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Verloren im Labyrinth der IT-Begriffe? Hier finden Sie Definitionen und Basiswissen zu Rechenzentrums-IT und -Infrastruktur.

Wassernotwendigkeit, Wasserverbrauch, Wasserverschwendung im Rechenzentrum Was bedeutet Water Usage Effectiveness - WUE?

Von lic.rer.publ. Ariane Rüdiger 2 min Lesedauer

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WUE oder Water Usage Effectiveness misst, wie effizient Wasser im Rechenzentrum eingesetzt wird. Doch wie genau funktioniert das?

Wie effetiv ein Rechenzentrum mit der Ressource Wassern umgeht, misst die WUE (Water Usage Effectiveness).(Bild: frei lizenziert / Pixabay)
Wie effetiv ein Rechenzentrum mit der Ressource Wassern umgeht, misst die WUE (Water Usage Effectiveness).
(Bild: frei lizenziert / Pixabay)

Wer in Deutschland ein normenkonformes Rechenzentrum baut, muss sich automatisch mit dem Thema effektive Wassernutzung befassen. Das ist auch sinnvoll, denn Wasser ist inzwischen vielerorts knapp.

Die Grundwasserspiegel in Westeuropa fallen permanent. Sogar echte Dürren sind keinesfalls mehr ausgeschlossen. Sprich: Rechenzentren tun wie jeder andere gut daran, Wasser sparsam und sinnvoll einzusetzen.

Der größte Bedarf an Wasser besteht bei Rechenzentren im Bereich Kühlung. Bei Freikühlung muss die Luft beispielsweise befeuchtet werden, wenn sie ansonsten den erlaubten Rahmen der ASHRAE-Vorgaben für die Luftfeuchtigkeit sprengt. Hier werden mindestens 60 Prozent Luftfeuchtigkeit vorgegeben.

Bei adiabatischer Kühlung werden die Luft-Luft-Wärmetauscher zur Abkühlung mit Wasser besprüht. Wird Wasser im zweiten Kühlkreis nach der Luftkühlung direkt am Gerät verwendet, muss dieses die gesamte Wärme nach draußen transportieren und wird in Kühltürmen auf dem Dach wieder auf Zufuhrtemperatur gebracht.

WUE misst die effektive Wassernutzung

Das Maß für effektive Wassernutzung im Rechenzentrum ist die WUE - Water Usage Effectiveness. In der einschlägigen Norm DIN EN 50600-4-9:2022-03 sind die aktuellen Maßstäbe dafür festgehalten. Urheber der ursprünglichen Definitionen war die Non-Profit-Organisation The Green Grid.

Gemessen wird der jährliche Wasserverbrauch in Litern im Verhältnis zur Gesamtleistung der aktiven IT-Komponenten in kWh. Die Einheit der WUE ist demzufolge l/kWh. Je kleiner der WUE ist, desto vorteilhafter. Im Idealfall beträgt die WUE null.

Im Durchschnitt verbraucht ein Rechenzentrum 1,8 l/kWh. Bedenkt man, wie leistungshungrig Rechenzentren sind und dass sie 24*7 laufen, wird klar, wie wichtig eine Optimierung dieses Wertes ist. Schon allein deshalb, um unter ungünstigen Bedingungen wie Dürre einen Ausfall wegen Wassermangel zu vermeiden.

Methoden zur Verbesserung der WUE

Der erste und wichtigste Schritt zur Reduzierung des Wasserverbrauchs besteht darin, die erlaubte Betriebstemperatur des Rechenzentrums anzuheben. Denn dann ist nicht mehr so viel Wasser zur Kühlung notwendig.

Zweitens ist es möglich, rezykliertes Wasser zur Kühlung zu verwenden. Das erfordert allerdings gegebenenfalls eine Konditionierung des verwendeten Wassers, damit es nicht die Aggregate ruiniert.

Drittens lässt sich das Verhältnis von nachgespeistem und abgelassenem Kühlwasser optimieren. Man spricht hier von so genannten Konzentrationszyklen. Üblich sind vier, denkbar sind aber auch mehr dieses Zyklen, was die Nachspeisung minimiert.

DCIM zeigen Optimierungsressourcen

Der Einsatz von DCIM (Datacenter Information and Management)-Lösungen kann dazu beitragen, das gesamte Betriebsverhalten des Datacenter so zu optimieren, dass möglichst wenige Ressourcen einschließlich Wasser verbraucht werden. Insbesondere kann DCIM verhindern, dass zu viel Strom, beispielsweise durch idlende Komponenten, genutzt wird, der dann in Form von Abwärme mit Wasseraufwand wieder weggekühlt werden muss.

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