In datacenters wordt veel aandacht besteed aan het optimaliseren en de energie-efficiëntie van de koelsystemen. Servers produceren warmte, en die moet worden afgevoerd. Kun je dat duurzamer doen, dan boek je enorme winst. En dat is precies wat de MIXIT-oplossing van Grundfos doet.
Op de High Tech Campus in Eindhoven is een van de datacenters van NorthC gevestigd. NorthC heeft meer dan 10 datacenters verspreid over heel Nederland, en meerdere locaties in Duitsland en Zwitserland. In het datacenter op de High Tech Campus vertelt CTO Ronald van den Bosch ons over de toepassing van de MIXIT van Grundfos en hoe die past bij de duurzaamheidsgedachte van NorthC. “Bij een datacenter wordt enorm veel warmte geproduceerd. Wij zijn al langer bezig met de mogelijkheden om deze warmte via warmteuitwisseling nuttig in te zetten. Bij onze locatie in Rotterdam bijvoorbeeld, wordt in de toekomst met behulp van een warmte-koude-opslag, een WKO, de verwarming van 10.000 woningen deels verzorgd met de restwarmte. Maar waar het aanbod vanuit het datacenter het hele jaar door gelijk is, is de behoefte van de woningen dat natuurlijk niet. Daarom heb je een flinke buffer nodig.”
CO₂-neutral in 2030
NorthC heeft de ambitie om in 2030 CO2-neutraal te opereren. Daarvoor is een aantal pijlers gedefinieerd: Groene waterstof, groene energie, hergebruik restwarmte, artificial intelligence en modulair bouwen.
Groene waterstof zorgt voor een vermindering van de CO2-uitstoot van de noodstroomvoorzieningen. De locatie in Groningen en het tweede datacenter in Eindhoven zijn hier al mee uitgerust. Bovendien draaien alle datacenters van het bedrijf volledig op groene energie en is ieder nieuw datacenter voorbereid op het delen van restwarmte. Met artificial intelligence worden de condities in de ruimtes bewaakt voor optimale controle en verbruik, terwijl met AI-pilots de inrichting en koeling verder worden geoptimaliseerd. En de methode modulair bouwen zorgt ervoor dat faciliteiten alleen worden gebouwd wanneer ze nodig zijn om de capaciteit uit te breiden.
Chipkoeling
“Bij dit datacenter hebben we voor het eerst gewerkt met chipkoeling met behulp van koelwater”, vertelt Van den Bosch. “De energiedichtheid van chips wordt steeds groter, met bijbehorende hoge temperaturen tot wel 70 °C. Dat vraagt om een zo efficiënt mogelijke koeling. Dat gebeurt met een koelblokje op iedere chip. Het koelwater wordt met behulp van slangetjes door de server heen verplaatst om de warmte van de bron weg te voeren. Hierbij wisselt de temperatuur heel snel en heel sterk. De MIXIT reageert met een hele hoge snelheid en met een hele hoge nauwkeurigheid. De effectiviteit en de efficiëntie zijn enorm en je ziet dan ook steeds meer een verschuiving van luchtkoeling naar vloeistofkoeling. Door de steeds groeiende vermogens groeit ook de warmteontwikkeling.
Met water kun je vier keer zoveel energie afvoeren als met lucht. Alleen met olie kun je nog meer, nog veel meer zelfs, afvoeren. Dan spreek je over immersion koeling, waarbij servers worden ondergedompeld in niet-geleidende vloeistof. Maar daarvoor moet je de infrastructuur aanpassen, terwijl je vloeistofkoeling op de chip kunt integreren in bestaande architectuur.”
V.l.n.r.: Nico Verdonck en Ronald van den Bosch
Van nieuw product tot proof of concept
De partij die de technische installaties van de datacenters van NorthC verzorgt is de firma Hamer, waarmee Grundfos een partnerschap heeft. Verdonck vertelt dat er een nauwe samenwerking was bij de uitwerking van het proof of concept en dat de afstemming vooraf belangrijk is. De kwaliteit van Grundfos was bekend bij NorthC, maar de aanpak tijdens het voortraject van de eerste MIXIT toepassing weet Van den Bosch zeer te waarderen. “Er is intensief samengewerkt om het geheel zo te krijgen als wij het graag wilden. Daarbij heeft Grundfos ook echt een belangrijke rol gespeeld. Als je een nieuw product gaat toepassen voor een dergelijke belangrijke functie, dan moet je samen goed kijken dat het doet wat het moet doen, op de manier waarop je dat van tevoren met elkaar hebt bedacht. En dat zie je niet bij alle leveranciers, dat ze dan ook echt meedenken. Grundfos heeft de verantwoordelijkheid genomen zodat wij onze belofte naar onze klanten waar kunnen maken.”
Chipkoeling moet snel reageren en de temperaturen worden hoger dan bij normale koeling. We hebben nu met de MIXIT een systeem waar we geen omkijken naar hebben, het is een zorgeloos systeem en het regelt optimaal.
De drie partijen brachten ieder hun achtergrond en expertise in bij het valideren van het systeem. “In 2021 is het project gaan rollen en medio 2022 opgeleverd. We zijn nu bijna drie jaar verder en het draait probleemloos”, stelt de blije opdrachtgever. “Ik vind het benoemenswaardig dat het geheel geen tot weinig onderhoud behoeft en dat de MIXIT heel betrouwbaar functioneert.”
Standaardisatie
Ook op het aspect van modulair bouwen levert de MIXIT een belangrijke bijdrage door de standaardisatie van de oplossing. Van den Bosch: “We laten dergelijke complete (skid-) modules bouwen bij de installateur die we vervolgens kant en klaar transporteren naar de gewenste locatie. De installateur regelt ook alle componenten en voorzieningen zoals de aansluiting op (nood-)stroom, de pompsets en sensoren. Afhankelijk van de benodigde capaciteit leveren we een aantal skids met ieder een vast vermogen. Soms wijzigen de specificaties licht, afhankelijk van de locatie en de wensen van de klant. Maar dat je met gestandaardiseerde modules werkt, is ook heel efficiënt voor het onderhoud en levert tegelijkertijd een bijdrage aan het verlagen van onze carbon footprint, want het scheelt veel engineering, maakt het bouwen efficiënter en vraagt minder logistieke bewegingen. Voor een greenfieldlocatie, waar we een volledig nieuw datacenter bouwen, is de bouwtijd zo’n dertien maanden. Dat is heel kort. Natuurlijk moet je dan wel de vergunning al hebben, en, op dit moment vaak de grootste uitdaging, de stroomvoorziening. Als het gaat om het upgraden of integreren in een bestaande locatie, dan kunnen we met zes tot twaalf maanden uit de voeten.
Vooruit blijven denken
Door de groeiende performance van chips wordt vloeistofkoeling steeds belangrijker, ziet Van den Bosch. “We blijven vooruit denken, altijd one-step-ahead. De trend is 6kW, 10kW en zelfs meer, in uitzonderlijke gevallen tientallen kiloWatten per rack. Chipkoeling moet snel reageren en de temperaturen worden hoger dan bij normale koeling. We hebben nu met de MIXIT een systeem waar we geen omkijken naar hebben, het is een zorgeloos systeem en het regelt optimaal.”