Løsninger med høj energieffektivitet til datacentraler

Datacentralers andel af verdens energiforbrug inden for IT er betydelig, og energiforbruget vil bare fortsætte med at stige. Den energi, der skal til for at drive “cloud computing” globalt overskrider f.eks. Indiens samlede energiforbrug. Eftersom energistyring for IT er et prioriteret område, kan udstyr, som fokuserer på et lavt energiforbrug, hjælpe med til at bryde denne tendens på datacentraler verden over.

Vælg køling med høj præcision

Det er vigtigt at indse, at kun 30 % af energiforbruget i et datacenter går til selve IT-udstyret og lagringsenhederne. Resten af energien går til at forsyne en række andre enheder med strøm, såsom UPS-systemer, belysning, befugtning/affugtning, CRAC-enheder (luftkonditionering til datarum), enheder til strømfordeling og ikke mindst køling. Når energien til kølingen af datacentrene alene beløber sig til hele 33 % af det samlede energiforbrug, indser man, at køling skal foregå effektivt og med høj præcision.

Udnyt energifordelen ved frikøling!

I størstedelen af Europa kan frikøling, dvs. når kold udeluft benyttes til køling, bidrage væsentligt til køleeffektiviteten i datacentre. Man skelner her mellem direkte og indirekte frikøling. Ved brugen af direkte frikøling lader man ganske enkelt udeluften køle den varme væk, som IT-udstyret udstråler, hvilket er velegnet til datacentre med stor luftcirkulation. Fordelen er, at det er effektivt, ulempen er, at man får ringere kontrol over luftkvalitet og luftfugtighed. Ved indirekte frikøling køler udeluften et varmeoverførselsmedie, som igen køler IT-udstyret. Det giver meget bedre kontrol over luftens kvalitet og fugtighed, og giver endda øget sikkerhed. Ulempen er, at indirekte frikøling er mindre effektiv eftersom de to temperaturspring i overførselsmediet giver energitab.

Energiforbruget i datacenteret kan reduceres med op til 40 %.

Den indirekte frikøling kan benyttes på to forskellige måder rent teknisk. I store datacentre falder valget på ekstern køling med frikøling til kølevandet, hvilket er en alsidig og meget effektiv løsning, der kan give en reduktion på 30-40 % af det årlige energiforbrug. Ved at benytte ventilatormotorer, der er elektronisk kommuterende (EC-ventilatorer), kan denne maksimering af energieffektiviteten desuden ske ved delvis belastning.

For mindre datacentre, og når store eksterne kølere er vanskelige at finde plads til, benyttes i stedet et system med direkte ekspansion af kølevandet. Dette minimerer brugen af kompressorer og sænker driftsomkostningerne.

Bedre ventilatorkontrol giver højere effektivitet

EC-ventilatorer er “State-of-the-Art”, når det gælder datacenterets ventilation. Disse børsteløse ventilatorer er elektronisk kommuterende og har tredimensionalt formede ventilatorblade i kompositmateriale. Det indebærer mindre støj og energiforbrug, og endda selvadaptering ved ændrede varmebelastninger, luftmængder og statisk tryk.

Med automatisk ventilatoroptimering distribueres kun den luftmængde, som IT-udstyret kræver. Er datacenteret kun delvist fyldt med udstyr, kompenseres der for dette med perforerede gulvplader, således at luftmængden tilpasses og luftmængdens hastighed kan mindskes.

Delvise belastninger kræver smarte kompressorløsninger!

Ved at benytte kompressorer med variabel hastighed øges effektiviteten ved delvise belastninger. Temperatur og luftfugtighed kan så justeres mere nøjagtigt. Det er også muligt at benytte reservekompressorer (som ellers står i standby) for at supplere hovedkompressoren, således at det samlede energiforbrug kan mindskes.

Også kølingsenhederne er blevet udviklet og effektiviseret, således at også de kan håndtere delvise belastninger. Her er det frekvensomformer-teknologien til kompressorer, der har bidraget. For boliger og enklere kommercielle anvendelser, benyttes scroll- eller rotationskompressorer, drevet af en DC-inverter. I mere energikrævende systemer benyttes dobbelte skruekompressorer med indbygget AC-inverter.

Hybrider øger valgfriheden

I multikompressorenheder kan man vælge mellem hybrider, hvor traditionelle kompressorer benyttes parallelt med frekvensdrevne kompressorer, eller frekvensdrevne kompressorer alene. På denne måde kan kunden altid finde en god balance mellem energieffektivitet og omkostninger, afhængigt af anvendelsesområdet. Kombinationen af frekvens-, skrue- eller scrollkompressorer giver den højeste effektivitet, samtidig med at driftsgrænserne svarer til dem for almindelige enheder.

Datacentres pålidelighed er helt afgørende

Målet for et datacenter er kontinuerlig, problemfri drift 24/7. Det stiller høje krav til pålidelighed og komponentkvalitet, men kræver også redundans i systemet: Hvis en komponent ikke fungerer, må det ikke forstyrre den overordnede drift. Jo større datacenteret er, desto højere er kravene: Fejltolerance, fortsat drift ved strømsvigt, dobbelt strømforsyning og fordoblede uafhængige kredse er eksempler på vigtige parametre. Målet er en drastisk reduktion af anlæggets nedetid. Stilstand må kun vare 10-20 minutter, uanset om fejlen skyldes et uheld eller den menneskelige faktor.

Avancerede kontrolfunktioner giver høj redundans, optimeret termisk belastning og enkel frikølingshåndtering

For at få den nødvendige kontrol, skal vigtige systemkomponenter kunne kommunikere og interagere med hinanden. En effektiv måde er at styre det lokale netværk via en integreret webside, hvilket forenkler overvågningen for den driftsansvarlige i datacenteret. Også systemstatussen skal kunne overvåges på en enkel måde, f.eks. via en almindelig PC-tablet.

Maksimal styring af kølevandet!

Styring og overvågning er yderst vigtigt, når det gælder kølevandets flow og temperatur. Ved at tillade højere kølevandstemperatur ved lav belastning kan effektiviteten øges, og med større udnyttelse af frikøling kan kompressorernes driftstid afkortes. På tilsvarende måde kan krav til, at luftfugtigheden skal sænkes, bevirke at kølevandstemperaturen i stedet skal være lavere, eftersom affugtningen da går bedre og hurtigere.

Serverrum kræver kraftige og kompakte kølesystemer

Den perfekte løsning for et serverrum er en enhed med direkte ekspansion, kondensator placeret længere væk med lodret luftmængde og luftdistribution direkte i serverrummet. Så kan forskellige installationskrav opfyldes, samtidig med at anlægget bliver pålideligt og effektivt, og kunden kan let skræddersy sin egen, effektive løsning.

Indbyggede løsninger til små datacentre giver høj kW/m2-kvote på minimalt gulvareal

Til trods for navnet kan små datacentre kræve høj energidensitet, hvis man benytter “bladservere”. Dette håndteres bedst med bladkølingsenheder, der effektivt transporterer store varmemængder væk. Ved denne løsning er der ikke behov for forhøjede gulve til luftdistribution, hvilket giver lave indledende installationsomkostninger.

Til middelstore datacentre findes der unikke og energieffektive løsninger

Når driften skal foregå kontinuerligt hver dag hele året rundt, er kombinationen af indendørs placerede, vandkølede enheder til luftkonditionering plus kølere til frikøling markedets mest energieffektive løsning. Et typisk design er at benytte luftflowet under forhøjede gulve med rack-løsninger i henholdsvis varme og kolde korridorer, hvilket giver maksimal energihåndtering, optimal drift og høj kW/m2-kvote. 

Hvis der skal håndteres meget store varmemængder, falder valget ofte på luftkølede frekvensstyrede køleenheder.

I store datacentre udstråles der store varmemængder, hvilket indebærer installation under et forhøjet gulv

Store moderne datacentre kræver avanceret køling med høj effektivitet og kapacitet, såsom enheder til luftkonditionering med plenumventilator. Enhederne bør have separat ventilatorsektion og være optimeret til installation under forhøjede gulve med streng kontrol af trykket under gulvet.

Modulopbygning og brug af frikøling er afgørende for sikker drift og lave udgifter. De mange installationer af rigtigt store datacentre i Nordeuropa er sket netop på grund af den gode adgang til frikøling under størstedelen af året, plus fremragende, sikker strømforsyning til konkurrencedygtige priser. I mange tilfælde kan strømforsyning til og med ske fra to eller flere uafhængige vandkraftværker i regionen, hvilket giver uovertruffen sikkerhed på strømsiden.