Geothermie für Rechenzentren lohnt sich, aber unter Bedingungen

Fallstricke beim Kühlen mit Erdsonden

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Temperaturanstieg im Untergrund

Stehen die entscheidenden Bodenparameter und damit die geothermische Ergiebigkeit fest, kommt ein weiterer Knackpunkt: Die Integration in das bestehende Kühlkonzept der Server-Infrastruktur. Die Racktemperaturen müssen die Sollwerte einhalten. Bei Wärmelasten über sieben kW pro Rack empfiehlt Lehmann die direkte Rackkühlung. Hierfür ist eine konstante Vorlauf-Wassertemperatur zwischen 14 Grad und 16 Grad Celsius nötig.

Bei der geothermischen Kaltwassererzeugung bewegt man sich bei etwa 10°C Grundwassertemperatur zwar auf der sicheren Seite, aber die ständig abgeleitete Wärme aus dem laufenden Rechnenbetrieb heizt bei ganzjährigem Betrieb das Grundwasser allmählich auf. Dieses "Aufladen" des Geothermiefeldes im Untergrund beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit der Kältesysteme im Server-Raum. Zusätzliche Verdunstungskälte aus strombetriebenen Kompressoren wird benötigt. Das treibt den Stromverbrauch wieder nach oben.

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RZ-Bauer Prior1 empfiehlt deshalb im Zweifelsfall einen zusätzlichen, großzügig dimensionierten Free-Cooler im Außenbereich. Dieser übernimmt bei kühlen Außentemperaturen im Winter die Kaltwassererzeugung durch indirekte freie Kühlung. Da während dieser Zeit kein Wärme-Eintrag im Erdspeicher stattfindet, sinkt die Temperatur im Bereich der Erdsonden wieder auf das natürliche Niveau ab.

Kühlen durch verschiedenen Quelle

Dass sich die Geothermie durch Kombination mit anderen Kühlungstechniken rechnet, zeigt ein Beispiel aus Island. Die Colt Data Centre Services haben dort ein emissionsfreies Rechenzentrum errichtet.

Nach Firmenangaben besteht die Kühlung aus einer Kombination aus Erdwärme, Wasserkraft und freier Kühlung. Während standortbedingt die Freikühlung die Hauptlast trägt, so dass über eine lange Zeit des Jahres auf Kälte-Erzeugung mittels Kompressoren verzichtet wird, bieten die beiden anderen Energiequellen ausreichend Nachschub für einen zuverlässigen Betrieb.

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