Frikyla räddar heta serverhallar

Annons

Serverhallar är den nya elintensiva industrin. Men medvetenheten är hög om att elanvändningen måste pressas ned. Genomtänkta kyllösningar, med bland annat frikyla, gör att en nybyggd hall kan kräva betydligt mindre el än en äldre.

I takt med att allt fler företag outsourcar it-driften byggs det stora serverhallar, där så kallade hostingbolag erbjuder trygg och säker driftsmiljö för servrarna.
Dessa hallar, fullproppade med servrar, kräver mängder av el och alstrar en enorm överskottsvärme. Om kylningen försvinner rusar kvicksilvret i topp på en liten stund, och tvingar servrarna att stanna. Så driftsäker kyla är en stor fråga när man bygger hallar, liksom energieffektiv kyla, för elräkningen för kylan kan bli nästan lika hög som elnotan för serverdriften.
- De senaste åren har kundernas fokus handlat väldigt mycket om energieffektivitet. Nu börjar diskussionen åter vridas mot säkerhet, men det är mycket energifrågor fortfarande, berättar Göran Englund som är tekniskt ansvarig vid Coromatic, ett företag som projekterar och bygger datorhallar.

Ny utformning av hallarna
Dyr el och fokus på energin har pressat leverantörerna att tänka till, och lett till förbättringar. Hallarnas energieffektivitet uttrycks i enheten PUE (power usage effectiveness), där värdet 2 tidigare inte var ovanligt. Det innebär att man måste tillföra lika mycket energi för kylning, avbrottsfri el, belysning, med mera, som för serverdriften, berättar Göran Englund. Men i dag kan man komma ner till 1,3 i PUE.
- Stora besparingar ligger i att dagens kyllösningar till stora delar bygger på olika former av frikyla. Det har hänt mycket inom frikylan och den kan nu ersätta mycket av den traditionella kompressorkylan, säger Göran Englund.
Bidragande till frikylans intåg är ändrad utformning av själva datorhallen.
- Det går att konstruera hallarna så att det går bättre att använda utomhustempererad luft istället för kompressorkyla.
- Man strävar efter att skilja på luftströmmarna, så att den kalla tilluften kommer till datorernas framsida.
- Genom layouten i hallen så kontrollerar man luftvägarna, förklarar Göran Englund. Bland annat ställs datorernas varma baksidor mot varandra så det bildas en varm gång emellan, vilket underlättar utsug av värmeöverskottet.

40 procents besparing
Frikyla är ofta förstaval vid stora datorhallar, även om det krävs stöd från annan kyla.
- I dag bygger vi sällan utan frikyla, åtminstone inte när kyleffekten är över 100 kW, säger Göran Englund. Men ofta krävs också en kompressormaskin i den totala anläggningen, för att klara varma dagar.
Om frikylan nyttjas så mycket som möjligt, kan det i bästa fall ge 40 procents energibesparing jämfört med traditionell kompressorkyla, uppger Göran Englund.
Något som också talar för frikylan är att den är tekniskt mindre komplicerad än kylmaskiner. Enklare teknik minskar faran för driftavbrott.
- Frikylafunktionen i sig är otvetydigt mer driftsäker, understryker Göran Englund.
Trots frikylans fördelar så passar den inte överallt. I mindre datorhallar, och där andra faktorer påverkar, som utrymme, kan det bli enbart kylmaskiner eller fjärrkyla.
De billigaste och minsta anläggningarna har som regel kompressorkylmaskiner med luftkylare. Vid större kyleffekter, cirka 50 till 75 kW, är det vätskekyla som gäller. När man kommer upp dessa storlekar finns olika tekniska lösningar och alternativ öppnar för att hitta effektivare kyla. Här kan frikylan förekomma.

Lönar sig i längden
Vi kommer in på investeringsnivåer och payofftider. Generellt kan man säga att anläggningar som främst bygger på frikyla kräver högre investeringar än traditionell kompressorkyla. Men energivinsten och lägre driftkostnad gör att frikyla ändå återbetalar sig.
- Merinvesteringen i frikyla brukar vara intjänad på ett till tre år, uppger Göran Englund.
Kylningen innebär ett värmeöverskott, som borde vara en potentiell värmekälla för uppvärmning och varmvatten. Dock är det inte helt okomplicerat att ta hand om värmeöverskottet.
Göran Englund ser en del problem kring att nyttja värmen för fastigheter.
- Det har varit svårt att hitta kunder som har bägge behoven, kyla och uppvärmning. Att sälja värmeöverskotte blir vanligen för komplicerat, säger han.

Värmer upp ett bad
Vidare säger han att kylningen av datorhallen som regel innebär konstant drift. Men en fastighet behöver bara värmas delar av året. Det gör att man inte får avsättning för värmen hela året, vilket gör det svårt att bli av med allt värmeöverskott. Coromatic har dock hittat byggnader som behöver värmeenergi hela året. I ett fall har man skapat värmeförsörjning från en datahall till en badanläggning.

Av Björn Åslund, Energi & Miljö nr 9/2011 sid 44-45
Stor skillnad mellan olika system

När man investerar i kylmaskiner för datahallar gäller det att se upp. En lite lägre investering vid inköpet kan ge betydligt högre elkostnader i det långa loppet, visar en utvärdering.

Det kan skilja mycket vad man får för pengarna vid köp av maskiner med kombinerad frikyla och kompressorkyla.
Datahallsföretaget Racktech har gjort en ordentlig analys av tillverkarnas data kring kylmaskiner i storlekar kring 25 kW kyleffektbehov. Det skedde när man gjorde LCC-analyser för en kunds räkning.

Resultatet var knappast det väntade:

  • Det finns både oerhört bra, men också oerhört dåliga lösningar, men det skiljer i småpengar vid inköp i förhållande till driftkostnaderna. Den dyraste var 15 procent dyrare vid inköpet, men det var oerhört stor skillnad i effektbehovet. Årskostnaden för elen låg i ett spann från 11 300 kr till 22 300 kronor, säger Thomas Martinsson, Racktech.
    Sett över kanske tio års drifttid blir det en väldig merkostnad.
    Som inom många andra områden, så kan en lite större investering i kylan ge en billigare drift sett i ett längre perspektiv. Men Thomas Martinsson konstaterar ändå att många köpare inte vågar vara långsiktiga. Man nöjer sig med en liten investering, och får en serverhall med långsiktigt höga el- och driftkostnader.
  • En enklare lösning kan ha payoff på ett till tre år, men får höga driftkostnader. En energieffektiv kyla kan ha en payoff på fem till tio år. Men många kunder tittar mest på sista raden i investeringen, man orkar inte titta längre över tid, trots att det oftast lönar sig.

Av Björn Åslund, Energi & Miljö nr 9/2011 sid 45

  • Fakta frikyla
    Frikyla behöver endast el för drift av cirkulationspumpar och fläktar. Pumparna driver runt en vätska mellan kylbatteriet inne i serverhallen, som fångar upp överskottsvärmen, och den kylmedelkylare som finns utomhus, där överskottet avges. Fläktarna cirkulerar den uppvärmda inomhusluften så att den passerar kylbatteriet inomhus.
Annons