Green IT: Energiesparende Klimatisierung in Serverräumen

Klassische Kühlung der Serverräume

Rechenzentren werden heute vorwiegend noch luftgekühlt. In der Regel werden die IT-Komponenten so in Racks eingebaut, dass sie an der Vorderseite kühle Luft aus dem Raum ansaugen und warme Luft an der Rückseite ausblasen. Mit dieser Klimatisierungstechnik sind auch Blade-Server kühlbar, wenn genügend Kühlluft zur Verfügung steht und der Abtransport der Abwärme aus dem Serverraum gewährleistet ist. Den internen Aufbau der Rack- und Blade-Server haben die Hersteller so optimiert, dass die durchströmende Kaltluft auf einen möglichst geringen Widerstand trifft und somit die Bauteile effizient kühlt.

Die technisch maximale Kühlleistung pro Rack wird begrenzt durch die Fähigkeit des umgebenden Raums, ausreichend Kühlluft zu den Frontseiten der Racks zu bringen und die Warmluft von den Rückseiten abzuführen. Die Warmluft wird dabei aus dem Serverraum zu den meist an der Peripherie der Rechenzentrumsfläche aufgestellten Umluftkühlsystemen zurückgeführt.

Bewährt hat sich in Rechenzentren die Aufstellung der Server-Racks in der Kaltgang-Warmgang-Anordnung mit Doppelboden. Dabei wird die gekühlte Luft von den Umluftkühlaggregaten unter den Doppelboden gepumpt, dort durch Luftführungen verteilt und über gelochte Bodenplatten in die kalten Gänge der Racks geblasen. Mit dieser Anordnung lassen sich maximal 3 bis 5 Kilowatt Kühlleistung pro Serverschrank abführen. In betagten Rechnerräumen liegt dieser Wert aufgrund der räumlichen Gegebenheiten aber oft nur bei 1 bis 2 Kilowatt. Für einen höheren Kühlleistungsbedarf reicht die herangeführte Kühlluftmenge nicht mehr aus.

Ein häufig auftretendes Problem dieser Klimatisierung ist, dass Warmluft über die Schränke hinweg auf die kalte Seite zurückgelangt. So kann die Lufttemperatur im oberen Bereich der Serverschränke unzulässig hohe Temperaturwerte erreichen und es zu sogenannten Wärmenestern kommen.

Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wird oft die Ausblastemperatur der „Kaltluft“ auf niedrigere Werte eingestellt. Damit wird zwar die Temperatur im oberen Bereich der Schränke abgesenkt, jedoch kostet diese Maßnahme enorm viel Energie und ist damit wenig effizient. Zudem ist dabei die relative Luftfeuchtigkeit zu beachten, eventuell ist eine zusätzliche Trocknung der Luft notwendig, da kältere Luft weniger Feuchtigkeit bindet und somit die Gefahr von Wasserniederschlägen in Bodennähe besteht.