Luchtkoeling in datacenters is een methode waarbij gekoelde lucht wordt ingezet om warmte af te voeren die door servers, netwerkapparatuur en andere IT-systemen wordt gegenereerd. Zonder effectieve koeling loopt de temperatuur in een serverruimte snel op tot kritieke niveaus, wat leidt tot uitval en schade aan apparatuur. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over datacenterkoeling: van de werking en soorten tot de energiekosten en slimmere alternatieven.
Hoe werkt luchtkoeling in een datacenter?
Luchtkoeling in een datacenter werkt door warme lucht die door servers wordt uitgestoten op te vangen, te koelen via een klimaatinstallatie en vervolgens als gekoelde lucht terug te voeren naar de apparatuur. Dit proces herhaalt zich continu om de temperatuur in de ruimte binnen een veilig bereik te houden, doorgaans tussen de 18 en 27 graden Celsius.
De meeste serverruimtes maken gebruik van een zogeheten hot aisle/cold aisle-indeling. Hierbij staan serverkasten zo opgesteld dat de voorkanten van de servers naar een koud gangpad wijzen en de achterkanten naar een warm gangpad. Gekoelde lucht stroomt via de koude gangpaden de servers in, neemt warmte op en verlaat de apparatuur via de warme gangpaden. Vanaf daar wordt de warme lucht afgevoerd naar de koelinstallatie om opnieuw te worden gekoeld.
De koelinstallatie zelf bestaat in de meeste gevallen uit compressoren, condensors en koudemiddelen die de warmte aan de lucht onttrekken. Dit vereist aanzienlijk elektrisch vermogen, zeker in ruimtes met een hoge dichtheid aan actieve apparatuur.
Welke soorten luchtkoeling worden gebruikt in datacenters?
In datacenters worden meerdere vormen van luchtkoeling toegepast, afhankelijk van de omvang van de ruimte, de warmtebelasting en de beschikbare infrastructuur. De meest voorkomende typen zijn precisiekoeling, in-row-koeling en vrije koeling via buitenlucht.
- Precisiekoeling (CRAC/CRAH-units): Speciaal ontworpen koelunits die de temperatuur en luchtvochtigheid nauwkeurig regelen. Ze worden vaak langs de wanden van een serverruimte geplaatst en zijn geschikt voor middelgrote tot grote installaties.
- In-row-koeling: Koelunits die direct tussen de serverkasten worden geplaatst. Dit verkort de afstand tussen warmtebron en koeling, wat de efficiëntie verhoogt in ruimtes met een hoge warmtedichtheid.
- Vrije koeling (free cooling): Maakt gebruik van koude buitenlucht of buitentemperatuur om de koelinstallatie te ondersteunen of deels te vervangen. Dit is energiezuiniger, maar sterk afhankelijk van het klimaat en de buitentemperatuur.
- Overheadkoeling: Gekoelde lucht wordt van bovenaf in de ruimte geblazen. Dit systeem wordt minder vaak toegepast bij hoge warmtebelastingen, maar is soms geschikt voor kleinere serverruimtes.
In de praktijk combineren grotere datacenters meerdere methoden om redundantie en efficiëntie te waarborgen.
Tot 90% besparen op koeling?
Ontdek in een vrijblijvend gesprek wat PCM-koeling voor uw serverruimte of datacenter kan betekenen.
Wat zijn de nadelen van traditionele luchtkoeling in serverruimtes?
Traditionele luchtkoeling in serverruimtes kent een aantal serieuze nadelen die steeds zwaarder wegen naarmate de warmtebelasting van moderne IT-apparatuur toeneemt. De grootste bezwaren zijn het hoge energieverbruik, de afhankelijkheid van synthetische koudemiddelen en de hoge onderhoudskosten.
Een eerste en veelbesproken nadeel is het hoge elektrische vermogen dat nodig is om compressoren en koelinstallaties draaiende te houden. In ruimtes met servers die continu op hoge belasting draaien, zoals bij AI-workloads of high-density storage, loopt dit verbruik snel op.
Daarnaast maken traditionele systemen gebruik van synthetische koudemiddelen die schadelijk zijn voor het milieu. Lekkages zijn moeilijk te detecteren en kunnen aanzienlijke milieugevolgen hebben. Regelgeving rondom het gebruik van deze stoffen wordt in Europa steeds strenger.
Een derde nadeel is de onderhoudsgevoeligheid. Compressoren, condensors en koudemiddelcircuits vereisen regelmatige inspectie en onderhoud door gecertificeerde technici. Een storing in een van deze componenten kan directe gevolgen hebben voor de beschikbaarheid van de koeling en daarmee voor de IT-systemen.
Tot slot zijn traditionele koelinstallaties vaak moeilijk schaalbaar. Bij uitbreiding van de IT-infrastructuur is het lastig om de koelcapaciteit eenvoudig mee te laten groeien zonder ingrijpende aanpassingen aan de bestaande installatie.
Hoeveel energie verbruikt luchtkoeling in een datacenter?
Luchtkoeling is doorgaans verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het totale energieverbruik van een datacenter. In veel traditionele installaties verbruikt de koeling evenveel of zelfs meer energie dan de IT-apparatuur zelf, wat betekent dat voor elke kilowatt aan IT-vermogen een vergelijkbare hoeveelheid energie nodig is voor de koeling.
De verhouding tussen het totale energieverbruik van een datacenter en het energieverbruik van de IT-apparatuur wordt uitgedrukt in de Power Usage Effectiveness (PUE). Een PUE van 2.0 betekent dat de helft van alle energie opgaat aan ondersteunende systemen zoals koeling, verlichting en stroomvoorziening. Moderne, goed ontworpen datacenters streven naar een PUE dichter bij 1.2 tot 1.5, maar oudere installaties zitten hier vaak ver boven.
Voor een organisatie met een serverruimte van gemiddelde omvang kan de energierekening voor koeling jaarlijks oplopen tot tienduizenden euro’s. Dit maakt koeling een van de grootste kostenposten in het beheer van kritische IT-infrastructuur. Naarmate de warmtebelasting per rack toeneemt door modernere, krachtigere hardware, neemt ook de druk op de koelinstallatie toe.
Wat is een energiezuinig alternatief voor luchtkoeling in datacenters?
Een energiezuinig alternatief voor traditionele luchtkoeling in datacenters is koeling op basis van Phase Change Materials (PCM). In plaats van elektrisch aangedreven compressoren maakt dit systeem gebruik van de faseovergang van speciale materialen die bij een vaste temperatuur grote hoeveelheden thermische energie opnemen of afgeven, vergelijkbaar met de manier waarop ijs smelt en bevriest.
PCM-koeling werkt als een intelligente thermische batterij. De materialen nemen warmte op wanneer de temperatuur in de ruimte stijgt, en geven die warmte gecontroleerd af wanneer de omstandigheden dat toelaten. Omdat er geen compressor nodig is, ligt het elektrische aansluitvermogen aanzienlijk lager dan bij conventionele koelinstallaties. Alleen ventilatoren zorgen voor de luchtcirculatie, wat het systeem ook nagenoeg onderhoudsvrij maakt.
Dit type koeling is bijzonder geschikt voor omgevingen zoals serverruimtes (MER), SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes, waar een stabiele temperatuur en luchtvochtigheid onmisbaar zijn voor de continuïteit van kritische processen. Meer informatie over hoe zo’n systeem is opgebouwd, vind je op de pagina over PCM Power Units.
Hoe Duraflow helpt met datacenterkoeling
Wij ontwikkelen PCM-koeloplossingen die specifiek zijn ontworpen voor bedrijfskritische omgevingen waar betrouwbare klimaatbeheersing geen compromis duldt. Onze PCM Power Units functioneren als een volledig zelfstandige koelinstallatie zonder compressoren, zonder synthetische koudemiddelen en met een minimale voetafdruk op uw elektrische infrastructuur.
Wat onze oplossing concreet biedt voor uw serverruimte of datacenteromgeving:
- Drastisch lager energieverbruik ten opzichte van traditionele koelinstallaties, dankzij het PCM-principe waarbij thermische energie wordt opgeslagen en vrijgegeven zonder compressor.
- Directe aansluiting op UPS, zodat koeling ook bij stroomuitval zonder onderbreking doorwerkt en uw IT-systemen beschermd blijven.
- Modulair en schaalbaar ontwerp dat kan worden ingepast in bestaande infrastructuren, beschikbaar in standaardvermogens van 3 kW en 6 kW, combineerbaar voor grotere capaciteiten.
- Nagenoeg onderhoudsvrij, met een eerste inspectiebeurt voor de ventilatoren pas na minimaal 50.000 vollastdraaiuren en een productgarantie van 25 jaar op de PCM-panelen.
- Fiscaal voordeel via de EIA-regeling, omdat onze technologie is erkend door de Nederlandse overheid als officiële energiebesparende maatregel.
Bent u verantwoordelijk voor de koeling van een serverruimte of andere warmtegevoelige technische ruimte en wilt u weten wat PCM-koeling voor uw specifieke situatie kan betekenen? Neem contact met ons op voor een vrijblijvend gesprek.
Veelgestelde vragen
Is PCM-koeling ook geschikt voor kleine serverruimtes of geldt het alleen voor grote datacenters?
PCM-koeling is juist bijzonder geschikt voor kleinere en middelgrote serverruimtes, zoals een MER- of SER-ruimte binnen een kantoorgebouw of industriële omgeving. De modulaire opbouw van PCM Power Units, beschikbaar in eenheden van 3 kW en 6 kW, maakt het mogelijk om de koelcapaciteit precies af te stemmen op de warmtebelasting van de ruimte. U hoeft dus niet te investeren in een oversized installatie die meer verbruikt dan nodig is.
Hoe hoog is de PUE die ik kan verwachten met PCM-koeling ten opzichte van mijn huidige luchtkoelingsinstallatie?
Omdat PCM-koeling geen compressor gebruikt en uitsluitend op ventilatoren draait voor luchtcirculatie, ligt het elektrische aansluitvermogen aanzienlijk lager dan bij traditionele CRAC- of CRAH-units. In de praktijk kunnen organisaties hun PUE significant verbeteren ten opzichte van een conventionele installatie met een PUE van 1.8 tot 2.0. De exacte winst is afhankelijk van uw specifieke warmtebelasting, ruimteindeling en gebruikspatroon, maar een vrijblijvend gesprek met Duraflow geeft u snel een concreet beeld van de verwachte besparing.
Wat gebeurt er met de koeling als de stroom uitvalt? Is mijn serverruimte dan nog steeds beschermd?
Ja, PCM Power Units zijn ontworpen voor directe aansluiting op een UPS (ononderbroken stroomvoorziening), waardoor de koeling ook bij een stroomonderbreking zonder enige pauze blijft functioneren. Bovendien slaan de PCM-materialen thermische energie op als een soort ‘koudebuffer’, zodat de ruimte zelfs bij een tijdelijke uitval van de ventilatoren niet direct opwarmt. Dit maakt de oplossing bijzonder geschikt voor bedrijfskritische omgevingen waar continuïteit geen compromis duldt.
Kan ik PCM-koeling integreren in mijn bestaande hot aisle/cold aisle-indeling, of moet ik de ruimte volledig herinrichten?
PCM Power Units zijn modulair van opzet en kunnen in de meeste gevallen worden geïntegreerd in een bestaande ruimte-indeling, inclusief een hot aisle/cold aisle-configuratie, zonder dat u de gehele infrastructuur hoeft te herzien. De compacte voetafdruk van de units maakt plaatsing langs wanden of tussen serverkasten mogelijk. Duraflow beoordeelt samen met u de specifieke lay-out van uw ruimte om de optimale positionering te bepalen.
Welke veelgemaakte fout moet ik vermijden bij het overstappen van traditionele luchtkoeling naar PCM-koeling?
Een veelgemaakte fout is het onderschatten van de werkelijke warmtebelasting van de ruimte voordat de nieuwe koeloplossing wordt gedimensioneerd. Veel organisaties baseren zich op de nominale vermogenswaarden van hun apparatuur, terwijl de werkelijke warmteproductie onder normale bedrijfsomstandigheden lager kan liggen, maar bij piekbelastingen juist hoger. Een nauwkeurige meting of berekening van de daadwerkelijke warmtebelasting is essentieel voor een correcte dimensionering van de PCM-capaciteit en voorkomt over- of onderinvestering.
Hoe werkt de EIA-regeling in de praktijk en hoeveel fiscaal voordeel kan ik verwachten?
De Energie-investeringsaftrek (EIA) is een Nederlandse fiscale regeling waarbij u een percentage van de investeringskosten van erkende energiebesparende bedrijfsmiddelen kunt aftrekken van uw fiscale winst, bovenop de reguliere afschrijving. Omdat de PCM Power Units van Duraflow officieel zijn erkend als energiebesparende maatregel, komen ze in aanmerking voor deze regeling. Het exacte voordeel is afhankelijk van het geldende EIA-percentage in het betreffende belastingjaar en uw specifieke fiscale situatie; raadpleeg uw belastingadviseur voor een persoonlijke berekening.
Hoe lang duurt de terugverdientijd van een PCM-koelinstallatie vergeleken met een traditionele koelinstallatie?
De terugverdientijd van een PCM-koelinstallatie is doorgaans korter dan die van een traditionele compressorgebaseerde installatie, dankzij de combinatie van lagere energiekosten, minimale onderhoudskosten en het fiscale voordeel via de EIA-regeling. In de praktijk hangt de exacte terugverdientijd af van factoren zoals uw huidige energietarief, de warmtebelasting van uw ruimte en de omvang van de investering. Duraflow kan op basis van uw specifieke situatie een berekening maken die u een concreet beeld geeft van de verwachte terugverdientijd.
