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Wo Umweltbewusstsein auf Leistung trifft
3. April 2019 -

Zeitgleich mit der Entwicklungsgeschwindigkeit neuer Technologien und der weitgreifenden Digitalisierung der Wirtschaft wächst auch der Anforderungskatalog an die Rechenzentren. Der Ruf nach leistungsstarker IT sowie funktionierender Infrastruktur wird immer lauter. Im selben Atemzug gewinnen jedoch auch Schlagworte wie Kosteneffizienz, Platzersparnis und Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung und zwingen Planer und Betreiber zum Umdenken. Eine mögliche Lösung, die allen Ansprüchen gerecht werden soll, ist eine neue Art der Klimatisierung: Wassergekühlter Doppelboden.

So sehr moderne Rechenzentren als Effizienzwunder gelten, so sehr treten sie als Energiefresser auf. Dadurch, dass der Anteil am weltweiten Stromverbrauch zwischenzeitlich beachtliche Ausmaße angenommen hat, besteht im Zuge der Diskussionen über das ökologische Bewusstsein einzelner Unternehmen dringend Handlungsbedarf. Doch nicht jeder ist in der Lage, seinen Firmenstandort in kühle Gefilde zu verlegen oder das stetig anwachsende Maß an Fläche kontinuierlich vorzuhalten. Und so stellt sich die Frage, wie man auch aus bereits bestehenden Strukturen das Optimum in puncto Senkung des Stromverbrauchs bei gleichzeitiger Betriebssicherheit herauszuholen vermag .

Konzepte auf dem Prüfstand

Das bisher am weitesten verbreitete Konzept der Rechenzentrumsklimatisierung ist der Klimaschrank in Kombination mit Doppelboden der mit oder ohne Druck mit kalter Luft beschickt wird.

Die Vorteile liegen auf der Hand: So eignen sich Klimaschränke nicht nur für große Flächen, sondern benötigen zudem wenig Anschlüsse. Die hohe Sicherheit sowie das gutes Kondensat-Management führen dazu, dass dieses System schon seit längerer Zeit Verwendung in Rechenzentren findet. Die Nachteile gestalten sich jedoch ebenso klar. Ein Höchstmaß an Kühlergebnis erreicht man generell, je näher man am Wärmeerzeuger ansetzt. Für den Klimaschrank, bei welchem der Wärmetauscher deutlich entfernt vom Rack liegt und das Kühlmedium Luft weite Wege zurücklegen muss, bedeutet dies jedoch eine weniger präzise und oft unzureichende in allen Fällen jedoch relativ teure Kühlung. Eine Skalierbarkeit oder mögliche Reaktionen auf Lastschwankungen gestalten sich ebenso schwierig.

Jenen Umstand suchte man beim Side Cooler / In-Row Cooler zu beheben, dessen Mehrwert aus einer präzisen Steuerung besteht. Hierdurch lässt sich genau die Luftmenge zur Verfügung stellen, welche benötigt wird – eine eventuelle Überversorgung von Luft sowie der teure Lufttransport entfallen. Der näher am Wärmeerzeuger befindliche Wärmetauscher sorgt folglich zwar für ein Mehr an Präzision, Energieeffizienz und Leistungsfähigkeit, fällt allerdings auch durch einen sehr hohen Flächenverbrauch auf.

An dem Wunsch nach platzsparenden Maßnahmen setzt das System der wassergekühlten Rücktüren an. Die hohe Effizienz sowie der geringe Flächenverbrauch lassen die wassergekühlten Rücktüren ebenso attraktiv erscheinen wie der Fakt einer unproblematischen Nachrüstung und leichten Skalierbarkeit. Optimal tritt das System auch hinsichtlich einer homogenen Lastberteilung über die Höhe des Racks auf. Weniger optimal sieht es allerdings bei heterogener Lastverteilung aus – hier kommt es zu einer schlechten Überströmung der Wärmetauscherfläche. Auch bei der Serverwartung werden Nachteile deutlich: So fällt nicht nur die Kühlleistung bei der Öffnung der Türen weg, sondern es kommt auch zu einer kontinuierlichen Bewegung der Anschlussschläuche.

Ähnlich gestaltet es sich bei der wassergekühlten CPU: Durch den kompletten Verzicht auf Lufttransport ist diese höchsteffizient und berücksichtigt gleichermaßen den Umweltaspekt, da sich die Abwärme mit einer Rücklauftemperatur von >90°C gut für eine weitere Verwendung eignet – allerdings ist hier eine aufwändige Verrohrung am Server sowie eine zusätzliche Druckstation notwendig. Nachteilig wirken sich die Aufbereitung des Wassers auf eine Vorlauftemperatur von >70°C sowie die schlechte Kombinationsmöglichkeit mit Standardservern aus. im Falle von Nachrüstungen ist ein Verlust der Gewährleistung in Kauf zu nehmen.

Auf den Boden gekommen

Auf der Suche nach einem Klimatisierungskonzept, welches die Vorteile bestehender Methoden aufgreift und gleichzeitig ihre Nachteile ausmerzt, richteten Hersteller – allen voran die Weiss Doppelbodensysteme GmbH – ihren Blick nach unten: Genauer gesagt auf den Boden. Die Erkenntnisse, die man im Laufe der Entwicklung von Kühlsystemen gewonnen hat, galt es nun zu vereinen: Das Medium Wasser ist der Luft voraus; je geringer der Lufttransport ausfällt desto effizienter wird das System. Die aktiven Platten HydroLogic Panel der Firma Weiss Doppelbodensysteme GmbH berücksichtigen genau diese Aspekte. So gestaltet sich die innovative Technologie ähnlich effizien wie ein Inrow Cooler, ohne jedoch teure Rechenzentrumsfläche in Anspruch nehmen zu müssen. Der Luftkreislauf erinnert an den des Klimaschrankes, der teure Lufttransport hingegen entfällt da die Luft direkt hinter dem Rack in den Boden gesogen wird. Mittels unkompliziertem Verbau in den bereits verlegten Doppelboden sind auch Bestandsrechenzentren in der Lage, ihre Infrastruktur ohne großen Aufwand und vor allem ohne weiteren Kapazitätsverlust nachzurüsten. Eine Skalierbarkeit ist damit garantiert.

Mit Werten von 10 KW Nennleistung und maximal 14 KW pro Rack – bei dem Produkt HydroLogic Panel V sind es sogar 30 KW Nennleistung bis zu 20 KW pro Rack – überzeugen auch die Parameter zur Wärmeabfuhr. Die im Doppelboden mögliche Schottung erlaubt es zum einen, offene oder geschlossene Kreisläufe zu realisieren, um sowohl einzelne als auch eine ganze Reihe Racks mit Kaltluft zu versorgen, zum anderen gewährleisten leistungsstarke Ventilatoren eine bedarfsgerechte Luftführung, indem sie Luft aus dem Warmgang ansaugen und in den Kaltgang ausblasen. Neben der verbesserten Wärmeabfuhr und einer umweltbewussten Umsetzung punktet HydroLogic Panel im Markt demzufolge durch umfangreiche Platzersparnis, ein hohes Maß an Flexibilität sowie eine spürbare Reduktion laufender Kosten.

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