ITB2 test indirecte adiabatische koeling

12 September 2013

'Zomerse temperaturen zijn ideaal voor heat stresstest'
ITB2 Datacenters, een Nederlandse aanbieder van energie-efficiënte datacenters, heeft door Tier3 Datacenter Consultancy een heat stresstest laten uitvoeren in het onlangs geopende datacenter in Apeldoorn. ITB2 Datacenters wil daarmee de capaciteit en werkelijke energie-efficiëntie testen van het in Nederland voor het eerst gebruikte 'indirecte adiabatische' koelsysteem en daarmee de berekende power usage effectiveness (pue)-waarde valideren.

Het datacenter van ITB2 Datacenters in Apeldoorn, gevestigd op industrieterrein Ecofactorij direct aan de rijkssnelwegen A1 en A50, is een volledig nieuwgebouwd datacenter dat onlangs de deuren heeft geopend. Het datacenter heeft in de eerste ontwikkelingsfase netto vijftienhonderd vierkante meter aan datacenter vloeroppervlakte beschikbaar, verdeeld in drie volledig gescheiden cellen van vijfhonderd vierkante meter. Optioneel kan daar netto vijftienhonderd vierkante meter aan worden toegevoegd.

Opvallend aan het energie-efficiënte ontwerp van het datacenter in Apeldoorn is dat het twee verdiepingen telt, waarbij de bovenste verdieping volledig wordt gebruikt voor het 'indirecte adiabatische' koelsysteem. Enorme luchtschachten zijn onderdeel van het koelingsprincipe, waarbij middels grote warmtewisselaars en een recirculerend binnenklimaat tegen de buitenlucht wordt gekoeld, zonder dat buitenlucht het datacenter binnenkomt, wat voor complicaties op de datacentervloer zou kunnen zorgen.

Testopstelling heat stresstest
Voor de heat stresstest bij ITB2 Datacenters heeft Tier3 Datacenter Consultancy verschillende tests verricht, om de waarde van de testresultaten en de conclusies die eraan verbonden kunnen worden te maximaliseren. De laatste test is op 2 augustus 2013 uitgevoerd, op een dag dat het in Apeldoorn buiten 35 graden was en de luchtvochtigheid 40 procent bedroeg.

In de testopstelling heeft Tier3 binnen een cold corridor met dertig racks een heat load gesimuleerd die tot 12 kW stroomvermogen per rack belast. Daarvoor zijn in totaal honderdtachtig kacheltjes van 2 kW gebruikt. Voor de test zijn twee van de vier adiabatische koelmachines op de eerste verdieping van het datacenter ingezet, systemen met een nominaal vermogen van 160 kW per stuk. Bij de gegeven buitentemperatuur van 35 graden, waren de twee koelsystemen prima in staat om de racks te voorzien van voldoende lucht van 26 graden. Bij volledige bezetting van het datacenter in Apeldoorn zullen uiteindelijk achttien van deze koelsystemen zijn ingeschakeld.

Extreme weersomstandigheden
'De temperaturen deze zomer zijn ideaal om een heat stresstest in een datacenter uit te voeren', zegt Erwin Born, eigenaar van Tier3 Datacenter Consultancy. 'Dat zijn momenten waarop een traditioneel ingericht datacenter het normaal gesproken zwaar te verduren heeft. In combinatie met een heat stresstestopstelling kun je op zo'n moment de maximale impact van extreme weersomstandigheden op een pue-waarde goed meten.'

Met de opgewekte heat load van gemiddeld 35 graden Celsius zijn zowel de prestaties van het elektrische systeem als het koelingsysteem doorgelicht. 'Je kunt daarvoor ook een load bank gebruiken, een groot apparaat dat de hittebelasting simuleert', zegt Born. 'Met de huidige aanpak waren we echter in staat om gedetailleerder te werken en de stroomverdeling en luchtverplaatsing tot op rackniveau te testen, iets wat met een load bank niet mogelijk is.'

Lagere pue-waarde
De vooraf berekende power usage effectiveness (pue)-waarde van het datacenterontwerp bedroeg 1,12. Uit de testen verricht door Tier3 Datacenter Consultancy is nu gebleken dat het datacenter bij volledige bezetting een pue-waarde van 1,08 gemiddeld per jaar zal realiseren.

'Het elektrische systeem presteert zoals verwacht, maar het koelingsysteem blijkt binnen het specifieke datacenter ontwerp van ITB2 Datacenters ongeveer 30 procent minder stroom te verbruiken dan door de fabrikant van het systeem is aangegeven', zegt Born. 'Dat zorgt voor die lagere pue-waarde van 1,08. Leveranciers van koelingsystemen hanteren algemene prestatiecijfers, maar de uiteindelijke prestaties zijn afhankelijk van hoe je het lokaal implementeert. Dat heeft hier dus gunstig uitgepakt.'

Stroomverbruik ventilatoren
Er zijn met name twee elementen in het specifieke datacenterontwerp van ITB2 Datacenters die volgens Born voor de energie-efficiëntere prestaties zorgen. 'De koelingmachines staan onder een zwevend dak, in een ruimte waar verder geen hitteontwikkeling plaatsvindt en waar de machines geen directe instralingwarmte van de zon krijgen. Een tweede reden voor het 30 procent lagere stroomverbruik moet je zoeken in de extra grote luchtkanalen bij ITB2 Datacenters. Dat zijn enorme schachten met een groot volume en daardoor zeer lage luchtsnelheden, waardoor het stroomverbruik van de ventilatoren veel lager uitvalt.'

'Op dit moment realiseren wij een pue-waarde van 1,27 in het datacenter in Apeldoorn', zegt Niels Hensen, directeur en oprichter van ITB2 Datacenters. 'Die waarde zal de komende tijd door de groeiende bezetting verder afnemen, wat betekent dat we gaandeweg steeds energie-efficiënter zullen opereren. De heat stresstest wilden we laten uitvoeren omdat het gebruikte koelingsysteem niet eerder in Nederland is gebruikt en wij het systeem in een unieke opstelling hebben laten implementeren. Wij hadden al een beetje gehoopt dat we, gezien het datacenterontwerp, uiteindelijk op een pue-waarde van 1,08 in plaats van 1,12 zouden uitkomen, maar dat we het nu zeker weten dat is natuurlijk een mooie opsteker. De testuitslag geeft onze datacentermedewerkers overigens tegelijkertijd houvast bij het nemen van beslissingen hoeveel apparatuur zij precies in een rack kunnen plaatsen.'


<< terug