Wählen Sie Ihre Sprache

Energieeffizient kühlen im Datacenter

Rechenzentren benötigen für den Betrieb aller Anlagen und Systeme viel Energie. Ihr jährlicher Stromverbrauch beläuft sich auf 1'661 Gigawattstunden (GWh), was 2,8% des schweizerischen Gesamtstromverbrauchs entspricht. Aus ökologischer aber auch aus ökonomischer Sicht ist es lohnenswert, den Stromhunger eines Datacenters zu messen und zu optimieren.

Die Einsparpotentiale, insbesondere bei älteren Installationen, sind beachtlich. Da die Stromkosten einen wesentlichen Teil der Betriebskosten darstellen, zahlt sich jede Optimierung aus.

Als grösster Stromverbraucher entpuppt sich meist die Klimatisierung. Abhängig vom Kühlprinzip werden 20 bis 30 Prozent des Gesamtverbrauchs eines Rechenzentrums für die Klimatisierung aufgewendet. Deshalb möchte ich meinen ersten Erfahrungsbericht dem Thema Einhausung widmen. Seit nunmehr sieben Jahren nutzen wir in unserem Green Rechenzentrum in Lupfig das Kaltgang-Prinzip und haben damit gute Erfahrungen gemacht.
 

Raumdesign mit Kaltgang und Doppelboden

Die wichtigste Faustregel bei der Kühlung lautet: Die kalte Luft muss von der warmen konsequent getrennt werden. In unserem Fall hat sich das Kaltgang-Prinzip mit Doppelboden bewährt. Die Racks werden gruppiert und eingehaust. Mittels Umluftkühlgeräten führen wir über den Doppelboden kalte Luft in den Kaltgang. Dieser ist gegen aussen isoliert. Die Luft strömt schliesslich auf der Rackrückseite gegen aussen und vermischt sich – leicht aufgewärmt - wieder mit der ungekühlten  Umgebungsluft.

Die Temperaturspreizung zwischen der Zuluft ins Rack und der austretenden Rückluft bestimmt den Kühlbedarf und somit auch die Leistung der Kühlinfrastruktur. In unserem Fall beträgt die maximale Temperatur im eingehausten Rack 26 Grad.

Wissenswertes:

Für ein optimales Ergebnis sind diese Punkte zu beachten:

  • Messung der beiden Temperaturreferenzwerte beim Lufteintritt in den Kaltgang und an seiner höchsten Stelle.
  • Hot Spots vermeiden und die thermischen Lasten gleichmässig im Rack verteilen.
  • Einhausung sauber isolieren, kleinste Spalten mindern die Wirksamkeit.
  • Doppelboden aufgeräumt halten, damit die Luftzirkulation nicht gestört wird.
  • Jedes Grad, das bei der Kühlung eingespart wird, spart Energie im Datacenter.



Erkenntnisse am Beispiel des Green Datacenter: 

Damit wir von den Vorteilen der Einhausung profitieren konnten, mussten wir während gut einem halben Jahr mehrfach nachregulieren. Eine gleichbleibende Temperatur zu erzielen, bedeutet die Dimensionierung des Kälteeintritts genau zu steuern. Wird die kalte Luft mit zu viel Druck eingelassen, treibt sie die Ventilatoren in den Servern an. Bei einem ungenügenden Volumenstrom bleibt jedoch die Kühlwirkung aus. Zum Projektstart war der Temperaturunterschied zwischen dem Raum und dem Kaltgang kaum spürbar. In der Zwischenzeit beträgt er 6 bis 8 Grad. Geduld zahlt sich also aus, und es gilt die Devise: messen, regulieren, messen, regulieren…. 

 

Auf das Thema Berechnung und Messung werde ich übrigens im nächsten Blogbeitrag eingehen.