Это старая версия документа!

Воздушные экономайзеры и технологии естественного охлаждения

Раздел о применении наружного воздуха и «свободного» холода в ЦОД: варианты экономайзеров (air-side / water-side; прямой / непрямой), термодинамика и схемы, ожидаемая экономия, ограничения по климату и качеству воздуха, а также вопросы здоровья и безопасности.

Принципы и архитектуры

Экономия и риски

Навигация: как выбирается и работает экономайзер

flowchart LR classDef big font-size:26px,stroke-width:1.2px,padding:10px; A["Наружные условия: T сух., точка росы/энтальпия, качество воздуха"]:::big --> B{"Условия в допусках для подачи?"}:::big B -- Да --> C["Air-side прямой: смесительная камера, фильтрация, подача в зал"]:::big B -- Нет --> D{"Есть запас по энтальпии/точке росы?"}:::big D -- Да --> E["Непрямой путь: теплообменник (пластинч./роторный)"]:::big D -- Нет --> F["Подпор до уставки: адиабатика/ОВК/чиллер"]:::big C --> G["Управление: доля наружного воздуха, ΔP фильтров, VFD вентиляторов"]:::big E --> G F --> G click C "doku.php?id=topics:13:outside_air" "Использование наружного воздуха" _self click E "doku.php?id=topics:13:thermodynamics" "Термодинамика и схемы" _self click F "doku.php?id=topics:13:savings" "Энергосбережение и эффекты" _self

Опорная таблица: варианты экономайзеров и их особенности

Тип/принцип	Кратко	Где применим	Преимущества	Ограничения/риски	Комментарии по проектированию
Air-side прямой (наружный воздух после фильтрации подаётся в ЦОД)	Максимальная доля «свободного» холода	Климат с длительными прохладными/сухими периодами и приемлемым качеством воздуха	Наибольшая экономия компрессорной мощности; простая термодинамика	Требования к фильтрации, риски загрязнений/коррозии, увлажнение/осушка	Смесительные камеры, байпас/рециркуляция, контроль давления залов
Air-side непрямой (рекуперация через пластинчатый/роторный теплообменник)	Разделение воздушных контуров	Локации с запылённостью/агрессивной средой	Нет прямого контакта воздуха улицы и зала; контроль загрязнений	Потери на теплообменнике, ограничения «подхода» по температуре	Важно обеспечить низкие утечки, правильную герметизацию и очистку ротора
Water-side (фри-куллинг чиллерной воды/«сухие» градирни)	Внешний контур охлаждает воду/гликоль	Широкий климатический диапазон	Совместим с существующими гидравлическими системами	Зависимость от гидравлики, возможен рост WUE при адиабатике	Подбор «сухих»/адиабатических охладителей, ΔT, насосные VFD
Адиабатическая поддержка (орошение/пады)	Снижение T за счёт испарения	Сухой и жаркий климат	Расширение «окон» работы экономайзера	Расход воды, риски микробиологии, требования к обработке воды	Контроль качества воды, слив/сушка, гигиенический дизайн, доступ к обслуживанию

Логика управления (упрощённо)

Условие	Действие системы	Цель/примечание
Наружный воздух в пределах тепловых допусков ИТ	Увеличить долю OA, минимизировать мех. охлаждение	Максимум «free cooling» при соблюдении границ ASHRAE-класса
Высокая энтальпия/точка росы, но есть термодинамический запас	Перейти на непрямой экономайзер (рекуперация)	Разделить контуры, исключить влагу/загрязнения
Недобор по температуре притока	Смешать с рециркуляцией/подогреть	Стабильность уставки на вход ИТ
Перерасход по влажности/точке росы	Ограничить OA, включить осушение/поддержать ΔP	Снижение риска конденсации/коррозии
Рост ΔP на фильтрах	Повысить скорость вентиляторов (VFD) / сигнал на замену	Поддержание расхода и энергоэффективности вентиляции
Дефицит по давлению в зале	Регулировать заслонки/вентиляторы, закрыть байпасы	Исключить подсос тёплого/грязного воздуха

Риски и меры снижения

Загрязнения и коррозия: пыль, соль, SOx/NOx → классы фильтров, монитор коррозии, выбор материалов/покрытий.
Влажность/конденсация: выход за допуски, «точка росы» в холодных зонах → контроль RH/DP, подогрев/осушка, датчики в критических точках.
Микробиология (в т.ч. легионелла): адиабатические секции/орошение → гигиенический дизайн, обработка воды, режимы сушки, регламенты.
Обмерзание и дождь/снег: риск льда на воздухозаборах/HX → подогрев/дрифт-контроль, козырьки/решётки, дренаж.
Дым/смог/пожары: эпизоды низкого качества воздуха → аварийные режимы закрытия OA, фильтры повышенного класса, байпас.
Шум/акустика и безопасность: расположение заборов/выпусков, доступ посторонних → шумоглушение, решётки/сетчатые экраны, видеонаблюдение.

Ключевые показатели для управления

Economizer hours — часы/доля времени работы в «свободном» режиме (по сезонам).
ΔT/подход теплообменника и доля байпаса — качество рекуперации/смесительных режимов.
SFP вентиляторов (кВт·ч на м³/с) и ΔP фильтров — энергозатраты на воздухоснабжение.
PUE в разрезе сезонности; доля компрессорного и «свободного» холода.
WUE при адиабатике — расход воды на кВт·ч ИТ.
Соответствие тепловым/влажностным допускам на входе ИТ (временные проценты).
Качество наружного воздуха (частота событий вне порогов) и SLA фильтрации.

Практические ориентиры проектирования

Оценить климатический потенциал (по сухой/влажной термометрии, энтальпии) и «окна» работы экономайзера.
Спроектировать воздухозаборы/выпуски: роза ветров, снос выбросов, исключение рециркуляции и осадков.
Задать классы фильтрации и доступность обслуживания; учесть рост ΔP и энергозатраты вентиляторов.
Предусмотреть байпас/смесительные камеры и режимы fallback к традиционному охлаждению.
Для адиабатики: вода и гигиена (обработка, слив/сушка, доступ), учёт WUE и требований надзора.
Телеметрия: T/RH/DP по контурам, расход/ΔP, события качества воздуха; алгоритмы автопереключения режимов.

Контрольные вопросы

Рассчитан ли сезонный потенциал «free cooling» и выбран ли тип экономайзера под климат/качество воздуха?
Определены уставки T/RH/DP и условия переключения между прямым, непрямым и механическим режимами?
Учитываются ли эпизоды смога/дымов и предусмотрены ли режимы закрытия наружного воздуха?
Заданы классы фильтрации, графики осмотров и критерии замены по ΔP/времени?
Для адиабатики: есть ли программа водоподготовки, санитарные регламенты и режимы сушки для предотвращения легионелл?
Организована ли телеметрия и отчётность по Economizer hours, SFP, PUE/WUE и соблюдению тепловых допусков?