Energie-effiziente Klimatisierung von Rechenzentren

Projektüberblick

Die Kühlung von Rechenzentren verursacht enorm hohe Energiekosten. Rund 30% des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums, der nicht durch die eigentliche IT erzeugt wird, entfällt auf die zur Kühlung eingesetzten Ventilatoren. Die richtige Auswahl der eingesetzten Ventilatoren kann daher einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Betriebskosten eines Rechenzentrums leisten. Allerdings erreichen die meisten Lüfter ihre maximale Effizienz nicht im aerodynamischen Betriebsbereich der Rechenzentrumskühlung.

punker hat ein Lüfterrad entwickelt, das im tatsächlichen lufttechnischen Einsatzbereich der Klimatisierung von Rechenzentren einen deutlich höheren Wirkungsgrad erreicht als Wettbewerbsprodukte. Damit kann es zu einer deutlichen Senkung der Betriebskosten beitragen. Im Vergleich zu Kunststoff-Rädern ist das Aluminium-Rad von punker zudem zu 100% recycelbar und hat eine geringere Brandlast.

Herausforderung

Steigende Packungsdichten und höhere Leistungsfähigkeiten von Rechenzentren erzeugen enorme Abwärmemengen, wobei durch die stetige Weiterentwicklung dieses Trends in Zukunft noch größere Wärmemengen zu erwarten sind. Um die optimale Funktionalität von Rechenzentren zu gewährleisten, müssen diese mit effizienten Konzepten gekühlt werden, um den extrem hohen Energieverbrauch und damit die Betriebskosten so gering wie möglich zu halten.
Die eingesetzten Lüfter spielen dabei eine enorm wichtige Rolle: Rund 30% des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums, der nicht durch die eigentliche IT erzeugt wird, entfällt auf die zur Kühlung eingesetzten Ventilatoren. Die richtige Auslegung der eingesetzten Ventilatoren bzw. Ventilatorräder kann einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Betriebskosten eines Rechenzentrums leisten.

Die meisten der in Rechenzentren eingesetzten Ventilatoren für Zu- und Abluft erreichen jedoch ihren maximale Wirkungsgrad nicht im aerodynamischen Betriebsbereich der Rechenzentrumskühlung, sondern im linken Bereich der Ventilatorkennlinie. Die in einer Ventilatorwand angeordneten Ventilatoren sollen jedoch eine große Wärmemenge ohne zusätzliche Kühlung abführen, d.h. es muss ein hoher Volumenstrom bei geringem Druck realisiert werden. Die Betriebspunkte liegen daher typischerweise auf der rechten Seite der Ventilatorkennlinie.

Ziel von punker war es, ein Lüfterrad speziell für die Kühlung von Rechenzentren zu entwickeln, das insbesondere bei Einsatz von Ventilatorwänden einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Betriebskosten und des ökologischen Fußabdrucks des Rechenzentrums leisten kann.

Ergebnisse

Die folgende Fallstudie zeigt, wie die Betriebskosten eines Rechenzentrums mit dem neuen Data Center-Ventilatorrad von punker um rund 7.000 US$ pro Jahr gesenkt werden können. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die Reduzierung der Geräuschemission um 1,4 dB[A].

Annahme:

Das Data Center soll über ein Lüfterrad mit konstant 20°C temperierter Zuluft versorgt werden, um eine optimale Funktionalität zu gewährleisten.

Betriebspunkt: 200 Pa | 16.000 m³/h
Strompreis: 0,15 $US / kWh
Ventilatorwand: 5 x 3 Lüfter 
Betrieb: 24/7/365