Visterin Verdiept: Koelen zoals Facebook

Laat moeder natuur uw datacenter afkoelen

Datacentrum

Het datacenter van Facebook in Lulea, Zweden.

Facebooks enige datacenter buiten de Verenigde Staten ligt in Lapland, net onder de poolcirkel. Facebook laat er vooral de natuur zijn werk doen: energie, maar ook koeling. Maar werkt dergelijke ‘free cooling’ in België, bijvoorbeeld voor een kmo-datacenter?

Het datacentercomplex van Facebook in het Zweedse Lulea in Lapland is cruciaal in hun informatievoorziening, naast de andere datacenters die het bedrijf in de VS heeft uitgebouwd. Het Zweedse Facebook-datacenter heeft de omvang van vier voetbalvelden. Er werd recent nog een tweede datacenter bijgebouwd.

Elanden op afstand

Bijzonder is de locatie wel. Een groot hek rond het Facebook-datacenter in Lulea dient vooral om elanden op afstand te houden. Op het eerste zicht is zo’n datacenter in het hoge Noorden, op ongeveer honderd kilometer van de poolcirkel, niet evident. De fysieke bereikbaarheid is er alvast minder dan in andere populaire datacenterbestemmingen als Londen, Dublin of Amsterdam.

Maar Facebook heeft zijn redenen om naar Lapland te trekken. Zweden heeft een dicht glasvezelnetwerk. Bovendien speelt het groene karakter van Zweden ook heel erg. Het Zweedse concern achter het Facebook-datacenter investeerde flink in waterkrachtcentrales en dammen in de rivier van Lulea. Dat levert schone, betrouwbare én betaalbare energie op: de helft goedkoper dan bijvoorbeeld in Londen.

‘Nordic boom’ in datacenters

Volgens Tom Furlong, vice president site operations bij Facebook, is het de bedoeling om Facebooks datacenter tegen volgend jaar voor de helft te doen baseren op schone en hernieuwbare energie. Lulea speelt in dit plan een hoofdrol, en is ook geen alleenstaand geval in Scandinavië. Finland is bijvoorbeeld een land waar Microsoft en Google heen trekken. Google gebruikt er bijvoorbeeld een oude papierfabriek. In de sector spreekt men van een ‘Nordic boom’.

Wat uiteraard speelt, is het interessante klimaat, althans toch voor een datacenter. Zeven maanden per jaar ligt de temperatuur bijvoorbeeld in Lapland onder het vriespunt. In de zomer is het zelden warmer dan 25 graden, in de winter is de gemiddelde temperatuur -20. Een geschikte omgeving voor een grootschalig datacenter met duizenden servers die al snel warm aanlopen. Facebook gebruikt de zuivere, koude buitenlucht om zijn apparatuur af te koelen.

Free cooling: allesbehalve free

Terwijl Facebook de natuur voor een groot stuk zijn datacenter laat afkoelen, is het de vraag of dit ook lukt in ons land. Een groot aandeel van deze kosten van een datacenter gaat naar koeling. Dus waarom niet inzetten op zogenaamde free cooling en buitenlucht in het datacenter blazen?

Toch blijkt free cooling niet zo evident. Om te beginnen is het niet echt ‘free’. ‘Free cooling in samenhang met technologie voor klimaatcontrole is zeker niet compleet kosteloos’, stelt Koen Van Hende, product manager bij Rittal. Al kunnen de kosten wel lager. Het komt er, volgens hem, vooral op neer om het gebruik van koelinstallaties op basis van compressoren zoveel mogelijk te beperken. ‘En idealiter zelfs tot op het punt waarop enkel nog energie nodig is voor de ventilatoren van de free cooler en voor eventuele koud-waterpompen.’

Hoe groter, hoe beter

Bovenal hangt de doeltreffendheid van het volledige systeem sterk af van klimatologische omstandigheden ter plaatse. Zo zal een datacenter in Scandinavië duidelijk rendabeler werken dan ergens in Zuid-Europa.

Free cooling werkt volgens het convectorprincipe. ‘Een buiten opgestelde free cooling-module onttrekt via de omgevingslucht warmte van het te koelen medium. Dit is dan bijvoorbeeld een warmtewisselaar met lamellen, waarlangs warm water stroomt, onttrekt warmte van het water’, legt Van Hende uit. ‘Hoe groter het contactoppervlak van de lamellen, hoe efficiënter het systeem werkt. Bij gebruik van meerdere ventilatoren verhoogt de doorstromende hoeveelheid lucht en verbeteren ook de koelprestaties.’

Google als Belgisch voorbeeld

Free cooling heeft ook nadelen. ‘Zo moet de instromende lucht gereinigd worden met filterinstallaties en moeten schommelingen in weersomstandigheden opgevangen worden’, oppert Van Hende. Andere uitdaging is de constant variërende luchtvochtigheid. ‘Te vochtige of te droge lucht is nadelig voor de levensduur van de it-componenten’, stelt hij. ‘En de grote luchtinlaten moeten beveiligd worden tegen knaagdieren en insecten.’

Dit alles heeft tot gevolg dat free cooling in een land als België niet zo vaak voorkomt. ‘Het enige echte voorbeeld dat ik ken, is het datacenter van Google in Bergen. Maar zulke grote namen halen vaak de pers. Hun datacenteraanpak lijkt erg aanlokkelijk, ook inzake free cooling. Maar dergelijke projecten zijn per definitie maatwerk. En dan nog maatwerk op grote schaal.’

Indirecte free cooling: het compromis

Wie een (natuurvriendelijk) koelconcept zoekt voor een gemiddelde it-infrastructuur van ongeveer 200 kW, zal in onze regio meestal gaan voor indirecte free cooling. ‘Dit is vooral van toepassing op kmo’s die niet de middelen hebben om een koelsysteem op maat zelf te ontwikkelen’, stelt Van Hende.

Bij indirecte systemen koelt de buitenlucht het water, dat dan wordt gebruikt voor de koeling in het gebouw. ‘Water is ook het medium waarmee de koude in het datacenter getransporteerd wordt, omdat het de warmte tot vierduizend keer beter afvoert dan lucht. Bovendien komt geen luchtvochtigheid van buiten naar binnen. En omdat geen koellucht van buiten in het datacenter geblazen wordt, zijn minder filtersystemen nodig’, stelt hij. ‘Maar voor de werking van minstens een lucht-/water-warmtewisselaar en pompen in het koud-watersysteem is wel elektrische stroom nodig’, geeft hij toe.

België

De meeste datacenters in ons land, waar men gebruik maakt van koeling via buitenlucht, maken gebruik van indirecte free cooling. ‘Het systeem raakt in gebruik, omdat de technologie op punt staat. En anderzijds ook omdat het rendement van datacenters steeds belangrijker wordt’, stelt Van Hende, die private datacenters zoals het distributiecentrum van Casa in Olen en het AZ Sint Nikolaas ziekenhuis als voorbeeld aanhaalt voor gebruik van indirecte free cooling.

Bij de grotere of bekendere datacenters in ons land, waar ook meer maatwerk aan te pas komt, is bijvoorbeeld Datacenter Oostkamp (DCO) een gebruiker van indirect free cooling. Het datacenter van Interoute in Gent beschikt naar eigen zeggen over een free cooling-systeem dat bij temperaturen onder de 19 graden buitenlucht gebruikt om het datacenter te koelen.

Specialisten

Er zijn dus wel al wat initiatieven inzake (indirecte) free cooling, ook in ons land. Ook al gaan de grote technologienamen met de aandacht lopen. ‘Maar koelconcepten voor dergelijke grote datacenters zijn niet zomaar aan te kopen en aan te passen.’ Overigens zijn Facebook en Google vandaag niet enkel specialist in internetdiensten, maar ook in het ontwerpen van datacenters.

x

Om te kunnen beoordelen moet u ingelogd zijn:

Dit artikel delen:

Stuur dit artikel door

Uw naam ontbreekt
Uw e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×
article 2017-02-10T11:31:00.000Z William Visterin
Wilt u dagelijks op de hoogte worden gehouden van het laatste ict-nieuws, achtergronden en opinie?
Abonneer uzelf op onze gratis nieuwsbrief.