Баланс между энергоэффективностью и расходом воды в центрах обработки данных
Баланс энергии и воды: выбор технологий охлаждения для ЦОД
🇺🇸 США: Инженеры, проектирующие системы кондиционирования центров обработки данных (ЦОД), сталкиваются с необходимостью оптимизации двух ключевых показателей эффективности: PUE (Power Usage Effectiveness) и WUE (Water Usage Effectiveness). Согласно аналитике, опубликованной в журнале Contracting Business, выбор технологии отвода тепла зависит не только от климатических условий, но и от доступности водных ресурсов, площади участка и требований к энергопотреблению.
PUE определяет общую энергоэффективность объекта как отношение всей потребляемой мощности к мощности ИТ-оборудования. Идеальный показатель стремится к 1,0. WUE, разработанный организацией The Green Grid в 2011 году, измеряет объем воды (в литрах), затраченный на охлаждение на каждый киловатт-час (кВт·ч) энергии, потребленной ИТ-системами. Целевое значение WUE — ноль. Когда температура наружного воздуха ниже внутренней температуры ЦОД, тепло отводится эффективно с минимальными затратами энергии. Однако в периоды, когда наружная температура превышает внутреннюю, требуется механическое охлаждение, что усложняет задачу снижения PUE.
Испарительное охлаждение позиционируется как наиболее эффективный и экономичный способ рассеивания тепла в атмосферу, особенно в жарком и сухом климате. В таких условиях высокая температура и низкая влажность позволяют эффективно отводить значительные объемы тепловой энергии. Чем больше часов в году характеризуются такими условиями, тем выше экономический эффект от использования испарительных систем. Преимущества включают энергоэффективный теплообмен, надежность, низкую начальную стоимость, компактность и минимальную требуемую мощность привода насосов и вентиляторов.
В качестве примера оборудования приводятся испарительные градирни серии Atlas от компании EVAPCO. Номинальная производительность одной ячейки составляет от 1 484 до 2 458 тонн холода (от 5 219 до 8 643 кВт). Оборудование поставляется в виде предварительно собранных модулей, готовых к установке на объекте, что значительно сокращает сроки и объем монтажных работ на стройплощадке.
Однако потенциал испарительного охлаждения снижается в регионах с холодным климатом или высокой влажностью воздуха. В таких условиях эффективность теплоотвода падает, требуя дополнительных затрат электроэнергии для компенсации разницы температур (Delta T). Выбор между испарительными, гибридными, адиабатическими и сухими системами охлаждения должен базироваться на анализе локальных факторов: доступности воды, стоимости электроэнергии, нормативных ограничений по водопотреблению и физических параметров площадки. Каждая технология имеет свои компромиссы между энергопотреблением, расходом воды, занимаемой площадью и капитальными затратами.