Energiesparen mit High-Density-Racks und On-demand-Kühlsystemen

SYSTEMS 2007: Betrieb und die Klimatisierung von Rechenzentren

(05.11.07) - Das große Energiesparpotenzial, das sich mit den unter "Green IT" gefassten Produkten und Konzepten realisieren lässt, nützt nicht nur der Umwelt sondern auch dem Geldbeutel. Insbesondere die ausufernden Budgets, die Unternehmen für den Betrieb und die Klimatisierung ihrer Rechenzentren aufwenden müssen, lassen sich mit intelligenten, Strom sparenden Konzepten deutlich senken.

Eine interessante Lösung, um die stetig dichter gepackte und immer leistungsfähigere Hardware effektiv zu kühlen, ist das High-Density-Rack-System "UniQle", das der Hersteller Schäfer IT Systems auf der diesjährigen Fachmesse SYSTEMS vorstellte. High Density deshalb, da sich auf einer Stellfläche von nur einem Quadratmeter Server und Speicherkomponenten von bis zu 54 HE (Höheneinheiten) einbauen lassen. Der eigentliche Clou an dem neuen Rack-System ist aber die integrierte Kühleinheit, mit der sich "Cooling-on-demand" realisieren lässt - und die dazu beiträgt, den Stromverbrauch im gesamten Rechenzentrum massiv zu senken.

"Jede Temperaturabsenkung um ein Grad Celsius kostet den Betreiber eines Rechenzentrums rund fünf Prozent mehr Energie. Legt man diese Faustformel zugrunde, lassen sich mit unserem rundum geschlossenen, wassergekühlten Rack-System pro Jahr Tausende von Euro sparen, da die Raumklimaanlagen deutlich entlastet werden", erklärt Peter Wäsch, Leiter Vertrieb IT bei Schäfer.

Je nach Bedarf oder Serverauslastung lässt sich die in den Schrank integrierte raumluftunabhängige Rack-Kühlung, die mit Hochleistungs-Wärmetauscher und redundanten Lüftern arbeitet, auf Wärmelasten von 4 bis 21 Kilowatt einstellen. "Bei einer maximalen Kühlleistung von 21 kW ist für unser System eine vergleichsweise 'hohe' Kaltwasser-Vorlauftemperatur von 12 Grad Celsius ideal. Die Rücklauftemperatur beträgt dann 18 Grad. In anderen Systemen mit gleichen Nutzkälte-leistungsangaben muss die Temperatur des zulaufenden Kühlwassers 10 Grad Celsius betragen. Diese zwei Grad weniger verbrauchen zehn Prozent mehr Energie", rechnet Wäsch vor.

Das Rechenbeispiel gilt natürlich auch umgekehrt: "Wenn der maximale Bedarf an Nutzkälte-leistung im Schrank nur 10 oder 15 kW beträgt, kann der Anwender die Temperatur des zulaufenden Kühlwassers getrost auf 14 oder 16 Grad erhöhen. So spart er die Stromkosten beim Kaltwassererzeuger."

Das beim UniQle-System in den Schrank integrierte Rack-Management-System sorgt dafür, dass im Umluftbetrieb jederzeit nur die Kälte zur Verfügung gestellt wird, die zur Aufrechterhaltung des jeweils definierten Innenraumzustands notwendig ist. Dass die Kühlung nur bei Bedarf, also nicht im Dauerbetrieb läuft, führt im Vergleich zu statischen Systemen zu weiteren Einsparungen.

Die Energiekosten lassen sich darüber hinaus auch mit der so genannten Freikühlung senken. Laut Peter Wäsch erlebt das gängige Konzept, bei dem niedrige Außentemperaturen zur Kühlung des Wassers beitragen, in den letzten Jahren eine "richtige Renaissance". Bei der Freikühlung muss ab einer bestimmten Außenlufttemperatur keine Kühlmaschine mehr betrieben werden.

In vielen Rechenzentren, die mit Raumklimaanlagen ausgestattet sind, reichen auch passiv belüftete Racks aus, um einen sicheren Serverbetrieb zu gewährleisten. Ein typisches Beispiel dafür ist die Druckbodenklimatisierung, bei der die Effizienz der Kühlung durch eine bestimmten Anordnung der Schränke und die Kaltluftführung optimiert wird. Aber auch hier weiß der IT-Vertriebsleiter eine Rechnung zugunsten von Racks mit integrierten Kühlsystemen aufzumachen: "In einem für 200 kW ausgelegten Rechenzentrum beträgt der Aufwand an elektrischer Energie für die Lüfter der Raumklimaanlage rund 20 kW. Klima-Racks, bei denen nur das Luftvolumen im Inneren des Schrankes gekühlt werden muss, benötigen dagegen nur etwa 6 kW elektrische Energie, um die 200 kW Verlustleitung abzuführen." Bei einem Strompreis von 15 Cent pro Kilowattstunde summieren sich die Einsparungen somit auf rund 20.000 Euro pro Jahr.

Nicht zuletzt bieten die UniQle-Racks die Möglichkeit, leistungsfähige Geräte für das Strom- und Sicherheits-Management zu integrieren, das gesamte Equipment fern zu warten und alle Schrank-parameter zuverlässig zu kontrollieren. (Schäfer: ma)