Публикации   Каталог оборудования   Анализ климата регионов   О проекте AboutDC.ru

Использование показателей энергоэффективности систем охлаждения ЦОД даёт погрешность

Опубликовано: 25.04.2012. AboutDC.ru

Известно, что 30-50% от энергопотребления оборудования ЦОД приходится на систему поддержания микроклимата. Чтобы убедится в том, что система эффективна, нужно рассмотреть ряд факторов, а особенно - климатические условия территории, где находится ЦОД.

Помещение ЦОД – это сложный объект, который требует немало усилий и финансовых затрат для поддержания его работоспособности. Система поддержания микроклимата является одной из основных потребителей энергоресурсов ЦОД, которая обеспечивает ему непрерывную работу. Кроме эксплуатационных затрат еще стоит учитывать и капитальные расходы. А это значит, что эксплуатационные расходы не должны превышать запланированных значений, а мощность оборудования не была слишком высокой. Если поддерживать баланс между расходами, то ЦОД окупится в кратчайшие сроки.

Коэффициенты энергетической эффективности систем холодоснабжения

В ЦОД системы поддержания микроклимата  построены на основе парокомпрессионной фреоновой холодильной машины (чиллеры, фреоновые прецизионные кондиционеры). Оценка энергоэффективности чиллеров используется 2 базовых коэффициента, которые были разработаны международной сертификационной организацией Eurovent.

EER (Energy Efficient Ratio) - коэффициент энергетической эффективности. Это отношение холодопроизводительности холодильной машины к ее потребляемой мощности, включая мощность вентиляторов. Такой коэффициент более точно определяет энергопотребление холодильной машины.

Однако при длительной эксплуатации системы этот коэффициент в качестве энергоэффективности не подходит, так как чиллер в течение года  работает в условиях, отличных от номинальных. Для этого разработан еще один коэффициент - ESEER.

ESEER (European Seasonal Energy Efficient Ratio) - коэффициент сезонной энергоэффективности. Как показали европейские исследования, в среднем в течение годового периода эксплуатации чиллер 3% времени работает в условиях 100%-ной нагрузки, 33% времени – при 75%-ной нагрузке, 41% – при 50%-ной нагрузке и 23% времени – при 25%-ной нагрузке. Коэффициент EER чиллера при разных нагрузках (EERn%, где n – процент нагрузки) принимает разные значения.

Таким образом, значение ESEER рассчитывается по следующей формуле:

ESEER = 0,03•EER100% + 0,33•EER75% + 0,41•EER50% + 0,23•EER25%.

Для аналогичных целей в США разработан еще один коэффициент – интегральный показатель при частичной нагрузке (Integral Part Load Values, IPLV). Этот показатель определяется в соответствии со стандартом Института кондиционирования воздуха, систем отопления и холодоснабжения AHRI.

Значение IPLV рассчитывается аналогично ESEER, но с другими коэффициентами в уравнении. Так, считается, что при 100%-ной нагрузке чиллер работает только 1% времени, при 75%-ной нагрузке – 42% времени, при 50%-ной – 45% времени и при 25%-ной нагрузке – 12% времени. Тогда:

IPLV = 0,01•EER100% + 0,42•EER75% + 0,45•EER50% + 0,12•EER25%.

Таким образом, предполагается, что основную часть времени чиллер работает при нагрузке 50-75%, что весьма схоже с практикой, учитывая, что при проектировании системы холодоснабжения закладывается запас в 20–30% по холодопроизводительности.

Коэффициенты ESEER и IPLV предназначены только для тех стран, в которых они были разработаны (Европа, США), они не подходят для разных климатических зон.

Энергоэффективность системы холодоснабжения на практике

В качестве примера рассмотрим систему холодоснабжения ЦОД на основе чиллера мощностью 1МВт. Данные по энергопотреблению системы холодоснабжения в зависимости от нагрузки:

Нагрузка, %

Потребляемая мощность, кВт

100%

352

75%

211

50%

114

25%

42

 

Анализ энергоэффективности проводили двумя способами: рассчитывая стандартные коэффициенты энергоэффективности (ESEER и IPLV) и на основании данных архива погоды в Москве.

В первом случае коэффициент энергоэффективности ESEER составил:

ESEER = 0,03•(1020/352) + 0,33•(765/211) + 0,41•(510/114) + 0,23•(255/42) = 4,51.

Коэффициент энергоэффективности IPLV:

IPLV = 0,01•(1020/352) + 0,42•(765/211) + 0,45•(510/114) + 0,12•(255/42) = 5,11

В то же время расчеты, основанные на эксплуатации системы в Москве, при следующих условиях:

Холодильная мощность

Потребляемая мощность

Длительность работы

Реальная потребляемая энергия

Реальная холодильная энергия

Энерго- эффективность

кВт

%

кВт

%

ч

кВт*ч

кВт*ч

 

1020

100

352

17

1 489

524 198

1518984

765

75

211

44

3 854

813 278

2948616

510

50

114

35

3 066

349 524

1563660

255

25

42

4

350

14 717

89352

За год:

1 701 718

6 120 612

3,60

(В расчетах также учитывалось неравномерное распределение нагрузок на холодильное оборудование от потребителей в течение суток, но основная доля нагрузок приходится на работающее серверное оборудование и зависит от времени суток в меньшей степени.)

дали менее оптимистичный результат: среднегодовой EER = 3,6.

Этот результат отличается от ранее расчитанных ESEER и IPLV аж на 40% и 25% соответственно!

Вывод

Пониженное значение реального среднегодового EER по сравнению с расчетными показателями ESEER и IPLV говорит о том, что данные коэффициенты малопригодны как для московского региона, так и для отрасли кондиционирования ЦОД. Первая причина очевидна – наш климат отличается от американского и европейского. А вторая причина связана с тем, что тепловыделение оборудования в ЦОД слабо зависит от времени года и времени суток, а потому попытки подвести его по некие коэффициенты дают большую погрешность.

Комментарии

Ваше имя:

E-mail:  (на сайте не показывается)

Введите код с картинки:      

 

Каталог оборудования

 ИБП   Кондиционеры   Чиллеры 

HYIP (Хайп)

 About HYIP (о хайпах)   HYIP платит   HYIP скам   Обменники   Платёжные системы 

Компании

 DataCenterDynamics   Exsol (Эксол)   HTS   NVisionGroup   Union Group   Uptime Institute   UptimeTechnology   Ай-Теко   АйТи   АМТ-груп   Астерос   Аякс   ВентСпецСтрой   ДатаДом   Крок   Радиус ВИП   Термокул   Техносерв 

Оборудование

 Кондиционирование   Контроль доступа и безопасность   Мониторинг   Пожаротушение   Серверное оборудование   СКС   Фальшпол   Шкафы и стойки   Электроснабжение (ИБП, ДГУ) 

Пресса

 Connect - Мир связи   FOCUS   PC Week   ServerNews   Журнал сетевых решений / LAN   ИКС-Медиа 

Производители

 AEG   Chloride   Conteg   Delta Electronics   Eaton   Emerson Network Power   Green Revolution Cooling   HiRef   Hitec   Lampertz   Lande   LSI   Powerware   RC Group   Rittal   Schneider Electric   Stulz   Uniflair 

Рубрики

 Базовые станции   Интернет вещей   История   Криптовалюты   Мероприятия   Мобильный ЦОД   Обслуживание ЦОД   Опыт ЦОД   Суперкомпьютеры   Терминология   ЦОД в целом