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.
Термодинамическая часть определяется мощностью чиллера \(P_{Chiller}\). Транспортная часть — работой вентиляторов кондиционеров зала \(P_{ACU}\) и, в меньшей степени, насосов.
Смешивание холодного и горячего воздуха (hotspots) приводит к:
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.
Мощность чиллера чувствительна к температуре охлаждённой воды на выходе испарителя. Повышение уставки снижает термодинамические затраты:
$$ \Delta \eta_{Chiller} \approx 0.6\text{–}2.5\% \; \text{на каждый } 0.5^\circ C $$
Типичное среднее значение — 3.3 % на каждый 1°C увеличения уставки.
Даже повышение уставки на 1–2°C даёт заметное снижение энергопотребления. В климате РФ это особенно эффективно в межсезонье.
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 |
Основной резерв — повышение уставки охлаждённой воды до максимально допустимого уровня, согласованного с температурными требованиями ИТ-оборудования.
Вентиляторы ACU определяют значительную часть транспортных затрат. Оптимизация достигается:
При наличии VFD снижение оборотов вентилятора на 20 % уменьшает энергопотребление примерно на 50–60 % благодаря кубическому закону.
Если ACU не оборудованы VFD, оптимизация достигается только за счёт отключения лишних установок. Работа «вхолостую» приводит к росту \(P_{ACU}\) без охлаждающего эффекта.