Rechenzentren sind für die globale Konnektivität von zentraler Bedeutung. Unsere Dateninhalte – von den witzigsten YouTube-Katzenvideos bis hin zu Finanz- und sensiblen personenbezogenen Daten – werden allesamt und rund um die Uhr in diesen Rechenzentren gespeichert und von dort aus in alle Teile der Welt verteilt. Weltweit existieren über 7 500 Rechenzentren, wobei allein über 2 600 in den Top 20 Metropolen zu finden sind. In einer Welt, in der ein sofortiger Zugriff auf Daten sowie umfassende und zweifelsfreie Online-Sicherheit praktisch vorausgesetzt wird, kommt der Sicherstellung von Effizienz eine zentrale Bedeutung zu – und der Bedarf war niemals größer. Der Druck, der auf Unternehmen lastet, um den Schutz unserer Informationen zu gewährleisten, ist enorm, weshalb sie sich insbesondere in Bezug auf unsere sensiblen personenbezogenen Daten, d. h. Patientenakten und persönliche Finanzinformationen, keine Fehler erlauben können. Bis 2020 wird mindestens ein Drittel aller Daten in der Cloud zur Verfügung stehen. Aus eben diesem Grund ist es unerlässlich, dass unternehmenskritische IT-Geräte stets in optimalem Zustand gehalten werden. Selbst für Kleinunternehmen können kurze Ausfälle zu erheblichen Störungen und Ausfallzeiten zu einer verringerten Produktivität sowie Einnahmeverlusten führen – Probleme, mit denen sich Unternehmen nicht unbedingt konfrontiert sehen wollen.
Klein, aber oho
Computer in Rechenzentren variieren in ihrer Größe, von einem kleinen, einzelnen Raum für ein kleines Unternehmen (auch Serverraum genannt) bis hin zu jenen, die Internetgiganten wie Google oder Facebook beherbergen. Der Stromverbrauch eines typischen Rechenzentrums kann enorm variieren und somit einen Unterschied von nur wenigen Kilowatt bis hin zu Megawatt (je nach Größe) ausmachen, wobei ca. 35 Prozent dieses Verbrauchs auf Kühlung und Klimageräte entfallen. Selbst in kleineren Serverräumen laufen Systeme rund um die Uhr und verbrauchen daher u. U. riesige Mengen an Strom, was wiederum Hitze generiert, die jedoch neutralisiert werden muss, um die Brandgefahr, welche von überhitzen Komponenten ausgeht, zu minimieren und die Leistung eben dieser Geräte gleichzeitig zu optimieren – Kühlung stellt somit einen wesentlichen Faktor dar, der nicht außer Acht gelassen werden sollte. Diese Kühlprozesse verurachen Kondensation, die ebenfalls entfernt werden muss: Schwerkraftentwässerungsanlagen bieten hier die gängige Lösung, da Wasser selbstverständlich von allen IT-Geräten ferngehalten werden muss. Hersteller wie die Aspen Pumps Group arbeiten fortlaufend an innovativen Alternativen. Chris Gee, technischer Leiter bei Aspen, erläutert: „Bei Aspen haben wir hart daran gearbeitet, unsere Kernkompetenzen im Bereich intelligente Steuerung und Pumpentechnologie weiter auszubauen. Die Hi-Flow Max-Behälterpumpe verfügt über eine wesentlich ausgereiftere patentierte Kreiselpumpe, als dies bei anderen Geräten auf dem Markt der Fall ist. Obwohl sie primär für den Einsatz in Deckenhohlräumen konzipiert wurde, da Serverräume den Augen der Kunden verborgen bleiben, gibt es keinen Grund, diese zuverlässige Pumpe mitsamt einer kleinen Split-Anlage nicht in einem Serverraum zu verwenden, um Kondensatwasser von den wertvollen IT-Geräten fernzuhalten.“
Das große Ganze
Eines der wohl am häufigsten anzutreffenden Kühlverfahren in großen und mittelgroßen Serverräumen ist als CRAC-Einheit (d. h. Klimagerät für Computerräume) bekannt. Die Serverräume werden auf einem Doppelboden platziert, sodass die CRAC-Einheiten anschließend klimatisierte Luft zu den Server-Racks leiten. Die Einheiten verfügen im Inneren über Wärmetauscher, die mit Kühleinheiten verbunden sind, um Hitze bestmöglich von den Racks abzuleiten. Manche von ihnen können darüber hinaus die Luft entfeuchten oder auch befeuchten, was hinsichtlich der Überwachung statischer Elektrizität in der Luft von großer Bedeutung ist. Die klimatisierte Luft wird von einem Ventilator in der CRAC-Einheit in einen Hohlraum unter dem Boden geleitet und verlässt den Boden anschließend über strategisch positionierte Löcher im Boden. Diese Luft sammelt die Hitze der Einheiten, steigt nach oben und wird dann von den Geräten eingesogen, wo sie schließlich wieder heruntergekühlt wird. Nachdem in den letzten Jahren zahlreiche Experimente auf diesem Gebiet durchgeführt wurden, werden heutzutage hauptsächlich Kalt- und Warmgangeinhausungen eingesetzt, bei denen die Server-Einheiten Rücken an Rücken angeordnet sind, wodurch ein Konvektionseffekt entsteht, um die heiße Luft davon abzuhalten, dorthin zurückzukehren, wo sie nicht erwünscht ist. Eine Verbesserung dieser Methode ist die Warmgangeinhausung, die durch den Einsatz einer physischen Barriere – wie z. B. einem Deckenhohlraum – verhindert, dass sich Heißluft mit der wertvollen kühlen Luft verbindet.
Datengiganten wie Google besitzen riesige solcher Einheiten. Googles Rechenzentrum in Oklahoma erstreckt sich über ca. 91 000 m², weshalb es wenig überrascht, dass solche Unternehmen riesige Kühlanlagen benötigen, die jene Anforderungen der meisten Unternehmen bei weitem übersteigen. Google nutzt zu Kühlzwecken zwar die Warmgangeinhausung, jedoch dient der gesamte Raum als Kaltgang. Anstelle von perforierten Bodenbelägen kommen hier Doppelböden zum Einsatz. Der gesamte Kühlprozess findet hierbei innerhalb geschlossener Warmgänge statt, wo Kühlschlangen mit Kaltwasser verwendet werden, die diesen Warmgängen als „Decke“ dienen. Darüber hinaus verfügen die Gänge über Edelstahlrohre, die Wasser zu den Kühltürmen innerhalb der Anlage leiten und es wieder abtransportieren. Die Umweltbelastung stellt einen zunehmend wichtigen Faktor für alle Unternehmen dar und Facebook behauptet, dass sein Rechenzentrum in Schweden „eines der effizientesten und nachhaltigsten Rechenzentren der Welt“ ist, da es die klirrende - 41 °C kalte Luft zur Kühlung seiner Tausenden Server innerhalb des Gebäudes nutzt und überschüssige Hitze zur Beheizung der Büros verwendet.
Lösungen für den Alltag
In der Realität sieht es eher so aus, dass die meisten Unternehmen einen Serverraum anstelle eines größeren Rechenzentrums besitzen – aber Kühlung ist und bleibt ein zentraler Faktor. Eine kleine Split-Anlage kann zur Kühlung des Raums verwendet werden und diese Methode bietet zudem die Möglichkeit, Pumpen zur Ableitung von Kondensat zu nutzen. Stuart Newbury, Produktmanager der Aspen Pumps Group, spricht darüber, was Pumpen zur Kühlung von Rechenzentren beitragen können. „Pumpen, wie beispielsweise die Schlauchpumpen von Aspen, können in bis zu drei Meter Entfernung vom Klimagerät platziert werden, ohne dass sich dies negativ auf die Leistung auswirkt. Dies bedeutet, dass sie bei Bedarf in einiger Entfernung aufgestellt werden kann, sodass ein einfacher Wartungszugriff gewährleistet wird, und Sie sich über Wasser in Gerätenähe keine Sorgen machen müssen. Ein weiterer Vorteil dieser Pumpen ist ihre überaus robuste Konstruktion – viele von ihnen haben eine Betriebsdauer von über 30 Jahren!”
Die Kühlung von Rechenzentren kann eine große Herausforderung darstellen, die jedoch zur Gewährleistung des weltweiten Informationsaustauschs, der von uns mittlerweile als Selbstverständlichkeit erachtet wird, von zunehmender Bedeutung ist. Dank Herstellern wie der Aspen Pumps Group, die auf dem Gebiet der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik als Innovationsführer eine zentrale Rolle spielen, können wir auch in Zukunft auf Technologien vertrauen, die den stetig wachsenden Anforderungen einer sicheren Datenspeicherung gerecht werden.
