По оценкам аналитиков, к 2030 году объём инвестиций в строительство и развитие дата-центров в России достигнет 6,7 трлн рублей, из которых около 1,7 трлн будет направлено на инфраструктуру, ориентированную на задачи искусственного интеллекта. В условиях стремительного роста вычислительных нагрузок потребление электроэнергии центров обработки данных может удвоиться — что делает энергоэффективность не просто технической опцией, а ключевым фактором устойчивости бизнеса.
Особую значимость приобретает система охлаждения, на долю которой приходится до 40% общего энергопотребления объекта. При плотности нагрузки, возрастающей от традиционных 5–10 кВт на стойку до 30–50 кВт для большинства коммерческих задач, классические решения на базе компрессорных холодильных циклов всё чаще оказываются экономически и технологически несостоятельными. Выход — в переходе к гибридным, адаптивным системам, где фундаментальную роль играет free-cooling (или «фрикулинг») — использование естественного холода окружающей среды для отвода тепла без активации энергоёмкого механического оборудования.
Важно понимать: хотя первоначальные инвестиции (CAPEX) в систему с фрикулингом могут быть выше, чем в традиционное решение, ключевым является расчет полной стоимости владения (TCO). Экономия на операционных расходах (OPEX) за счет снижения энергопотребления на 40-60% приводит к окупаемости дополнительных вложений, как правило, за 2-4 года. Далее — существенное снижение потребности в механическом охлаждении на протяжении большей части года, что значительно уменьшает долгосрочные затраты.
Климатические условия большинства регионов России, особенно Москвы и Санкт-Петербурга, создают уникальные предпосылки для эффективного применения фрикулинга. Более 7–8 месяцев в году температура наружного воздуха остаётся ниже +15 °C — порога, при котором системы free-cooling начинают работать с максимальной эффективностью. Это означает, что потенциал использования внешнего холода превышает 80% от годового фонда времени, что делает его стратегически важным элементом при проектировании новых или модернизируемых систем охлаждения.
Фрикулинг сегодня — не временная мера или дополнение, а стратегический элемент проектирования современных дата-центов. Он сочетает экологичность, экономическую целесообразность и высокую надёжность, позволяя снизить коэффициент PUE (Power Usage Effectiveness) до уровня 1,2–1,3 даже в крупных объектах.
Однако эффективность фрикулинга напрямую зависит от выбора схемы, качества автоматики и адаптации под конкретные требования проекта — включая локальный климат, плотность нагрузки и стандарты эксплуатации, такие как ГОСТ Р 58811-2020. Неправильно выбранная система может привести к перегреву, увеличению PUE и преждевременному износу оборудования.
Система прямого фрикулинга представляет собой мощную приточно-вытяжную установку, обеспечивающую подачу очищенного наружного воздуха непосредственно в зону холодных коридоров серверного зала. Нагретый воздух удаляется через вытяжные каналы, предотвращая его смешивание с охлаждённым потоком.
Температура приточного воздуха поддерживается на заданном уровне (например, +25 °C), независимо от колебаний наружной температуры. Это достигается путём плавного регулирования соотношения между наружным и рециркулируемым внутренним воздухом:
Схема системы с прямым охлаждением воздуха
Прямой фрикулинг не способен снизить температуру в помещении ниже температуры наружного воздуха. Поэтому он всегда дополняется парокомпрессионным контуром — чиллером или DX-системой, которые работают только в тёплое время года. Это позволяет сократить их износ и снизить энергопотребление на охлаждение на 40–60%.
Решение реализуется на базе наших приточных и вытяжных установок с многоступенчатой фильтрацией, адаптированных под требования центров обработки данных.
Косвенный фрикулинг — это технология, основанная на принципе теплообмена между наружным и внутренним воздухом через теплообменник, сохраняя при этом полную изоляцию внутренней среды от загрязнённого или влажного уличного воздуха.
Одним из ключевых ограничений косвенного фрикулинга является зависимость от разницы температур. Однако современные решения преодолевают это за счёт адиабатического охлаждения наружного воздуха. Перед входом в теплообменник наружный воздух проходит через секцию распыления воды, где мелкодисперсный туман испаряется, понижая температуру на 5–12 °C.
Схема системы с косвенным охлаждением воздуха за счет адиабатного увлажнения
Такое решение особенно эффективно в переходные сезоны и в регионах с относительно сухим климатом, но даёт значительный выигрыш и в условиях Северо-Запада России при правильной организации водоподготовки и слива.
Мы предлагаем решения на базе высокоэффективных вентиляционных систем с функцией адиабатического охлаждения, в том числе с интеграцией в существующие вентиляционные сети.
Основная идея заключается в использовании естественного холода внешней среды для охлаждения теплоносителя, циркулирующего в системе, не запуская при этом энергоёмкие компрессоры чиллера. Это достигается за счёт встроенного или внешнего теплообменника, который работает только тогда, когда на улице холоднее, чем требуется на выходе.
Такая система называется чиллер с функцией фрикулинга или гибридный чиллер. Он сочетает в себе два режима работы. В тёплое время года работает по стандартному парокомпрессионному циклу. В холодное время — направляет холодоноситель в дополнительный теплообменник, охлаждаемый наружным воздухом (без запуска компрессора).
В условиях роста плотности нагрузок в дата-центрах традиционное централизованное охлаждение утрачивает свою эффективность. Межрядные и шкафные прецизионные кондиционеры становятся ключевым элементом современной системы фрикулинга, обеспечивая подачу холода непосредственно к зоне тепловыделения. Они работают в гибридном режиме: летом — за счёт парокомпрессионного цикла, зимой и в переходные сезоны — за счёт свободного охлаждения (free-cooling), используя холодный наружный воздух.
В серверной зоне одного из дата-центров крупного финансового учреждения реализована двухуровневая система охлаждения, сочетающая основную прецизионную систему и автономный вспомогательный контур.
Основное охлаждение обеспечивается межряжными прецизионными кондиционерами, спроектированными с учётом высоких требований к стабильности микроклимата и надёжности работы ИТ-оборудования. Решение соответствует отраслевым стандартам и рассчитано на круглосуточную эксплуатацию при значительной плотности тепловыделений.
Дополнительно в составе инженерной инфраструктуры внедрено решение, обеспечивающее поддержание параметров микроклимата в критических зонах при временной недоступности основного оборудования. Оно интегрировано в общую схему управления, адаптировано к работе в условиях российского климата — включая периоды с экстремально низкими температурами — и активируется вручную в рамках утверждённых эксплуатационных процедур.
Фрагмент проектного расположения двухуровневой системы охлаждения одного из дата-центров крупного финансового учреждения
Проект выполнен в полном соответствии с техническим заданием заказчика и требованиями нормативной базы, с особым вниманием к отказоустойчивости, энергоэффективности. Наша команда внесла вклад в реализацию климатической части проекта, обеспечив интеграцию современных решений охлаждения в сложную инженерную среду дата-центра. Это позволило снизить PUE и сократить энергопотребление системы охлаждения.
В условиях России, где естественный холод доступен большую часть года, отказ от фрикулинга — это стратегическая ошибка. Он не заменяет компрессорные системы — он их оптимизирует, снижая нагрузку, износ и потребление энергии.
Если вы планируете модернизацию или строительство нового дата-центра — мы готовы рассмотреть ваш проект и провести предварительную оценку потенциала фрикулинга на основе технических данных. Для этого достаточно отправить нам краткое техническое задание или параметры объекта.
Контакты для связи: телефон +7 (495) 109-30-15, электронная почта zakaz63@globalclimat.com.
