August 2021
Deutsche Rechenzentren und Serverräume verbrauchen so viel Energie wie nie zuvor. Und nach wie vor nimmt die Klimatisierung einen Spitzenplatz im Gesamtverbrauch ein. Sollen die Energiekosten nicht explodieren, besteht also Handlungsbedarf. Doch wo anfangen?
Ob Industrie 4.0, Cloud Computing, Internet der Dinge oder die zahlreichen Internetdienste – die zunehmende Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft verlangt nach immer größeren Datenspeichern und Rechenkapazitäten. Doch je mehr Rechenleistung benötigt wird, desto stärker nimmt auch der Energiebedarf zu. Einer Analyse des Borderstep Instituts zufolge, hat sich der jährliche Stromverbrauch deutscher Rechenzentren allein in den Jahren 2010 bis 2017 um 25 Prozent auf 13,2 Terawattstunden erhöht. Der Energieverbrauch wird damit mehr und mehr zu einem der größten Kostenfaktoren innerhalb der RZ-Branche. Zumal in Deutschland der Strompreis fast doppelt so hoch ist wie in Frankreich oder den Niederlanden.
Zwei Methoden – ein Ziel: Kaltgang- und Warmgangeinhausungen
Neben dem Stromverbrauch von Servern, Speichersystemen und Netzwerktechnik fällt ein Großteil der Energiekosten auf die Klimatisierung. Ihr Anteil am Gesamtverbrauch liegt bei durchschnittlich 20 Prozent. Mit modernen Technologien wie Freie Kühlung oder Adiabatik können hier bereits wichtige Einsparungen erreicht werden. Der Energieaufwand lässt sich aber nur dann wirkungsvoll minimieren, wenn die Kälteerzeugung auch um eine durchdachte Luftführung ergänzt wird. Üblicherweise werden Serverracks daher meist in Warm- oder Kaltgangkonfiguration aufgestellt, also in Reihen angeordnet und Front an Front gegenübergestellt. Das gestaltet sich in der Praxis meist wie folgt: Über einen Doppelboden wird die Kühlluft in die Gasse zwischen den Racks geführt, den sogenannten Kaltgang, dort wird die kühle Zuluft von den Servern angesaugt und als warme Abluft auf der Rückseite der Racks wieder ausgeblasen, also in den Warmgang abgegeben. Kernidee dieser Konfiguration ist es, die Kaltluftbereiche von den Warmluftbereichen zu trennen, um eine Vermischung von kalter Zuluft und warmer Abluft zu verhindern.
Mit der Kaltgang/Warmgang-Methode lassen sich die Energie- und Betriebskosten bereits spürbar reduzieren. Gleichwohl besteht nach wie vor die Gefahr von Rückströmungen, thermischen Kurzschlüssen oder Bypässen. Dem lässt sich am besten durch eine Einhausung begegnen. Bei diesem Lösungsansatz wird entweder der Kalt- oder der Warmgang mit Decken, Wänden und Türen abgeschottet und nahezu vollständig isoliert. Auf diese Weise können die warmen und kalten Luftströme im Rechenzentrum konsequent voneinander getrennt werden und die Kühleffizienz wird noch einmal gesteigert.
Beide Ansätze – Kaltgang- und Warmgangeinhausung – haben ihre Vorzüge. Wird beispielsweise eine alleinstehende Rack-Reihe über einen Doppelboden oder ein Raumklimagerät gekühlt, lohnt es sich mit einer Warmgangeinhausung den Raum hinter den Racks zur Wand hin abzuschotten. Bei zwei gegenüberstehenden Rack-Reihen mit Doppelbodenkühlung, empfiehlt es sich wiederum den Gang zwischen den Rack-Vorderseiten abzuschotten, also ein Kaltgangsystem zu installieren. Kaltgang- und Warmgangeinhausung lassen sich auch mit Front- und Seitenkühlern kombinieren. Diese Systeme haben den Vorteil, dass sie flexibel an den tatsächlichen Kühlbedarf angepasst werden können und die Kälte direkt am Verbraucher erzeugen. Zudem kann bei Front- und Seitenkühlern auf eine konzentrierte Warmluftabsaugung verzichtet werden, da die Klimageräte die Luft selbstständig absaugen und herabkühlen.
Flexibel und modular: Das dtm Einhausungssystem
Ob als Warmgang- oder als Kaltgangkonfiguration, Einhausungssysteme eignen sich für Rechenzentren aller Größenordnung. dtm hat daher ein modulares System entwickelt, das sowohl in großen Rechenzentren als auch in kleinen Serverräumen eingesetzt werden kann und sich in jedes Raumlayout einfügt. Das System lässt sich ohne Anpassung an nahezu alle Schranksysteme anpassen und kommt ohne Sonderanfertigungen oder Spezialbauteile aus, was sich natürlich auch in den Anschaffungskosten positiv niederschlägt. Zumal Einhausungssysteme die Kühleffizienz um 10 bis 20 Prozent erhöhen und damit auch die Betriebskosten deutlich abnehmen. So können sich die Investitionskosten bereits innerhalb eines Jahres auszahlen. Erfahren Sie mehr über das Einhausungssystem sowie die verschiedenen Klimatisierungs- und Überwachungskonzepte von dtm unter:
https://dtm-group.de/de/loesungen/datacenter
Bild: Front-Cooler zwischen zwei Racks
Bild: Kaltgangeinhausung mit Front-Cooler Kühlung
Bild: Kaltgangeinhausung mit Kühlung über Doppelboden und aktiv Komponenten im Rack
Bild: Kaltgangeinhausung mit Front-Cooler Kühlung
