Hållbar och effektiv kylning för datacenter

I datacenter finns ett stort antal servrar, vanligtvis i relativt kompakta utrymmen. De har ofta en enorm golvyta – 50 000 m² eller mer är inte ovanligt – och en stor del av utrymmet tas upp av långa rader med 19-tumsrack som är fyllda uppifrån och ner med servrar. Därmed genereras en hel del värme, vilket innebär att datacenter måste vara utrustade med kraftfull kylning.

De flesta datacenter i Europa använder vatten som kylmedium. Vattnet kyler servrarna via en särskild krets och därefter kyls det uppvärmda vattnet med ett eller flera kyltorn. Denna typ av system fungerar bra, men vattnet måste blandas med en stark syra – ofta svavelsyra – för att förhindra kalkavlagringar, och vattnet kan endast användas under en begränsad tid.

Datacenter för flera miljarder euro

”Det är därför denna teknik inte är särskilt hållbar”, förklarar Sebastien Marion, Complex Designs & Equipment Architect på Air Liquide. ”Så vår kund frågade om vi kunde hitta en bättre lösning. Det nya kylsystemet skulle naturligtvis vara minst lika effektivt och pålitligt som den traditionella metoden, men måste vara betydligt mer hållbart. Metoden vi utvecklade användes för första gången i ett datacenter i Belgien.”

”Datacentret – med en total investering på mer än en miljard euro – tillhör en välkänd internetjätte, som bad vår kund att optimera det befintliga kylsystemet baserat på den nya metoden”, berättar Sebastien.

Från kaffebryggare till datacenter

”Vatten är ett utmärkt köldmedium, men varje gång vatten värms upp förångas en del. Detta innebär en förändring i den kemiska sammansättningen, vilket resulterar i beläggningar och kalkavlagringar i form av kalciumkarbonat. Och precis som med en diskmaskin eller kaffebryggare förkortar denna typ av förkalkning livslängden avsevärt på vissa komponenter, även i ett datacenter för miljarder euro.”

”I ett traditionellt kylsystem tillsätts en aggressiv syra, som svavelsyra, i vattnet för att förhindra kalkavlagringarna. Nackdelen är att detta inte är en hållbar lösning och att det frigör luftburna cancerframkallande ämnen. Det är också svårt att exakt få till den önskade surhetsgraden i kylkretsen med svavelsyra.”

Den naturliga metoden

”Därför utvecklade vi, för ett pilotprojekt, en lösning baserad på koldioxid, som bildar en mycket mindre aggressiv syra som är säkrare och kan kontrolleras bättre. En annan fördel är att vattenkvaliteten upprätthålls längre, vilket resulterar i en minskning av vattenförbrukningen med cirka 50%.”

Eftersom denna CO₂-pH-installation tillsätter en specifik mängd CO₂ varje gång – med hjälp av ett doseringssystem som är speciellt utformat för datacenter – förblir den kemiska balansen i vattnet intakt längre. Denna process, som är känd som kalcium-/kolbalansen, förekommer även i naturen. En viktig aspekt här är att den koldioxid som används för detta projekt har hämtats från andra processer, och orsakar därför inte ytterligare utsläpp till miljön.

Säkrare och ingen risk för överdosering

CO₂-pH-installationen består av lagringstankar (varje kylkrets är ansluten till en tank med 36 000 liter flytande CO₂) och doseringssystem med en tillhörande kontroll- och övervakningsmodul. Hela processen körs säkrare än tidigare eftersom den inte längre innebär att man använder frätande syror och det finns ingen risk för överdosering. Eftersom CO₂ används kan systemet tvärtom finjusteras med stor precision.

”Datacentret i Belgien är ett av de första i världen att använda denna kylningsteknik, och för samma kund har vi satt upp en liknande CO₂-pH-installation vid ett andra datacenter, och vi arbetar nu på kyldesignen för ett tredje”, säger Sebastien. ”Hur som helst är denna teknik effektiv för alla vattenkylda datacenter”.