Einer der großen Kostenblöcke im laufenden Betrieb ist die Kühlung: Je nach Gesamt- effizienz der IT-Anlage kann bis zu einem Drittel der zugeführten Energie auf die Klimatechnik entfallen. Ein wasserbasiertes Kühlkonzept für mittlere und hohe Leistungsklassen von bis zu 40 kW pro Rack eröffnet ein hohes Sparpotenzial bei den laufenden Betriebskosten, wenn die Umsetzung richtig erfolgt. Was bei der Realisierung wichtig ist, zeigt der folgende Beitrag.
Höchste Effizienz anstreben
Wer aktuell nur einige wenige IT-Racks betreibt, aber einen starken Ausbau der IT-Umgebung erwartet, muss eventuell das Klimakonzept komplett umstellen. Zum Beispiel von einer Rack-basierten Einzelkühlung mit kältemittelbasierten Systemen auf eine Lösung, die mit Reihenkühlung und Einhausung der IT-Racks arbeitet und ein wasserbasiertes Kühlkonzept verwendet.
Im Vordergrund sollte die hohe Energieeffizienz der Gesamtanlage stehen. Generell gilt, dass die Rack-basierte Kühlung die beste Energieeffizienz aufweist. Bei dieser Lösung bilden das IT-Rack und das Kühlgerät eine geschlossene Einheit. Hiermit sind auch hohe Lasten von 40 kW pro Rack kühlbar, allerdings sind die Anschaffungskosten vergleichsweise hoch.
Die Reihenkühlung arbeitet mit dem Prinzip der Einhausung von Schrankreihen. Hier sind die Bereiche vor und hinter den Racks jeweils in einen Warm- und einen Kaltgang geschottet. Ein Kalt- und Warmgang helfen dabei, die Effizienz zu steigern. Weniger effizient ist im Vergleich die herkömmliche Raumkühlung, da hier große Luftmengen bewegt werden müssen.
Tipps für die Gangschottung
Wer sich für eine Gangschottung entscheidet, muss nicht in jedem Fall sein Rechenzentrum komplett umbauen. Auch für gewachsene IT-Umgebungen gibt es Lösungen zum Nachrüsten. Hersteller wie Rittal bieten neben ihren Standardsystemen eine Sondergangschottung an, wenn beispielsweise unterschiedliche hohe Racks, bauseitige Gegebenheiten wie Säulen, Unterzüge oder Feuerlöschung und Beleuchtung mit integriert werden sollen. Grundsätzliche Anforderungen wie Warm- und Kaltgang oder nur ein Kaltgang, Gangbreiten, Fluchtwege und Türöffnungswinkel werden hierbei ebenfalls berücksichtigt.
Monteure nehmen vor Ort das Aufmaß und entwickeln anschließend eine individuelle Lösung. Insgesamt lohnt sich der Aufbau einer Gangschottung eigentlich für jede IT-Umgebung im mittleren und kleinen Leistungsbereich, da sich die Energiekosten für die Klimatisierung langfristig deutlich verringern.
Bei der Auswahl eines Anbieters sollten Unternehmen die Lösung komplett aus einer Hand beziehen. Nur so ist sichergestellt, dass alle Elemente der Gangschottung und des Kühlsystems aufeinander abgestimmt sind. Passen Elemente nicht zusammen, entweicht die gekühlte Luft und das System wird ineffizient.
Darüber hinaus sollten die IT-Verantwortlichen darauf achten, dass die Schottung nur mit flammenhemmenden und hochwertigen Materialen durchgeführt wird. Experten raten davon ab, eine Schottung im Selbstbau zu realisieren.
Simulation schafft mehr Sicherheit
Nicht immer gibt die theoretische Planung klare Antworten darüber, wie sich neue Kühlsysteme in bestehenden IT-Infrastrukturen verhalten. Für mehr Planungssicherheit sorgt eine Simulierung der Luftströme im Rechenzentrum mithilfe spezieller Software (Computational Fluid Dynamics, CFD).
Hiermit erhalten Anwender eine präzise Angabe zum thermodynamischen Verhalten und zur Wärmeverteilung auf Basis einer maßgeschneiderten 3D-Simulation. So können Entwickler im Rechenzentrum eventuell vorhandene Wärmenester sicher identifizieren und sehen auch die Auswirkungen von Ausfällen einzelner Klimasysteme.
Eine CFD-Simulation ist besonders dann wertvoll, wenn in ge-wachsenen IT-Infrastrukturen Veränderungen anstehen. Als Faustformel gilt: Je komplexer das Rechenzentrum aufgebaut ist, desto wertvoller sind die Ergebnisse der Strömungssimulation. Eine solche Simulation ist allerdings aufwendig und lohnt sich eher für größere IT-Umgebungen. Die damit erreichte Planungssicherheit reduziert das Risiko jedoch erheblich und hilft dabei, die Entscheidung für ein IT-Projekt bei der Geschäftsführung argumentativ abzusichern.
So gelingt die Umsetzung
Die Lösung Liquid Cooling Package LCP Inline CW von Rittal ist ein gutes Beispiel für eine kompakte wasserbasierte Kühllösung, mit der sich eine Reihenklimatisierung einfach realisieren lässt. Ein Luft-/Wasserwärmeübertrager wird direkt neben den IT-Racks installiert. Die warme IT-Abluft wird an der Geräterückseite angesaugt, gekühlt und nach vorne in den Kaltgang ausgeblasen. In Kombination mit einer Gangschottung wird die größtmögliche Effizienz und somit die Absenkung von Betriebskosten erreicht. LCP Inline-Geräte mit Wasser als Kühlmedium ermöglichen eine Kühlleistung von bis zu 55 kW. Einheiten mit Kältemittel als Kühlmedium sind bis 12 kW Kühlleistung einsetzbar.
IT Cooling Kalkulator von Rittal
Mit dem webbasierten IT Cooling Kalkulator lässt sich das passende LCP einfach auswählen. Unter Angabe verschiedener physikalischer Parameter wird die Kühlleistung der LCPs errechnet. Zur Projektdokumentation können die kompletten Kalkulationsergebnisse als PDF gespeichert werden. Der Kalkulator ist im Internet verfügbar: www.rittal.com/com_en/it-cooling-calculator. Ein Video zum IT-Cooling finden Sie hier: www.youtube.com/watch?v=eljurrMYzXY
Bernd Hanstein,
Hauptabteilungsleiter Produktmanagement IT, Rittal GmbH & Co. KG, Herborn
