✓ 90% besparing
✓ Duurzaam
✓ Lange levensduur

Hoe werkt de koeling van een datacenter?

Debbie Meijer ·

Een datacenter koelt zijn apparatuur door de warmte die servers, switches en andere IT-hardware produceren actief af te voeren. Zonder koeling loopt de temperatuur in een serverruimte snel op tot gevaarlijke niveaus, wat leidt tot uitval, schade aan hardware en verlies van bedrijfskritische data. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over koeling van datacenters en serverruimtes.

Waarom heeft een datacenter zoveel koeling nodig?

Een datacenter heeft intensieve koeling nodig omdat servers en netwerkapparatuur continu elektrische energie omzetten in warmte. Die warmte moet voortdurend worden afgevoerd, want zodra de temperatuur in een serverruimte te hoog oploopt, kunnen systemen oververhit raken, fouten vertonen of volledig uitvallen.

De hoeveelheid warmte die vrijkomt, is direct gekoppeld aan het stroomverbruik van de apparatuur. Hoe meer verwerkingskracht er nodig is, hoe meer warmte er gegenereerd wordt. In omgevingen met zware AI-workloads, high-performance computing of grootschalige dataopslag kan dit oplopen tot aanzienlijke hoeveelheden thermische energie per vierkante meter.

Daarnaast werken datacenters doorgaans 24 uur per dag, zeven dagen per week. Er is geen moment van rust waarop de apparatuur kan afkoelen. Dit maakt continue, betrouwbare klimaatbeheersing niet een luxe, maar een absolute basisvoorwaarde voor operationele stabiliteit.

Welke koelsystemen worden het meest gebruikt in datacenters?

De meest gebruikte koelsystemen in datacenters zijn precisiekoelers op basis van compressortechnologie, zoals Computer Room Air Conditioners (CRAC-units) en Computer Room Air Handlers (CRAH-units). Daarnaast worden chillers, koeltorens en in toenemende mate alternatieve technologieën zoals PCM-koeling toegepast.

De keuze voor een specifiek systeem hangt af van factoren zoals de omvang van de ruimte, de warmtedichtheid van de apparatuur en de beschikbare infrastructuur. De meest voorkomende systemen op een rij:

  • CRAC-units: werken met een ingebouwde compressor en koudemiddel om lucht te koelen en te ontvochtigen
  • CRAH-units: koelen via een warmtewisselaar aangesloten op een chiller of koeltoren, zonder eigen compressor
  • Chillers en koeltorens: centrale systemen die gekoeld water aanleveren aan meerdere luchtbehandelingsunits
  • Free cooling: maakt gebruik van buitenlucht of gekoeld water wanneer de buitentemperatuur laag genoeg is
  • PCM-koeling: slaat thermische energie op in faseovergangsmaterialen en geeft die gecontroleerd vrij, zonder compressor of koudemiddel

Tot 90% besparen op koeling?

Ontdek in een vrijblijvend gesprek wat PCM-koeling voor uw serverruimte of datacenter kan betekenen.

Neem contact op

Hoe werkt traditionele koeling in een serverruimte?

Traditionele koeling in een serverruimte werkt via een koelcyclus waarbij een compressor een koudemiddel onder druk zet, waarna dat koudemiddel verdampt en daarbij warmte opneemt uit de ruimtelucht. De afgekoelde lucht wordt vervolgens via ventilatoren door de serverruimte geblazen om de apparatuur te koelen.

In de praktijk zuigt de koelunit warme lucht aan vanuit de ruimte, koelt die lucht af via een verdamper en blaast de gekoelde lucht terug de ruimte in. De opgenomen warmte wordt via een condensor afgevoerd, ofwel naar buiten via een buitenunit, ofwel naar een koelwatercircuit.

Dit systeem is effectief, maar vraagt veel elektrisch vermogen. De compressor is het meest energieverslindende onderdeel en draait continu om de gewenste temperatuur te handhaven. Bovendien vereisen compressoren en koudemiddelen regelmatig onderhoud en vervanging, wat resulteert in terugkerende beheerlasten.

Wat is het verschil tussen PCM-koeling en traditionele koeling?

Het kernverschil tussen PCM-koeling en traditionele koeling zit in het werkingsprincipe. Traditionele koeling gebruikt een compressor en synthetisch koudemiddel om actief warmte te onttrekken aan de lucht. PCM-koeling slaat thermische energie passief op in faseovergangsmaterialen en geeft die energie gecontroleerd vrij, zonder compressor en zonder koudemiddel.

PCM staat voor Phase Change Material. Deze materialen wisselen van fase, van vast naar vloeibaar of omgekeerd, bij een vaste temperatuur. Tijdens die faseovergang nemen ze grote hoeveelheden warmte op of geven ze warmte af, vergelijkbaar met hoe ijs smelt bij 0°C, maar dan rond een werktemperatuur die past bij klimaatbeheersing in serverruimtes.

De praktische verschillen zijn aanzienlijk:

  1. Energieverbruik: PCM-koeling verbruikt een fractie van het elektrisch vermogen van traditionele systemen, omdat er geen compressor nodig is
  2. Onderhoud: zonder compressor, koudemiddel of condensor zijn er nauwelijks bewegende delen, wat het systeem vrijwel onderhoudsvrij maakt
  3. Betrouwbaarheid bij stroomuitval: PCM-units kunnen direct worden aangesloten op een UPS, zodat koeling ook bij een stroomstoring gegarandeerd doorgaat
  4. Levensduur: PCM-panelen gaan minimaal 25 jaar mee en het systeem als geheel heeft een uitzonderlijk lange technische levensduur
  5. Milieuprofiel: geen synthetische koudemiddelen betekent geen risico op lekkage van schadelijke stoffen

Meer over de technische opbouw van deze koeltechnologie is te vinden op de pagina over PCM Power Units.

Welke temperatuur moet een serverruimte hebben?

Een serverruimte moet doorgaans worden gehouden tussen de 18°C en 27°C, waarbij de meeste fabrikanten van serverapparatuur een aanvoertemperatuur van circa 18°C tot 24°C aanbevelen. De relatieve luchtvochtigheid speelt eveneens een rol en ligt idealiter tussen de 40% en 60%.

De ASHRAE-richtlijnen, die breed worden gevolgd in de datacenterindustrie, onderscheiden verschillende klassen van IT-apparatuur met elk hun eigen temperatuurbereik. Voor standaard kantoor- en bedrijfsservers geldt over het algemeen dat de aanvoerlucht niet warmer mag zijn dan circa 27°C. Boven die grens neemt het risico op thermische problemen snel toe.

Een stabiele temperatuur is minstens zo belangrijk als de absolute waarde. Grote schommelingen in temperatuur of luchtvochtigheid kunnen condensatie veroorzaken of juist leiden tot statische elektriciteit, beide schadelijk voor gevoelige elektronica. Een goed koelsysteem regelt daarom niet alleen de temperatuur, maar bewaakt ook de luchtvochtigheid continu.

Hoe kan een bedrijf besparen op de koelkosten van een datacenter?

Een bedrijf kan besparen op de koelkosten van een datacenter door te kiezen voor energiezuinigere koeltechnologie, de warmteafvoer te optimaliseren en gebruik te maken van beschikbare fiscale regelingen. De grootste besparingen worden doorgaans bereikt door het vervangen van verouderde compressorgestuurde systemen door moderne alternatieven met een lager vermogensverbruik.

Concrete stappen die organisaties kunnen zetten:

  • Warmtebeheer optimaliseren: het scheiden van warme en koude luchtstromen via hot aisle en cold aisle containment vermindert de koelbehoefte aanzienlijk
  • Koeltechnologie moderniseren: systemen zonder compressor of koudemiddel verbruiken structureel minder elektrisch vermogen
  • Vermogensopname monitoren: inzicht in het werkelijke energieverbruik maakt gerichte optimalisatie mogelijk
  • EIA-regeling benutten: investeringen in erkende energiebesparende koelinstallaties komen in aanmerking voor de Energie-investeringsaftrek, wat de terugverdientijd verkort
  • Modulair schalen: een koelsysteem dat meegroeit met de werkelijke behoefte voorkomt overcapaciteit en onnodig energieverbruik

De keuze voor het juiste systeem hangt af van de specifieke ruimte, het aanwezige IT-vermogen en de bestaande infrastructuur. Een grondige beoordeling vooraf door een installateur of technisch adviseur is essentieel om de juiste koelcapaciteit en systeemkeuze te bepalen.

Hoe Duraflow helpt met de koeling van uw datacenter

Wij ontwikkelen PCM-koeloplossingen die specifiek zijn ontworpen voor bedrijfskritische omgevingen zoals serverruimtes, MER-, SER-, UPS- en MCC-ruimtes. Onze aanpak combineert betrouwbare klimaatbeheersing met een drastisch lager energieverbruik ten opzichte van traditionele systemen.

Wat onze PCM Power Units concreet bieden voor de koeling van uw datacenter:

  • Geen compressor, geen koudemiddel, geen condensor: alleen ventilatoren als bewegende delen
  • Directe aansluiting op uw UPS-systeem, zodat koeling ook bij stroomuitval doorgaat
  • Modulaire opbouw in standaard vermogens van 3 kW en 6 kW, combineerbaar voor grotere capaciteiten
  • PCM-panelen met een productgarantie van 25 jaar en een eerste onderhoudsbeurt pas na minimaal 50.000 vollastdraaiuren
  • Koppeling via Modbus aan uw gebouwbeheersysteem voor centrale monitoring en storingsmelding
  • Mogelijke aanspraak op de EIA-regeling, erkend door de Nederlandse overheid als energiebesparende maatregel

Wilt u weten wat PCM-koeling kan betekenen voor uw specifieke situatie? Neem contact met ons op voor een vrijblijvend gesprek.

Veelgestelde vragen

Is PCM-koeling ook geschikt voor kleine serverruimtes of een enkele serverkast?

Ja, PCM-koeling is juist ook zeer geschikt voor kleinere omgevingen. De modulaire opbouw in eenheden van 3 kW en 6 kW maakt het mogelijk om de koelcapaciteit precies af te stemmen op de werkelijke warmteproductie van de ruimte, zonder overcapaciteit te installeren. Dit maakt PCM-koeling een praktische keuze voor zowel een enkele serverruimte in een kantoorpand als voor grotere datacenteromgevingen.

Hoe weet ik hoeveel koelcapaciteit mijn serverruimte nodig heeft?

De benodigde koelcapaciteit is direct gekoppeld aan het totale elektrische vermogen van alle IT-apparatuur in de ruimte, uitgedrukt in kilowatt. Als vuistregel geldt dat de koelcapaciteit minimaal gelijk moet zijn aan het totale stroomverbruik van de apparatuur, omdat vrijwel alle opgenomen elektrische energie uiteindelijk als warmte vrijkomt. Een technisch adviseur of installateur kan op basis van een vermogensmeting of een overzicht van de aanwezige hardware een nauwkeurige berekening maken en daarbij ook rekening houden met toekomstige uitbreidingen.

Wat gebeurt er met de koeling als de stroom uitvalt?

Bij traditionele compressorgestuurde koelsystemen valt de koeling direct uit bij een stroomstoring, waarna de temperatuur in de serverruimte snel oploopt. PCM-koelunits kunnen direct worden aangesloten op een bestaand UPS-systeem, waardoor de koeling ook tijdens een stroomstoring ononderbroken doorloopt. Bovendien fungeert het PCM-materiaal zelf als thermische buffer: de opgeslagen koelcapaciteit in de panelen helpt de temperatuur stabiel te houden gedurende de overgangsperiode.

Hoe moeilijk is het om een PCM-koelsysteem te installeren in een bestaande serverruimte?

PCM-koelunits zijn compact en vereisen geen koelwaterleidingen, buitenunit of koudemiddelinstallatie, wat de installatie aanzienlijk eenvoudiger maakt dan bij traditionele systemen. In de meeste gevallen volstaat een elektrische aansluiting en de koppeling met het UPS-systeem en eventueel het gebouwbeheersysteem via Modbus. Dit maakt PCM-koeling ook goed toepasbaar als retrofit-oplossing in bestaande ruimtes waar het aanleggen van extra infrastructuur lastig of kostbaar is.

Wat zijn de meest gemaakte fouten bij de koeling van een serverruimte?

Een veelgemaakte fout is het onderschatten van de koelcapaciteit bij toekomstige uitbreiding van de IT-infrastructuur, waardoor het systeem al snel overbelast raakt. Daarnaast wordt hot aisle/cold aisle containment vaak achterwege gelaten, waardoor warme en koude lucht zich mengen en de koelefficiëntie sterk daalt. Een derde veelvoorkomende fout is het verwaarlozen van de luchtvochtigheidsbeheersing: zowel te droge als te vochtige lucht kan schade aan elektronica veroorzaken, ook als de temperatuur binnen de normen blijft.

Komt mijn investering in een nieuw koelsysteem in aanmerking voor de EIA-regeling?

Dat hangt af van het specifieke systeem en of dit is opgenomen op de Energielijst van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO). PCM-koeloplossingen van Duraflow zijn erkend als energiebesparende maatregel en komen in aanmerking voor de Energie-investeringsaftrek (EIA), waarmee u een deel van de investeringskosten fiscaal kunt aftrekken. Het is verstandig om dit vooraf te verifiëren met uw belastingadviseur en de leverancier, zodat de aanvraag correct en tijdig wordt ingediend.

Hoe verhoudt de levensduur van PCM-koeling zich tot die van traditionele systemen?

Traditionele compressorgestuurde koelsystemen hebben doorgaans een technische levensduur van 10 tot 15 jaar, mede doordat compressoren, koudemiddelen en condensors regelmatig onderhoud en vervanging vereisen. PCM-panelen worden geleverd met een productgarantie van 25 jaar en het systeem als geheel heeft door het ontbreken van slijtgevoelige componenten een aanzienlijk langere levensduur. De eerste onderhoudsbeurt is pas vereist na minimaal 50.000 vollastdraaiuren, wat de totale beheerlast over de gehele gebruiksperiode sterk vermindert.

Gerelateerde artikelen