Классика и новаторство в климатических системах

Классика и новаторство в климатических системах

Андрей МИЛЯЕВ,  генеральный директор, российское представительство NordVent

Поиск новых энергоэффективных технологий для охлаждения ИТ-нагрузки идет постоянно, однако немало резервов можно найти и в традиционных чиллерах, и в грамотной организации эксплуатации оборудования.

Мы беседуем с генеральным директором российского представительства NordVent, Андреем МИЛЯЕВЫМ, который рассказывает об опыте компании в реализации инновационных решений с опорой на устоявшиеся практики.

– Какие изменения произошли в линейке оборудования компании NordVent в 2014 г.?

– В процессе производства мы постоянно совершенствуем все выпускаемое нами оборудование. И прошлый год - не исключение, а самые серьезные технологические изменения произошли в двух наших линейках чиллеров StreamLine и PowerLine. Кроме того, были заметно расширены функциональные возможности систем управления инженерной инфраструктурой. Все эти изменения актуальны, прежде всего, в высокотехнологичных приложениях нашего оборудования, в частности при их использовании в дата-центрах.

– Какие усовершенствования были произведены в чиллерах StreamLine?

– Линейка StreamLine – это чиллеры со спиральными компрессорами малой мощности. Их холодопроизводительность в зависимости от модели варьируется от 5,3 до 480 кВт. В конце 2014 г. в них была внедрена новая опция, позволяющая повысить точность регулировки температуры подаваемого холодоносителя. Это стало возможным за счет использования регулятора производительности, который представляет собой соленоидный вентиль. Он устанавливается в байпасную линию между сторонами низкого и высокого давления системы охлаждения. С его помощью между испарителем и терморегулирующим расширительным вентилем вводится горячий газ. Это позволяет привести производительность компрессора в соответствие с фактической нагрузкой на испаритель. Заявленная точность регулировки температуры хладагента при использовании такой системы составляет +/- 1°С, однако на практике она получается даже лучше – от 0,3 до 0,5°С.

– Почему это так актуально в системах охлаждения?

– Потому что нередко нагрузка на систему охлаждения бывает непостоянной и далекой от оптимальной. Например, чиллер рассчитан на нагрузку 100 кВт, а в реальности она может оказаться 50 кВт или даже меньше. В дата-центрах такое случается часто – машинные залы бывают просто незагружены, а кроме того, вычислительная нагрузка серверов и, соответственно, их тепловыделение могут меняться в достаточно широких пределах.

В условиях низкой нагрузки система охлаждения быстро доводит температуру в помещении до заданного значения, после чего компрессор отключается. Через некоторое время температура воздуха повышается, и система охлаждения вновь включается. Но беда в том, что частые включения и выключения вредны для компрессора, поэтому система автоматики холодильных машин обычно допускает не более шести-семи включений в час, после чего система охлаждения просто отключается, т.е. прекращается поддержание заданной температуры в помещении и становится невозможным удаление избыточной влаги из воздуха, что недопустимо в серверных комнатах и дата-центрах.

Предлагаемая технология регулировки температуры снимает эти проблемы: перепуск горячего газа, дополнительная система управления, отдельный контроллер, специальные термостаты и клапаны обеспечивают точное поддержание температуры и плавную регулировку холодопроизводительности компрессора в достаточно широком диапазоне изменения внешней нагрузки. Фактически благодаря этой технологии регулировки температуры чиллеры StreamLine становятся по-настоящему прецизионным охлаждающим оборудованием. Кроме того, режим постоянной работы без выключений и включений позволяет существенно повысить долговечность компрессора и всего чиллера.

– Насколько усложняется эксплуатация таких чиллеров по сравнению с чиллерами стандартного исполнения?

– С эксплуатацией этих чиллеров не должно быть никаких проблем, она не требует особой квалификации персонала. У нас достаточно большой штат специалистов сервисной службы, и мы в принципе можем взять все работы по обслуживанию оборудования на аутсорсинг. Но в принципе с обслуживанием наших чиллеров могут справиться и специалисты заказчика, им только нужно пройти у нас курс обучения. Кстати, тоже самое можно сказать и об эксплуатации более мощных чиллеров линейки PowerLine.

– Какие новшества в реализованы этих чиллерах?

– Как уже было сказано, по сравнению с линейкой StreamLine чиллеры PowerLine рассчитаны на более высокие мощности – от 200 кВт до 1,5 мВт. В них, как и во многих других чиллерах такого класса, конечно же, используется технология фрикулинга, которая уже фактически стала стандартом. Это чиллеры с винтовыми компрессорами, в которых мощность регулируется либо ступенчато, либо плавно, для этого используются специальные золотниковые клапаны. Обычно в подобных системах устанавливаются как минимум два компрессора, и каждый из них имеет возможность регулировки по мощности с шагом 25%, т.е. чиллер с двумя компрессорами имеет шаг изменения мощности 12,5%.

Однако в чиллерах PowerLine теперь есть новая опция – возможность по запросу заказчика установить винтовой компрессор с инверторным управлением. Такие компрессоры имеют небольшую потребляемую мощность, в них полностью отсутствуют пусковые токи, они позволяют точно регулировать холодопроизводительность и поддерживать температуру холодоносителя на выходе из испарителя с точностью +/-0,5°С. Зависимость его холодопроизводительности от нагрузки фактически линейная, а в режиме половинной нагрузки эффективность работы чиллера с таким компрессором почти на 16% выше, чем с обычным.

– А как обстоят дела с применением энергосберегающих технологий в чиллерах NordVent?

– В чиллерах малой и средней мощности технологии энергосбережения практически не применяются, а в мощных чиллерах и особенно в тех, которые предназначены для установки в дата-центрах, обычно используются так называемые экономайзеры. Экономайзер – это пластинчатый фреоновый теплообменник, который устанавливается на выходе из конденсаторной батареи. Задачей экономайзера является охлаждение жидкого хладагента на выходе из конденсатора для увеличения эффективности теплообмена в испарителе, что, в свою очередь, повышает общую эффективность чиллера (коэффициент энергоэффективности СOP), снижая потребляемую электрическую мощность компрессоров на 10–12%. Экономайзер предназначен для испарения части хладагента, поступающего затем обратно в компрессор для повторного сжатия, при этом общий коэффициент сжатия увеличивается. Такие системы есть в принципе в арсенале целого ряда производителей чиллеров.

Но мы предлагаем новую схему использования экономайзеров. Допустим, мощность чиллера после установки экономайзера составила 600 кВт, т.е. по мощности он стал соответствовать стандартному чиллеру следующего, большего типоразмера, имеющему более крупные габариты. При этом его энергопотребление осталось фактически на прежнем уровне. Таким образом, мы можем в результате внедрения экономайзера получить заявленную производительность на чиллере предыдущего типоразмера, имеющего более низкое энергопотребление. Хотя добавление экономайзера заметно повышает стоимость чиллера, но за счет того, что модернизированный чиллер остается в рамках предыдущего типоразмера, имеет теплообменники меньшей площади и уменьшенное количество вентиляторов, его цена оказывается примерно такой же, как у стандартного чиллера мощностью 600 кВт. И такие системы уже выпускаются серийно.

– Однако в последнее время все популярнее становятся не «аппаратные» методы повышения производительности и энергоэффективности, а технологии мониторинга и оптимизации управления имеющимся оборудованием.

– Мы работаем и в этом направлении. В своих системах автоматизации управления кондиционерами мы используем контроллеры такого мирового лидера, как компания Carel. Это производитель интересен своей открытой политикой по отношению к пользователям и поставщикам оборудования: все программы для контроллеров чиллеров и кондиционеров находятся в открытом доступе в интернете вместе со всей документацией. То есть фактически любой человек, который хотя бы немного разбирается в компьютерах, может настроить систему мониторинга имеющегося у него оборудования.

Именно благодаря такой политике мы смогли разработать единую систему мониторинга для всего нашего оборудования, в которую можно внедрить и функции мониторинга климатических систем, приточных установок и прочего оборудования других производителей, причем необязательно даже оборудования для систем охлаждения. К этой системе мы можем подключить и источники бесперебойного питания, и электрические самописцы, если в них есть поддержка свободных протоколов.

К этой единой системе мониторинга, которая работает на сервере в нашем офисе, уже подключены системы 15 наших клиентов, расположенные от Калининграда до Южно-Сахалинска. Наша диспетчерская служба в непрерывном режиме отслеживает многочисленные параметры работы их оборудования. Правда, никакого дистанционного отключения или включения оборудования такой режим работы не предусматривает (это сделано из соображений безопасности), но в случае возникновения аварийной ситуации наш специалист будет готов проконсультировать клиента о причинах неполадок и рекомендовать схему дальнейших действий.

Такая система полезна и заказчикам, которым важно знать причину аварии, чтобы принять меры к недопущению аналогичных инцидентов, и нам как поставщику – если неполадки произошли на нашей стороне, то мы тоже должны предпринимать определенные меры, в том числе и по модернизации нашего оборудования.

Кстати, аналогичная система мониторинга скоро объединит сеть климатических систем для базовых станций сотовых операторов, использующих технологию фрикулинга. В наших ближайших планах – оснащение системами поддержания заданной температуры в контейнерах с оборудованием 800 базовых станций в нескольких регионах страны. Несколько образцов таких систем уже прошли или проходят испытания в Московской и Новосибирской областях. Основным климатическим оборудованием в них являются системы фрикулинга, а традиционные кондиционеры используются в качестве вспомогательных и включаются лишь в случае аварийной ситуации или при слишком высокой температуре внешнего воздуха. Заданная температура внутри контейнера поддерживается с помощью автоматической система управления, которая в случае необходимости включает и выключает кондиционеры летом и нагреватели зимой.

Также эта система может фиксировать энергопотребление каждого элемента климатической системы контейнера и рассчитывать эффективность работы системы фрикулинга именно в том месте, где установлена базовая станция, причем всю эту информацию можно получить удаленно. То есть мы можем теперь на практике подтвердить (или наоборот опровергнуть) экономическую эффективность использования энергосберегающих технологий в каждой конкретной ситуации с учетом внешних климатических условий в данном месте, а также особенностей функционирования и эксплуатации того или иного оборудования. 

Кроме всего вышесказанного, надо сказать, что мы полностью провели ренейминг всей линейки, что нашло свое отражение в нашем новом каталоге. Каталог, равно как и любую информацию по всей нашей линейке, включая новинки и изменения в существующей гамме производимого нами оборудования, можно получить в наших офисах. 

www.nordvent.ru

Тел.: +7 (495) 645-8411