Duurzaam en efficiënt koelsysteem voor datacenters

PILOOTPROJECT SUCCESVOL AFGEROND

Datacenters bevatten grote hoeveelheden servers, die meestal worden ondergebracht in een betrekkelijk compacte ruimte. Want hoewel het vloeroppervlak van een datacenter vaak kolossale afmetingen heeft – 50.000 m2 of meer is niet uitzonderlijk – wordt het grootste gedeelte van zo’n gebouw ingenomen door lange rijen 19” racks, die van onder tot boven gevuld zijn met servers. Er wordt dus flink wat warmte gegenereerd, wat maakt dat een datacenter moet uitgerust worden met een krachtig en betrouwbaar koelsysteem.

In de meeste Europese datacenters wordt daartoe gebruik gemaakt van water. Het koelwater koelt de servers af via een specifiek circuit, waarna het opgewarmde water opnieuw wordt afgekoeld door middel van één of meerdere koeltorens. Dat werkt prima, maar het water moet worden gemengd met een krachtig zuur – vaak is dat zwavelzuur – om kalkafzetting te voorkomen. Bovendien kan het water maar een beperkte tijd gebruikt worden.

Datacenter van 1.000.000.000 €

“Daarom is deze techniek weinig duurzaam”, verduidelijkt Sebastien Marion, Complex Designs & Equipment Architect. “En dus vroeg onze klant of we een betere oplossing konden uitwerken. Vanzelfsprekend moest de nieuwe koeling minstens even efficiënt en betrouwbaar zijn als de traditionele methode, maar dan een stuk duurzamer. De nieuwe koelmethode die we ontwikkeld hebben, is voor de eerste keer toegepast in een datacenter in het Waalse landsgedeelte van België. Het datacenter – waar een totale investering van meer dan een 1.000.000.000 € mee gemoeid is – is eigendom van een bekende internetgigant, in wiens opdracht onze klant het bestaande koelsysteem geoptimaliseerd heeft op basis van onze nieuwe methode.”

Van koffiezet tot datacenter

“Water is een uitstekende koudegeleider, maar elke keer als het opgewarmd wordt, verdampt er een gedeelte van. Hierbij wijzigt de chemische samenstelling, met als gevolg dat er ‘scaling’ – kalkafzetting in de vorm van calciumcarbonaat – optreedt. En net zoals dat bij een afwasmachine of koffiezet het geval is, zorgt die kalkafzetting ook in een datacenter van een miljard voor een aanzienlijk kortere levensduur van bepaalde onderdelen.”

“In een traditioneel koelsysteem wordt daarom een agressief zuur – zoals zwavelzuur – toegevoegd aan het water. Het nadeel is dat zwavelzuur geen duurzame oplossing is, en bovendien zijn de aerosolen ervan kankerverwekkend. Een bijkomend probleem is dat het moeilijk is om op basis van zwavelzuur precies de gewenste zuurtegraad in het koelcircuit te bereiken.”

De natuurlijke aanpak

“Daarom hebben we voor dit pilootproject een oplossing uitgewerkt op basis van CO₂, een veel minder agressief zuur dat beter beheersbaar en veiliger is. Een bijkomend pluspunt is dat de kwaliteit van het water langer behouden blijft, zodat het waterverbruik met zo’n 50% daalt.”

Doordat de CO₂ pH-installatie telkens een bepaalde hoeveelheid CO₂ toevoegt – door middel van een specifiek voor datacenters ontworpen dosering ‘skid’ – blijft het chemisch evenwicht van het water gedurende langere tijd intact. Deze methodiek – bekend als het calcium-koolstofevenwicht – komt ook in de natuur voor. Een belangrijk element hierbij is dat de CO₂ die voor dit project gebruikt wordt voldoet aan de ‘green origin’ norm, en dus dus geen bijkomende uitstoot veroorzaakt.

Veiliger en geen risico op overdosering

De CO₂ pH-installatie bestaat uit opslagtanks (elk koelcircuit is gekoppeld aan een tank met 36.000 liter vloeibare CO₂) en dosering skids met een bijhorend controle- en monitoringgedeelte. Het geheel werkt veiliger dan voorheen – omdat er niet langer bijtende zuren aan te pas komen – en er is geen risico op overdosering. Het is integendeel zo dat het systeem zich dankzij de CO₂ heel precies laat finetunen.

“Het datacenter in Wallonië is één van de eerste in de wereld dat gebruik maakt van deze koeltechnologie, maar intussen hebben we – voor dezelfde klant – ook in een tweede datacenter een gelijkaardige CO₂ pH-installatie geplaatst en werken we vandaag aan het koelontwerp van een derde datacenter. Sowieso is deze technologie interessant voor elk watergekoeld datacenter.”