Datacenter-Grundlagen: Effizienter Ansatz moderner Klimatechnik

Freie Kühlung (Free Cooling) senkt Stromkosten des Rechenzentrums

04.09.2009 | Redakteur: Florian Karlstetter

Bei der direkten freien Kühlung wird die kühle Außenluft über ein Luftklappensystem in den zu kühlenden Raum direkt eingebracht. Steigt die Außentemperatur an, steuert das Klimagerät in den Mischbetrieb.
Bei der direkten freien Kühlung wird die kühle Außenluft über ein Luftklappensystem in den zu kühlenden Raum direkt eingebracht. Steigt die Außentemperatur an, steuert das Klimagerät in den Mischbetrieb.

Bei der freien Kühlung wird die Außenluft als Kühlfaktor mit herangezogen. Man unterscheidet zwischen direkter und indirekter freier Kühlung.

Nach Berechnungen des Borderstep Instituts haben sich die Stromkosten für Rechenzentren seit dem Jahr 2000 mehr als vervierfacht. Dieser Umstand, aber auch die ständig steigenden Energiekosten, zwingen immer mehr Unternehmen, sich intensiv mit dem Thema Energieeffizienz auseinanderzusetzen. Eine Analyse der Geräte im Rechenzentrum zeigt, dass im Durchschnitt nur rund die Hälfte des Energieverbrauchs durch die eigentliche IT bedingt ist. Die andere Hälfte verbraucht die zusätzlich benötigte Infrastruktur wie zum Beispiel Klimatisierung und Unterbrechungsfreie Stromversorgung.

Langfristige Investition

Mit einem Energieanteil von mindestens 20 Prozent der Gesamtenergiekosten kommt dem Bereich der Kühlung eine besondere Bedeutung zu. Dieser Wert ist allerdings lediglich als untere Grenze zu verstehen. So sind auch Installationen in Betrieb, bei denen der Anteil der Kühlung am Gesamtstromverbrauch bei über 60 Prozent liegt. Daher gilt es, bereits bei der Planung eines Rechenzentrums ein geeignetes Kühlkonzept zu entwickeln. Die Projektierung der Kühlung stellt eine besondere Herausforderung dar, da es sich in den meisten Fällen um mittel- bis langfristige Investitionen handelt, die über mehrere IT-Generationen in Betrieb sein werden. Bei der Klimatisierung gibt es verschiedene Ansätze. Neben der konsequenten Aufteilung in Kalt- und Warmgängen setzen viele Unternehmen auch vermehrt auf das Prinzip der freien Kühlung.

Direkte freie Kühlung

Da bei der freien Kühlung die Außenluft als Faktor voll in den Kühlprozess miteinbezogen wird, eignet sich dieses Konzept insbesondere für den Einsatz in kalten und gemäßigten Klimazonen. Zwei Verfahren stehen hierbei zur Auswahl: die direkte oder indirekte freie Kühlung. Bei einem System mit direkter freier Kühlung wird die kühle Außenluft über ein Luftklappensystem in den zu kühlenden Raum direkt eingebracht. Die Wärmelast des IT-Equipments wird an den Luftstrom übergeben und verlässt den Raum mit dem Luftstrom wieder. Diese Betriebsweise ermöglicht insbesondere in kalten und gemäßigten Klimazonen erhebliche Energieeinsparpotenziale aufgrund des Jahrestemperaturverlaufs. Steigt die Außentemperatur an, steuert das Klimagerät in den Mischbetrieb. Dabei wird dem Luftstrom zusätzlich Wärme über den Kältekreislauf entzogen. Da zur effizienten Klimatisierung ein ausreichender Luftstrom erforderlich ist, sollten die Luftfilter regelmäßig gereinigt und gewartet werden. Dies ist vor allem an staubbelasteten Standorten wichtig, da Staubpartikel die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage erheblich beeinträchtigen.

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