Freecooling — свободное охлаждение
Технология охлаждения ЦОД наружным воздухом в холодные месяцы без использования компрессоров. Прямой (direct) — наружный воздух подаётся в ЦОД через фильтры. Косвенный (indirect) — через теплообменник. Экономия электричества до 70% в холодных регионах, снижение PUE до 1.1-1.2.
Freecooling (свободное охлаждение) — технология охлаждения ЦОД наружным воздухом или холодной водой в холодные месяцы без работы компрессоров. Это ключевой инструмент снижения энергопотребления и PUE: в России с её климатом доступно 6-10 месяцев в году, в Красноярске и Иркутске PUE снижается до 1.1-1.2, в Москве — до 1.2-1.3.
Выделяют четыре схемы. Direct freecooling — наружный воздух фильтруется до F7-F9, увлажняется и подаётся прямо в ЦОД (так работают Facebook Prineville, Yahoo Lockport); даёт максимальный эффект (PUE до 1.07), но повышает требования к фильтрации и создаёт риски при пожарах в округе. Indirect freecooling — наружный воздух охлаждает воду или гликоль через теплообменник; герметичный внутренний контур, стабильные параметры, но на 2-5°C меньше температурный градиент. Water-side freecooling использует градирню или сухой охладитель на чиллерном контуре с байпасом компрессоров. Adiabatic freecooling — испарительное охлаждение с распылением воды, расширяющее диапазон на 5-10°C и дающее дополнительные 1-2 месяца режима летом.
Автоматика переключает три режима: Full freecooling при наружной температуре ниже уставки минус 5°C, Mixed mode с частичной подкачкой компрессорами, DX mode летом в жару. Критичные нюансы проектирования — фильтрация F7 как минимум для direct, увлажнение зимой при сухом воздухе, контроль точки росы на теплообменниках, плавный переход без температурных скачков.
Пример: ЦОД в Новосибирске на 1 МВт нагрузки — выбирают indirect freecooling со Stulz CyberAir 3 и сухими охладителями; расход воды нулевой (нет адиабатики), 9-10 месяцев в году компрессоры отключены, годовой PUE 1.15-1.20. В Калмыкии и Волгограде адиабатика неприменима из-за дефицита воды. Производители с встроенным freecooling — Stulz CyberAir, Vertiv Liebert PCW (опция), Schneider Uniflair LE (в стандарте), Daikin McQuay. Нормативная база — ASHRAE TC 9.9 Air-Side Economizer Design и рекомендации Uptime Institute.
Частые вопросы
Какой тип freecooling выбрать для ЦОД в Сибири?
Для Сибири (Красноярск, Новосибирск) оптимален indirect freecooling с чиллером и сухой градирней. Direct также работает, но повышает требования к фильтрации (пыль, пыльца, зимние выбросы котельных). Indirect даёт 95% экономии direct при существенно меньших рисках. Расчётный PUE 1.15-1.20 в годовом разрезе.Нужна ли адиабатика для freecooling в средней полосе РФ?
Для Москвы и СПб адиабатика даёт +1-2 месяца freecooling летом (при +25..+30°C наружной). Окупаемость 2-4 года при высокой загрузке ЦОД. Расход воды 1-3 м³/час на 1 МВт тепловыделения. В засушливых регионах (Калмыкия, Волгоград) не рекомендуется из-за дефицита воды.
Источники
- ASHRAE TC 9.9 — Air-Side Economizer Design — ASHRAE
- Uptime Institute — Efficient Cooling Design — Uptime Institute