Koelwaterdatacenter
Het aantal datacenters blijft groeien als gevolg van de enorme hoeveelheid digitale informatie die wordt opgeslagen en gestreamd. Hoewel de technologie zich blijft ontwikkelen, neemt het energieverbruik toe doordat er steeds meer cores en CPU's in kleinere ruimtes worden geplaatst en de serverdichtheid gestaag toeneemt.
De grote hoeveelheden energie die worden gebruikt, genereren enorme hoeveelheden warmte, waardoor servers trager worden of zelfs defect raken. In deze context is efficiënte koeling een essentiële vereiste voor gebouwen geworden en voldoen traditionele koelsystemen niet meer aan de eisen. Bovendien hebben de stijgende energieprijzen veel IT-technici gedwongen de inefficiëntie van hun huidige werkwijzen onder ogen te zien.
Waterkoeling versus luchtkoeling
Er zijn verschillende manieren om datacenters te koelen, afhankelijk van hun computercapaciteit, energiekosten, waterbeschikbaarheid, databelasting en serverdichtheid. Populaire opties op de markt zijn watergekoelde en luchtgekoelde systemen. Bij een vergelijking tussen waterkoeling en luchtkoeling in datacenters blijkt luchtkoeling populairder, maar waterkoeling kan kosteneffectiever zijn.
Lucht is een gas en heeft daardoor een slechte warmtegeleiding. Dit betekent dat de hoeveelheid energie die nodig is om lucht af te koelen tot de gewenste temperatuur en te verplaatsen, relatief duur is. Water heeft een veel groter vermogen om warmte af te voeren dan lucht en kan daarom veel effectiever zijn om hotspots te koelen, mits het systeem op de juiste manier wordt ontworpen en geïmplementeerd. Het gebruik van watergekoelde systemen in plaats van luchtgekoelde systemen kan de energiekosten voor koeling aanzienlijk verlagen. Verrassend genoeg kan het ook de watervoetafdruk verkleinen. De hoeveelheid water die nodig is in een energiecentrale om de extra energie op te wekken die een luchtgekoeld systeem nodig heeft, is namelijk groter dan de hoeveelheid water die lokaal door een watergekoeld systeem zou worden gebruikt.
De voordelen van waterkoelsystemen zijn onder meer:
- Tienvoudige toename van de serverdichtheid,
- Veel minder energie nodig voor koeling,
- Minder tijd voor productie en rendement op kapitaal,
- Geen behoefte aan aangepaste bouwarchitectuur,
- Verhoogde betrouwbaarheid van de infrastructuur,
- Het is niet nodig om luchtstromen opnieuw te karakteriseren voorafgaand aan verplaatsingen, toevoegingen of wijzigingen,
- Veel verbeterde werkomgeving (geluidsreductie).
Waterkoeling was lange tijd een punt van zorg voor veel datacenterbeheerders vanwege mogelijke lekkages. Deze technologie is echter inmiddels zo ver ontwikkeld dat dit geen probleem meer zou moeten zijn. Het gebruik van water om hotspots effectiever te koelen, maakt het mogelijk om het energieverbruik te optimaliseren en biedt de mogelijkheid om datacenters met hoge beschikbaarheid en hoge dichtheid in de toekomst te beheren. In de meeste gevallen wordt waterkoeling dan ook beschouwd als een best practice. Watergekoelde technologieën zijn zelfs nog efficiënter wanneer er gebruik wordt gemaakt van "passieve koeling" tijdens koudere perioden.
Koeltorens koelen in werkelijkheid niet zozeer, maar voeren warmte af. Dit doen ze door warmte van de waterbron naar de atmosfeer over te dragen via verdamping (latente warmte) en voelbare warmteoverdracht, waardoor de watertemperatuur daalt. Koelwater wordt in diverse industrieën voor uiteenlopende doeleinden gebruikt en er bestaan dan ook verschillende soorten koeltorens.
Een goed gekozen en onderhouden koeltoren kan organisaties helpen operationele problemen te voorkomen. De keuze moet worden gebaseerd op grootte, efficiëntie, dynamiek en andere factoren.
Verkoelende make-upwaterbehandeling
Water dat in koeltorens wordt gebruikt, bevat vaak zouten (zoals chloor, sulfaten en carbonaten), opgeloste gassen (zoals zuurstof en koolstofdioxide) en metaalionen (zoals ijzer en mangaan). De aanwezigheid van deze verontreinigingen kan een reeks problemen veroorzaken, waaronder vervuiling, kalkaanslag, corrosie en biologische groei. Pathogene micro-organismen, zoals Legionella-bacteriën, moeten worden gedeactiveerd. Daarom zijn waterbehandelings- en desinfectiesystemen voor koeltorens van essentieel belang om te voldoen aan eisen die afwijken van de standaardeisen voor drinkwater en zwembadwater.
Figure 1.Diagram van de waterkoelingstechnologie voor datacenters met voorbehandeling van suppletiewater door middel van omgekeerde osmosemembranen.
Lenntech heeft verschillende kant-en-klare waterzuiveringsinstallaties ontworpen, geproduceerd en geassembleerd voor de koelwatervoorziening voor datacenters. De oplossingen van Lenntech maken een vermindering van het waterverbruik in de koelunits met 20-30% mogelijk, en daarmee een minimalisering van het afvalwater (afblazen). Bovendien zorgen het gezuiverde water en het hoge terugwinningspercentage ervoor dat er minder chemicaliën nodig zijn om de koelwaterkwaliteit op peil te houden.
Dit systeem kan in een container of op een skid worden gemonteerd, is een compacte, plug-and-play-oplossing, waardoor de werkzaamheden op de locatie en de voetafdruk worden geminimaliseerd.
