Door de explosieve groei van het dataverkeer verbruiken datacenters enorm veel energie. Een mooi voorbeeld vind ik het filmpje van Gangnam-style. Ik las in een artikel uit 2014 dat het welbekende filmpje op Youtube vanaf juli 2012 op dat moment al bijna 1,9 miljard keer was bekeken. Het energieverbruik daarvan zou hebben geleid tot 250.000 ton CO2 uitstoot. Dit staat gelijk aan de uitstoot van ruim 190.000 passagiers die van Brussel naar Rio de Janeiro vliegen.
Power Usage Effectiness
De PUE (Power Usage Effectiness) van een datacentrum of computerruimte is een meetindicator voor de energie efficiëntie van de installatie. Het geeft de verhouding weer tussen het totale energieverbruik en de energie die daadwerkelijk wordt gebruikt door de IT-apparatuur. Het streven is om het overige deel (dat voornamelijk voor de koeling verbruikt wordt) zo klein mogelijk te houden.
Efficiëntere manieren van warmteafvoer
De laatste jaren zijn er veel ontwikkelingen op het gebied van klimatisering van datacenters. Dit komt aan de ene kant doordat de vermogensdichtheid van de apparatuur is toegenomen, maar ook doordat er een steeds meer belangstelling is voor efficiëntere manieren van warmteafvoer om oververhitting van de apparatuur te voorkomen. Daarnaast dient ook de relatieve vochtigheid gecontroleerd te worden.
4 manieren om computerruimtes te koelen
Koeling van computerruimtes kan op verschillende manieren:
- Mechanische koeling: Warmteafvoer door gebruik te maken van draaiende componenten (compressors) waardoor uiteindelijk koeling kan plaatsvinden. Het warmtetransport vindt plaats via een koelmedium (koelvloeistof of gekoeld water). De mechanische koeling is betrouwbaar maar niet altijd even energiezuinig. Daarom combineert men dit vaak met andere concepten, waaronder vrije koeling.
- Vrije koeling: Zolang de buitenluchttemperatuur laag genoeg is, kan het koelmedium ook direct aan de buitenlucht afgekoeld worden, zonder tussenkomst van mechanische koeling met een hoog energieverbruik. Dit levert een enorme energiereductie op aangezien deze ‘vrije koeling’ een zeer groot deel van het jaar toegepast kan worden.
- Directe ventilatiekoeling: De ruimte kan ook gekoeld worden door koele lucht van buiten rechtstreeks naar binnen te blazen. Nadat de lucht door de IT-apparatuur is opgewarmd wordt deze weer naar buiten geblazen. Ook deze manier van koelen is zeer efficiënt, maar kan niet altijd toegepast worden.
- In-Directe ventilatiekoeling (Air-2-Air): Bij indirecte ventilatiekoeling wordt de warme lucht uit de IT-ruimte gerecirculeerd, maar deze wordt echter eerst afgekoeld door een lucht-lucht warmte wisselaar. Hierbij kan tevens koele buitenlucht in tegenstroom worden gebruikt. Beide luchtstromen raken elkaar echter niet maar wisselen wel warmte en koeling uit. Dit is ook een efficiënte methode van koelen. Lucht heeft immers een circa 4000 keer zo groot volume nodig als water om dezelfde hoeveelheid warmte te verplaatsen.
Efficiënte luchthuishouding
Door het toepassen van een efficiënte luchthuishouding wordt koude lucht uit de koelinstallaties precies naar die plekken gestuurd waar koeling het meest vereist is. Dankzij een goede luchthuishouding worden koelinstallaties dus zo efficiënt mogelijk ingezet. Alles draait hier om precisiekoeling. Waardoor het energieverbruik drastisch afneemt, de CO2 uitstoot kleiner wordt en er een groen(er) Data Centre ontstaat waarmee eveneens flinke kostenbesparingen gerealiseerd worden.
Bewaking met instrumentatie
Bij koeling met buitenlucht, zonder tussenkomst van mechanische koeling, wordt dus veel energie bespaard. Het is wel belangrijk dat contaminatie met stofdeeltjes uit de buitenlucht wordt voorkomen. Daarom worden er dan filters geplaatst. De werking van deze filters wordt bewaakt door met verschildrukschakelaars en transmitters de vervuiling van de filters te meten. Het is ook van belang de buitenluchtcondities (temperatuur en luchtvochtigheid) te meten met meteostations die via analoge signalen of modbus kunnen communiceren met het gebouwbeheerssysteem.
Temperatuur, vocht en verschildruk
In het datacentrum zelf is het uiterst belangrijk om nauwkeurig temperatuur, vocht en verschildruk te meten. Erg handig zijn transmitters die deze drie grootheden simultaan meten.
Om correcte werking van koelsystemen te controleren, kan gebruik gemaakt worden van verschildrukschakelaars, verschildruktransmitters of peddelschakelaars. Mooi voorbeeld is de DXW-schakelaar om het stilvallen van de pomp te detecteren of de 628 verschildruktransmitter van Dwyer om de debieten over de pompen te meten en aan te sturen. Voor het bewaken, sturen –en regelen van de diverse luchtstromen bestaan eveneens diverse meetsystemen op basis van middelende pitotbuizen of vleugels die in de kanalen kunnen ingebouwd worden.
Door de juiste meet- en regeltechniek kunnen koelinstallaties zo efficiënt mogelijk worden ingezet waardoor het energieverbruik drastisch afneemt, de CO2-footprint kleiner wordt en er een groen(er) datacentrum ontstaat. Beter voor het milieu en voor de portemonnee.