Kältemittel oder Wasser? Welche indirekte Freikühlung ist die günstigste im Rechenzentrum?

Die Größe des Rechenzentrums spielt bei der Wahl der bestgeeigneten Kühlmethode eine entscheidende Rolle. Das zeigt eine Untersuchung des Rechenzentrumsausrüsters Stulz, bei der die Kalkulation zweier indirekter Freikühlmethoden verglichen wird.

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Welche Kühlmethode ist die beste? Diese Frage stellt sich jedem Rechenzentrumsarchitekten. Doch eine passende Antwort ist nicht immer einfach zu finden. Vielmehr kommt es sehr auf die Bedingungen des Einzelfalls an. Und manchmal sind es unerwartete Faktoren, die letztlich den Ausschlag für die eine oder andere Kühlmethode geben. Das zeigt der Vergleich von zwei ansonsten für die gleichen Bedingungen vorgesehenen indirekten Freikühlanlagen: eine mit Kühlung durch Kältemittel, die andere mit Wasser-Kühlkreislauf.

Leser mögen sich fragen, warum die direkte Freikühlung nicht in den Vergleich einbezogen wird. Natascha Meyer, beim RZ-Klimaspezialisten Stulz verantwortlich für den Vertrieb von Chiller-Systemen erläutert: „Die direkte Freikühlung, wird vielerorts, obwohl rein technisch möglich, doch nicht eingesetzt, weil sie durch die großen Wandöffnungen, die dafür nötig sind, die Sicherheit beeinträchtigt.“ Die Methode der Wahl sei deshalb heute bei Rechenzentren der verbreiteten Sicherheitsklasse III meist die indirekte freie Kühlung. Für welche ihrer Varianten man sich entscheiden sollte, hängt maßgeblich von der RZ-Fläche ab.

In dem Beispiel, das Meyer zitiert, werden die oben erwähnten indirekten Freikühlmethoden (mit Kältemittel (GE) und mit Kaltwasser (CW) gegebenenfalls mit etwas Glykol als Kühlmittel) verglichen. Indirekte Freiluft-Kühlsystemen kühlen das Kühlmedium, das warm aus dem Rechenzentrum geführt wird, wenn möglich mit Umgebungsluft, die Rechner selbst aber mit kalter Luft, die zuvor von dem in einem separaten Kreislauf befindlichen Kältemittel vorbeigeführt und über Wärmetauscher abgekühlt wird.

Welche Kühlmittel sind erlaubt?

Bei der mit Wasser betriebenen Anlage kühlt ein zentraler Computer Room Air Handler auf dem Dach das Kühlmedium, bei der Anlage mit Kühlmittel verwendet man einen Computer Room Air Conditioner (CRAC) mit internem Kompressor zur Kälte-Erzeugung direkt im Computerraum, falls die Außenluft zu warm ist und das Kühlmedium zu warm vom zum CRAC gehörenden Kühlbehälter auf dem Dach zurückkommt. CRACs sind modular aufgebaut und dezentral, wachsen also schrittweise mit dem Kühlbedarf mit, während der CRAHs in größeren Einheiten angeboten werden und als zentrale Einheiten größere Rechnermengen kühlen.

Eine Besonderheit kältemittelbasierender Anlagen ist, dass die volumetrische Kühlleistung sich je nach verwendetem Kühlmittel sehr unterschiedlich gestaltet und die Komponenten für dieselbe Kühlleistung umso größer gebaut werden müssen, je schwächer die Kühlleistung des Kältemittels ist. Leider haben ausgerechnet diejenigen Kühlmittel, die besonders wenig klimaschädigendes Potential entwickeln, auch die geringste Kälteleistung und erfordern deswegen größere Anlagen.

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