All posts by Tomáš Svoboda

Jak je možné využít volného chlazení za pomocí chladiva a ušetřit tak provozní náklady na chlazení datového centra? Tento systém je založen obdobně jako řešení DX na přímém výparu chladiva. V celé aplikaci není využito žádného jiného chladícího média, ale i přesto je možné využívat volného chlazení.

Běžný chladivový okruh je totiž doplněn o by-pass a čerpadlo, které zajišťuje oběh chladiva v případě, že není v provozu kompresor. Při nízkých teplotách tedy nedochází k vypařování chladiva, ale pouze ke zvýšení jeho teploty a chladivo se tak v okruhu nachází pouze v kapalné fázi. Z těchto důvodů musí být okruh vybaven ještě sběračem chladiva a speciálně vyvinutým kondenzátorem pro tento systém.

Dle podkladů společnosti Vertiv, která nabízí toto řešení pod názvem Econophase, je možné využívat čistě chladivový free cooling zhruba v jedné polovině celého roku (pro teplotu nasávaného vzduchu ze sálu 29 °C). Uváděná eneregetická úspora pro provoz, kdy není kompresor v provozu, je 66 %.

V České republice toto řešení zatím není realizováno, a proto si vážíme možnosti návštěvy rozsáhlé instalace v Amsterdamu, kde je tento systém v provozu již několik let. Mohli jsme tak čerpat informace přímo od provozovatelů budovy a projekčních manažerů dané instalace. O to více si vážíme této příležitosti z důvodu, že se naší společnosti podařilo tento systém implementovat do jednoho z projektů a my tak pevně věříme, že se do budoucna bude i Česká republika moci pyšnit podobnou inovativní instalací jako kolegové v Nizozemí.

Zdroje chladu

Chlad můžeme získat na základě několika fyzikálních procesů.

• Adsorpce – tvorba chladu pomocí adsorpce kapaliny do tuhé látky
• Absorpce – tvorba chladu pomocí roztoku obsahující chladivo a zdroje tepla
• Kompresorový okruh – využití změn skupenství chladiva pro získání chladu
• Volné chlazení – využití chladného klima ve venkovním prostředí

Adsorpce a absorpce

U adsorpčního a absorpčního chlazení se pro výrobu chladu používá tepelná energie. Nejvíce se tento způsob využívá ve speciálních provozech, kde vzniká velké množství přebytečného odpadního tepla. Pro správné fungování těchto procesů je nutné zajistit u zdroje tepla vysokou teplotu (cca 75°C a více). S výhodou je tak možné spojit adsorpční a absorpční chlazení například s kogeneračními jednotkami používanými v různých průmyslových odvětvích. Pro chlazení datových center je tedy z důvodů nízkých teplot tento způsob nevhodný.

Kompresorový okruh

Kompresorový okruh je základním principem výroby chladu využívaným v naprosté většině chladících zařízeních. Jedná se o cyklicky se opakující proces proudění chladiva, které pomocí změny tlaku a skupenství přijímá a odebírá teplo. Více o kompresorovém cyklu k nalezení v článku „Jak funguje klimatizace“ k nahlédnutí zde.

Volné chlazení (free cooling)

Určitým specifikem datových center je jejich nepřetržitý provoz. Vzhledem k tomu, že průměrná roční teplota v České republice dosahuje zhruba 8 °C, dochází k velkému potenciálu využití jako zdroje tepla venkovní chladný vzduch. Dalším faktorem, který nás motivuje k využití venkovního vzduchu jako zdroje chladu, je vývoj informačních technologií a jejich schopnost efektivně pracovat i za vyšších teplot, než tomu bylo dříve. Principem je ochladit vzduch v datovém sálu, který je přiváděn k technologiím, a to s maximální možnou energetickou účinností. V případě, že nevyužíváme kompresorové chlazení (tedy není v provozu kompresor, který je největším spotřebitelem elektrické energie), dochází k výrazným energetickým úsporám. Na mapě Evropy publikované sdružením The Green Grid lze vidět počet hodin v průběhu roku, kdy teplota nepřekračuje 10 °C. V České republice je tato hodnota přibližně 5 300 hodin v roce. Při použití běžného teplotního spádu vhodného k využití free coolingu (zhruba 14/18 °C) je možné chladit bez použití kompresorového cyklu zhruba 2/3 roku.

Vzhledem k přímé závislosti na venkovní teplotě nelze tento systém nazvat plnohodnotným zdrojem chladu jako například kompresorový okruh. V případě, že se teplota venkovního vzduchu blíží požadované teplotě v interiéru, musí dojít k sepnutí kompresoru a free cooling v těchto podmínkách nelze využít.

Přímý free cooling – Principem tohoto způsobu chlazení je nasávání venkovního chladného vzduchu přímo do vnitřní jednotky. Toto řešení lze aplikovat například v jednotkách CRAC, které pomocí speciálního nástavce umí přivádět venkovní vzduch a míchat ho se vzduchem cirkulačním. Toto řešení je velmi přímočaré a jednoduché, avšak skýtá několik problémů. V systému se musí například zajistit filtrace velkého množství venkovního vzduchu, nastávají problémy s udržením vlhkosti vnitřního vzduchu, který je přímo ovlivněn vzduchem venkovním nebo hrozí například nasátí kouře nebo jiného znečištění z venkovního prostoru.

Nepřímý free cooling – Principiálně se jedná o podobné řešení jako u přímého free coolingu – tedy zdrojem chladu je opět venkovní chladný vzduch. V tomto případě ale není vzduch přiváděn přímo do vnitřní jednotky, ale ochlazuje teplonosné médium, které po ochlazení proudí do výměníku vnitřní jednotky a teprve zde dochází k předání chladu cirkulujícímu vzduchu. Do systému je tak nutné přidat další výměník a rozvody chladícího média, ale vyhneme se problémům spojeným s přímým nasáváním venkovního vzduchu do sálu jako v případě přímého free coolingu.

Zvolení vhodného zdroje chladu je závislé na mnoha dalších aspektech s ohledem na konkrétní způsob provozu chlazení, velikosti tepelné zátěže a požadavcích investora. Projektováním chlazení datových center se zabýváme od roku 1992 a máme v tomto odvětví bohaté zkušenosti. Rádi pro Vás připravíme projekt chlazení přímo pro Vaše datové centrum nebo třeba jednu serverovnu včetně následné realizace a servisu zařízení.

Volba technologie

Volba vhodné technologie pro konkrétní prostory je zásadní z pohledu správného fungování systému a pořizovacích a provozních nákladů. Dle celkového rozsahu lze využít dva základní systémy založené na přímém výparu chladiva. Pro menší instalace lze použít systém MULTISPLIT (více v předchozím článku na našem blogu „Jak vybrat klimatizaci – Část 1. Bydlení“), pro větší počet vnitřních jednotek a delší vzdálenosti mezi vnitřní a venkovní jednotkou se více využívá systém VRV. Tento systém pracuje s jednou venkovní jednotkou a maximálním počtem 64 vnitřních jednotek. Od každé vnitřní jednotky vede dvojpotrubí chladiva, které se pomocí odboček spojuje do hlavního rozvodu chladiva a k venkovní jednotce už vede pouze jedno dvojpotrubí (obdobně jako např. u vody na vytápění). Při větším počtu jednotek tedy nedochází k nárůstu celkové délky potrubí a dimenze stavebního otvoru k venkovní jednotce je výrazně menší. Maximální délka potrubí k nejvzdálenější jednotce může dosahovat až cca 150m. S volbou vhodného systému chlazení vám samozřejmě rádi poradíme a navrhneme pro vás řešení přímo dle vašich požadavků a prostorových možností.

Chladicí výkon

Velikost navrhovaných klimatizačních jednotek, resp. jejich chladící výkon, je závislý na tepelné zátěži daného prostoru. Nejčastějším problémem u administrativních budov jsou velké prosklené plochy a produkce tepla od pracovníků a elektroniky v kancelářích. Tepelnou zátěž vám naši projektanti vypočítají a navrhnou vhodnou velikost klimatizačního systému.

Typy vnitřních jednotek

Nástěnná jednotka – Jednotka se umístí na stěnu do vhodné pozice tak, aby se zamezilo vzniku průvanu a nepříjemného proudění chladného vzduchu, které snižuje komfort následného užívání. Jednotka v tomto provedení nasává teplý vzduch v její horní části a upravený chladný vzduch vyfukuje šikmo před sebe směrem k zemi. V administrativních prostorech je vhodná spíše do menších kanceláří.

Kazetová jednotka – tento typ jednotky se nejčastěji využívá pro zabudování do podhledu stropní konstrukce. S výhodou se pro montáž využívá kazetového podhledu o rastru 600x600mm. Jednotka se umístí přímo do jednoho čtverce podhledu a není nutná další úprava podhledu. Její čtvercový tvar zajistí distribuci vzduchu rovnoměrně do všech stran. Proto je nejvíce využívána ve větších kancelářích a prostorech o velké podlahové ploše.

Jak probíhá výběr vhodného řešení ve spolupráci s naší společností?

Přemýšlíte o pořízení klimatizace do kanceláří? Oslovte naše obchodní zástupce, kteří s vámi projednají vhodné možnosti a v případě vážného zájmu předají vaši poptávku projekčnímu oddělení. Projektový manažer si s vámi domluví schůzku přímo na místě instalace a v souladu s vašimi požadavky navrhne vhodné řešení včetně návaznosti na ostatní profese (napájení a jištění, odvod kondenzátu od vnitřní jednotky, stavební úpravy apod.). Následně pro vás zpracujeme cenovou nabídku na zvolené řešení. V případě vašeho zájmu poté domluvíme možný termín montáže na základě časových možností servisního oddělení a provedeme kompletní montáž díla. Dle přání zákazníka jsme samozřejmě schopni zajistit také pravidelný servis na instalovaném zařízení.

Naše servisní oddělení zajišťuje pro naše zákazníky montáže nových zařízení, pravidelný servis a také rekonstrukce stávajících instalací. Abychom mohli být při různých rekonstrukcích co možná nejefektivnější, vybavili jsme servisní oddělení strojem na čištění chladivových okruhů. S ohledem na stav stávajícího chladivového potrubí a místní prostorové podmínky na konkrétní lokalitě se tak můžeme rozhodnout, zda stávající potrubní trasy demontujeme a instalujeme kompletně nové rozvody nebo původní trasy zachováme, vyčistíme a znovu využijeme pro novou instalaci. Tento postup je často finančně i časově výhodnější, což uvítá většina zákazníků.

Čistícím strojem dokážeme kromě čištění potrubní trasy také recyklovat a znovu využít chladivo v daném okruhu. Vzhledem k vysokým cenám chladiv obsahujících uhlovodíkové plyny je toto řešení při větších instalacích velmi výhodné (s ohledem na podmínky konkrétní instalace). Zákazníkovi jsme tak schopni nabídnout komplexní řešení s minimem stavebních úprav spojených s demolicemi a za nižší náklady.

Systém funguje plně automaticky a zajišťuje následující funkce:

• Úplné odstranění olejů, kyselosti nebo znečištění uvnitř okruhu
• Odstranění mechanických částí z okruhu
• Eliminace vody v zatopených okruzích.
• Obnova chladiv bez ohledu na jejich stav a množství.
• Recyklace chladiva.

Volba technologie

Do bytů a domů se nejčastěji používají menší chladicí systémy označené pojmy SPLIT a MULTISPLIT. U varianty SPLIT se vždy jedná o jednu vnitřní jednotku a k tomu příslušející venkovní kondenzační jednotku s kompresorem. Ve variantě MULTISPLIT lze na venkovní kondenzační jednotku připojit až 5 nebo 6 vnitřních jednotek (dle konkrétního výrobce), při čemž ke každé vnitřní jednotce vede samostatné měděné dvojpotrubí chladiva. U obou systémů je důležité dodržet maximální délky potrubní trasy mezi vnitřní a venkovní jednotkou (běžně kolem 25m na jednotku a zhruba 60m v součtu všech tras napojených na jednu venkovní jednotku). Tento limit je u jednotlivých výrobců různý a často rozhoduje o možném použití konkrétních typů jednotek. V případě větší instalace – tj. větší počet vnitřních jednotek nebo delší vzdálenosti mezi vnitřními a venkovní jednotkou, se využívá systému VRV neboli VRF (o systému VRV se dočtete v navazujícím článku na našem blogu „Jak vybrat klimatizaci – Část 2. Kanceláře“). S volbou vhodného systému chlazení vám samozřejmě rádi poradíme a navrhneme pro vás řešení přímo dle vašich požadavků a prostorových možností.

Chladicí výkon

Velikost navrhovaných klimatizačních jednotek, resp. jejich chladící výkon, je závislý na tepelné zátěži daného prostoru. Nejvíce exponované prostory jsou v bytových prostorech nejčastěji podkrovní prostory a jižně orientované místnosti s velikými prosklenými plochami. Tepelnou zátěž vám naši projektanti vypočítají a navrhnou vhodnou velikost klimatizačního systému.

Typy vnitřních jednotek

Nástěnná jednotka – asi nejvyužívanějšími jednotkami pro menší bytové instalace jsou jednotky v nástěnném provedení. Jednotka se umístí na stěnu do vhodné pozice tak, aby se zamezilo vzniku průvanu a nepříjemného proudění chladného vzduchu, které snižuje komfort následného užívání. Jednotka v tomto provedení nasává teplý vzduch v její horní části a upravený chladný vzduch vyfukuje šikmo před sebe směrem k zemi.

Kazetová jednotka – tento typ jednotky se nejčastěji využívá pro zabudování do podhledu stropní konstrukce. Její čtvercový tvar zajistí distribuci vzduchu rovnoměrně do všech stran. Proto je více využívána spíše do kanceláří a prostorů o větší podlahové ploše.

Podstropní jednotka – jednotka je přisazena ke stropu a upravený chladný vzduch je veden podél stropní konstrukce. Proud chladného vzduchu tak dosahuje dál než například u nástěnné jednotky.

Jak probíhá výběr vhodného řešení ve spolupráci s naší společností?

Přemýšlíte o pořízení klimatizace do vašeho bytu nebo domu? Oslovte naše obchodní zástupce, kteří s vámi projednají vhodné možnosti a v případě vážného zájmu předají vaši poptávku projekčnímu oddělení. Projektový manažer si s vámi domluví schůzku přímo na místě instalace a v souladu s vašimi požadavky navrhne vhodné řešení včetně návaznosti na ostatní profese (napájení a jištění, odvod kondenzátu od vnitřní jednotky, stavební úpravy apod.). Následně pro vás zpracujeme cenovou nabídku na zvolené řešení. V případě vašeho zájmu poté domluvíme možný termín montáže na základě časových možností servisního oddělení a provedeme kompletní montáž díla. Dle přání zákazníka jsme samozřejmě schopni zajistit také pravidelný servis na instalovaném zařízení.