Serverruimte koeling

Controle over temperatuur en luchtvochtigheid

ZELFS BIJ EEN EVENTUELE STROOMSTORING

Bedrijfszekerheid, energie-efficiëntie en duurzaamheid zijn vandaag de dag de belangrijkste uitgangspunten voor het beheren en klimatiseren van serverruimtes. Dankzij de technische toepassing van faseovergangsmaterialen, maakt Duraflow het mogelijk om de temperatuur in een ruimte duurzaam te koelen en de relatieve luchtvochtigheid op peil te houden, zonder daarbij afhankelijk te zijn van veel elektrisch vermogen. De PCM panelen worden ’s nachts opgeladen met koude uit de buitenlucht, zodat de serverruimte overdag gekoeld kan worden. En andersom laden de PCM panelen zich overdag op met warmte, zodat de ruimte ook ’s nachts een constante temperatuur behoudt. Voor het verplaatsen van de lucht worden ventilatoren gebruikt die een minimaal elektrisch vermogen vragen.

Omdat de PCM Power Unit gebruikmaakt van de opgeslagen warmte en koude in de PCM panelen, ontstaat een zeer bedrijfszekere, energiebesparende en onderhoudsarme manier van het koelen van serverruimtes. Dankzij de zelfvoorzienende werking van de duurzame PCM koeling van Duraflow, is het systeem niet volledig afhankelijk van elektrisch vermogen. Dus zelfs in het geval van een stroomstoring wordt de serverruimte gekoeld. Aangezien de PCM Power Unit een minimale COP (Coëfficiënt Of Performance) van 25 à 30 bezit, kan deze direct worden aangesloten op de Uninterruptible Power Supply (UPS) waardoor het aantal noodstroomaggregaten tot een minimum kan worden beperkt. Wanneer de stroom uitvalt, neemt de noodstroomvoorziening het direct, zonder vertraging, over zodat de servers altijd gekoeld blijven.

Hoe werkt PCM serverruimte koeling?

SLIMME TOEPASSING VAN FASEOVERGANG

De PCM koeling van Duraflow biedt een duurzame manier voor het koelen van serverruimtes door optimaal gebruik te maken van de koude die vrijkomt tijdens de faseovergang van het toegepaste PCM. PCM staat voor Phase Change Materials, ofwel faseovergangsmaterialen. Water is een van de bekendste PCM’s. Vloeibaar water bevriest bij nul graden Celsius en vast water (ijs) smelt weer zodra de temperatuur boven deze grens komt. PCM doet hetzelfde, maar dan rondom een temperatuur van 25 graden Celsius.

PCM is in staat om tijdens de faseovergang van vast naar vloeibaar (en andersom) grote hoeveelheden warmte of koude op te slaan en pas weer af te staan wanneer de omgevingstemperaturen daarom vragen. De warmte en koude worden opgeslagen in PCM panelen die onderdeel zijn van de Duraflow PCM Power Unit . Voor deze koude- en warmteopslag is minimaal elektrisch vermogen nodig. Alleen de ventilatoren in de Power Unit vragen (minimaal) stroom om de geconditioneerde lucht te kunnen verplaatsen.

STABILISEREN LUCHTVOCHTIGHEID

Het klimatiseren van een serverruimte draait niet alleen om het reguleren van de omgevingstemperatuur, maar ook om de stabilisering van de relatieve luchtvochtigheid. Hoe meer apparatuur, hoe droger de lucht in een ruimte. Dit zorgt voor statische elektriciteit die schadelijk is voor de apparatuur en dataopslag. Het op peil houden van de relatieve luchtvochtigheid is dus van groot belang voor de werking van de apparatuur in een serverruimte. De PCM Power Unit van Duraflow reguleert de omgevingstemperatuur rondom een gemiddelde setpointtemperatuur en zorgt er tegelijkertijd voor dat de relatieve luchtvochtigheid schommelt rondom de 60%.

Wanneer het buiten tropisch warm is met een maximale buitenluchttemperatuur van bijvoorbeeld 30 graden Celsius en een relatieve luchtvochtigheid (RV) van 50%, koelt het PCM de buitenlucht naar bijvoorbeeld 25 graden Celsius. Hierdoor neemt de relatieve luchtvochtigheid toe naar 65%. ’s Nachts als de buitenluchttemperatuur gedaald is naar 18 graden Celsius en daardoor de RV is gestegen naar 90%, verwarmt het PCM de luchtstroom naar 23 graden Celsius. Hierdoor daalt de RV naar 60%. Het PCM zorgt er dus voor dat de relatieve luchtvochtigheid en de temperatuur altijd constant blijven om de serverapparatuur optimaal te laten functioneren. Daarbij: doordat de PCM Power Units zijn voorzien van hoogwaardige fijnstoffilters is de luchtreinheid in de ruimte beter dan bij traditionele koelsystemen.

Relatieve luchtvochtigheid koude corridors.

Naast de temperatuur van koude corridors in serverruimten moet ook iets gezegd worden over de relatieve luchtvochtigheid. Indien tijdens koude winterse dagen bevochtiging noodzakelijk zou zijn wordt deze bij PCM koeling op exact dezelfde wijze additioneel geïnstalleerd als bij conventionele koudwater en DX koeling. Op warme zomerse dagen echter verschilt het reguleren van de relatieve luchtvochtigheid van koude corridors door PCM – koeling aanzienlijk van conventionele koudwater en DX koeling. Op zwoele zomerse dagen ontvochtigt conventionele koeling onnodig serverruimten met als gevolg hoge relatieve luchtvochtigheden gepaard gaande met extra elektriciteit verbruik. PCM – koeling daar en tegen reguleert de relatieve luchtvochtigheid van koude corridors rond de 60 á 70 %rv met alleen maar verwarmen en voelbaar koelen, dus zonder extra elektriciteit verbruik.

De techniek

Werking van de PCM Power Unit

Voor het klimatiseren van serverruimten heeft Duraflow een eigen close control unit (CCU) ontwikkeld: de Duraflow Power Unit. De PCM Power Unit is een stand-alone-kast die op maat wordt geleverd en geschikt is voor zowel kleine als grote serverruimtes. Serverruimtes worden uitgevoerd met een of meer standaard Duraflow 3 of 6 kW Power Units die modulair opgebouwd kunnen worden. Onderdeel van de Power Unit zijn de PCM-panelen waarin het PCM zit opgeslagen. Deze panelen worden in de Power Unit geschoven. De panelen zijn gevuld met niet-toxische, milieuvriendelijke zouthydraten. De warmte- en koudeopslag in de PCM-panelen zorgen voor de conditionering van de omgevingstemperatuur en het stabiliseren van de relatieve luchtvochtigheid.

De werking van de Duraflow PCM serverruimtekoeling:

• Net zoals traditionele koelwaterkoeling worden de serverruimtes luchtgekoeld door de PCM Power Units.
• Doordat de PCM Power Units zijn voorzien van hoogwaardige fijnstoffilters is de luchtreinheid in de serverruimten beter dan bij traditionele koelsystemen.
• De PCM Power Units conditioneren niet alleen de koellucht van de servers, maar stabiliseren ook nog eens de relatieve luchtvochtigheid in de serverruimte.
• De PCM Power Units maken geen gebruik van compressoren, maar van ventilatoren. Het elektrische aansluitvermogen van de Power Units is daardoor tot een absoluut minimum gereduceerd, evenals het jaarlijkse elektriciteitsverbruik.
• Vanwege de eenvoud en het minimale aantal bewegende delen van de PCM Power Unit heeft het systeem weinig onderhoud nodig. Zo is er pas een eerste inspectiebeurt voor de ventilatoren nodig na minimaal 50.000 vollast draaiuren. De luchtfilters hebben een verlengde levensduur en de PCM panelen hebben een technische levensduur van minimaal 40 jaar. De PCM Power Unit van Duraflow is dus nagenoeg onderhoudsvrij.

Eigen meet – en regelalgoritmen

Duraflow heeft voor het optimaal regelen van de PCM serverruimtekoeling eigen meet – en regelalgoritmen ontwikkeld die in de digitale regeling zijn geprogrammeerd. Op basis van de gemeten buitenluchttemperatuur, de gemeten PCM temperatuur, de gemeten servertemperatuur en de gemeten afvoerluchttemperatuur wordt de meest optimale bedrijfswijze gekozen.