APC by Schneider Electric

Möglichkeiten der Klimatisierung im Rechenzentrum

© APC by Schneider Electric

Ein interessanter Ansatz: »EcoBreeze« verbindet die indirekte freie Kühlung mit der Verdunstungskühlung.

Blade-Server, Multi-Core-Prozessoren und andere moderne Technologien bieten nicht nur hohe Leistung, sondern produzieren gleichzeitig große Mengen an Abwärme. »APC by Schneider Electric« gibt einen Überblick darüber, wie heute eine effiziente Kühlung im Rechenzentrum aussehen kann.

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Warmgang- und Kaltgang-Einhausungen verhindern jeweils das Vermischen von Warm- und Kaltluft. Dadurch erreichen beide Systeme eine effektive Kühlung. Bei genauerem Hinsehen lassen sich jedoch deutliche Unterschiede feststellen.

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Warmgang- und Kaltgang-Einhausungen verhindern jeweils das Vermischen von Warm- und Kaltluft. Dadurch erreichen beide Systeme eine effektive Kühlung. Bei genauerem Hinsehen lassen sich jedoch deutliche Unterschiede feststellen.

Je nach baulichen Voraussetzungen und klimatechnischen Anforderungen sollten Rechenzentrumsbetreiber entscheiden, welches Verfahren zur Kühlung des Rechenzentrums das ideale für ihr Unternehmen ist. Mittlerweile haben sich mehrere fortschrittliche Methoden bewährt.

Eine interessante Möglichkeit ist die freie Kühlung. Sie bietet laut APC die größte Effizienz und eignet sich auch für unsere Breitengrade. Abgesehen von ein paar Tagen, steigen die Temperaturen in Deutschland auch im Sommer eher selten über die 30-Grad-Grenze. Bei sechs kalten Monaten im Jahr reiche daher eine freie Kühlung zumeist aus, um die Temperatur in Rechenzentren entsprechend zu regeln. Eine besondere Möglichkeit in diesem Segment bietet die freie Kühlung, kombiniert mit der so genannten »adiabaten Kühlung«. APC by Schneider bietet dafür das System »EcoBreeze« an, das die indirekte freie Kühlung mit der Verdunstungskühlung verbindet. Bei kalten Temperaturen wird die heiße Luft durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher gekühlt. Erst wenn die reine Außenluft nicht mehr ausreicht, schaltet sich die Verdunstungskühlung hinzu. In über 8000 von 8760 Stunden im Jahr komme das System auf diese Weise ohne Kompressor aus. Mit einem PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) von 1,02 ist es damit deutlich effizienter als die meisten Produkte auf dem Markt. Zudem ist die Lösung außen angebracht und benötigt keinen zusätzlichen Raum im Rechenzentrum. Innerhalb des mit bis zu acht autarken Modulen ausgestatteten Gerätes wird die Luft über einen Luft-Luft-Kreuzstrom-Wärmetauscher abgekühlt. Die Luftströme werden stets voneinander getrennt gehalten und nicht vermischt. So wird der Eintrag von Schmutz und anderen schädlichen Außenluftbestandteilen ins Rechenzentrum verhindert.

Das Warm- und Kaltgang-Prinzip

Die Warmgangeinhausung in Rechenzentren ist eine weitere effiziente Lösung zur Kühlung, da auch hier - wie der Name vermuten lässt - die Luftmassen an ihrer Durchmischung gehindert werden. Bei diesem Verfahren wird die Abwärme direkt am Entstehungsort - im Warmgang zwischen den beiden Schrankreihen - gesammelt und konzentriert abgeführt. Die Kühlung erfolgt durch leistungsfähige Reihenkühlgeräte, die die Luft zum Beispiel über einen geschlossenen Wasserkreislauf auf Raumtemperatur herunterkühlen und wieder in den IT-Raum leiten. Beim Warmgang-Modell werden die IT-Schränke mit den Rückseiten gegenüberliegend in zwei Reihen aufgestellt, so dass das IT-Equipment von außen nach innen mit Luft durchströmt wird. Die Abwärme, die sich zwischen den beiden Schrankreihen sammelt, bildet somit den Warmgang (Hot Aisle). Ein »Hot Aisle Containment System« schottet den Warmgang mittels Türen und Dachelementen zum umgebenden Raum hin luftdicht ab und konzentriert dadurch die Warmluft im Inneren des so genannten Data Cube. Leistungsfähige in die Schrankreihen integrierte Reihenkühlungselemente entziehen dem Warmgang die erwärmte Luft, kühlen sie über einen geschlossenen Wasserkreislauf auf Raumtemperatur ab und leiten sie horizontal wieder nach außen in die Umgebung.

Beim Kaltgang-Prinzip, das allerdings andere bauliche Anforderungen stellt, ist es genau andersherum: Die Vorderseiten der IT-Schränke stehen sich gegenüber, die Abwärme des eingebauten IT-Equipments wird frei in den Serverraum oder das Rechenzentrum abgegeben. Die erwärmte Luft im umgebenden Raum steigt nach oben und sammelt sich als Warmluftpolster unter der Decke. Von dort aus wird sie mittels Raumklimaanlage abgesaugt, gekühlt und anschließend über einen Doppelboden wieder in den Kaltgang zwischen den IT-Schränken eingespeist. Die charakteristische Kaltgang-Einhausung vermeidet - analog zum Hot Aisle Containment - die Vermischung von Warm- und Kaltluft. Dadurch erreichen beide Systeme eine effektivere Kühlung, bei genauerem Hinsehen lassen sich jedoch deutliche Unterschiede erkennen.

1. Teil: Möglichkeiten der Klimatisierung im Rechenzentrum
2. Teil: Bauliche Voraussetzungen

Weiterführende Links:

• Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz: Megaverbraucher Rechenzentrum
• Rittal und IBM: Neue Management-Lösung für mehr Energieeffizienz im Rechenzentrum