Voor datacenters en serverruimtes zijn er meerdere soorten koelsystemen beschikbaar, elk met een eigen werkingsprincipe en toepassingsgebied. De meest gebruikte varianten zijn luchtgekoelde systemen, watergekoelde installaties, vrije koeling en op PCM-technologie gebaseerde oplossingen. Welk systeem het beste past, hangt af van de omvang van de ruimte, de warmtebelasting en de eisen rondom betrouwbaarheid en energieverbruik. In dit artikel beantwoorden we de meest gestelde vragen over koeling in datacenters en serverruimtes.
Welke soorten koeling worden het meest gebruikt in datacenters?
De meest toegepaste vormen van koeling in datacenters zijn luchtgekoelde precisiekoeling, watergekoelde systemen (zoals chillers), vrije koeling en Phase Change Material (PCM)-koeling. Luchtgekoelde systemen domineren in kleinere en middelgrote serverruimtes, terwijl watergekoelde installaties vaker voorkomen in grootschalige datacenters met hoge warmtebelastingen.
Elk systeem heeft zijn eigen voor- en nadelen. Hieronder een overzicht van de meest voorkomende varianten:
- Luchtgekoelde precisiekoeling (CRAC/CRAH-units): Verplaatst warme lucht via koelelementen en blaast gekoelde lucht terug de ruimte in. Breed inzetbaar, maar energie-intensief.
- Watergekoelde systemen: Gebruiken gekoeld water via een chiller om warmte af te voeren. Geschikt voor grote capaciteiten, maar vereisen een wateraansluiting en uitgebreide installatie.
- Vrije koeling (free cooling): Maakt gebruik van buitenlucht of buitentemperaturen om koeling te ondersteunen. Effectief in koelere klimaten of seizoenen, maar niet altijd betrouwbaar als enige koelbron.
- PCM-koeling: Slaat thermische energie op via faseovergang van materialen, zonder compressoren of koudemiddelen. Bijzonder geschikt voor kritieke omgevingen zoals serverruimtes (MER), SER- en UPS-ruimtes.
Hoe werkt traditionele koeling in een serverruimte?
Traditionele koeling in een serverruimte werkt via een koelcyclus waarbij een compressor een synthetisch koudemiddel onder druk zet. Dit koudemiddel verdampt in een verdamper en neemt daarbij warmte op uit de ruimte. Vervolgens wordt de warmte afgevoerd via een condensor buiten de ruimte. Het resultaat is gekoelde lucht die via ventilatoren wordt gecirculeerd.
Dit principe is al decennia de standaard in serverruimtes en datacenters. De installaties zijn betrouwbaar en beschikbaar in veel vermogensklassen. Toch kleven er nadelen aan dit systeem die steeds zwaarder wegen naarmate de eisen aan bedrijfscontinuïteit en energie-efficiëntie toenemen.
Zo verbruiken compressoren continu elektrisch vermogen, ook wanneer de warmtebelasting laag is. Daarnaast vereisen de bewegende delen regelmatig onderhoud en zijn de synthetische koudemiddelen onderhevig aan strenger wordende Europese regelgeving (F-gassenverordening). Bij een stroomstoring valt de koeling direct uit, tenzij er een aparte noodstroomvoorziening is aangebracht.
Tot 90% besparen op koeling?
Ontdek in een vrijblijvend gesprek wat PCM-koeling voor uw serverruimte of datacenter kan betekenen.
Wat is het verschil tussen actieve en passieve koeling voor datacenters?
Actieve koeling maakt gebruik van mechanische componenten zoals compressoren, ventilatoren en pompen om warmte actief af te voeren. Passieve koeling vertrouwt op natuurkundige principes zoals faseovergang, thermische massa of vrije convectie, zonder of met minimale mechanische aandrijving. Het voornaamste verschil zit in het energieverbruik en de afhankelijkheid van bewegende delen.
Actieve koeling
Actieve systemen zoals traditionele precisiekoeling reageren snel op temperatuurschommelingen en zijn nauwkeurig regelbaar. Ze zijn echter energie-intensief en vereisen periodiek onderhoud aan compressoren, koelmiddelcircuits en filters. Bij een storing of stroomuitval stopt de koeling direct.
Passieve en hybride koeling
Passieve systemen zoals PCM-koeling slaan thermische energie op in de materialen zelf. Omdat er geen compressor nodig is, is het elektrisch aansluitvermogen minimaal. PCM-systemen maken wel gebruik van ventilatoren voor luchtcirculatie, waardoor ze technisch gezien hybride zijn: passieve thermische opslag gecombineerd met actieve luchtbeweging. Dit maakt ze bijzonder geschikt voor aansluiting op een UPS-systeem, zodat koeling ook bij stroomuitval gegarandeerd doorloopt.
Hoeveel energie verbruikt koeling in een datacenter?
Koeling is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het totale energieverbruik van een datacenter. In veel traditioneel gekoelde omgevingen vertegenwoordigt de koelinstallatie tussen de 30% en 50% van het totale stroomverbruik. Dit maakt koeling een van de grootste energieposten binnen de technische infrastructuur van een organisatie.
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 1,0 is ideaal en betekent dat alle energie direct naar IT-apparatuur gaat. De meeste traditioneel gekoelde datacenters zitten aanzienlijk hoger, waarbij de overhead grotendeels wordt veroorzaakt door de koelinstallatie.
Systemen zonder compressoren, zoals PCM-gebaseerde koeloplossingen, verlagen dit verbruik drastisch. Omdat de thermische energie wordt opgeslagen in het materiaal zelf en er geen compressor continu draait, is het opgenomen elektrisch vermogen een fractie van dat van een conventioneel systeem. Dit heeft niet alleen invloed op de energierekening, maar ook op de beschikbare netcapaciteit binnen de technische infrastructuur van een gebouw.
Wanneer is PCM-koeling een betere keuze dan traditionele koeling?
PCM-koeling is een betere keuze dan traditionele koeling wanneer betrouwbaarheid, laag energieverbruik en minimaal onderhoud prioriteit hebben. Dit geldt in het bijzonder voor kritieke omgevingen zoals serverruimtes, MER-, SER-, UPS-, HVK- en MCC-ruimtes waar continue klimaatbeheersing essentieel is en uitval niet acceptabel is.
Concreet zijn dit de situaties waarin PCM-koeling een duidelijke meerwaarde biedt:
- Bij vervanging van een verouderde koelinstallatie die hoge energiekosten genereert en regelmatig onderhoud vereist.
- Wanneer netcapaciteit beperkt is en het elektrisch aansluitvermogen van de koelinstallatie omlaag moet, bijvoorbeeld in gebouwen met netcongestie.
- Bij nieuwbouw of renovatie waarbij een toekomstbestendige en onderhoudsarme oplossing gewenst is.
- Wanneer UPS-koppeling vereist is voor koeling bij stroomuitval, zonder dat een zware noodstroominstallatie nodig is.
- Als de organisatie duurzaamheidsdoelstellingen heeft en wil vermijden dat synthetische koudemiddelen worden toegepast.
PCM-koeling is minder geschikt als de warmtebelasting extreem hoog is en de koelcapaciteit niet modulair kan worden opgeschaald, of wanneer de ruimte geen gescheiden luchtstroommanagement toelaat. Een technische beoordeling door een installateur of adviseur is altijd nodig om te bepalen of PCM-koeling de juiste dimensionering heeft voor een specifieke toepassing.
Welke subsidies of fiscale voordelen gelden voor datacenterkoeling?
Organisaties die investeren in energiezuinige koeling voor datacenters of serverruimtes kunnen in aanmerking komen voor de Energie-investeringsaftrek (EIA). Via de EIA mag een percentage van de investeringskosten worden afgetrokken van de fiscale winst, bovenop de reguliere afschrijving. Dit verkort de terugverdientijd aanzienlijk.
De EIA is van toepassing op technieken die zijn opgenomen op de Energielijst van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO). PCM-koeling is erkend door de Nederlandse overheid als energiebesparende maatregel en staat op deze lijst. Dat maakt het voor zakelijke opdrachtgevers een fiscaal aantrekkelijke investering.
Naast de EIA kunnen afhankelijk van de sector en het type organisatie aanvullende regelingen van toepassing zijn, zoals de Milieu-investeringsaftrek (MIA) of Vamil. Een belastingadviseur of energieadviseur kan beoordelen welke regelingen van toepassing zijn op een specifieke situatie. De installateur of adviseur is verantwoordelijk voor het correct aanvragen en documenteren van de fiscale voordelen in samenwerking met de opdrachtgever.
Hoe Duraflow helpt met koeling in datacenters
Wij ontwikkelden de PCM Power Units specifiek voor kritieke omgevingen zoals serverruimtes, MER-, SER-, UPS- en MCC-ruimtes. Onze oplossingen werken zonder compressoren, zonder synthetische koudemiddelen en met een minimaal elektrisch aansluitvermogen. Dit zijn de voornaamste redenen waarom organisaties voor ons kiezen:
- Gemiddeld meer dan 90% energiebesparing ten opzichte van traditionele koelinstallaties
- Directe koppeling aan UPS-systemen voor gegarandeerde koeling bij stroomuitval
- Modulair en schaalbaar: beschikbaar in 3 kW- en 6 kW-units, combineerbaar voor hogere vermogens
- Nagenoeg onderhoudsvrij, met een technische levensduur van minimaal 40 jaar voor de PCM-panelen
- Erkend door de Nederlandse overheid, waardoor u mogelijk in aanmerking komt voor de EIA-regeling
- Geen koudemiddelen, geen condensors, geen chillers: minder afhankelijkheid van complexe installaties
Wilt u weten of PCM-koeling geschikt is voor uw serverruimte of datacenteromgeving? Neem contact met ons op voor een vrijblijvend gesprek. Wij beoordelen samen met u de technische haalbaarheid en de mogelijke besparingen voor uw specifieke situatie.
Veelgestelde vragen
Hoe lang duurt de installatie van een PCM-koelsysteem in een bestaande serverruimte?
De installatietijd van een PCM Power Unit is aanzienlijk korter dan die van een traditionele koelinstallatie, omdat er geen koelmiddelcircuit, condensor of wateraansluiting nodig is. In de meeste gevallen is een unit binnen één werkdag operationeel. Doordat de units modulair zijn opgebouwd, kan de installatie gefaseerd plaatsvinden zonder dat de serverruimte volledig uit bedrijf hoeft te worden genomen.
Wat gebeurt er met de koeling als de PCM-panelen volledig zijn opgeladen met warmte?
PCM-panelen hebben een eindige thermische opslagcapaciteit: zodra het materiaal volledig is gesmolten, neemt de koelcapaciteit af. In de praktijk wordt het systeem zo gedimensioneerd dat de panelen voldoende capaciteit hebben voor de verwachte warmtebelasting én een buffer bieden bij piekmomenten of stroomuitval. Wanneer de netvoeding beschikbaar is, worden de ventilatoren gebruikt om de panelen passief te regenereren, zodat het PCM-materiaal opnieuw stolt en klaar is voor de volgende koelcyclus.
Is PCM-koeling ook geschikt voor serverruimtes zonder ramen of buitenwanden?
Ja, PCM-koeling is juist ontworpen voor gesloten, inpandige ruimtes zonder directe toegang tot buitenlucht, zoals MER-, SER- en UPS-ruimtes die vaak diep in een gebouw zijn gesitueerd. Het systeem werkt volledig zelfstandig op basis van thermische opslag en interne luchtcirculatie, zonder dat een verbinding met de buitenomgeving nodig is. Dit maakt het een van de weinige koeloplossingen die volledig onafhankelijk functioneert van de bouwkundige ligging van de ruimte.
Welke onderhoudswerkzaamheden zijn nog wel vereist bij een PCM-koelsysteem?
Omdat PCM-systemen geen compressoren, koudemiddelcircuits of waterinstallaties bevatten, vervalt het grootste deel van het traditionele koelonderhoud. De voornaamste onderhoudshandeling is het periodiek controleren en reinigen van de ventilatoren en luchtfilters, vergelijkbaar met het onderhoud van een standaard ventilatie-unit. De PCM-panelen zelf hebben een technische levensduur van minimaal 40 jaar en vereisen geen vervanging of bijvulling.
Hoe weet ik of mijn huidige serverruimte voldoende is voorbereid op de overgang naar PCM-koeling?
De belangrijkste randvoorwaarden voor een succesvolle toepassing van PCM-koeling zijn een bekende warmtebelasting (in kW), de mogelijkheid tot gescheiden luchtstroommanagement (warme en koude zijde) en voldoende fysieke ruimte voor de units. Een technische beoordeling door een installateur of adviseur is altijd de aanbevolen eerste stap. Duraflow voert samen met de opdrachtgever een haalbaarheidsanalyse uit om de juiste dimensionering te bepalen.
Voldoet PCM-koeling aan de eisen van de F-gassenverordening en toekomstige Europese regelgeving?
Ja, PCM-koeling maakt geen gebruik van synthetische koudemiddelen (HFK’s of HFO’s) en valt daarmee volledig buiten de reikwijdte van de Europese F-gassenverordening. Dit betekent dat er geen vergunningsplichtige handelingen zijn, geen periodieke lekcontroles vereist zijn en geen risico bestaat op toekomstige gebruiksbeperkingen als gevolg van aanscherpingen in Europese milieuregelgeving. Voor organisaties die vooruit willen plannen op compliance is dit een belangrijk voordeel.
Kan ik de EIA-subsidie combineren met andere financieringsvormen of subsidies?
De Energie-investeringsaftrek (EIA) is een fiscale aftrekpost en kan in veel gevallen worden gecombineerd met andere financieringsvormen zoals groene leningen of leaseconstructies. Afhankelijk van de sector kunnen ook de MIA (Milieu-investeringsaftrek) of Vamil van toepassing zijn, al is stapeling van EIA en MIA op dezelfde investering doorgaans niet mogelijk. Een belastingadviseur of energieadviseur kan beoordelen welke combinatie van regelingen optimaal is voor uw specifieke situatie.
