De kracht van de natuur voor een optimale IT-energiebalans
IT-verantwoordelijken staan constant voor de uitdaging om de lopende werkingskosten van datacenters te optimaliseren. Een groot aandeel van deze kosten gaat naar koeling. Dus waarom niet inzetten op free cooling en buitenlucht in het datacenter blazen?
Rittal beschrijft enkele concepten waarmee koud water of koele omgevingslucht benut kunnen worden om de beste energie-efficiëntie in datacenters te realiseren.
Free cooling in samenhang met technologie voor klimaatcontrole betekent allerminst een compleet kosteloos systeem voor IT-koeling. Het gaat er veeleer om het gebruik van koelinstallaties op basis van compressoren zoveel mogelijk te beperken. En idealiter zelfs tot op het punt waarop enkel nog energie nodig is voor de ventilatoren van de free cooler en voor eventuele koud-waterpompen. Bovendien hangt de doeltreffendheid van het volledige systeem sterk af van klimatologische omstandigheden ter plaatse. Zo zal een datacenter in Scandinavië duidelijk rendabeler werken dan ergens in Zuid-Europa.
Hoe werkt free cooling?
Free cooling werkt volgens het convectorprincipe. Een buiten opgestelde free cooling module onttrekt via de omgevingslucht warmte van het te koelen medium (meestal een water-glycol mengsel). Bijvoorbeeld een warmtewisselaar met lamellen, waarlangs warm water stroomt, onttrekt warmte van het water. Hoe groter het contactoppervlak van de lamellen, hoe efficiënter het systeem werkt. Bij gebruik van meerdere ventilatoren verhoogt de doorstromende hoeveelheid lucht en verbeteren ook de koelprestaties. Het resultaat is een minimaal energieverbruik voor de koeling. De invoertemperatuur echter ligt net hoger dan die van de omgevingslucht. Bij het ontwerp wordt een richtwaarde gehanteerd van ca. +3 °C.
Voor- en nadelen van directe free cooling
Bij directe koeling wordt het koelmedium onmiddellijk gebruikt om de warmte in het datacenter te elimineren. Beheerders van grote datacenters in een homogene omgeving blazen de buitenlucht daadwerkelijk rechtstreeks naar binnen. Deze oplossing vereist uitsluitend extra energie voor het aandrijven van de ventilatoren.
Deze methode heeft ook nadelen. Zo moet de instromende lucht gereinigd worden met filterinstallaties en moeten schommelingen in weersomstandigheden opgevangen worden. Andere uitdaging is de constant variërende luchtvochtigheid. Te vochtige, net als te droge lucht, is nadelig voor de levensduur van de IT-componenten. En de grote luchtinlaten moeten beveiligd worden tegen knaagdieren en insecten.
Adiabatische of verdampingskoeling is een aanvullende technologie om de efficiëntie van directe free cooling te verbeteren. Water wordt verneveld over de ingaande lucht voor die in contact komt met de warmtewisselaar. Door de fijne druppels verdampt het water in de warme luchtstroom onmiddellijk. De overgang van vloeibaar naar gasvormig gaat gepaard met een thermodynamische verandering, waarbij het water warmte onttrekt van de omgevingslucht. Omdat bij deze methode het risico bestaat op legionellavorming, zijn extra maatregelen noodzakelijk, zoals regelmatige reiniging, een groot waterdebiet en afscherming van zonlicht.
Dit type koeling biedt heel wat potentieel voor energie-optimalisatie, mits precieze planning en expertise bij de implementatie.
Indirecte free cooling: een zuivere oplossing
Wie een koelconcept zoekt voor een gemiddelde IT-infrastructuur van ongeveer 200 kW, zal in onze regionen meestal gaan voor indirecte free cooling. Dit is vooral van toepassing op KMO’s die niet de middelen hebben om een koelsysteem op maat zelf te ontwikkelen.
Bij indirecte systemen koelt de buitenlucht het water, dat dan wordt gebruikt voor de koeling in het gebouw. Water is ook het medium waarmee de koude in het datacenter getransporteerd wordt, omdat het de warmte tot 4000 keer beter afvoert dan lucht. Bovendien komt geen luchtvochtigheid van buiten naar binnen, én omdat geen koellucht van buiten in het datacenter geblazen wordt, zijn minder filtersystemen nodig. Voor de werking van minstens een lucht-/water-warmtewisselaar en pompen in het koud-watersysteem is wel elektrische stroom nodig.
Een systeem met indirecte koeling is zuiver, werkt stabiel en compenseert erg goed schommelende weersomstandigheden en temperaturen.
Conclusie
Koelconcepten voor grote datacenters zijn niet zomaar aan te kopen en aan te passen. Dit zijn individuele ontwerpen, op maat van het gebruik van de systemen in de IT-infrastructuur en van de omgevingstemperaturen. Wie zeker wil zijn, kiest een gesloten koeloplossing waarbij men zelf alle parameters van de koelkringloop kan controleren. Want enkel door het uitschakelen van onzekere factoren zoals het weer, kan een stabiele, storingsvrije infrastructuur gerealiseerd worden.
- Meer weten? Contacteer onze partner Rittal !
B2Build Academy verenigt het volledige bouwteam. Want discipline-overschrijdend denken is de beste garantie voor toekomstgerichte oplossingen. B2Build Academy biedt kennis en inspiratie, trends en evoluties.
Onze smart building partners
Word partner en zet proactief in op kennisdeling, samenwerking en dialoog tussen alle actoren binnen de bouwsector. Ontwikkel samen met niet-concurrentiële partners leadgenereratie op basis van gepersonaliseerde content rond referentieprojecten, hybride events en performante online marketing.
Onze kennispartners
Onze corporate partners
Brain Buildings (IT Centraal) maakt deel uit van het B2Build Mediaplatform. Onze corporate partners onderschrijven de doelstellingen van B2Build, waarbij we ons richten tot de verschillende actoren in de bouwsector. Steeds met het oog op duurzame en circulaire ontwikkelingen of toepassingen in functie van samenleving en eindgebruiker.
Sluit gratis aan bij B2Build Academy en geniet van deze voordelen
- Toegang tot onze zes thematische bouwplatformen
- Deelname aan inspiratie-events rond actuele kennis uit de bouwsector
- Netwerking met het bouwteam
- Rechtstreeks contact met 60 fabrikanten