KOELING VAN DATACENTERS DOOR DE JAREN HEEN DATA CENTER

Transcriptie

1 KOELING VAN DATACENTERS DOOR DE JAREN HEEN DATA CENTER

2 AGENDA STULZ Groep B.V. Huidige EU doelstelling Energiestromen in een datacenter EER waarde Evolutie koelsystemen Toekomst

3 STULZ GROEP B.V. Airconditioning voor IT en Telecom kw Wereldwijd vertegenwoordigd. Koudwatermachines & warmtepompen kw Bevochtiging & Adiabatische koeling 0, kg/h (0, kw) Comfort airconditioning 2,5-32 kw

4 De 20/20/20 doelstelling: 20% minder uitstoot CO 2 Energie-efficiency 20% hoger 20% groene energie HUIDIGE EU DOELSTELLINGEN Realiteit: Alle datacentra in West-Europa samen verbruiken in 2020 net zo veel energie als heel Nederland op dit moment In 2020 is de energie consumptie 100 miljard kwh per jaar, dat is twee maal de huidige energie consumptie Onderzoek toont aan dat in 2020 de CO2 uitstoot door datacentra meer is dan de CO2 uitstoot van het vliegverkeer En de prijs van energie stijgt alleen maar Dus keuzes maken groener worden innovatie koelsysteem noodzakelijk! Bron: McKinsey & Co

5 ENERGIESTROMEN IN EEN DATACENTER Koude-opwekking 33% Bevochtiging 3% IN: Elektrische energie CRAC 9% IT Apparatuur 30% PDU 5% UIT: Interne Thermische warmte energie data center UPS 18% Verlichting 1% Generator 1% PUE = Energieverbruik data center Energieverbruik IT apparatuur Amsterdam eis PUE 1.3

6 EER-WAARDE Koudemiddelcircuit (DX) Energie-efficiency = EER Luchtstroom ( P el fan) Condensor [Q c ] Expansie ventiel Buiten Binnen Compressor [P el ] Verdamper [Q o ] EER = Geleverd koelvermogen Opgenomen elek. vermogen Luchtstroom (P el fan) EER = Q o P el (tot)

7 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Toekomst? begin internet Indirect vrije koeling systemen Directe vrije koeling DX systemen met R410a en EC ventilatoren DX systemen met R407c/ R134a, CW met toerentalgeregelde compressoren, indirect vrije koeling is standaard DX koeling met R22, CW systemen met on/off chiller Rackkoeling Chillers met zeer hoge EER Adiabatisch koelsystemen

8 DX-systeem Voordelen: Voordelig in aanschaf Eenvoudig te installeren Betrouwbaar Nadelen: Leidinglengtes beperkt Beperkte energie efficiency EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Hoe is dit systeem geëvolueerd? Koudemiddelen R22 R407C/R410a/R134a milieureden (ozongat) energetisch rendement Geoptimaliseerde componenten EC ventilatoren ( =0,82>0,92) toerentalgeregelde compressoren elektronische expansieventielen floor pressure management systemen

9 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN MRD 922 A: CCD 902 A: ASD 1052 A: ASD 1062 A: ASD 1072 A: Qo tot = 95,4 kw Qo tot = 95,6 kw Qo tot = 104,3 kw Qo tot = 103,7 kw Qo tot = 102,4 kw Qo net, s = 72,4 kw Qo net, s = 77,0 kw Qo net, s = 82,8 kw Qo net, s = 82,2 kw Qo net, s = 83,5 kw P comp = 24,4 kw P comp = 23,8 kw P comp = 23,0 kw P comp = 22,6 kw P comp = 22,2 kw P fan = 9,6 kw P fan = 9,4 kw P fan = 5,9 kw P fan = 5,9 kw P fan = 4,5 kw Footprint = 3,69m² Footprint = 2,45m² Footprint = 2,27m² Footprint = 2,27m² Footprint = 2,27m² EER = 2,81 EER = 2,88 EER = 3,61 EER = 3,64 EER = 3,84 +3% +25% +1% +5% +37%

10 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Directe expansie watergekoeld en indirecte vrije koeling Voordelen: Mogelijkheid tot indirecte vrije koeling Energetisch zeer gunstig Meerinvestering verdient zichzelf terug Nadeel: Duurder in aanschaf Hoe is dit systeem geëvolueerd? Koudemiddelen R22 R407C/R410a/R134a Geoptimaliseerde componenten Hogere retoursetpoints binnentemperatuurlanger gebruik maken van indirecte vrije koeling aanpassing compressoren

11 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Bedrijfstoestand koelsysteem Energie Verbruik DX Compressiekoeling MIX Compressie & Vrije koeling FC Volledige vrije koeling EER 4 EER 40 Hogere retour setpoints verminderen het energieverbruik sterk

12 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN

13 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN CW-systeem Voordelen: Systeem voor grote computerruimte Aan te sluiten op een bestaande koelmachine Binnenunits voordelig in aanschaf Eenvoudig uit te breiden Binnenunits zeer goed regelbaar In een N+1 situatie sterk energetisch voordeel van de EC- ventilator Nadeel: Koelmachines duur in aanschaf Hoe is dit systeem geëvolueerd? Koudemiddelen R22 R407C/R134a/R410a Geoptimaliseerde luchtflow Vrije koeling batterij chillers Geoptimaliseerde chiller (veel hogere EER) Hogere water temperaturen toegestaan

14 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN EER = 3,5 4 EER = 4 40 EER =

15 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Chiller 1: 700 kw EER: 3 Verbruik: kw = = 233kW Chiller 2: 700 kw EER: 3,5 Verbruik: kw = 700 3,5 = 200kW Verschil kw: = 33kW Besparing p/j: 33 x 24 x 365 = kW x 0,12 = p/j Hoge EER, lage OPEX!

16 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Hoe bereikt men deze veel hogere energiezuinigheid bij een chiller? A = H x W A = t c t c = EER Condenser line A = H x W A = ts mix ts mix = EER

17 Direct Free Cooling = koelen met buitenlucht Voordeel: Zeer energiezuinig Nadelen: Oncontroleerbare R.V. in de ruimte b.v % (max. 11 gr/kg) Vervuiling door stof, rook, gas, b.v. nabij snelwegen, akkers, stadscentra Verminderde gebouwveiligheid Gebouwtechnische zaken zoals beschikbare ruimte, hoogte en locatie EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Veel lucht noodzakelijk! Direct Free Cooling is alleen mogelijk met een back-up systeem

18 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Adiabatische koeling Voordeel: Zeer energiezuinig Nadelen: Oncontroleerbare R.V. in de ruimte b.v % (max. 11 gr/kg) Vervuiling door stof, rook, gas, b.v. nabij snelwegen, akkers, stadscentra Verminderde gebouwveiligheid Gebouwtechnische zaken zoals beschikbare ruimte, hoogte en locatie en aanvullend Kwaliteit van het te vernevelen water (legionella, gedemineraliseerd) Beschikbare opnametraject Directe Adiabatische Koeling Veel lucht noodzakelijk! Indirecte Adiabatische Koeling

19 EVOLUTIE KOELSYSTEMEN LBK met indirect adiabatische koeling Buitenlucht uit (RV+) DX sectie Toevoerlucht datacenter EC ventilator sectie Bevochtiging sectie Buitenlucht DX sectie Indirect adiabatisch koeling sectie Retourlucht filter sectie Retourlucht datacenter

20 Rack Koeling Voordelen: Je koelt precies waar de warmte is Dynamisch systeem, minder heatload, onmiddellijk lager toerental ventilatoren = energiezuinig geen verhoogde vloer nodig EVOLUTIE KOELSYSTEMEN Nadeel: N+1 situatie creëren kan lastig zijn goed nadenken over plaatsing units

21 KEUZE GENOEG Laat uw goed adviseren: Budget (Capex, Opex) Situatie (nieuw of bestaand datacenter) Doelstelling (PUE 1,3) Beveiligingseisen (TIER) SLA (ASHREA, of?)

22 TOEKOMST?

23 TOEKOMST Water als koudemiddel - R718 Standaard water Geen waterbehandeling noodzakelijk Water hardheid geen probleem Onbeperkt koudemiddel- free of charge Geen gevaar voor gezondheid ODP (Ozone Depletion Potential) = 0 GWP (Global Warming Potential) = 0 TEWI (Total Equivalent Warming Impact)- laagste in de markt

24 TOEKOMST Water is een mileuvriendelijk Water is koudemiddel, een mileuvriendelijk maar het koudemiddel, heeft moeilijke thermodynamische eigenschappen die moeten worden overwonnen De kenmerken van water vereisen een speciaal koelcircuit en compressieproces Water (R718) R410a Dampdruk 0,017 bar psi 12,5 bar 181 psi Damp dichtheid 0,0128 kg/m³ lb/ft³ 48 kg/m³ 3 lb/ft³ Volumetrische koudemiddel capaciteit Volume flow for 45 kw koelcapaciteit 30,8 kj/m³ Btu/ft³ 7355 kj/m³ 197 Btu/ft³ m³/h 3,090 cfm 22 m³/h cfm

25 TOEKOMST Primaire pomp Drycooler CRAC Water leidingwerk CRAC Ventilator sectie (onder verhoogde vloer) Secundaire pomp

26 TOEKOMST 16 o C 22 o C Warmte uit Warmte in Warm water Koud water

27 EER TOEKOMST CyberBlue Standaard CRAC 10 8 EER = Opgenomen vermogen (alle componenten) Koelcapaciteit Buitentemperatuur [ C]

28 CONTACT Bedankt voor jullie aandacht Voor vragen of voor meer informatie kunt u via onderstaande gegevens contact opnemen met: Bedrijfsnaam Contactpersoon Stulz Groep B.V. A.Hoogenberg Telefoonnummer adres Website a.hoogenberg@stulz.nl