Aktive og passive foranstaltninger, der reducerer energiforbruget markant

Perfekt luftgennemstrømning til datacentre

Luftkonditioneringen i datacentre kan forbruge en masse energi, men behøver faktisk ikke at gøre det. Det beviser et projekt gennemført af det amerikanske energiserviceselskab ENGIE Services U.S. på en colocation-udbyders datacenter i New Jersey. Efter at have gennemført en detaljeret analyse implementerede ENGIE en pakke bestående af aktive og passive foranstaltninger, der ville reducere datacentrets strømforbrug med 7,3 mio. kWh om året.

Installation af kolde zoner forbedrer luftcirkulationen
Fig. 1: Installation af kolde zoner forbedrer luftcirkulationen i datacentre.

Colocation-datacentre tilbyder kunderne en måde, hvorpå de kan installere deres egen server-hardware i en optimal infrastruktur, så virksomheder uden egne datacentre stadig kan lagre deres data sikkert og på deres egen hardware uden at skulle bruge servere med hardware-konfigurationer, som de ikke har nogen indflydelse på. For operatørerne af colocation-datacentre betyder denne forretningsmodel, at de har brug for luftkonditioneringssystemer, der reagerer hurtigt, effektivt og fleksibelt ved forskellige belastningsniveauer. Dette var også tilfældet for en operatør af mere end 40 datacentre i Nordamerika, der var kunde hos energitjenesteudbyderen ENGIE Services U.S. Kunden kontaktede ENGIE og bestilte en analyse af alle sine datacentre med det formål at identificere dem, der havde det største potentiale for omkostningsbesparelser.

Det var en opgave, der passede perfekt til ENGIE, eftersom virksomhedens forretningsmodel er baseret på at optimere energieffektiviteten for dens kunder ved at se nærmere på alt elektrisk udstyr i en bygning. Energieksperterne begyndte med at analysere strømforbrugsdataene og den hard- og software, der blev brugte på alle kundens afdelinger, samtidig med at de tog højde for subsideprogrammer for energieffektivitet, der varierer fra stat til stat. ENGIE endte på tre afdelinger, hvor energibesparende foranstaltninger syntes at være særligt lovende.

Fra belysning til luftkonditionering

ENGIE udarbejdede et omfattende forslag til et datacenter i den amerikanske stat New Jersey med forskellige passive og aktive foranstaltninger til køling af datacentret samt yderligere idéer med henblik på en øget effektivitet. Efter at kunden havde godkendt projektet, gik ENGIE’s installationsteam i gang med arbejdet. Først blev belysningssystemet i hele datacentret udskiftet med LED-lyskilder. Nu brugte hver lampe 10 i stedet for 21 watt. Forbedringen af luftgennemstrømningen i datacentret var lidt mere kompleks. De passive foranstaltninger omfattede monteringen af barrierer, der blev installeret der, hvor delvist fyldte serverracks ellers ville medføre huller i de kolde zoner. Denne foranstaltning er specielt effektiv i colocations-datacentre, hvor udnyttelsen af kapaciteten ofte varierer. Desuden sikrer kolde zoner (fig. 1) en bedre styring af den overordnede luftcirkulation, idet der hele tiden strømmer kold luft tæt på serverrackene.

Aktive gulvfliser leder kold luft fra gulvet
Fig. 2: Aktive gulvfliser leder kold luft fra gulvet til præcist de steder, hvor der er behov for det.

Den vigtigste aktive foranstaltning var installationen af de såkaldte aktive gulvfliser (fig. 2). Disse perforerede gulvpaneler er forsynet med ventilatorbakker, der hver især har fire effektive ventilatorer med elektronisk kommutering. Ventilatorerne leder kold luft fra gulvet direkte til serverrackene efter behov. ENGIE installerede 324 af disse elementer. Belastningen i datacentret er sommetider meget ujævnt fordelt, og eftersom aktive gulvfliser giver mulighed for en mere præcis kontrol med luftgennemstrømningen, kunne det betale sig at investere i disse gulvfliser. Luftcirkulationens effektivitet endte med at stige så meget, at der kunne slukkes for hele kølemaskinen og dermed spares energi.

Intelligente gulvfliser bekæmper varmepunkter

For at gøre driften af gulvfliserne så intelligent som muligt forsynede ENGIE hver gulvflise med tre temperatursensorer, der ligesom luftkonditioneringsapparaterne er forbundet med styringssystemet. Hvis sensorerne måler temperaturer, der ligger under de krævede temperaturer, sænker ventilatorerne i gulvfliserne hastigheden, før hele kølemaskinen kan lukkes ned. Når et rack begynder at blive for varmt, sætter ventilatorerne i fliserne hastigheden op. Hvis dette ikke er tilstrækkeligt, tages en nærliggende kølemaskine ud af standby-funktionen og leverer yderligere koldt luft. En vigtig del af denne metode er EC-ventilatorerne fra ebm-papst, der kan justeres trinvist og tilpasses præcist til de faktiske belastningskrav, og som desuden er yderst effektive. “Det lyder umiddelbart selvmodsigende, at man installerer yderligere udstyr, når det, man ønsker, er at spare energi,” siger Danielle Owen, Director, Business Development Engineering hos ENGIE Services U.S. (fig. 3). “Men takket være ventilatorerne fra ebm-papst arbejder de aktive gulvfliser så effektivt, at brugen af dem virkelig betaler sig.”

 

Danielle Owen, Director, Business Development Engineering
Fig. 3: Danielle Owen, Director, Business Development Engineering hos ENGIE Services U.S.

Effektivitet på taget

Mens nogle af ENGIE’s teknikere havde travlt med at modernisere datacentret indendørs lidt efter lidt og uden at forstyrre den igangværende drift, arbejdede et andet team på taget. Her fjernede man gamle ventilatorer med motorer med remtræk fra kondensatorerne og erstattede dem med 224 energieffektive EC-ventilatorer med diffuseren AxiTop fra ebm-papst (Fig. 4 og 5). Diffuseren forbedrer effektiviteten og reducerer støj markant og dens trykforøgende effekt minimerer tab i ventilatorens afkast. ebm-papst i USA tilpassede desuden ventilatorhusene, så de passede perfekt til det eksisterende udstyr.

Efter gennemførelsen af alle foranstaltninger blev ENGIE’s medarbejdere på stedet i en uge for at igangsætte systemerne et efter et og for at finjustere dem. De gik frem trin for trin for at finde de optimale indstillinger for alle komponenter – hvilket er en vigtig proces for ENGIE, fordi driftsparametrene også er vigtige for en effektiv drift.

På taget fjernede ENGIE gamle ventilatorer
Fig. 4: På taget fjernede ENGIE gamle ventilatorer med motorer med remtræk fra kondensatorerne og erstattede dem med 224 energieffektive EC-ventilatorer med AxiTop-diffusere fra ebm-papst.

 

Axitop Forbedre effektiviteten
Fig. 5: AxiTop forbedrer effektiviteten og reducerer støjen betragteligt.

At der har været en markant stigning i effektivitet, fremgår af tallene fra projektet på datacentret i New Jersey: Operatøren sparer nu 7,3 mio. kWh om året. Det betyder, at ændringen vil have betalt sig selv tilbage på mindre end to år. Takket være den forbedrede luftgennemstrømning i datacentret har det været muligt at sætte 53 ud af de 112 kølemaskiner på standby. Danielle Owen bemærker, at sådanne projekter bidrager til en stigende bevidsthed om behovet for at forbedre effektivitet. “I løbet af de seneste fem år er operatørerne begyndt at tænke mere og mere over deres datacentres effektivitet. Når alt kommer til alt, kan de ved at foretage ændringer, der forbedrer effektiviteten, ikke alene spare penge, men også gøre en indsats for at skåne miljøet”, siger hun

Danielle Owen, Director, Business Development Engineering