Aufs Dach oder beiseite gestellt Was tut ein Rückkühler für Rechenzentren?

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Für das Abführen von Wärme aus dem Rechenzentrum reicht Luft als Kühlmedium auch im tertiären Kühlkreislauf oftmals nicht aus. In diesem Fall werden Kaltwassersätze aufs Dach gestellt.

Rückkühler sind die letzte Stufe der Kühlung im Rechenzentrum: Zunächst werden die Rechner oder Prozessoren durch Ventilatoren oder flüssige Kühlmedien direkt am Gerät gekühlt. Das Kühlmedium gibt seine Wärme an einen zweiten Kreislauf ab.

Das hier verwendete Kühlmedium gibt seine Wärme im Chiller an ein Arbeitsmittel ab, und dieses überträgt sie entweder auf Luft oder aber auf Wasser. Meist wird es zu Rückkühlern auf dem Dach oder neben dem Gebäude geleitet.

Rückkühler lassen sich mit einer adiabatischen Vorkühlung kombinieren. Dabei werden Rohre, in denen im geschlossenem Kreislauf das Kühlmedium fließt, mit Wasser besprüht respektive die Luftfeuchtigkeit der durch Ventilatoren angesaugten Luft wird erhöht. Das Wasser oder die Luftfeuchtigkeit verdunstet und kühlt so das Kühlmedium, so dass es zum Chiller zurückfließen kann. Rückkühler mit Adiabatik bezeichnet man als Hybrid-Rückkühler.

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Die Adiabatik minimiert den Energieverbrauch des Kühlaggregats und senkt die erreichbaren Kühltemperaturen. In jüngster Zeit ist sie in Verruf geraten, da Wasser gleichermaßen 'verschwendet' wird und die Wartung mit erheblichem Aufwand verbunden sein kann.

Wärmetauscher als Kernelement

Die endgültige Wärme-Abgabe der Rückkühler erfolgt über Wärmetauscher, die unterschiedlich am Rückkühler angebracht werden: waagerecht, senkrecht oder die Wärmetauscherfläche optimierend in V-Form. Dazu kommen Ventilatoren, die erwärmte Luft abführen. Die Kaltluft wird seitlich an den Wärmetauscher herangeführt. Moderne Rückkühler verwenden meist optimierte Ventilatordesigns mit großem Durchmesser, da langsam rotierende, große Ventilatoren relativ zur Leistung weniger Energie verbrauchen.

Wer einen Rückkühler sucht, muss etwa auf die verfügbare Fläche zu seiner Aufstellung, die nötige Kühlleistung, die angestrebte Kühlwassertemperatur achten. Insbesondere ist bei der Implementierung von Rückkühlern darauf zu achten, dass die Luft störungsfrei aus- und eintreten kann und dass das Verhältnis von Zu- und Abluft stimmt. Temperatur- und Mengenverhältnis müssen passen. Sonst wird am Ende der Wirkungsgrad enttäuschen.

Wirkungsgrad schwankt mit Wind

Ein Faktor, der den Wirkungsgrad des Wärme-Überträgers beeinträchtigen kann, ist der luftseitige Druckverlust. Er hängt unter anderem davon ab, wie groß die Wärmetauscherfläche ist, die von der kalten Luft frei.zugänglich ist. Ist es auf dem Dach eng, sind die Verhältnisse meist suboptimal. Auch bei starkem Wind muss der Ventilator mehr leisten.

Verfügbar sind verschiedene Bauformen. In Rechenzentren sind heute geschlossene Nasskühltürme, Trockenkühler mit Adiabatik oder Hybridrückkühler (siehe: Abbildung) im Einsatz.

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