Servers worden gekoeld door lucht actief langs warmtegenererende componenten te leiden en die warmte vervolgens af te voeren naar buiten de ruimte. In de meeste serverruimtes gebeurt dit via gekoelde luchtstromen, maar er bestaan ook vloeistofgebaseerde en thermische opslagmethoden. Welke methode het meest geschikt is, hangt af van de omvang van de installatie, het gewenste energieverbruik en de eisen aan beschikbaarheid. De vragen hieronder geven een helder overzicht van hoe serverkoeling werkt en waar de verschillen zitten.
Waarom produceren servers zoveel warmte?
Servers produceren zoveel warmte omdat vrijwel alle elektrische energie die ze verbruiken uiteindelijk wordt omgezet in warmte. Processoren, geheugenmodules, voedingen en opslagmedia werken continu op hoge belasting en geven daarbij warmte af aan de omringende lucht. Hoe meer rekenkracht, hoe hoger de warmteproductie.
In een moderne serverruimte staan tientallen tot honderden van deze apparaten dicht op elkaar. Dat maakt de warmtedichtheid per vierkante meter aanzienlijk hoger dan in een gewone kantoorruimte. Zeker bij high-density omgevingen, zoals AI-rekenclusters of storagesystemen, kan de warmteproductie per rack oplopen tot niveaus die zonder gerichte koeling binnen enkele minuten tot uitval leiden.
Bovendien werken servers doorgaans 24 uur per dag, zeven dagen per week. Er is geen moment waarop de warmteproductie stopt. Dit maakt betrouwbare en continue serverruimtekoeling geen luxe, maar een technische noodzaak voor elke organisatie die bedrijfskritische IT-systemen beheert.
Welke methoden worden gebruikt om servers te koelen?
De meest gebruikte methoden voor serverruimtekoeling zijn luchtkoeling, vloeistofkoeling en thermische energieopslag via Phase Change Materials. Luchtkoeling is veruit het meest toegepast, maar de andere methoden winnen terrein naarmate de warmtedichtheid in datacenters toeneemt.
Een overzicht van de gangbare koelmethoden:
- Luchtkoeling via CRAC/CRAH-units: gekoelde lucht wordt via verhoogde vloeren of plafondkanalen door de serverruimte geleid. Warme lucht wordt afgezogen en gekoeld door een compressor of warmtewisselaar.
- In-row koeling: koelunits worden direct tussen serverracks geplaatst om warmte zo dicht mogelijk bij de bron op te vangen.
- Vloeistofkoeling (direct liquid cooling): koelvloeistof wordt via leidingen direct naar processoren of racks geleid. Effectief bij extreem hoge warmtedichtheid.
- Free cooling: buitenlucht of buitentemperatuur wordt benut om koelwater te koelen, zonder dat een compressor nodig is. Werkt goed in gematigde klimaten.
- PCM-koeling (Phase Change Materials): thermische energie wordt opgeslagen in materialen die van fase wisselen. De warmte wordt gebufferd en op het juiste moment afgevoerd, zonder compressoren of synthetische koudemiddelen.
Welke methode het beste past, hangt af van de warmtedichtheid per rack, de beschikbare ruimte, de gewenste redundantie en de energiedoelstellingen van de organisatie.
Tot 90% besparen op koeling?
Ontdek in een vrijblijvend gesprek wat PCM-koeling voor uw serverruimte of datacenter kan betekenen.
Wat is de ideale temperatuur voor een serverruimte?
De ideale temperatuur voor een serverruimte ligt tussen 18 en 27 graden Celsius aan de inlaatzijde van de servers. Dit is de aanbevolen bandbreedte volgens de ASHRAE-richtlijnen voor IT-apparatuur. De meeste fabrikanten specificeren hun apparatuur voor inlaattemperaturen tot maximaal 27 graden Celsius.
Het gaat hierbij specifiek om de temperatuur van de koude lucht die de servers instroomt, niet de gemiddelde ruimtetemperatuur. In een goed ontworpen serverruimte met hot-aisle/cold-aisle-scheiding kan de warme uitlaatlucht aan de achterzijde van de racks oplopen tot 40 graden Celsius of meer, terwijl de inlaattemperatuur ruim binnen de norm blijft.
Naast temperatuur speelt ook de relatieve luchtvochtigheid een rol. Te droge lucht verhoogt het risico op elektrostatische ontlading, terwijl te vochtige lucht condensatie kan veroorzaken. Een relatieve luchtvochtigheid tussen 45 en 60 procent wordt doorgaans als veilig beschouwd voor de meeste serveromgevingen.
Hoe verschilt PCM-koeling van traditionele koeling voor servers?
PCM-koeling verschilt van traditionele koeling voor servers doordat het geen compressoren of synthetische koudemiddelen gebruikt. In plaats daarvan slaat het systeem thermische energie op in Phase Change Materials, stoffen die bij een vaste temperatuur van fase wisselen en daarbij grote hoeveelheden warmte opnemen of afgeven. Dit principe werkt vergelijkbaar met het smelten en stollen van ijs, maar dan rond een werktemperatuur die past bij serverruimtes.
Traditionele koeling: hoe het werkt
Conventionele koelsystemen voor datacenters werken met een compressorcyclus: een koudemiddel wordt samengeperst, gekoeld en verdampt om warmte op te nemen. Dit vereist een aanzienlijk elektrisch vermogen, continue mechanische beweging en periodiek onderhoud aan compressoren, koudemiddelcircuits en condensors.
PCM-koeling: hoe het anders werkt
Een PCM-systeem functioneert als een intelligente thermische batterij. De PCM-panelen laden zich op tijdens koelere periodes, bijvoorbeeld ’s nachts of op momenten van lage warmteproductie, en geven die opgeslagen koelcapaciteit af wanneer de warmtebelasting toeneemt. De enige bewegende delen zijn ventilatoren, wat het systeem nagenoeg onderhoudsvrij maakt. Er zijn geen koudemiddelen, geen waterverbruik en geen compressoren nodig. Bovendien is directe aansluiting op een UPS-systeem mogelijk, zodat de koeling ook bij stroomuitval zonder onderbreking doorwerkt.
Welke koeloplossing is het meest energiezuinig?
PCM-koeling is momenteel de meest energiezuinige koeloplossing voor serverruimtes. Doordat het systeem geen compressor gebruikt en uitsluitend ventilatoren als bewegende delen heeft, is het elektrisch aansluitvermogen aanzienlijk lager dan bij conventionele koelsystemen. In de praktijk leidt dit tot een energiebesparing van gemiddeld meer dan 90 procent ten opzichte van traditionele koeling.
Free cooling is een goede tweede optie voor organisaties die hun bestaande installatie willen optimaliseren, maar is afhankelijk van buitentemperaturen en daarmee minder betrouwbaar in warmere periodes of bij hoge warmtedichtheid.
Vloeistofkoeling is technisch efficiënt bij extreem hoge rackdichtheden, maar vereist een complexe infrastructuur en brengt risico’s mee bij lekkage in de directe nabijheid van IT-apparatuur.
Voor organisaties met serverruimtes, SER-, UPS-, HVK- of MCC-ruimtes die op zoek zijn naar een betrouwbare en energiezuinige oplossing, biedt PCM-koeling de beste verhouding tussen koelcapaciteit, energieverbruik en onderhoudsarmoede. Meer over de technische specificaties van PCM-koelunits legt uit hoe de units modulair kunnen worden ingezet.
Wanneer is het tijd om de koeling van een serverruimte te vervangen?
Het is tijd om de koeling van een serverruimte te vervangen wanneer het systeem structureel niet meer voldoet aan de thermische eisen, hoge onderhoudskosten genereert of de beschikbaarheid van de IT-omgeving in gevaar brengt. Dat moment is niet altijd zichtbaar als een plotselinge storing, maar kondigt zich vaak aan via een reeks signalen.
Signalen dat vervanging of modernisering van serverruimtekoeling nodig is:
- Frequente temperatuuroverschrijdingen: als de inlaattemperatuur van servers regelmatig boven de 27 graden Celsius uitkomt, schiet het bestaande systeem tekort.
- Stijgende onderhoudsfrequentie: compressoren, koudemiddelcircuits en condensors die steeds vaker onderhoud vragen, wijzen op het einde van de technische levensduur.
- Hoge energierekening zonder uitbreidingsinvestering: als het energieverbruik van de koeling stijgt terwijl de IT-belasting gelijk blijft, verliest het systeem efficiëntie.
- Uitfasering van koudemiddelen: diverse synthetische koudemiddelen worden Europees gereglementeerd en gefaseerd verboden. Systemen die hiervan afhankelijk zijn, lopen tegen toenemende kosten en beschikbaarheidsproblemen aan.
- Capaciteitsuitbreiding van de serverruimte: bij het toevoegen van extra racks of het overstappen naar high-density apparatuur kan de bestaande koeling de hogere warmteproductie niet meer verwerken.
- Gebrek aan redundantie: als uitval van één koelunit direct leidt tot temperatuurproblemen, is de beschikbaarheid van de koeling onvoldoende voor een bedrijfskritische omgeving.
Een tijdige evaluatie van het bestaande koelsysteem voorkomt onverwachte uitval en geeft ruimte om een vervanging goed te plannen, inclusief het benutten van fiscale regelingen zoals de EIA (Energie-investeringsaftrek).
Hoe Duraflow helpt met serverruimtekoeling
Wij bij Duraflow ontwikkelen PCM Power Units die specifiek zijn ontworpen voor de koeling van bedrijfskritische ruimtes zoals serverruimtes (MER), SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes. Onze oplossing werkt zonder compressoren, zonder synthetische koudemiddelen en zonder waterverbruik. De units zijn beschikbaar in standaardvermogens van 3 kW en 6 kW en kunnen modulair worden gecombineerd voor elke gewenste koelcapaciteit.
Wat onze PCM-koeling concreet biedt voor uw serverruimte:
- Gemiddeld meer dan 90 procent energiebesparing ten opzichte van conventionele koeling
- Directe aansluiting op een UPS-systeem voor gegarandeerde koeling bij stroomuitval
- Nagenoeg onderhoudsvrij door het minimale aantal bewegende delen
- Technische levensduur van minimaal 25 jaar voor het systeem en 40 jaar voor de PCM-panelen
- Modulair en schaalbaar, geschikt voor bestaande infrastructuren zonder grote verbouwingen
- Erkend door de Nederlandse overheid als energiebesparende maatregel, waardoor u mogelijk in aanmerking komt voor de EIA-regeling
Wilt u weten of PCM-koeling geschikt is voor uw serverruimte of datacenter? Neem contact met ons op voor een vrijblijvend gesprek.
Veelgestelde vragen
Hoe groot moet een PCM-koelunit zijn voor mijn serverruimte?
De benodigde koelcapaciteit hangt af van het totale vermogen van de IT-apparatuur in uw ruimte. Als vuistregel geldt dat de koelcapaciteit minimaal gelijk moet zijn aan het totale elektrische aansluitvermogen van de servers, omdat vrijwel alle verbruikte energie als warmte vrijkomt. Duraflow biedt units van 3 kW en 6 kW die modulair combineerbaar zijn, zodat de koelcapaciteit precies kan worden afgestemd op uw situatie zonder dat u hoeft te over- of onderdimensioneren.
Kan PCM-koeling worden geïnstalleerd in een bestaande serverruimte zonder grote verbouwingen?
Ja, PCM-koelunits zijn specifiek ontworpen om te integreren in bestaande infrastructuren. Er zijn geen koelwaterleidingen, compressorinstallaties of speciale bouwkundige aanpassingen nodig. De units worden aangesloten op de bestaande elektrische installatie en kunnen direct naast of boven de serverracks worden geplaatst, wat de installatietijd en -kosten aanzienlijk beperkt ten opzichte van traditionele koelsystemen.
Wat gebeurt er met de koeling als de stroom uitvalt?
Bij conventionele koelsystemen stopt de koeling vrijwel direct bij stroomuitval, wat binnen enkele minuten tot gevaarlijke temperatuurstijgingen kan leiden. PCM-koeling biedt hier een belangrijk voordeel: de units kunnen direct worden aangesloten op een UPS-systeem, waardoor de koeling zonder onderbreking doorwerkt. Bovendien fungeert het PCM-materiaal zelf als thermische buffer, omdat het de opgeslagen koelcapaciteit blijft afgeven zolang het van fase wisselt, zelfs zonder actieve ventilatie.
Wat zijn de meest gemaakte fouten bij het inrichten van serverruimtekoeling?
Een veelgemaakte fout is het ontbreken van een goede hot-aisle/cold-aisle-scheiding, waardoor warme uitlaatlucht direct wordt teruggezogen door de koelunits en de effectiviteit sterk afneemt. Een tweede veelvoorkomende fout is onderdimensionering: de koelcapaciteit wordt berekend op de huidige belasting, zonder rekening te houden met toekomstige uitbreidingen. Tot slot wordt redundantie vaak over het hoofd gezien: een serverruimte zonder back-upkoeling is kwetsbaar voor uitval bij onderhoud of een storing in de primaire koelunit.
Hoe meet ik of mijn huidige koeling goed presteert?
De meest betrouwbare maatstaf is de inlaattemperatuur van de servers, gemeten aan de voorzijde van de racks in de koude gang. Deze temperatuur zou consistent onder de 27 graden Celsius moeten blijven. Aanvullend kunt u de PUE (Power Usage Effectiveness) van uw serverruimte berekenen: een PUE dicht bij 1,0 betekent dat vrijwel alle energie naar IT-apparatuur gaat en nauwelijks naar koeling. Een PUE boven 1,5 is een duidelijk signaal dat het koelsysteem inefficiënt werkt en modernisering loont.
Komt PCM-koeling in aanmerking voor de EIA-regeling en hoe vraag ik dat aan?
Ja, PCM-koeling is door de Nederlandse overheid erkend als energiebesparende maatregel en komt daarmee in aanmerking voor de Energie-investeringsaftrek (EIA). Via deze regeling kunt u een percentage van de investeringskosten aftrekken van de fiscale winst, wat de terugverdientijd aanzienlijk verkort. De aanvraag verloopt via de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) en dient te worden ingediend binnen drie maanden na het aangaan van de investeringsverplichting. Uw installateur of leverancier kan u hierbij begeleiden.
Is PCM-koeling ook geschikt voor ruimtes buiten de traditionele serverruimte, zoals UPS- of schakelruimtes?
Absoluut. PCM Power Units zijn niet alleen geschikt voor serverruimtes (MER), maar zijn specifiek ook ontwikkeld voor SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes, waar warmteproductie eveneens een kritische factor is. Juist in deze ruimtes, waar traditionele koeling vanwege de beperkte ruimte of het ontbreken van een wateraansluiting lastig te realiseren is, biedt de compacte en zelfstandige opzet van PCM-koeling een praktisch en betrouwbaar alternatief.
