Energieeffizienz ist ein zentrales Anliegen in der Datenzentrum-Industrie. Unternehmen suchen kontinuierlich nach innovativen Kühltechnologien, um die Datenzentrum Energieeffizienz zu steigern. Freie Kühlung ist eine attraktive Option, um Kosten zu senken und Kohlenstoffemissionen zu reduzieren. 

Bedeutung von PUE und WUE für Wärmeabführung

PUE Optimierung (Power Usage Effectiveness) und WUE Optimierung (Water Usage Effectiveness) sind zentrale Kennzahlen für die Effizienz und Nachhaltigkeit von Datenzentren. PUE misst das Verhältnis von Gesamtenergieverbrauch zu IT-Energieverbrauch, während WUE den Wasserverbrauch im Verhältnis zur IT-Energie misst. Beide Metriken sind entscheidend für die Bewertung der Leistung von Wärmeabführungsmethoden.

Unterschiedliche Kühlmethoden haben unterschiedliche Auswirkungen auf PUE und WUE. Trockenkühler haben keinen Einfluss auf WUE, aber einen hohen Einfluss auf PUE. Kühltürme hingegen senken den PUE, erhöhen aber den Wasserverbrauch (WUE). Adiabatische Kühler bieten einen Kompromiss, mit niedrigerem PUE, aber höherem WUE. Die Wahl der Methode hängt von der Balance zwischen Energie- und Wasserverbrauch ab, insbesondere angesichts der Klimatrends Datenzentrum, die auf eine wachsende Wasserknappheit hinweisen.

Experten prognostizieren bis 2030 einen globalen Wasserdefizit von 40%. Daher ist die Optimierung von Datenzentrum Energieeffizienz und Wasserverbrauch entscheidend, um nachhaltige Betriebsmodelle zu fördern.

Arten von Wärmeabführungsmethoden

Die Wahl der Wärmeabführungsmethoden beeinflusst Ressourcennutzung und Betriebskosten erheblich. Hier sind die gängigsten Methoden:

Trockenkühler

Trockenkühler nutzen Luft, um Wärme abzuführen. Sie bestehen aus Wärmetauschern und Ventilatoren, die warme Luft durch den Tauscher leiten, um sie abzukühlen. Diese Methode ist ideal für kältere Regionen, da die Lufttemperatur niedriger als die des gekühlten Wassers sein muss. Trockenkühler sind unabhängig von Luftfeuchtigkeit, haben aber eine begrenzte Kühlkapazität im Vergleich zu Kühltürmen, die die Wassertemperatur bis zu 5°C unter die Umgebungstemperatur senken können.

Kühltürme

Kühltürme nutzen Wasserverdunstung, um Wärme abzuführen. Luft und Wasser arbeiten zusammen, um die Wassertemperatur zu senken. Der „Wet-Fin-Effekt“ verstärkt die adiabatische Kühlung, erhöht jedoch das Korrosionsrisiko. Kühltürme sind kosteneffizient und eignen sich zur Ableitung von Abwärme aus Serverräumen, insbesondere in großen Einrichtungen mit Zugang zu Wasserquellen.

Adiabatische Kühler

Adiabatische Kühler nutzen Druckveränderungen durch Volumenerweiterung, um Wärme abzuführen. Sie kombinieren Vorteile von Trockenkühlern und Kühltürmen. Bei niedrigen Temperaturen arbeiten sie wie Trockenkühler, bei hohen Temperaturen und niedriger Feuchtigkeit wie Kühltürme. Wasserverdunstung erhöht die Effizienz, führt jedoch zu leicht höheren Temperaturen als bei Kühltürmen.

Die Wahl der Methode hängt von Umgebungsbedingungen ab. Freie Kühlung ist besonders effektiv in Regionen mit niedrigen Temperaturen oder Wasserquellen wie Flüssen oder Seen.

Überlegungen bei der Auswahl einer Wärmeabführungsmethode

Die Wahl der richtigen Wärmeabführungsmethode erfordert die Berücksichtigung mehrerer Faktoren:

• Umgebungslufttemperatur: Laut ASHRAE Richtlinien sollten Datenzentren bei 18°C bis 27°C betrieben werden. In kälteren Regionen sind Trockenkühler ideal, erhöhen jedoch den PUE.
• Korrosion und Platzbedarf: Hohe Mengen an gelösten Feststoffen (TDS) können Korrosion in Kühltürmen verursachen. Wasserqualität Kühlsystem ist entscheidend, um Ablagerungen zu vermeiden. Wasserfiltration und chemische Behandlung sind notwendig.
• Wasserverfügbarkeit und Verdunstung: Kühltürme sind ideal für große Einrichtungen nahe Wasserquellen, aber hohe Luftfeuchtigkeit kann ihre Leistung einschränken. Adiabatische Kühler benötigen weniger Wasser, sind aber empfindlich gegenüber Feuchtigkeit.
• Wasserqualität: Für Kühltürme können Abwasser oder städtisches Wasser verwendet werden, während Adiabatische Kühler sauberes Wasser wie Quell- oder Regenwasser benötigen.

Eine sorgfältige Bewertung dieser Faktoren gewährleistet eine nachhaltige und effiziente Kühlung.

Überwachung der Wärmeabführung mit AKCP Lösungen

Die richtige Temperatur ist entscheidend für den Datenzentrumsbetrieb. AKCP Überwachung bietet fortschrittliche Lösungen wie Thermische Kartierung und AKCPro Server Heatmaps, um Überhitzung und Überkühlung zu vermeiden. Diese Tools helfen bei der Hotspot Erkennung und fördern die PUE Optimierung.

AKCPro Server ist eine zentrale Überwachungssoftware, die Umwelt-, Sicherheits- und Stromparameter integriert. Sie unterstützt:

• AKCP Umweltüberwachung: Überwachung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftstrom und Wasserlecks.
• AKCP Sicherheitsüberwachung: Türsensoren und visuelle Alarme für die Sicherheit im Datenzentrum.
• AKCP Stromüberwachung: Überwachung von Ein- und Dreiphasenstrom, Generatoren und UPS für Echtzeit-PUE-Berechnungen.
• AKCP Zugangskontrolle: Verwaltung von Zugangsrechten und Audit-Berichten.
• AKCP Videoüberwachung: Integration von AKCP Kameras für visuelle Überwachung.

Die Thermische Kartierung mit AKCP-Sensoren identifiziert Hot- und Cold-Spots, optimiert die Kühlung und senkt den Energieverbrauch.

Die Optimierung von Wärmeabführungsmethoden ist entscheidend für die Datenzentrum Energieeffizienz. Freie Kühlung, Trockenkühler, Kühltürme und Adiabatische Kühler bieten unterschiedliche Vorteile, abhängig von Umgebungsbedingungen und Wasserqualität Kühlsystem. Mit AKCP Überwachung und Einhaltung der ASHRAE Richtlinien können Betreiber PUE und WUE optimieren, Kosten senken und Nachhaltigkeit fördern.

1. Warum ist Wärmeabführung für Datenzentren wichtig?

Wärmeabführung sichert den stabilen Betrieb von Servern und IT-Geräten. Effiziente Kühlung minimiert Ausfälle, senkt Energieverbrauch und verbessert die Datenzentrum Energieeffizienz sowie Nachhaltigkeit.

2. Was sind PUE und WUE?

PUE (Power Usage Effectiveness): Verhältnis von Gesamtenergieverbrauch zu IT-Energieverbrauch. 
WUE (Water Usage Effectiveness): Verhältnis von Wasserverbrauch zu IT-Energieverbrauch. Beide Kennzahlen sind entscheidend, um die Effizienz und Nachhaltigkeit von Datenzentren zu bewerten.

3. Welche Wärmeabführungsmethoden gibt es?

• Trockenkühler: Kühlen mittels Luft; ideal in kälteren Regionen; unabhängig von Luftfeuchtigkeit; begrenzte Kühlkapazität.
• Kühltürme: Nutzen Wasserverdunstung; senken PUE, erhöhen aber WUE; effizient für große Einrichtungen nahe Wasserquellen.
• Adiabatische Kühler: Kombinieren Trockenkühler- und Kühlturmvorteile; arbeiten je nach Temperatur und Feuchtigkeit flexibel; leichter höherer Wasserverbrauch.
• Freie Kühlung: Nutzt niedrige Außentemperaturen und Wasserquellen, um Energieverbrauch zu minimieren.

4. Welche Faktoren beeinflussen die Wahl der Kühlmethode?

• Umgebungslufttemperatur gemäß ASHRAE Richtlinien (18–27°C).
• Korrosion und Platzbedarf: Wasserqualität Kühlsystem beachten.
• Wasserverfügbarkeit und Verdunstung: Besonders relevant für Kühltürme und adiabatische Kühler.
• Wasserqualität: Sauberes Wasser für adiabatische Kühler, städtisches Wasser für Kühltürme.
• Klimatrends Datenzentrum und Nachhaltigkeitsziele.

5. Wie unterstützt AKCP Überwachung die Wärmeabführung?

• Thermische Kartierung: Identifiziert Hot- und Cold-Spots für optimierte Kühlung.
• AKCPro Server: Integration von Umwelt-, Sicherheits- und Stromparametern in Echtzeit.
• AKCP Umweltüberwachung: Temperatur, Feuchtigkeit, Luftstrom und Wasserleck-Erkennung.
• AKCP Sicherheitsüberwachung: Türsensoren und visuelle Alarme.
• AKCP Stromüberwachung: Ein- und Dreiphasenstrom, Generatoren und UPS für PUE-Optimierung.
• AKCP Zugangskontrolle & AKCP Videoüberwachung: Verwaltung von Berechtigungen und ONVIF-kompatible Kameras.

6. Welche Vorteile bietet die Optimierung von PUE und WUE?

• Reduzierung des Energieverbrauchs und Betriebskosten.
• Minimierung des Wasserverbrauchs und Förderung der Nachhaltigkeit.
• Effizientere Kühlung und Hotspot-Erkennung.
• Anpassung an regionale Klimabedingungen und Wasserverfügbarkeit.

Effiziente Wärmeabführung ist entscheidend für die Energieeffizienz. Die Wahl zwischen Freier Kühlung, Trockenkühlern, Kühltürmen und Adiabatischen Kühlern hängt von Umgebungsbedingungen, Wasserqualität und Nachhaltigkeitszielen ab. AKCP Überwachung und Thermische Kartierung unterstützen die PUE und WUE Optimierung, reduzieren Kosten und verbessern die Hotspot-Erkennung.