Datacenter met nul gram koudemiddel

Het datacenter van het UMCG Groningen is de spil in het prestigieuze Lifelines programma. (koppeling verdieping) Op financieel gebied was er niet zo zeer sprake van een business case, aangezien het een universitair onderzoekscentrum betreft, dat geen geld hoeft te verdienen. Toch is er door de technische partijen goed gekeken hoe techniek de kosten en energieverbruik van het datacenter zou kunnen beperken. Koeling is bij datacenters altijd een belangrijk onderwerp. Henk Winters van system integrator Deerns ontwikkelde een innovatie waarbij met gebruik van lucht en water efficiënte koeling plaatsvindt, zogenoemde adiabatische koeling. (koppeling techniek) Er is zelfs helemaal geen sprake meer van mechanische koeling. “We hebben een datacenter met nul gram koudemiddel, dat is uniek”, zegt Stephan Hamm, adviseur technisch beleid namens het UMCG, trots. Bij datacenters wordt vaak gekeken naar de ‘power usage effectiveness’, pue, die wordt berekend door de totale energie van het gebouw te delen door de energie van de IT. Hoe lager het getal, hoe duurzamer het gebouw. Voor het datacenter van het UMCG is de pue berekend op 1.12, extreem laag, aangezien 1.3 voor datacenters normaal is. Om de kosten verder in de hand te houden is gebruik gemaakt van een modulaire aanpak, waarbij de installaties van het nieuwe datacenter opgeschaald kunnen worden op het moment dat dat nodig is. De helft van het datacenter staat dus nog leeg. Het datacenter is gebouwd voor 400 kilowatt IT load, met doorgroeimogelijkheid naar 1 megawatt.

Veiligheidseisen vertalen in automatisering

Het UMCG besloot tijdens het traject te gaan voor een TÜV-certificering, met name vanwege een hoge prioriteit op het gebied van security van de data (Koppeling technisch). Stephan Hamm van het UMCG legt uit welke invloed dit had. “Van bouw tot en met bedrijfsvoering is meegekeken om te zorgen dat hacken onmogelijk wordt. TÜV sprak ons aan omdat ze kijken naar het totaalpakket, tot en met exploitatie en bedrijfsvoering. Middels een ethische hacker, een white hat, werd het GBS van het UMCG getest. De voorwaarden van de certificering brachten enige breinbrekers met zich mee. Henk Winters van Deerns: “Voor de certificering was het niet veilig genoeg om het gebouwbeheersysteem één op één te koppelen aan het systeem van het UMCG. Wanneer het systeem van het UMCG wordt gekraakt, zou direct ook die van het datacenter gekraakt zijn. Daarom is gekozen met een modbus te werken die is ingesteld op read only. Op afstand kan gecontroleerd worden wat er gebeurt, maar om iets te veranderen in de software of het systeem moet men echt op locatie zijn.” Er moest bij wijze van spreken een stap terug in de tijd worden gedaan. In de regelkast is een aparte DDC controller opgenomen van Johnson Controls, die stand alone gaat draaien. Via een netwerk integration engine, die de harde digitale en analoge gegevens weergeeft, is daar toch nog zicht op gehouden.

Duurzame koeling middels waterdamp

Eisen op het gebied van security zorgden voor een technische uitdaging. Peter de Vor van Johnson Controls: “We moesten inperken met moderne technieken omwille van security. Met gebouwautomatisering wil je openheid creëren via datacommunicatie en protocollen, zodat koppelen van informatie heel makkelijk is. Maar met de boze buitenwereld op de loer, kan die openheid in je nadeel zijn. Dan moet je rigoureuze en inventieve maatregelen nemen; stand alone bouwen (koppeling organisatorisch) en op een veilige manier informatie inlezen.” Naast security was duurzaamheid een tweede belangrijke eis van het UMCG. Dat vereiste een dosis creativiteit bij system integrator Deerns, wat resulteerde in het gepatenteerd ‘Green Cooling for Data Centres’-concept, een unieke methode van adiabatische koeling. Adiabatisch wil zeggen, koeling op basis van directe verdamping van water. Water in een datacenter is vloeken in de kerk, maar het water blijkt dan ook buiten het datacenter te blijven. Henk Winters van Deerns: “Met een gewone kruisstroomwisselaar haal je buitenlucht naar binnen die energie uitwisselt met de lucht die retour naar buiten gaat. Dat doen we hier dus niet. De energie-uitwisseling vindt plaats via de platenwisselaar. Die wordt van buiten vochtig gemaakt. Door de luchtstroom van de buitenlucht verdampt het water, waardoor de lucht afkoelt. Die buitenlucht komt het gebouw niet in, maar de koude wel.” Op deze wijze is bereikt dat er helemaal geen sprake meer is van mechanische koeling, een enorme stap in energie efficiëntie. Met als gevolg een enorm duurzame pue-waarde (koppeling economisch).

Lifelines programma UMCG

Omdat het UMCG zich in de binnenstad bevindt en geen plaats biedt voor een datacenter, is gebruik gemaakt van een stuk grond op het industrieterrein Eemspoort, Zuid-Groningen, luttele kilometers van het UMCG. Daar bevindt zich al het logistiek centrum en sinds kort de LifeStore van het onderzoeksporgramma LifeLines van het UMCG. In de LifeStore worden sinds april dit jaar bij een temperatuur van -80 graden zo’n acht miljoen samples met bloed en urine opgeslagen in 180 grote vriezers. Dit is materiaal van onderzoekspersonen die over een periode van tientallen jaren worden gevolgd, waardoor men veel nieuwe informatie omtrent ziekte en gezondheid verwacht te ontdekken. Onder andere de data die bij dit megaproject komt kijken, gaat beheerd worden in het nieuwe datacenter. Voor deze vriezerfaciliteit ter grootte van een kleine sporthal deed ingenieursbureau Deerns, naast het ontwerp van de gebouwgebonden installaties, het advies over de automatisering van het gebouw. “Het was dan ook een logisch voortvloeien uit die samenwerking om ook voor het datacenter een beroep op Deerns te doen”, aldus Stephan Hamm. Het werd voor Deerns geen routineklusje. De eisen van het UMCG veroorzaakten de nodige hoofdbrekers (koppeling technisch), onorthodoxe oplossingen en uiteindelijk zelfs een gepatenteerd ontwerp. Op het gebied van veiligheid en duurzaamheid werden hoge eisen gesteld. Zowel veiligheid als duurzaamheid zijn tekenen des tijds en dit maakt het datacenter in Groningen in zekere zin een voorbeeld van een nieuwe generatie datacenters. Eind 2015 werd het datacenter officieel geopend. Of beter gezegd, gesloten, want er is veel in het werk gezet om de data zo goed mogelijk af te schermen van de buitenwereld.

 

BETROKKEN PARTIJEN

Deerns
Fleminglaan 10
2289 CP Rijswijk
T.
Johnson Controls
Pieter Zeemanweg 16
3316 GZ Dordrecht
T.
UMCG Groningen
Hanzeplein 1
9713 GZ Groningen
T.

Het algemene artikel is eerder verschenen in de Bouw+Uitvoering nummer 3, 2015. Voor het artikel op de site van Bouw+Uitvoering klik hier.