LĂśsungen mit hoher Energieeffizienz fĂźr Rechenzentren
Der Anteil der Rechenzentren am weltweiten Energieverbrauch im IT-Bereich ist signifikant, und der Energiebedarf wird in Zukunft sicherlich weiter steigen. Beispielsweise ist der Energieverbrauch, der weltweit fĂźrs sogenannte Cloud Computing erforderlich ist, schon heute hĂśher als der gesamte Energieverbrauch Indiens. Da ein bewusster Umgang mit Energieressourcen fĂźr den IT-Bereich von zentraler Bedeutung ist, kĂśnnen Anlagen, die auf einen geringen Energieverbrauch abgestimmt sind, dazu beitragen, den weltweiten Trend in den Rechenzentren zu stoppen.
Hochpräzises Kßhlungssystem wählen
Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, dass sich nur 30 % des Energieverbrauchs in Rechenzentren auf die IT-Ausrßstung und die Speichermedien zurßckfßhren lassen. Der Rest wird gebraucht, um andere Systeme mit Strom zu versorgen, beispielsweise UPS-Systeme, Beleuchtung, Befeuchtung/Entfeuchtung, CRAC-Einheiten (Klimaanlagen fßr Computerräume), Systeme fßr die Stromverteilung und nicht zuletzt Kßhlanlagen. Macht man sich bewusst, dass sage und schreibe 33 % der in Rechenzentren verbrauchten Energie fßr die Kßhlung gebraucht werden, wird klar, wie wichtig effiziente, hochpräzise Kßhlanlagen sind.
Den Energievorteil von FreikĂźhlung nutzen!
In grossen Teilen Europas kann man zum KĂźhlen auf die sogenannte FreikĂźhlung zurĂźckgreifen, d. h. kĂźhle Aussenluft, die genutzt wird, um die Luft im Gebäudeinneren zu kĂźhlen. Man unterscheidet zwischen direkter und indirekter FreikĂźhlung. Bei der direkten FreikĂźhlung setzt man Aussenluft ein, um die von der IT-AusrĂźstung abgegebene Warmluft abzukĂźhlen, eine Methode, die sich fĂźr Zentren mit hohem Luftumsatz anbietet. Das Verfahren ist effizient, hat aber den Nachteil, dass sich Luftqualität und Luftfeuchtigkeit weniger gut steuern lassen. Bei indirekter FreikĂźhlung wird Aussenluft verwendet, um ein WärmeĂźbertragungsmittel zu kĂźhlen, mit dem dann wiederum die IT-AusrĂźstung gekĂźhlt wird. Somit lassen sich Luftqualität und Luftfeuchtigkeit bestens steuern, zudem bietet die Methode mehr Sicherheit. Sie ist aber weniger effizient, da die beiden TemperatursprĂźnge im Ăbertragungsmittel zu Energieverlusten fĂźhren.
Energieverbrauch in Rechenzentren um bis zu 40Â % reduzierbar
Die indirekte FreikĂźhlung lässt sich technisch gesehen auf zwei Weisen nutzen. Bei grossen Rechenzentren empfiehlt sich die externe KĂźhlung mit FreikĂźhlung des KĂźhlwassers, eine vielseitige, hocheffiziente LĂśsung, die eine jährliche Senkung des Energieverbrauchs von 30â40 % ermĂśglicht. Durch den Einsatz elektronisch kommutierter Ventilatormotoren (EC-Ventilatoren) ist diese Maximierung der Energieeffizienz auch bei Teillasten mĂśglich.
Bei kleineren Rechenzentren und wenn sich das Aufstellen grosser externer Kßhlgeräte als schwierig erweist, werden stattdessen Systeme mit direkter Expansion des Kßhlwassers eingesetzt. Dies minimiert den Verdichtereinsatz und senkt die Betriebskosten.
Verbesserte Ventilatorkontrolle fĂźr optimierte Effizienz
EC-Ventilatoren sind die Spitzentechnologie im Bereich der Lßftung von Rechenzentren. Die bßrstenlosen Ventilatoren sind elektronisch kommutiert und haben dreidimensional geformte Ventilatorblätter aus Verbundwerkstoff. Folglich zeichnen sie sich durch leisen Betrieb und geringen Energieverbrauch aus, zudem ßberzeugen sie durch Selbstadaptierung bei veränderten Wärmelasten, LuftvolumenstrÜmen und statischem Druck.
Dank automatischer Ventilatoroptimierung wird nur so viel Luft verteilt, wie zum Kßhlen der IT-Ausrßstung erforderlich ist. Ist das Rechenzentrum nur zur Hälfte ausgelastet, wird dies mittels perforierter Bodenplatten ausgeglichen. Die Luftmenge wird dann angepasst und die Geschwindigkeit des Luftvolumenstroms reduziert.
Teillasten erfordern intelligente VerdichterlĂśsungen!
Durch den Einsatz von Verdichtern mit variabler Geschwindigkeit wird die Effizienz bei Teillasten erhÜht. Dadurch lassen sich Temperatur und Luftfeuchtigkeit genauer einstellen. Es ist auch mÜglich, Reserveverdichter einzusetzen (die ansonsten im Stand-by-Modus sind), um den Betrieb des Hauptverdichters zu ergänzen und den Gesamtenergieverbrauch zu senken.
Auch die KĂźhleinheiten wurden Ăźberarbeitet, um deren Effizienz zu verbessern, damit sie auch Teillasten gewachsen sind. Dazu trug unter anderem die Invertertechnologie fĂźr Verdichter bei. Bei Wohnimmobilien und einfacheren gewerblichen Anwendungen werden Scroll- oder rotierende Verdichter verwendet, die durch DC-Inverter angetrieben werden. Bei Systemen mit hĂśherem Energieverbrauch kommen doppelte Schneckenverdichter mit integriertem AC-Inverter zum Einsatz.
Hybridsysteme fĂźr mehr Wahlfreiheit
Bei Multiverdichtereinheiten hat man die Wahl zwischen Hybriden, bei denen herkÜmmliche Verdichter parallel zu Verdichtern mit Inverterantrieb zum Einsatz kommen, oder Modellen, die nur auf der Basis von Verdichtern mit Inverterantrieb arbeiten. Auf diese Weise erhält der Kunde eine gute Mischung aus Energieeffizienz und Kosten, abhängig vom Einsatz. Die Kombination aus Inverter und Schnecken- oder Scrollverdichter bietet hÜchste Effizienz, gleichzeitig entsprechen die Betriebsgrenzen denen herkÜmmlicher Einheiten.
Zuverlässigkeit bei Rechenzentren das A und O
Ein Rechenzentrum steht und fällt mit stÜrungsfreiem Dauerbetrieb rund um die Uhr. Somit sind die Anforderungen an Zuverlässigkeit und Qualität der Bauteile hoch, gleichzeitig ist Systemredundanz erforderlich: Sollte ein Bauteil ausfallen, darf sich dies nicht auf den Gesamtbetrieb der Anlage auswirken. Je grÜsser das Rechenzentrum, desto hÜher die Anforderungen: Fehlertoleranz, Aufrechterhaltung des Betriebs bei Stromausfall, doppelte Einspeisungen und doppelte, unabhängige Stromkreise sind hier wichtige Parameter. Ziel ist es, Stillstandszeiten auf ein absolutes Minimum zu reduzieren. Ein Ausfall darf nie länger als 10 Minuten dauern, unabhängig davon, ob die StÜrung auf einen Unfall oder den menschlichen Faktor zurßckzufßhren ist.
Hochmoderne Kontrollfunktionen fĂźr hĂśhere Redundanz, optimierte thermische Lasten und einfache FreikĂźhlung
Damit man die Anlage optimal Ăźberwachen und steuern kann, mĂźssen wichtige Systembauteile miteinander kommunizieren und interagieren kĂśnnen. Steuert man das lokale Netzwerk Ăźber eine integrierte Webseite, vereinfacht man die Ăberwachung fĂźr den Betriebsleiter des Rechenzentrums. Auch der Systemstatus muss auf einfache Weise Ăźberwacht werden kĂśnnen, beispielsweise Ăźber ein herkĂśmmliches PC-Tablet.
Optimale KĂźhlwasserkontrolle
Besonders beim Durchsatz und der Temperatur des KĂźhlwassers kommt es auf optimale Steuerung und Ăberwachung an. Indem man die Anlage so einrichtet, dass das KĂźhlwasser bei geringer Belastung eine hĂśhere Temperatur hat, erhĂśht man die Effizienz, und bei verstärktem Einsatz von FreikĂźhlung kann die Betriebszeit der Verdichter verkĂźrzt werden. Entsprechend sollte man die KĂźhlwassertemperatur bei Bedarf geringerer Luftfeuchtigkeit senken kĂśnnen, da die Luftfeuchtigkeit auf diese Weise besser und schneller gesenkt werden kann.
Leistungsstarke, kompakte Kßhlsysteme fßr Serverräume
Die ideale LÜsung fßr Serverräume sind Einheiten mit Direktexpansion, ausgelagerten Kondensatoren mit vertikalem Durchsatz und Luftverteilung direkt im Serverraum. So kÜnnen verschiedene Installationsanforderungen erfßllt werden, ohne dass es zu Einbussen bei Anlagenzuverlässigkeit und -effizienz kommt. Gleichzeitig kann der Kunde auf einfache Weise eine auf seine individuellen Bedßrfnisse zugeschnittene, effiziente LÜsung erhalten.
Integrierte LÜsungen fßr kleine Rechenzentren bieten eine hohe kW/m²-Rate bei minimaler Bodenfläche
Auch kleine Rechenzentren brauchen bisweilen eine hohe Energiedichte â nämlich dann, wenn sie Blade-Server einsetzen. Hier empfehlen sich Blade-KĂźhlungseinheiten, die grosse Wärmemengen wirkungsvoll abtransportieren. Dass bei dieser LĂśsung keine DoppelbĂśden fĂźr die Luftverteilung erforderlich sind, wirkt sich positiv auf die Installationskosten aus.
Auf den Bedarf mittelgrosser Rechenzentren zugeschnittene, energieeffiziente LĂśsungen
Muss der Dauerbetrieb an allen Tagen des Jahres sichergestellt sein, bietet sich die Kombination aus wassergekĂźhlten Indoor-Klimaanlagen und FreikĂźhlungsgeräten an â marktweit die energieeffizienteste LĂśsung. Nicht selten verwendet man Doppelbodenkonstruktionen mit LuftstrĂśmen und RacklĂśsungen in Warm- bzw. Kaltluftkorridoren, was eine maximale Energienutzung, optimalen Betrieb und eine hohe kW/m2-Rate ermĂśglicht.Â
Bei Anlagen mit sehr grossen Wärmemengen sind grosse luftgekßhlte Kßhlgeräte mit Inverter häufig die erste Wahl.
Da in grossen Rechenzentren viel Wärme erzeugt wird, dominieren hier in DoppelbÜden verbaute Lßftungsanlagen.
FĂźr grosse moderne Rechenzentren braucht man hochmoderne KĂźhlsysteme mit hoher Effizienz und Leistung, wie Klimaanlagen mit Mischluftventilator. Die Einheiten sollten separate Ventilatorsektionen haben und fĂźr die Doppelbodeninstallation konzipiert sein, wobei eine strenge Kontrolle des Drucks im Doppelboden gegeben sein muss.
Geräte in Modulbauweise und der Einsatz von Freikßhlung sind entscheidende Faktoren fßr einen sicheren Betrieb und niedrige Kosten. Dass sich in unserer Heimat Nordeuropa in jßngster Zeit viele Rechenzentren angesiedelt haben, liegt daran, dass der Zugang zu Freikßhlung einen grossen Teil des Jahres ßber gewährleistet ist; hinzu kommt eine sichere Stromversorgung zu wettbewerbsfähigen Preisen. Bei manchen Standorten erfolgt die Stromzufuhr ßber zwei oder mehr unabhängige Ürtliche Wasserkraftwerke, was unschlagbar hohe Sicherheit bei der Stromversorgung gewährleistet.