Jak se chladí datacentrum

Energetická účinnost serverů a dalších zařízení je bohužel velmi chabá, velká část elektřiny se přemění na teplo a vy musíte ještě navíc vynaložit téměř stejné množství energie, abyste se vznikajícího tepla zbavili.

Jak se chladí technologické prostory?

Základem jsou zdvojené podlahy. Do podlahy vhání klimatizační jednotky studený vzduch, čímž se rozvádí po celé místnosti. Na vhodných místech se v podlaze udělají průduchy, kterými studený vzduch proudí z podlahy vzhůru do místnosti, kde je nasáván servery. Ohřátý vzduch, který je ze serverů vysáván, stoupá ke stropu a u stropu je opět nasáván klimatizačními jednotkami, aby byl zchlazen. Tím v místnosti stále cirkuluje vzduch: klimatizace -> podlaha -> místnost -> strop -> klimatizace.

Součástí klimatizačních jednotek jsou filtry, které vzduch zbavují nečistot (např. prachu), a tak v místnosti proudí vzduch poměrně velmi čistý (z hlediska nečistot, nikoliv z hlediska jeho kvality pro vdechování lidmi). To je nesmírně důležité, protože to zabraňuje usazování nečistot v serverech a tím se jim prodlužuje životnost a spolehlivost.

Při budování chlazení technologických prostor je velmi důležité dbát na správný tok teplého a studeného vzduchu. Nesmí se vám stát, aby se vám teplé a studené proudy smíchaly či aby servery nasávaly horký vzduch, který vychází ze serverů před nimi. Proto se uličky mezi stojany dělí na studené a teplé uličky. To znamená, že sousední dvojice stojanů jsou umístěny tak, že mezi nimi jsou v podlaze průduchy a servery jsou orientovány předkem (kudy nasávají vzduch z okolí) do této studený uličky a zadní částí jsou orientovány do teplé uličky, kudy vzduch vysávají a ten i s teplým vzduchem ze sousedních stojanů ve stejné teplé uličce stoupá vzhůru ke stropu.

Klimatizační jednotky ze vzduchu, který skrz ně cirkuluje, odebírají teplo (podobně jako to dělají obyčejné kancelářské klimatizace či ledničky), teplo předávají do kapaliny, která je vedena do venkovní části klimatizace, kde je ochlazována a tím je teplo odvedeno ven mimo budovu.

"Zelené" chlazení (free cooling)

Výše popsané obvyklé řešení už je dnes trochu zastaralé, především kvůli tomu, že se velmi plýtvá elektrickou energií. Veškeré teplo, které servery vyprodukují, tímto způsobem "vyhodíte" ven a navíc musíte další množství elektrické energie spotřebovat v klimatizačních jednotkách. Tvoří to třetinu až polovinu spotřeby energie! A hodně vyhozené energie = hodně vyhozených peněz = vyšší náklady = vyšší ceny pro zákazníky.

Takže jak energií neplýtvat? Naše představa je taková, že do výše popsaného chladicího systému se přidají další 2 komponenty:

1. Rekuperace tepla - teplo získané klimatizačními jednotkami z ohřátého vzduchu v technologické místnosti se nebude jen tak nadarmo "vyfukovat" ven, ale bude se s ním topit! To znamená, že se jím bude ohřívat kapalina, která se bude pouštět do topení a bude tak vytápět zbytek budovy (její 1. patro, kde jsou kanceláře). Tím zejména v zimě ušetříme vysoké náklady na vytápění např. plynem. Plynový kotel by sepnul jen v případě, že by se "nestíhalo" vytápět teplem ze serverovny.
    
2. Nasávání studeného vzduchu z venku - když je venku zima, proč ji nevyužít? Namísto cirkulace vzduchu pouze v rámci technologických prostor budeme nasávat studený vzduch zvenku v případě, že je venku rozumně nízká teplota. A ohřátý vzduch předtím, než bude "vyfouknut" zpět ven, projde rekuperační jednotkou pro vytápění. Touto technikou ušetříte zejména elektrickou energii potřebnou k běhu kompresoru, který převádí teplo ze vzduchu do chladicí kapaliny.

A výsledek? Na jaře, na podzim a v zimě při nižších venkovních teplotách budou klimatizace vypnuté. Klimatizační jednotky budou fungovat pouze jako ventilace pro nasávání vzduchu z venku, jeho prohnání vnitřkem a vysání ven. A navíc nám to bude zbytek budovy vytápět. A časem budeme moci dodávat teplo třeba i sousedům. V létě se samozřejmě bude muset do činnosti zapojit klimatizace a vzduch se nebude nasávat zvenku.

Samozřejmě je potřeba, aby to všechno bylo plně automatické, abychom nemuseli chodit ručně přepínat klapky a tak zapínali/vypínali způsob nasávání/vysávání vzduchu.