Serverraum Kühlung: Maßnahmen zur Effizienzsteigerung

Die Serverraum Kühlung umfasst mehrere Maßnahmen mit dem Ziel, IT-Geräte gezielt zu klimatisieren und eine konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit sicherzustellen.

Die Kühlung in Rechenzentren ist ein großer Kostenfaktor. Laut Bitkom entfallen rund 22 % des Gesamtstromverbrauchs in deutschen Rechenzentren auf die Kühlung. Eine Effizienzsteigerung der Serverraum Kühlung ermöglicht es, den Energieverbrauch und die Stromkosten erheblich zu reduzieren.

Zur Serverraum Kühlung werden Flüssigkeitskühlung, Luftkühlsysteme oder eine Kombination aus beiden eingesetzt. Hauptzweck der Serverraum Kühlung ist es, die Überhitzung von IT Geräten zu vermeiden, indem sie eine konstante Temperatur zwischen 18 °C und 27 °C sicherstellt.

Eine der wichtigsten Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Serverraum Kühlung besteht im Einsatz von Kalt- und Warmgangeinhausungen. Kalt- und Warmgangeinhausungen gewährleisten eine strikte thermische Trennung zwischen kalter und warmer Luft und ermöglichen dadurch eine effiziente Funktionsweise der Kühlgeräte.

In diesem Artikel erklären wir die gängigsten Methoden zur Serverraum Kühlung und gehen auf effektive Maßnahmen ein, um die Effizienz der Serverraum Kühlung zu steigern.

Wie kann man einen Serverraum kühlen?

Einen Serverraum kann man kühlen, indem man Flüssigkühlungssysteme oder Luftkühlsysteme verwendet, wie zum Beispiel CRAC/CRAH Geräte oder Luftführungssysteme.

Flüssigkeitskühlsysteme für Serverräume sind Geräte zur Kühlung eines wärmeerzeugenden Geräts (beispielsweise Server)  mit Hilfe einer Flüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit wird durch Rohrsysteme an die Server und IT-Geräte gebracht. Die Abwärme wird direkt über die Kühlflüssigkeit abgeführt. Der Vorteil der Flüssigkeitskühlung gegenüber der Luftkühlung ist, dass sie eine höhere Leistung durch die höhere Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit sicherstellt.

Die Flüssigkeitskühlung lässt sich mit der Luftkühlung kombinieren, sodass leistungsstarke Komponenten zusätzlich durch die Flüssigkeit gekühlt werden. Die Luftkühlung stellt sicher, dass die Temperatur im Serverraum insgesamt konstant bleibt.

Luftkühlsysteme für Serverräume sind Geräte, die den erzwungenen Luftstrom verwenden, um das Zielsystem zu kühlen, beispielsweise ein Ventilator mit einfacher Kühlfunktion. Luftkühlsysteme saugen die kühlere Luft aus der Umgebung an und leiten die Luft zur Kühlung zu den IT-Komponenten. Für die Luftkühlung kommen CRAC/CRAH Einheiten und Luftführungssysteme zum Einsatz.

CRAC/CRAH Einheiten sind spezialisierte Klimaanlagen zur Steuerung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit. Ein Computer Room Air Handler (CRAH) ist ein Gerät, das die Luft durch Kühlmittel durch ein externes Gerät kühlt. Computer Room Air Conditioning (CRAC) sind Geräte zur Luftaufbereitung in Computerräumen, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftzirkulation steuern. CRAC Geräte nutzen Kältemittel und Kompressoren und verfügen über einen eigenen Kältekreislauf, während CRAH Geräte Kaltwasser nutzen, das von einem externen Gerät bereitgestellt wird.

Luftführungssysteme für Serverräume sind technische Anlagen zur Steuerung der Luftströme, wie zum Beispiel Luftkanäle, In Rack Kühlung und Doppelböden. Luftkanäle werden unter anderem als Rückluftkanäle über dem Warmgang installiert, als Kaltluftkanäle von Klimageräten zu den Racks oder als Leitbleche im Rack, um die Vermischung warmer und kalter Luft zu verhindern.

Kalt- und Warmgangeinhausungen sind verbreitete Maßnahmen, um zu verhindern, dass kalte und warme Luft sich miteinander vermischen. SIe ist eine der Möglichkeiten, um die Effizienz der Serverraum Kühlung zu verbessern.

Wie kann man die Effizienz der Serverraum Kühlung verbessern?

Man kann die Effizienz der Serverraum Kühlung verbessern, indem man die Luftführung durch eine Kalt- oder Warmgangeinhausung optimiert, Klimageräte bedarfsgerecht steuert und konsequentes Monitoring der Temperatur und Luftfeuchtigkeit durchführt.

Kalt- und Warmgangeinhausungen tragen durch effektive Trennung von kalter und warmer Luft zu einer erheblichen Verbesserung der Effizienz der Serverraum Kühlung bei.

Kaltgangeinhausungen verbessern die Effizienz der Serverraum Kühlung, indem sie die kalte Luft im Kaltgang einhausen und sie von der warmen Abluft der Server und IT-Geräte trennen. Bei Kaltgangeinhausungen stehen sich die Rack Fronten in einem Gang gegenüber. Dieser Gang wird mit Paneelen, Dachelementen und Türen eingehaust. Die warme Abluft der IT-Geräte  wird über die Rückseite der Racks in den Serverraum abgegeben, von Kühlgeräten gekühlt und über den Doppelboden wieder in den Kaltgang geblasen.

Warmgangeinhausungen tragen zur Verbesserung der Effizienz der Serverraum Kühlung bei, da sie die Abwärme der IT-Gerät einhaust und von der gekühlten Luft trennt. Bei Warmgangeinhausungen sind die Racks so angeordnet, dass sich die Rückseiten gegenüberstehen. Der Gang zwischen den Rückseiten der Server Racks wird durch die Warmgangeinhausung eingeschlossen. Die warme Abluft der Server und IT Komponenten wird über die Rückseiten der Racks in den Warmgang abgestoßen, über die Decke mit einem Kaminsystem abgeführt und den Kühlgeräten zugeführt. Die gekühlte Luft strömt zu den Frontseiten der Racks, wo sie von den Servern angesaugt wird.

Für die Verbesserung der Effizienz der Serverraum Kühlung ist es wichtig, dass die Klimageräte richtig auf den Kühlbedarf des Serverraums ausgelegt sind. Zur Bestimmung der Kühlleistung multipliziert man als Faustformel die Größe des Serverraums (m²) x 60. Nur korrekt dimensionierte Kühlgeräte ermöglichen eine effiziente Belüftung und Temperierung des Serverraums. Bei zu geringer Kühlleistung wird der Serverraum nicht ausreichend klimatisiert und die Klimageräte arbeiten permanent an ihrer Leistungsgrenze. Durch die hohe Auslastung der Kühlgeräte steigen die Energiekosten und die Überhitzungsgefahr wird erhöht. Kühlgeräte mit zu hoher Kühlleistung erzeugen weitaus höhere Anschaffungs- und Betriebskosten als notwendig für den Serverraum.

Um die Effizienz der Serverraum Kühlung zu verbessern, ist ein konsequentes Monitoring der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit empfehlenswert. Ziel des Monitoring für Serverräume ist zu überprüfen, ob die Ist-Werte den Idealbedingungen mit Temperaturen zwischen 18 und 27 °C und einer Luftfeuchtigkeit zwischen 40-60 % entsprechen. Zum Monitoring der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Serverräumen werden unter anderem Luftfeuchtigkeitssensoren und Thermostate eingesetzt.