Datová centra patří mezi energeticky nejnáročnější budovy současnosti. Servery, úložné systémy a další IT technologie produkují velké množství tepla, které je nutné nepřetržitě odvádět. Náklady na chlazení přitom mohou tvořit významnou část celkové spotřeby elektrické energie. Právě proto se stále více provozovatelů datových center zaměřuje na technologie free-coolingu, které umožňují využívat nízkou venkovní teplotu k výraznému snížení provozních nákladů.
Správně navržený systém může během značné části roku chladit prakticky bez použití kompresorů a přinést úspory v řádu desítek procent.
Co je free-cooling?
Princip free-coolingu je jednoduchý. Pokud je venkovní teplota dostatečně nízká, není nutné vyrábět chlad pomocí kompresorového chladicího okruhu. K odvodu tepla lze využít přímo venkovní prostředí.
V praxi se tak významně omezuje provoz kompresorů, které představují energeticky nejnáročnější část celého chladicího systému.
Výsledkem jsou:
- nižší spotřeba elektrické energie,
- nižší provozní náklady,
- menší opotřebení zařízení,
- delší životnost chillerů,
- nižší uhlíková stopa.
Datová centra jsou pro free-cooling ideální
Na rozdíl od běžných budov produkují datová centra teplo nepřetržitě po celý rok. Zatímco v zimě se kanceláře prakticky nechladí, servery vyžadují stabilní podmínky bez ohledu na venkovní teplotu.
Právě nepřetržitý provoz umožňuje maximálně využít potenciál free-coolingu.
Ve středoevropských klimatických podmínkách lze během významné části roku dosahovat:
- částečného free-coolingu,
- nebo dokonce plného free-coolingu bez zapojení kompresorů.
To přináší velmi zajímavou ekonomickou návratnost investice.
Přímý a nepřímý free-cooling
Existuje několik způsobů využití venkovního chladu.
Přímý free-cooling
Do datového sálu je přiváděn filtrovaný venkovní vzduch.
Výhodou je vysoká účinnost a minimální spotřeba energie.
Nevýhodou mohou být:
- požadavky na filtraci,
- kolísání vlhkosti,
- zvýšené nároky na řízení prostředí.
Proto se přímý free-cooling využívá především u specifických aplikací.
Nepřímý free-cooling
Většina moderních datových center využívá nepřímý princip. Chlad se přenáší pomocí výměníků a venkovní vzduch nepřichází do přímého kontaktu s technologiemi.
Tento systém nabízí:
- vyšší bezpečnost,
- stabilní podmínky v serverovnách,
- jednodušší regulaci,
- vysokou provozní spolehlivost.
Free-cooling v kombinaci s chillery
Moderní chillery mohou být vybaveny integrovaným free-coolingovým modulem. Systém automaticky vyhodnocuje venkovní podmínky a podle potřeby přechází mezi jednotlivými režimy:
Letní provoz
Chlazení zajišťují kompresory.
Přechodné období
Kombinace free-coolingu a kompresorového chlazení.
Zimní období
Veškerý chlad zajišťuje pouze venkovní prostředí.
Díky plynulému přechodu mezi jednotlivými režimy je dosaženo maximální energetické účinnosti během celého roku.
Význam pro hodnotu PUE
Jedním z nejdůležitějších ukazatelů efektivity datových center je PUE (Power Usage Effectiveness). Čím nižší je hodnota PUE, tím efektivnější je provoz.
Právě chlazení má na PUE zásadní vliv.
Nasazení free-coolingu může:
- snížit spotřebu energie na chlazení o 30 až 70 %,
- zlepšit hodnotu PUE,
- přispět k plnění ESG cílů,
- snížit provozní náklady datového centra.
S rostoucími cenami elektrické energie se tak free-cooling stává nejen ekologickým, ale především ekonomickým řešením.
Důležitá je redundance a provozní bezpečnost
Datová centra vyžadují maximální dostupnost. Proto jsou systémy chlazení často navrhovány v konfiguracích:
- N+1,
- 2N,
- nebo dokonce 2(N+1).
Free-cooling je vždy součástí celkové strategie chlazení a nenahrazuje potřebu záložních zdrojů chladu.
Moderní systémy umožňují:
- automatické přepínání režimů,
- vzdálený monitoring,
- prediktivní diagnostiku,
- komunikaci s BMS,
- optimalizaci spotřeby energie v reálném čase.
Největší úspory vznikají už při návrhu systému
Úspěšné využití free-coolingu není otázkou jedné technologie, ale správného návrhu celého chladicího systému.
Projektanti musí zohlednit:
- požadovanou teplotu vody,
- klimatické podmínky lokality,
- provozní režimy datového centra,
- redundanci systému,
- energetickou účinnost,
- možnosti budoucího rozšíření.
Právě kvalitní návrh rozhoduje o tom, zda bude potenciál free-coolingu skutečně využit.
Jak vám může pomoci společnost CIUR?
Společnost CIUR dodává komplexní řešení chlazení pro datová centra, technologické provozy a průmyslové aplikace. Investorům, projektantům i provozovatelům serveroven nabízíme:
- návrh energeticky efektivních systémů chlazení,
- dimenzování chillerů a free-coolingových okruhů,
- optimalizaci hodnoty PUE,
- návrhy redundantních systémů N+1 a 2N,
- integraci do BMS a systémů MaR,
- dodávku, uvedení do provozu a dlouhodobý servis,
- technickou podporu při modernizaci stávajících technologií.
Díky zkušenostem s průmyslovým chlazením a spolupráci s předními výrobci pomáháme zákazníkům navrhovat řešení, která kombinují maximální provozní spolehlivost s minimálními provozními náklady.
Pokud plánujete výstavbu nového datového centra nebo hledáte možnosti, jak snížit spotřebu energie stávajících technologií, obraťte se na specialisty společnosti CIUR. Pomůžeme vám navrhnout systém chlazení, který bude připraven na budoucí požadavky na efektivitu, spolehlivost i udržitelnost.
