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Kalte Luft aus der Wand und dem Doppelboden Nachrüstung mit effizienter Kühl-Power in Rechenzentren

Quelle: Pressemitteilung Weiss Klimatechnik GmbH 4 min Lesedauer

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DeRZ - Deutsche Rechenzentren GmbH

Rechenzentren stehen vor der großen Herausforderung, bis 2030 klimaneutral sein zu müssen. So will es die EU. Das bedeutet für Viele Datacenter-Betreiber: mehr Kühlleistung auf gleicher Fläche, gesteigerte Energie-Effizienz. Weiss Klimatechnik bietet Kühltechnik, die sich insbesondere für ein Retrofit von Brownfield-Rechenzentren eignet.

Das Schaubild veranschaulicht das Prinzip „Coolwall“. Der Hersteller sieht darin eine Übergangslösung, die Bestandsrechenzentren näher an einen klimaneutralen Betrieb bringt. (Bild: Weiss Klimatechnik)
Das Schaubild veranschaulicht das Prinzip „Coolwall“. Der Hersteller sieht darin eine Übergangslösung, die Bestandsrechenzentren näher an einen klimaneutralen Betrieb bringt.
(Bild: Weiss Klimatechnik)

Betreiber älterer Rechenzentren stehen zunehmend unter Modernisierungsdruck. Mit dem Einsatz von KI-Anwendungen und neuen Servergenerationen steigt die Leistungsdichte im Rack deutlich an. Die Folge: mehr Wärmelast pro Quadratmeter. Das aber überfordert bestehende Kühlsysteme häufig.

Um die rasant steigende Wärmelast sicher, effizient und wirtschaftlich abzuführen und zugleich gesetzliche Effizienzvorgaben zu erfüllen, sind in vielen Fällen umfassende Retrofit-Maßnahmen erforderlich. Hierfür bietet Weiss Klimatechnik mit das Kühlwandsystem „Vindur Coolwall“ an.

Gesetze und Wirtschaftlichkeit

Während also Digitalisierung, Cloud Computing und Künstliche Intelligenz leistungsfähigere IT-Infrastrukturen fordern, müssen zeitgleich die Rechenzentrumsbetreiber ihre Energiekosten senken und die Effizienz erhöhen. Die EU-Energie-Effizienzrichtlinie (EED) schreibt das vor, das deutsche Energie-Effizienzgesetz (EnEfG), alles mit der Vorgabe, bis 2030 klimaneutral zu arbeiten und vermehrt Abwärme zu nutzen.

Bestandteil der rechtlichen Vorgaben sind Werte für die Ower Usage Effectiveness (PUE). Viele ältere Rechenzentren liegen beim PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) zwischen 1,8 und 2 und damit 30 bis 50 Prozent über dem Niveau moderner Anlagen. Da über einen Zeitraum von zehn Jahren rund 60 Prozent der Gesamtkosten auf den Betrieb entfallen, ist die Effizienzsteigerung ein wesentlicher Hebel für die Wirtschaftlichkeit.

Wasserdurchströmte Wärmetauschermodule werden in die Trennwand zwischen Versorgungsinfrastruktur und IT-Raum eingebaut. Die Ventilatoren sind im Doppelboden oder in der Rückluftdecke untergebracht.(Bild: Weiss Klimatechnik)
Wasserdurchströmte Wärmetauschermodule werden in die Trennwand zwischen Versorgungsinfrastruktur und IT-Raum eingebaut. Die Ventilatoren sind im Doppelboden oder in der Rückluftdecke untergebracht.
(Bild: Weiss Klimatechnik)

Weiss Klimatechnik ist als deutscher Anlagenbauer und Systempartner Pionier und erfahrener Spezialist für sichere, Kühltechnik in Rechenzentren. Mit der Trennung von Kühlgerät und Ventilator, der separat im Doppelboden platziert wird, hat das Unternehmen bereits die Wärme-Abfuhr in Rechenzentren mitbestimmt.

Großflächige Luftzufuhr aus der Wand

Heute bietet Weiss Klimatechnik mit einer Leistung von 50 Kilowatt (kW) die nach eigenen Angaben „stärkste raumbasierte Luftkühlung am Markt“. Doch die Anforderungen steigen, Christoph Löhner, International Sales Engineer bei Weiss Klimatechnik, führt aus. „Wer auf gleicher Fläche mehr Kühlleistung bei geringerem Energieverbrauch erreichen will, muss sein System modernisieren:“ Und mit Blick auf die vielfach diskutiertes Luftkühlungsalternativen Direct to Chip Cooling (DLC oder D2C) setzt er hinzu: „Nicht alle Rechenzentren können jetzt schon auf Direct Liquid Cooling umstellen.“ Er platziert Coolwall als eine „intelligente, hocheffiziente und zukunftssichere Brückentechnologie.“

Direct Liquid Cooling ist Zukunftstechnologie mit Einschränkungen

Bei neuen Rechenzentren gilt Direct Liquid Cooling als das hocheffiziente Kühlkonzept der Zukunft. Dabei kühlt eine Kühlflüssigkeit die CPUs direkt und die Kälte wirkt unmittelbar an der Wärmequelle.

Für Refurbishments und Brownfield-Projekte ist die Umstellung derzeit jedoch noch aufwändig und kostenintensiv, so Weiss Klimatechnik. Rohre und Leitungen müssen im Bestandsgebäude bis zu jedem Rack und in jeden Server verlegt werden. Zudem deckt Direct Liquid Cooling nicht die gesamte Wärmelast ab: Rund 30 Prozent entstehen weiterhin durch Festplatten und Transistoren, was eine zusätzliche Kühlung erfordert, etwa über Fanwalls.

Eine weitere Unsicherheit ergibt sich aus dem aktuellen Technologieschub. „Wer heute kostspielig auf Liquid Cooling umstellt, kann nicht sicher sein, dass diese Lösung in drei oder fünf Jahren noch ausreicht“, gibt Christoph Löhner zu Bedenken.

Ventilatoren im Doppelboden plus Wärmetauscher in der Wand

Als hocheffiziente und wirtschaftliche Brückentechnologie für große und sehr große Wärmelasten setzt Weiss Klimatechnik bei zahlreichen Retrofit-Projekten auf seine Coolwall-Technik. Das patentierte System spart bis zu 25 Prozent der Energiekosten gegenüber herkömmlichen Kühlsyystemen und ist bereits auf kommende Servergenerationen ausgelegt.

Der augenfällige Unterschied: Coolwall ist nicht in einem Gehäuse untergebracht, sondern nutzt eine deutlich vergrößerte Kühlfläche. Wasserdurchströmte Wärmetauschermodule werden in die Trennwand zwischen Versorgungsinfrastruktur und IT-Raum eingebaut.

Die Ventilatoren sind im Doppelboden oder in der Rückluftdecke untergebracht. Dadurch wird mehr Platz für die Wärmetauscher zur Verfügung steht. Mit den größeren Wärmetauscherflächen und der optimierten Luftführung lassen sich auch sehr große Wärmelasten extrem effizient abführen.

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Coolwall eignet sich auch für die Wärmerückgewinnung

Nach Herstellerangaben eignen sich Coolwall-Kühlsysteme durchaus für die Kombination mit mit Systemen zur Wärmerückgewinnung. Rechenzentrumsbetrieber können also Anforderungen der EED erfüllen. So ermöglichen die großen Wärmetauscherflächen eine Wasser-Vorlauftemperatur von rund 20 Grad sowie eine Rücklauftemperatur von etwa 28 Grad.

Das vergleichsweise hohe Temperaturdelta steigert die Effizienz der Wärmerückgewinnung. Gleichzeitig erweitert das höhere Temperaturniveau den Einsatzbereich von indirekter freier Kälte, so dass diese auch bei höheren Außentemperaturen genutzt werden kann. Insgesamt reduziert sich dadurch der Bedarf an teurer mechanischer Kompressorkühlung.

Die Installations- und Transportkosten

Neben den Anschaffungs- und Energiekosten sind insbesondere bei Retrofit-Maßnahmen auch Transport- und Installationskosten entscheidend. Beim raumbasierten Coolwall-System werden alle Komponenten einzeln verbaut. Das erleichtert den Transport und die Montage und ist kostengünstiger als bei großdimensionierten Komplettsystemen.

Zudem bleibt bestehende Kältetechnik meist erhalten. Ersetzt werden nur Wärmetauscher und Ventilatoren.

Auch Wartung und Service gestalten sich effizient, da Arbeiten von der Rückseite der Coolwall-Systeme ausführbar sind. Fällt eine Komponente aus, lässt sie sich einzeln tauschen oder reparieren, ohne dass die gesamte Einheit ausgebaut werden muss. Schließlich müssen, anders als beim Direct Liquid Cooling, die Techniker die Serverräume nicht betreten.

https://www.weiss-technik.com/klimatechnik/de/thermalmanage-ment/data-center

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