10_

Centro de Datos de Eficiencia Energética: Ahorro de energía, medio ambiente y sostenibilidad 1. Introducción 2. Aspectos básicos 3. Beneficios de tecnologías 4. Dynamic Free Cooling (DFC)

5. R718

28.06.2014 Lima, Perú

1

Introducción a STULZ Sede principal en Hamburgo, Alemania Investigación & desarollo, producción y marketing internacional

Representado exclusivamente en el Perú por Representaciones NIRO S.A.C. 28.06.2014 Lima, Perú

2

Aspectos básicos en la climatización de un CPD

28.06.2014 Lima, Perú

2

Definición Aire Acondicionado de Precisión / Precision Air Conditioning (PAC) o Climatización de una sala técnica / Computer Room Air Conditioning (CRAC): Unidades de control estrictas para el mantenimiento de temperatura y humedad constantes en la sala técnica.

Temperatura y humedad se controlan en una banda muy estrecha.

Las unidades deben ser capaces de: Enfriar Humectar Recalentar Deshumectar Asimismo, el aire es filtrado con un elevado grado de eficiencia.

28.06.2014 Lima, Perú

2 Objetivo Disponibilidad del CPD = Ausencia de problemas en el sistema de climatización Tier I

Tier II

Tier III

Tier IV

Redundancia

N

N+1

N+1

2 x (N+1)

Número de alimentaciones de servicios

1

1

1 x activo / 1 x passivo

2

Mantenimiento en operación

no

no

si

si

Únicos Puntos de Fallas

muchos

muchos

algunos

EPO, incendio, fallo humano

Tolerancia a fallos únicos

no

no

no

si

2 de más de 12 horas

1,5 de más de 12 horas

0

0

2 blackouts de más de 4 horas

1 blackout de más de 4 horas

0,4 blackouts de más de 4 horas

0,2 blackouts de más de 4 horas

28,8 horas

22,0 horas

1,6 horas

0,8 horas

99,671%

99,749%

99,982%

99,991%

Interrupción de operación por mantenimiento por año Interrupción de servicio por año

Tiempo anual fuera de servicio Disponibilidad de servicio

Funcionamiento de 100%  8.760h x 0,12 $/kWh x 1kW = 1051 $ / año

Source: UPTIME Institute

 Cada kWh ahorrado supone una reducción de costos de 1051 $ anuales 28.06.2014 Lima, Perú

2

Aumento del rango permisible para Centros de Datos Qué cambió

Temperatura de Ingreso

Humedad

2004 Recomendado (anterior)

68-77.0⁰F DB

40% RH a 55% RH

2011 Recomendado (nuevo)

64-80.6⁰F DB

41.9⁰F DP a 60% RH y 59⁰F DP

2011 Permisble (A1)

59-89.6⁰F DB

20-80% RH hasta 62.1⁰F DP

High Dew Point 59⁰F

Psychometric Chart

High Relative Humidity 60%

ASHRAE TC 9.9 2011 Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance Whitepaper prepared by ASHRAE Technical Committee (TC) 9.9 Mission Critical Facilities, Technology Spaces, and Electronic Equipment

Low Dry Bulb 64⁰F

Lowest Allowed Dew Point 41.9⁰F 28.06.2014 Lima, Perú

High Dry Bulb 80.6⁰F

6

2 Flujo de energía en un CPD

Fuente: The Green Grid PUE: Power Usage Effectiveness = Total Facility Power / IT Equipment Power DCE: Data Center Efficiency

28.06.2014 Lima, Perú

2

… su elección Reducción de costos de operación (OPEX) Cada kW ahorrado reduce la factura energética anual en 1051 US-$* * 0,12US-$/kWh

Incremento de la capacidad IT por la reducción de consumo de la infraestructura secundaria

28.06.2014 Lima, Perú

3

Beneficios Tecnología EC (Electrónicamente Conmutado)

28.06.2014 Lima, Perú

3 El ventilador funciona de forma ininterrumpida durante todo el año.

Por lo tanto hay un aspecto fundamental en la tecnología a emplear:

Energy costs [Euro/Year]

Costes energéticos ventilador [8.500m³/h a 350Pa] 2.200 2.100 2.000 1.900 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200

-30% Centrifugal

STULZ EC fan

Ahorro energético del ventilador EC en comparación con los ventiladores estándar

Comportamiento a carga parcial de los ventiladores EC

28.06.2014 Lima, Perú

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Caudal aire

Consumo

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

½ Caudal 1/8 Consumo

Caudal aire

Consumo

3

Nuevas Tecnologías en Compresores Compresores digital Scroll ó Scroll con motor EC La posibilidad de reducción de las rpm permite adaptación a cargas parciales y en conscuencía un significante ahorro de consumo de energía.

28.06.2014 Lima, Perú

11

3

Ahorro de Energía vía Free - Cooling

28.06.2014 Lima, Perú

12

4

Sistema GE con DFC Free-Cooling Indirecto DFC controla dinamicamente:

• ventiladores de los Drycooler • ventiladores internas • válvula de control de presión • válvula de free cooling • bombas • temperatura de condensación • y más ...

28.06.2014 Lima, Perú

4

Sistema híbrido de climatización »

Selección automatica del modo de operación más eficiente, dependiente de temperatura externa y carga termica

» »

Operación con compresor o solo Free Cooling en 4 modos La válvula de expansión electrónica mejora el COP en modo mixto (Compresor + Free Cooling)

Consumo de energía DX

MIX

EFC

FC

Compressor Cooling

Compressor & Free Cooling

Extended Free Cooling

Free Cooling

28.06.2014 Lima, Perú

4

Retorno de la inversión – un ejemplo de 18kW OPEX

Sistema 1: DX

Sistema 2: GE con DFC

Análisis Mayor CAPEX con DFC y GE +49%

Menor OPEX con DFC -12% / año Retorno de la inversión dentro del 6to año

28.06.2014 Lima, Perú

4

Retorno de la inversión – un ejemplo de 18kW OPEX

Sistema 1: DX

Sistema 2: GES con DFC

Análisis Mayor CAPEX con DFC y GES +63%

Menor OPEX con DFC -45% / año Retorno de la inversión dentro del 3er año

28.06.2014 Lima, Perú

4

28.06.2014 Lima, Perú

17

4

Total Costo Inversión y Operación

Retorno de la inversión

Menos OPEX Inversión extra para Dynamic Free Cooling (GE ó GES)

Inversión basica para un sistema DX < 3 años

28.06.2014 Lima, Perú

Tiempo en operación

Más CAPEX

4

Free-Cooling Directo

Beneficios: Elevada eficiencia energética a consecuencia del aporte de aire exterior.

Simplicidad.

Inversión menor en comparación a sistema indirecto.

Sistema de menor consumo energético que los tradicionales.

Condiciones generales: Amplias tolerancias en el control de humedad – rango 20%- 80% R.H. Considerar la ubicación del CPD a efectos de reducir la entrada de polvo (evitar la proximidad de autovías, centros urbanos, costa, etc.)

Requerimientos del edificio: Tomar en consideración el sistema seleccionado en el diseño del edificio Los conductos deben ser lo más cortos posibles al objeto de minimizar la pérdida de carga Evitar tomar el aire exterior de zonas donde incida de forma directa la radiación solar 28.06.2014 Lima, Perú

19

4

Diseño de CPDs eficientes

35°C

Distribución de aire ideal

35°C

20°C

20°C

28.06.2014 Lima, Perú

4

Decisión estrategica para CPDs Sistema eficiente con bajos costos operativos

o Sistema barato pero con altos costos operativos CAPEX v OPEX ..… acuérdese: ¡ Su CPD consume energía por todo el año !

28.06.2014 Lima, Perú

4 Equilibrio del Consumo de Energía

Reducción

Permite Aumento

28.06.2014 Lima, Perú

22

5 ¿El Futuro?

Refrigerante nuevo: R718

R718 = H2O

28.06.2014 Lima, Perú

23

Tecnología eficiente ahorra su dinero ...

... y protege además el medio ambiente Muchas Gracias 28.06.2014 Lima, Perú