Datakeskusten jäähdytys lämmittää suomalaisia koteja

Miten tuottaa mahdollisimman paljon hyödykkeitä mahdollisimman vähäisillä resursseilla? Tämä sama kysymys vallitsee teollisuutta alasta riippumatta, eivätkä datakeskukset tee tähän poikkeusta. Toki tällöin fyysisten tuotteiden sijaan pyritään maksimoimaan laskentakapasiteetti ja pääasiallisena resurssina toimii energia.

Datakeskukset käyttävät paljon energiaa laskentatehon maksimoimiseen. Tuo energia ei kuitenkaan katoa prosessissa, vaan muuttuu datasaleissa lämmöksi. Tätä lämpöä puolestaan pyritään jäähdyttämällä vähentämään, jotta datasali pysyy toiminnassa. Tässä kohtaa iso kysymys onkin, mihin tuo datakeskuksen jäähdytyksessä syntyvä hukkalämpö käytetään?

Yleisimmät datasalijäähdytyksen toteutustavat

• Ilmajäähdytys
• Vapaajäähdytys
• Nestejäähdytys

Suomessa on jo 1950-luvulta kehitetty verkostoa, joka mahdollistaa lämpöenergian siirtämisen paikasta A paikkaan B suhteellisen energiatehokkaasti. Se, ja pohjoismaisen ilmastomme luoma kiinteistöjen lämmitystarve tekevät meistä houkuttelevan kohteen useille datakeskushankkeille.

Datakeskuksen jäähdytyksen hukkalämmön hyödyntäminen on laissa säädetty velvoite

Datakeskuksen, jonka kokonaisteho on yli 1 MW, hukkalämpöä on hyödynnettävä. Mikäli olemassa olevan datakeskuksen hukkalämpöä ei hyödynnetä millään tavalla, tulee datakeskuksen ylläpitäjän osoittaa kustannus-hyötyanalyysillä, ettei hyödyntäminen ole teknisesti tai taloudellisesti toteutettavissa.

Nämä ovat EU:n Energiatehokkuusdirektiivin asettamia velvoitteita, ja ne toistuvat myös Suomen Energiatehokkuuslaissa. Se, millä tavoin datakeskuksen jäähdytyksessä syntyvä hukkalämpö hyödynnetään, jää datakeskuksen ylläpitäjän vastuulle.

Datakeskusten hukkalämmön hyödyntämisen velvoitteisiin voi tutustua tarkemmin Energiaviraston sivuilla.

Lämpöpumpputekniikan hyödyt datasalien jäähdytyksessä

Lämpöpumput mahdollistavat sen datasalien jäähdytyksessä syntyvän energian tehokkaan hyödyntämisen. Käytännössä esimerkiksi nestejäähdytyksessä syntyvää hukkalämpöä voidaan lämpöpumpuilla jalostaa korkeampaan lämpötilaan, jolloin sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi kaukolämpöverkossa.

Datakeskuksille jäähdytyksessä syntyvän hukkalämmön hyödyntäminen mahdollistaa tehokkaamman jäähdytyksen, pienentää hiilidioksidipäästöjä sekä parantaa toimintavarmuutta.

”Samalla datakeskustoimijat voivat edesauttaa fossiilisten polttoaineiden vähentämistä energiayhtiöiden lämmöntuotannossa”, kertoo Petri Vuori Calefalta.

Suomalainen kaukolämpöverkosto houkuttelee kansainvälisesti

Datakeskuksen jäähdytyksessä syntyvästä hukkalämmöstä voidaan saada vuositasolla merkittävä määrä energiaa: 4 MW jäähdytysteholla syntyy jopa 5 MW kokonaislämpötehoa. Se vastaa jo merkittävää osaa pienen kaupungin kaukolämmöntarpeesta.

”Datakeskusten jäähdytyksessä talteen otettava lämpöenergia voi muodostua merkittäväksi resurssiksi tulevaisuuden lämmöntuotannossa”, arvioi Vuori.

Vuoren mukaan erityisesti Suomi on erityisen kiinnostava kohde erilaisille kansainvälisillekin datakeskushankkeille, sillä täällä jäähdytyksessä syntyvä hukkalämpö voidaan ohjata käyttöön erittäin kattavan kaukolämpöverkoston avulla.

”Suomesta löytyy sekä infrastruktuuri että ilmaston asettama tarve lämpöenergian hyödyntämiselle”, hän tiivistää.

Calefa toiminut jo pitkään datakeskusten jäähdytyksen parissa

Sitä mukaa kun datasalien koko Suomessa on suurentunut, myös Calefan toteutukset jäähdytyksen hukkalämmön hyödyntämisessä ovat tehoiltaan kasvaneet. Tällä hetkellä suurin projektitoteutus löytyy Seinäjoelta, missä AmbiHeat-lämpöpumppujärjestelmä jalostaa MinersLoopin datakeskuksesta kaukolämpöä Seinäjoen Energian kaukolämpöverkkoon.

MinersLoopin kohteessa kokonaisratkaisun jäähdytysteho on 4 MW, ja lämpöpumppulaitoksen kokonaislämpöteho 5 MW. Asteittain laajennetun laitoksen hyötysuhde ylittää jopa COP-arvon 5.

”Lämpöpumppumoduulien kokoa voidaan sopeuttaa jäähdytyksen tarpeeseen ja moduulien määrää voidaan myös asteittain kasvattaa jäähdytystarpeen laskentatehon myötä kasvaessa”, kertoo Vuori Calefalta.

MinersLoopin datakeskushanke ei ollut toki Calefan ensimmäinen datakeskuksen jäähdytykseen ja hukkalämmön talteenottoon liittynyt hanke.

Aikaisemmat hankkeet Bittigurun, Nivoksen sekä Vatajankosken kanssa niin ikään mahdollistavat jäähdytyksen hukkalämmön hyödyntämisen lähikiinteistöjen lämmityksessä sekä kaukolämpöverkossa. Toteutusten koko on vaihdellut tällä hetkellä sadoista kilowateista noin 10 MW:iin. Kaikkia yhdistää kuitenkin modulaarinen AmbiHeat-lämpöpumppulaitos.

”Olemme useiden hankkeiden myötä oppineet, että onnistuneelle toteutukselle yhteistyö paikallisen energiayhtiön ja datakeskustoimijan välillä on elintärkeää jo heti datakeskuksen sijainnin suunnittelusta alkaen. Tällöin datakeskuksella voidaan tuottaa lämpöenergiaa esimerkiksi kaukolämpöverkon latva-alueille”, Vuori kertoo.

Modulaarisuus datakeskuksen jäähdytyksen avaintekijänä

Tällöin myös jäähdytyksessä syntyvän hukkalämmön määrä lisääntyy. Calefan AmbiHeat-järjestelmän modulaarisuus mahdollistaa, että myös hukkalämmön hyödyntämiskapasiteettia voidaan kasvattaa samassa suhteessa.

”Modulaarista kokonaisuutta on helppo jatkaa uusilla moduuleilla ja näin kasvattaa lämpöpumppulaitoksen kokoa ja tehoa”, Vuori havainnollistaa.

Calefalla datakeskuksen asteittainen laskentatehon kasvaminen otetaan huomioon jo lämpöpumppujärjestelmän suunnitteluvaiheessa. Näin datakeskuksen jäähdytys voidaan järjestää teknistaloudellisesta näkökulmasta mahdollisimman tehokkaaksi.

5 syytä valita Calefa datakeskuksen hukkalämmön hyödyntämiseen

1. Datakeskusten jäähdytyksen hukkalämpö voidaan hyödyntää AmbiHeat-laitoksella erinomaisella hyötysuhteella.
2. AmbiHeat-laitoksen ainutlaatuinen moduulirakenne mahdollistaa ratkaisun asteittaisen suurentamisen laskentatehon tai jäähdytystarpeen kasvaessa.
3. Calefa on kansainvälisesti tunnustettu hukkalämmön hyödyntämisen ja lämpöpupputekniikan asiantuntija, joka tarjoaa ratkaisut kokonaistoimituksina ja asiakkaan tarpeet huomioon ottaen.
4. Calefan datakeskuksille suunnattuja ratkaisuja voidaan soveltaa ympäri Suomen eli siellä, missä datakeskukselle löytyy kustannustehokkain sijoituspaikka.
5. Calefa tuntee suomalaisen energiakentän toimijat, ja on tottunut toimimaan yhteistyössä paikallisten energiayhtiöiden kanssa.