partner nieuws

Vrije koeling minimaliseert energieverbruik datacenter

bouwbreed 604

Vrije koeling minimaliseert energieverbruik datacenter

Nederland staat vol datacenters met verouderde, energieslurpende koelinstallaties op het dak. Nergens meer voor nodig, want de nieuwste koudwatermachines brengen het energieverbruik met tientallen procenten omlaag. Specialist STULZ gebruikt waar mogelijk buitenlucht om energie te sparen.

Voor het hijsen van de 5100 kilo zware koelinstallatie is deze maandagochtend een flinke kraanwagen nodig. Maar als hij de STULZ CyberCool 2 (CC2) koelmachine eenmaal in zijn takel heeft, staat de kolos binnen tien minuten op een speciaal gebouwd frame op het dak. Via gekoelde waterleidingen naar de serverruimte houdt de ‘chiller’ straks de temperatuur in de diverse computerruimtes constant. “Het vermogen van deze installatie is met 400 kW een vervanging van de huidige installatie waarover Databarn voorheen beschikte”,  vertelt Hans van Goor van STULZ op het dak van het datacentrum aan de Zekeringstraat in Amsterdam.

Separate energiebesparende ‘coil’

Databarn is een bedrijf dat diverse uiteenlopende klanten ruimte biedt om zijn servers onder te brengen. Die staan te snorren in de serverruimte op de eerste etage en begane grond en produceren daarbij flink wat warmte. Zonder koeling zou het er zomaar tot zestig graden Celsius kunnen oplopen. Een rij van tientallen condensors op de omloop van de eerste verdieping voorkomt dat. Het nadeel van deze zogenoemd DX-koeling is dat dit systeem zowel ’s zomers als ’s winters compressors gebruikt om de lucht in de computerruimtes te koelen. “En de compressors zijn juist de grote energievreters van het systeem”, zegt Van Goor. “Onze nieuwe Stulz CC2 installatie doet dat heel anders: met een separate energiebesparende ‘coil’. Die zorgt ervoor dat als de buitentemperatuur onder een waarde komt, de serverruimte wordt gekoeld met water dat daardoorheen stroomt.”

De CC2 installatie schakelt al over in een soort spaarstand (‘mixed cooling modus’) wanneer de buitentemperatuur een paar graden onder die in de serverruimte ligt. Daarbij maakt hij gedeeltelijk gebruik van vrije koeling. Als de buitentemperatuur verder daalt, kan de compressorkoeling volledig uitschakelen. Bij volledige koelbelasting bij een temperatuur van 4 graden Celsius, kunnen de compressoren zelfs helemaal uit. De installatie draait alleen volledig op zijn grote stroomverbruikers wanneer het buiten warmer is dan ongeveer 21 graden. Aangezien dat in Nederland slechts een bescheiden aantal dagen van het jaar het geval is – de gemiddelde temperatuur in ons land bedraagt 10,1 graden Celsius – is de potentiële winst aanzienlijk. “In ieder geval tientallen procenten op jaarbasis”, zegt Van Goor. “Vandaar ook dat de investering in de installatie binnen een paar jaar is terugverdiend.”

Energieverbruik datacenter Stulz

Twee gescheiden systemen

Voor het vervangen van de bestaande, twintig jaar oude installatie door de STULZ CC2 chiller zijn bij Databarn enkele ingrepen noodzakelijk. Er is eerst op het dak een constructie van stalen binten gemonteerd. Die rust op de kolommen van het gebouw. Daarnaast is een nieuwe verdeler ingebouwd met een primair en een secundair systeem. In het primaire systeem gaat water via een retourleiding heen en weer tussen chiller en verdeler. In het secundaire systeem zorgt een distributiepomp er met behulp van een delta p regelaar voor dat gekoeld water terecht komt op plekken waar de temperatuur het meest oploopt. De opzet met twee gescheiden systemen maakt het in de toekomst eenvoudig om zonodig extra chillers aan te koppelen. Bij toename van het aantal klanten kan Databarn dus eenvoudig een tweede installatie op het dak zetten.

Koeling is essentieel

Hitte is funest voor de verfijnde elektronica in de servers, koeling is dus essentieel voor de bedrijfsvoering van Databarn. In de serverruimte wordt warme lucht die uit de tientallen volcontinu draaiende serverunits opstijgt aan de bovenzijde afgezogen en afgevoerd naar de binnen opgestelde computairs (computerruimte airconditioning). De installatie op het dak heeft aan de buitenzijde coils voor vrije koeling. Deze zijn vervaardigd uit aluminium. Koelwater met glycol gaat via microkanaaltjes door dunne leidingen met lamellen en wordt op die manier door de buitenlucht gekoeld. Een rij grote ventilatoren bovenop de installatie zorgt voor toevoer van lucht. Aan de binnenzijde van de installatie zitten de DX-coils. De compressoren  die daaraan zijn verbonden maken gebruik van het koelmiddel freon R 410 A. Dit deel van de installatie wordt ingeschakeld wanneer de unit voor vrije koeling de temperatuur van het water onvoldoende naar beneden kan krijgen.

Wanneer het koelingsproces op het dak klaar is, gaat het gekoelde water via een leidingsysteem terug naar de serverruimte. Een warmtewisselaar zorgt daar voor afkoeling van de lucht die erlangs wordt gevoerd. Die wordt vervolgens weer ingeblazen via de verhoogde computervloer. STULZ koos ervoor om het transport van water uit te voeren via kunststof leidingen van ABS. Dat voorkomt onder meer roestvorming.

Stulz Energieverbruik datacenter

Modulaire opbouw

Het van huis uit Duitse STULZ (3.500 werknemers) bezit fabrieken over de hele wereld, maar bouwt al zijn CC2 chillers in Hamburg. Deze zijn specifiek bedoeld voor energie-efficiënt koelen van computerruimtes. De installaties worden altijd ontworpen op maat van de klant. Ze kunnen in omvang van variëren van pakweg  400 kW tot circa 1400 kW koelvermogen. In Hamburg ontwerpt en installeert het bedrijf ook zelf de volledige computergestuurde regeltechniek.

STULZ bouwt de machines met extra grote ventilatoren en een flink pakket aan geluidsisolatie. Daardoor zijn ze geluidsarm, waardoor ze ook inzetbaar zijn in ziekenhuizen en nabij kantoorruimtes. Onderhoud is eenvoudig door de modulaire opbouw. Gaat er een onderdeel kapot, dan is het een kwestie eruit schroeven en vervangen.

Stulz Energieverbruik datacenter

Energiewinst

Nederland is een knooppunt van datacentra, mede omdat er enkele grote kabels voor dataverkeer bij ons binnenkomen. Dat maakt ons land een interessante markt voor de CC2 installatie van STULZ. “Dat heeft natuurlijk ook te maken met ons klimaat”, zegt Van Goor. “We hebben net een warme periode achter de rug, daardoor vergeten we makkelijk dat onze gemiddelde temperatuur maar rond de tien graden Celsius ligt. In een koud klimaat kun je met vrije koeling nog meer energiewinst boeken, maar bij ons is het potentieel ook enorm. In een tijd van energiebewust bouwen en werken dus eigenlijk een must.”

Reageer op dit artikel