User Manual

Grundlagen in Rechenzentren
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Building Technologies 049_Data_Centers_A6V10239575_b_de.doc
Fire Safety and Security 11.2011
2.4.4 Kühlkonzepte
2.4.4.1 Umluftkühlung
Das herkömmliche Layout von Umluftkühlsystemen – in der Regel an der Wand
entlang angebracht und aus Sicherheitsgründen vom IT-Bereich getrennt und se-
parat zugänglich – ist eine gute Voraussetzung für den flexiblen und energieeffi-
zienten Betrieb eines Rechenzentrums. Ventilatoren werden heute automatisch
gesteuert und sind daher energiesparend. Die Luft wird aerodynamisch durch das
Gerät geleitet; der Zwischenboden ist hoch genug für die Zuluft zur IT-Hardware.
Die Racks sind so aufgesetzt, dass sie sich nicht gegenseitig aufheizen. Die
Warm- und die Kaltseite der Rack-Reihen sind je in den gleichen Korridor zwi-
schen den Racks zu führen. Die Luftzufuhr wird über einen Zwischenboden auf der
Kaltgangseite realisiert. Von dort wird die Luft durch Serverventilatoren angesogen
und auf der Rückseite erwärmt abgeleitet.
Die abgeleitete Warmluft wird entlang der Decke von den Umluftklimageräten an-
gesogen und wieder auf die benötigte Vorlauftemperatur gekühlt.
Im offenen Umluftklimabetrieb wird die warme Abluft mit der kalten Zuluft trotz der
Anordnung von Warm- und Kaltgängen vermischt. Dadurch wird die warme Abluft
im Raum abgekühlt, und es ist für die Kühlung eine grössere Luftmenge erforder-
lich, was die Effizienz reduziert. Abgeleitet von dieser Idee, bestehen nun noch zu-
sätzliche Energieoptimierungsmöglichkeiten insbesondere durch die Einhausung.
2.4.4.2 Direkte Kühlung / Wasserkühlung
Heute gibt es im kommerziellen Bereich praktisch keine direkte Kühlung der IT-
Hardware. Nur wenige in wissenschaftlichen Anwendungen verwendete Hoch-
leistungs-Computer werden direkt mit Flüssigkeit gekühlt.
Anbieter nennen "Umluft-Kühlanlagen", die in oder zwischen den Racks installiert
sind, "Direktkühler". Diese direkten Kühler werden in Einzelfällen verwendet, um
die Umluftkühlanlagen zu unterstützen, wenn die Abwärmelast der Server zu hoch
ist.
Im Gegensatz zu Umluftkühlanlagen ist die Energieeffizienz von direkten Kühlern
bis heute nicht ausreichend dokumentiert. Sie variiert sehr stark, je nach System
und Anbieter.
2.4.4.3 Einhausungskonzepte – Kaltgang / Warmgang
Zur Optimierung des Energieverbrauchs im Rechenzentrum hat sich das Prinzip
der Trennung von warmer Abluft aus den Servern und kalter Zuluft aus dem Zwi-
schenboden als praktikabel und effizient erwiesen Mit diesem Prinzip wird erreicht,
dass der Kühlprozess auf einem relativ hohen Temperaturniveau erfolgen kann
(höhere Rückkühltemperatur der Kühlmittel, damit längerer Freecooling-Betrieb).
Zudem kann mit hohen Temperaturdifferenzen zwischen Kühlluft und Rückluft
auch der Lufttransport und damit die Ventilatorenleistung optimiert werden, was auf
die Dauer wirtschaftlich ebenfalls ins Gewicht fällt Je konsequenter die Kalt- und
Warmbereiche im Rechenzentrum getrennt werden und je widerstandsärmer und
langsamer die konditionierte Luft durch die Server fließen kann, desto kleiner ist
der Energieverbrauch für Kühlung und Ventilatoren.