Intelligentes Energie-Management
Vier Schritte für mehr Energieeffizienz im Datacenter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Warm- und Kalt-Luftströme kontrollieren und intelligent nutzen
Die empfohlene Raumtemperatur innerhalb eines Rechenzentrums liegt zwischen 22 und 25°C. Jedes Kilowatt elektrische Leistung, das die Geräte aufnehmen, wird als Wärme wieder freigesetzt. Damit die Betriebstemperatur im Datacenter konstant bleibt, muss diese Wärme wieder aus den einzelnen Geräten beziehungsweise dem gesamten Rechenzentrum geführt werden.
Viele Lösungen zur Klimatisierung eines Rechenzentrums führen zwar zum gewünschten Kühlungseffekt innerhalb der einzelnen Serverschränke, führen die dabei entstehenden Luftströme aber unkontrolliert aus den Racks ab und schwächen insgesamt gesehen den Kühlungseffekt dabei wieder deutlich ab, denn: Treffen kalte und warme Luft aufeinander, entstehen oberhalb der Serverschränke Luftverwirbelungen. Diese führen aufgrund hoher Strömungsgeschwindigkeiten zu unerwünschten Effekten wie etwa ein höheres Betriebsgeräusch im Serverraum oder eine Rezirkulation von Warmluft. Wird zum Beispiel durch Verwirbelung warme Abluft wieder in den bereits gekühlten Gang zwischen den Racks gezogen, verringert dies die gesamte Kühlungsleistung.
Das Ziel ist es also, die vorhandenen Luftströme intelligent zu nutzen und durch gezielte Einhausungen beziehungsweise abschirmende Umbauungen der betreffenden Komponenten die Verwirbelungen zu vermeiden und somit Energie zu sparen. Dafür gibt es zwei Konzepte: die Kaltgang-Einhausung und die Warmgang-Einhausung. Grundlage beider Konzepte ist die strikte Trennung von warmer und kalter Luft.
Bei der Kaltgang-Einhausung sind die Serverschränke mit einander zugewandten Vorderseiten gegenüberliegend aufgestellt. Der Gang zwischen den Schränken wird mit Komponenten wie etwa modularen Einhausungslösungen oder speziellen Türen abgedichtet. Je dichter die Einhausung ist, desto effizienter erfolgt die Klimatisierung. Nicht belegte Höheneinheiten (HE) im Serverschrank sollten ebenfalls mit Dichtungsblechen oder Blindblenden verschlossen werden.
Die Kühlluft strömt bei diesem Konzept vom Serverraum durch eine Doppelbodenplatte von unten in den Kaltgang und von dort über die Vorderseite oder – bei Server-Racks mit hoher Packungsdichte – über spezielle Seitenkühler seitlich durch den Serverschrank –oder aktiven Doppelbodenplatten mit Wasserkühlung direkt vor die Server-Racks. Auf der Rückseite des Racks wird die angewärmte Luft dann wieder heraus- und zurück in den Serverraum geführt, dort vom Klimagerät abermals abgekühlt, und der Kreislauf beginnt erneut. Der Gang ist also kalt, der Raum ist warm. Diese Methode eignet sich insbesondere für große Datacenter, da bei dieser Methode gezielt nur die kleinen Kaltgänge gekühlt werden müssen und nicht der gesamte Raum. Die strikte Trennung von kalter und warmer Luft ermöglicht es, im Rechenzentrum mit deutlich höheren Temperaturen zu arbeiten. Da keine Gefahr besteht, dass sich die Kaltluft mit der warmen Luft vermischt, genügt es, wenn die Klimaeinheit auf niedriger Stufe arbeitet.
Durch die Weiterentwicklung der Seitenkühler mit einer Stromerzeugung (ORC) können bis zu 30 kW elektrischen Strom erzeugt werden, wodurch sich die Betriebskosten des Kühlsystems signifikant reduzieren lassen. Weiterhin kann so auch eine teilweise Unabhängigkeit vom Energiemarkt angestrebt werden.
Bei der Warmgang-Einhausung wird im Gegensatz zu einzelnen Kühlgängen der gesamte Serverraum gekühlt. Die warme Abluft der Serverschränke strömt dann über abgeschottete Gänge an der Rückseite der Racks kontrolliert zurück zur Klimaeinheit. Diese Methode empfiehlt sich allerdings nur für kleine Räume.
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