Supertietokone lämmittää taloja Pohjois-Suomessa
24.10.2020 – Lumi-supertietokoneen tehokas lämmöntalteenottojärjestelmä viritetään huippuunsa digitaalisen kaksosen (digital twin) avulla. Myös muissa datakeskuksissa olisi paljon mahdollisuuksia ottaa hukkalämmöt hyötykäyttöön.
Kajaaniin on valmistumassa maailman tehokkaimpiin kuuluva LUMI-supertietokone. Se tekee suurteholaskentaa eurooppalaisille korkeakouluille, tutkimuslaitoksille ja yrityksille.
Ryhmäpäällikkö Ilari Kauppi Granlundilta kertoo, että supertietokoneen laitteiden lämpö otetaan nestejäähdytyksessä tarkoin talteen.
”Supertietokoneen tuottama lämpö siirtyy laskentapiireiltä suoraan nesteeseen. Lämpöpumpuilla veden lämpötilaa nostetaan sitten edelleen kaukolämpöverkon tarpeisiin. Kun veden lämpöenergia on luovutettu, viilentynyt vesi palaa takaisin jäähdytykseen.”
Lämpöä syntyy peräti 60 gigawattituntia vuodessa, mikä riittää satojen kainuulaisten talojen lämmittämisen. Paikallisen energiayhtiö Loisteen koko kaukolämpötuotanto on 280 gigawattituntia vuodessa.
”Kajaanin kaukolämmöntuotannon hiilidioksidipäästöt pienenevät 12 000 tonnilla vuodessa. Lisäksi hukkalämmön hyödyntäminen auttaa energiayhtiötä vähentämään uusiutumattomien polttoaineiden käyttöä kaukolämmön tuotannossa.”
Hukkalämpöä hyödynnetään yleisen kaukolämpöverkon lisäksi myös supertietokoneen sijaintipaikan, vanhan tehdasalueen omassa alueverkossa
”Lumi tekee oman osansa ilmastotyössä. Tavoitteena on, että lunta on Kajaanissa jatkossakin.”
Tavoitteena on, että lunta on Kajaanissa jatkossakin.
Laskentaa voidaan tehdä kustannustehokkaasti
CSC:n kehityspäällikkö Jukka-Pekka Partanen arvioi, että lämmön tehokas talteenotto oli kokonaisuudessa yksi osatekijä, joka vaikutti päätökseen sijoittaa eurooppalainen supertietokone Kajaaniin.
Kohteeseen saadaan myös esimerkiksi ympäristöystävällistä vesisähköä. Kajaanin valtteihin kuuluivat myös muun muassa alueen valmis infrastruktuuri sekä koko maamme yhteiskunnallisesti ja geologisesti vakaat olosuhteet.
”Valtiollisena toimijana CSC on velvoitettu toimimaan vastuullisesti, mahdollisimman ympäristöystävällisesti. Lisäksi energiayhtiö tietenkin maksaa saamastaan lämmöstä. Lämmöntalteenoton ansiosta suurteholaskentaa voidaan tehdä varsin kustannustehokkaasti.”
Supertietokone tulee toimimaan CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy:n Kajaanin datakeskuksen läheisyydessä.
Lämmöntalteenoton ansiosta suurteholaskentaa voidaan tehdä varsin kustannustehokkaasti.
Simuloinnilla maksimaalista energiatehokkuutta
Granlundin suunnittelema Lumi-supertietokoneen jäähdytysratkaisu on uranuurtaja myös sikäli, että sitä on suunniteltu simulointiavusteisesti. Simuloinnin avulla järjestelmä voidaan esimerkiksi optimoida toimimaan mahdollisimman energiatehokkaasti.
Tommi Karhela, mallinnuksen toteuttaneesta Semantum Oy:sta kertoo, että tämä on kuitenkin vain yksi simuloinnin monista eduista.
”Simulointi auttaa kokonaisuuteen parhaiten sopivien laitteiden hankinnassa, järjestelmän käyttöönotossa ja vikatilanteiden testauksessa. Pyörittämällä käytön aikana simuloitua ja todellista järjestelmää rinnan, voidaan löytää piileviä vikatilanteita sekä tehdä erilaisia virtuaalimittauksia. Simulaattorilla eli niin kutsutulla digitaalisella kaksosella (digital twin) voidaan myös ajaa erilaisia ”mitä jos” -tarkasteluita, jotka auttavat operoimaan järjestelmää paremmin.
Vastaavia dynaamisia simulointeja on tehty aikaisemmin esimerkiksi prosessiteollisuudessa, ydinvoimaloissa ja konventionaalisissa voimalaitoksissa. Datakeskusten jäähdytysjärjestelmät ovat uusi ja mielenkiintoinen sovellusalue.
Digitaalisella kaksosella (digital twin) voidaan myös ajaa erilaisia ”mitä jos” -tarkasteluita.
Esimerkkinä muille
Kauppi toivoo, että Lumi-supertietokoneen esimerkki ohjaisi myös muita datakeskuksia toimimaan entistä ympäristöystävällisemmin.
Hukkalämmön hyödyntämisessä olisi valtavasti mahdollisuuksia, niin vesi- kuin ilmajäähdytteisissä datakeskuksissa.
”Tekniikka on kehittynyt ja laitteiden hinnat halventuneet. Uudet HFO-kylmäainetta käyttävät lämpöpumput ovat paitsi ilmastoystävällisiä ja otsonikerrokselle turvallisia, myös erittäin suorituskykyisiä.”
Kauppi arvelee, että tilanteeseen on jo osin havahduttu. Myös tulossa oleva sähköverouudistus kannustanee hukkalämpöjen hyödyntämiseen.
”Konesalit ovat pääsemässä teollisuuden alimpaan sähköveroluokkaan, mikäli ne hyödyntävät hukkalämmön toiminnassaan.”
Hän arvioi, että maamme datakeskuksissa voitaisiin saada lämpöä talteen vuositasolla jopa terawattitunnin verran.
”Vertailukohtana voidaan mainita, että Turku Energian vuotuinen kaukolämmön myynti on noin kolme terawattituntia.”
The virtual conference for the European data center industry
Euroopan datakeskusammattilaiset kokoontuvat Data Center Dynamicsin järjestämään suurtapahtumaan, joka järjestetään kokoaan virtuaalisesti 10.11.-12.11.2020. Ilmoittaudu mukaan!
Lue myös:
Datakeskusten on reagoitava etätyön kasvuun
Supertietokone jäähtyy ympäristöystävällisesti
Blogi: Are you guilty of wasting heat?
Haluatko kuulla lisää?
Ilari Kauppi
Rakennushankkeiden data viimein tehokkaassa käytössä
05.06.2025 – Uudella ratkaisulla kustannus- ja hiilitiedot voi laskea tarkasti jo hankkeen alkuvaiheessa.
NQE Rakennetekniikka ja NQE Teollisuus yhdistävät voimansa Granlundin kanssa
03.06.2025 – Granlund laajentaa rakennesuunnittelun osaamistaan kovan luokan osaajalla. 30.5.2025 tehdyllä yrityskaupalla NQE Rakennetekniikka Oy:sta ja NQE Teollisuus Oy:sta tulee osa Granlundia.
Markkinatutkimus: rakennusalan vastuullisuus kehittyy hitaasti
02.06.2025 – Granlundin tuoreesta rakennusalan markkinatutkimuksesta selviää, että vastuullisuuden kehitys on alalla hälyttävän hidasta.
Toni Tiaisesta Granlund Saimaan sähköosaston johtaja
27.05.2025 – Granlund Saimaan sähköosaston vetäjäksi siirtynyt Toni Tiainen tuo taloon monipuolista kokemusta raskaan teollisuuden sähkösuunnittelusta.
Rami Kolehmaisesta Granlund Tampereen aluejohtaja
19.05.2025 – Granlund Tampereen pitkäaikainen aluejohtaja Risto Suojanen eläköityy, ja hänen tilalleen aluetoimiston johtoon on nimitetty Rami Kolehmainen, joka tunnetaan Raami Arkkitehtien…
Granlund Lahteen kaksi uutta osastoa ja johtajaa
08.05.2025 – Granlund Lahdessa palvelut monipuolistuvat ja osaaminen syvenee. Rakennusautomaatio-osastoa johtaa jatkossa Harri Samola ja rakennesuunnitteluosastoa Jani Kokkonen.
Talotekniikan dokumentointi nopeuttaa korjaushankkeita
07.05.2025 – Tiedonhallinnan tärkeydestä puhutaan paljon, mutta rakennusprojektin loppuvaiheessa talotekniikan dokumentointi “unohtuu” usein. Se tuottaa lisäkustannuksia ylläpidossa ja korjaushankkeissa.
Teollisuuden energiahankkeilla merkittävää säästöä
05.05.2025 – Energiankierrätys ja prosessien optimointi ovat tuoneet teollisuudelle isot energiansäästöt. Nyt energiahankkeissa on alkanut uusi vaihe, jonka keskiössä on tuotannon sähköistyminen.
Kasvupotentiaalia rakennesuunnittelun vastuullisuuspalveluissa
02.05.2025 – Granlundin rakennesuunnittelu on kasvanut vauhdilla, ja palveluja tarjotaan jo 12 paikkakunnalla. Tulevaisuudessa kasvupotentiaalia nähdään esimerkiksi vastuullisuuspalveluissa.
