V datovém centru Coolhousing jsme několik let hledali technologii, která by zefektivnila náš provoz, snížila jeho energetickou náročnost a v neposlední řadě pomohla i životnímu prostředí. Po důkladné analýze jsme se rozhodli nainstalovat systém Freecooling, jehož výsledky vám nyní představíme.
Datová centra svým náročným provozem patří mezi největší spotřebovatele elektrické energie na světě. V posledních dvou dekádách vzniklo několik nadějných technologií, které tuto energetickou náročnost včetně produkce oxidu uhličitého dynamicky snižují. Jedná se namátkově například o vodní chlazení, využití solární energie, nebo o instalaci volného chlazení, tzv. Freecoolingu. I my v Coolhousingu jsme přemýšleli, jakou technologii můžeme v našich podmínkách využít, aby její pořízení, potažmo návratnost investice byla v řádu několika let a tím se zároveň snížila energetická
i finanční náročnost datového centra, kterou bychom mohli následně pozitivně promítnout v našich cenách.
Freecooling, instalace a měření
Výše uvedené aspekty splňoval, po detailním rozboru všech nabízených technologií, systém Frecooling, který jsme začali instalovat v průběhu roku 2022 a dokončili v březnu 2023. Freecooling, neboli systém volného chlazení funguje na principu využití (nasátí) vzduchu okolní nízké teploty pro redukci teploty uvnitř budovy, nebo tvorbu chladu. Díky snížení teploty uvnitř budovy touto nenáročnou a jednoduchou metodou nemusí hlavní chladící jednotky, nebo klimatizace pracovat na plný výkon, a tím pádem dochází ke snížení jejich spotřeby a vyšší efektivitě provozu celé budovy.
Do projektu našeho datového centra jsme zvolili metodu tzv. přímého freecoolingu (V průmyslu se lze v drtivé většině případů setkat s freecoolingem vestavěným do jednotky či se zcela odděleným frecoolingem) a upravili si ji dle našich podmínek. Freecooling totiž bývá implementován do nových budov a ve stávajících datových centrech na instalaci této technologie většinou není dostatečný prostor. Ovšem vzhledem k faktu, že naše datové centrum je zároveň i telehousem, postupně jsme stavebně upravili naše vnitřní prostory takovým způsobem, abychom mohli modifikovanou verzi freecoolingu nainstalovat. V našem pojetí tohoto systému je venkovní studený vzduch nasáván do vícestupňové filtrace pro získání optimální vlhkosti, teploty i čistoty. Následně je přímo vpouštěn do teplé uličky. V serverovně se filtrovaná část smísí s odpadním teplým vzduchem, čímž jeho teplota klesá a vnitřní chladící jednotka nemusí vynaložit takové množství energie pro jeho další ochlazení.
Aby tento systém chlazení byl zcela automatický a my zároveň mohli průběžně vyhodnocovat účinnost využití energie celého provozu a efektivitu chlazení, podnikli jsme další neméně nákladnou investici ve formě pořízení nového monitoringu teplot. Nový MaR systém velmi přesně měří v reálném čase nejen příkony každého zařízení v sále, teploty každé uličky, ale také vyhodnocuje venkovní teplotu, která jakmile překročí hranici 23 stupňů Celsia, celý systém se vypíná z důvodu nízké efektivity.
Výsledky měření – zvýšení efektivity o 35%
Pro vyhodnocení úspěšnosti instalace systému volného chlazení a snížení energetické náročnosti našeho datového centra, jsme využili skutečnosti, že serverovny S1 a S2 mají téměř stejnou energetickou zátěž jako serverovna S3, kde byla instalována technologie freecooling. Díky tomuto rozdělení jsme schopni porovnat příkony chladící infrastruktury serveroven a zjistit, jak výrazně systém napomohl ke zvýšení efektivity. Rozdíl jsme následně převedli na procenta pro lepší představu o úspoře v prospěch datového sálu S3.
Graf: Procentuální rozdíl příkonu chladící infrastruktury ve prospěch serverovny S3, odchylka měření teplot je +- 1%
Na základě výsledků měření a porovnání příkonů chlazení obou částí je v rámci serverovny S3 zřetelná zvýšená efektivita, která na začátku měření atakuje hodnotu 50%. Bohužel se zvyšujícími venkovními teplotami klesá účinnost freecoolingu a při překročení teploty 23 stupňů se sám vypíná a funguje převážně v nočních hodinách, což lze zaznamenat graduálním snížením efektivity začátkem května. Navzdory nástupu letních teplot dokázal systém freecooling v sále S3 snížit příkon chlazení za sledované období průměrně o 31,7 % a v případě mediánu se jedná o hodnotu 34,8% oproti energetické spotřebě chladícího systému na sálech S1 a S2.
Je nutné zmínit, že měření teplot probíhalo v období, kdy chladící infrastruktura vykazuje největší efektivitu. V období letních měsíců bude freecooling z velké části mimo provoz a začne fungovat opět od podzimu až do konce jara. Na základě našeho testovacího režimu, který jsme zahájili na podzim minulého roku by měl freecooling se snižující teplotou opět zvyšovat efektivitu provozu datacentra a v zimě při bodech mrazu účinně vyvážit menší efektivitu klimatizačních jednotek.
Přínosy a další zelené plány
Projekt freecooling v našem datovém centru zatím v testovacím i ostrém provozu prokázal nemalý přínos. V rámci efektivity chlazení jsme zaznamenali více než třetinové zvýšení, což v celkovém součtu z dlouhodobého hlediska znamená velkou úsporu energií. A nejen jich. Díky kombinaci freecoolingu s naším systémem chlazení se snižuje zátěž a požadavky na výkon klimatizačních jednotek. To v konečném důsledku znamená jejich delší životnost a úsporu finančních prostředků.
V rámci freecoolingu, který je jako živý organismus, budeme pokračovat v jeho další optimalizaci a budeme jej postupně rozšiřovat i na zbylé datové sály. Spolu s tím chystáme další úpravy střechy datacentra, za účelem snížení venkovní teploty, především v letních měsících a v neposlední řadě analyzujeme možnosti dalšího využití generovaného odpadního tepla. To vše pro vyšší efektivitu našeho provozu, která se postupně pozitivně projevuje v cenách našich služeb a naší odpovědnosti k životnímu prostředí.
Coolhousing tým
