Effiziente Kühlung sichert Leistungsfähigkeit von Rechenzentren

Ein Bewusstsein für Kälte- und Klimatechnik zu schaffen ist das Ziel des World Refrigeration Day, der am 26. Juni gefeiert wurde. Kälte- und Klimatechnik ist essenziell für den Alltag, bleibt jedoch häufig unsichtbar – so auch in Rechenzentren. Dort ist die Kühlung besonders wichtig. Nur mit zuverlässigen und leistungsfähigen Rechenzentren kann die Digitalisierung in der Politik, der Wirtschaft und auch im Privatleben ermöglicht und weiter vorangetrieben werden. Denn in Rechenzentren werden alle Daten gespeichert und verarbeitet. Dort wird sehr viel Energie verbraucht. Die effiziente Kühlung von Rechenzentren und die effektive Abwärmenutzung werden von Rechenzentrumsexperten laut einer aktuellen Studie des Branchenverbands der deutschen Informations- und Telekommunikations-branche Bitkom als Nachhaltigkeitsmaßnahmen mit dem größten Potenzial gesehen.

Der Energiebedarf von Rechenzentren in Deutschland – rund 22 % des Gesamtstromverbrauchs von Rechenzentren entfallen laut Bitkom auf die Kühlung.
Bild: Bitkom

Die Zahl der in Rechenzentren verarbeiteten Daten nimmt stark zu. Allein in Deutschland gibt es davon laut Bitkom rund 50.000. Nachdem die Kapazitäten in deutschen Rechenzentren zwischen 2010 und 2020 bereits um 84 % gewachsen sind, werden sie bis 2025 weiter um rund ein Drittel steigen.

Rechenzentren und ihr Energiebedarf

Damit Rechenzentren funktionieren und ihre volle Leistung abrufen können, ist eine zuverlässige und effiziente Kühlung grundlegend. „Energieeffizienz ist ein großes Thema bei Rechenzentren, da der Energieverbrauch sehr hoch ist. So entfallen ein bis anderthalb Prozent des weltweiten Energieverbrauchs auf Rechenzentren. Die Kühlung hat großen Einfluss auf die Energieeffizienz,“ erklärt Mathias Layher, Director Sales AC, Marine and Process bei Bitzer. Rund 22 % des Gesamtstromverbrauch von Rechenzentren entfallen laut Bitkom auf die Kühlung. Das ist nach dem Server-Betrieb der höchste Anteil.

Blick in einen Teil des Rechenzentrums in der Bitzer Firmenzentrale in Sindelfingen – der Kälte- und Klimatechnikspezialist setzt hier auf ein redundantes Kühlsystem, bestehend aus
Schrauben- und Scrollverdichtern.
Bild: Bitzer

Rechenzentren machen keine Pausen – sie müssen zuverlässig rund um die Uhr arbeiten und erzeugen dabei Abwärme. Voraussetzung für eine optimale Leistung der Server sind gleichbleibende moderate Temperaturen, das erfordert eine andauernde Kühlung. Das macht die Zuverlässigkeit der Kälteanlage zu einem essenziellen Faktor: je konstanter die Kühlung, desto stabiler und effizienter die Prozessabläufe. Bis zu 20 % der Gesamtkosten eines Rechenzentrums geben Betreiber für Kühlsysteme aus. Denn diese entscheiden über den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb der Rechenzentren. Moderne Anlagen ermöglichen eine immer effizientere Kühlung und nutzen zugleich die Abwärme, die Kühlsysteme aus den Server-Räumen abtransportieren.

„Für die effiziente Kühlung von Rechenzentren und die effektive Abwärmenutzung bietet Bitzer sowohl Schrauben- und Scrollverdichter als auch Wärmeübertrager mit hervorragender Effizienz,“ sagt Layher. „Zusätzlich muss eine sehr hohe Zuverlässigkeit der Produkte garantiert sein. Das ist immer wichtig – besonders bei Rechenzentren.“ Ein Anwendungsbeispiel für die Produkte des Unternehmens ist ein Rechenzentrum in Offenbach, für das in Kooperation mit der Cooltec Systems Kälte Klima GmbH eine höchst zuverlässige und gleichzeitig nachhaltige Kühlung konzipiert werden sollte. Die Lösung: In die 48 Kühlanlagen wurden anstelle von Scrollverdichtern erstmals 96 Schraubenverdichter mit externen Frequenzumrichtern verbaut. Die Schraubenverdichter ermöglichen es, bestimmte Temperaturniveaus exakt und konstant einzuhalten. Wird der voreingestellte maximale Temperatursollwert überschritten, reduziert die Verdunstungskühlung die Verflüssigungstemperatur und damit die Energieaufnahme. Die durch Frequenzumrichter drehzahlgeregelten Schraubenverdichter gewährleisten dabei ein volles mechanisches Back-up der Kälteleistung. Die Leistungsregelung macht die Schraubenverdichter besonders energieeffizient.