Malá věda o velkém chlazení

Představte si, že jako správce budovy máte k dispozici přehled uskutečněných plateb za utility. Budete-li chtít tyto náklady snížit, pozvete si odbornou firmu a zjistíte, ze které části budovy uniká teplo. Pak přistoupíte k výměně oken nebo například zateplení fasády.

Malá věda o velkém chlazení


Až doposud je vše jasné a s výše popsaným postupem více či méně každý souhlasí. Co se však stane, je-li v budově nebo její části umístěno datové centrum nebo serverovna, které celoročně produkují určitý objem ztrátového tepla? Pozvete si specialisty na klimatizaci a vzduchotechniku, aby zdokumentovali rychlost proudění chladicích médií, účinnost tepelných výměníků, správné dimenzování zásobníků chladiva vzhledem k potřebám instalovaných technologií. Praxe totiž ukazuje, že až 80 % společností, které provozují datová centra a serverovny, si nikdy nenechalo zpracovat energetický audit, případně jej zaměňují s elektrickou energetickou bilancí, která, jsou-li údaje o připojené zátěži aktuální, může velmi pomoci. Máte-li tuto elektrickou bilanci k dispozici, je na místě pátrat a požadovat i předložení tepelných energetických bilancí pro jednotlivé technologické místnosti, ve kterých je ztrátový výkon produkován. Jsou-li data neaktuální či musíme-li začít od píky, je na čase objednat si základní systémovou studii – tedy studii stanovení výkonových bilancí (elektrická a tepelná) a studii hydraulického schématu klimatizace.

Uvažujme nyní o klasickém datovém centru, kde je chladný vzduch distribuován ke stojanům s IT zařízeními prostorem pod zdvojenou podlahou. Okamžik pravdy nastává ve chvíli, kdy provozovatel datového centra „zahušťuje“ výkon na stávající ploše a po provedení konsolidace IT zařízení zjistí výskyt horkých míst, tedy tzv. „hotspotů“. Nejdříve se marně pokusí snížit cílovou teplotu klimatizačního systému. Nedosahuje však žádného markantního zlepšení, protože distribuce chladicího vzduchu se nezměnila. Nižší rozdíl mezi teplotní hladinou vzduchu nasávaného a vyfukovaného klimatizační jednotkou totiž způsobil, že klimatizace nyní pracuje s nižší účinností.

V praxi tato situace obvykle vede k formálnímu požadavku IT oddělení na správce budovy, který je zároveň zodpovědný za vzduchotechniku, klimatizaci, topení a související rozvodny a strojovny. Správce objektu přijme požadavek a reprodukuje jej dodavateli klimatizačních zařízení ve formě objednávky na posilnění klimatizačních jednotek pro zajištění vyšší výkonové kapacity. Hlavním tématem mezi IT oddělením a správcem „facilities“ se stává umístění nových sálových jednotek.

Zadáním ale nebylo navýšit výkon chladicí techniky, nýbrž optimalizovat chlazení v datovém sále. Relativně malou investicí do technologického auditu IT oddělení mohlo zjistit, jak vypadá teplotní mapa v datovém sále, s jakou účinností pracuje klimatizační systém při stávajícím teplotním gradientu nasávaného a vyfukovaného vzduchu a jaké je proudění vzduchu v místech, která se v datovém sále jeví při náhledu termovizní kamerou jako problematická či potenciálně problematická. Pro tyto účely slouží další dva typy auditů: klimacentra a fyzické infrastruktury, analýzy naměřených údajů a dostupnosti systémů a konečně vyhodnocení měřených parametrů klimatizace, teplotní mapy vzduchu a teplotních map.

Co bude následovat? Pokud jste již uspořádali stojany a techniku do ucelených řad a využili přitom dnes již dobře známý princip střídání horké (výdechové) a studené (nasávací) uličky, čeká vás důsledně vybavit vaše stojany záslepkami do prázdných U-pozic a, řečeno slovy klasika, zkrotit „kabelopády“, aby nebránily volnému proudění vzduchu u výdechů či nasávání. Kdo si navíc vzpomene na fyzikální zákony (Bernoulliho rovnice), zabrání i případnému odsávání vzduchu z uličky zpět pod podlahu v místě rychlého proudění chladného vzduchu pod podlahou.

Efektivitu chlazení zvýšíme, pokud zabráníme míšení studeného a teplého vzduchu, které znamená tepelný zkrat. Zatímco na elektrický zkrat zareaguje jistič nebo pojistka, tepelné zkraty odhalí pouze odborně prováděné měření či audit. Klíčem úspěšné optimalizace chlazení je dále rovnoměrné rozmístění zátěže, nastavení jednotek přesné klimatizace a případně i dovybavení některých vybraných stojanů přídavným chlazením (doporučeno maximálně v poměru 1:5). Za předpokladu dostatečně vysoké zdvojené podlahy a dostupného chladicího výkonu lze úspěšně odvádět v průměru až 5 kW ztrátového tepla z každého stojanu. Pro vyšší výkonové hustoty je ekonomicky výhodné seskupit stojany s vyšším výkonem do dvou řad se společnou studenou uličkou a za pomoci přídavného chlazení a dveřních a zastřešovacích panelů tuto uličku v rámci vzniklé sekce uzavřít. Úspory elektrické energie a tím i úspory provozních nákladů vzniklé optimalizací proudění, zlepšením distribuce chladicího vzduchu a správným použitím pasivních prvků se dostaví okamžitě. Návratnost vaší investice pak bude záviset na tom, jak velké zkušenosti a znalosti přinese a uplatní váš nebo vámi vybraný specialista.





Komentáře