Pokud datová centra chápeme jako samostatné průmyslové odvětví, pak jsou dnes šestým největším žroutem elektrické energie. A patří k jejím nejrychleji rostoucím spotřebitelům vůbec.

Málokdo z nás běžných uživatelů počítačů si uvědomuje, kam směřují naše e-maily, diskuse na sociálních sítích, odkud pocházejí videa na webu, informace z internetu nebo kde se nachází naše firemní informační systémy. Téměř všechna tato data a aplikace jsou uložena v datových centrech. Rozšiřuje se poskytování služeb či programů uložených na serverech „kdekoliv" na internetu s tím, že uživatelé k nim mohou přistupovat například pomocí webového prohlížeče nebo klienta dané aplikace a používat je odkudkoliv. Uživatelé neplatí za vlastní software, ale za jeho užití a tomuto trendu se říká "cloud", tedy v překladu „oblak" či v širším významu "cloud computing".

Není bez zajímavosti, že celosvětově přibývá nejen počet datových center, ale vzhledem k mimořádnému množství dat, která je nutno do nich uložit, také jejich rozměry a spotřeba. To sebou mimo jiné přináší mimořádné nároky na ekonomiku provozu. Jinak řečeno, je naprosto nezbytné, aby provoz byl v nich co nejekonomičtější. Protože jinak bude jejich provoz příliš drahý. Již dnes je spotřeba elektrické energie víc než 50% provozních nákladů datových center a tento podíl neustále roste.

Navíc současná datová centra jsou natolik energeticky náročná, že mezi odborníky z této oblasti se už delší dobu vedou diskuse o tom, zda energetické soustavy jsou vůbec schopné hospodárně poskytovat dostatečné množství energie pro takto náročné informační systémy.

Například jedno z obřích datových center společnosti Google v USA vyžaduje pro svůj provoz chladící systémy, které jsou zhruba stejně velké jako budova sama. Objem tepla, který je z vnitřních prostor nutné odvádět, je tak vysoký, že když její IT pracovníci uvažovali o jeho rozšíření, neobdrželi pro tento záměr povolení. Odůvodnění: centrum umístěné poblíž řeky by vodu v ní příliš ohřívalo. To jsou problémy, které byly doposud známy zejména ze staveb jaderných elektráren a jejich chladících věží.

Kudy firmám protékají peníze

Klimatizace je spolu s napájením nejdůležitějším parametrem datových center. Zvláště v horkém počasí běží klimatizace naplno a firemní elektroměry se roztáčejí na maximum. „Částka za energii vynaloženou ročně na chlazení a napájení datového centra se už obvykle překračuje hodnotu pořízeného hardwaru," říká v této souvislosti obchodní ředitel IT Business společnosti Schneider Electric CZ, Ivan Hábovčík.

Jaký je tedy cíl?

Dále zvýšit efektivitu využívání energie v datovém centru, označovanou zkratkou PUE (Power Usage Effectiveness). Tato hodnota ukazuje podíl celkové použité elektrické energie k té, která je použita na výpočetní výkon. Protože energii využívají nejen servery a další IT zařízení, ale například i chladicí systém serverů, je snahou výzkumu v této oblasti, aby tato hodnota byla co nejnižší. Běžně se v minulosti datových centrech PUE pohybovalo kolem 2,5 až 3 PUE. Dnes jsou už běžné hodnoty pod 2 a je obvyklé nové DC navrhovat pod 1,5. Pokuď se chceme dostat pod 1,3 vyžaduje to speciální péči v návrhu DC a velkou pozornost výběru technologií.

EcoBreeze - revoluční způsob chlazení

Schneider Electric prováděl výzkum v datovém centru, které bylo vytvořeno speciálně pro tento účel. Výsledek prokázal, že chlazení datového centra nemusí být tak náročné, jak jsme si zvykli. Ukázalo se, že spotřebu energie lze mimo jiné snížit i jednoduchým opatřením, jakým je optimalizovat proudění vzduchu v jeho prostoru chlazením venkovním vzduchem. To je pozitivní zpráva pro ekonomiku provozu i pro životní prostředí.

„Vyvinutý systém EcoBreezeTM je zatím světově nejúspornější chlazení datových center", říká Ivan Hábovčík. „Jedná se úsporný systém chlazení pomocí vzduchového ekonomizéru, který udržuje vnější vzduch mimo datová centra. Toto nové unikátní chladící řešení společnosti APC by Schneider Electric napomáhá výrazně zvyšovat jejich efektivnost. Jeho spotřeba je vůči klasickým sálovým jednotkám o 55% nižší. Navíc nezabírá žádný drahý prostor uvnitř budovy, který může být využit plně pro další zařízení. Jeho modulárnost ve velikosti standardních kontejnerů umožňuje pohodlné přidávaní dalších modulů v řádu hodin a rozkládá investiční náklady podle skutečné potřeby"

EcoBreezeTM umožňuje přepínat podle potřeby mezi chlazením vzduchem a nepřímým odpařováním. Spotřebu energie snižuje vyrovnáváním teplotních rozdílů mezi venkovním vzduchem a vzduchem v IT zařízení. Datové centrum tak chladí úsporně a bez výkyvů.

Už při zběžném pohledu na objekt datového centra, z něhož jednotlivé moduly v řadách vystupují do vnějšího prostředí za jeho zdmi, je tento základní princip zjevný. (Viz obr. 1 a 2).

Jak funguje?

.Ohřátý horký vzduch ze serverů je odveden do vratného potrubního vedení EcoBreeze. (Viz. obr.4). Když je zpětně ochlazen, vrátí se do datového centra difuzory studené uličky. Dovnitř je vháněn děrovanými dlaždicemi před serverovými stojany a využívá se k udržení serverů v bezpečné provozní teplotě

Voda rovnoměrně prochází průduchy díky rozprašovacím tryskám. Vzduch se ochlazuje pomocí odpařující se vody z průduchů tepelného výměníku a zachovává nastavitelnou hodnotu pro přívod vzduchu z technologických zařízení.

Výhody

EcoBreeze na potřeby současných datových center reaguje zavedením různých úspor v každém modulu. Plně využívá možnosti místního klimatu.

Je rovněž prvním řešením na trhu, které zamezuje kontaktu vzduchu vně datového centra se vzduchem uvnitř zařízení nezávisle na použitém způsobu chlazení (chlazením vzduchem či nepřímým odpařováním). Má také proporční chladící systém a integrovanou úpravu vody, díky níž není vodu třeba upravovat chemicky. APC tak předchází ekologickým rizikům spojeným s některými systémy používajícími ať už chladící látku nebo vodu. Obě použité úsporné strategie chlazení maximálně využívají místní klimatické podmínky, aby během roku dosáhly nejúčinnějšího a nejefektivnějšího chlazení.

Řešení za pět minut dvanáct

Podle výzkumné agentury Gartner musí až 70 % z tisíce největších světových firem v příštích letech svá datová centra zásadně modernizovat a bude zapotřebí, aby se soustředily především na energetickou účinnost jejich provozu a chlazení. „S tím, jak cena energie poroste, bude muset management firem sledovat spotřebu ještě pozorněji," říká Ivan Hábovčík. „Zatím ještě ne všechny firmy mají motivaci pravidelně investovat do nových a zároveň úspornějších zařízení," dodává „Proto je pro manažery životní nutností mnohem podrobněji analyzovat spotřebu v této oblasti. Bohužel zatím řada serveroven a datacenter má obrovské rezervy především v chlazení či zálohovaném napájení.".

Obr. 1: Celkový pohled na exteriér datového centra s řešením EcoBreeze společnosti APC by Schneider Electric.

Obr. 2: Při sestavování modulů musí být dodrženy povinné odstupy – 1,2 metru na konci rámu a 2,4 metru mezi systémy.

Obr. 3: Detail modulárního chladícího zařízení EcoBreeze.

Obr 4: Horký vzduch stoupá ke stropu a je nasáván do vratného potrubního vedení.

Obr 5: K přesunu vzduchu potřebuje chladící modul pouze sílu ventilátoru. Chladný vzduch prochází vně průduchů tepelného výměníku a chladí tak horký vzduch proudící uvnitř.

O APC ze skupiny Schneider Electric

APC by Schneider Electric je přední světový dodavatel služeb i produktů pro záložní napájení a chlazení datových center i výpočetní techniky určené kancelářím a domácnostem.

Původní společnost APC získala v roce 2007 společnost Schneider Electric a spojila ji s firmou MGE UPS Systems.

APC by Schneider Electric v hlavním výrobním programu nabízí nepřerušitelné záložní zdroje UPS, jednotky přesného chlazení, racky a software pro navrhování i správu řešení vhodných do velkých, středních i malých institucí a firem. APC by Schneider Electric dodává také InfraStruXure - flexibilní architekturu, která integruje napájení, chlazení a správu datových center. Společnost disponuje rozsáhlou servisní sítí a každoročně vynakládá značné finanční prostředky na výzkum a vývoj.

Více informací na www.apc.com

O společnosti Schneider Electric

Společnost Schneider Electric, globální specialista na energetický management, podniká ve více než 100 zemí. Nabízí integrovaná řešení v různých segmentech trhu. Zaujímá přední pozici v oblastech správy energie a infrastruktury, automatizovaných systémů pro budovy, datová centra a sítě. Silnou pozici zaujímá také v oblasti domovních elektroinstalací.

Firma má více než 100 000 zaměstnanců. V roce 2010 dosáhla obratu 19,6 miliardy eur.

Více informací na www.schneider-electric.com

(tz)