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Airhandler: Die effizienteste Art der Freikühlung

 
Freikühlung ist schon seit Jahren ein elementarer Bestandteil des energiesparenden Betriebs von Rechenzentren. Selbst in unserer gemäßigten Klimazone bietet diese Lösung, kombiniert mit Adiabatik, ein enormes Einsparpotential von mehr als 50 Prozent gegenüber reiner Kompressorkühlung. Auch die CO2-Emissionen lassen sich so drastisch reduzieren. Die modernste und effektivste Variante der Freikühlung sind heute sogenannte Airhandler.

Direkte und indirekte Freikühlung

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, Außenluft für die Kühlung eines Rechenzentrums zu nutzen. Die einfachste Variante ist die direkte Einleitung der gefilterten Außenluft durch ein Klappensystem. Hier entstehen keine Übergangsverluste. Liegt die Luftfeuchtigkeit, die je nach Jahreszeit und Wetterlage sehr stark variiert, unter 20 Prozent oder über 80 Prozent, muss die eingeleitete Luft zunächst befeuchtet bzw. getrocknet werden. Direkte Freikühlung kann zudem nur an Orten mit geringer Luftverschmutzung eingesetzt werden, weil sonst das Risiko von Ausfällen durch zugesetzte Filter zu hoch ist.

Indirekte Freikühlung ist ortsunabhängig verwendbar. Die Außenluft kühlt hier einen Wärmetauscher, der wiederum einen Wasserkreislauf kühlt. Das kalte Wasser gelangt über Leitungen zu Umluftgeräten im Rechenzentrum, die der Raumluft über Kühlregister die Wärme entziehen. Andere Varianten arbeiten auch mit Luft-/Luftwärmetauschern. In jedem Fall führt der Einsatz von Wärmetauschern dabei zu Übergangsverlusten, die die Effizienz gegenüber der direkten Kühlung etwas reduzieren. Dafür entfällt die aufwendige Filterung der Luft sowie die Regulierung der Luftfeuchtigkeit.

Adiabatik ermöglicht Freikühlung auch im Sommer

Freikühlung erfordert bestimmte Außentemperaturen. Normalerweise ist eine Temperatur von bis zu 15 Grad Celsius nutzbar. Benetzt man den Wärmetauscher zusätzlich mit Wasser (Adiabatik) und macht sich die so entstehende Verdunstungskälte zu Nutze, sind sogar Temperaturen bis 28 Grad Celsius möglich. Bei Überschreitung dieser Temperaturen muss die Kompressorkühlung zugeschaltet werden. Bei sehr niedrigen Temperaturen ist es erforderlich, der Luft warme Abluft beizumischen, damit sich durch zu starke Temperaturdifferenzen 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. So sind die bei indirekter Freikühlung auftretenden Übergangsverluste deutlich geringer ausgeprägt. Geht man von einem 1.000 kW Rechenzentrum am Standort Frankfurt aus, könnte man mit herkömmlichen Freikühlern mit Adiabatik-Modulen 60 Prozent des Jahres auf Kompressorkälte verzichten. Mit einem Airhandler hingegen wäre die Kühlung fast das komplette Jahr ohne Kompressoreinsatz möglich.

Weiterhin sorgt die Installation von Airhandlern außerhalb des Rechenzentrums für mehr nutzbare IT-Fläche. Üblicherweise befinden sich die Einheiten auf dem Dach des RZ-Gebäudes, können also auch problemlos nachträglich installiert werden. Eine weitere Besonderheit der Ecoflair Baureihe sind die selbstreinigenden Polymer-Wärmetauscher. Sie sind korrosionsbeständig und unempfindlich gegen äußere Einflüsse. Durch den modularen Aufbau des Airhandlers sind auch Wartungs- und Reparaturarbeiten 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.

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