Datacenters worden warm omdat servers en andere IT-apparatuur vrijwel alle verbruikte elektriciteit omzetten in warmte. Hoe meer rekenkracht een ruimte bevat, hoe meer warmte er wordt gegenereerd. Dit geldt in het bijzonder voor organisaties met serverruimtes, MER-ruimtes of andere bedrijfskritische IT-omgevingen waar apparatuur continu op hoge belasting draait. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over warmte in datacenters en wat u eraan kunt doen.
Hoeveel warmte produceren servers eigenlijk?
Servers zetten nagenoeg alle elektriciteit die ze verbruiken om in warmte. Een server die 500 watt aan vermogen verbruikt, produceert daarmee ook circa 500 watt aan warmte. In een serverruimte met tientallen of honderden apparaten loopt dit snel op tot tientallen kilowatt aan warmteproductie per uur.
Bij moderne high-density omgevingen, zoals AI-servers en high-performance computing clusters, kan de warmtebelasting per rack oplopen tot 20 kW of meer. Ter vergelijking: een traditioneel kantoorrek produceerde doorgaans 3 tot 5 kW. De groeiende populariteit van AI-workloads en data-intensieve applicaties drijft de warmteproductie in datacenters dan ook naar recordhoogtes. Voor facility managers en IT-verantwoordelijken betekent dit dat de koelbehoefte structureel zwaarder wordt, niet lichter.
Wat zijn de belangrijkste oorzaken van warmte in een datacenter?
De warmte in een datacenter is het directe gevolg van energieverbruik door IT-apparatuur. Processors, geheugenmodules, voedingen en opslagmedia genereren allemaal warmte als bijproduct van hun werking. Maar er zijn meerdere factoren die bijdragen aan de totale warmtelast in een serverruimte.
- Servers en rekenkracht: CPU’s en GPU’s zijn de grootste warmtebronnen. Hoe intensiever de workload, hoe hoger de temperatuur.
- Voedingen en UPS-systemen: Stroomomzettingen zijn nooit 100% efficiënt. Het verlies komt vrij als warmte.
- Netwerkapparatuur: Switches, routers en firewalls dragen ook bij aan de warmteproductie, al is hun bijdrage kleiner.
- Slechte luchtstroombeheersing: Wanneer warme uitblaaslucht van servers opnieuw wordt aangezogen als koellucht, ontstaat recirculatie. Dit verhoogt de temperatuur in de ruimte zonder extra apparatuur.
- Hoge bezettingsgraad: Naarmate een ruimte voller raakt met apparatuur, neemt de warmtedichtheid toe en wordt koeling complexer.
Voor organisaties met SER-, UPS-, HVK- of MCC-ruimtes geldt dat ook de ondersteunende elektrotechnische installaties warmte produceren. De totale warmtelast is dus altijd de optelsom van meerdere bronnen tegelijk.
Tot 90% besparen op koeling?
Ontdek in een vrijblijvend gesprek wat PCM-koeling voor uw serverruimte of datacenter kan betekenen.
Waarom is oververhitting zo gevaarlijk voor serverruimtes?
Oververhitting is een van de grootste risico’s voor bedrijfskritische IT-infrastructuur. Wanneer de temperatuur in een serverruimte te hoog oploopt, kunnen servers automatisch afschakelen, componenten beschadigd raken of volledig uitvallen. Dit leidt direct tot ongeplande downtime met mogelijk grote operationele en financiële gevolgen.
De meeste servers zijn ontworpen om te werken binnen een temperatuurbereik van 18 tot 27 graden Celsius. Daarboven neemt de kans op hardwarestoringen snel toe. Processors vertragen zichzelf als beschermingsmaatregel, wat de prestaties verlaagt. Bij aanhoudende hitte slijten componenten sneller, wat de levensduur van dure apparatuur verkort.
Naast directe schade aan hardware brengt oververhitting ook indirecte risico’s met zich mee. Productieprocessen die afhankelijk zijn van de IT-infrastructuur kunnen stilvallen. Voor organisaties in de zorg, industrie of financiële sector kan zelfs een korte onderbreking van de koeling ernstige gevolgen hebben. Betrouwbare datacenterkoeling is daarom geen luxe, maar een operationele noodzaak.
Hoe werkt traditionele koeling in datacenters?
Traditionele datacenterkoeling werkt op basis van compressiekoeling. Een compressor comprimeert een synthetisch koudemiddel, waardoor het warmte opneemt en afvoert naar buiten. De gekoelde lucht wordt vervolgens door de ruimte geleid om de apparatuur op temperatuur te houden.
De meest gebruikte systemen zijn Computer Room Air Conditioners (CRAC) en Computer Room Air Handlers (CRAH). CRAC-units koelen de lucht via een ingebouwde compressorcyclus. CRAH-units maken gebruik van gekoeld water dat via een chiller buiten de ruimte wordt geproduceerd.
Hoewel deze systemen effectief zijn, kleven er aanzienlijke nadelen aan:
- Hoog energieverbruik: Compressoren en chillers verbruiken continu veel elektrisch vermogen, ook wanneer de koelbehoefte laag is.
- Synthetische koudemiddelen: Veel traditionele systemen gebruiken koudemiddelen die schadelijk zijn voor het milieu en steeds strenger worden gereguleerd.
- Onderhoudsgevoeligheid: Compressoren, leidingen en condensors vereisen regelmatig onderhoud en zijn gevoelig voor storingen.
- Beperkte flexibiliteit: Traditionele systemen zijn vaak moeilijk schaalbaar bij groeiende koelbehoeften.
Voor organisaties die hun energieverbruik willen verlagen en hun infrastructuur toekomstbestendig willen maken, zijn deze beperkingen steeds moeilijker te accepteren.
Welke alternatieven bestaan er voor traditionele datacenterkoeling?
Er bestaan meerdere alternatieven voor traditionele compressiekoeling in datacenters, elk met eigen toepassingsgebieden en voordelen. De keuze hangt af van de ruimtegrootte, de warmtedichtheid en de eisen aan betrouwbaarheid en energieverbruik.
Vrije koeling
Bij vrije koeling wordt buitenlucht of buitenwatertemperatuur benut om de serverruimte te koelen zonder compressor. Dit werkt goed in koelere klimaten of in de winter, maar biedt in de zomer of bij hogere buitentemperaturen onvoldoende capaciteit als standalone oplossing.
Vloeistofkoeling
Directe vloeistofkoeling brengt koelwater of koelvloeistof direct naar de server of het rack. Dit is bijzonder effectief bij hoge warmtedichtheden, maar vereist ingrijpende aanpassingen aan de bestaande infrastructuur en brengt risico op lekkage met zich mee.
PCM-koeling
PCM-koeling maakt gebruik van Phase Change Materials die thermische energie opslaan en afgeven tijdens hun faseovergang. Dit systeem werkt zonder compressoren of synthetische koudemiddelen en verbruikt aanzienlijk minder elektriciteit dan traditionele koeling. Het is daarmee een aantrekkelijk alternatief voor organisaties die betrouwbaarheid, lage energiekosten en een lange levensduur combineren.
Hoe kan PCM-koeling warmte in datacenters verminderen?
PCM-koeling vermindert warmte in datacenters door thermische energie op te slaan in Phase Change Materials op het moment dat de ruimte opwarmt, en die energie af te geven wanneer de temperatuur daalt. Het systeem functioneert als een intelligente thermische batterij die continu de warmtebalans in de ruimte regelt.
De kern van het principe ligt in de faseovergang van het materiaal. Net zoals water bij 0 graden Celsius smelt en daarbij energie opneemt, wisselen de zouthydraten in de PCM-panelen van fase rond een werktemperatuur van circa 25 graden Celsius. Bij het opwarmen absorberen ze warmte zonder zelf sterk in temperatuur te stijgen. Bij het afkoelen geven ze die energie weer af. Dit zorgt voor een stabiele temperatuur in de ruimte, ook bij wisselende warmtelasten.
Wat dit systeem onderscheidt van traditionele koeling is het ontbreken van compressoren, koudemiddelen en condensors. Alleen ventilatoren zorgen voor luchtcirculatie, wat het elektrisch aansluitvermogen drastisch verlaagt. Bovendien kan het systeem direct worden aangesloten op een UPS, zodat koeling ook bij stroomuitval zonder onderbreking doorgaat. Dit is essentieel voor organisaties waarbij continuïteit van de IT-infrastructuur niet ter discussie staat.
Hoe Duraflow helpt bij het koelen van uw datacenter
Wij ontwikkelden de PCM Power Unit als een zelfstandige, modulaire koeloplossing die speciaal is ontworpen voor bedrijfskritische omgevingen zoals serverruimtes, MER-, SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes. Onze units werken zonder synthetische koudemiddelen, zonder compressoren en zonder waterverbruik. Wat onze aanpak concreet oplevert:
- Gemiddeld meer dan 90% energiebesparing ten opzichte van traditionele koelinstallaties
- Directe aansluiting op UPS voor gegarandeerde koeling bij stroomuitval
- Modulair en schaalbaar: standaard units van 3 kW en 6 kW, combineerbaar voor hogere vermogens, inclusief volledig maatwerk tot 120 kW
- Nagenoeg onderhoudsvrij, met een eerste inspectiebeurt pas na minimaal 50.000 vollastdraaiuren
- PCM-panelen met een productgarantie van 25 jaar en een technische levensduur van minimaal 40 jaar
- Erkend door de Nederlandse overheid als energiebesparende maatregel, waardoor u mogelijk in aanmerking komt voor de EIA-regeling
Onze oplossing is bij uitstek geschikt voor organisaties die hun koelinfrastructuur willen moderniseren zonder grote verbouwingen. Wilt u weten of PCM-koeling past bij uw situatie? Neem contact met ons op voor een vrijblijvend adviesgesprek.
Veelgestelde vragen
Voor welke ruimtegrootte is PCM-koeling geschikt?
PCM-koeling is schaalbaar en daarmee geschikt voor uiteenlopende ruimteformaten, van kleine serverruimtes en MER-ruimtes tot grotere datacenters. De modulaire opzet van de PCM Power Unit maakt het mogelijk om standaard units van 3 kW en 6 kW te combineren tot een totaalvermogen dat aansluit op de specifieke koelbehoefte. Voor grotere of bijzondere omgevingen is volledig maatwerk beschikbaar tot 120 kW. Het is verstandig om de koelbehoefte van uw ruimte eerst te laten berekenen, zodat het systeem optimaal wordt gedimensioneerd.
Wat gebeurt er met de koeling als de stroom uitvalt?
Dit is juist één van de belangrijkste voordelen van PCM-koeling: de PCM Power Unit kan direct worden aangesloten op een UPS (Uninterruptible Power Supply). Omdat het systeem geen compressoren gebruikt en uitsluitend ventilatoren als elektrisch aangedreven component heeft, is het stroomverbruik zo laag dat een UPS de koeling langdurig kan overnemen bij een stroomstoring. Zo blijft de temperatuur in uw serverruimte stabiel, ook tijdens een netwerkunderbrekingen of onderhoudsmomenten aan de elektroinstallatie.
Hoe weet ik of mijn huidige koeling nog voldoende is voor mijn serverruimte?
Een eerste indicatie is het meten van de inlaattemperatuur van uw servers: ligt die structureel boven de 27 graden Celsius, dan is uw huidige koeling waarschijnlijk ontoereikend. Andere waarschuwingssignalen zijn frequente thermische throttling van processors, onverwachte afschakelingen van apparatuur of een sterk stijgende PUE (Power Usage Effectiveness). Het is aan te raden een thermische analyse van de ruimte te laten uitvoeren, waarbij warmtebronnen, luchtstroompatronen en piekmomenten in kaart worden gebracht.
Kan PCM-koeling worden gecombineerd met een bestaande koelinstallatie?
Ja, PCM-koeling kan prima worden ingezet als aanvulling op of vervanging van een bestaand koelsysteem. In hybride opstellingen fungeert de PCM-unit als primaire koeling tijdens normale bedrijfsomstandigheden, terwijl de traditionele installatie als back-up actief blijft voor extreme piekbelastingen of zomerse hittegolven. Dit verlaagt het totale energieverbruik aanzienlijk, omdat de compressorgestuurde koeling minder draaiuren maakt. Een gefaseerde overgang is daarmee ook financieel goed beheersbaar.
Wat zijn de meest gemaakte fouten bij het inrichten van koeling in een serverruimte?
Een van de meest voorkomende fouten is het negeren van luchtstroombeheersing: wanneer warme uitblaaslucht van servers opnieuw als koellucht wordt aangezogen (recirculatie), stijgt de effectieve temperatuur in de ruimte zonder dat er extra apparatuur bijkomt. Andere veelgemaakte fouten zijn onderdimensionering van de koelcapaciteit bij uitbreiding van de IT-infrastructuur, het ontbreken van een redundante koeloplossing en het niet meenemen van ondersteunende apparatuur zoals UPS-systemen en netwerkapparatuur in de warmteberekening. Een grondige thermische analyse bij het ontwerp van de ruimte voorkomt de meeste van deze problemen.
Komt PCM-koeling in aanmerking voor subsidie of fiscaal voordeel?
Ja, de PCM Power Unit van Duraflow is erkend door de Nederlandse overheid als energiebesparende maatregel. Dit betekent dat u mogelijk in aanmerking komt voor de Energie-investeringsaftrek (EIA), waarmee u een deel van de investeringskosten fiscaal kunt aftrekken. De EIA-regeling is bedoeld voor bedrijven die investeren in energiezuinige technieken en kan een aanzienlijk financieel voordeel opleveren. Het is raadzaam om dit te bespreken met uw fiscaal adviseur of contact op te nemen met Duraflow voor meer informatie over de voorwaarden.
Hoe lang duurt de installatie van een PCM-koelunit en is er downtime nodig?
Omdat de PCM Power Unit modulair en zelfstandig is opgezet, is de installatie doorgaans compact en weinig ingrijpend. Er zijn geen leidingwerk voor koelwater, geen koudemiddelinstallaties en geen grote bouwkundige aanpassingen nodig. In de meeste gevallen kan de installatie worden uitgevoerd met minimale of geen downtime voor de IT-omgeving. De exacte installatieduur hangt af van de ruimtegrootte en het aantal units, maar een adviesgesprek met Duraflow geeft snel inzicht in de planning voor uw specifieke situatie.
