Telia Helsinki Data Center toimii tuhansien kotien lämpöpatterina

Telian Helsinki Data Center on suunniteltu alusta alkaen ympäristöviisaaksi: talon uumenissa pyörivien tuhansien tietokoneiden tuottamaa lämpöä ei jaeta harakoille, vaan toimistoja, koteja ja käyttövettä lämmittämään.

Käynnissä oleva sähkölaite tuottaa aina lämpöä myös ympäristöönsä – siksi tietokoneesi tai jääkaappisi lähellä tuntuu lämpimältä. Mutta kun tietokoneita on jopa tuhansia samassa rakennuksessa, lämpöä syntyy niin paljon, että tila ja sen koneet kuumenisivat hetkessä käyttökelvottomiksi ilman jäähdytystä. Siksi konesaleissa tarvitaan tehokkaita jäähdytysjärjestelmiä.

Vielä 10–15 vuotta sitten datakeskusten lämmön talteenotto ei ollut yleinen tavoite. Tärkeämpänä asiana datakeskusten sijoittumisessa pidettiin Suomen ilmastoa.

”Suomea pidetään hyvänä paikkana konesaleille, koska meillä on niin kylmä ilmasto. Konesalien lämpö saadaan helposti lauhdutettua ulos ja jäähdytysnesteen lämpötila viilennettyä riittävän alhaiselle tasolle. Tällainen pelkkä vapaajäähdytys ei ole kuitenkaan ympäristömme kannalta hyvä juttu, koska silloin puskemme lämmintä ilmaa vain harakoille ja hukkaamme arvokasta energiaa”, kertoo Telia Helsinki Data Centerin johtaja Matti Tella.

Telia Helsinki Data Center on suunniteltu ja rakennettu niin, että sen tuottama lämpö saadaan talteen ja uusiokäyttöön. Tietokoneiden synnyttämä lämpö johdetaan lämmittämään helsinkiläisiä koteja ja toimistoja.

”Se, että Telia Helsinki Data Centeriin suunniteltiin jo ennen rakentamista lämmön talteenottojärjestelmän tekniset mahdollisuudet ja tilat, oli todellista etunojaa ja nyt todellinen kilpailuvaltti.”

Lämmöstä uusiokäyttöön jo noin 60 prosenttia

Vuonna 2018 avattu moderni Telian Helsinki Data Center kuuluu Euroopan kymmenen suurimman kaupallisen konesalin joukkoon. Se tarjoaa huipputurvallista ja supersiistiä konesalitilaa niin isoille kansainvälisille yrityksille kuin pienille kotimaisillekin.

Telia Helsinki Data Centerin lämmönkeräysjärjestelmä rakennettiin 2022–2023 yhdessä energiayhtiö Helenin kanssa ja otettiin käyttöön keväällä 2023. Telia vastasi pumppuyksiköiden tiloista ja sähköinfrastruktuurista. Helen rakennutti lämpöpumput ja kaukolämpöverkkoliitännän.

Lämmönkeräys on saatu ripeästi toimintaan ja jo muutaman kuukauden jälkeen datakeskuksen tuottamasta lämmöstä saadaan uusiokäyttöön peräti 60 prosenttia. Tavoitteena on päästä noin 80 prosentin tasoon.

Lisäksi laitoksessa tarvitaan luotettavuuden varmistamiseksi varsinainen jäähdytysjärjestelmä, mutta sitä voidaan käyttää hyvin pienellä teholla, kun talteenotto on käynnissä. Sähkönkulutuksessa saadaan merkittävää säästöä erityisesti lämpimällä kaudella, jolloin sisäilmaa pitää jäähdyttää ja ulkoilman lämpötila ei mahdollista täyttä vapaajäähdytystä.

Järjestelmä hyödyntää vapaajäähdytystä, koska se on Suomessa helppoa ja edullista suurimman osan vuotta sekä lisäksi mekaanista, kompressoritoimiseen vedenjäähdytyskoneeseen perustuvaa jäähdytystä.

Prioriteettijärjestys on kuitenkin selkeä: ensimmäisenä on lämmön talteenotto, sitten vapaajäähdytys ja kolmantena mekaaninen jäähdytys.

Tulevaisuudessa lämpöä jopa 20 000 kotiin

Pitäjänmäellä sijaitsevasta datakeskuksesta kerätty lämpö siirtyy nyt Helenin kaukolämpöverkkoon jaettavaksi noin 7 000 toimistoon tai kotiin Helsingissä.

Kun datakeskuksen käyttö lisääntyy, lämpöä riittää jaettavaksi yhä enemmän. Telialla on jo suunnitelmia lämmönkeräysjärjestelmän laajentamiseksi. Jo lähivuosina datakeskuksen on arvioitu lämmittävän yli 20 000 kotia. Parhaimmillaan kaupunkilaiset voivat Telian konesalin hukkalämmöllä käydä lämpimässä suihkussa yli 10 miljoonaa kertaa vuodessa.

Hyvin suunniteltu ja toteutettu lämmön talteenotto- ja jäähdytysjärjestelmä on merkittävä sekä vuonna 2040 nettonollatavoitteeseen pyrkivälle Telialle että sen konesaliasiakkaille. Järjestelmä on tärkeä ympäristön kannalta mutta myös taloudellisista syistä.

”Asiakkaamme ovat hyvin kiinnostuneita ympäristönäkökulmista, koska useimmilla on tavoitteena hiilineutraalius tai hiilidioksidipäästöjen huomattava vähentäminen lähivuosina. Ulkomaisia asiakkaita houkuttavat Suomeen myös suhteellisen edullinen sähkö ja maamme vakaat olosuhteet.”

Huippusiisti datakeskus jakaa lämpönsä uusiokäyttöön, mutta hyötyy kierrättämisestä itsekin. Telia saa talteenotosta tuottoa, koska Helen ostaa lämmön käyttöönsä. Lisäksi lämpöä talteen ottavat datakeskukset maksavat matalampaa sähköveroa hyvän työnsä tuloksena. Talteenoton vuoksi laitoksen varsinaista jäähdytysjärjestelmää käytetään aiempaa vähemmän ja kevyemmällä kuormalla. Telialle tämä tarkoittaa kymmenien tuhansien eurojen säästöjä kuukausittain.

Hukkalämmön uusiokäytöstä on hyötyä myös Helenille, jonka tavoitteena on olla hiilineutraali vuoteen 2030 mennessä.

Ilmastokriisit ja tulvat kestävä rakennus

Telia Helsinki Data Centerin sijainti Helsingin Pitäjänmäessä on tarkasti mietitty myös turvallisuutta ajatellen. Tilan on laskettu kestävän niin ilmastokriisin kuin tulvatkin. Rakenteissa on huomioitu sekä erilaisia turvallisuuden uhkakuvia että Traficomin teleoperaattoritoiminnalle asettamia fyysisen turvallisuuden määräyksiä. Siksi se pystyy palvelemaan myös erittäin korkean turvaluokituksen asiakkaita.

Datakeskuksessa on neljässä kerroksessa parikymmentä tietokonehallia, joista yritykset voivat vuokrata tilaa palvelimilleen. Kukin yritys vuokraa haluamansa määrän räkkejä eli laitekaappeja, joihin sijoittaa omat laitteensa. Telia Helsinki Data Center on pinta-alaltaan noin neljän suuren jalkapallokentällisen kokoinen eli 32 000 neliömetriä. Keskukseen mahtuu jopa 200 000 datapalvelinta.

Jokainen halli koostuu omalla ovella eristetyistä useista kylmä-kuuma-käytävistä, joiden varrella laitekaapit sijaitsevat. Laitekaappien tietokoneet työntävät ulos lämmintä ilmaa, joka absorboidaan nestekiertoiseen lämmöntalteenottojärjestelmään.

”Lämmöntalteenottojärjestelmä ottaa talteen jäähdytysnesteen keräämän lämmön. Jotta koneet ja koko halli eivät kuumene liikaa, osa kiertoilmasta jäähdytetään nestekierron avulla ja palautetaan jäähdytettynä takaisin viilentämään konesalin ilmaa”, Matti Tella kertoo.

Näin jäähdytys- ja lämmöntalteenottojärjestelmä toimii

• Jäähdytysnesteenä toimiva vesi kiertää laitesalissa olevassa jäähdytyslaitteessa (CRAH, Computer Room Air Handler). Sen läpi kiertävä ilma viilenee ja jäähdyttää kiertäessään salin ilmaa. Tietokoneiden synnyttämä lämpö siirtyy kiertoveteen.
• Järjestelmään on liitetty kolme isoa lämpöpumppua, jotka on liitetty myös Helenin kaukolämpöverkkoon. Jäähdytysverkosto ja kaukolämmön verkosto ovat molemmat suljettuja piirejä eli sama vesi ei kierrä molemmissa. Vain lämpö siirtyy nesteiden välillä.
• Lämpöpumput ottavat sisäänsä jäähdytyskierron noin 30-asteista paluuvettä ja siirtävät lämmön kaukolämpöverkon kiertoveteen. Lähtevän kaukolämpöverkoston kiertoveden lämpötila on noin 80–85 astetta.  
• Lämpöpumppu palauttaa datakeskuksen kiertoon noin 20-asteista vettä, jonka avulla viilennetään konesaleihin puhallettavaa jäähdytysilmaa.
• Kun lämmön talteenotto on toiminnassa, datakeskuksen varsinainen jäähdytysjärjestelmä toimii vain pienellä teholla, vapaajäähdytyksen tai vedenjäähdytyskoneiden varassa. Näin säästyy myös merkittävä määrä sähköä.