I et datasenter er kjølesystemet langt mer komplekst enn det kan se ut på et systemskjema. De tre sentrale områdene, god vannbehandling, varmeoverføring og styring, regulering og overvåking (SRO), påvirker hverandre kontinuerlig og har betydning for ytelsen til hele systemet. Å forstå disse sammenhengene er avgjørende for å prosjektere et system som fungerer som tiltenkt.
Dette er ikke en produktpresentasjon. Det er en forklaring på samspillet i systemet som ofte avgjør om et kjølesystem for datasentre fungerer som forventet eller ikke leverer ønsket ytelse.
Et velfungerende anlegg begynner med riktige forutsetninger. Stabilt systemtrykk, effektiv avgassing og god vannbehandling er viktig for å sikre at øvrige funksjoner i anlegget fungerer som de skal. Hvis trykkforholdene er ustabile, eller gasser og slam samler seg i systemet, kan både fordelingen av vannmengder og varmeoverføringen påvirkes negativt, uavhengig av hvordan de enkelte produktene er dimensjonert eller valgt.
Varmeveksleren utfører selve kjølefunksjonen ved å overføre varme fra servernes kjølekrets til den eksterne kjølekilden. Selv om prinsippet er enkelt, avhenger ytelsen av de faktiske driftsforholdene og ikke bare av nominell kapasitet.
En varmeveksler dimensjoneres for et bestemt driftspunkt med definerte vannmengder, innløpstemperaturer og temperaturdifferanse, ΔT. Hvis noen av disse parameterne endres, endres også ytelsen. Noen ganger er effekten liten, andre ganger betydelig. En varmeveksler som er riktig dimensjonert for ett driftspunkt, kan være underdimensjonert for et annet, selv om den teknisk sett fungerer som tiltenkt.
Derfor er dokumentert termisk ytelse i henhold til anerkjente standarder som AHRI viktig. Det gir trygghet for at oppgitte ytelsesdata gjenspeiler realistiske driftsforhold og ikke bare ideelle laboratorieverdier.
En annen faktor som ofte overses, er sammenhengen mellom varmeveksleren og det hydrauliske systemet. Hvis vannmengden gjennom varmeveksleren varierer på grunn av dårlig hydraulisk balanse, påvirkes varmeoverføringen direkte, noe som igjen øker det samlede energiforbruket.
Det er ikke tilstrekkelig å velge riktig ventiltype og dimensjon. I praksis er ventilens Kv-verdi i forhold til det faktiske trykkfallet i systemet avgjørende for om den kan regulere som tiltenkt. En ventil med for høy Kv-verdi gir dårlig regulerbarhet fordi den bare arbeider innenfor en liten del av slaglengden. En ventil med for lav Kv-verdi skaper unødvendige trykktap og øker belastningen på pumpesystemet.
I begge tilfeller blir resultatet et system som er vanskelig å innregulere og som krever mer energi enn nødvendig for å opprettholde ønskede temperaturer. Dette gjenspeiles i anleggets Power Usage Effectiveness, PUE, selv om selve ventilen sjelden identifiseres som den underliggende årsaken.
Styring, regulering og overvåking (SRO) knytter sammen regulering av vannmengder og varmeoverføring og tilpasser anlegget til skiftende belastninger og driftsforhold. Moderne datasentre benytter ofte avanserte reguleringsplattformer med sanntidsovervåking, prediktive algoritmer og integrasjon med prognoser for IT-belastning.
Men selv det mest avanserte reguleringssystemet kan bare arbeide ut fra forutsetningene den mekaniske installasjonen gir. Et perfekt beregnet reguleringssignal kan ikke kompensere for en ventil som ikke har tilstrekkelig reguleringsautoritet. På samme måte kan reguleringssystemet forsøke å kompensere for hydraulisk ubalanse, men da på bekostning av økt energiforbruk.
Dette er en vanlig årsak til at kjølesystemer bruker mer energi enn forventet i drift. Reguleringen fungerer som den skal, men tvinges til å kompensere for svakheter andre steder i systemet. Resultatet er høyere energiforbruk som kan være vanskelig å diagnostisere uten å forstå samspillet mellom regulering av vannmengder, varmeoverføring og SRO.
De største utfordringene i kjølesystemer for datasentre oppstår i samspillet mellom god vannbehandling og stabile hydrauliske forhold, varmeoverføring, regulering av vannmengder og SRO.
En riktig valgt ventil kan ikke utnytte sitt fulle potensial i et system med ustabile trykkforhold eller dårlig hydraulisk balanse. En riktig dimensjonert varmeveksler kan ikke arbeide effektivt dersom vannmengdene varierer for mye. Selv avansert styring og regulering kan ikke fullt ut kompensere for grunnleggende svakheter i systemdesignet.
Derfor må kjølesystemer prosjekteres og vurderes som komplette systemer, ikke som en samling enkeltkomponenter. Ingeniører og beslutningstakere trenger forståelse for hvordan de ulike delene påvirker hverandre for å kunne ta velbegrunnede valg som gir god ytelse over tid.
I Armatec arbeider vi med sentrale områder innen kjøling av datasentre: vannbehandling og hydrauliske forhold, regulering av vannmengder, varmeoverføring og SRO. Det gjør at vi kan bidra med et helhetlig systemperspektiv fremfor å optimalisere enkeltkomponenter isolert.
Med en bred produktportefølje og omfattende erfaring fra krevende industrielle applikasjoner hjelper vi rådgivere, entreprenører og datasenteroperatører med å forstå samspillet i systemet og ta beslutninger som fungerer i reell drift, ikke bare på papiret.
Hvis du ønsker å diskutere utformingen av et pågående eller fremtidig datasenterprosjekt, bidrar vi gjerne med teknisk rådgivning tidlig i prosessen, der den skaper størst verdi.
Kontakt oss for å diskutere prosjektet ditt med en av våre spesialister.
