Kühlschränke für Rechner und für mehr Energieeffizienz

Kühlschränke für Rechner und für mehr Energieeffizienz

Gefäss: 
Rechenzentren fressen viel Strom für die Kühlung der Computer. Diesen Sommer installierten Ingenieure der Hochschule Luzern – Technik & Architektur am Enterprise Lab ein neues Kühlsystem, das nur noch einen Bruchteil der bisherigen Energie verbraucht. Laut der Hochschule sind die ersten Ergebnisse sind positiver als erwartet ausgefallen.
 
Die Anforderungen an moderne Rechenzentren bezüglich Rechenleistung, Speicherkapazität oder Sicherheit nehmen stetig zu. Parallel dazu steigt auch deren Energiebedarf. Heute verursachen Rechenzentren verursachen rund zwei Prozent der weltweiten CO2-Emmissionen. Dies ist etwa die selbe Menge, die der weltweite Flugverkehr freisetzt.
 
Damit die empfindlichen Chips in den Computern nicht überhitzen, muss die Abwärme der Rechner ständig abgeführt werden. Um die Computer auf ihrer richtigen Betriebstemperatur zu halten, wird deshalb der Regel kalte Luft von unten durch den gesamten Serverraum geblasen. Diese strömt durch die Schränke mit den elektronischen Elementen und wird als warme Luft wieder abgesogen. Auch an der Hochschule Luzern wurden die Rechner am Enterprise Lab bisher auf diese Weise gekühlt. Die Inbetriebnahme eines neuen IBM-Grossrechners war für Beat Wellig, Leiter des Kompetenzzentrums Thermische Energiesysteme & Verfahrenstechnik, und sein Team Anlass, das Kühlsystem zu optimieren.

Kühlschränke für Rechner?

Mit dem neuen Kühlsystem wird nun nicht mehr der ganze Raum gekühlt, sondern nur noch die Luft in den Schränken mit den Rechnern. Der Vorteil: Die warme Abluft und die kalte Zuluft vermischen sich nicht mehr. Dadurch geht weniger Energie verloren: Der ganze Raum muss damit nicht mehr auf 16 bis 18 Grad Celsius herunter gekühlt werden. Es genügt, wenn die Luft in den Schränken auf 26 Grad gehalten wird. Insbesondere braucht es keine energieintensive Kältemaschine mehr, die Luft in den Schränken kann direkt mit 24 Grad warmem Wasser gekühlt werden. Sobald das Wasser die Wärme aufgenommen hat, wird es auf das Dach des Gebäudes gepumpt, wo es in einem Hybridkühler Wärme an die Umgebung abgibt und in einem geschlossenen Kreislauf zurück in die Schränke fliesst. - Dieses Kühlsystem ist seit Juni 2013 im Enterprise Lab in Betrieb: „Das System funktioniert einwandfrei. Wir sind überrascht, wie energieeffizient das neue Kühlsystem ist und haben die gewünschten Werte unterschritten“, sagt Wellig.
 
Für die Bewertung der Energieeffizienz von Rechenzentren wird meistens sogenannte „Power Usage Effectiveness-Wert (PUE-Wert) verwendet, der  das Verhältnis des gesamten Energieverbrauchs des Rechenzentrums zum Energieverbrauch der IT-Komponenten darstellt. Normalerweise liegt dieser Wert zwischen 1.6 und 1.8, im Enterprise Lab einiges tiefer, bei 1.1.
 
Diese Cool Rack-Schränke, wie sie in Horw nun erfolgreich eingesetzt werden, sind auch bei anderen Rechenzentren im Einsatz. Die Ingenieure der Hochschule Luzern möchten zusammen mit dem Hersteller – der Thurgauer Firma Erich Keller AG -  das Potenzial des Kühlsystems aufzeigen und gehen noch einen Schritt weiter: „Im Winter wollen wir die Abluft aus den Schränken direkt zum Heizen des Gebäudes verwenden“, erklärt Wellig. Dies soll die Energieeffizienz nochmals verbessern. (mai/mgt)