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8 l 2020 35 l datacenter & Netzwerke l Nachhaltige Infrastruktur entfällt Mit dem Einsatz der freien Kühlung erreichen die Anwender dass kein wertvoller und kostspieliger Platz im Rechenzentrum selbst benötigt wird Denn meist können die Nutzer die entsprechenden Wärmetauscher auf dem Dach oder außerhalb platzieren Wohin mit der Abwärme? Rechenzentrumsbetreiber können sich die Abwärme in Form des aufgeheizten Wassers zu Nutze machen Besonders wenn sie dies bei der Konzeptionierung der Warmwasserkühlung strategisch einplanen Das Thema Abwärmenutzung steht zwar aktuell noch am Anfang doch wollen Entwickler in Zukunft diverse Anwendungszwecke umsetzen So soll die Abwärme aus Rechenzentren beispielsweise andere Gebäudeteile Gebäude in unmittelbarer Nähe oder Schwimmbäder heizen Andere Beispiele aus der Praxis sind der Betrieb von Gewächshäusern oder von Algenfarmen Ein entsprechendes Projekt existiert bereits in Niedersachsen Dabei nutzt das besagte Rechenzentrum eine Stromversorgung aus regenerativen Switches oder Speichereinheiten Dabei kommen Adsorptionskältemaschinen zum Einsatz die mit der Energie des aufgeheizten Wassers angetrieben werden und damit Kaltwasser erzeugen ohne dass zusätzliche Energie zur Kälteerzeugung zugeführt werden muss Server auf Tauchstation Eine weitere Variante der Flüssigkeitskühlung ist die Immersionskühlung bei der ganze Server in eine Kühlflüssigkeit getaucht werden Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin dass die Wärme unmittelbar dort abgeführt wird wo sie entsteht und keine zusätzlichen Kühlleitungen innerhalb des Servers benötigt werden Hierbei entsteht eine platzsparende Kühllösung da ein Sekundärkreislauf die entstehende Abwärme abführen kann Allerdings gibt es auch Umstände die eine flächendeckende Immersionskühlung verhindern Mitarbeiter im Rechenzentrum erleben einen zeitintensiven Wartungsaufwand und müssen mit ungewohnten und teilweise toxischen Kühlflüssigkeiten umgehen So sind Techniker dazu gezwungen sollten sie einen Prozessor eine Komponente oder einen ganzen Server reparieren oder austauschen müssen diesen zunächst abtropfen zu lassen und von der Kühlflüssigkeit zu reinigen Damit können Service-Mitarbeiter in einem solchen Kühlkonzept Wartungsarbeiten im laufenden Betrieb nur schwer umsetzen Doch dabei gibt es einen entscheidenden Knackpunkt Rechenzentren erzeugen durch immer leistungsintensivere Supercomputer den erhöhten Datenverkehr durch das Internet der Dinge oder auch durch Big-Data-Anforderungen immer mehr Wärme Die Energie wird für die Rechenkapazitäten benötigt weshalb Rechenzentrumsbetreiber gar nicht am Problem der Wärme vorbeikommen Deshalb setzten Forscher und Hersteller viel Zeit und Mühe in Wasserkühlungskonzepte wie die Immersionskühlung Denn hier können Datacenter in Zukunft eine energieund somit auch kosteneffizientere Lösung für ihre Kühlung finden Andreas Thomasch ist Director HPC & AI DACH bei Lenovo DCG Im Rechenzentrum München-Ost des Betreibers Noris Network kommt die Kyoto-Kühlung zum Einsatz Dabei dienen die mit Lamellen versehenen Räder als Wärmetauscher Sie drehen sich langsam und nutzen dabei die Außenluft um die erwärmte Luft im Rechenzentrum abzukühlen noris network AG Beim Funktionsprinzip einer Adsorptionskühlung befinden sich zwei Wärmetauscher Verdampfer und Adsorber sowie Wasser in einer Vakuumhülle Der Adsorber saugt das auf dem Verdampfer abgelagerte Wasser an Die Verdampfung des Wassers kühlt den Verdampfer und füllt den Adsorber welcher sich erwärmt Sobald der Adsorber ausreichend Wasserdampf aufgenommen hat wechselt der Prozess Heißes Wasser durchströmt den Adsorber und Wasserdampf wird desorbiert Der abgegebene Wasserdampf lagert sich auf dem Verdampfer ab wodurch sich das durch den Adsorber fließende Heißwasser abkühlt und das durch den Verdampfer fließende Wasser aufwärmt Der Kreislauf steht somit wieder am Anfang Zwei identische Vakuummodule arbeiten dabei phasenversetzt damit kontinuierlich ein Modul für die Kühlung arbeitet In einem Modul sorgt verdampfendes Wasser für Kühlung und im anderen regeneriert die Heißwasserzufuhr den Adsorber So entsteht eine konstante Kälte durch Wärmezufuhr Fahrenheit GmbH Quellen namentlich Windkraft mit der Unterstützung von Photovoltaik-Energie Die Abwärme der Server wird weitergeleitet um eine Algenfarm zu erschaffen die aktiv CO2 abbaut So schaffen die Rechenzentrumsbetreiber einen Energiekreislauf in dem erneuerbare Energie genutzt wird und auch nicht verloren geht sondern aktiv Treibhausgasemissionen entgegenwirkt was wiederum eine durchweg positive Klimabilanz schafft Die Abwärme der Server lässt sich im Zuge von Verfahren der Energierückgewinnung außerdem zur Erzeugung von Kälte nutzen So ist das Kühlsystem auch in der Lage Komponenten energieeffizient zu kühlen wenn diese nicht in den Kreislauf der Warmwasserkühlung integrierbar sind Dazu zählen beispielsweise