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09.10.2009 Rudolf Felser

Fernkälte im Rechenzentrum

Der Wiener Internet Service Provider Silver Server setzt seit kurzer Zeit neben Free Cooling auch auf umweltfreundliche Fernkälte.

Trotz effizienterer Server mit geringerem Energiebedarf, besseren Netzteilen und dem allgemeinen technologischen Fortschritt werden Computerbauteile warm. Wenn viele davon in einem Raum stehen, wie in einem Rechenzentrum, wird es schnell heiss – zu heiss für einen risikofreien Betrieb der Rechner. Hier kommt das im Verlauf der letzten Jahre immer wichtiger werdende Thema "Kühlung" ins Spiel.

Kein Rechenzentrum kann auf das Kühlen seiner Serverräume verzichten. Da der Bedarf an kalter Luft aber – nicht nur in der IKT-Branche – stetig steigt, und für deren Erzeugung auf "herkömmlichem Weg" ebenfalls wieder riesige Mengen Strom verbraucht werden, sind kreative Ansätze und Lösungen gefragt um die im Betrieb entstehende Abwärme wieder los zu werden.

Der Wiener Internet Service Provider (ISP) Silver Server setzt in seinem Rechenzentrum im Medienhaus Heiligenstädter Lände bereits länger auf eine umwelt- und budget-schonende Alternative: Die aktuell rund 200 Racks auf einer Fläche von insgesamt 750 m2 werden in den kalten Monaten, wenn draußen das Thermometer auf sechs Grad und darunter sinkt, durch Außenluft auf Betriebstemperatur gehalten (Free Cooling). In der wärmeren Zeit versahen bislang normale Kühlkompressoren ihren Dienst. Seit kurzer Zeit dienen die Kühlkompressoren nur noch als Backup, denn die Klimatisierung wurde zum Teil auf besonders umweltfreundliche Fernkälte umgestellt.

FERNKÄLTE AUS SPITTELAU So funktioniert Fernkälte: Wärme wird als Primärenergie der so genannten Kältezentrale zugeführt. Die Kältezentrale besteht aus Absorptions- und/oder Kompressionskältemaschinen. In diesen Zentralen wird jene Kälte erzeugt, die zur Kühlung der Gebäude nötig ist. Dieses auf rund sieben Grad abgekühlte Klimakaltwasser wird in gedämmten Rohrleitungen zu den Abnehmern transportiert und in deren Klimasystem eingespeist. Das von dort - nach erfolgter Kühlung - mit einer Temperatur von ca. zwölf bis sechzehn Grad zurücklaufende Wasser wird wiederum auf sieben Grad abgekühlt. Dieser Vorgang erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf.

Da das im Keller des Medienhauses angelieferte Kaltwasser laut Rainer Studnitzka, dem Teamleader Housing Operations bei Silver Server, eine zu niedrige Temperatur habe und somit die Gefahr der Bildung von Kondenswasser bestünde, kommt es rund zwei Grad wärmer aus dem Wärmetauscher – der auch den Kühlkreislauf der Fernkälte von jenem des Rechenzentrums trennt. "Der Wärmetauscher 'übergibt' das Wasser mit zwei Grad mehr an den sekundären Kreislauf – also den der die Rechenzentren kühlt – als am primären Kreislauf anliegt. Das wird unter anderem durch eine unterschiedliche Durchflussgeschwindigkeit erreicht", erklärt Studnitzka.

Die Verfügbarkeit von Fernkälte in Wien ist derzeit noch verbesserungswürdig. Das Silver Server Zugriff auf die "Kälte aus der Leitung" hat ist einerseits dem Umstand zu verdanken, dass diesen August die nahe gelegene, neue Fernkältezentrale in Spittelau nach elf Monaten Bauzeit ans Netz gegangen ist. Der andere Grund: Da im Rahmen der Bauarbeiten Leitungen quasi "vor der Haustür" verlegt wurden, lag für den ISP der Schritt nahe beim Betreiber Wien Energie Fernwärme anzuklopfen. Außer dem Medienhaus Heiligenstädter Lände, in dem neben dem Rechenzentrum von Silver Server unter anderem auch der Radiosender Ö3 untergebracht ist, versorgt die Zentrale das Allgemeine Krankenhaus der Stadt Wien (AKH Wien) sowie das Immobilienprojekt Skyline am Döblinger Gürtel und das Institutsgebäude der Hochschule für Bodenkultur (BOKU). Mit einer Kapazität von 17 Megawatt, was umgerechnet einer Kühlleistung von rund 115.000 handelsüblichen Kühlschränken entspricht, ist sie derzeit der größte Produzent von Fernkälte in Wien und bereits zu 80 Prozent ausgelastet. Eine Erweiterung ist geplant.

Prinzipiell ist Fernkälte nicht umweltfreundlicher als andere künstlich produzierte Kälte, denn auch sie muss erst mit hohem Energieaufwand "hergestellt" werden. Das Besondere an der Fernkälteproduktion in der Spittelau: als Antriebsenergie für die Kältemaschinen werden bereits vorhandenen Energieressourcen genutzt. Sowohl der für die Kälteproduktion benötigte Strom als auch die Wärme stammen direkt aus der benachbarten thermischen Abfallbehandlungsanlage Spittelau und werden bei der thermischen Behandlung des Mülls gewonnen. Dadurch wird auch der Ausstoß schädlicher Treibhausgase und Luftschadstoffe reduziert. "Fernkälte braucht, wenn sie aus der Abfallbehandlung kommt, nur ein Zehntel der Primärenergie herkömmlicher Kälteerzeuger und sichert dadurch ebenso hohe CO2-Einsparungen", erläutert Gerhard Fida, technischer Geschäftsführer von Wien Energie Fernwärme.

INTELLIGENTE STEUERUNG Durch den ergänzenden Einsatz zu den bestehenden Kühlkompressoren und der Außenluftkühlung ist Silver Server in mehrfacher Hinsicht auf der sicheren, umweltschonenden Seite. Eine intelligente Steuerung dieser nunmehr drei Elemente schafft eine hohe Ausfallsicherheit und ein Optimum an Energieeffizienz. Das neue, verbesserte Klimatisierungskonzept lautet: Fünf Monate des Jahres kalte Außenluft, fünf Monate Fernkälte, in den Übergangszeiten Mischbetrieb. Die Kühlkompressoren fungieren nur noch als Backuplösungen.

Auch für den Fall, dass die Steuerung ausfällt wurde vorgesorgt, wie Studnitzka gegenüber Computerwelt.at bei der Besichtigung der Anlage erklärte. In diesem Fall übernehmen automatisch die Kühlgeräte die Regelung der Raumtemperatur, womit die Effizienz zwar vorübergehend in den Hintergrund rückt, aber kein Risiko für den Betrieb im Rechenzentrum entsteht. Natürlich ist man auch auf Stromausfälle vorbereitet – nicht nur in den Serverräumen mit ihren USV-Anlagen für die Geräte, sondern am gesamten Standort. "Innerhalb von acht Sekunden geht das Licht bei uns wieder an. Prinzipiell können wir uns monatelang selbst mit Energie versorgen. Wegen der Dieselaggregate wäre das aber ziemlich teuer", so Studnitzka mit einem Augenzwinkern.

"Dass die neuartige Fernkälte sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch Vorteile bringt, ist ein erfreuliches Zusammentreffen", resümiert Silver Server-Geschäftsführer Oskar Obereder. Dass Silver Server diese neue Technik sofort und für Rechenzentren innovativ zur Anwendung gebracht hat, sei ein deutliches Zeichen für den in allen Belangen gelebten Pioniergeist des Unternehmens. (rnf)

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