Freikühlung – direkt oder indirekt?

Um die Außenluft zur Kühlung eines Rechenzentrums zu nutzen, gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Am wenigsten Verluste bringt die direkte Einleitung der gefilterten Außenluft durch ein Klappensystem. Je nach Luftfeuchtigkeit, Jahreszeit und Wetterlage muss die eingeleitete Luft aber zunächst befeuchtet bzw. getrocknet werden. Direkte Freikühlung ist zudem nur an Orten mit geringer Luftverschmutzung möglich, weil sonst das Risiko von Ausfällen durch zugesetzte Filter zu hoch ist.

Indirekte Freikühlung ist nach Angaben von Schneider Electric prinzipiell überall verwendbar. Hier kühlt die Außenluft einen Wärmetauscher, der wiederum einen Wasserkreislauf kühlt. Das kalte Wasser wird zu Umluftgeräten im Rechenzentrum geleitet, die der Raumluft über Kühlregister die Wärme entziehen. Varianten mit Luft-/Luftwärmetauschern sind auch möglich. Wärmetauscher führen allerdings immer zu Übergangsverlusten, die die Effizienz gegenüber direkter Freikühlung reduzieren. Dafür ist aber keine Aufbereitung der Außenluft erforderlich.

Freikühlung im Sommer – Adiabatik machts möglich

Freikühlung erfordert normalerweise eine Außentemperatur, die 15 Grad Celsius nicht überschreitet. Wird der Wärmetauscher aber zusätzlich mit Wasser benetzt (Adiabatik), sind durch die so entstehende Verdunstungskälte sogar Temperaturen bis 28 Grad Celsius akzeptabel. Bei Überschreitung dieser Temperaturen ist eine zusätzliche Kompressorkühlung erforderlich. Bei sehr niedrigen Temperaturen muss der Außenluft hingegen warme Abluft beigemischt werden, damit sich kein Kondensat bildet.

Beste Effizienz mit Airhandlern

Airhandler wie der Ecoflair Air Economizer von Schneider Electric verfügen neben integrierten Adiabatik-Modulen über wesentlich größere Wärmetauscher als herkömmliche Freikühler. Das reduziert die bei indirekter Freikühlung auftretenden Übergangsverluste deutlich. Bei einem 1.000 kW Rechenzentrum in Frankfurt könnte man mit gewöhnlichen Freikühlern mit Adiabatik-Modulen 60 Prozent des Jahres auf Kompressorkälte verzichten. Mit einem Airhandler hingegen wäre freie Kühlung fast ganzjährig ohne Kompressoreinsatz möglich.

Durch die Installation von Airhandlern außerhalb des Rechenzentrums entsteht mehr nutzbare IT-Fläche. Die Einheiten stehen in der Regel auf dem Dach des RZ-Gebäudes, können also auch problemlos nachträglich installiert werden. Die selbstreinigenden Polymer-Wärmetauscher sind eine weitere Besonderheit der Ecoflair Baureihe von Schneider Electric. Sie sind korrosionsbeständig und unempfindlich gegen äußere Einflüsse. Wartungs- und Reparaturarbeiten sind durch den modularen Aufbau des Airhandlers schnell und einfach durchführbar.

Fazit

Freikühlung ist noch immer die präferierte Methode, wenn es um den energieeffizienten und umweltfreundlichen Betrieb eines Rechenzentrums geht. Möchte man die derzeit effektivste Kühlung nutzen und zudem noch möglichst wenig wertvollen Whitespace belegen, ist der Einsatz von Airhandlern der richtige Weg. Sicher sind solche Lösungen in der Anschaffung etwas teurer, wenn man die zu erzielenden Einsparungen berücksichtigt, amortisiert sich die Investition aber relativ schnell.