Stefan Frenzel über Kühltechnologien und Abwärmenutzung Den Rechenzentren geht die Luft aus

Anbieter zum Thema

Vertiv GmbH

Data Center Group – Büro Köln

ConSysTech GmbH

Sollen Betreiber jetzt auf Flüssigkeitskühlung umsteigen? Während Luftkühlung Standard bleibt, gewinnen Direct-to-Chip- und Immersion-Cooling an Bedeutung; sie verändern Planung, Betrieb und Abwärmenutzung.

Im Gespräch mit Stefan Frenzel, Berater für Rechenzentrumsinfrastruktur und strategisches Business Development, zeigt sich: Flüssigkeitskühlung gewinnt an Bedeutung, doch viele Betreiber zögern beim Umstieg. In rund 98 Prozent der Rechenzentren dominiert weiterhin Luftkühlung. Der Wechsel erfordert bauliche Anpassungen, neue Betriebsprozesse und langfristige Investitionsplanung.

Steigende Leistungsdichten durch High Performance Computing und Künstliche Intelligenz verschieben die Anforderungen an Kühltechnologien, Infrastrukturplanung und Abwärmenutzung deutlich. Diese Entwicklung betrifft aber nicht jedes Rechenzentrum gleichermaßen. Beispiele für Immersionskühlung finden sich vor allem in Forschungsumgebungen. Im ‚normalen‘ Co-Location-Rechenzentrum fehlen häufig noch die Workloads, die eine solche Kühltechnik notwendig machen würde.

Immersionskühlung ist in puncto Energie-Effizienz unschlagbar

Alles fließt. Das immersive Rechenzentrum

In der Folge #65 der DataCenter Diaries „Flüssigkeitskühlung und Abwärmenutzung in Rechenzentren“ erklärt Stefan Frenzel, warum herkömmliche Luftkühlung bei steigenden Leistungsdichten an Grenzen stößt. Zudem zeigt er, wie Flüssigkeitskühlung eingesetzt wird und welche Rolle Abwärmenutzung spielt.

Die Podcast-Folge #65 der DataCenter Diaries findet sich auf Spotify, Apple Podcasts, Deezer und Amazon Musik.

Der Workload bestimmt die Kühlstrategie

Über Jahrzehnte optimierte Luftkühlung bildet weiterhin den Standard für klassische Enterprise- und Business-Anwendungen. In typischen Rack-Leistungsbereichen zwischen fünf und zehn Kilowatt arbeitet diese Methode nach Frenzels Erfahrungen effizient und wirtschaftlich. Doch mit dem zunehmenden Einsatz von High Performance Computing und KI-Training verändern sich die thermischen Anforderungen.

Leistungsdichten steigen stark an, wodurch Luftkühlung physikalische Grenzen erreicht. So rücken Flüssigkeitskühlungen in den Fokus.

Die zentrale Erkenntnis: Es existiert keine universell geeignete Kühltechnologie. Entscheidend bleibt der jeweilige Workload.

Luftkühlung eignet sich weiterhin für klassische Anwendungen. Direct-to-Chip-Kühlung eignet sich für High-Density-Workloads und Immersionskühlung deckt Spezialanwendungen mit extrem hoher Leistungsdichte ab.

Der Wechsel von Luft- zu Flüssigkeitskühlung bedeutet keinen einfachen Technologiewechsel, sondern eine infrastrukturelle Transformation. Bestehende Rechenzentren, die auf Luftkühlung auslegt sind, müssen bei einem Umstieg auf Flüssigkeitskühlung baulich angepasst werden.

Wie stellen Rechenzentren auf Flüssigkühlung um?

Immersionskühlung für jeden 19-Zoll-Server

Wie stellen Rechenzentren auf Flüssigkühlung um?

Wasser und Öl für Server: Schritt für Schritt zum Durchbruch

Interview mit Heiko Ebermann, Vertiv

„Etwas Luftkühlung bleibt fast immer“

Typische Anforderungen umfassen Rohrleitungen, Verteilsysteme, angepasste Rack-Architekturen sowie veränderte Wartungsprozesse. Gleichzeitig verändert sich das Know-how in Betriebsteams: Flüssigkeiten galten lange als Risiko im Rechenzentrum, heute entsteht ein kultureller und organisatorischer Umbruch.

Neue Rechenzentren entstehen zunehmend „Future Proof“. Betreiber planen hybride Umgebungen, die später auf Flüssigkeitskühlung umstellbar sind. Bestandsrechenzentren müssen dagegen schrittweise nachgerüstet werden, was Investitionen und langfristige Planung erfordert.

Direct-to-Chip und Immersion im Vergleich

Bei der Direct-to-Chip-Kühlung wird die Kühlflüssigkeit direkt an hitze-intensive Komponenten geführt, wodurch Wärme effizient abgeführt werden kann. Bei der Immersionskühlung werden die Server vollständig in di-elektrischer Flüssigkeit gelegt. Dadurch wird der Platzbedarf für Kühlkomponenten in Rechenzentren reduziert. Ein vollständig auf Immersion ausgelegtes Rechenzentrum benötigt keine klassische Klimatisierung und somit keine Kühltürme.

Doch Frenzel geht nicht davon aus, dass kurzfristig die bestehenden Technologien vollständig ersetzt werden: „Es wird vermehrt zu hybriden Szenarien, also hybriden Rechenzentren kommen, die mehrere Kühlmethoden parallel unterstützen.“

Abwärme wird zur zentralen Kennzahl

Der Fokus verschiebt sich von der Energie-Effizienz einzelner Systeme hin zur ganzheitlichen Nutzung von Abwärme. „Die Kennzahl Power Usage Effectiveness (PuE) war lange dominierend. Doch diese Kennzahl beschreibt ausschließlich die Effizienz der Infrastruktur. Zunehmend relevant wird laut Frenzel die Waste Heat Utilization, also die tatsächliche Nutzung der entstehenden Wärme.“, sagt Frenzel.

Flüssigkeitskühlung ermöglicht ein deutlich höheres Temperaturniveau von 50 bis 60 Grad Celsius. Diese Temperaturbereiche erleichtern die direkte Einspeisung in Fernwärmenetze oder industrielle Prozesse. Luftgekühlte Systeme erreichen meist nur 25 bis 35 Grad und erfordern zusätzliche Wärmepumpen. Gleichzeitig sinkt der Wasserbedarf.

Frenzel sagt: „Flüssigkeitskühlung arbeitet in geschlossenen Kreisläufen und reduziert den Wasserverbrauch im Vergleich zur klassischen Klimatisierung.“

Regulierung, Nachhaltigkeit und Marktunterschiede

Europa gilt als Vorreiter bei regulatorischen Anforderungen und Nachhaltigkeit. Energie-Effizienzgesetzgebung und steigende Anforderungen an Wärmerückgewinnung beschleunigen die Diskussion über Flüssigkeitskühlung. Technologische Impulse entstehen häufig in den USA und Asien, insbesondere durch KI-Anwendungen und Hardware-Entwicklung. Europa treibt dagegen Themen wie Energie-Effizienz, Wärmenutzung und Nachhaltigkeitsstrategien voran.

Standards spielen eine zentrale Rolle. Die Community rund um die Open Compute Project Foundation entwickelt Spezifikationen für Flüssigkeiten, Infrastruktur und Interoperabilität. Ziel ist Planungssicherheit für Betreiber, da Investitionen langfristige Stabilität erfordern. Auch PFAS-freie Kühlflüssigkeiten, wie Bio-basierte Fluide, gewinnen an Bedeutung.

Kühler Kopf für heiße Rechner

Flüssigkühlung bietet einen Schlüssel für nachhaltige Datacenter-Strategien

Data Centre World Frankfurt 2026

Am 6. und 7. Mai öffnet die „Data Centre World 2026“ auf der Messe Frankfurt am Main ihre Tore. Die Veranstaltung bringt Hersteller, Rechenzentrumsbetreiber und Fachpublikum zusammen. Keynotes und Panel-Diskussionen begleiten die Ausstellung.

Im Mittelpunkt steht die ‚Sovereignty Street‘: Sie beleuchtet, wie sich Datenkontrolle und Datenresidenz entlang von Rechenzentrums- und Cloud-Infrastrukturen umsetzen lassen. Zudem zeigt ein Full-Scale-Modell eines modularen Rechenzentrums praxisnah, wie moderne Infrastrukturen aufgebaut sind und im Betrieb zusammenspielen.

Hier geht es zum vollen Programm der "Data Centre World Frankfurt".

Praxisbeispiele und Zukunftsperspektiven

Neue Rechenzentren berücksichtigen Flüssigkeitskühlung zunehmend von Beginn an. Ein Beispiel ist der Campus der Schwarz Gruppe in Brandenburg, der von Anfang an auf zukünftige Kühlanforderungen ausgelegt wird. Die Branche bewegt sich nach Frenzels Beobachtungen schrittweise von rein luftgekühlten Anlagen zu hybriden Infrastrukturen.

Immersionskühlung

Warum Immersion die coolste Technik für Rechenzentren ist

(ID:50808111)