Optimiert für neue Anforderungen

Was ist CRAC?

| Autor / Redakteur: Otto Geißler / Ulrike Ostler

In Data Center kommen meist sogenannte Präzisionsklimageräte zum Einsatz. Diese Geräte werden auch Computer Room Air-Conditioning Units (CRAC) genannt.
In Data Center kommen meist sogenannte Präzisionsklimageräte zum Einsatz. Diese Geräte werden auch Computer Room Air-Conditioning Units (CRAC) genannt. (Bild: © djama - stock.adob.com)

Eine CRAC-Einheit (CRAC = Computer Room Air Conditioning) ist ein Gerät, das die Temperatur, Luftverteilung und Luftfeuchtigkeit in einem Server-Raum oder Datacenter überwacht und am Laufen erhält. Da Mainframes und Server-Racks sehr heiß werden können, ist die Klimatisierung ein wichtiger Bestandteil der Infrastruktur eines Rechenzentrums.

In jedem Datacenter entsteht so viel Abwärme, dass etwa die Hälfte der insgesamt benötigten elektrischen Energie alleine für die Kühlsysteme der Server aufgewendet werden muss. Ansonsten würden zunächst die 70, 80 Grad heißen CPUs überhitzen, die umgebende Hardware schmelzen oder brennen. Als Fausteregel gilt: Binnen 5 Sekunden.

Dabei hat sich die IT-Branche gerade erst „warmgelaufen“. Je größer das Datenvolumen, desto höher wird auch die nötige Kühlleistung und somit der Energieverbrauch.

Hinzu tritt die Forderung nach immer mehr Rechenleistung auf derselben Grundfläche. Eine erhöhte Konzentration von Servern bei verringerter physischer Größe der Server und Speichersysteme, führt zu einer erhöhten Dichte von elektrischer Energie und steigender Wärmeleistung. Auf diese Weise wird die Kühlung von Rechenzentren zu einer immer größeren Herausforderung.

Präzisionsklima-Anlage CRAC

Ein klassisches Kühlsystem für ein Datacenter besteht aus einer CRAC-Einheit (Computer Room Air Conditioning) beziehungsweise einer Präzisionsklima-Anlage und dem zugehörigen Luftumwälzsystem. In größeren Rechenzentren kann statt der CRAC- auch eine CRAH-Einheit (Computer Room Air Handling) beziehungsweise Abluftrückführeinheit zum Einsatz kommen.

Dabei verwenden alle Kühlsysteme eine Art von CRAC- oder CRAH-Einheit, die die Wärme-Energie aus dem Raum ableiten. Diese Systeme sind in unterschiedlichen Leistungseinheiten zu erwerben. Die wesentlichen Kriterien, die einen Einfluss auf die Entscheidung für oder gegen ein Kühlsystem ausüben, liegen mitunter auch im Umwälzsystem begründet.

Ein CRAC-System arbeitet im Grunde wie eine herkömmliche Klima-Anlage mit eingebautem Direktverdampfungs-Kältekreislauf. In der CRAC-Einheit sind ebenfalls Kompressoren enthalten, die für die Versorgung des Kältekreislaufs erforderlich sind. Der Kühlprozess wird durch das Einblasen der Luft über eine mit Kältemittel gefüllte Kühlschlange eingeleitet.

Die kalte Luft bildet dann die so genannten „kalten Gänge“ und strömt durch die Racks, wo sie die dort entstandene Wärme aufnimmt, bevor sie aus der Rückseite der Racks wieder austritt. Diese warme Abluft bildet den „warmen Gang“ hinter den Racks und kehrt zu den CRAC-Einheiten zurück.

In-Row-Kühlsysteme oder Doppelboden?

Die Klimatisierung eines Server-Raums oder Datacenter sollte sich immer an dem Raumangebot orientieren und nie überdimensioniert sein. Bei kleineren Server-Räumen genügen meist In-Row-Kühlsysteme. Solche Kühlaggregate werden zwischen den einzelnen Server-Racks angebracht und am besten so positioniert, dass sich die „kalten und warmen Gänge“ abwechseln.

Für mittlere und große Datacenter eignet sich das Konzept der „kalten und warmen Gänge“ in Kombination mit einem Doppelboden. Die kalte Luft wird im Raum unterhalb der Server verteilt und durch Öffnungen in den Bodenplatten zu den Racks geführt.

Bessere Kühlleistungen bei sehr dicht gepackten Servern werden durch Einhausungen mit Schiebetüren und verglasten Deckenelementen erzielt. Die Trennung von Kalt- und Warmluftströmen reduziert hier ebenfalls den Kühlaufwand und damit die erforderliche Energie.

Einzelne Rack-Reihen lassen sich mit integrierten Lüftern in Bodenplatten und verstellbaren Lamellen als so genannte Active-Floor-Module kühlen. Eine intelligente Sensor-gestützte Steuerung sorgt dafür, dass ein konstanter Druck aufrechterhalten wird.

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