NL2032653B1 - Koelwatersysteem voor een datacenter - Google Patents
Koelwatersysteem voor een datacenter Download PDFInfo
- Publication number
- NL2032653B1 NL2032653B1 NL2032653A NL2032653A NL2032653B1 NL 2032653 B1 NL2032653 B1 NL 2032653B1 NL 2032653 A NL2032653 A NL 2032653A NL 2032653 A NL2032653 A NL 2032653A NL 2032653 B1 NL2032653 B1 NL 2032653B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- water
- cooling
- data center
- storage
- transport
- Prior art date
Links
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 title claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 212
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- 230000005791 algae growth Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20763—Liquid cooling without phase change
- H05K7/2079—Liquid cooling without phase change within rooms for removing heat from cabinets
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/208—Liquid cooling with phase change
- H05K7/20827—Liquid cooling with phase change within rooms for removing heat from cabinets, e.g. air conditioning devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Sewage (AREA)
Abstract
Koelwatersysteem voor een datacenter, omvattende een opvanginrichting voor het opvangen van water, zoals regenwater, nabij het datacenter (bijvoorbeeld op het datacenter zelf, of op een nabijgelegen locatie, zoals een terrein of gebouw), een wateropslag voor het opslaan van water, een waterzuiveringsinrichting, en een watertransportinrichting die in vloeistofverbinding staat met de opvanginrichting, de waterzuiveringsinrichting, de ondergrondse wateropslag, en een koelsysteem van het datacenter, waarbij de watertransportinrichting vloeistoftransportmiddelen omvat die zijn ingericht voor het uitvoeren van een eerste transportstap en een tweede transportstap, de eerste transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de opvanginrichting naar de wateropslag, en de tweede transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de wateropslag, via de waterzuiveringsinrichting, naar een waterinlaat van het koelsysteem van het datacenter.
Description
KOELWATERSYSTEEM VOOR EEN DATACENTER
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een koelwatersysteem voor een datacenter, alsook een werkwijze voor het koelen van een datacenter.
Datacenters zijn faciliteiten waar ICT-apparatuur wordt ondergebracht, bijvoorbeeld om digitale informatie op te slaan en computerberekeningen te kunnen uitvoeren, bijvoorbeeld op servers.
Bedrijven die grote hoeveelheden data van klanten verwerken bouwen geregeld datacenters van groot formaat, waarin grote hoeveelheden van dergelijke ICT-apparatuur kunnen worden gehuisvest. De apparatuur in een datacenter genereert warmte door de processen die door de apparatuur worden uitgevoerd, waardoor een datacenter met diens hoge dichtheid aan apparatuur cen significant koelingsbehoefte kan hebben. Koeling voor de datacenters kan worden voorzien door geleiding middels gassen, zoals buitenlucht in het geval van datacenters in gematigde klimaten, en/of vloeistoffen, zoals koelolie en water. In datacenters die zijn gevestigd op plaatsen met wisselende seizoenen is de koelingsbehoefte in de zomer vaak hoger dan in bijvoorbeeld de winter. Derhalve is het verbruik van de koelingsinstallaties van een datacenter vaak hoger in de zomer, en wordt daarvoor bijvoorbeeld meer water en/of elektriciteit verbruikt.
Een nadeel van datacenters die, onder andere. gebruik maken van water voor hun koelingsbehoefte is dat deze vaak grotere hoeveelheden water gebruiken op momenten waarop water schaarser is, zoals gedurende warme en droge periodes in de zomer. Gezien de relatief grote omvang van moderne datacenters kan de waterbehoefte daarvan een significant effect hebben op de leveringscapaciteit van waterleveranciers en/of waterstanden in de omgeving van het datacenter. In bijzondere gevallen kan het zelfs zo zijn dat waterlevering aan een datacenter moet worden stopgezet om levering van drinkwater niet in het gedrang te laten komen, waardoor de apparatuur van het datacenter schade kan oplopen en/of moet worden uitgeschakeld, met alle negatieve gevolgen van dien.
Het 1s derhalve een doel van de onderhavige uitvinding, naast andere doelen, om bovengenoemde nadelen althans ten minste deels op te heffen. Daartoe voorziet de onderhavige uitvinding, in een eerste aspect, in een koelwatersysteem voor een datacenter, omvattende een opvanginrichting voor het opvangen van water, zoals regenwater, nabij het datacenter (bijvoorbeeld op het datacenter zelf, of op een nabijgelegen locatie, zoals een terrein of gebouw), een wateropslag voor het opslaan van water, een waterzuiveringsinrichting, en een watertransportinrichting die in vloeistofverbinding staat met de opvanginrichting, de waterzuiveringsinrichting, de ondergrondse wateropslag. en een koelsysteem van het datacenter. waarbij de watertransportinrichting vloeistoftransportmiddelen omvat die zijn ingericht voor het uitvoeren van een eerste transportstap en een tweede transportstap, de eerste transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de opvanginrichting naar de wateropslag, en de tweede transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de wateropslag, via de waterzuiveringsinrichting, naar een waterinlaat van het koelsysteem van het datacenter. Aanvullend kan de opvanginrichting zijn ingericht voor het opvangen van industrieel proceswater van een industrieel proces van of nabij het datacenter.
Door regenwater op te slaan, dat voornamelijk neerslaat in seizoenen anders dan de zomer, kan in drogere en warme periodes, voornamelijk in de zomer, het regenwater worden ingezet voor koeling van het datacenter. Dat betekent dat in de zomer niet of nauwelijks water van externe waterleveranciers hoeft te worden afgenomen, waardoor enerzijds de waterkosten van het datacenter worden verminderd en anderzijds het datacenter een minder groot effect heeft op de leveringscapaciteit van waterleveranciers en/of de waterstanden in de omgeving van het datacenter ten tijde van droogte. Hierdoor biedt het systeem tevens voordelen voor het nabijgelegen milieu van het datacenter. Een verder bijkomend voordeel van het gebruik van regenwater is de relatief hoge kwaliteit van regenwater ten opzichte van alternatieven. Zo bevat regenwater weinig zouten, micro-organismen, vervuiling, et cetera. Hierdoor is regenwater bij uitstek geschikt voor koeldoeleinden, waarbij schoner water de onderhoudsbehoefte van de koelinstallaties vermindert.
Schoner water kan daarbij langer hergebruikt worden en daarmee daalt de waterbehoefte.
Bijvoorbeeld bij koeling waarbij gebruik wordt gemaakt van verneveling. zullen de mstallaties bij gebruik van (gezuiverd) regenwater minder last hebben van aanslag op de oppervlakken van de installaties ten gevolge van in het water opgeloste zouten en dergelijke. Gezien bij het opvangen, verwerken, en opslaan van regenwater enige vervuiling kan ontstaan wordt het water tijdens ten minste de tweede transportstap nog door een waterzuiveringsinstallatie gevoerd, zodat het datacenter wordt voorzien van water van een hoge kwaliteit. Door de relatief hoge kwaliteit van het regenwater kan het tevens eventueel meerdere keren worden hergebruikt.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect. verloopt de eerste transportstap voorts via de waterzuiveringsmrichting. Hierdoor kunnen eventuele vervuilingen bij opvang van het regenwater daaruit worden gehaald voordat het regenwater wordt opgeslagen. Dit heeft het bijkomende voordeel dat een vervuiling in een klein deel van het water een effect heeft op de volledige wateropslag. Bijvoorbeeld, door het vooraf filteren van het regenwater in de waterzuiveringsinrichting kunnen micro-organismen in de wateropslag worden voorkomen, zodat deze zich niet aldaar vrijelijk vermenigvuldigen. De waterzuiveringsinrichting kan een of meerdere waterzuiveringsinstallaties omvatten, zoals een eerste waterzuiveringsinstallatie voor gebruik in de eerste transportstap, en een tweede waterzuiveringsinstallatie voor gebruik in de tweede transportstap. Daardoor kunnen eventueel van elkaar verschillende eisen voor enerzijds opslag van regenwater, en anderzijds inzet van regenwater als koelmiddel worden gewaarborgd.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect, zijn de vloeistoftransportmiddelen voorts ingericht voor het uitvoeren van een derde transportstap, de derde transportstap omvattende het transporteren van water vanaf een wateruitlaat van het koelsysteem, die gebruikt restwater vanuit het koelsysteem uitgeeft, naar de wateropslag. Bij voorkeur verloopt de derde transportstap voorts via de waterzuiveringsinrichting. Het restwater 1s bijvoorbeeld afblaaswater (“blowdown water”) van het koelsysteem. Gezien de hoge kwaliteit van het water dat wordt aangevoerd naar het koelsysteem kan het restwater van het koelsysteem nog van dusdanig goede kwaliteit zijn dat dat kan worden hergebruikt. Hierdoor wordt het netto waterverbruik van het datacenter nog verder verminderd. Zoals eerder genoemd kan de waterzuiveringsinrichting een of meerdere waterzuiveringsinstallaties omvatten, en zo ook een derde waterzuiveringsinstallatie voor gebruik in de derde transportstap.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect, omvat de wateropslag een ondergrondse wateropslag. De ondergrondse wateropslag wordt bij voorkeur gevormd door een ondergronds waterberging (OWB) . Een OWB is bijvoorbeeld een aquifer, 1.2 een watervoerende laag in de grond. Een aquifer kan gesloten of open zijn. Een gesloten aquifer is een grondlaag welke is ingesloten tussen (nagenoeg) ondoordringbare materialen, waardoor het water wordt vastgehouden tussen die ondoordringbare materialen. Een open aquifer is aan een zijde niet afgesloten (zoals bijvoorbeeld het grondoppervlak in het geval van grondwater). De OWB kan bijvoorbeeld worden gevormd door een gesloten aquifer. Voordelen van het gebruik van een aquifer is het grote opslagvolume zonder daarvoor nieuwe infrastructuur, zoals watertanks, te hoeven aanleggen. Een ander voordeel is dat water niet verdampt en er geen algengroei plaatsvindt in de bodem tijdens de opslag. Als alternatief of aanvullend kunnen ook watertanks (in de grond) worden voorzien als (ondergrondse) wateropslag. Bij voorkeur zijn dergelijke tanks van kunststof, of in elk geval van een nagenoeg inert materiaal dat geen of weinig invloed heeft op de kwaliteit en de samenstelling van het opgeslagen water.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect, omvat de wateropslag voorts een tussenliggend opslagbassin, waarbij het tussenliggende opslagbassin bij voorkeur voorts een naar boven gerichte opening heeft voor het opvangen van regenwater. Bij verdere voorkeur omvat de eerste transportstap voorts het transporteren van water vanuit de opvanginrichting naar het tussenliggende opslagbassin, en/of het transporteren van water vanuit het tussenliggende opslagbassin naar de ondergrondse wateropslag. Bij verdere voorkeur omvat de tweede transportstap voorts het transporteren van water vanuit de ondergrondse wateropslag naar het tussenliggende opslagbassin, en/of het transporteren van water vanuit het tussenliggende opslagbassin naar de waterinlaat van het koelsysteem van het datacenter. Het tussenliggende opslagbassin kan worden gebruikt als buffervat, waaruit met relatief hoge snelheid (1.2, relatief hoog debiet) water kan worden gewonnen ten opzichte van de relatief lagere snelheid (i.e, relatief laag debiet) van het transport van water in en uit de wateropslag, zeker wanneer de wateropslag een ondergrondse wateropslag is, zoals een aquifer. Als het opslagbassin bovengronds gelegen is, kan het teven dienst doen voor het opvangen van regenwater, in aanvulling op de opvanginrichting.
Bij voorkeur omvat het svsteem van het eerste aspect voorts een leveringsuitlaat voor het leveren van water aan een externe waterverbruiker, waarbij de vloerstoftransportmiddelen voorts zijn ingericht voor het uitvoeren van een vierde transportstap, de vierde transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de wateropslag naar de externe waterverbruiker via de leveringsuitlaat, waarbij de vierde transportstap bij voorkeur voorts via de waterzuiveringsinrichting verloopt. Zo kan het systeem in nattere en/of koelere jaren, waarbij respectief meer water wordt gewonnen en/of minder water wordt verbruikt, tevens dienstdoen als waterleverancier voor nabijgelegen waterverbruikers. Zo zijn datacenters veelal gelegen in industriële en/of landbouwgebieden, alwaar bedrijven zijn gelegen die wellicht ook een waterbehoefte hebben. Een datacenter in een overwegend landbouwgericht gebied kan zodoende water leveren voor bijvoorbeeld het bewateren van gewassen of drinkwater voor vee. Een gedeelte van het door het datacenter gewonnen water kan bijvoorbeeld worden ingezet voor glastuinbouw in de omgeving van het datacenter.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect, is de waterzuiveringsinrichting ingericht voor het zuiveren van water middels een of meerdere mechanische scheidingsprocessen, en/of een of meerdere chemische scheidingsprocessen. Voorbeelden van mechanische scheidingsprocessen zijn bijvoorbeeld processen op basis van dichtheid (e.g., centrifugeren, flotatie, etc). op basis van deeltjesgrootte (e.g. filtratie, zeven, etc.), op basis van magnetisme. op basis van verschil in massa, et cetera. Voorbeelden van chemische scheidingsprocessen zijn bijvoorbeeld absorptie, adsorptie, destillatie, elektrolyse, extractie, indampen, et cetera. Bij filtratie kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van filtermateriaal voor grovere stoffen, en membraanfiltratie voor fijnere stoffen. Bij adsorptie kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van actieve kool.
Bij voorkeur omvat het systeem van het eerste aspect voorts een lozingsuitlaat voor het lozen van water naar een omgeving van het datacenter, waarbij de vloeistoftransportmiddelen voorts zijn ingericht voor het lozen van water, via de lozingsuitlaat, vanuit één of meer van: de wateruitlaat van het koelsysteem, de wateropslag, de waterzuiveringsinrichting, de opvanginrichting, en de watertransportinrichting zelf. Hierdoor kan water dat reeds enkele keren is hergebruikt na verloop van tijd aan de omgeving worden uitgegeven. Veelal is dergelijk hergebruikt water nog steeds van hogere kwaliteit dan gemiddeld oppervlaktewater, zodat het niet vervuilend is en zelfs een positief 5 effect kan hebben op doorstroming in het oppervlaktewater van de omgeving van het datacenter, of het riool.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect, wordt de opvanginrichting ten minste deels gevormd door het dak van het datacenter. Gezien de veelal grote oppervlaktes op de daken van datacenters kan een grote hoeveelheid regenwater worden opgevangen door deze daken in te zetten als opvanginrichting. ‘Tevens kunnen bestaande datacenters zo relatief makkelijk worden voorzien van dergelijke opvanginrichting, en bestaat vaak de infrastructuur daarvoor al deels of geheel. Zo kan bijvoorbeeld een bestaande waterafvoer van een dak van een datacenter mogelijk worden ingezet voor transport van regenwater van het dak (de opvanginrichting) naar de wateropslag. Bij voorkeur is het dak voorzien van een hellend oppervlak, zodat regenwater in een gemeenschappelijke richting stroomt.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect. omvatten de vloeistoftransportmiddelen ten minste één van: leidingen, pompen, kanalen, en putten, en/of andere voor de vakman bekende middelen voor het effectief transporteren van vloeistof, zoals regenwater, tussen de verschillende onderdelen van het onderhavige systeem.
Bij voorkeur, in het systeem van het eerste aspect, omvatten de vloeistoftransportmiddelen een aanvoerleiding die is verbonden met de opvanginrichting en de wateropslag, en de eerste transportstap voorts ten minste deels via de aanvoerleiding verloopt. De aanvoerleiding is bijvoorbeeld althans ten minste deels gevormd door een bestaande regenwaterafvoer van een datacenter.
Voorts voorziet de onderhavige uitvinding. in een tweede aspect. in een werkwijze voor het koelen van een datacenter, omvattende de stappen van: - Het opvangen van water, zoals regenwater, nabij het datacenter (bijvoorbeeld op het datacenter zelf, of op een nabijgelegen locatie, zoals een terrein of gebouw). - het opslaan van het opgevangen (regen)water in een wateropslag. - het zuiveren van het opgeslagen (regen)water, en - het leveren van het gezuiverde (regen}water aan een koelsysteem van het datacenter voor het koelen daarvan, en/of bij voorkeur aan derde gebruikers.
De werkwijze volgens het tweede aspect heeft dezelfde voordelen als het hierboven beschreven systeem. Dit geldt tevens voor de voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze die hieronder zijn beschreven.
Bij voorkeur, in de werkwijze van het tweede aspect, omvat de stap van het opslaan van het opgevangen regenwater het opslaan van het opgevangen regenwater in een ondergrondse wateropslag, zoals een OWB (e.g.. aquiferopslag).
Bij voorkeur, in de werkwijze van het tweede aspect, wordt het aan het koelsysteem van het datacenter geleverde regenwater na gebruik voor het koelen van het datacenter teruggeleverd aan en opgeslagen in de wateropslag.
Bij voorkeur, in de werkwijze van het tweede aspect, omvat de stap van het zuiveren van het opgeslagen regenwater het zuiveren van het opgeslagen water middels een of meerdere mechanische scheidingsprocessen, en/of een of meerdere chemische scheidingsprocessen.
Voorbeelden van mechanische scheidingsprocessen zijn bijvoorbeeld processen op basis van dichtheid (e.g.. centrifugeren, flotatie, etc), op basis van deeltjesgrootte (eg. filtratie, zeven, etc.), op basis van magnetisme, op basis van verschil in massa, et cetera. Voorbeelden van chemische scheidingsprocessen zijn bijvoorbeeld absorptie. adsorptie, destillatie, elektrolyse, extractie, indampen, et cetera. Bij filtratie kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van filtermateriaal voor grovere stoffen, en membraanfiltratie voor fijnere stoffen. Bij adsorptie kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van actieve kool.
De onderhavige uitvinding wordt hierna verder verduidelijkt aan de hand van de aangehechte tekeningen, waarbij:
Figuur 1 toont een schematisch voorbeeld van een datacenter dat is uitgerust met een illustratief koelwatersysteem:
Figuur 2 toont een schematisch voorbeeld. van een wintersituatie voor een illustratief koelwatersysteem; en
Figuur 3 toont een schematisch voorbeeld van een zomersituatie voor het illustratieve koelwatersysteem van Figuur 2.
In Figuur 1 wordt op schematische situatieweergave van een datacenter 2 dat is uitgerust met een koelwatersysteem 1. Een datacenter 2 is doorgaans uitgerust met ICT-apparatuur 20, zoals servers die kunnen worden gebruikt voor dataopslag en/of computerberekeningen. Gezien de apparatuur
20 warmte produceert omvat een datacenter 2 doorgaans tevens een koelsysteem 21, dat is ingericht om de apparatuur 20 op een voorafbepaalde bedrijfstemperatuur te houden, of bijvoorbeeld onder een drempelwaarde. Het datacenter 2 omvat een gebouw 22, waarin de apparatuur 20 en het koelsysteem 21 worden gehuisvest. Dat gebouw 22 omvat tevens een dak 23, dat zich over een groot deel van het vloeroppervlak van het gebouw 22 uitstrekt.
Het koelwatersysteem 1 van Figuur 1 is onder andere ingericht voor het verschaffen van koelwater aan het koelsysteem 21 van het datacenter 2. Daartoe is op het dak 23 van het datacenter 2 een opvanginrichting 10 voorzien, welke is ingericht om regenwater R op te vangen. Dit water wordt vervolgens vervoerd, via een eerste transportleiding T1, naar een waterzuiveringsinrichting 11 alwaar het regenwater onder andere wordt gefilterd. Vervolgens kan het water worden getransporteerd naar cen bufferbassm 12 (ook wel tussenliggend opslagbassin genoemd) via een tweede transportleiding T2. Om het regenwater langere tijd op te slaan, kan dat vervolgens worden getransporteerd, via een derde transportleiding T3, naar een ondergrondse wateropslag 13.
Wanneer het water weer dient te worden gebruikt kan het uit de ondergrondse wateropslag 13 gepompt worden, via een vierde transportleiding T4, naar het bufferbassin 12. Vanuit het bufferbassin 12 kan het dan bijvoorbeeld naar een externe verbruiker E worden getransporteerd via een vijfde transportleiding T5. Wanneer het koelsysteem 21 van het datacenter 2 koelwater nodig heeft, kan het water vanuit het bufferbassin 12 weer naar de waterzuiveringsinrichting 11 worden gepompt, via een zesde transportleiding T6, om het water te reinigen voor gebruik in het koelsysteem 21. Vervolgens wordt het dan vanuit de waterzuiveringsinrichting 11 naar het koelsysteem 21 gepompt via een zevende transportleiding T7. Het restwater dat overblijft na gebruik in het koelsysteem 21 kan weer worden teruggeleverd, via een achtste transportleiding 'T8 en via de waterzuiveringsinrichting 11 en de tweede transportleiding T2 aan het bufferbassin 12 en eventueel aan de ondergrondse opslag 13 via de derde transportleiding T3.
In het voorbeeld van Figuur 1 is de ondergrondse opslag gevormd door een zogeheten aquifer 130, zijnde een waterdragende grondlaag, welke bij voorkeur wordt ingesloten door twee niet- doordringbare grondlagen 131A, 131B. Vanuit het bufferbassin 12 kan water via de derde leiding
T3 naar de aquifer 130 worden gepompt, alwaar zich daardoor een waterbel vormt die wordt ingesloten door een bovenliggende slecht/niet-doordringbare grondlaag 131A en een onderliggende slecht/niet-doordringbare grondlaag 131B. Wanneer het bufferbassin 12 dient te worden bijgevuld, kan de water uit de waterbel in de aquifer 130 worden gepompt, via de vierde leiding T4, naar het bufferbassin 12. Als alternatief of aanvullend kan tevens een ondergrondse watertank (niet getoond) worden voorzien, die het water ondergronds opslaat. Als alternatief voor een ondergrondse watertank kan tevens een bovengrondse watertank (niet getoond) worden voorzien.
In Figuur 2 wordt schematisch een wintersituatie getoond. In de winter heeft het datacenter 2 doorgaans weinig koeling nodig, en daarmee weinig koelwater. Tevens valt er doorgaans in de winter meer regen R dan in bijvoorbeeld de zomer (zie Figuur 3). In de winter is er derhalve een overcapaciteit aan regenwater R, dat bijvoorbeeld van het dak 23 van het datacenter 2 kan worden getransporteerd naar het bufferbassin 12. Gezien het datacenter 2 in het voorbeeld van Figuur 2 geen koelwater nodig heeft, wordt het bufferbassin 12 althans deels geleegd in de ondergrondse wateropslag 13, alwaar zich een waterbel W vormt. Tevens is in het getoonde gebied G waarin het datacenter 2 is gevestigd een externe waterverbruiker E gevestigd. welke in de winter mogelijk ook voldoende water heeft om te verbruiken.
In Figuur 3 wordt schematisch cen zomersituatie getoond. In de zomer heeft het datacenter 2 doorgaans meer koeling nodig, en verbruikt het datacenter 2 daarmee ook koelwater. Echter, in de zomer valt er doorgaans minder regen R en is er meer droogte in het gebied G waarm het datacenter 2 is gevestigd. Zoals getoond in Figuur 3 wordt derhalve water uit het bufferbassin 12 naar het datacenter 2 getransporteerd. Het verbruikte water kan tevens worden aangevuld vanuit de waterbel W die in de winter (zie Figuur 2} is opgebouwd en zich in de ondergrondse opslag bevindt, door het pompen van water vanuit de ondergrondse opslag 13 naar het bufferbassin 12.
Gezien in de winter (zie Figuur 2) mogelijk een overschot aan water wordt opgeslagen in de ondergrondse opslag 13 kan eventueel ook water aan externe verbruikers E worden geleverd vanuit het bassin 12, gezien deze verbruikers E (hier getoond als kassen voor gewassen) in de zomer ook doorgaans meer verbruiken dan in de winter (zie Figuur 2).
Derhalve verschaft de onderhavige uitvinding een systeem en werkwijze voor het duurzaam omspringen met water gedurende een heel jaar, zodat wateroverschot in de winter (Figuur 2) kan worden ingezet in de zomer (Figuur 3) wanneer er mogelijk een watertekort is. Tevens kan het systeem en de werkwijze ook zorgen voor een dusdanig overschot, dat de uitbater van het systeem tevens een netto waterleverancier kan zijn in de zomer (of zelfs gedurende andere seizoenen).
Opgemerkt wordt dat de tekeningen en de beschrijving daarvan slechts ter illustratie dienen, en niet dienen te worden geïnterpreteerd als beperking van de beschermingsomvang van de aangehechte conclusies.
Claims (21)
- CONCLUSIESI. Koelwatersysteem voor een datacenter, omvattende: een opvanginrichting voor het opvangen van regenwater nabij het datacenter; een wateropslag voor het opslaan van water; een waterzuiveringsinrichting; en een watertransportinrichting die in vloeistofverbinding staat met de opvanginrichting. de waterzuiveringsinrichting, de ondergrondse wateropslag, en een koelsysteem van het datacenter, waarbij de watertransportinrichting vloeistoftransportmiddelen omvat die zijn ingericht voor het uitvoeren van een eerste transportstap en een tweede transportstap. de eerste transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de opvanginrichting naar de wateropslag, en de tweede transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de wateropslag, via de waterzuiveringsinrichting, naar een waterinlaat van het koelsysteem van het datacenter.
- 2. Koelwatersysteem volgens conclusie 1, waarbij de eerste transportstap voorts via de waterzuiveringsinrichting verloopt.
- 3. Koelwatersysteem volgens conclusie 1 of 2, waarbij de vloeistoftransportmiddelen voorts zijn Ingericht voor het uitvoeren van een derde transportstap, de derde transportstap omvattende het transporteren van water vanaf een wateruitlaat van het koelsysteem, die gebruikt restwater vanuit het koelsysteem uitgeeft, naar de wateropslag.
- 4. Koelwatersysteem volgens conclusie 3, waarbij de derde transportstap voorts via de waterzuiveringsinrichting verloopt.
- 5. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de wateropslag cen ondergrondse wateropslag omvat.
- 6. Koelwatersysteem volgens conclusie 5, waarbij de ondergrondse wateropslag wordt gevormd door een ondergronds waterberging (OWB), zoals een aquifer.
- 7. Koelwatersysteem volgens conclusie 5 of 6, waarbij de wateropslag voorts een tussenliggend opslagbassin omvat.
- 8. Koelwatersysteem volgens conclusie 7, waarbij het tussenliggende opslagbassin voorts een naar boven gerichte opening heeft voor het opvangen van regenwater.
- 9. Koelwatersysteem volgens conclusie 7 of 8, de eerste transportstap voorts omvattende: het transporteren van water vanuit de opvanginrichting naar het tussenliggende opslagbassin, en/of het transporteren van water vanuit het tussenliggende opslagbassin naar de ondergrondse wateropslag.
- 10. Koelwatersysteem volgens een der conclusies 7 — 9, de tweede transportstap voorts omvattende: het transporteren van water vanuit de ondergrondse wateropslag naar het tussenliggende opslagbassin, en/of het transporteren van water vanuit het tussenliggende opslagbassin naar de waterinlaat van het koelsysteem van het datacenter.
- 11. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies, voorts omvattende een leveringsuitlaat voor het leveren van water aan een externe waterverbruiker, waarbij de vloeistoftransportmiddelen voorts zijn ingericht voor het uitvoeren van een vierde transportstap, de vierde transportstap omvattende het transporteren van water vanuit de wateropslag naar de externe waterverbruiker via de leveringsuitlaat.
- 12. Koelwatersysteem volgens conclusie 11, waarbij de vierde transportstap voorts via de waterzuiveringsinrichting verloopt.
- 13. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de waterzuiveringsinrichting is ingericht voor het zuiveren van water middels een of meerdere mechanische scheidingsprocessen, en/of een of meerdere chemische scheidingsprocessen.
- 14. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies. voorts omvattende een lozingsuitlaat voor het lozen van water naar een omgeving van het datacenter, waarbij de vloeistoftransportmiddelen voorts zijn ingericht voor het lozen van water, via de lozingsuitlaat, vanuit één of meer van: de wateruitlaat van het koelsysteem, de wateropslag, de waterzuiveringsinrichting, de opvanginrichting, en de watertransportinrichting zelf.
- 15. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de opvanginrichting ten minste deels wordt gevormd door het dak van het datacenter.
- 16. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies, de vloeistoftransportmiddelen omvattende ten minste één van: leidingen, pompen, kanalen, en putten.
- 17. Koelwatersysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de vloeistoftransportmiddelen een aanvoerleiding omvatten die is verbonden met de opvanginrichting en de wateropslag, en de eerste transportstap voorts ten minste deels via de aanvoerleiding verloopt.
- 18. Werkwijze voor het koelen van een datacenter, omvattende de stappen van: het opvangen van regenwater nabij het datacenter; het opslaan van het opgevangen regenwater in een wateropslag; het zuiveren van het opgeslagen regenwater: en het leveren van het gezuiverde regenwater aan een koelsysteem van het datacenter voor het koelen daarvan.
- 19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de stap van het opslaan van het opgevangen regenwater omvat: het opslaan van het opgevangen regenwater in een ondergrondse wateropslag, zoals een OWB.
- 20. Werkwijze volgens conclusie 18 of 19, waarbij het aan het koelsysteem van het datacenter geleverde regenwater na gebruik voor het koelen van het datacenter wordt teruggeleverd aan en opgeslagen in de wateropslag.
- 21. Werkwijze volgens een der conclusies 18 — 20, waarbij de stap van het zuiveren van het opgeslagen regenwater omvat: het zuiveren van het opgeslagen water middels een of meerdere mechanische scheidingsprocessen, en/of een of meerdere chemische scheidingsprocessen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2032653A NL2032653B1 (nl) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Koelwatersysteem voor een datacenter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL2032653A NL2032653B1 (nl) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Koelwatersysteem voor een datacenter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL2032653B1 true NL2032653B1 (nl) | 2024-02-06 |
Family
ID=84569206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL2032653A NL2032653B1 (nl) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | Koelwatersysteem voor een datacenter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL2032653B1 (nl) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008248471A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-10-16 | Sonobe Setsubi Kogyo:Kk | 雨水利用システム |
CN101315213A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-12-03 | 李昭美 | 建筑物降温净化装置 |
CN103900179A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-07-02 | 西安工程大学 | 屋面喷淋降温与夜间蓄冷相结合的蒸发冷却空调系统 |
CN104329756A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-02-04 | 深圳海悟科技有限公司 | 一种新风空调系统 |
JP2015060485A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 東芝Itサービス株式会社 | コンテナ型データセンタ |
CN205316553U (zh) * | 2015-12-15 | 2016-06-15 | 西安工程大学 | 喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统 |
CN108235665A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-29 | 重庆大学 | 一种基于雨水收集的野外通信机房空调冷凝喷雾系统 |
-
2022
- 2022-08-01 NL NL2032653A patent/NL2032653B1/nl active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008248471A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-10-16 | Sonobe Setsubi Kogyo:Kk | 雨水利用システム |
CN101315213A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-12-03 | 李昭美 | 建筑物降温净化装置 |
JP2015060485A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 東芝Itサービス株式会社 | コンテナ型データセンタ |
CN103900179A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-07-02 | 西安工程大学 | 屋面喷淋降温与夜间蓄冷相结合的蒸发冷却空调系统 |
CN104329756A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-02-04 | 深圳海悟科技有限公司 | 一种新风空调系统 |
CN205316553U (zh) * | 2015-12-15 | 2016-06-15 | 西安工程大学 | 喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统 |
CN108235665A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-29 | 重庆大学 | 一种基于雨水收集的野外通信机房空调冷凝喷雾系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101106779B1 (ko) | 하천 정화가 가능한 자연형 비점정화장치 및 자연형 비점정화방법 | |
KR101127474B1 (ko) | 저수지 정화가 가능한 자연형 비점정화장치 및 자연형 비점정화방법 | |
KR101163520B1 (ko) | 초기우수 분리장치 | |
CN107965031A (zh) | 一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统 | |
Sendanayke | Rainwater harvesting for urban living | |
NL2032653B1 (nl) | Koelwatersysteem voor een datacenter | |
KR101158052B1 (ko) | 유출오염부하 저감을 위한 처리시스템 및 처리방법 | |
El Sheikh et al. | Artificial recharge of groundwater in Palestine: A new technique to overcome water deficit | |
Nivala et al. | Green infrastructure for increased resource efficiency in urban water management | |
Marsalek | Evolution of urban drainage: from cloaca maxima to environmental sustainability | |
Scholz et al. | Integrated constructed wetlands assessment and design for phosphate removal | |
Andersen et al. | Impact of system management on vegetative treatment system effluent concentrations | |
Vialkova et al. | Conceptual approach to the creation of “smart” sewerage system for city surface runoff | |
Reza et al. | Impact of industrial development on surface water resources in Angul region of Orissa | |
CN212315839U (zh) | 地下水净化回灌系统 | |
Li et al. | Temporal and spatial distribution patterns of heavy metals in soil at a long-standing sewage farm | |
Andersen et al. | Performance of six vegetative treatment systems for controlling runoff from open beef feedlots in Iowa | |
Uppala et al. | Design of potential rainwater harvesting structures for environmental adoption measures in India | |
Weiss et al. | US version of water-wise cities: Low impact development | |
Vahvaselkä et al. | Piloting technologies for microplastics removal from urban waters: FanpLESStic-sea project report | |
Chalkhure et al. | Design of Harvestine Filter Unit | |
McCarton et al. | The worth of water | |
Starowicz et al. | Rainwater harvesting system in a multi-family building located in Poland | |
Chernikov et al. | New technology of collection, drainage and joint treatment of industrial urban runoff | |
Fathi et al. | Potential Environmental Risks of Aquifer Recharge Using Treated Wastewater in MENA Countries |