topics:35:cooling_efficiency []

Эта страница только для чтения. Вы можете посмотреть её исходный текст, но не можете его изменить. Сообщите администратору, если считаете, что это неправильно.
====== Подходы к повышению энергоэффективности охлаждения ======

Энергоэффективность систем охлаждения определяется двумя компонентами:
* **термодинамическая составляющая** — затраты на производство холода в чиллере;
* **транспортная составляющая** — затраты на подачу охлаждённого воздуха и циркуляцию хладоносителя.

Корректировка уставок, оптимизация компоновки зала и управление работой оборудования позволяют снизить энергопотребление без снижения надёжности охлаждения.

===== Основные компоненты энергопотребления охлаждения =====

<WRAP info>
Термодинамическая часть определяется мощностью чиллера \(P_{Chiller}\).  
Транспортная часть — работой вентиляторов кондиционеров зала \(P_{ACU}\) и, в меньшей степени, насосов.
</WRAP>

===== Влияние компоновки машинного зала =====

Смешивание холодного и горячего воздуха (hotspots) приводит к:

  * повышению температуры на входах в стойки;
  * необходимости снижать уставку охлаждённой воды из чиллера;
  * увеличению скорости вентиляторов ACU;
  * росту как термодинамических, так и транспортных потерь.

<WRAP important>
Неверно ориентированные стойки (впускные стороны «друг к другу» без разделения горячих и холодных потоков) приводят к тому, что ACU только рециркулируют тёплый воздух, не доходящий до стойки. В таком режиме растёт \(P_{ACU}\) без реальной пользы для охлаждения.
</WRAP>

===== Коррекция уставок чиллера =====

Мощность чиллера чувствительна к температуре охлаждённой воды на выходе испарителя. Повышение уставки снижает термодинамические затраты:

<WRAP center>
$$ \Delta \eta_{Chiller} \approx 0.6\text{–}2.5\% \; \text{на каждый } 0.5^\circ C $$
</WRAP>

Типичное среднее значение — **3.3 % на каждый 1°C увеличения уставки**.

<WRAP info>
Даже повышение уставки на 1–2°C даёт заметное снижение энергопотребления.  
В климате РФ это особенно эффективно в межсезонье.
</WRAP>

===== Оптимизация работы чиллера =====

Факторы энергопотребления чиллера:

^ Фактор ^ Влияние на энергию ^
| Уставка охлаждённой воды | Чем выше температура, тем выше COP |
| Степень загрузки | Работа вблизи номинала эффективнее частичных нагрузок |
| Температура конденсатора | Чем ниже температура градира/воздуха, тем лучше эффективность |
| Насосы контуров | Неправильная балансировка повышает расход электроэнергии |

<WRAP tip>
Основной резерв — повышение уставки охлаждённой воды до максимально допустимого уровня, согласованного с температурными требованиями ИТ-оборудования.
</WRAP>

===== Снижение транспортных потерь (ACU) =====

Вентиляторы ACU определяют значительную часть транспортных затрат. Оптимизация достигается:

  * уменьшением расхода воздуха за счёт устранения подсосов и смешивания потоков;
  * использованием частотных регуляторов (VFD) — плавное снижение оборотов пропорционально снижает мощность вентиляторов;
  * отключением избыточных ACU, не вносящих вклад в охлаждение.

<WRAP info>
При наличии VFD снижение оборотов вентилятора на 20 % уменьшает энергопотребление примерно на 50–60 % благодаря кубическому закону.
</WRAP>

<WRAP important>
Если ACU не оборудованы VFD, оптимизация достигается только за счёт отключения лишних установок. Работа «вхолостую» приводит к росту \(P_{ACU}\) без охлаждающего эффекта.
</WRAP>

===== Ключевые стратегии повышения эффективности =====

  * правильная ориентация стоек (hot aisle / cold aisle);
  * устранение подсосов холодного и горячего воздуха;
  * увеличение уставки охлаждённой воды чиллера;
  * оптимизация нагрузки на ACU и их количество в работе;
  * применение частотных регуляторов вентиляторов;
  * балансировка расходов воды в контурах;
  * адаптивное управление по данным сенсорной сети.

===== Ключевые идеи ======
<WRAP tip>
  * Энергоэффективность охлаждения определяется термодинамическими (чиллер) и транспортными (ACU, насосы) расходами.
  * Наибольшее влияние оказывает смешивание потоков — устранение hotspots даёт мгновенный эффект.
  * Повышение уставки чиллера даже на 1°C улучшает COP на 3 % и снижает энергопотребление.
  * ACU с VFD позволяют сильно снизить транспортные затраты за счёт управления оборотами.
  * Выключение неэффективных ACU важнее, чем попытка «выравнивать» работу всех установок.
  * В климате РФ повышение уставок и использование свободного охлаждения обеспечивают максимальный потенциал энергосбережения.
</WRAP>