DKV-Seminar "Kühlung von Rechenzentren"

01.04.2020

Vom 4. bis 5. März 2020 fand das DKV-Seminar "Kühlung von Rechenzentren" in Karlsruhe statt (DKV: Deutscher Kälte- und Klimatechnischer Verein, https://dkv.org/). Ziel war ein intensiver Erfahrungs- und Wissenstransfer rund um das Thema Rechenzentrum-(RZ)-Klimatisierung. Unter der Leitung von Dr. Holger Neumann nahmen sich die Referenten anschaulich unter anderem der Themen Kühlungsbedarf im RZ, relevante Normen, Wärmepumpen oder des Themas marktwirtschaftliche Gesichtspunkte eines RZ an. Der Sicherheits-Berater war vor Ort und gibt zusammenfassend einen Überblick der Inhalte:

Dr. Ralph Hintemann vom Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit (www.borderstep.de/) gab einen Überblick über Marktentwicklungen und Energieeinsparpotenziale bei Rechenzentren. Dazu zeigte er Grafiken zum momentanen und zukünftigen Energiebedarf von RZ und klärte über Unterschiede der RZ-Typen auf (z. B. Cloud-, Edge- und Colocation-RZ). Er nannte Standortfaktoren für Deutschland und erläuterte den Kühlbedarf und Nutzungsmöglichkeiten der Abwärme von RZ. Sein Fazit lautete:

  • RZ sind das Rückgrat der Digitalisierung.
  • Der Energiebedarf wird auch in Zukunft weiter steigen.
  • Deutschland muss aufpassen, nicht den internationalen Anschluss zu verlieren.
  • Abwärmenutzung und neue Technologien können den Standort Deutschland auch zukünftig attraktiv machen.
  • Politik, Verwaltung und Unternehmen sind gefordert.

Dr. Berthold Mengede der ZWP Ingenieur AG (www.zwp.de/) gab einen Überblick über die für RZ relevante nationale und internationale Normung. Dazu ging er auf die Anforderungen der ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) ein, den Einfluss der IT-Hardware-Fehlerrate und den Stromverbrauch der IT bei ansteigender Server-Zulufttemperatur. Darüber hinaus gab er einen kurzen Überblick über den Aufbau der DIN EN 50600-Reihe. Das Hauptaugenmerk lag jedoch auf der kürzlich erschienenen (2019-08) aktualisierten VDI 2054.

Michael Haderer der Thomas-Krenn AG (www.thomas-krenn.com/de/index.html) referierte über Kühlungsmedien, -kreisläufe und Komponenten in der IT-Welt. Er ging noch einmal auf das Projekt "Hot-Fluid-Computing" (siehe dazu auch den Artikel "Neues Projekt zur Abwärmenutzung" im Sicherheits-Berater, Ausgabe 11/2019 vom 1.6.2019, S. 220) ein und stellte Varianten der Flüssigkühlung vor. Dazu stellte er Komponenten vor, die flüssig gekühlt werden und erläuterte deren Funktion und Vorteil für die Abwärmenutzung.

Prof. Dr.-Ing. habil. Thorsten Urbaneck der TU Chemnitz (www.tu-chemnitz.de/) durfte seine Expertise gleich zweimal unter Beweis stellen: Zum einen verglich er Varianten der Kälteerzeugung mit Nutzung der freien Kühlung und bewertete dabei PUE, Investitions- und Betriebskosten, Kältegestehungskosten oder auch die Veränderung der Betriebsstunden einer Kältemaschine in Abhängigkeit von Standort und Zulufttemperatur im Serverraum. Dabei handelte es sich jedoch um eine rein theoretische Betrachtung, es wurde kein real existierendes RZ für die Simulationen herangezogen.

Im zweiten Vortrag ging er auf das Projekt "RenewIT" ein und stellte das daraus resultierende "RenewIT-Tool" vor. Dabei handelt es sich um ein frei verfügbares Online-Tool (www.renewit-tool.eu/), das nach eigenen Aussagen eine "Grobstruktur-Analyse" darstellt. Auf Basis von Katalogen und TRNSYS-Simulationen (Werkzeug zur Simulation von Anlagen und Gebäuden) kann über die Wahl des Standorts, des Klimatisierungssystems, der Rackbelegung, Zulufttemperatur, Strompreisen und weiterer Faktoren der Einfluss der Nutzung von erneuerbarer Energien, der freien Kühlung und die Energieeffizienz eines künftigen RZ an dem gewählten Standort mit den eingegebenen Randbedingungen ermittelt werden.

Florian Hanslik der Efficient Energy GmbH (https://efficient-energy.de) ging noch einmal auf die Vorteile von Wasser als Kältemittel (R718) ein und stellte in diesem Zusammenhang die nun auf dem Markt erhältliche Kältemaschine mit Wasser als Kältemittel, den "eChiller" vor (siehe dazu auch den Artikel "Wasser als Kältemittel" im Sicherheits-Berater, Ausgabe 22/2014 vom 15.11.2014).

Dr. Rainer Jakobs, unter anderem Mitglied im DKV, stellte Einsatz und Nutzen von Wärmepumpen vor und zeigte unterschiedliche Praxisbeispiele energieeffizienter RZ.

Steffen Kühnert der Fahrenheit GmbH (https://fahrenheit.cool/en/, ehemals SorTech AG), zeigte anschaulich an einem Praxisbeispiel die Funktion der Verdunstungskühlung (im Vakuum) und ging auf die damit einhergehenden Möglichkeiten der Energieeinsparung bei Nutzung der Adsorptionskühlung ein. Idealerweise zur Abwärmenutzung bei (Warm-)Wasserkühlung genutzt, werden Adsorptionskühler der Fahrenheit GmbH unter anderem im Leibniz-RZ für den Supercomputer "SuperMUC" eingesetzt (siehe dazu auch den Artikel "Rechenzentren mit eigener Abwärme kühlen" im Sicherheits-Berater, Ausgabe 06/2016 vom 15.3.2016). Inzwischen können nach Aussage von Herrn Kühnert die Adsorptionskühler der Fahrenheit GmbH bereits mit Temperaturen unter 50 Grad Celsius arbeiten.

Ulrich Terrahe der dc-ce RZ-Beratung GmbH & Co. KG (www.dc-ce.de) stellte die RZ-Kühlung aus marktwirtschaftlicher Sicht dar und warb unter anderem für einen gesamtwirtschaftlichen Ansatz bei Planung und Bau von RZ und deren Kühlmethoden. Dafür zeigte er unter anderem über eine TCO-(Total Cost of Ownership)-Betrachtung auf, inwiefern und bis zu welchem Grad höhere Investitionskosten zur Verbesserung der Energieeffizienz und damit geringeren Betriebskosten führen können. Auch zeigte er Beispiele für effiziente RZ-Kühlungen.

Zum Abschluss des Seminars wurde allen Interessierten eine Besichtigung des HPC-Rechenzentrums mit dem ForHLR (Forschungshochleistungsrechner) des KIT (Karlsruher Institut für Technologie, www.kit.edu/) ermöglicht. Der ForHLR verfügt über eine Warmwasserkühlung mit Abwärmenutzung für Heizung im Winter und ganzjähriger freier Kühlung. Unter anderem gewann das RZ den ersten Preis beim Deutschen Rechenzentrumspreis in der Kategorie "Neu gebaute und Ressourceneffiziente Rechenzentren" im Jahr 2017.

Fazit

Bei dem Seminar des DKV handelte es sich um eine gelungene Veranstaltung mit ausgewiesenen Fachleuten als Referenten und einem Veranstaltungsleiter, der es verstand, offene Fragen aufzunehmen und zu klären. Der Besuch des HPC-Rechenzentrums des KIT stellte einen weiteren gelungenen Höhepunkt zum Abschluss der Veranstaltung dar. Wir bewerten dieses Seminar als Pflichttermin für alle, die sich mit Rechenzentren und deren Infrastruktur beschäftigen. Hinweis: Das Seminar dient auch als Fort- und Weiterbildungsmaßnahme mit Teilnahmebestätigung.

: : : Christoph Riedel : : :


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