9月末、シュナイダーエレクトリックのAPCはモスクワで記者会見を開き、ロシアへのEcoBreezeモジュラー冷却システムの納入を開始しました。 このシステムは、寒冷気候の国に理想的であり、現在知られているすべてのオプションの中で最もエネルギー効率の高いソリューションです。 EcoBreezeを使用して大規模なデータセンターを冷却すると、電力の必要性を大幅に削減し、システム自体の保守コストを削減できます。 EcoBreezeソリューションとは何ですか？また、冷却効率の向上において「フリークーリング」またはフリークーリングはどのような役割を果たしますか？ これを理解してみましょう。
EcoBreezeソリューション自体を直接見る前に、最新のデータセンター冷却システムの興味深い機能を思い出してみましょう。 それらのほとんどはかなり高いエネルギー消費を持っています、なぜなら ほとんどの場合、コンプレッサーが関係しています。
最近まで、最高のデータセンターでもエネルギー効率係数は約1.6であり、最悪の場合は3に等しい指標が示されていました。PUE係数（電力使用効率-データセンターに供給される総電力と消費者に届く使用可能な電力の比）は3に等しいことを意味しますサーバーで消費されるキロワットごとに、作業の非効率性のためにエンジニアリングシステムでさらに2キロワットが無駄に消費されます。
まれではありませんが、狭いスペースを介してサーバーに空気を送る空調システムのファンが、サーバーラックで冷却されるよりも多くの電力を消費するデータセンターもあります。
1年前、工業的に普及した最も効率的な技術で1.3または1.4未満のエネルギー効率係数を得るのは不可能でした。 現在、EcoBreezeソリューションのおかげで、このインジケーターは1.25に削減されました。
データセンターの機能を確保し、ほとんどのエネルギーを消費する主要なエンジニアリングシステムは、電源システムと空調システムです。 過去数年間の電力供給システムは完全に変化しており、現時点では総エネルギー損失への貢献はわずかです。 現在、データセンターのエネルギーセキュリティはUPSによって非常に低い損失で提供されており、その効率は約97〜98％です。 したがって、コンピューターシステムに加えて、コンピューターセンターの全体的なエネルギー消費の主な要因は冷却システムです。 そして、エネルギーコストを削減し、エネルギー効率を高めるのは、まさにこのシステムの変革です。
エネルギー消費を削減しながら、冷却システムの効率をどのように改善できますか？ 解決策はシンプルであることが判明しました。サーバーを冷却するために冷たい周囲空気を使用する方が安価です。 この技術は「フリークーリング」またはフリークーリングと呼ばれ、外気と内気を混合せずに空気の熱伝達に基づいています。
フリークーリング
外気温が高い場合：カルノーサイクル（コンプレッサー）
外気温が低い場合：より高温の環境からより低温の環境への自由な熱伝達
以下の図に反映されているフリークーリングを実装するためのいくつかのスキームがあります。
フリルの実装の例：
屋外空気のフリークーリング
2つの熱交換器を備えた精密なエアコンを使用したフリークーリング
ヒートホイールフリークーリング
EcoBreezeシステムは、最高の無料冷却技術を組み合わせて、地元の気候を利用しています。 状況に応じて、システムは3つの冷却方法のいずれかに自動的に切り替えることができます。
直接空気熱交換-データセンターのコンピューター機器からの熱気は、間接蒸発冷却器（IEC）の内部チャネルを介して電子的に切り替えられたファンによってポンピングされ、初期冷却後、コンピューター機器からの空気はIECを出て、冷却システムの熱交換器を通過してデータセンターに戻ります。
直接熱交換
間接蒸発熱伝達-データセンター施設から来る空気からの熱は、空気-空気熱交換器のチャネルの外面での水の蒸発により除去されます。
蒸発熱伝達スキーム
•熱交換器チャネルの外側で水を蒸発させることにより、熱が除去されます。
•水は、熱交換器の全領域にスプレーノズルによって均等に供給されます。
•供給空気量の設定をサポート
周囲温度が7°Cのしきい値を超える場合（この値はデータセンターの空気パラメーターに応じて調整できます）、追加の灌漑が接続され、27°Cの温度で（値はデータセンターのパラメーターによっても変更できます）、比例フロン回路が接続されます。
比例回路
•最適なフレオン冷却性能を実現する可変出力コンプレッサー
•蒸発冷却を補完して、給気温度を維持
•全負荷が60％になるように設計
•冷媒フレオンR410a
したがって、低温では、システムは水とフレオンの両方を不要にし、周囲の空気でのみ動作します。 データセンターに供給される空気の温度を維持するには、外気の温度と量が十分でない場合、灌漑システムが接続されます。 追加の灌漑を備えた接続システムが指定された温度範囲を提供しなくなると、コンプレッサーシステムが有効になります。
EcoBreeze冷却システム
EcoBreeze冷却システムはモジュール式で構築され、最大50 kWの冷却能力を持つユニットで構成され、最大4つ（200 kW）または8つ（400 kW）のモジュールのグループにまとめることができます。
複数のモジュールをシステムに組み合わせることで、特定のケースごとに必要な冷却システムを選択し、不要なコストを回避できます。
EcoBreezeをデータセンターエンジニアリングインフラストラクチャの他のエネルギー効率の高いコンポーネントと組み合わせて使用すると、データセンター全体の平均年間PUE値が1.25〜1.3以内になります。 3つの冷却方法を組み合わせることにより、従来の冷却システムでは達成できない冷凍係数を得ることができます。 レベル2Nのフェイルセーフシステムを構築する場合など、冷却システムの負荷を減らす場合、このソリューションの有効性は、コンプレッサシステムを接続せずにほぼ一年中フリークーリングが機能するためにのみ増加します。
EcoBreezeには、データセンターに使用される従来の空調システムと比較して、多くの根本的な違いがあります。 空調システム全体がデータセンターを超えて拡張されており、冷却システムの初期に上げ床の下に空気を供給する周辺空調機またはラック間に組み込まれた列内冷却システムを使用していた場合、このソリューションはまだデータセンターに組み込まれ、そのような少ない空きスペースを占有していました。 EcoBreezeは、そのすべての要素がデータセンターのメインホールの外にあるように設計されています。 このシステムは、地上、データセンターの隣、またはエンジンルームの真上にある建物の屋根に設置できます。 EcoBreezeシステムのもう1つの重要な機能は、そのモジュール性とスケーラビリティのサポートです。 顧客の負荷が増加し、生成される「コールド」の量を増やす必要がある場合、システムは冷却モジュールを追加できますが、機械室を変更する必要はありません。
EcoBreezeの空冷フロー図
上げ床で冷却システムを構築する場合、空気の流れは次のように実行されます：サーバーによって生成された熱気は、Hot Aisle Containment System（HACS、ちなみに技術はシュナイダーエレクトリックのAPCによって特許取得済み）によって制限され、天井まで上昇して供給されます冷却されてEcoBreezeパイプシステムに戻された後、「コールド」コリドーの上げ床の下のスペースを介してデータセンターにフィードバックされます。 冷気はコールドアイルに供給され、サーバーの動作のために安全な温度を維持するために使用されます。
上げ床のないEcoBreeze冷却システムのエアフロー図
上げ床のない部屋での空気の流れは少し異なります。サーバーからの熱気は「熱い」廊下によって制限され、天井まで上昇して戻りパイプシステムEcoBreezeに送られます。 冷却後、「冷たい」廊下にあるディストリビューターを使用して、空気がエンジンルームにフィードバックされます。
EcoBreeze冷却システムは寒冷地で動作するように設計されているため、製造業者は北ヨーロッパとロシアの国々の主要な顧客を見ています。 EcoBreezeの出荷は2011年11月から12月に予定されていますが、2つの大きなプロジェクトが既に設計プロセスにあり、そのうちの1つはサンクトペテルブルクにあります。 北部の首都の厳しい気候は、強度と耐障害性の良いテストになります。