Schneider Electric és a szerverhűtés

Szerző: Reynolds Kft. | máj 9, 2021 | Folyadékhűtő, IT Hűtés

Schneider Electric és a szerverhűtés

A szervertermek hűtése olyan technológiai hűtési feladat ahol a helyiség hőmérsékletét – és sokszor annak
páratartalmát is – nagy pontossággal kell tartani a kívánt értéken az év teljes terjedelmében. Vagyis a
hűtőberendezéseknek az év 365 napján, napi 24 órában kell üzemelniük. A szervertermek pedig általában
kiemelten magas prioritású helyiségnek számítanak. Ezen tények miatt az üzembiztonság és a hatékonyság
elsődleges szempontok a hűtési rendszer tekintetében.

Komfort hűtési berendezések ilyen felhasználási területen nem jöhetnek szóba hiszen azokat nem ilyen üzemórára
és terhelésre tervezték. A Schneider Electric számos technológiai hűtési rendszert kínál IT és ezen belül szervertermi
hűtési megoldásként. A szervertermeket hűtési igényük szerint feloszthatjuk méret szerint:

• Kis adatközpontok: 200kW alatti hőterhelés
• Közepes adatközpontok: 200kW – 1MW közötti hőterhelés
• Nagy adatközpontok: 1MW fölötti hőterhelés

Legelterjedtebbnek tekinthetők a kis adatközpontok és viszonylag sűrűn előfordulnak közepes adatközpontok is
míg a nagy adatközpontok építése elég ritkának mondható az országban. A hűtési megoldásokat ezek tekintetében
választjuk. Illetve annak függvényében, hogy a helyiségen belüli szerverek önmagukban milyen sűrűségűek,
milyen azok hőterhelése.

5kW/rack terhelésig nyitott hideg/meleg folyosó kialakítása elegendő. Ez annyit tesz, hogy a szerverek telepítésénél
ügyelni kell azok elhelyezésére oly módon, hogy azok hideg és meleg oldala azonos oldalra essen. Ezen kívül másra
nem kell ügyelni hűtési szempontok alapján. A hűtési igényt pedig kisebb termek esetén Uniflair SP (korábbi Unisplit)
egységgel vagy kisebb Uniflait AM (Amico) precíziós klímaszekrényekkel lehet kezelni.

5-15kW/rack terhelésig ezeket a hideg/meleg folyosókat már le is kell zárni. Vagyis a hideg és meleg oldal nem
keveredik egymással. Illetve az álpadló kiépítése is szükséges. Ebben a teljesítményben Uniflair AM és Uniflair
LE (Leonardo) készülékek  biztosítják a szükséges hűtési teljesítményt.

15kW/rack fölötti terhelés terhelés esetén zárt hideg/meleg folyosó, álpadló rendszer és AFC (Active Floor System)
együttes használatával nagy teljesítményű Uniflair LE klímaszekrényekkel lehetséges. Az AFC nem más mint egyfajta
aktív álpadló elem ami a klímaszekrénnyel kommunikálva biztosítja a nagysűrűségű rack-ek előtt annak megfelelő
hűtéséhez szükséges szellőző levegőt. Ugyancsak járatos megoldás ebben a tartományban az APC in-row  egységek
alkalmazása. Ezek hőmérsékleti viszonyoktól függően 30kW hűtési teljesítmény körüli egységteljesítményben
építhetők be közvetlenül a rack sorba.

Kis- és közepes adatközpontok esetén precíziós klímaszekrényekkel vagy rack-sori hűtőberendezésekkel oldható
meg a hűtés. Amennyiben nagyobb egységteljesítményt szeretnénk elérni akkor mindenképp a klímaszekrények fognak
megoldást jelenteni. A legnagyobb Uniflair LE egységek  hőmérsékleti viszonyoktól függően elérhetik akár a 250kW/berendezés
hűtési teljesítményt is. Ezen berendezések ventilátorai már az álpadlóba van süllyesztve.

Nagy méretű adatközpontok esetén a precíziós klímaszekrények alternatívája lehet egy moduláris közvetett környezeti
hűtési energiát hasznosító innovatív berendezés az EcoBreeze.  A modulok 50-400kW teljesítménytartományban érhetők el.
Az indirekt szabadhűtés mellett magasabb környezeti hőmérséklet esetén evaporatív technológiával biztosítják a szükséges hűtési igényt. 

Az említett berendezéseken kívül vannak még alternatívák amiket első sorban kisebb IT, vagy telekommunikációs helyiségek
esetén alkalmaznak. Itt általában az a követelmény, hogy a hűtőegység kompakt berendezés legyen. Ezek az egységek
tartalmazzák a  komplett hűtőkört, bele értve a kondenzátort is. Lehetnek kültéri vagy beltéri telepítésűek. 

A berendezések kialakításán túl mindenképp beszélnünk kell a technológiai megoldásokról is. Ezen készülékeket ugyanis
számos opcionális lehetőséggel láthatjuk el amit az adott helyszín sajátossága és a hűtési feladat technológiai mivolta
mindenképpen indokol. 

Az első és talán az egyik legfontosabb opcionális technikai megoldás amit mindenképp meg kell említenünk az a
szabadhűtés (free cooling). Mivel egész éves hűtési üzemről beszélünk ezért mindenképp ajánlott a szabadhűtéses
berendezések alkalmazása. A szabadhűtés lehetővé teszi, hogy a szükséges hűtési teljesítményt kompresszoros munka nélkül,
környezeti energia közlésével valósítsuk meg. Ez annyit tesz, hogy amikor a környezeti hőmérséklet kellően alacsony értékre
csökken ezt a hideg levegőt használjuk közvetett módon hűtésre. Ily módon általában 0’C környezeti hőmérséklet környékén
a szabadhűtéses üzem teljes mértékben átveszi a kompresszoros hűtés szerepét. Ezzel a hűtésre fordított energiabefektetés
a töredékére csökken. A szabadhűtéses üzemből eredő energiamegtakarítás ugyanakkor már 10’C környezeti hőmérséklet
környékén is jelentkezik hiszen mint hűtési rásegítés már itt is érezhető a hatása. Ezek a hőmérsékleti határok persze nagy
mértékben függnek a hűtött víz kívánt hőmérsékletétől. A szabadhűtéssel ellátott Schneider Electrik berendezések éves
működéséről magyarországi klímaprofilra vetített prognosztizációt készítünk. Ezáltal kimutatjuk, hogy az adott berendezés
milyen környezeti hőmérséklettől működik tisztán szabadhűtéses üzemben és milyen környezeti hőmérséklettől lép be a
szabadhűtés rásegítés tekintetében. Azt is megmutatjuk mennyi lesz a várható éves energiafogyasztás és mennyi lesz az
ebből fakadó üzemeltetési költség. Továbbá összehasonlítást is tudunk készíteni tisztán kompresszoros hűtéssel működő
berendezéssel amiből jól látható a különbség energia és költség tekintetében.

A Schneider Electric által kifejlesztett IFC (Intelligent Free cooling) technológia segítségével a szabadhűtéses üzemet
kiterjeszthetjük mint működési tartomány mindd pedig teljesítmény tekintetében. Az IFC annyit tesz, hogy ha két vagy több
szabadhűtéssel ellátott berendezést telepítünk akkor azok szabadhűtési hőcserélőit össze tudjuk csövezni és a vezérlés
lehetővé teszi, hogy az éppen aktív gép használatba tudja venni az álló (stan dy) gép vagy gépek szabadhűtéses hőcserélőjét is.

Ugyancsak jelentős technikai opció az inverteres technológia ami szintén hatékonyságot és költséget csökkentő lehetőség.
Az inverteres kompresszorok, keringető szivattyúk és kondenzátor ventilátorok segítségével dinamikusan lekövethető a
felhaszálói oldal hűtési igényének ingadozása. Megszűnnek az on/off üzemű kompresszoros munkából eredő kilengések.

Az említett technológiákon kívül természetesen még számos opcionális lehetőség kínálkozik a berendezések konfigurálásakor.
Ezeket mindig az adott igényekhez és lehetőségekhez igazítjuk. A beállított értékek, üzemi paraméterek pedig könnyen,
valós időben nyomon követhetők az új felhasználóbarát színes 7”-os érintőképernyős kijelzőkön.

Ecoflair, mint alternatív szervertermi hűtés

Szerző: Reynolds Kft. | máj 9, 2021 | Folyadékhűtő, IT Hűtés

Ecoflair, mint alternatív szervertermi hűtés

A Schneider Electric egyik új szervertermi hűtési alternatívája az Ecoflair. Ez a technológia egy kompakt hűtési
egységet jelent mely nem képezi szerves részét a hűtendő szerverteremnek. 

Egyszerűen fogalmazva az Ecoflair nem más mint egy rekuperatív hővisszanyeréssel ellátott léghűtés.
A valóságban természetesen ennél sokkal összetetteb ez a berendezés és maga a hűtési folyamat is. 

Teljesítményét tekintve 250kW-os egységről beszélhetünk, illetve ennek blokkonként növelt többszöröseiről.
Így a két alap berendezés a 250kW-os és az 500kW-os kivitel. Minden egység két fő észre osztható.

• Egy felső részre amely megvalósítja a légszállítást és a hűtést.

• És egy alsó részre amely a kiszolgáló és hidraulikus egység illetve egyben alapkeret is.

Üzemállapotok tekintetében 3 hűtési üzemmódról beszélhetünk. Az üzemmódok közötti átváltás automatikusan
történik a környezeti hőmérséklet függvényében.

• Száraz üzem. Téli időszakban rekuperatív hőcserével oldja meg a hűtést. A környezeti levegő egy keresztáramú
  hőcserélőn átáramolva indirekt módon hűti le a teremből elszívott majd oda vissza juttatott hűtési levegőt.
  Ebben az üzemállapotban tisztán indirekt szabadhűtéssel biztosítja a szükséges hűtési teljesítményt.

• Nedves üzem. Ebben az esetben átmeneti időszakokban amikor a környezeti hőmérséklet már nem elég alacsony
  a keresztáramú léghűtésre vízpermetezéssel segít rá a berendezés. Vagyis adiabatikus hűtési rásegítéssel biztosítja
  a szükséges hűtési teljesítményt. 

• Trim üzem. Nyári időszakban magasabb környezeti hőmérsékletek esetén egy kiegészítő hűtési kalorifer segít rá az
  előzően részletezett hűtési módokra. Így ezzel a kiegészítő – úgynevezett Trim hűtéssel – szolgáltatja a szükséges hűtési
  teljesítményt.

Mivel az Ecoflair egységek nem képezik szerves részét a hűtendő helyiségnek ezáltal alkalmazásukkal jelentős hely takarítható
meg a szervertermekben melyet egyébként a hűtésre szolgáló berendezések foglaltak volna el. A berendezések a levegő elszívás
és befújás szempontjából többféle módon telepíthetők. Ezzel is igazíthatók a helyi adottságokhoz és lehetőségekhez.
Alapvetően tetőre és épület mellé (akár közvetlenül a szerverterem mellé) érdemes telepíteni őket. 

           Horizontális légáramlás                     Perimetrikus alsó légáramlás               Alsó légáram tetőn keresztül

A berendezés központi eleme egy rekuperatív polimer hővisszanyerő egység mely öntisztító tulajdonságú és a szennyeződésekkel
szemben ellenálló, korróziómentes konstrukció, illetve a helyszínen egyszerűen és könnyen javítható, cserélhető. Egy 250kW hűtési
teljesítményű Ecoflair berendezésben 10db. moduláris csőköteges egység található. Ezek a csőkötegek pedig egyenként 192db. magas
hatásfokú hőcserélő csövet tartalmaznak. Ennek a moduláris rendszernek köszönhetően nagyon egyszerűen és gyorsan szervizelhető az egység.
A csőkötegek egyenként kivehetők, moshatók, javíthatók és cserélhetők.

A már említett Trim üzemben a kiegészítő hűtési hőcserélő is több opcióban választható.

• Direkt expanziós hűtési kalorifer

Ez minden 250kW-os egység esetén választható egy vagy két hűtőkörös kivitelben. Brushless scroll kompresszoros technológia.
Micro channel kondenzátorral és elektronikus expanziós szeleppel (EEV) szerelt hűtőkör.

• Vízhűtéses kalorifer

A szükséges hűtővizet szolgáltathatja egy központi hűtési rendszer vagy akár egy saját részre telepített folyadékhűtő is.
A hőcserélőt illeszthetjük akár a berendezés teljes hűtési kapacitásához is. Maximálisan illeszkedik a Schneider Electric Aquflair
hűtőberendezéseihez.

• Hővisszanyerő egység

A kalorifer elhelyezkedése és szabályozhatósága biztosítja maximális hűtési energia kinyerését a hővisszanyerés hűtési köréből.
Segítségével visszanyerhető és újrahasznosítható a hulladékhő. Felhasználható akár központ fűtéshez is.

Fentiek alapján a Schneider Electric Ecoflair berendezése számos előnyt kínálnak más, alternatív hűtési megoldásokkal szemben.

• A hővisszanyerésnek és szabadhűrésnek köszönhetően üzemeltetési költségük alacsony.
• Nem foglalnak helyet a szervertermen belül. Ezáltal több hely marad az IT számára.
•  A moduláris kialakításnak köszönhetően gyorsabban és egyszerűbben szervizelhetők.
• A számos opcionális lehetőség miatt könnyen illeszthető a helyi adottságokhoz.
• A kompakt berendezések telepítése gyors és előre tervezhető.

Új csúcskategóriás folyadékhűtő

Szerző: Reynolds Kft. | máj 9, 2021 | Folyadékhűtő, IT Hűtés

XRA széria: Új csúcskategóriás folyadékhűtő 300-1500kW hűtési tartományban

A Schneider Electric egy olyan folyadékhűtő szériával állt elő amely átmenetet tud képezni a hagyományos
csavarkompresszorral szerelt hűtők és a Turbocor kompresszorral szerelt berendezések között.

A Schneider Electric folyadékhűtő kínálatában eddig is voltak már csúcskategóriás hűtőberendezések, mint az olajmentes,
mágneses csapágyazású Danfoss Turbocor kompresszorokkal szerelt BCE és BCW szériák. Most azonban a gyártó egy olyan
folyadékhűtő szériával állt elő amely átmenetet tud képezni a hagyományos csavarkompresszorral szerelt hűtők és a Turbocor
kompresszorral szerelt berendezések között.

Az új, kifejezetten technológiai felhasználásra fejlesztett XRA széria jelenleg kétféle kivitelben érhető el. Az egyik a léghűtéses
alap modell, XRAC, a másik pedig az integrált szabadhűtéssel (free-cooling) szerelt változat, XRAF. A szériát az előre mutató
irányelveknek megfelelően már úgy tervezték meg, hogy képes legyen magas vízhőfokkal és magas vízhőmérséklet különbséggel
is optimális működésre. Folyamatos rendelkezésreállás mellett maximális hatékonysággal üzemeltethető, így kiváló választás
tehát adatközpontok esetén ahol a meghibásodás, vagy üzemszünet nem megengedhető.

Az XRA széria a szokványos opcionális lehetőségeken túl az alkalmazott kompresszor technológia és a hűtőközeg tekintetében
is konfigurálható így könnyedén igazítható egyedi igényekhez is. Minden berendezés két független hűtőkörrel van szerelve
az alkalmazott csavar kompresszorok pedig három variációban érhetők el.

• Stepless: 2db. fokozatmentes kompresszor

• Hybrid: 1db. fokozatmentes és 1db. inverteres kompresszor

• Full VSD: 2db. inverteres kompresszor

A hűtőközegek tekintetében szintén több lehetőség kínálkozik így igazíthatjuk az alkalmazott közeget a fennálló igényekhez.

    GWP: 1430                     GWP: 631                        GWP: 7                     GWP: 4

Az említett kompresszortechnológiák és hűtőközeg kombinációk eredményeként a hűtési teljesítmény is változatosan alakul.

* vízhőmérséklet: 7/12 °C

** vízhőmérséklet: 20/30 °C

Az új Schneider Electric XRAC / XRAF folyadékhűtő fő komponensei