Koeling van Datacenters

Lucht gekoeld door waterverdamping direct inblazen in een datacenter is zeer duurzaam, maar is ook een directe bedreiging voor het bedrijfsproces.

Het adiabatisch koelprincipe bestaat eruit dat waternevel verdampt. Daarvoor is energie uit de omgeving nodig. Hierdoor daalt de temperatuur van de lucht. Dit principe is uiterst eenvoudig en kan toegepast worden om tegen lage kosten (want met weinig energieverbruik) koelcapaciteit te realiseren. De praktijk leert dat dit type koeling in Nederland in bijna alle gevallen voor voldoende koeling in datacenters kan zorgen.

Deze wijze van koeling heeft voor datacenters als belangrijk nadeel dat hiermee voortdurend bevochtigde buitenlucht de ruimte in wordt geblazen. Daardoor kan het datacenter problemen krijgen met zowel vervuiling als corrosie. In bijvoorbeeld de grafische industrie, waar vocht in de lucht een voorwaarde is, bewijst het systeem zijn waarde. Voor datacenters is het, ondanks de economische en milieuvoordelen ten opzichte van compressiekoeling, niet echt geschikt.

Indirect koelen met waterverdamping is zeer duurzaam. Doordat de proceslucht via een warmtewisselaar gekoeld wordt, blijft deze schoon.

Bij indirecte adiabatische koeling wordt met een ventilator buitenlucht aangezogen. Deze passeert een filter en een adiabatisch pakket van behandeld papier dat, als dat nodig is, bevochtigd kan worden om koeling te realiseren. In de praktijk is dat in Nederland in circa 95% van de tijd niet noodzakelijk. De aangezogen lucht passeert nu een kunststof Recair warmtewisselaar en wisselt energie uit met de lucht die vanuit het datacentrum komt.

De gekoelde lucht van het datacenter wordt nu teruggeblazen. In bepaalde uitzonderlijke gevallen kan nog een nakoeler worden toegevoegd aan de oplossing: een conventionele compressiekoeling die in noodgevallen voor extra koeling kan zorgen. In praktisch 100% van de tijd kan echter met deze indirecte adiabatische koeling op een zeer duurzame wijze voor adequate koeling van een datacentrum gezorgd worden.

De traditionele compressiekoeling vraagt om veel ruimte en om enorm veel energie. In een tijd die vraagt om energie-efficiency plaatst deze koelwijze zich buitenspel.

De koelende werking bij compressiekoeling berust op de verdamping van een vloeistof. Door het vernevelen van vloeistof wordt verdampingswarmte aan de omgeving onttrokken. De damp wordt in een compressor weer samengeperst en daarna vloeibaar gemaakt onder het vrijkomen van warmte die aan de omgeving (buiten) wordt afgegeven. De proceslucht binnen wordt met deze techniek gekoeld en blijft in het datacenter.

Lange tijd kenden de systemen chloorfluorkoolstofverbindingen (CFK's) zoals Freon als koelmiddel. Inmiddels worden minder schadelijke koudemiddelen gebruikt (waterstoffluorkoolstofverbindingen zoals Suva R-134a en alkanen zoals propaan). De systemen kunnen een lage instroomtemperatuur bereiken, maar gebruiken daarvoor erg veel energie.

Bij het koelen van een datacenter wordt momenteel vooral gebruik gemaakt van traditionele compressiekoeling (airco). Dat heeft als voordeel dat er een lagere temperatuur bereikt wordt en dat de relatieve vochtigheid optimaal beheerst wordt. Daarnaast kent deze wijze van koelen vooral nadelen. Zeker als we de indirecte adiabatische koeling (waterkoeling via een warmtewisselaar) in de vergelijking meenemen. Die is duurzamer, vraagt een kleinere investering, heeft een kleiner ruimtebeslag en veel minder onderhoud. De tabel spreekt in dat opzicht voor zich.