Koelinstallaties in datacenters en serverruimtes zorgen ervoor dat warmtegevoelige apparatuur binnen een veilig temperatuurbereik blijft werken. Ze nemen de warmte op die servers, netwerkapparatuur en andere IT-systemen produceren, en voeren die gecontroleerd af. Hoe dat precies werkt, welke systemen daarvoor worden ingezet en waarom de keuze voor het juiste koelconcept steeds belangrijker wordt, leest u in dit artikel.
Welke soorten koelsystemen worden gebruikt in datacenters?
In datacenters en serverruimtes worden hoofdzakelijk drie typen koelsystemen toegepast: luchtgekoelde systemen (zoals CRAC- en CRAH-units), vloeistofgekoelde systemen en op thermische energieopslag gebaseerde systemen zoals PCM-koeling. De keuze hangt af van de warmtedichtheid van de ruimte, het beschikbare elektrische vermogen en de gewenste betrouwbaarheid.
De meest gangbare oplossing in bestaande serverruimtes is de luchtgekoelde opstelling. Daarbij circuleert gekoelde lucht via een verhoogde vloer of plafondkanalen langs de apparatuur. Vloeistofkoeling wordt vaker ingezet bij hoge vermogensdichtheden, zoals bij moderne AI-servers die per rack aanzienlijk meer warmte produceren dan traditionele hardware.
Een derde categorie, die steeds meer terrein wint, maakt gebruik van Phase Change Materials (PCM). Hierbij slaat een materiaal thermische energie op tijdens de faseovergang van vast naar vloeibaar, zonder dat er een compressor of koudemiddel aan te pas komt. Dit type koeling is met name geschikt voor kritieke omgevingen zoals MER-, SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes, waar betrouwbaarheid en laag energieverbruik centraal staan.
Hoe regelt een koelinstallatie de temperatuur in een serverruimte?
Een koelinstallatie in een serverruimte meet continu de luchttemperatuur via sensoren, vergelijkt die met een ingestelde streefwaarde en stuurt op basis daarvan de koelcapaciteit bij. Zodra de temperatuur stijgt boven de drempelwaarde, verhoogt het systeem de koeloutput. Daalt de warmteproductie, dan schakelt het terug.
Bij traditionele systemen doet een compressor dit werk: die comprimeert een koudemiddel, waardoor het zijn warmte afgeeft aan de buitenlucht en de ruimte gekoeld wordt. Dit vraagt continu elektrisch vermogen, ook als de warmtebelasting laag is.
PCM-gebaseerde systemen werken anders. De Phase Change Materials nemen warmte op door van fase te wisselen, vergelijkbaar met hoe ijs smelt bij 0°C, maar dan rond een werktemperatuur van circa 25°C. Daardoor fungeert het systeem als een intelligente thermische buffer: warmtepieken worden opgevangen zonder dat er direct extra elektrisch vermogen nodig is. Geavanceerde algoritmen sturen dit proces automatisch aan, zodat de temperatuur stabiel blijft zonder onnodige energieverspilling.
Waarom verbruiken traditionele koelinstallaties zoveel energie?
Traditionele koelinstallaties verbruiken veel energie omdat ze werken met compressoren die continu onder elektrische belasting draaien. De compressor is het hart van het systeem en vraagt bij vrijwel elke bedrijfssituatie een substantieel vermogen, ongeacht of de werkelijke koelbehoefte op dat moment hoog of laag is.
Daar komen een aantal versterkende factoren bij:
- Constant vermogensverbruik: Compressoren draaien ook bij lage warmtebelasting op een groot deel van hun nominale vermogen.
- Synthetische koudemiddelen: Deze middelen vereisen hoge drukken en temperaturen in het systeem, wat de energievraag verder vergroot.
- Koeling van de condensors: De warmte die het systeem opneemt, moet ergens naartoe. Buitencondensors of koeltorens verbruiken op hun beurt ook stroom.
- Onderhoud en lekkage: Koudemiddellekkage vermindert de efficiëntie en verhoogt het verbruik, terwijl periodiek onderhoud noodzakelijk is om het systeem op peil te houden.
In een serverruimte die het hele jaar door koeling nodig heeft, loopt dit energieverbruik snel op. Dat vertaalt zich direct in hoge energierekeningen en een groot beslag op de elektrotechnische infrastructuur van het gebouw.
Wat is het verschil tussen PCM-koeling en traditionele koeling?
Het kernverschil is dat PCM-koeling geen compressor, koudemiddel of condensor gebruikt. Waar traditionele koeling actief warmte wegpompt via een mechanisch en chemisch proces, slaat PCM-koeling warmte op in het materiaal zelf via een faseovergang en geeft die gecontroleerd af. Dit resulteert in een drastisch lager elektrisch vermogensverbruik.
Concreet zijn de verschillen als volgt:
- Energieverbruik: PCM-koeling verbruikt aanzienlijk minder elektriciteit dan traditionele koeling, omdat uitsluitend ventilatoren voor luchtcirculatie zorgen en er geen compressor actief is.
- Koudemiddelen: Traditionele systemen maken gebruik van synthetische koudemiddelen. PCM-systemen werken met niet-giftige, milieuvriendelijke zouthydraten.
- Betrouwbaarheid bij stroomuitval: PCM-units kunnen direct worden aangesloten op een UPS-systeem, zodat koeling ook bij een stroomstoring zonder onderbreking doorgaat. Traditionele compressorsystemen zijn hier minder geschikt voor door hun hoge aanloopstroom.
- Onderhoud: Doordat PCM-systemen nauwelijks bewegende delen bevatten, is het onderhoudsinterval uitzonderlijk lang. Een eerste inspectiebeurt voor de ventilatoren is pas nodig na minimaal 50.000 vollastdraaiuren.
- Levensduur: PCM-panelen hebben een productgarantie van 25 jaar en een technische levensduur die daar ruim bovenuit gaat.
Voor organisaties die hun energiekosten willen verlagen en tegelijkertijd de betrouwbaarheid van hun koeling willen verhogen, biedt PCM-koeling een fundamenteel ander uitgangspunt dan de traditionele aanpak.
Wanneer is PCM-koeling de juiste keuze voor een serverruimte?
PCM-koeling is de juiste keuze wanneer een serverruimte of andere kritieke technische ruimte continue, betrouwbare koeling nodig heeft en de organisatie wil af van de hoge energiekosten en het onderhoud van een compressorsysteem. Het is met name geschikt voor omgevingen waar stroomcontinuïteit essentieel is en waar schaalbaarheid een rol speelt.
Specifieke situaties waarin PCM-koeling sterk presteert:
- Serverruimtes, MER-, SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes waar een stabiele temperatuur en luchtvochtigheid onmisbaar zijn
- Omgevingen met hoge vermogensdichtheden, zoals AI-werklasten of storage-intensieve infrastructuur
- Situaties waarbij de bestaande elektrotechnische infrastructuur beperkt is en het beschikbare aansluitvermogen zo laag mogelijk moet blijven
- Organisaties die in aanmerking willen komen voor de EIA-regeling (Energie-investeringsaftrek) als fiscaal voordeel
- Gevallen waarbij koppeling met een gebouwbeheersysteem via Modbus gewenst is voor centrale storingsmelding en monitoring
PCM-koeling is minder geschikt als de ruimte slechts incidenteel warmte produceert of als de vereiste koelcapaciteit structureel boven de beschikbare modulaire opbouw ligt zonder dat maatwerk wordt overwogen. In de meeste kritieke bedrijfsomgevingen is het echter een solide en toekomstbestendige keuze.
Hoe Duraflow helpt met serverruimtekoeling
Wij ontwikkelen en leveren PCM Power Units die speciaal zijn ontworpen voor de koeling van bedrijfskritische omgevingen. Onze units werken zonder compressoren, zonder synthetische koudemiddelen en zonder waterverbruik. Ze zijn modulair opgebouwd, direct aan te sluiten op een UPS-systeem en kunnen via Modbus worden geïntegreerd in bestaande gebouwbeheersystemen.
Wat onze oplossing concreet biedt:
- Beschikbaar in standaard vermogens van 3 kW en 6 kW, modulair combineerbaar voor grotere koelcapaciteit
- Volledig maatwerk voor grotere toepassingen, inclusief luchtbehandelingsunits tot 120 kW en hoger
- Nagenoeg onderhoudsvrij door minimale bewegende delen
- Erkend door de Nederlandse overheid als energiebesparende maatregel, waardoor u mogelijk in aanmerking komt voor de EIA-regeling
- Terugverdientijd van minder dan vijf jaar in de meeste toepassingen
Wilt u weten of PCM-koeling geschikt is voor uw serverruimte of technische ruimte? Neem contact met ons op en we denken graag met u mee over de beste oplossing voor uw situatie.
Veelgestelde vragen
Hoe groot moet mijn serverruimte zijn om in aanmerking te komen voor PCM-koeling?
PCM-koeling is schaalbaar en daardoor geschikt voor uiteenlopende ruimteformaten, van kleine serverruimtes tot grote technische installaties. De standaard PCM Power Units van 3 kW en 6 kW zijn ideaal voor compacte omgevingen, terwijl modulaire combinaties en maatwerkunits tot 120 kW en hoger beschikbaar zijn voor grotere toepassingen. De bepalende factor is niet zozeer de fysieke ruimtegrootte, maar de thermische belasting (warmteproductie) van de aanwezige apparatuur.
Wat gebeurt er met de koeling als de PCM-materialen volledig 'opgeladen' zijn en geen warmte meer kunnen opnemen?
PCM-systemen zijn ontworpen met geavanceerde algoritmen die het laad- en ontlaadproces continu bewaken en aansturen, zodat de thermische buffer nooit onverwacht vol raakt. Tijdens periodes van lagere warmtebelasting geeft het PCM-materiaal de opgeslagen warmte gecontroleerd af en ‘reset’ het systeem zichzelf automatisch. In een goed gedimensioneerd systeem wordt de koelcapaciteit afgestemd op de piekbelasting van de ruimte, waardoor overbelasting van de buffer in de praktijk wordt voorkomen.
Kan een bestaande serverruimte met een traditioneel koelsysteem worden omgebouwd naar PCM-koeling?
Ja, een retrofit is in veel gevallen goed mogelijk. PCM Power Units zijn zelfstandige systemen die naast of ter vervanging van een bestaand compressorsysteem kunnen worden geplaatst, zonder ingrijpende aanpassingen aan de ruimte-indeling. Het is wel verstandig om vooraf een thermische analyse te laten uitvoeren om te bepalen of de huidige infrastructuur — zoals luchtcirculatie en aansluitvermogen — aansluit op de nieuwe koeloplossing.
Hoe zit het met de luchtvochtigheidsregeling in een serverruimte die PCM-koeling gebruikt?
Luchtvochtigheidsbeheersing is een kritieke factor in serverruimtes, en PCM-koeling houdt hier rekening mee. Omdat het systeem geen condenserende koelcyclus gebruikt zoals traditionele compressorsystemen, droogt het de lucht minder agressief uit, wat kan bijdragen aan een stabielere relatieve luchtvochtigheid. Voor omgevingen met strikte vochtigheidsspecificaties is het aan te raden om in overleg met de leverancier te bepalen of aanvullende bevochtiging of ontvochtiging noodzakelijk is.
Hoe lang duurt de installatie van een PCM Power Unit en verstoort dit de bedrijfscontinuïteit?
Dankzij de modulaire en compacte opbouw van PCM Power Units verloopt de installatie doorgaans snel en met minimale verstoring van de bedrijfsvoering. In veel gevallen kan de unit operationeel worden gemaakt zonder dat de bestaande IT-apparatuur hoeft te worden uitgeschakeld. De exacte installatieduur hangt af van de specifieke ruimte-indeling en de gewenste integratie met het gebouwbeheersysteem, maar een standaardinstallatie is vaak binnen één werkdag afgerond.
Welke fouten worden het vaakst gemaakt bij de keuze of dimensionering van serverruimtekoeling?
Een veelgemaakte fout is het onderdimensioneren van de koelcapaciteit door alleen te rekenen met de huidige warmtebelasting, zonder rekening te houden met toekomstige uitbreiding van de IT-infrastructuur. Daarnaast wordt de impact van warmtepieken — zoals bij het opstarten van meerdere servers tegelijk — regelmatig onderschat. Tot slot kiezen organisaties soms voor het goedkoopste systeem op aanschafprijs, zonder de totale eigendomskosten (TCO) over de volledige levensduur mee te wegen, waarbij energieverbruik en onderhoud doorslaggevend kunnen zijn.
Hoe vraag ik de EIA-regeling aan voor een PCM-koelinstallatie en wat levert dat concreet op?
De EIA (Energie-investeringsaftrek) is een fiscale regeling waarbij u een percentage van de investeringskosten van een erkende energiebesparende maatregel kunt aftrekken van de fiscale winst. PCM-koeling is door de Nederlandse overheid erkend als een in aanmerking komende technologie. De aanvraag verloopt via de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) en moet worden ingediend binnen drie maanden na het aangaan van de investeringsverplichting. Het exacte voordeel hangt af van uw belastingsituatie, maar in de meeste gevallen draagt de EIA bij aan een terugverdientijd van minder dan vijf jaar.
