Eigenschaften von Kalt- oder Warmganglösungen
Aus heiß mach kalt - oder umgekehrt?
Beim Aufbau von Rechenzentren oder Serverräumen scheiden sich oft die Geister: Welches Prinzip ist besser - Kaltgang oder Warmgang? Universeller und kostengünstiger sind meist Warmgangkonzepte mit Reihenkühlung. Besonders in Mischumgebungen und bedarfsabhängig skalierbaren Szenarien haben sie die Nase vorn.
Wenn es um hochverfügbare Daten und energieeffiziente Systeme geht, spielt die Kühlungslösung im Serverraum und Rechenzentrum eine entscheidende Rolle. Sie übt nicht nur einen maßgeblichen Einfluss auf die Verfügbarkeit geschäftskritischer Anwendungen aus, sondern auch auf den Wirkungsgrad von Rechenzentren. Steigende Stromdichten in den IT-Racks treiben den Energieverbrauch in die Höhe und fordern immer mehr Kühlungsleistung. Eine akzeptierte Methode zum Erreichen von hoher Kühlungseffizienz ist die Trennung von Kalt- und Warmluftströmen.
Warmgangprinzip
Beim Warmgangmodell sind die IT-Schränke mit den Rückseiten gegenüberliegend in zwei Reihen aufgestellt. Das IT-Equipment wird somit von außen nach innen mit Luft durchströmt. Die Abwärme sammelt sich zwischen den beiden Schrankreihen und bildet somit den Warmgang (Hot Aisle). Ein so genanntes Hot-Aisle-Containment-System schottet den Warmgang mit Türen und Dachelementen zum umgebenden Raum hin luftdicht ab und konzentriert dadurch die Warmluft im Inneren des so genannten Data Cubes. 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.
Kaltganglösungen gehen den umgekehrten Weg: 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 durch die Raumklimaanlage abgesaugt, gekühlt und anschließend über einen Doppelboden wieder in den Kaltgang zwischen den IT-Schränken eingespeist. Die charakteristische Kaltgangeinhausung 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.
Auf Kaltgangeinhausungen ausgerichtete Lösungen mit Raumkühlung erfordern einen Doppelboden. Ohne diese kostenintensive Baumaßnahme kann die gekühlte Luft nicht mehr von außen in den abgeschlossenen Kaltgang zwischen den Server-Racks gelangen. Ist kein Doppelboden vorhanden, entstehen gravierende Zusatzkosten. Außerdem vermindert sich dadurch auch die Raumhöhe für das abzusichernde IT-Equipment. Demgegenüber sind Warmganglösungen mit Reihenkühlung auch ohne Doppelboden einsetzbar. Der damit verbundene Kostenvorteil rechnet sich folglich nicht nur beim Neubau von Serverräumen. Vielmehr lassen sich sogar Räume für Rechenzentren nutzen, die ursprünglich für einen anderen Zweck konzipiert wurden, wie zum Beispiel Büroräume. Allerdings müssen diese eine ausreichende Tragfähigkeit aufweisen.
Verschiedene Hersteller bieten dazu Produkte an: Modular aufgebaute Warmganglösungen wie zum Beispiel die Infrastruxure-Reihe von APC bieten dabei den Vorteil der Skalierbarkeit. So lassen sich beispielsweise die Schrankreihen durch zusätzliche Schränke und Kühlungsmodule bedarfsgerecht erweitern. USV und Stromverteilung sind ebenfalls modular aufgebaut. Auf diese Weise können Anwender mit einer offenen Low-Density-Topografie starten und diese unter Nutzung der integrierten Reihenkühlung schneller und einfacher mittels Hot-Aisle-Containment-System in eine High-Density-Lösung für höhere Leistungsdichten umwandeln. Packungsdichten und Energieeffizienz des Rechenzentrums lassen sich so zu verhältnismäßig geringen Investitions- und Betriebskosten erhöhen. Dank der gekühlten Umgebung sind auch Mischumgebungen mit zusätzlichen Stand-alone-Lösungen möglich. Bestehende Geräte zur Raumklimatisierung lassen sich dabei als Ergänzung oder Redundanz weiter nutzen. In einem Kaltgang ist es sehr kühl. Im umgebenden Raum herrscht aber aufgrund des Wärmetransports nach außen eine relativ hohe Temperatur. Betritt man den Kaltgang, ist das Kältegefühl sehr intensiv. Angenehmer empfinden es Menschen, wenn sie von Raumtemperatur (etwa 23°C) in einen Warmgang mit 34°C gelangen.
Fazit
Berücksichtigt man Investitionsschutz und TCO, beschränkt sich der Einsatz gängiger Kaltganglösungen mit Umluftkühlgeräten aufgrund ihres spezifischen und relativ unflexiblen Designs auf reine Serverschrankräume. Universeller und kostengünstiger sind Warmgangkonzepte mit Reihenkühlung. Besonders in Mischumgebungen und bedarfsabhängig skalierbaren Szenarien haben sie die Nase vorn.
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