Low Speed Ventilation Luchtbetrouwbaarheid: theorie en praktijk Piet Jan Bloem en Kees Boersema 1
Datacenters altijd gedoe over lucht 2
Low Speed Ventilation - waarom Praktijk: Dataruimten kennen veelal: Lucht tekort Lucht overschot Energie beperkende maatregelen eisen hun tol in de oude configuratie koelsystemen. 3
Low Speed Ventilation - waarom Servers zijn kerngezond. en in de praktijk tóch mond-op-mond beademing 4
Low Speed Ventilation. neemt de IT (hardware) serieus is dé oplossing om lucht te verplaatsen geeft maximaal thermisch rendement geeft maximaal energetisch rendement Datacenters geen gedoe over lucht 5
Low Speed Ventilation - hoe Volg de natuurkundige wetten Ontwerp met maximale luchtsnelheid van 1-1,5 m/s Ontwerp op luchtbeschikbaarheid i.p.v. druk Dat vraagt een integrale aanpak.... ontwerp een datacenter... Datacenters geen gedoe over lucht 6
volumebuffer van de IT-load per kw (in m3) ventilatievoud (in 1/h x1000) 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 in row-koeling container opstelling - langs container opstelling - dwars cold containm. en drukvloer, zaal 3,5 m cold containm. en drukloze vloer 1,5 m, zaal 3,5 m hot containm. zaal 3,5 meter, plafond 1 meter hot containm. zaal 3,5 meter, plafond 1,5 meter zaal en koudeplenum 6 m, hot containm. plenum 3 m Datacenters geen gedoe over lucht 7
Cold containment Low Speed Ventilation Cold containment: 100% recirculatie servers op de bovenvloer E en IT infrastructuur (backbone en componenten) op ondervloer 8
Alfa Laval Slide 9
Cold containment 10
11
Datacenters geen gedoe over lucht
Cold containment Low Speed Ventilation Cold containment: Optioneel: direct gebruik van buitenlucht 13
Direct buitenluchtgebruik winter: sampletijd 14
24-08 25-08 26-08 27-08 28-08 29-08 30-08 31-08 T [ C] Direct buitenluchtgebruik zomer: overgang van bedrijfswijze Temperatuur SMD laag Buitentemperatuur 30 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 Datum / Tijd 15
Hot containment Low Speed Ventilation Hot containment: 100% recirculatie Geen verhoogde vloer Schoorsteen op warme gang Eventueel plafondplenum 16
Natuurkundige aspecten lucht Wet van Bernoulli Constante = statisch + dynamisch + weerstand + hoogte p tot = p stat + (½.ρ.v a 2 - ½.ρ.v b 2 ) + Σ { ζ.½.ρ.v 2 } + Δρ.g.Δh 17
Natuurkundige aspecten lucht Bernoulli (venturi) effect 8 m/s 5 m/s 1 m/s p dyn = 38,5 Pa p dyn = 15 Pa p dyn = 0,5 Pa p tot = 25 Pa p tot = 25 Pa p tot = 25 Pa p stat = -13,5 Pa p stat = 10 Pa p stat = 24,5 Pa 18
Natuurkundige aspecten lucht Bernoulli (venturi) effect Inblaas Koud Warm Overdruk 23 C 23 C 28 C Drukneutraal 23 C 23 C 33 C serverrack Onderdruk 23 C 26 C 34 C 19
Natuurlijk ventileren Statisch + dynamisch + weerstand + hoogte = constant 21
Natuurlijk ventileren Geen wind: Statisch + dynamisch + weerstand + hoogte = constant 22
Natuurlijk ventileren Wind op de gevel: Statisch + dynamisch + weerstand + hoogte = constant onderdruk overdruk 23
Natuurlijk ventileren Wind langs de gevel: Statisch + dynamisch + weerstand + hoogte = constant onderdruk onderdruk 24
Natuurlijk ventileren Wind over het gebouw: Statisch + dynamisch + weerstand + hoogte = constant onderdruk onderdruk 25
Praktijk: Hot containment 26
Energie voor lucht verplaatsing in een DC Energiegebruik afhankelijk van luchtdebiet en systeemkeuze temp. verschil over luchtkoeler 3,5 5 7,5 10 12,5 15 [K] Luchtverplaatsing 1,19 0,83 0,55 0,41 0,33 0,28 [m3/s] Drukverschil luchtcirculatie [Pa] aandeel fans in PUE als toeslag op IT-last (1,0) in vollastbedrijf, bij 70% fan/motor rendement gedateerd 1200 40,9% 28,6% 19,0% 14,3% 11,4% 9,6% anno 2000 800 27,1% 19,0% 12,7% 9,6% 7,6% 6,3% anno 2010 Low Speed Ventilation 400 13,6% 9,6% 6,3% 4,7% 3,9% 3,1% 50 1,7% 1,1% 0,9% 0,6% 0,4% 0,4% Opgenomen vermogen ventilator: P = Δp. Φ v / / ƞ 27
Low Speed Ventilation: wat levert het op Hardware comfort: geen hotspots, geen gedoe IT-levensduur: Betrouwbaarheid: (industriële componenten) Luchtbetrouwbaarheid: Urgente storingen: 0 Investering: (+ subsidiemogelijkheden ) Onderhoud: Energiegebruik: Datacenters geen gedoe over lucht Comfort personeel: (IT, W en E) 29
Low Speed Ventilation Datacenters Postbus 2504 3800 GB Amersfoort + 31 33 455 37 37 info@lowspeedventilation.com www.lowspeedventilation.com Aanwezig op IT Room Infra 2013: - Technowand - Jazo - Alfa Laval - Boersema Installatie Adviseurs Gastspreker: Piet Jan Bloem www.iqsupportbv.nl 30
31