Eine innovative Komplettlösung für die Kälte-Infrastruktur zur Klimatisierung von Rechenzentren stellte die Rittal GmbH & Co. KG, Herborn, Anbieter für Gehäuse- und Schaltschranktechnik, System-Klimatisierung und IT-Solutions, zur CeBIT 2008 vor. Zentrale Bestandteile in dem auf der Messe mit realen Wärmelasten betriebenen Rechenzentrum sind unter anderem besonders stromsparende Hocheffizienzpumpen vom Typ Wilo-Stratos zur Versorgung der Kälteabnehmer im Verbraucherkreislauf.
Die Produkte des Dortmunder Pumpenspezialisten Wilo SE gehören zur Standardausstattung des Konzeptes, das von Rittal als Turnkey-Lösung zur bedarfsgerechten Kühlung von IT-Betriebsumgebungen vermarktet wird. Im Mittelpunkt steht dabei das Mediennetz zur Verbindung von Kälteerzeugern (IT-Chiller) und Kälteverbrauchern (Liquid Cooling Packages und Umluftklimasysteme). Für hohe Energieeffizienz bei der Förderung des Kühlmediums sorgen neben den Hocheffizienzpumpen auch Polypropylen-Rohre mit besonders niedrigen Rohrreibungsverlusten.
Maßgeschneiderte Systemlösung
Das Klimatisierungskonzept soll durch optimale Auslegung und bedarfsgerechte Medienbereitstellung einen effizienten Betrieb aller Cooling-Komponenten gewährleisten. Auch sicherheitsrelevante Optionen wie redundante Pumpensysteme und Pufferspeicher werden maßgeschneidert aus einer Hand geliefert. Eine der Zielsetzungen ist dabei die Minimierung des Energieverbrauchs mithilfe von Coldwater-on-Demand. Durch Einsatz energiesparender, elektronisch geregelter Pumpen wird nur die Wassermenge im System bewegt, die zur Kühlung wirklich gebraucht wird.
Der Standardaufbau sieht den Einsatz einer hydraulischen Weiche vor. Unterschiedliche Wassermengen auf Erzeugerseite und Verbraucherseite haben somit keine negativen Auswirkungen auf die Funktion der Kühlsysteme.
Praxisbewährung in einem Rechenzentrum
Seine erste Bewährungsprobe hatte das Konzept zum Zeitpunkt der CeBIT bereits bestanden. Denn nahezu alle präsentierten Komponenten der Komplettlösung kommen seit Anfang 2008 im neu errichteten Rechenzentrum des Pumpenherstellers zum Einsatz. Die Gründe für den Neubau des Rechenzentrums sind dabei sicherlich stellvertretend für die Situation in vielen anderen deutschen Unternehmen. So war das bisherige Rechenzentrum am Dortmunder Stammsitz in mehrfacher Hinsicht an die Grenzen seiner Kapazitäten gestoßen. Die zunehmend intensive Nutzung komplexer Anwendungssoftware wie SAP, Exchange und CRM, aber auch hohe Anforderungen an die permanente Verfügbarkeit von Daten in der gesamten Unternehmensgruppe machte eine Neustrukturierung der IT-Landschaft erforderlich.
Neben gestiegenen Sicherheitsanforderungen hinsichtlich Zutrittskontrolle, Daten- und Brandschutz konnten zudem gebäude- und klimatechnische Schwachstellen beim historisch gewachsenen Primär-Rechenzentrum in der vierten Etage der Hauptverwaltung nicht mehr kompensiert werden. Weitere Hardware hätte allein aus statischen Gründen nicht mehr platziert werden können. Zudem konnten die vorhandenen Klimasysteme insbesondere in den Sommermonaten die entstehende Wärme nicht mehr optimal abführen.
Ausfallsicherheit hat höchste Priorität
Über das Rechenzentrum läuft beispielsweise das zentrale SAP-System für alle Produktionsstandorte der Unternehmensgruppe. Ausfälle hätten für den Global Player der Pumpenindustrie mit rund 6000 Mitarbeitern und weltweit elf Produktionsstätten hohe Kosten zur Folge. Vor diesem Hintergrund sollten beim Neubau in der Dortmunder Unternehmenszentrale nur modernste IT-Lösungen mit maximaler Effizienz bei Energie, Sicherheit und Verfügbarkeit zum Einsatz kommen.
Bei der Realisierung des kompletten Neubaus vom Rohbau bis zu Präzisions-Umluftkühlgeräten entschied sich Wilo für die schlüsselfertige Gesamtlösung der Rittal GmbH & Co. KG, in der die eigenen Pumpen eine Schlüsselfunktion innehaben. Der Neubau wurde von dem Klimatechnik-Spezialisten im Leistungsverbund mit seinem Tochterunternehmen Litcos GmbH & Co. KG, Burbach, als Generalunternehmer umgesetzt.
Das neue Rechenzentrum des Pumpenherstellers entstand auf einer Fläche von 16x11m innerhalb des Rohkomponentenlagers im Untergeschoss des Unternehmens. Raumübergreifend wurde dabei ein hochwertiges Doppelbodensystem installiert. Neben dem Rohrleitungssystem gehört auch die Klimatechnik für den Serverraum mit aktuell zehn komplett gefüllten Racks und der Option zur Erweiterung zum Umfang des Komplettsystems. Zum Einsatz kommt ein Mix aus einer Doppelboden-Klimatisierung für die Raumkühlung mit drei Umluftklimasystemen sogenannten Präzisions-Umluftkühlgeräten sowie einer High Performance Rackkühlung. Dabei ist die Planung zukunftsorientiert ausgelegt, denn die Klimatechnik kann auch nachträglich an geänderte Bedarfsprofile durch steigende Wärmelasten angepasst werden.
Free Cooling nutzt natürliche Ressourcen
Die Installation der Klimatechnik erfolgte durch die Louis Opländer Heizungs- und Klimatechnik GmbH in Dortmund. Zur Erzeugung des Klimakaltwassers für die Raum- und Serverkühlung errichtete sie zwei luftgekühlte Kaltwassermaschinen (IT-Chiller) mit jeweils 80kW Kälteleistung aus dem Hause Rittal im Außenbereich. Die Kompakt-Kaltwassersätze wurden in Free-Cooling-Ausführung realisiert, so dass sich die im Winterhalbjahr sowie in den Nachtstunden der Übergangszeiten verfügbare Außenkälte effizient und kostensparend zur Hardware-Kühlung nutzen lässt. Ein Solegemisch aus Klimakaltwasser und Frostschutzmittel auf Glykolbasis (34% Antifrogen N) gewährleistet, dass die Wärmetauscher auch im Falle eines Anlagenstillstands bei Minus-Temperaturen unbeschädigt bleiben.
Energiesparende Pumpentechnologie
Die beiden Kältemaschinen sind so konfiguriert, dass sie bei Störungen oder zum Ausgleich der Betriebszeiten automatisch umschalten. Bis zu einer Außentemperatur von etwa 40°C kühlt der aktive ITChiller unter Volllast die Wassertemperatur auf eine Vorlauftemperatur von exakt 10°C ab. Werden 40°C im Freien überschritten, wird der zweite IT-Chiller aktiviert und überbrückt sommerliche Spitzenwerte. Im Freikühlbetrieb sind die Tauscher beider Kältemaschinen in Aktion. Durch dieses Betriebskonzept wird insbesondere in den Übergangszeiten die Nutzzeit und Effizienz der Freikühlung erhöht. In jeder Kältemaschine befindet sich eine ungeregelte Umwälzpumpe des Dortmunder Herstellers, mit der die hydraulische Weiche im Serverraum versorgt wird. Der Kälteträger-Volumenstrom ist in diesem Kreislauf konstant.
Energiesparende Pumpentechnologie
Um unterschiedliche Wassermengen auf Erzeuger- und Verbraucherseite problemlos realisieren zu können, wurde im Technikraum ein Pufferspeicher installiert, der als hydraulische Weiche arbeitet. Von hier aus versorgen zwei parallel geschaltete, elektronisch geregelte Trockenläuferpumpen des Typs Wilo-Veroline IP-E die Kälteverbraucher. Sie werden bedarfsorientiert mit einer Drehzahlregelung auf einen vorgegebenen Soll-Vordruck geregelt.
Temperaturfühler hinter der Pumpe übernehmen die Rückmeldung zu den IT-Chillern. Die elektronisch geregelten Inlinepumpen verfügen dabei über eine auf den Kälteträger abgestimmte Gleitringdichtung. Sie arbeiten im Reservemodus, so dass bei Störungen problemlos auf die Redundanzpumpe umgeschaltet werden kann und so auf jeden Fall ein lückenloser Kühlbetrieb gewährleistet wird.
In dem Rechenzentrum sind insgesamt drei Umluftkühlgeräte mit einer jeweiligen Gesamtkühlleistung von 2x30kW und 30kW Redundanz in einer sogenannten Klimaspange, die vom Serverraum durch ein Sicherheitsgitter abgetrennt ist, installiert. Die Umluftklimasysteme sind im oberen Bereich jeweils mit einem Wärmetauscher ausgestattet, unterhalb davon bereits unterhalb der Ebene des Doppelbodens arbeitet ein hocheffizienter Radialventilator mit integriertem EC-Motor, der die abgekühlte Luft vertikal nach unten abzieht und ohne zusätzliche Umlenkung in den Doppelboden bläst.
Fazit
Unter dem Strich wird der thermisch hochbelastete Serverraum bedarfsgerecht und zukunftsorientiert klimatisiert. Zugleich ermöglicht die eingesetzte Klima- und Pumpentechnologie hohe Energieeffizienz und maximale Funktionssicherheit. Das realisierte Konzept gilt auch über die Präsentation des Vorführ-Rechenzentrums auf der CeBIT hinaus als Referenzanlage für moderne IT-Lösungen mit maximaler Effizienz bezüglich Energie, Sicherheit und Verfügbarkeit. -
Links
Andreas Pertek,
Manager IT-Infrastructure bei der Wilo SE in Dortmund
