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Kühlen mit Luft und Wasser Was ist Indirekte Freie Kühlung?

| Autor / Redakteur: lic.rer.publ. Ariane Rüdiger / Ulrike Ostler

Indirekte Freie Kühlung (englisch: indirect free cooling) hat mit Freier Kühlung eigentlich nur gemeinsam, dass direkt am Rechner Luft die Systeme kühlt. Ansonsten ist sie sehr viel aufwändiger und damit teurer.

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Indirekte Freie Kühlung ergänzt freie Kühlung durch weitere Methoden
Indirekte Freie Kühlung ergänzt freie Kühlung durch weitere Methoden
(Bild: © djama - stock.adob.com)

Freie Kühlung reicht nicht, wenn die Außenluft zu warm ist. Das auch in unseren Breiten häufig der Fall. Dann kann man die so genannte Indirekte Freie Kühlung einsetzen.

Sie bietet eine zusätzliche Kühlstufe. Entweder es werden Umluftgerät und Kaltwassersatz getrennt implementiert, oder aber sie werden in einem Gerät kombiniert. Letzteres erleichtert ein passgenaues Umschalten zwischen Freier und Indirekter Freier Kühlung. Die Regelalgorithmen sind Bestandteil des Lieferumfangs. Typische Lieferanten solcher Systeme sind beispielsweise Stulz, Systemair, Eps und MKS.

In Mitteleuropa und anderen gemäßigten Klimazonen könnte sich die Indirekte Freie Kühlung zur Standard-Kühlmethode zumindest für kleinere und mittlere Rechenzentren entwickeln. Denn die Temperaturen schwanken übers Jahr und im Tagesverlauf stark. Wo die Temperaturgrenzen für die Freie Kühlung liegen, hängt in erster Linie vom Datacenter-Betreiber und seinen Kunden ab. Wird es wärmer als 27 Grad Celsius, ist aber auf jeden Fall eine zusätzliche Kühlstufe nötig.

Im richtigen Moment umschalten

Wie groß der Anteil der Zeit ist, in dem sich die Freie Kühlung einsetzen lässt, bestimmt sich einerseits nach den herrschenden Außentemperaturen, andererseits aber auch danach, wie hoch die Lufttemperatur am Eingang zum Rechner sein darf. Je höher diese Temperatur, desto länger ist potentiell die Betriebsdauer der Freien Kühlung und desto kürzer wird der zusätzliche Kaltwassersatz benötigt.

Diese Stulz-Lösung kombiniert das Freikühl-Umluftgerät CyberAir 3PRO CW mit dem Kaltwassersatz Cybercool 2
Diese Stulz-Lösung kombiniert das Freikühl-Umluftgerät CyberAir 3PRO CW mit dem Kaltwassersatz Cybercool 2
(Bild: Stulz)

Eine integrierte Anlage zur Indirekten Freien Kühlung besteht aus einem Umluftkühlgerät und einem zusätzlichen Kühlteil. Das Umluftkühlgerät muss entsprechend der zu erwartenden Abwärmemengen der zu kühlenden Anlage dimensioniert sein.

Tausche Wärme gegen Kälte

Eine wichtige Komponente ist der Wärmetauscher, der dem primären Kühlmedium Luft die Wärme entzieht. Die Wärme wird über den Wärmetauscher an ein sekundäres Kühlmedium, meistens ein Wasser-Glykolgemisch, übergeben. Anschließend wird die nunmehr abgekühlte Luft wieder den zu kühlenden Rechnern zugeführt, während das Kühlmedium seinerseits abgekühlt und dann wieder mit Wärme beladen wird.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil solcher Anlagen sind die Pumpen, die das sekundäre Kühlmedium in Bewegung halten und entsprechend dimensioniert sein müssen. Auch sie bedürfen einer intelligenten Steuerung und Regelung, um nicht unnötig Energie zu verschwenden.

Vom Schrank bis zum kompletten Whitespace

Mit Indirekter Freier Kühlung können ganze Whitespaces gekühlt werden, aber auch nur einzelne Schränke oder Schrankreihen. Wichtig ist in jedem Fall eine dem Anwendungsfall angemessene Dimensionierung der Systeme.

Überdimensionierung führt zur Energieverschwendung, Unterdimensionierung zur Bildung von Hotspots und in der Folge schlimmstenfalls erhöhtem Verschleiß oder Ausfall der System. Die Euros, die durch ein kleineres System gespart wurden, sind da schnell ausgegeben.

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Über den Autor

lic.rer.publ. Ariane Rüdiger

lic.rer.publ. Ariane Rüdiger

Freie Journalistin, Redaktionsbüro Rüdiger