Konesalijäähdytyksen tehontarpeen määrittäminen

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli määritellä datakeskuksen jäähdytysjärjestelmän tehontarve ja kylmälaitoksen hyötysuhde. Työssä selvitettiin myös eri osa-alueiden osuudet jäähdytysjärjestelmän kokonaistehontarpeesta. Työn kohteena toimi Suomessa sijaitseva datakeskus.

Datakeskuksen kylmälaitoksen ja konesaleja palvelevien jäähdytyslaitteiden virrankulutuksia selvitettiin kenttämittauksin. Mittaukset suoritettiin laitteiden kytkennän alkupäistä, jolloin kaikki mahdolliset häviöt saatiin mukaan laskelmiin. Kenttämittausten kautta saatujen tietojen perusteella suoritettiin teholaskelmat, joiden tulokset jaettiin osa-alueittain tuotannon, konesalien sekä tukitoimintojen kesken. Tulosten pohjalta laskettiin myös kylmälaitoksen hetkellinen hyötysuhde.

Työn tulosten avulla voidaan tarkastella, tehostaa ja optimoida datakeskuksen jäähdytyksen toimintaa. Tuloksia voidaan käyttää myös suuntaa antavina pohjatietoina tulevissa saneeraus- ja investointipäätöksissä.

Työ osoittaa että datakeskuksen jäähdytyksen kokonaistehontarpeesta suurin osa, eli noin 74 % muodostuu kylmälaitoksen tuotantolaitteiden ottotehosta. Jakelun ja salien jäähdytyksen osuus on noin 20 % ja pääprosessia tukevien jäähdytystoimintojen osuus noin 6 % kokonaistehontarpeesta. Tuloksista voidaan päätellä, että tuotannon tehostamiseen ja optimointiin panostaminen on tehokkain tapa saada aikaan säästöjä sekä energiankulutuksessa että käyttökustannuksissa. Laitteita uusimalla ja vaihtamalla hyötysuhteeltaan parempiin laitteisiin, voidaan pudottaa kulutusta ja kustannuksia jokaisella jäähdytyksen osa-alueella.

The purpose of the thesis was to study the power usage of the cooling system of the data center and the efficiency rate of the cooling facility. In the study the shares of different sectors of the total power consumption of the cooling system were clarified. The data center located in Finland served as the target of the work.

The power consumption of the cooling system and refrigerating devices was clarified with field measurements. The measurements were performed from the switch cabinets to cover all the possible current losses. The power consumption of the devices was calculated through the results of the current measurements. The power consumption was then divided between the different sectors of the whole cooling system. Also the coefficient of performance (COP) was calculated based on the results from the power calculations.

The results of the thesis can be used to analyze the performance and efficiency of the cooling system and to optimize and rationalize the process. The results can also be used as a basis for future renovations and investments.

The study shows that the production end devices, such as water coolers, use the majority of the power of the cooling system i.e. about 74 % of the whole power usage. The share of distribution and refrigeration is 20 % and the devices supporting the main process use 6 % of the whole power usage. The results demonstrate that the best way of making the system more efficient and cost-effective, is to rationalize the production devices, such as water coolers and pumps. By investing in devices with better efficiency rate some savings can be achieved in every sector of the cooling system.