Løsninger med høy energieffektivitet for datasentraler

Datasentralenes andel av verdens energiforbruk innen IT er betydelig, og energibehovet kommer bare til å fortsette å øke. Energien som kreves for å drive «cloud computing» globalt, overstiger f.eks. hele Indias energiforbruk. Ettersom økonomisering av energi til IT er et prioritert område, kan utstyr som fokuserer på lavt energiforbruk bidra til å bryte denne trenden i datasentraler verden over.

Velg kjøling med stor nøyaktighet

Det er viktig å innse at bare 30 % av energiforbruket i et datasenter går til selve IT-utstyret og lagringsenhetene. Resten av energien går med til å forsyne en rekke andre enheter med strøm, som UPS-system, belysning, befukting/avfukting, CRAC-enheter (luftkondisjonering for datarom), enheter for strømdistribusjon og ikke minst kjøling. Når bare energien til kjølingen av datahallene er på opptil hele 33 % av det totale energiforbruket, innser man at kjøling må foregå effektivt og med stor nøyaktighet.

Utnytt energifordelen ved frikjøling!

I mesteparten av Europa kan frikjøling, dvs. når kald uteluft brukes til kjøling, gi et betydelig bidrag til kjølingseffektiviteten i datasentre. Her skiller man mellom direkte og indirekte frikjøling. Ved bruk av direkte frikjøling lar man ganske enkelt uteluften kjøle bort den varmen som IT-utstyret produserer, noe som passer for haller med høy luftomsetning. Fordelen er at det er effektivt, ulempen er at man får dårligere kontroll på luftkvalitet og luftfuktighet. Ved indirekte frikjøling kjøler uteluften et varmeoverføringsmedium, som i sin tur kjøler IT-utstyret. Det gir mye bedre kontroll over luftens kvalitet og fuktighet, og det gir også økt sikkerhet. Ulempen er at indirekte frikjøling er mindre effektivt, siden de to temperatursprangene i overføringsmediet gir energitap.

Energibruken i datasentre kan reduseres med opptil 40 %

Den indirekte frikjølingen kan brukes på to forskjellige måter rent teknisk. For store datahaller faller valget på ekstern kjøling med frikjøling til kjølevannet, noe som er en fornuftig og svært effektiv løsning, og som kan gi en reduksjon på 30–40 % av årlig energiforbruk. Ved å bruke viftemotorer som er elektronisk kommuterte (EC-vifter), kan dessuten denne maksimeringen av energieffektiviteten skje også ved dellast.

Til mindre datahaller og når store eksterne kjølere er vanskelig å plassere, brukes det i stedet et system med direkte ekspansjon av kjølevannet. Dette minimerer kompressorbruken og reduserer driftskostnadene.

Bedre viftekontroll gir høyere effektivitet

EC-vifter er «State-of-the-Art» når det gjelder datasentrenes ventilasjon. Disse børsteløse viftene er elektronisk kommuterte og har 3-dimensjonalt formede vifteblader i komposittmateriale. Det innebærer lavere støy og energiforbruk, og til og med selvadaptering ved endrede varmelaster, luftvolumer og statisk trykk.

Med automatisk vifteoptimering distribueres bare den luftmengden som IT-utstyret krever. Er datahallen bare delvis fylt med utstyr, kompenseres dette med perforerte gulvplater slik at luftmengden tilpasses og luftmengdens hastighet kan reduseres.

Dellaster krever smarte kompressorløsninger!

Ved å bruke kompressorer med variabel hastighet øker effektiviteten ved dellaster. Temperatur og luftfuktighet kan da justeres mer nøyaktig. Det er også mulig å bruke reservekompressorer (som ellers står på standby) for å komplettere hovedkompressoren, slik at det totale energiforbruket kan reduseres.

Kjølingsenhetene er også utviklet og effektivisert slik at de også kan håndtere dellaster. Her er det inverterteknologien for kompressorer som har bidratt. For bolighus og enklere kommersielle bruksområder brukes scroll-kompressorer eller roterende kompressorer, drevet av en DC-inverter. Hos mer energikrevende systemer brukes doble skrukompressorer med innebygd AC-inverter.

Hybrider øker valgfriheten

I multikompressorenheter kan man velge mellom hybrider, der tradisjonelle kompressorer brukes parallelt med inverterdrevne kompressorer, eller bare kompressorer drevne av en inverter. Dermed kan kunden alltid finne en god balanse mellom energieffektivitet og kostnad, avhengig av bruksområde. Kombinasjonen inverter og skrue- eller scrollkompressorer gir høyeste effektivitet samtidig som driftsgrensene tilsvarer dem for vanlige enheter.

Pålitelighet er helt avgjørende for datasentre

Målet for et datasenter er kontinuerlig, problemfri drift 24/7. Det stiller høye krav til pålitelighet og komponentkvalitet, men også at det finnes redundans i systemet: Hvis en komponent ikke fungerer, må det ikke forstyrre den overordnede driften. Jo større datasenteret er, desto strengere er kravene: feiltoleranse, utholdenhet ved strømbrudd, dobbel strømtilførsel og doble, selvstendige kretser er eksempler på viktige parametre. Målet er å drastisk redusere tiden som anleggets drift ligger nede. Stillstand skal kun vare i noen titalls minutter, uansett om feilen kommer av en ulykke eller menneskelig faktor.

Avanserte kontrollfunksjoner gir høy redundans, optimert termisk last og enkel håndtering av frikjøling

For å få nødvendig kontroll må viktige systemkomponenter kunne kommunisere og samhandle med hverandre. En effektiv måte er å styre det lokale nettverket via en integrert nettside som forenkler overvåkningen for den driftsansvarlige i datasenteret. Også systemstatusen må kunne overvåkes på en enkel måte, f.eks. via et vanlig nettbrett.

Styr opp kjølevannet maksimalt!

Styring og overvåkning er særdeles viktig når det gjelder kjølevannets mengde og temperatur. Ved å tillate høyere temperatur på kjølevannet ved lav belastning kan effektiviteten økes, og med større bruk av frikjøling kan kjøretiden for kompressorene kortes ned. På tilsvarende måte kan krav til at luftfuktigheten må senkes, gjøre at kjølevanntemperaturen i stedet må bli lavere, siden avfuktingen da går bedre og raskere.

Serverrom trenger effektive og kompakte kjølesystemer

Den ideelle løsningen for et serverrom er en enhet med direkteekspansjon, avstandsplassert kondensator med vertikal gjennomstrømning og luftdistribusjon direkte i serverrommet. Da kan ulike installasjonskrav oppfylles samtidig som anlegget blir pålitelig og effektivt, og kunden kan enkelt skreddersy en egen, effektiv løsning.

Innebygde løsninger for små datasentre gir høy kW/m2-kvote på minimalt gulvareal

Til tross for navnet kan små datasentre kreve høy energitetthet hvis man bruker «bladservere». Dette håndteres best med bladkjølingsenheter som effektivt transporterer bort store varmemengder. Med denne løsningen faller kravet til opphøyde gulv til luftdistribusjon bort, noe som gir en lav første installasjonskostnad.

For mellomstore datasentre finnes det unike og energieffektive løsninger

Når driften skal pågå kontinuerlig gjennom hele året, så er kombinasjonen av innendørs-plasserte, vannkjølte enheter for luftkondisjonering pluss kjøler til frikjøling markedets mest energieffektive løsning. En typisk løsning er å tilføre luftmengden under opphøyde gulv med rackløsninger i henholdsvis varme og kalde korridorer, noe som gir maksimal energihåndtering, optimal drift og høy kW/m2-kvote. 

Hvis svært store varmemengder skal håndteres, faller valget ofte på store luftkjølte og inverterutstyrte kjøleenheter.

I store datasentre produseres det mye varme, som innebærer installasjon under opphøyd gulv

Store, moderne datasentre krever avansert kjøling med høy effektivitet og kapasitet, som enheter til luftkondisjonering med plenumvifte. Enhetene bør ha separat vifteseksjon og være optimert for installasjon under opphøyde gulv med streng kontroll av trykket under gulvet.

Moduloppbygning og bruk av frikjøling er avgjørende for sikker drift og lave kostnader. De mange installasjonene av veldig store datasentre i Nord-Europa har skjedd nettopp pga. den gode tilgangen på frikjøling gjennom mesteparten av året, pluss utmerkede, sikre kraftleveranser til konkurransedyktige priser. I en del tilfeller kan kraftmating t.o.m. skje fra to eller flere uavhengige vannkraftverk i regionen, noe som gir uovertruffen sikkerhet når det gjelder strøm.