Warme- en koude gangen in datacenters

Warme- en koude gangen in datacenters
Bekijk deze tip online: http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/877
Beschrijving
Het energieverbruik in datacenters (grote serverruimte met meerdere racks/rekken) is hoog. Servers
gebruiken veel energie en er is koeling nodig om de geproduceerde warmte te compenseren. Het jaarlijks
elektriciteitsverbruik van 1 m2 rekencentrum is bijvoorbeeld vergelijkbaar met het gebruik van een
gemiddeld huishouden: ca. 3.000 kWh per jaar.
Koude en warme luchtstromen in het datacenter mogen niet met elkaar mengen, zodat de koelinstallatie
energie-efficiënter functioneert. Creëer daartoe koude en warme gangen. Doordat de retourlucht extra
warm is, zijn temperaturen in het watersysteem te verhogen waardoor de efficiëntie van de koelinstallatie
verbeterd (de COP, coëfficiënt of performance). Houd rekening met de volgende aandachtspunten.
Horizontale luchtstroom door racks
Bij de gangbare koeling wordt koude lucht vanaf de vloer de ruimte in geblazen en wordt de warme lucht
boven afgezogen. Hierdoor ontstaat een verschil in temperatuur tussen beneden en boven in de
serverkasten. Dit is inefficiënt, doordat het onderin kouder is dan nodig. Laat de lucht horizontaal door de
rekken stromen: van een koude naar een warme gang. Hierdoor is de temperatuur binnen een rek veel
constanter.
Monteer ICT-apparatuur op dezelfde wijze in de racks
De meeste ICT-apparaten zuigen aan de voorzijde koude lucht aan en blazen de opgewarmde lucht aan
de achterzijde uit. Deze apparaten moeten ieder op dezelfde wijze in de racks zijn gemonteerd.
Fysiek gescheiden luchtstromen
Koudeverlies treedt onder andere op door menging met warme luchtstromen. Dit koudeverlies wordt
voorkomen door warme en koude luchtstromen fysiek te scheiden, bijvoorbeeld door schotten te plaatsen
tussen en boven de gangen waar koude lucht wordt geproduceerd. De koude lucht behoudt hierdoor
tevens de gewenste temperatuur waardoor de koelinstallatie lucht met een vrijwel constante temperatuur
kan leveren. Dit komt de energie-efficiëntie van de ICT-apparatuur ten goede.
Voorkom ongewenste luchtstromen
Indien de hoeveelheid aangeleverde koude lucht in een koude gang onvoldoende is, ontstaat door de
aanzuigende werking van de ICT-apparaten een onderdruk in die koude gang. Dit resulteert in een
stroming van (warme) lucht vanuit de warme gang naar de koude gang door de openingen in de ICT-racks
(plaatsen waar geen ICT-apparatuur in het rack geïnstalleerd is) heen. Als de temperatuur in de koude
gang daardoor hoger wordt dan gewenst, wordt onnodig elektriciteit verspild voor de extra koeling
waarmee de gewenste temperatuur op peil wordt gehouden. Sluit openingen in de ICT-racks met
“blindpanels” om ongewenste luchtstromingen te beperken.
Klimaatzones
Maak een duidelijk onderscheid in warme en minder warme sectoren. Plaats apparatuur die veel warmte
produceert bij elkaar in één rack of gang.
Vrije koeling
Zie tip: Vrije koeling in de serverruimte1. Als het datacenter vrije koeling heeft (koelen met vrije
buitenlucht), dan betekent het realiseren van gescheiden warme en koude gangen én het verhogen van
de temperatuur van de koude gang, dat er gedurende meer uren per jaar gebruik gebruik gemaakt kan
worden van vrije koeling.
1. http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/1116/vrije-koeling-de-serverruimte/
DuurzaamMKB.nl is een initiatief van Stichting Stimular
Deze tip is met zorg samengesteld. Stimular sluit echter iedere aansprakelijkheid uit voor onjuistheden,
onvolledigheden en eventuele gevolgen van het handelen op basis van deze informatie. Aan de informatie kunnen op
geen enkele wijze rechten of aanspraken worden ontleend.
Uitzonderingen
Er zijn ICT-apparaten die geen luchtstroom van de voor- naar de achterkant hebben, maar bijvoorbeeld
van de voor- èn achterkant naar de bovenkant òf van de onderkant naar de bovenkant. Neem in geval van
uitzonderingen passende maatregelen om te voorkomen dat warme en koude lucht mengen en dat de
koelinstallatie veel koudere lucht in het gehele datacenter moet aanleveren voor één uitzondering.
Bijvoorbeeld door de afwijkende apparatuur in een andere (deel van de) ruimte te plaatsen en deze
apparatuur apart te koelen of door deze apparatuur te vervangen door een model dat wel een
luchtstroom van voor naar achter heeft.
Toepasbaarheid
Het creëren van warme en koude gangen is bij ieder datacenter (grote serverruimtes met meerdere racks/
rekken) van toepassing waar luchtkoeling wordt toegepast mits:
• In de zalen ruimte is om racks met servers zodanig op te stellen dat warme en koude gangen zijn
te realiseren;
• De ICT-apparatuur in de racks aan één zijde van de apparatuur lucht aanzuigen;
• De luchttemperatuur aan de inname zijde van de ICT-apparatuur lager is dan 25 °C.
De maatregelen kunnen het beste uitgevoerd worden wanneer een datacenter wordt gebouwd of
verbouwd.
Milieuaspecten
Het creëren van warme en koude gangen bespaart op het elektriciteitsverbruik van koeling en mogelijk op
het elektriciteitsverbruik van de ICT apparatuur, doordat deze efficiënter werkt bij een constante
temperatuur.
Financiële aspecten
De investering om de maatregelen uit te voeren, is sterk afhankelijk van de inrichting en de grootte van
het datacenter. De richting van de koeling wordt ingesteld bij de bouw of verbouw van een datacenter.
Het is erg kostbaar om dit later te veranderen.
De wijze van ICT-apparatuur in de racks plaatsen, zodat de gangen worden gevormd, kost voornamelijk
tijd.
Het aanbrengen van een fysieke scheiding van warme en koude lucht is een investering die begint bij
enkele duizenden euro’s (is afhankelijk van het aantal ICT-racks).
De blindpanelen om ongewenste luchtstromen in de racks te blokkeren, zijn al beschikbaar voor € 2 per U
(een “U” staat voor “rack-unit” en is een standaard hoogte van 44,45 mm; de hoogste racks zijn 42U á
43U hoog).
De investering om de uitzonderingen in het gewenste model te krijgen variëren van nul tot enkele
honderden euro’s.
Als richtlijn kan worden gehanteerd dat bij elke graad Celsius, die de koelmachine warmer kan worden
gezet, 3% op de elektriciteitskosten voor koeling worden bespaard. Een luchttemperatuur van 25 °C aan
de inname kant van de ICT-apparatuur in plaats van de veel gebruikte temperatuur van 20 °C of lager is
haalbaar. De terugverdientijd is 1 tot 5 jaar, afhankelijk van de te nemen maatregelen en de grootte van
het datacenter.
DuurzaamMKB.nl is een initiatief van Stichting Stimular
Deze tip is met zorg samengesteld. Stimular sluit echter iedere aansprakelijkheid uit voor onjuistheden,
onvolledigheden en eventuele gevolgen van het handelen op basis van deze informatie. Aan de informatie kunnen op
geen enkele wijze rechten of aanspraken worden ontleend.
Aanvullende informatie
Raadpleeg aanvullend de tips Voorkom obstakels in luchtstromen serverruimte2 , Meet en reduceer
energiegebruik hulpapparatuur in het datacenter3 , Capaciteitsregeling ruimteventilatie4 en Koel de
serverruimte efficiënt5.
Bron: Infomil6, Stichting Stimular7
2.
3.
4.
5.
6.
7.
http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/875/voorkom-obstakels-in-luchtstromen-serverruimte/
http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/873/meet-en-reduceer-energiegebruik-hulpapparatuur-in-het-datacenter/
http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/639/capaciteitsregeling-ruimteventilatie/
http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/878/koel-de-serverruimte-efficient/
http://www.infomil.nl/onderwerpen/duurzame/energie/energiebesparing
http://www.stimular.nl
DuurzaamMKB.nl is een initiatief van Stichting Stimular
Deze tip is met zorg samengesteld. Stimular sluit echter iedere aansprakelijkheid uit voor onjuistheden,
onvolledigheden en eventuele gevolgen van het handelen op basis van deze informatie. Aan de informatie kunnen op
geen enkele wijze rechten of aanspraken worden ontleend.