Warme en koude gangen in serverruimte

Beschrijving

Waarom warme en koude gangen

Ruimtekoeling is in serverruimtes zelden efficiënt. Maak bij voorkeur een serverruimte met warme en koude gangen. Hierdoor mengt de koude en warme lucht niet, waardoor er minder koude lucht verloren gaat.

Warme en koude gangen zijn te herkennen aan de compartimentering van de zalen. De koude gang heeft veelal een geperforeerde vloer (voor koude lucht toevoer) en een transparant dak en is toegankelijk via een schuifdeur. Aan een of beide zijdes staan de racks (rekken) met daarin de ICT-apparatuur. De koude lucht stroomt horizontaal door de rekken van een koude naar een warme gang. De warme lucht wordt bovenin de warme gang afgezogen.

Voordelen warme en koude gangen

De voordelen van warme en koude gangen zijn:

• Door een extra warme retourlucht, zijn de temperaturen in het watersysteem te verhogen en verbetert de COP (Coëfficiënt of Performance) van de koelinstallatie.
• Warme en koude gangen én een hoge binnentemperatuur in de serverruimte maken mogelijk dat er meer gebruik gemaakt kan worden van vrije koeling (energiezuinig koelen met vrije buitenlucht).
• De ventilatoren in de zaalkoelers hoeven minder lucht te transporteren, doordat alle aangevoerde koude lucht ook door de ICT afgeblazen wordt.
• De temperatuur binnen een rek is veel constanter. Bij de gangbare koeling wordt koude lucht vanaf de vloer de ruimte in geblazen en wordt de warme lucht boven afgezogen. Hierdoor ontstaat een verschil in temperatuur tussen beneden en boven in de serverkasten. Dit is inefficiënt, doordat het onderin kouder is dan nodig.

Houd bij het creëren van warme en koude gangen rekening met de volgende aandachtspunten.

Maak klimaatzones

Maak een duidelijk onderscheid in warme en minder warme sectoren. Plaats apparatuur die een hogere temperatuur kunnen hebben bij elkaar in één rack of gang.

Monteer ICT-apparatuur op dezelfde wijze in de racks

De meeste ICT-apparaten zuigen aan de voorzijde koude lucht aan en blazen de opgewarmde lucht aan de achterzijde uit. De apparaten moeten allemaal op dezelfde wijze in de racks zijn gemonteerd.

Zorg voor passende oplossingen voor uitzonderingen

Er zijn ICT-apparaten die geen luchtstroom van de voor- naar de achterkant hebben, maar bijvoorbeeld van de voor- èn achterkant naar de bovenkant òf van de onderkant naar de bovenkant. Neem in geval van deze uitzonderingen passende maatregelen om te voorkomen dat warme en koude lucht mengen en dat de koelinstallatie veel koudere lucht in het gehele serverruimte moet aanleveren voor één of enkele uitzondering. Bijvoorbeeld door de afwijkende apparatuur in een andere (deel van de) ruimte te plaatsen en deze apparatuur apart te koelen of door deze apparatuur te vervangen door een model dat wel een luchtstroom van voor naar achter heeft.

Sluit ongebruikte posities in de racks af met blindpanelen

Zorg dat de warme en koude gangen goed functioneren. Zie maatregel Scheiding warme en koude gangen door blindpanelen.

Toepasbaarheid

Toepasbaarheid warme en koude gangen

Deze maatregel geldt zowel voor commerciële datacenters als voor interne serverruimtes van bijvoorbeeld een ziekenhuis of kantoor. In de tekst wordt steeds gesproken over serverruimte, waarmee ook datacenters bedoeld worden.

Het creëren van warme en koude gangen is mogelijk bij iedere serverruimte met meerdere racks met luchtkoeling mits:

• In de zaal ruimte is om racks zodanig op te stellen dat warme en koude gangen zijn te realiseren;
• De ICT-apparatuur in de racks aan één zijde van de apparatuur lucht aanzuigen;
• De luchttemperatuur aan de inname zijde van de ICT-apparatuur lager is dan 25 °C;
• Het blussysteem blijft functioneren.

Dit laatste is in 99% van de situaties het geval. Doordat de luchtstroom door de kasten zelf heel sterk is wordt het blusmiddel binnen enkele seconden de kast ingezogen en wordt de brand geblust. Er is één uitzondering. Bedrijven die aan de EPO (wetgeving, staat voor Emergency Power Off) moeten voldoen, zijn verplicht alle spanning direct af te sluiten in geval van brand. Is zo’n systeem geïnstalleerd, dan gaan de ventilatoren van de servers direct uit en wordt het blusmiddel niet verspreid. In zo’n geval moet de blusinstallatie naar beneden worden gebracht, zodat deze binnen de warme- en koude gangen komt te zitten.

Milieuaspecten

Warme en koude gangen besparen op het elektriciteitsverbruik van koeling en mogelijk op het elektriciteitsverbruik van de ICT apparatuur, doordat deze efficiënter werkt bij een constante temperatuur. Per gang (7 kW) wordt naar schatting 5.900 kWh bespaard per jaar (bron: EML 2023).

Vuistregel is dat bij elke graad die de koelmachine warmer kan worden gezet, 3% op de elektriciteitskosten voor koeling wordt bespaard. Een luchttemperatuur van 25 °C aan de inname kant van de ICT-apparatuur in plaats van de veel gebruikte temperatuur van 20 °C of lager is haalbaar.

Financiële aspecten

Wat kosten warme en koude gangen in de serverruimte?

De investering om de maatregelen uit te voeren is sterk afhankelijk van de inrichting en de grootte van de serverruimte. Het is kostbaar om de richting van de koeling bij te stellen. Om deze reden kan de maatregel het beste uitgevoerd worden wanneer een serverruimte of datacenter wordt gebouwd of verbouwd. Desondanks is de maatregel erkend voor een zelfstandig moment. Een zelfstandig moment is ‘zo snel mogelijk’, in dit geval dus ook als de huidige serverruimte nog niet aan renovatie toe is.

Het aanbrengen van een fysieke scheiding van warme en koude lucht is een investering die begint bij enkele duizenden euro’s. De investering om de uitzonderingen in het gewenste model blindplaat te krijgen variëren van nul tot enkele honderden euro’s. RVO schat de kosten in een datazaal van 7 kW per gang op € 2.400 (materiaal) + € 2.700 (arbeid). Deze maatregel verdient zich vaak binnen vijf jaar terug. Bron: EML 2023. Hierbij is gerekend met € 0,21 per kWh en € 1,16 per m³ aardgas (excl. BTW).

Aanvullende informatie

Zie ook maatregel Alle energiemaatregelen voor serverruimte en datacenter. Dataopslag in de cloud is over het algemeen zuiniger dan in het eigen netwerk, zie maatregel Koop dataopslag duurzaam in.

Erkende maatregel voor energiebesparing

De Omgevingswet schrijft voor dat locaties die aan bepaalde voorwaarden voldoen verplicht zijn rendabele energiebesparende maatregelen (met een terugverdientijd van 5 jaar of minder) uit te voeren. Deze maatregel is (onder voorwaarden) rendabel ofwel erkend. Lees meer in de maatregel Voldoe aan (erkende) maatregelen uit Omgevingswet. Op de website van RVO downloadt je de volledige Erkende maatregelenlijst met de technische en economische randvoorwaarden.

Energiezuinige technieken moeten goed beheerd worden om te besparen wat mogelijk is. Zo moeten installaties goed ingeregeld, beheerd en onderhouden worden. Dit heet doelmatig beheer en onderhoud (DBO). Daarom heeft de overheid in iedere erkende energiemaatregel aangegeven welke DBO-actie nodig is om de maatregel optimaal te laten functioneren. Beoordeel jaarlijks of de techniek nog goed functioneert. Lees meer in maatregel Jaarlijks doelmatig beheer en onderhoud van (erkende) energiemaatregelen.

Bronnen: Stichting Stimular, Erkende Maatregelenlijst 2019, Erkende Maatregelenljst 2023 en Informatiebank