Koelen doe je je zo dicht mogelijk bij de (warmte)bron. Een aantal jaren terug was het nog heel normaal dat it-apparatuur verspreid opgesteld stond in een computerzaal. Het was dan zaak in die gehele ruimte de temperatuur op een acceptabel niveau te brengen en te houden.
Hoe anders is de situatie in het moderne datacenter. Vierkante meters kosten veel geld, dus is er een enorme behoefte ontstaan om meer ‘compute power’ in de beperkt beschikbare ruimte te plaatsen. Blade servers nemen veel minder ruimte in, maar als we een rack vol plaatsen met dit type apparatuur produceert dat kabinet natuurlijk per vierkante meter wel veel meer warmte dan traditionele it-apparatuur. We zien hierdoor de warmteproductie in computerzalen sterk toenemen. DatacenterDynamics Research heeft uitgerekend dat wereldwijd de warmteproductie per rack op gemiddeld 4 kW ligt. Tegelijkertijd zien we in wat zo fraai heet ‘mature markets’ (de Verenigde Staten en West-Europa) steeds meer racks die 10kW of meer produceren. Dat is een verdubbeling of zelfs verdrievoudiging van de warmteproductie.
Geld besparen
We zien ook nog een andere ontwikkeling binnen organisaties: de enorme groei in de vraag naar computerruimtes. Vroeger werden datacenters veelal in geheel nieuw gebouwde hallen ondergebracht. Met de enorme vraag naar it-capaciteit duurt dat te lang en is dat vaak ook te duur. Dus nemen we steeds vaker bestaande panden en bouwen die om tot datacenter. Traditionele voorzieningen als verhoogde vloeren waar koude lucht onderdoor stroomt, zijn dan lang niet altijd mogelijk. Bovendien scheelt het achterwege laten van verhoogde vloeren simpelweg geld.
Beide trends plaatsen de it-afdeling voor een interessante uitdaging. Niet langer is de warmteproductie min of meer netjes verdeeld over de gehele computerzaal, maar er ontstaan plekken waar een enorme warmteproductie plaatsvindt. Dit zijn de beruchte ‘hotspots’. Die vormen een groot probleem bij een traditionele aanpak waarbij de gehele ruimte als een geheel wordt gekoeld. Tegelijkertijd bieden deze hot spots echter ook mooie kansen als organisaties overstappen op koelen per rack of rijen van kabinetten. Koelen doen ze dan zo dicht mogelijk bij de bron. Dus als de warmteproductie goed geconcentreerd is, kunnen ze goed en efficiënt koelen.
Door de warmteproductie op enkele plekken te concentreren, voorkomen ze bovendien dat warme en koude lucht door elkaar heen gaan stromen. Dat zou het effect van koeling namelijk minder maken, doordat de aangevoerde koude lucht als het ware wordt ‘vervuild’ met warme lucht die zich elders in de computerzaal bevindt. De koellucht wordt hierdoor warmer en daarmee neemt de koelcapaciteit van die luchtstroming dus af.
Modulair koelen
Koelen per rack of rij is op zich geen nieuwe visie. Al jaren schrijven deskundigen over de voordelen van deze aanpak. Toch zagen we lange tijd slechts een beperkte acceptatie van deze manier van koelen. Dat had enerzijds te maken met de lange levensduur van computerruimtes. Bedrijven bouwen immers niet iedere week een nieuw datacenter, dus het duurt even voordat dit soort technisch ingrijpende ideeën breed worden toegepast. Anderzijds ontbrak het vaak aan goed technische oplossingen.
De industrie levert nu modulair opgebouwde koelsystemen die het mogelijk maken om op heel eenvoudige wijze koelcapaciteit bij te plaatsen als de productie van warmte toeneemt. Bijvoorbeeld omdat nieuwe IT-capaciteit in het datacenter wordt geplaatst.
Het resultaat van een overstap op ‘rack/row level cooling’ is een veel efficiëntere vorm van koelen. Hierdoor gebruikt het koelsysteem beduidend minder energie. Onderzoek van IMS Research toont dan ook aan dat deze manier van koelen nu duidelijk aanslaat. Het onderzoeksbureau heeft berekend dat de markt voor ‘rack/row level cooling’ de komende jaren met gemiddeld 20 procent per jaar in omzet zal groeien. Dit betekent dat organisaties in 2016 wereldwijd een half miljard dollar investeren in deze manier van koelen. Deze investeringen zijn in mijn ogen snel terugverdiend als organisaties tot wel 20 procent per jaar op hun energiekosten voor koeling kunnen besparen.
Reacties
Waarom zou je geen gefilterde buitenlucht in de computerruimte blazen als de buitentemperatuur onder de, pak weg, 10 of 15°C zakt? Dat gebeurt in onze contreien toch zo nu en dan. Misschien beter dan binnenlucht te koelen.
@John
In moderne datacenters gebeurd koelen met buitenlucht ook. Dat kan vaak al als de lucht onder de 25 celsius is, wat in Nederland op een paar dagen per jaar altijd het geval is. Koelen met buitenlucht vereist wel dat de lucht stofvrij gemaakt wordt en ontvocht. Ook wordt in de meeste grote datacenters de koude lucht gescheiden gehouden van de opgewarmde lucht. Deze methode van koelen is nog veel efficienter dan het koelen per rack. Bovendien wordt in een aantal gevallen de warme lucht gebruikt om bv (kantoor) gebouwen te verwarmen of bv in de glastuinbouw.
Er is een heel vakgebied op dit gebied, te vinden met de zoekterm "Green IT"
In reactie op het item van Loek zie ik vaak dat energiebesparing in oudere datacenters wel een hoge prioriteit heeft, maar er simpelweg met de reeds bestaande koelinstallaties geen vergelijkbaar rendement gehaald kan worden ten opzichte van nieuwe(re) groene datacenters, welke zijn gebouwd en uitgemeten op energiereductie. Een goed alternatief (zoals Floris Sluiter aangeeft) is dan om kantoor en centrale ruimtes te verwarmen met de warme lucht die afgevoerd wordt door deze koelinstallaties. Zo hoorde ik laatst over een datacenter vanwaar de warme lucht de bovenop staande kerk(!) verwarmd. Naar mijn idee nog steeds te weinig toegepast, maar niet onlogisch gezien de grote financiële investering die dit concept vraagt.
Met oog op "Green IT" wordt een merendeel van de datacenters tegenwoordig uitgerust met de meest innovatieve technieken om energieverbruik (en dus kosten) te reduceren. Maar wat als we nou als bedrijf zijnde zélf het initiatief nemen om onze hosted IT onder te brengen in een energiezuinig datacenter? Verhuizen van IT naar een groen datacenter - al dan niet stapsgewijs - kan de CO2 footprint fors verlagen en tevens besparen op hostingkosten.
Mijn ervaring is dat een dergelijke verhuizing het één en ander aan coördinatie vereist, maar op korte termijn al rendabel kan zijn.