Standardisierungs- und Industrialisierungskonzept ermöglicht erhebliche Kosten- und Energieeinsparungen im Data Center

Raumtemperatur korreliert mit der Rücklauftemperatur des Wassers

Da Wasser eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann dieser Ansatz im Rechenzentrumsbau trotz geringer Volumenströme mehr Wärme über die einzelnen Wärmetauscher abführen, als die herkömmliche Luftkühlung. Das heißt im Umkehrschluss: "Wenn die Wärmelast nicht sehr hoch ist, ergibt sich eine sehr niedrige Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf (Delta T)", erläutert der Rechenzentrumsexperte die zugrunde liegende Physik. Die Raumtemperatur im Rechenzentrum korreliert dabei mit der Rücklauftemperatur des Wassers. Der Technologiegeber verzeichnet bei allen bereits realisierten und vor der Inbetriebnahme stehenden Projekten für die Wasserkühlung direkt am Rack einen sehr niedrigen Delta T-Wert von einem bis zwei Kelvin bzw. Grad Celsius. Hauser: "Mit unserer Technologie reicht, relativ einfach, ohne zusätzliche Kältemaschine zu erhaltendes 25 Grad warmes Wasser aus, um noch 27 Grad Ansaugtemperatur der Server zu gewährleisten."

Neues Design im Rechenzentrumsbau wird möglich

Die Vorteile der Technologie mit dem Nukleus auf Wasserkühlung über Wärmetauschertüren gegenüber dem herkömmlichen individuellen Rechenzentrumsbau mit Umluftklimatechnik sprechen eine eindeutige Sprache: Warm und Kaltluft müssen nicht mehr voneinander getrennt werden, höhere Vorlauftemperaturen ermöglichen es, ohne energieaufwendige Kältemaschinen zu arbeiten, kleinere Generatoren können eingesetzt werden und vieles mehr. Ein weiterer Clou dieses Konzepts: Diese Vorteile wirken sich bereits beim Bau eines neuen Rechenzentrums budgetschonend aus.

"In dem Moment, wo keine Luft mehr durch einen Doppelboden geführt werden muss, brauche ich auch keine Doppelböden mehr. Wenn sich die Warmluft ausschließlich innerhalb der Racks befindet, gibt es im Rechenzentrum keine Thermik mehr; das bedeutet, man kann durchlässig bauen", erläutert der Geschäftsführer die neu gegebenen Standardisierungsoptionen. So verwundert es auch nicht, dass das Designkonzept ohne feste Stahlbetonböden auskommt. Kern des Hochbaus ist ein an ein Hochregallager erinnerndes Stahlgerüst. Hauser: "Das alles geht deutlich schneller im Aufbau, ist standardisierbar und damit deutlich ökonomischer."

Gegenüber dem herkömmlichen individuellen Rechenzentrumsbau wird mit einer standardisierten Bauweise daher nur eine Handvoll unterschiedlicher Stahlkomponenten sowie Stahlprofilflächen, Gitterroste sowie Stahlkassettenböden für die Trennung der Ebenen verbaut. Damit kann die durchschnittliche Geschosshöhe von fünfeinhalb Metern eines ‚normalen‘ Rechenzentrums auf rund drei Meter gesenkt werden. Hauser: "Summa summarum spart der Bauherr mit unserem Ansatz etwa 50 Prozent des Bruttorauminhaltes oder der Gebäudegröße."

Energie-Effizienz im Fokus

Zu einer wichtigen Kenngröße im Rechenzentrumsumfeld hat sich in den vergangenen Jahren die Messung der Energieeffizienz über den PUE-Wert herauskristallisiert. Auch in puncto Gesamtstromverbrauch des Rechenzentrums im Vergleich zum IT-Anteil schneiden eCube-Rechenzentren gegenüber den gängigen Anlagen besser ab. "Bei einem hochverfügbaren Rechenzentrum mit einem Doppelsystem aus Generatoren, USV-Anlagen und Stromschienen ist es unser Anspruch, einen PUE-Wert von unter 1,15 zu erzielen." Bei HPC-Forschungsrechenzentren wird unter Verzicht auf für den Betrieb nicht zwingendes Equipment sogar ein Wert von 1,07 möglich. Zum Vergleich: Herkömmliche Rechenzentren weisen im Durchschnitt einen PUE-Wert von 1,7 auf; als besonders innovativ gilt in der Praxis derzeit bereits die Marke von 1,35.

Was bedeuten diese Zahlen nun für den Stromverbrauch und Geldbeutel? Bei einem PUE-Wert von 1,15 liegt der Gesamtstromverbrauch 15 Prozent höher als der Verbrauch der IT. Ein durchschnittlicher PUE-Wert von 1,7 ergibt daher einen unproduktiven "Overhead" von 70 Prozent. Hauser: "Das ist bei einem Strompreis von 14 Cent für 1 Megawatt verdammt viel." Der Geschäftsführer des Technologiegebers greift flugs zum Taschenrechner: 1,2 Millionen Euro kostet im Beispiel der jährliche Betrieb eines 1-Megawatt-Rechenzentrums nur für die IT. Multipliziert mit 1,15 ergeben sich schon 1,4 Millionen Euro, mit 1,7 für ein durchschnittliches Rechenzentrum ganze 2,1 Millionen Euro - jeweils pro Jahr gerechnet.

Auch für einen PUE-Wert von 1,35 kalkuliert, ergeben sich nach Adam Riese 1,66 Millionen Euro. Hauser: "Bei 300.000 Euro pro Jahr sparen Sie bei einer durchschnittlichen Betriebsdauer der Anlage von 15 Jahren rund 4,5 Millionen Euro allein an Stromkosten." Bei einer laut Borderstep Institut installierten Rechenzentrenkapazität von einem Gigawatt in Deutschland ließen sich rein hypothetisch pro Jahr rund 700 Millionen Euro an Energiekosten einsparen. Hauser: "Neben diesem rein monetären Aspekt bleibt noch die Sicht auf die günstigeren CO₂-Emissionen und den Klimawandel..."