Насосы для ЦОД: эффективность и соответствие актуальным стандартам

Современный центр обработки данных (ЦОД) — это серверное оборудование и система его охлаждения. Как это ни парадоксально, но зачастую именно её параметры определяют эффективность и окупаемость дата-центра. Работу климатической системы обеспечивают насосы, от правильного подбора которых зависит жизнеспособность всего проекта. VANDJORD предлагает широкий спектр энергоэффективного насосного оборудования для ЦОД, отвечающего самых актуальным запросам отрасли, включая стандарты по гликолю и резервированию.

К началу 2025 года дефицит вычислительных мощностей в России стал по-настоящему критичным и, по прогнозам экспертов отрасли, в ближайшей перспективе будет нарастать. Например, в Санкт-Петербурге на конец 2024 года оноценивался в 700 стойко-мест. При этом география российской ИТ-инфраструктуры крайне неоднородна, т. к. более 80 % мощностей отечественных дата-центров сосредоточены в Москве и Санкт-Петербурге. А значит потребность регионов в ЦОД ещё на порядок выше, чем в столицах.

Возможно ли решить эту проблему в обозримые сроки? Ответ на этот вопрос не только в количестве ежегодно вводимых в эксплуатацию стойко-мест, но — и даже в большей степени — в эффективности создаваемой вычислительной инфраструктуры.

Эффективность в приоритете

Энергоснабжение и климат-контроль — два из пяти «китов», на которых базируется индустрия ЦОД. Современная вычислительная инфраструктура потребляет огромные объёмы электроэнергии. Если в недавнем прошлом Сбербанк строил для своих нужд дата-центры мощностью до 40 МВт, то сегодня, по словам председатель правления Германа Грефа, банк в принципе не рассматривает площадки мощностью менее 200 МВт, «а лучше 300–400 МВт». Для сравнения: 40 МВт — потребление небольшого города, 300–400 МВт — производительность энергоблока современной АЭС. Не случайно так широко обсуждаются проекты мощных ЦОД рядом с атомными станциями.

Однако есть две проблемы. Во-первых, электроэнергия стоит денег и стоимость её растёт. Для любого ЦОД снижение затрат на энергоснабжение —ключевой фактор окупаемости. Во-вторых, существующие ресурсы энергосетей крайне ограничены, а сами они серьёзно изношены. Мощностей не хватает даже для подключения нового жилья, а это куда менее масштабная задача, чем энергоснабжение дата-центров (см. выше). Создание же новых генерирующих мощностей требует повышения тарифов на электроэнергию в 2–3 раза, иначе они просто не окупятся. Можно, конечно, использовать распределённую генерацию и автономные источники, но это подходит только небольшим дата-центрам: 200 МВт и более не получить с газопоршневых или дизельныхгенераторов, да и стоимость такой энергии была бы запредельной.

Поэтому в основе экономики ЦОД — энергоэффективность. Её определяет показатель PUE (PowerUtilizationEfficiency): отношение полной потребляемой дата-центром электроэнергии к её доле, расходуемой непосредственно ИТ-оборудованием. Основная борьба здесь идёт за эффективность систем охлаждения — главных потребителей электроэнергии в дата-центрах.

Добиться приемлемых (т. е. невысоких) значений PUE позволяет применениечиллерных систем охлаждения, включая различные комбинированные решения с использованием технологии фрикулинга. Они особенно эффективны в средней полосе и в северных широтах, где длинные зимы сменяются не очень жарким летом, то есть на большей части территории РФ.

Как правило, чиллеры и системы охлаждения дата-центров работают нагликолевых теплоносителях — водных растворахмногоатомных спиртов (гликолей), сохраняющих текучесть при отрицательных температурах. Поэтому всё оборудование в составе хладоцентров и систем циркуляции, включая насосы, должно быть адаптировано для работы с гликолевыми растворами.

Проблема подбора насосного оборудования

Элементы гидравлической частинасосов, рассчитанных на работу с гликолевыми растворами, должны бытьрезистентны к гликолям во избежание протечек. Для этого насосы выпускают в исполнении с резинотехническими изделиями (прокладками, кольцами, уплотнениями) из этиленпропиленовых каучуков(EPDM), а на валах устанавливают торцевые уплотнения с парами трения из силиконкарбамида (sic/sic).

Однако концентрация гликолевых растворов может быть разной. В общем случае она подбирается исходя из оптимального соотношения теплофизических свойств и вязкости, но существуют и отраслевые стандарты.

Серьезная проблема заключается в том, что значительная часть доступного на российском рынке насосного оборудования не соответствует регламентам на работу с гликолиевыми растворами.Это зачастую выясняется в ходе тендеров, когда часть насосов не проходит требования по гликолю. Оборудование VANDJORD лишено этого недостатка и рассчитано на эксплуатацию с водными растворами гликолей в концентрации вплоть до 50 %.

Насосы VANDJORD для систем охлаждения ЦОД

Наиболее распространёнными решениями VANDJORD для систем теплообмена и холодоснабжения являются одноступенчатые центробежные насосы TPV и NBV, а также вертикальные многоступенчатыеагрегаты семейства CRV.

Насосы NBV иTPVсоответствующих типоразмеров идентичны по своему функциональному назначению и эксплуатационным характеристикам, но отличаются компоновкой, что даёт возможность оптимального выбора оборудования для удобства решения прикладных задач:

• VANDJORD NBV — консольно-моноблочные насосы горизонтальной компоновки с осевым всасывающим (DN40–DN350) и радиальным напорным (DN32–DN350) патрубками, расположенными под углом 90°. Двигатель и корпус насоса смонтированы на общей раме.
• VANDJORD TPV — вертикальныемоноблочные насосы «ин-лайн» с расположенными в линию всасывающим и напорным патрубками одинакового диаметра (DN32–DN350) и вертикальным двигателем, установленным на корпус насоса. Валы насоса и электродвигателя независимы друг от друга, что облегчает замену, ремонт и обслуживание.,на валу насоса установлено механическое торцевое уплотнение вала, в проточной части — бронзовые щелевые уплотнения.

К преимуществам вертикальной компоновки относятся:

• возможности монтажа оборудования на небольших по площади площадках;
• простота проектирования и монтажа благодаря конфигурации «ин-лайн»;
• возможность демонтажа электродвигателя без отсоединения проточной части от трубопровода благодаря разъемному соединению вала.

НасосыTPV и NBV рассчитаны на использование в системах с рабочим давлением 16 или 25 бар, обеспечивают подачу в диапазоне 4–1870 м3/ч и развивают напор 5–150 м вод. ст.В базовой комплектации они выпускаются в корпусе из чугуна НТ250 и оснащены чугунными рабочими колёсами. Проточные части и рабочие колёса защищены устойчивым к коррозии катафорезным покрытием. Оборудование поставляетсяс двух-, четырёх- и шестиполюсными трёхфазными двигателями мощностью 0,75–355 кВт закрытого типа с вентиляторным охлаждением.

Насосы VANDJORD CRV — вертикальные многоступенчатые в конфигурации «ин-лайн» с всасывающим и напорным патрубками диаметра DN25–DN150 и числом ступеней от 2 до 36.Валы электродвигателя и насоса соединены посредством разъёмной муфты, на валу установленосбалансированноекартриджевое уплотнение вала.

Насосы рассчитаны на использование в системах с рабочим давлениемдо 33 бар, обеспечивают подачу до360 м3/ч и развивают напор до330 м вод. ст.Выпускаются в корпусе из чугуна или нержавеющей стали и оснащены рабочими колёсами из нержавеющей стали AISI 304или 316. В случае наличия чугунных элементов проточных частей – они защищены устойчивым к коррозии катафорезным покрытием. Оборудование поставляетсясо стандартными асинхронными двухполюсными одно- и трёхфазными двигателями мощностью 0,37–110 кВт закрытого типа с вентиляторным охлаждением.

Преимущества решений VANDJORD

Эксплуатационная надежность

Все три типа насосов относятся к категории универсальных «рабочих лошадок» и рассчитаны на непрерывную эксплуатацию в режиме 24/7.Это особенно важно для дата-центров, где перебои в работе систем охлаждения могут обернуться безвозвратной потерей данных. Соответствие оборудования заявленным характеристикам, качество изготовления и наличие необходимого запаса прочности подтверждены многолетней практикой эксплуатации в составе критически важных узлов многих инфраструктурных объектов.НасосыVANDJORD стабильно функционируют на всём диапазоне заявленных рабочих параметров —от минимальных до максимальных.

Расчётный срок службы насосов VANDJORD — 10 лет с даты производства. Производитель предоставляет на всё оборудование 26-месячную гарантию. Компания располагает сетьюиз более чем 100 сервисных центров в 70 городах РФ и РБ и оказывает полный спектр профессиональных услуг по обслуживанию и поддержке насосного оборудования, включая техническое консультирование.

Энергоэффективность

Как уже было отмечено выше, это ключевой фактор подбора оборудования для климатических систем ЦОД. Насосы VANDJORD комплектуются энергоэффективными электродвигателями стандарта IE3, обеспечивающими высокую производительность при минимальных уровнях потребления электроэнергии.

Кроме того, компания предлагает широкий спектр решений для частотного регулирования, включая как комплектные насосные установки, так и Совместимые с насосами преобразователи частоты. Их применение позволяет гибко управлять расходом теплоносителя в зависимости от нагрузки на ЦОД и погодных колебаний, снижая тем самым энергопотребление дата-центра до уровня минимально необходимого.

Резервирование

Компания VANDJORD имеет богатый опыт проектирования и производства разнообразных решений, включая комплектные насосные установки, для реализации схем с резервированием различного уровня сложности. К их числу относятся схемы с резервированием 2Nи 2(N + 1), использование которых является необходимым условием сертификации ЦОД на соответствие уровням Tier 3 и Tier4 согласно требованиям стандарта UptimeInstitute.

Проектирование

Как правило, проектирование современных дата-центров осуществляется с использованием BIM-технологий. Выбор оборудования VANDJORD существенно упрощает эту задачу, поскольку компания располагает библиотекой BIM-моделей, которая содержит все предлагаемые решения, включая насосы NBV, TPV и CRV.

Программа подбора оборудования

Правильный подбор насосного оборудования для систем охлаждения ЦОД по основным рабочим параметрам очень важен, а цена ошибки может быть слишком высока. Чтобы облегчить задачу, заказчики и проектировщики могут воспользоваться программой подбора VJ Select на сайте VANDJORD. Она предлагает несколько режимов подбора — быстрый, расширенный и по аналогам — и позволяет учесть широкий набор параметров системы. Также на помощь заказчикам всегда готовы прийти опытные специалисты компании.

Насосы VANDJORD позволят решить задачу любой сложности и обеспечат эффективную бесперебойную работу системы охлаждения как небольшого корпоративного дата-центра, так и вычислительного комплекса федерального значения.