Dlaczego skraplacze chłodzone powietrzem stale pojawiają się w specyfikacjach centrów danych?

Rola skraplacza chłodzonego powietrzem jest prosta. Otrzymuje gorące pary czynnika chłodniczego pod wysokim ciśnieniem z tłoczenia sprężarki, skrapla je w ciecz i oddaje ciepło do otaczającego powietrza. Nie ma wieży chłodniczej, pętli wody chłodzącej ani dozowania środków chemicznych. Podczas normalnej pracy strona odprowadzająca ciepło instalacji zużywa zero wody. Ten pojedynczy fakt zmienia rozmowę z organami regulacyjnymi, pożyczkodawcami i zespołami ds. zrównoważonego rozwoju.

Kompromis inżynieryjny jest tak samo realny, jak oszczędność wody. Chłodzenie powietrzem reaguje na temperaturę termometru suchego, więc w popołudnie o temperaturze 40°C ciśnienie skraplania wzrasta, a moc sprężarki podąża za nim. Wieża chłodzona wodą śledzi warunki mokrego termometru i często zapewnia w tym momencie niższą siłę nośną, ale porównanie rzadko jest tak jednostronne, jak sugeruje pojedyncza godzina szczytu. W gorące i wilgotne dni wieża również ulega degradacji, a gdy liczy się cały rok – noce, zimy i wiele godzin poniżej projektowanej temperatury otoczenia – instalacja chłodzona powietrzem znacznie zmniejsza tę różnicę. Dodaj do rejestru uzdatnianie wody, zezwolenie na odprowadzanie ścieków i konserwację wieży, a chłodzenie powietrzem często zapewnia lepszy całkowity koszt posiadania przez długi okres użytkowania.

Decyzje projektowe, które definiują wydajność w świecie rzeczywistym

Po wybraniu trasy chłodzonej powietrzem o rzeczywistej wydajności decyduje kilka decyzji. Pierwszym z nich jest podział skraplacza – różnica temperatur pomiędzy temperaturą skraplania i temperaturą otoczenia w termometrze suchym. Węższy podział ogranicza moc sprężarki, ale wymaga większej cewki i większego przepływu powietrza przez wentylator; szerszy podział powoduje zmniejszenie rozmiaru sprzętu i zawyżenie rachunku za energię przez cały okres użytkowania zasobu. Dobre projekty oceniają oba w porównaniu z rzeczywistym profilem temperaturowym obiektu.

Ponieważ centra danych rzadko pracują przy pełnym obciążeniu, drugą decyzją jest architektura wentylatorów. Skraplacz z elektronicznie komutowanymi wentylatorami lub napędami o zmiennej prędkości moduluje przepływ powietrza z godziny na godzinę. W zimnych miesiącach te same możliwości sterowania umożliwiają strategie free-coolingu i termosyfonu, które pozwalają agregatowi odpocząć, gdy powietrze z otoczenia wykonuje pracę.

Projektowanie przez najgorszy jeden procent roku oznacza płacenie za to w pozostałych dziewięćdziesięciu dziewięciu. Skraplacz centrum danych należy wybrać na podstawie rocznego profilu temperatur, a nie jednego szczytowego popołudnia.

Trzecią decyzją jest umiejscowienie. Recyrkulacja gorącego powietrza pogarsza wydajność: gdy powietrze wlotowe pochodzi z wylotu sąsiedniej jednostki, efektywna temperatura otoczenia wzrasta, wydajność spada, a skraplacz pracuje ciężej, aby osiągnąć mniej. Duża separacja, właściwa orientacja na dominujące wiatry oraz dbałość o ściany i parapety to miary wydajności, a nie detale kosmetyczne.

Rozmiarowanie i wybór: gdzie projekty kończą się sukcesem lub utknęły w martwym punkcie

Błędy w wyborze pojawiają się już w pierwszym gorącym sezonie i pozostają widoczne w każdym kolejnym raporcie energetycznym. Zdyscyplinowany proces zazwyczaj składa się z sześciu kroków:

1. Zbuduj roczny profil temperatury termometru suchego. Maksimum projektu ma znaczenie, ale wynik energetyczny dominują godziny pracy przy częściowym obciążeniu.
2. Uzgodnij projektową temperaturę skraplania z dostawcą agregatu chłodniczego, ponieważ każdy wybór skraplacza wpływa na wzrost sprężarki.
3. Sprawdź powierzchnię czołową wężownicy i przepływ powietrza wentylatora przy obciążeniu projektowym i częściowym. Możliwość ograniczenia wydajności jest tak samo ważna, jak wydajność szczytowa.
4. Dopasuj rozstaw żeber do lokalnej jakości powietrza. Gęste żebra wyglądają wydajnie na papierze, ale zatykają się szybciej w zapylonym otoczeniu.
5. Sprawdź wcześniej ograniczenia akustyczne. Średnica wentylatora i prędkość obrotowa końcówki, a nie tylko moc silnika, definiują profil hałasu.
6. Modeluj przepływ powietrza wokół banku skraplacza, aby zapobiec recyrkulacji i utrzymać temperaturę na wlocie na poziomie wartości projektowej lub poniżej niej.

W przypadku instalacji pakowanych o niższej wydajności większość tej logiki jest już wbudowana w urządzenie. Agregat skraplający chłodzony powietrzem łączy w jednej ramie sprężarkę, wężownicę i zespół wentylatorów, co skraca projektowanie i instalację w przypadku obiektów brzegowych i modułowych pomieszczeń IT.

Półhermetyczny agregat skraplający chłodzony powietrzem (3–25 KM) Ten kompaktowy, chłodzony powietrzem agregat skraplający pasuje do obiektów brzegowych i modułowych pomieszczeń IT w niższym zakresie wydajności, oferując kompaktową, chronioną konstrukcję z wieloma opcjami czynnika chłodniczego i zintegrowanymi elementami zabezpieczającymi dla uproszczenia konserwacji. Zobacz produkt →

Niezawodność, konserwacja i koszt posiadania

Historia konserwacji to miejsce, w którym systemy chłodzone powietrzem wygrywają cicho. Nie ma żadnego systemu uzdatniania wody, żadnego czyszczenia basenu, żadnej kontroli eliminatora dryfu, żadnego zarządzania legionellą i żadnej ochrony przed zamarzaniem linii wodociągowych. Rutyna przesuwa się w stronę prostszych dyscyplin:

• Oczyść lub sprawdź żeberka wężownicy zgodnie z lokalnym poziomem zanieczyszczeń; miękkie szczotkowanie lub mycie pod niskim ciśnieniem chroni krawędzie żeber.
• Sprawdź łożyska wentylatora, napięcie paska i prąd silnika zgodnie z harmonogramem; nieoczekiwane wibracje są zawsze wczesnym sygnałem.
• Monitoruj ilość czynnika chłodniczego poprzez dochładzanie i wydajność skraplacza; zanieczyszczony lub lekko naładowany system dryfuje na długo przed awarią.
• Kontroluj ustawienia sterowania i czujniki, aby tryby zmiennej prędkości i free-coolingu pozostały aktywne zamiast cichego powracania do stałej prędkości.

Korzyści operacyjne kumulują się z biegiem czasu. Instalacja bez beczek na chemikalia, linii odmulających i wodomierzy jest prostsza w obsłudze, bezpieczniejsza dla techników i łatwiejsza w rozbudowie w miarę rozwoju centrum danych.

Po zainstalowaniu o długoterminowej niezawodności decyduje rutynowa dyscyplina. Podążanie konsekwentne praktyki konserwacji skraplaczy chłodzonych powietrzem — czyszczenie wymiennika, sprawdzanie wentylatorów i weryfikacja sterowania — zapewnia dłuższy czas sprawności niż jakikolwiek dodany później schemat redundancji.

Dopasowanie skraplacza do całej instalacji chłodniczej

Skraplacz chłodzony powietrzem nie działa w izolacji. Jego wydajność, stopniowanie i logika sterowania muszą być zgodne z mapą działania agregatu chłodniczego, ładunkiem czynnika chłodniczego i profilem obciążenia obiektu. W bankach składających się z wielu skraplaczy sterownik sekwencyjny powinien równomiernie rozdzielać czas pracy i uruchamiać tylko cewki potrzebne przy częściowym obciążeniu, tak aby każda jednostka pracowała w pobliżu optymalnego poziomu, a nie każda jednostka pracowała cyklicznie przy małym obciążeniu.

W przypadku projektów wykraczających poza zakres pakietu te same zasady skalują się w górę. Agregaty skraplające śrubowe wnoszą filozofię rozwiązań pakietowych do wyższych wydajności, łącząc sprężarki i odprowadzanie ciepła chłodzonego powietrzem dla obiektów, które łączą kilka pomieszczeń IT w jedną centralną instalację.

Agregat skraplający typu śrubowego W przypadku instalacji centralnych skupiających wiele pomieszczeń IT, ten śrubowy agregat skraplający zwiększa wydajność odprowadzania ciepła chłodzonego powietrzem. Oferuje wielopoziomową regulację energii, opcjonalne ekonomizery i inteligentne sterowanie zapewniające niezawodną pracę bez użycia wody. Zobacz produkt →