Direct eXpansie koelsysteem computerruimte nu ook met vrije koeling

• juli 20, 2015
• Advies elektrotechniek

In de meeste kleinere computerruimten wordt gebruik gemaakt van koelsystemen op basis van het Direct eXpansie (DX) principe. Dat houdt in dat een chemisch koelmiddel wordt gebruikt dat via luchtkoeling de opgenomen warmte afvoert naar de buitenlucht. Deze systemen zijn altijd voorzien van compressoren die zorgen voor een vrijwel continu energieverbruik. Dit in tegenstelling tot watergekoelde koelsystemen waarbij een combinatie met vrije koeling mogelijk is. Toch komen nu systemen op de markt die DX-koeling combineren met vrije koeling.

DX-systemen

De koeling van een kleine computerruimte wordt meestal uitgevoerd in DX-systemen. Helaas wordt nog te vaak gebruik gemaakt van de relatief goedkope aan/uit comfort split-units die feitelijk ongeschikt zijn voor het koelen van een computerruimte. Een meer geschikte toepassing voor het koelen van kleinere computerruimten zijn rackgebonden inline-systemen of een Computer Room Air Conditioner (CRAC). Dit zijn specifiek voor deze toepassing gebouwde koelsysteem met compressoren en een condensor in de buitenlucht. Ook deze systemen maken gebruik van een koude middel dat met buitenlucht wordt afgekoeld, maar zijn wel geschikt voor continu gebruik. Hoewel deze systemen veel efficiënter zijn is het energieverbruik toch nog relatief hoog.

Principe vrije koeling

Een koelsysteem dat gebruik maakt van vrije koeling gebruikt de buitenlucht voor het koelen van het koude middel. Vrijwel altijd gaat het dan om koelsystemen waarin water wordt gebruikt als medium. Tot een bepaalde buitentemperatuur, afhankelijk van de specificaties van het systeem en de gewenste inblaastemperatuur van de koelinstallatie, kan het medium worden gekoeld met buitenlucht. Daarna wordt overgeschakeld op het gebruik van compressoren en chemische koelmiddelen. Dit systeem bespaart op het energie verbruik omdat gedurende de periode van vrije koeling geen compressor wordt gebruikt. Daarmee kunnen de exploitatie kosten voor het koelen van uw computerruimte fors worden verlaagd. In Nederland is een percentage van meer dan 80% vrije koeling gemakkelijk haalbaar.

Vrije koeling loont

De combinatie van de relatief goedkope DX-systemen met vrije koeling wordt door steeds meer fabrikanten mogelijk gemaakt. Zo brengt bijvoorbeeld Vertiv een systeem op de markt dat de energiekosten, volgens de leverancier met circa veertig tot vijftig procent, kan terugbrengen in vergelijking met een conventioneel DX-systeem.
Het systeem schakelt over van compressorkoeling naar vrije koeling zodra de buitentemperatuur voldoende laag is voor het koelen van het medium. In die situatie wordt dus geen gebruik gemaakt van de compressoren. Zo kunt u bij een retourlucht temperatuur van circa 35 °C in uw computerruimte gebruik maken van vrije koeling met buitenlucht tot circa 20 °C buitentemperatuur. De totale periode waarin uitsluitend via de compressor moet worden gekoeld wordt daarmee teruggebracht tot circa 4 procent. Een geavanceerde regeling draagt zorg voor een naadloze overgang tussen compressorkoeling en vrije lucht koeling. Bovendien kan de regeling voorzien in een dynamische regeling van de luchttoevoer in de ruimte afhankelijk van de IT-belasting in uw computerruimte.

Energieverbruik en PUE

De term PUE staat voor Power Usage Effectiveness en geeft de verhouding weer tussen de opgenomen energie van de data verwerkende apparatuur en het totale energie verbruik van uw computerruimte. Hoe dichter de waarde bij één ligt hoe efficiënter uw ruimte omgaat met energie. Een ruimte voorzien van een DX-systeem heeft een relatief hoge PUE-waarde. De combinatie met vrije koeling draagt direct bij aan een lager energieverbruik en dus een lagere PUE. Behalve voor uw portemonnee is dat ook goed voor ons milieu.

Uw onafhankelijk adviseur elektrotechniek helpt u graag bij de keuze van het meest geschikte koelsysteem en de berekening van de PUE voor kleinere of grotere computerruimten. Juist bij vervanging van uw koelsysteem loont het de moeite de markt te verkennen op energie zuinige systemen of fiscale voordelen (EIA) en een kosten-baten analyse op te laten stellen.

Gerard Wessels

Adviseur elektrotechniek bij Wesselektro advies in Houten. Gespecialiseerd in ontwerp, advies, beoordeling en technisch beheer van elektrische installaties in gebouwen en de volledige technische inrichting van server- of computerruimten. Hij stelt uw PvE op, schrijft uw Functioneel Bestek of verzorgt projecttoezicht.