DataCenterKoeling™ Duurzaam én goed

Duurzaam koelen met de focus op People, Planet en Profit.
We zullen op deze pagina aan u toelichten waarom het DataCenterKoeling™ koelconcept een grote bijdrage kan gaan leveren aan de duurzaamheid van uw organisatie.

De 3 P’s beginnen met People. De mens is toch primair waar het om gaat. Het gaat echter niet alleen om de mensen die op dit moment onze aardbol bewonen maar vooral voor de generaties na ons. ICT is hét middel om spaarzaam met de die beschikbare energie en grondstoffen om te kunnen gaan en moet daarom die zekerheid en beschikbaarheid hebben….

Onze planeet heeft in al die duizenden jaren een grote hoeveelheid fossiele brandstoffen opgebouwd. We blijken in staat die in enkele honderden jaren op te branden en met die CO2 broeikasgassen uitstoot ook nog de dampkring blijvend te beschadigen. Welke verandering kunnen we teweeg brengen met een laag energiegebruik tijdens het koelen….
Naast de CO2 broeikasgassen zijn er ook nog die koelmachines en die veroorzaken….

Profit zeker ook zeer belangrijk omdat ieder bedrijf winst moet maken om te kunnen blijven bestaan en de vereiste maatschappelijke verantwoordelijkheid die ieder bedrijf heeft ook werkelijk te kunnen nemen. Bij het investeren in ons koelconcept ontstaat voor u echter een unieke kans omdat duurzaamheid u hierbij geen geld kost maar u juist extra geld oplevert….

Om u uzelf te kunnen overtuigen dat de door ons genoemde besparingen en extra voordelen ook daadwerkelijk kloppen, hebben we op deze pagina nog een verkorte, niet al te technische, uitleg over de werking van ons koelconcept gegeven….


People

People; Zekerheid en beschikbaarheid

Om reden dat ons koelconcept een gigantische reductie in de uitstoot van broeikasgassen te weeg kan brengen menen we daarmee ook ons steentje bij te kunnen dragen in een betere toekomst voor de volgende generaties die onze aarde zullen bevolken en mogelijk zelfs al op korte termijn wat meer welzijn aan al onze huidige bewoners te kunnen bieden. ICT is ook het middel om die uitstoot bij andere processen te verminderen maar moet dan ook 100% zeker goed werken en daarbij ook nog op elk gewenst moment beschikbaar gesteld worden aan de gebruikers.

Het ActiefKoeldak bezit geen enkele actieve component, zelfs geen ventilator, en is dus altijd voor de volle 100% beschikbaar.

De LuchtBehandelingsKast (LBK) van het DataCenterKoeling™ koelconcept heeft 2 gescheiden aanzuigkanalen met ieder een eigen ventilator en eigen regelkleppen (redundante uitvoering) om onderhoud uit te kunnen voeren zonder het koelproces daarbij te hoeven verstoren. Er is daardoor dus 365 dagen per jaar, 24 uur per dag 100% koelvermogen beschikbaar en mocht er, waar dan ook, toch nog iets defect raken dan blijft er op het meest ongunstigste moment nog altijd 70% koelvermogen doordraaien.

Door het extreem laag benodigde elektrische vermogen adviseren we zelfs om in zeer kritische ICT omgevingen ons koelsysteem te plaatsen achter een UPS (Uninteruptable Power Supply) die daarbij is aangesloten op een Nood Stroom Aggregaat (NSA).

Weinig actieve componenten in een koelinstallatie betekent naast laag energiegebruik dus ook weinig kans op storingen en lage onderhoudskosten.

Het “hét duurzaamste én het betrouwbaarste” datacenter koelconcept is daarmee een goed te verdedigen uitspraak.

Top


Planet-CO2

Planet; Laag energiegebruik en dus ook een lage CO2 uitstoot

Het koelprincipe werkt op basis van het gebruik van directe buitenlucht. We kennen daarbij alleen het stroomverbruik van de regelbare ventilator om de koellucht te verplaatsen vanaf de aanzuiging van de LuchtBehandelingsKast (LBK) tot aan de aflevering van die koellucht bij de ICT apparatuur in de koudestraat via het ActiefKoeldak™. Het teveel aan warmteontwikkeling binnen het datacenter, dat door de ICT apparatuur wordt ontwikkeld, drukt zichzelf naar buiten door een overdrukrooster. Denk daarbij aan het effect als bij een heteluchtballon. We hoeven voor de warmte verwijdering uit het datacenter dus geen elektrische energie toe te voegen (geen ventilator nodig als de ruimte hoog genoeg is). Het hergebruik van die vrijkomende warmte is de volgende ontwikkeling die we graag op ons nemen als het rendabel is om dat te doen. Dus de voorwaarde dat er voldoende kopers zijn van dit luchtkoelconcept.

In slechts 4% van de tijd gedurende het gehele jaar moeten we nog aanvullend koelen omdat het buiten dan te warm is. Het koelprincipe dat we daarbij toepassen werkt op dezelfde wijze als bij het zweten van mens en dier waarbij de warmte uit het lichaam wordt onttrokken doordat daarbij het vocht op de huid verdampt. Het verdampte warme vocht voeren we als proceslucht direct af naar buiten het datacenter.

Het extra stroomverbruik tijdens het koelen zal volgens berekeningen gedurende die 4% van de tijd gemiddeld minder dan 10% extra zijn van het normale stroomverbruik van de LBK. Bij het noodzakelijke bevochtigen van de te droge lucht, in maximaal 20% van de tijd van het gehele jaar, zal het extra stroomverbruik op die momenten minder dan 5% extra zijn. We gebruiken daarbij de weg te koelen warmte uit het datacenter om daarmee de bevochtigde lucht aan te maken. Voor het TNO rapport legionellavrij verklaring zie TNO-rapport 2007-A-R-544B (PDF 377Kb)

Als we dat stroomgebruik afzetten tegen het stroomverbruik van een stoombevochtiger dan ontstaan er voor het bevochtigen ook nog extra grote energiebesparingen en dus ook CO2 uitstoot reductie.

Top


Planet-niet_CO2

Planet; omdat we ook geen schadelijke koelgassen meer toepassen

Eerst een korte uitleg over de niet CO2 broeikasgassen.

Overige broeikasgassen

Wat zijn niet CO2 broeikasgassen die ook wel de overige broeikasgassen worden genoemd?
Naast het bekende kooldioxide (CO2) zijn er nog andere broeikasgassen die bijdragen aan de opwarming van de aarde. Dit zijn methaan (CH4), lachgas (N2O) en bepaalde fluorverbindingen. Deze overige broeikasgassen zijn voor 20% verantwoordelijk voor het versterkte broeikaseffect.

Wat is de bron?
De emissie van CO2 is sterk gerelateerd aan het energiegebruik, voor de overige broeikasgassen ligt dat anders. Methaan komt in Nederland voornamelijk vrij van stortplaatsen, door spijsvertering van rundvee en uit de opslag van dierlijke mest. Lachgas komt vooral vrij uit de bodem. Door het gebruik van meststoffen stijgt de stikstofconcentratie in de bodem waaruit lachgas wordt gevormd. De fluorverbinding H(C)FK komt vrij door lekkage van synthetisch koelmiddel uit koel- en vriesinstallaties. PFK’s en SF6 komen in de atmosfeer met name door de productie van halfgeleiders en hoogspanningsinstallaties.

Wat kan bijvoorbeeld een gemeente of de provincie doen?
Om de emissie van overige broeikasgassen terug te dringen zal een gemeentelijke of provinciale organisatie voornamelijk moeten kijken naar koeling en afvalstortplaatsen. De emissie van H(C)FK’s door koelmachines kan worden voorkomen door:

  • het lekdicht maken van de installatie;
  • de hoeveelheid koudemiddel te beperken door gebruik te maken van compactere installaties of
  • indirecte koelsystemen of
  • natuurlijke koudemiddelen te gebruiken.

Bij een DX (Direct Expansie) koelsysteem, zoals momenteel meestal worden toegepast in datacenters, worden in hoofdzaak HFK gassen gebruikt als koelmiddel. CFK’s en HCFK’s zijn ondertussen al niet meer toegestaan omdat die te veel niet CO2 broeikasgassen veroorzaakte. In de pdf bijlage Koudemiddelen voor industriële koeling (PDF 82 Kb) kunt u daar alles over vernemen.

Water

Het natuurlijkste koudemiddel is sinds de oudheid het ons omringende water in twee vormen: als verdampend water of als smeltend ijs. Het meest wordt het toegepast voor comfortkoeling: een verkoelende dronk, in de zomer een verkoelende duik in het zwembad, de wijnkoeler. Van industriële toepassingen zijn de volgende toepassingen te noemen: koeltorens met verdampingskoeling, verzadigde of oververzadigde luchttoevoer in fabrieken met hoge warmtebelasting (textielfabrieken e.d.), in de zomer besproeien van daken. Deze verdampingskoeling maakt gebruik van het feit dat de ons omringende lucht zelden of nooit verzadigd is waardoor het aanwezige water de natuurlijke neiging heeft om te verdampen door onttrekking van (verdampings)warmte aan de omgeving. De grens van die verdamping is bereikt indien de omgevingstemperatuur is gedaald tot bijna aan de zogenaamde natte boltemperatuur waardoor ook in de heeste dagen van het jaar gekoeld kan worden. Er zijn momenteel diverse technieken bekend die op een zeer effectieve manier gebruik maken van boven beschreven natuurlijke verdampingskoeling. Eén van de laatste ontwikkelingen, het systeem dat we als eerste ook in onze LBK voor datacenters toepassen, is een systeem waarbij het verdampingsproces in een indirecte cyclus plaatsvindt, waardoor geen vocht in de ventilatielucht terecht komt. Een deel van de aangezogen buitenlucht (1/3 deel) voert het verdampte water af naar de omgeving, terwijl het resterende 2/3 deel via een warmtewisselaar tot dichtbij de natte boltemperatuur wordt gekoeld en aan de koelstraat in het datacenter wordt toegevoerd. In vergelijking met een mechanisch gekoelde air-conditioning heeft dit nieuwe systeem een zeer hoge energie efficiency.

Het koelprincipe van het natuurlijk koudemiddel water, dat we in ons koelconcept toepassen, werkt dus op dezelfde wijze als bij het zweten van mens en dier. Daarbij wordt de warmte uit het lichaam onttrokken doordat het vocht op de huid verdampt. Dat doen we bij ons koelsysteem ook tijdens het maken van de koellucht waarbij we relatief gezien slechts weinig gewoon leidingwater als koelmiddel gebruiken. Op de techniek pagina kunt u daar meer over lezen.

Top


Profit

Profit; Zeer laag energiegebruik dus ook zeer lage energiekosten

Om het zeer lage energie gebruik aan te tonen zullen we u een korte toelichting op de werking van het koelconcept geven waardoor u direct ook zelf in kunt zien waarom we zo weinig stroomverbruik hebben om te kunnen koelen. Daarnaast passen we nog wat handigheden toe om de investeringen tot het minimum te kunnen beperken waardoor er ook die grote “profit” voordelen ontstaan en daardoor ook die zeer korte (ROI) terugverdientijd ontstaat van zelfs minder dan 1 jaar!


werking koelconcept

Een korte uitleg van de werking van het koelconcept

De werking van het koelconcept

Zoals op onderstaand plaatje is te zien wordt in eerste instantie de lucht binnen de ruimte alleen gerecirculeerd. Daarbij wordt de door de ICT apparatuur “opgewarmde” lucht binnen de ruimte weer aangezogen en direct weer gedoseerd als koellucht voor de ICT apparatuur uitgeblazen. De koellucht “valt” daarbij door het dichtheidsverschil als het ware in de koudestraat waaruit de ICT apparatuur die koellucht vrij kan aanzuigen. De dosering aan de koudestraat vindt plaats door uitblazing van de koellucht van boven af in de koudestraat met behulp van het ActiefKoeldak™.

 

Principe DatacenterKoeling Koelconcept

Door middel van het drukverschil en de temperaturen in de koudestraat ten opzichte van de warme straten wordt de gewenste hoeveelheid koellucht aangestuurd. Het gebruik van slechts iets meer koellucht dan direct nodig geeft de maximale besparing in de energiekosten door het minimale stroomverbruik van de ventilatoren. De door de ICT apparatuur opgewarmde lucht stijgt achter de 19” kasten door de afgenomen dichtheid “vrij op” naar boven. Binnen het datacenter verzamelt die warme lucht zich dus tegen het plafond en de koudste lucht verzamelt zich onder bij de vloer. De warmste lucht zal zichzelf naar buiten drukken door de overdruk die door het warmteverschil zal ontstaan op eenzelfde wijze als bij een heteluchtballon. Door de roosters, die op een hoog punt in de gevel of in het dak van het datacenter worden aangebracht, zal de warme lucht worden afgevoerd.

Hierdoor hoeven we aan de warme lucht geen enkele elektrische energie meer toe te voegen. Dus geen ventilator nodig voor de afzuiging van de warme lucht uit het datacenter en die daarbij (voorlopig)* direct vrij naar buiten wordt afgevoerd.

(voorlopig)* omdat de plannen voor het hergebruik van deze warmte op dit moment al in de maak zijn. Hoe meer kopers van dit koelconcept, hoe meer er te winnen is, en dus hoe eerder er daarvoor weer een oplossing is.

Indien het recirculeren onvoldoende koeling aan de ICT apparatuur geeft, zal er verse buitenlucht aan toegevoegd worden totdat wel de vereiste koellucht temperatuur is bereikt. Het recirculeren en het aanvullend koelen met directe buitenlucht kost alleen energie om de noodzakelijke hoeveelheden (koel)lucht te verplaatsen. Dus slechts alleen het stroomverbruik om de koellucht te verplaatsen vanaf de aanzuiging van de Lucht BehandelingsKast (LBK) tot aan de aflevering van die koellucht bij de ICT apparatuur in de koudestraat via het ActiefKoeldak™.

Dus geen compressors en ook geen stoombevochtigers meer!

Op momenten dat de buitenlucht warmer wordt dan de vereiste temperatuur van de koellucht, dit komt voor in Nederland gedurende ongeveer 4% van de tijd over het gehele jaar genomen, dan zal er nog wel aanvullend gekoeld worden. Dit doen we met koelblokken die gewoon leidingwater als koudemiddel gebruiken en we daarvoor dus ook geen schadelijke koelgassen meer nodig hebben!

Hierdoor komen we aan die enorme besparing van ruim 70% op het (koeling)stroomverbruik ten opzichte van de datacenters die met DX koelinstallaties, en vaak ook nog zonder freecooling, zijn uitgevoerd. Ten opzichte van DX-koelinstallaties met ’freecooling optie’ zijn de besparingen overeenkomstig minder groot, maar spreken we nog steeds van een zeer rendabele optie.

Ook het toepassen van alleen het ActiefKoeldak™ in een bestaand datacenter met een gesloten recirculatie koelsysteem, zoals huidig nagenoeg overal is 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 “watch de video” om daardoor enige beeldvorming van onze oplossing te krijgen.

Een prima alternatief dus voor de huidig toegepaste koudestraat afsluitingen. Daarnaast zijn er ook hybride oplossingen waarbij de bestaande koelinstallatie ongewijzigd aanwezig kan blijven en de functionaliteit van de koelblokken op zich kan nemen. Dit is verder uitgewerkt op de site www.ActiefKoeldak.nl .

Eerst starten met het koeldak en later doorgroeien naar het DataCenterKoeling™ koelconcept is direct al een zeer verantwoorde investering en geeft vanaf de start al een flinke energiebesparing en veroorzaakt geen faalkosten meer bij een latere doorgroei.

actiefkoeldak_logo

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

Top