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Serverkühlung

Energieeffiziente Kühltechnik

20. Juli 2020, 13:17 Uhr | Quelle: Technotrans / Redaktion: Lukas Steiglechner

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

In-Row-Wärmetauscher und aktive Kaltwassererzeugung

Bei einer klassischen Serverkühlung wird häufig eine In-Row-Kühlung eingesetzt. In-Row-Wärmetausche werden dabei direkt zwischen die einzelnen Server-Racks platziert. Sie nehmen die Abwärme der Server auf, geben sie ans Kühlwasser ab und drücken kühle Luft zurück. Sind die einzelnen Lüfter einer Kühleinheit modular, können sie auch im laufenden Betrieb ausgetauscht werden.

Für die Kühlung ganzer Räume eignen sich Lösungen mit aktiver Kaltwassererzeugung. Kaltwassersätze, oder auch Chiller genannt, sind Kältemaschinen, die mittels eines Flüssigkeitskreislaufs Serverräume aktiv hinunterkühlen. Kaltwassererzeuger, die in mehreren modularen Einheiten parallel betrieben werden können, haben den Vorteil, dass die Kälteerzeugung erweiterbar ist und auch die hohe Verfügbarkeit gewährleistet wird. Teilt der Rechenzentrumsbetreiber den Kühlbedarf in kleinere Einheiten auf und installiert vier Einheiten mit jeweils 30 Prozent der gesamten Kühlleistung, wären selbst beim Ausfall einer Einheit immer noch 90 Prozent der Kühlleistung gegeben.

Hohe Energieeffizienz durch freie Kühlung
Die freie Kühlung bei Kaltwassersätzen ist ein erheblicher Faktor zur Reduzierung der Betriebskosten einer Kälteanlage. Sie sind für den Außenbereich der Serverzentren gedacht, wo das warme Wasser ankommt und dessen Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird. Eine Freikühlung nutzt die niedrigen Außenlufttemperaturen, um den Zentralkühlkreis zu kühlen. Diese Funktion wird nutzbar bei Außenlufttemperaturen etwas unterhalb der gewünschten Serverraumtemperatur und übernimmt mit weiter sinkender Außenlufttemperatur immer mehr Anteile der Kälteerzeugung durch den Kompressor bis hin zu einer kompletten Abschaltung der Kompressoren.

Durch die Kombination aus aktiver und freier Kühlung lassen sich Energieeinsparungen erzielen und die sogenannte Power Usage Effectiveness (PUE) von Rechenzentren steigern. Der PUE-Messwert ist der Quotient aus der insgesamt in einem Rechenzentrum verbrauchten Energie und dem Energieeinsatz zum Betrieb der IT-Infrastruktur. Er dient dazu, den Wirkungsgrad eines einzelnen Rechenzentrums über einen bestimmten Zeitraum zu messen.

In Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Außentemperatur und zulässiger Temperatur im Serverbereich gibt es unterschiedliche Möglichkeiten der Kühlung. Im Optimalfall ist die Außentemperatur niedrig genug, um allein über Freikühlung den Serverbereich abzukühlen. In den wärmeren Perioden kann eine aktive Flüssigkeitskühlung mit Verdichterkälte nachgeschaltet werden, um auch in dieser Zeit eine zuverlässige Kühlung zu ermöglichen.