная причина на самом деле кроется гораздо глубже, и связана она с технологией, применение которой может сэкономить много денег при охлаждении дата-центра. Речь о компрессорах с частотно-регулируемым приводом (VSD), которые помогают адаптировать холодопроизводительность к реальным потребностям охлаждаемых объектов.

Сначала давайте разберёмся с тем, как работают гибридные автомобили. Все они оснащены электрическими двигателями с электропитанием от блоков аккумуляторных батарей, которые приводят автомобили в движение большую часть времени. Это не только экономит топливо, но и позволяет создавать более эффективные приводные системы с использованием бензиновых двигателей внутреннего сгорания.

Снижение спроса на ресурсы эффективных двигателей означает, что они не должен быть столь крупными, как в обычных автомобилях, и, следовательно, проектировщики могут уменьшать вес двигателей и всего авто в целом, дополнительно увеличивая дальность хода на электромоторе от одного заряда аккумулятора. Это опять же делает гибридные автомобили более эффективными.

Следует упомянуть и еще один способ экономии топлива — регенеративное торможение. Обычные автомобили полностью полагаются на фрикционные тормоза (механическое тормозное устройство с трением), чтобы замедляться. Такие тормоза рассеивают кинетическую энергию транспортного средства, превращая ее в тепло.

Регенеративное торможение позволяет вернуть часть этой энергии, превратить ее в электричество и сохранить в аккумуляторных батареях. Это накопленное электричество может впоследствии использоваться для запуска электродвигателя и приведения автомобиля в движение.

Более того, в случае некоторых гибридных приводных систем транспортное средство полностью работает на электродвигателе при запуске и движении на низких скоростях. Такой автомобиль использует более эффективный электрический двигатель как можно дольше, пока он действительно не начнет нуждаться в бензиновом двигателе.

Это очень похоже на то, как компрессоры типа VSD работают вместе с экономайзерной системой охлаждения дата-центра. Подобно тому, как рекуперативное торможение использует трение, присущее процессу торможения, с целью выработки дополнительного электропитания для автомобиля, экономайзеры используют легкодоступный наружный воздух для охлаждения дата-центра.

Компрессоры с инверторным приводом делают возможной концепцию гибкого охлаждения, если применяются в сочетании с подходом, который предполагает использование воздуха с более высокой температурой внутри дата-центра и новых систем охлаждения адиабатического типа, чтобы уменьшить зависимость от механического охлаждения.

В случае применения данного подхода микроконтроллеры максимально точно регулируют холодопроизводительность системы механического охлаждения, чтобы та покрывала только то тепло дата-центра, которое не рассеивается блоками экономайзеров. Это очень похоже на то, как работает привод гибридного автомобиля, где бензиновый двигатель включается только тогда, когда электрический двигатель не справляется с удовлетворением потребностей транспортного средства в мощности.

Рассмотрим дата-центр, которому требуется холодопроизводительность на уровне в 1 МВт. Предположим, что в этом ЦОД есть система экономайзеров, который обычную погоду может обрабатывать тепловую нагрузку в 800 кВт. Когда температура ниже, экономайзеры, возможно, могут справляться с 900 кВт тепловой нагрузки, а в очень теплые дни — только с 700 кВт.

Применение компрессоров типа VSD позволяет по мере необходимости компенсировать дополнительную нагрузку, при этом компрессор будет выдавать только ту холодопроизводительность, которая необходима в конкретный момент времени – так же, как гибридный автомобиль использует бензиновый двигатель только в случае необходимости.

Воздействие такого подхода может быть впечатляющим, позволяя операторам ЦОД добиться 40-процентной экономии на расходах на охлаждение. Но все выходит далеко за рамки простой экономии на счетах за электричество.

При переходе на гибридный подход дата-центру не будет постоянно требоваться теплохладотехника повышенной мощности. Это позволит использовать компрессор и другое механическое оборудование меньшего размера (так же, как гибридный автомобиль использует меньший двигатель), что обернется снижением начальных капитальных затрат – и не только на теплохладотехнику, но и на обслуживающую ее электрическую инфраструктуру.

В случае уже введенных в эксплуатацию дата-центров переход на подобную гибридную технологию охлаждения позволяет существенно увеличить мощность IT-оборудования в машзалах, используя существующие кондиционеры и имеющуюся в наличии силовую инфраструктуру.

Для владельца корпоративного ЦОД это означает более низкие капитальные затраты, в то время как для поставщика услуг колокейшн это может означать возможность размещения дополнительного клиентского IT-оборудования в том же самом машзале, увеличивая выручку с продаж.