Konesalien lämpö hyötykäyttöön

Palvelimien käyttäminen edellyttää niiden jäähdyttämistä. Datakeskusten ja konesalien jäähdyttämisestä syntyy siis merkittävä määrä hukkalämpöä. Sitä voitaisiin hyödyntää nykyistä enemmän.

Teksti Dakota Lavento   Kuvat Rittal

Arvioiden mukaan datakeskukset ja konesalien osuus maailmanlaajuisesta sähkönkulutuksesta on noin 1–2 prosenttia. Sähkö on datakeskusten suurin yksittäinen kuluerä.

Suomessa sijaitsevien datakeskusten kokonaiskulutus ei ole tiedossa eikä itse asiassa niiden tarkka lukumääräkään. ”Yli puolen megawatin datakeskuksia maassamme on ehkä parikymmentä. Lisäksi yrityksillä on pienempiä konesaleja, joiden sähkönkulutus jää alle sadan kilowatin. Niitä datakeskuksista on valtaosa”, Suomen datakeskustoimijoiden yhdistyksen (FDCF) hallituksen jäsen, Rittal Oy:n IT-ratkaisujen myyntijohtaja Mikko Aho kertoo.

Uusien suurten datakeskusten tulosta Suomeen uutisoidaan näyttävästi, mutta Ahon mukaan vahvistuva trendi on laskentatehon hajauttaminen. ”Tällaiset reunalaskentayksiköt voivat tarkoittaa yhtä räkkikaapillista palvelimia esimerkiksi elintarvikeliikkeen tiloissa. Niitä perustetaan, koska 5G mahdollistaa laskentakapasiteetiltaan entistä nopeampia palveluja.”

Jo nykyisellään datakeskusten ja konesalien kokonaissähkönkulutus nousee Suomenkin tasolla Ahon arvioiden mukaan 500 megawattiin. Microsoftin uusien, Espooseen, Kirkkonummelle ja Vihtiin rakentamien suurten datakeskusten myötä sähkönkulutus kasvaa merkittävästi.

”Alan trendi on laskentatehon hajauttaminen reunalaskentakeskuksia perustamalla”, Rittal Oy:n IT-ratkaisujen myyntijohtaja Mikko Aho kertoo.

Runsaasti lämpöpotentiaalia

”IT-laitteille, servereille, tallennuslaitteille ja kytkimiin syötettävä sähkö muuttuu lämpöenergiaksi”, Rittal Oy:n IT-ratkaisujen myyntipäällikkö Vesa Tarvainen huomauttaa. Palvelimien käyttäminen edellyttää niiden jäähdyttämistä. Datakeskusten ja konesalien jäähdyttämisestä syntyy siis merkittävä määrä hukkalämpöä.

Tarvainen kertoo, että osassa suurista datakeskuksista hukkalämpölämpö otetaan talteen, mutta pienemmissä tilanne ei ole yhtä hyvä. Hukkalämmön hyödyntäminen on ollut houkuttelevaa pääkaupunkiseudulla ja suuremmissa kaupungeissa. Pienissä kaupungeissa suurten datakeskusten tuottamalle ylijäämälämmölle ei välttämättä ole tarpeeksi käyttöä.

Osa datakeskuksista sijaitsee hukkalämmön hyödyntämisen kannalta liian kaukana kaukolämpöverkosta. Joskus hyödyntämisen estävät kaukolämpöverkon ominaisuudet.

Hukkalämmön hyödyntäminen ei ole aikaisemmin välttämättä motivoinut energiayhtiöitä. Polttamiseen perustuvilla voimaloilla on tuotettu sekä kaukolämpöä että sähköä. ”Energiayhtiöillä ei ole ollut kannustinta ylijäämälämmön keräämiseen ainakaan keskisuurista ja sitä pienemmistä datakeskuksista”, Tarvainen huomauttaa.

Energiayhtiöiden ansaintamallin muutosten myötä tilanne on nykyisin hyvin toisenlainen. Kun sähköä tuotetaan yhä enemmän uusiutuvalla energialla, kaikki ylijäämälämpö kannattaa hyödyntää.

”Datakeskusten ja konesalien hukkalämmön hyödyntämisestä on tullut kannattavaa”, Rittal Oy:n IT-ratkaisujen myyntipäällikkö Vesa Tarvainen korostaa

Kaukolämpöön tarvitaan lämpöpumppuja

Datakeskuksista talteen saatava hukkalämpö on maksimissaan noin +35-asteista. Varsinkin talviaikaan kaukolämpöverkkoon tarvitaan noin sata-asteista vettä. Lämpötilan nostamiseen tarvitaan lämpöpumppuja. Sen jälkeen lämpöenergia voidaan hyödyntää joko kiinteistön sisäisessä lämpöverkossa, alue- tai kaukolämpöverkossa.

Jos lämpöenergia voidaan hyödyntää suoraan kiinteistössä tai vaikka alueellisessa lähiverkossa, hukkalämmön lämpötilaa ei tarvitse nostaa kaukolämpöverkon vaatimalle tasolla. Energiataloudellisesti se on parempi vaihtoehto.

Joissakin konesaleissa jäähdytys toteutetaan kaukokylmällä. Konesaliasiakas ostaa kaukokylmää ja lauhduttaa hukkalämmön kaukokylmäverkkoon. Hukkalämmön hyödyntäminen jää energiayhtiön vastuulle.

Tarvainen sanoo, että kaukolämpösovellukset ovat parempi vaihtoehto. ”Kaukokylmäverkossa datakeskukset ovat kylmän ostajia, mutta kaukolämpöverkossa ne voivat olla lämmön myyjiä, eräänlaisia pieniä voimalaitoksia, jotka tuottavat lämpöenergiaa yhteiskunnan käytettäväksi.”

Energian hukkaaminen ei enää perusteltua

Datakeskuksen hukkalämpö lauhdutetaan taivaalle vedenjäähdytinlaitteiston avulla. Hukkalämmön hyödyntämistä varten tarvittavat lämpöpumppulaitteistot ovat selvästi vedenjäähdyttimiä kalliimpia. Lisäksi tarvitaan putkitöitä ja liitokset kauko- tai lähilämpöverkkoon.

”Investointi maksaa, mutta hukkalämmön hyödyntäminen joko säästää kiinteistön ostoenergiaa tai tuo lämpöverkkoon myytynä tuloja”, Tarvainen muistuttaa.

Tarvainen sanoo, että suuremmissa datakeskuksissa tarvittava panostus on hyvin pieni liiketoimintaan verrattuna, mutta niin on myös energian myynnistä saatava tuotto.

Suurempi merkitys hukkalämmön talteenoton aloittamisella on datakeskuksen imagolle. ”Energian hukkaaminen taivaalle ei ole oikein enää perusteltavissa”, Tarvainen huomauttaa.

Talteenotto etenee

”Uusiutuvaa energiaa käyttävä datakeskus on loistava lähde ympäröivässä yhteiskuntarakenteessa tarvittavalle lämmölle”, Aho korostaa.

Rittal on suunnitellut Seinäjoelle ”maailman energiatehokkainta datakeskusta” yhdessä paikallinen energiayhtiön kanssa. Kaikki datakeskuksen laitteistot on suunniteltu hyödyntämään uusiutuvaa energiaa maksimaalisesti.

Microsoftin Suomeen suunnitelluissa datakeskushankkeissa hukkalämmön talteenotto on vahvasti mukana. Siksi datakeskukset rakennetaankin Fortumin kaukolämpöverkon lähelle.

Fortum kiihdyttää vauhtia kaukolämpöhankkeissa

Sähkölautan akusto vaatii tehokkaan jäähdytyksen

Hypermarket vaihtaa kaukolämmön lämpöpumppuihin