Die Kalt Warm Trennung als effiziente Kühlstrategie für Rechenzentren

posted am: 24 September 2019

Während ihres Betriebs müssen IT-Geräte gekühlt werden. Konventionell kühlen Rechenzentren hierfür den gesamten Serverraum mittels einer Klimaanlage ab. Die Klimaanlage vermischt für die Raumkühlung die Kalt- und die Warmluft miteinander. Solche konventionellen Kühlverfahren erweisen sich heutzutage im Hinblick auf die stetig ansteigenden Energiekosten und die zunehmenden Rack-Dichten aber als nicht mehr effizient. Mit der passenden Kühlstrategie können Betreiber eines Rechenzentrums hier viel Energie einsparen und damit sowohl die CO2-Bilanz als auch die Kosten für den Betrieb des Rechenzentrums verringern. Eine moderne Kühlstrategie ist die Kalt Warm Trennung. Bei dieser Strategie werden die kalte und die warme Luft nicht miteinander vermischt, sondern getrennt geführt bzw. abgeführt.

Konzeptionell lässt sich die Kalt Warm Trennung, beispielsweise von Siewo Industrie IT GmbH durchgeführt, in die Kaltgang-Einhausung und die Warmgang-Einhausung untergliedern. Grundprinzip beider Systeme ist die Trennung der kalten und warmen Luftströme mittels Einhausung eines der beiden Luftströme.

Bei der Kaltgang-Einhausung wird der kalte Luftstrom eingehaust. Der warme Luftstrom hingegen verteilt sich über den gesamten Raum und wird über einen Luftzug aus dem Raum hin zu den Kühlsystemen abgeführt. Die Kühlsysteme kühlen den warmen Luftstrom ab und speisen diesen als kalten Luftstrom mit deutlich geringerer Temperatur in einen eingehausten und vollständig isolierten Kaltgang ein. Für die Zufuhr des kalten Luftstroms in den Raum sind die Kaltgänge generell zwischen den IT-Geräten in Doppelböden eingelassen. Über perforierte Bodenfliesen wird der kalte Luftstrom aus den Doppelböden dem Raum zugeführt und kühlt dort die IT-Geräte ab, bevor er als warmer Luftstrom erneut den Kühlsystemen zugeführt wird. Zusätzlich kann der IT-Raum für eine effizientere Abkühlung mittels unterschiedlicher Vorhänge aus Kunststoff (angebracht an der Decke des Raums) in einzelne Zonen mit jeweils unterschiedlicher Raumtemperatur abgetrennt sein.

Kühlsysteme mit Warmgang-Einhausung hingegen sind nicht raumbasiert. Sie trennen die Zuluft- und Abluftwege vollständig. Prinzipiell wird die warme Abluft der IT-Geräte in eingehauste Warmgänge eingeleitet, dort mittels unterschiedlicher Kühlverfahren abgekühlt und über Lufteinlässe als Kaltluft den IT-Geräten wieder zugeführt. Kühlsysteme mit Warmgang-Einhausung sind in sich geschlossene Systeme. Sie sind daher raumneutral und besitzen auf die Temperatur im Raum keinerlei Auswirkungen. Kühlsysteme mit Kaltgang-Einhausung hingegen nutzen die Luftzirkulation im Raum.

Sowohl für Kühlsysteme mit Warmgang-Einhausung als auch für Kühlsysteme mit Kaltgang-Einhausung gilt grundsätzlich, dass sie im Hinblick auf Effizienz, Flexibilität und Zuverlässigkeit gegenüber konventionellen Kühlverfahren die „bessere“ Strategie sind. Kühlsysteme mit Warmgang-Einhausung sind für die Kalt Warm Trennung aber die „beste“ Lösung. Denn sie sind aufgrund ihrer Bauweise autark und garantieren die leistungsstärkste Kühlung bei niedrigstem Energieverbrauch. Sofern im Rechnerbereich bereits ein raumbasiertes Kühlsystem eingesetzt ist, sollte aber dennoch das Kaltgangsystem das bevorzugte Kühlsystem sein. Ein Kühlsystem mit Warmgang-Einhausung kann hier ggf. aufwendige Baumaßnahmen wie einen Deckenschacht oder spezielle Luftkanäle erfordern, die finanziell zu einem Nachteil führen.

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