DataCenterKoeling™ Duurzaam én goed

Door het goed luisteren naar de (altijd meerdere) klanten binnen één bedrijf, en daar een goede analyse op loslaten, is een innovatie als iets vanzelfsprekend geworden. Het blijkt daarbij wel een groot voordeel als je met 30 jaar ervaring in datacenters vanuit een technische ICT achtergrond naar die klantvraag, met al die verschillende facilitair ondersteunende installaties die in een datacenter aanwezig zijn, kunt kijken.

We laten u eerst een presentatiefilmpje zien met het algemeen beeld over het koelen van een datacenter en gaan dan op deze pagina verder verder in op de inhoud van de techniek.
Met een “gezond boerenverstand” en een eigen maatschappelijke visie, naast de ervaring met al honderden jaren in gebruik zijnde technieken versus het dagelijks bezig zijn met de meest complexe installaties en technieken, is dit duurzame gepatenteerde koelconcept ontstaan.

De zwakste schakel bepaald tenslotte altijd nog de sterkte van de totale keten.
Het is eigenlijk heel simpel; Zoek de zwakste schakel en los die zo snel mogelijk op!
Kijk daarnaast ook nog naar die zaken die relatief gezien het makkelijkste te beïnvloeden zijn door persoonlijke inspanningen of door het doen van extra financiële investeringen.
Gevolg; Een maximaal geleverde prestatie tegen de laagst mogelijke prijs.
Voor het hier beschreven koelconcept is die doelstelling….

Als de doelstelling van de klant goed duidelijk is, dan pas gaan we zoeken wat de technisch inhoudelijk klantvraag is voor het optimaal koelen….

Wat heeft dit nu te maken met deze techniek zul je misschien zeggen. Op deze pagina willen we u op de hoogte brengen van de toegepaste techniek….

Wanneer je meer wilt weten over hoe dat precies in zijn werk gaat dan klikt u even door naar de werking….


doelstelling

Doelstelling; Een optimale en betrouwbare facilitaire ICT omgeving!

De doelstelling van een datacenter is om ICT apparatuur in een veilige en goed geconditioneerde omgeving op te stellen. De reden om dat te doen is om de ICT (Informatie en Communicatie Technologie) gebruikers de gewenste beschikbaarheid over betrouwbare en integere informatie te geven.
Binnen die doelstelling is die goed geconditioneerde omgeving waarin de apparatuur is opgesteld dus van cruciaal belang.
Onder goede condities opgesteld wil zeggen; goede stroomvoorziening, goede netwerkapparatuur en bekabeling, goede koeling maar vooral ook goed beheer en onderhoud. Daarnaast is er het bedrijfsmatig streven naar lage energie,- en -beheerkosten waar de laatste jaren de duurzaamheideis nog aan toegevoegd is.
Dit wordt ook wel een betrouwbare facilitaire omgeving genoemd.

Subdoelstelling; De ICT apparatuur optimaal en betrouwbaar koelen!

We nemen nu als eerste de directe koeling van de ICT apparatuur. De ICT apparatuur wordt in een datacenter in een 19″ kast geplaatst (de naam komt van de constructie in die kasten die een Engelse breedtemaat heeft van 19 inch en waarin de apparatuur wordt vastgeschroefd). Die kasten zijn meestal ongeveer 2 meter hoog en worden voorzien van afsluitbare luchtdoorlatende roosterdeuren aan de voor,- en -achterzijde.

Top


koelen

Wat en hoe willen we koelen

Onderstaand een plaatje van een opgeschroefde server waarin je bij de gele pijlen de kleine ventilatoren ziet. Wanneer de processoren harder moeten werken zullen die ook meer warmte gaan produceren. Daardoor zullen de kleine ventilatoren in die server harder gaan draaien om voldoende koeling aan de processoren te geven.

Er is binnen een koudestraat (2 rijen met 19″kasten vol met ICT apparatuur) daardoor dus ook een constant wisselende hoeveelheid aanvoer van koellucht vereist.  Hoe beter het koelsysteem op die wisselende vraag van de hoeveelheid koellucht zal worden afgestemd, hoe energie zuiniger en efficiënter het koelsysteem zal zijn.

Koeling_Serverappartuur_intern
Top


De techniek

Datacenters worden gebouwd en ingericht voor een periode van zeker 10 tot 15 jaar. In die tijd zullen er dus altijd meerdere generaties (iedere 3-5 jaar) apparatuur in geplaatst worden.
Om te voorkomen dat er telkens bij het plaatsen van een nieuwe generatie apparatuur, kostbare en veel overlast veroorzakende wijzigingen moeten worden aangebracht zijn datacenters bij voorkeur voorzien van een facilitaire infrastructuur die apparatuur onafhankelijk is en zonder wijzigingen meerdere generaties apparatuur kan herbergen.

Uiteraard bestaat de datacenter apparatuur uit diverse soorten van systemen zoals servers, blade servers, switches maar ook storage apparatuur in diverse soorten en maten. Zoals vaak voorkomt in een datacenter is het een “heterogene” (opgebouwd uit ongelijksoortige elementen of bestanddelen) omgeving met verschillende soorten systemen en die moeten daarbij dan als een soort van maatwerk gekoeld worden. Per kast, maar vaker per volledige kastenrij, zal die in de praktijk uit die verschillende type systemen bestaan.

Onze koeloplossing bestaat daarom in basis uit het navolgende simpele principe dat voor alle soorten van apparatuur toepasbaar is en per koudestraat of zelfs per deel van een koudestraat automatisch de benodigde hoeveelheid koellucht regeld.

Onderstaand een principe tekening van een dubbele 19″ kastenrij opstelling.

        Principe_koeldak

Hier een beeld van de bereikte resultaten van het ActiefKoeldak™ in de eerste testopstelling

Gemaakte warmtefoto’s van de demo opstelling met het ActiefKoeldak™ en daarin geplaatste warmte kachels van ieder 12KW die zelfs tot 70⁰C hete lucht uitblazen geven het navolgende resultaat te zien.

Warmtefoto 1 en 2

Ook aan de binnenzijde van de kasten is het gelijkmatig goed koelen ook uitstekend zichtbaar.

Het daarbij toegepaste luchtgordijn legt van boven naar beneden een scherpe afscheiding tussen de warme lucht in het gang gebied en koude koellucht in de koudestraat.

Alle door de apparatuur aangezogen koellucht is steeds in een voldoende mate aanwezig en is tevens van een constante temperatuur op iedere gewenste plaats waar ICT apparatuur geplaatst kan worden in de koudestraat. Een bevestiging van wat er is te zien op de video met de rookproeven die u op deze pagina aan kunt klikken. 

Hieronder een beeld van de bereikte resultaten van het ActiefKoeldak™ in de live omgeving van SmartDC in Rotterdam.

Links het plaatje ervoor en rechts na het aanbrengen van het ActiefKoeldak™
Voor en na het ActiefKoeldak

Top


De werking

De werking van het koelconcept DataCenterKoeling™

Koelen is simpel

Koelen is zelfs heel simpel als je de juiste hoeveelheden (koel)lucht op de juiste plaats weet toe te dienen.

Voor het koelen van een kop chocomel hoef je echt niet telkens die uitgeblazen (koel)lucht vooraf uit een koelkast aan te zuigen en over die chocomel uit te blazen! Zo is dat bij het koelen van ICT apparatuur ook niet nodig, echter we doen dat tot op heden nog wel dagelijks! Zelfs de hele winter periodes! Daardoor verslinden we, geheel onnodig, dagelijks nog steeds gigantische hoeveelheden energie in onze datacenters.

Het ‘gepatenteerde’ DataCenterKoeling™ koelconcept bestaat uit het principe van het gedoceerd koelen van de koudestraten met het ActiefKoeldak™, aangevuld met koeling door middel van directe buitenlucht en daarbij het vrij uit het datacenter laten ontsnappen van de door de ICT-apparatuur opgewekte warmte.

DataCenterKoeling koelconcept live datacenter

Op bovenstaand plaatje is de werking van het koelconcept schematisch weergegeven

Gedoceerd koelen

Links en rechtsonder een foto van het ActiefKoeldak™ geeft het principeplaatje van de werking van dat ActiefKoeldak™ weer. De 19”kasten krijgen aan de voorzijde waar de ICT apparatuur de koellucht aanzuigt voldoende koellucht aangeboden en het ActiefKoeldak™ vormt tevens een luchtdichte dakafsluiting van de koudestraat.

Op basis van het monitoren van de temperatuur en het drukverschil tussen de koude en warme straat wordt met regelbare EC ventilatoren net iets meer dan de strilt noodzakelijke benodigde hoeveelheid koellucht geregeld. Altijd net iets meer dan noodzakelijk waardoor er altijd een optimale koeling van de ICT apparatuur aanwezig is.

Plaatje van onze nieuwe compacte klimaatunit

Plaatje van onze nieuwe compacte klimaatunit

Minimaal energiegebruik

In het rechter bovendeel van het plaatje is te zien dat we daarbij als het ware de warmte uit het datacenter verdringen door maximaal gebruik te maken van de natuurwetmatigheden. Koude lucht valt naar beneden en warme lucht stijgt op. De warmte zal zichzelf daarbij door het overdrukrooster vrij naar buiten drukken. Eenzelfde effect als bij een heteluchtballon. Voor het vervoeren en het verwijderen van de warmte uit het datacenter hoeven we er daarom geen, ofwel nul, elektrische energie aan toe te voegen. Doordat de koude lucht alleen maar horizontaal verplaatst hoeft te worden over relatief korte afstanden en aan de warme lucht dus helemaal niets, hoeven we in totaal slechts een zeer beperkte hoeveelheid elektrische energie te leveren om daarmee op een zeer bedrijfszekere wijze het datacenter te kunnen koelen.

Uitgaande van een setpoint voor de koellucht van 24º C kunnen we zelfs in 95% van de tijd op deze wijze koelen. In de resterende 5% wordt er dan nog aanvullend gekoeld met de StatiqCooling koelblokken. Een volgende innovatie, hier echter nog niet beschreven, wordt het hergebruik van de vrijkomende warmte die door het toepassen van dit koelconcept ter beschikking gaat komen.

De wijze van koelen

Het basisprincipe is recirculatie van de binnen het datacenter aanwezige (koel)lucht. De koellucht wordt met het ActiefKoeldak™, gedoceerd, en in de vereiste hoeveelheden, goed vermengd (homogeen van samenstelling) en op een diffuse wijze op de gewenste plaats gebracht. Op het moment dat alleen recirculatie onvoldoende koeling geeft, dan wordt er direct koele buitenlucht aan toegevoegd en daarna goed vermengd tot een homogene koellucht. Op het moment dat de direct beschikbare buitenlucht warmer wordt dan de gewenste koelluchttemperatuur van 24º C die aan de koude straat wordt toegediend, dan pas wordt het eerste koelblok ingeschakeld door de by-pass klep dicht te regelen en water op het koelblok te sproeien. De te koelen lucht die op dat moment door het koelblok wordt geblazen zal daarbij tijdens het doorstromen door het koelblok afgekoeld worden.

Koelblokken StatiqCooling

Om een constante koellucht temperatuur vast te kunnen houden wordt een deel van de gekoelde lucht achter het koelblok weer vermengd met een ander deel te warme, gerecirculeerde lucht en een deel directe buitenlucht. Dit is te zien aan de kleuren in het rechterplaatje. Daarna zal binnen het ActiefKoeldak™ deze nog verder navermengd worden tot een homogene koellucht. Het regelsysteem zal daarbij op basis van de op diverse plaatsen in de klimaatunit aanwezige temperatuur en luchtvochtigheid en druksensoren de kleppen regelen. De vermengde lucht komt daarmee op de gewenste setpoint koelluchttemperatuur van 24º C. Door de iets grotere tegendruk die ontstaat bij het blazen van de lucht door het koelblok heen, en de extra hoeveelheid lucht voor de proceslucht, is er slechts sprake van een iets hoger stroomverbruik door de EC ventilatoren tijdens het actief zijn van het koelproces. Omdat het koelblok een derde deel van de lucht weer direct naar buiten uitblaast als warme, vochtige, proceslucht, moet dat deel van de lucht ook altijd direct uit de vrije lucht worden aangezogen om geen onderdruk in de ruimte te krijgen. Indien u meer van de inhoudelijke werking van het koelblok  en van de verdere conditionering van de koellucht wilt weten neem dan even contact met ons op zodat we dat verder persoonlijk aan u toe kunnen lichten.

Een verantwoorde marktintroductie

De markt reageert vanaf het begin van de introductie erg positief op ons innoverende koelconcept maar was zoals verwacht nog wel voorzichtig en ook zeker wel terughoudend te noemen. Men wil, en geheel terecht, vooraf alle zekerheid in het functioneren van het koelconcept. We hebben ons dat vooraf ook terdege gerealiseerd en hebben daarom, al vooraf tijdens de uitontwikkeling van ons koelconcept, op basis van geleverde testresultaten en berekeningen grote marktpartijen kunnen overtuigen van de werking van ons koelconcept en hebben daarop met die grote marktpartijen zoals Getronics/KPN en Peutz samenwerkingsovereenkomsten afgesloten en het concept ook gezamenlijk geintroduceert. Daarnaast hebben we ook veel ondersteuning ontvangen van Agentschap NL (voorheen SenterNovem) en de DMB gemeente Amsterdam. Daarbij hebben we specifiek gezocht naar een samenvoeging van de sterke punten van alle individueel betrokken partners die nu samenwerken binnen dit koelconcept.

Partners samenwerking

De congressen in begin december

Deze partijen hebben zich dan ook al gezamenlijk gepresenteerd door middel van een landelijk persbericht en hun aanwezigheid op diverse congressen.

Agentschap NL heeft daarnaast ook nog een subsidie verstrekt aan ons project “Groene DataCenterKoeling™ zonder koelmachines” project vanuit de Regeling Overige Broeikasgassen (ROB) om ook voldoende aandacht te kunnen besteden aan de niet-technische aspecten van Klimaatvriendelijke Innovaties naar de Markt (KIM). De Dienst Milieubeheer en bouwtoezicht van de gemeente Amsterdam was tevens zeer ingenomen met deze ontwikkeling omdat daarmee het snelgroeiende energieverbruik van de datacenters in korte tijd met meer dan 25% kan afnemen en de CO2 uitstoot in de regio Amsterdam met mogelijk meer dan 175 miljoen kilogram kan worden terug gebracht. Reden voor hen om dit initiatief van harte te steunen. Ondertussen is ook de milieudienst van Rotterdam Rijnmond vol betrokken bij ons initiatief.

Het minsterie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie, vertegenwoordigd door het Agentschap NL, vermeld daarover in hun factsheet en brochure:
“Het concept DataCenterKoeling™ reduceert het energieverbruik fors ten opzichte van traditionele koelsystemen. Het gevolg: geen investering in een koelmachine, een optimale besparing aan energie, op een uiterst duurzame manier.” Ons koelconcept heeft daarin een prominente plaats gekregen gezien de 80% energiebesparing die we bereikt hebben met ons koelconcept DataCenterKoeling™ en op die waardering zijn we zeker wel trots.

2 december congres De dag van het Datacenter

We hebben gemeend dat we met een nauwe samenwerking van onze partners uw direct al alle garanties en zekerheden te kunnen bieden die nodig zijn voor een verantwoorde marktintroductie en verdere uitrol van ons zeer innovatieve en zeer bedrijfszekere DataCenterKoeling™ koelconcept. Uw kans om al zeer snel een grote voorwaartse stap te kunnen maken in het terugdringen van een groot deel van de energieverspilling in uw datacenter. Bij SmartDC is het al meer dan een vol jaar bewezen dat het de afgesproken doelstellingen ruimschoots worden behaald en heeft daarop besloten alle uitbreidingen van hun snelgroeiende datacenter met dit koelconcept uit te gaan voeren. Ook het Brabantse e-Quest heeft zeer weloverwogen besloten tot aanschaf over te gaan en zal in het eerste halfjaar 2012 operationeel zijn. Met een aantal anderen zijn we nog in de ontwerp, budgetteringsfase en enkele al in offerte fase. Het wordt op dit moment al duidelijk gezien als een ‘Proven technologie”.

Hybride koelsysteem

Ons koelconcept is niet alleen ontwikkeld voor nieuwbouw datacenters maar is juist ook ontworpen voor bestaande datacenters. Het is daarnaast ook nog inzetbaar als een hybride koeloplossing in bestaande datacenters. Zeker gezien de huidige markt en de kredietcrisis is er op dit moment juist een zeer grote vraag is naar een low-cost oplossing en het het toch kwalitatief vergroenen van de bestaande datacenters. Dit is ook nog eens aan ons bevestigd tijdens de gevoerde gesprekken op de congressen met geïnteresseerde bedrijven. Daarnaast gaan de milieudiensten handhaven op het energiegebruik bij datacenters die niet de vrijwillige MJA afspraken getekend hebben.

Aan een hybride oplossing kunnen we op dit moment ook al direct aan voldoen met onze nieuwe compacte klimaatunit als basis zonder dat u daarmee ook maar één enkel bedrijfsrisico loopt met uw huidige datacenter. Door het inzetten van het DataCenterKoeling™ koelconcept als hybride koeloplossing, aanvulling aangebracht op uw ongewijzigde aanwezige bestaande koelinstallatie, geeft u de mogelijkheid dat u op elk gewenst moment nog terug te kunnen vallen op uw eigen vertrouwde bestaande koelinstallatie. Uiteraard is ons koelconcept ook inzetbaar in combinatie met een verhoogde computervloer maar zal dan niet de maximale stroombesparing op kunnen leveren (Altijd nog wel erg veel).

U kunt bij het toepassen van het hybride koelconcept direct al maximaal gebruik maken van de grote energiebesparing die mogelijk is met dit koelconcept, dat volgens de berekeningen in 95% van de tijd inzetbaar is. De klimaatunit behorend tot het hybride koelconcept wordt daarbij dan uitgevoerd zonder de waterverdampingskoelblokken (uw eigen installatie neemt die functionaliteit over) waardoor de afmetingen van de klimaatunit ook veel kleiner zijn en dus ook minder bouwkundige beperkingen op zullen gaan leveren. Daarbij zullen de investeringskosten uiteraard ook nog veel lager zijn.

Beperkte investeringen

Een ROI van minder dan 1 jaar moet bij veel voorkomende datacenters met hybride datacenterkoeling als reëel worden gezien. Uiteraard gebruikt u daarbij in 5% van de tijd nog altijd wel het volle energievermogen van uw huidige koelinstallatie. Tevens zijn er voor vergroening van bestaande datacenters zeer interessante subsidiemogelijkheden voor u beschikbaar en zijn er ook nog grote bonussen te behalen bij overheidsopdrachten. We willen u daarbij graag helpen door u in contact te brengen met de juiste mensen die dat voor u kunnen regelen.

Voor de hybride sytemen en andere alternatieven verwijzen we u verder naar www.ActiefKoeldak.nl

Ook het toepassen van alleen het ActiefKoeldak™ in een bestaand datacenter met een gesloten recirculatie koelsysteem, zoals huidig nagenoeg overal wordt toegepast, geeft direct ook al een nog grotere besparing in het energiegebruik dan de huidige passieve koudestraat afsluitingen dat tot op dit moment al deden. Klik op deze link om daardoor al enig beeld van onze oplossing te krijgen.

Een prima alternatief dus voor de huidig toegepaste koudestraat afsluitingen.

actiefkoeldak_logo

In plaats van met de passieve koudestraat afsluitingen kan direct al aan de slag gegaan worden met het ActiefKoeldak, waardoor toekomstige misinvesteringen voorkomen worden.

Het ActiefKoeldak  is ook redundant of aanvullend inzetbaar met een downflow koelconcept.

Top