Jeroen de Hooge
Jeroen is al meer dan 15 jaar betrokken bij Dutchcowboys. Voornamelijk als digital content creator. En dat voor alle titels van The Blogidea Factory.
Datacenters behoren tot de snelst groeiende energieverbruikers in Europa, en vooral koeling vormt daarbij een steeds groter probleem. Een nieuw Europees onderzoeksproject laat nu zien dat het ook anders kan. Danish Technological Institute en Heatflow ontwikkelden samen een innovatieve, 3D-geprinte koeloplossing die het energieverbruik fors verlaagt en tegelijk nieuwe mogelijkheden biedt voor hergebruik van restwarmte.
De technologie werd getest binnen het recent afgeronde AM2PC-project en leverde resultaten op die de oorspronkelijke verwachtingen ruimschoots overtroffen.
Koeling wordt steeds grotere bottleneck
De energiehonger van datacenters neemt snel toe, vooral door de opkomst van AI, high-performance computing en steeds krachtigere GPU’s. Waar grafische chips enkele jaren geleden nog 100 tot 200 watt verbruikten, lopen die vermogens vandaag op tot honderden watts of zelfs kilowatts per chip.
Tegelijkertijd groeit het aandeel energie dat naar koeling gaat. In landen als Ierland is dat inmiddels zo problematisch geworden dat er wettelijke beperkingen gelden voor nieuwe datacenters.
“Naast de IT-hardware zelf is koeling een van de grootste energieverbruikers in een datacenter, en daarmee ook de plek waar de meeste winst te behalen valt,” zegt Simon Brudler, 3D-printspecialist en senior consultant bij het Danish Technological Institute.
Passieve koeling zonder pompen of ventilatoren
De nieuwe oplossing breekt radicaal met traditionele luchtkoeling. In plaats daarvan maakt het systeem gebruik van passieve twee-fase koeling op basis van het thermosifon-principe. Daarbij verdampt een koelmiddel direct op het hete oppervlak van de chip. De damp stijgt op, condenseert elders en vloeit vervolgens door zwaartekracht terug naar het startpunt.
Dit proces vereist geen pompen of ventilatoren en verbruikt daardoor zelf geen energie.
Volgens Paw Mortensen, CEO van Heatflow en projectleider van AM2PC, is dat een cruciaal voordeel: “De vermogensdichtheid in servers stijgt sneller dan ooit. Traditionele luchtkoeling kan dat niet meer bijbenen. Met deze oplossing voeren we warmte passief af, met een veel hogere efficiëntie.”
Tijdens tests behaalde het systeem een koelcapaciteit van 600 watt, terwijl het oorspronkelijke doel 400 watt was.
Sleutelrol voor 3D-printing
Het hart van de oplossing is een speciaal ontworpen verdamper, volledig vervaardigd met 3D-printing in aluminium. Daardoor konden alle functies in één enkel component worden geïntegreerd.
Dat heeft meerdere voordelen: minder assemblagepunten, een lager risico op lekkages en een hogere betrouwbaarheid. Bovendien bestaat het onderdeel uit één materiaal, wat de recyclage aan het einde van de levensduur aanzienlijk vereenvoudigt.
“Doordat we geen verschillende materialen hoeven te combineren, wordt recyclage veel eenvoudiger,” aldus Brudler. “Dat is een belangrijk, maar vaak onderschat voordeel.”
Warmte bruikbaar voor stadsverwarming
Een van de meest opvallende uitkomsten van het project is de temperatuur waarop de warmte wordt afgevoerd: tussen 60 en 80 graden Celsius. Dat is hoog genoeg om de restwarmte direct in te zetten voor stadsverwarming, zonder extra energie-input.
Ook industriële toepassingen behoren tot de mogelijkheden, zoals in de voedingsindustrie, textielsector, papierproductie of zelfs landbouw, bijvoorbeeld voor het verwarmen van kassen — mits die zich dicht bij het datacenter bevinden.
“In dit project lag de focus niet op de koppeling met warmtenetten,” zegt Brudler. “Maar we hebben wel aangetoond dat de technologie dit mogelijk maakt. Dat opent de deur naar datacenters die netto een positieve bijdrage leveren aan de energiebalans.”
Minder materiaal, lagere uitstoot
Naast operationele energiebesparing biedt de technologie ook voordelen in de productiefase. Dankzij 3D-printing is minder materiaal nodig dan bij traditionele oplossingen die uit meerdere onderdelen bestaan.
Voorlopige levenscyclusanalyses wijzen erop dat de totale uitstoot per component met 25 tot 30 procent kan worden verlaagd. Omdat het om een demonstratieproject gaat, zijn definitieve cijfers nog niet beschikbaar.
Over het AM2PC-project
AM2PC is een Europees onderzoeksproject gericht op de ontwikkeling van 3D-geprinte componenten voor twee-fase koeling in datacenters. Het project werd ondersteund door M-ERA.NET, met financiering vanuit Innovation Fund Denmark.
Het totale budget bedroeg circa 10 miljoen Deense kroon. Naast Heatflow en Danish Technological Institute namen ook Fraunhofer IWU (Duitsland) en Open Engineering (België) deel aan het project.
Verder lezen over 3D
Gadgets08.02.2016
Review: Samsung Gear VR
Virtual Reality is The Next Big Thing
Automotive18.11.2013
Een 3D geprinte concept car voor Audi
Technology15.11.2013
MIT demonstreert de inFORM, een unieke Dynamic Shape Display
Technology02.10.2013
GeoFlow: 3D visualisatie in Excel
Automotive31.07.2013
Nieuw-Zeelander print Aston Martin uit met zijn desktop 3D printer
Mobiel27.05.2013
Nieuwe iOS app laat je de Mount Everest ontdekken vanuit je luie zetel
Technology13.05.2013
Samsung maakt 5G-netwerk breakthrough en belooft tegen 2020 ultrasnelle downloads
Mobiel30.04.2013
Modern knutselen met de Minecraft Papercraft Studio
Verder lezen over 3d print
Automotive18.11.2013
Een 3D geprinte concept car voor Audi
Gadgets08.07.2013
OpenReflexSLR: Print je eigen SLR
Gadgets25.02.2013
De 3Doodler: ’s werelds eerste 3D-pen
Mobiel21.01.2013
Ontwerp en print je eigen Nokia Lumia 820 case
Technology14.01.2013
Met Filabot maak je zelf 3D printer ‘inkt’ van gerecycleerd plastic
Verder lezen over AI
Mobiel23.01.2025