Serverraum kühlen ohne Klimaanlage - Möglich und wie geht das?

Die Alternative zum Serverraum kühlen ohne Klimaanlage ist die Serverraum-Kühlung mit einer Klimaanlage. Zur Optimierung der Kühlung von Serverräumen mit Klimaanlage eignen sich Kaltgang- oder Warmgangsysteme. SCS Faco produziert und verkauft hochwertige Kaltgang- und Warmgangsysteme für eine optimierte Kühlleistung von bestehenden Kühlsystemen.

Wie kann man einen Serverraum kühlen ohne Klimaanlage?

Man kann einen Serverraum ohne Klimaanlage kühlen, indem man alternative Kühlmethoden wie die adiabate Kühlung, die Immersionskühlung oder die freie Kühlung einsetzt. Eine unterstützende Luftzirkulation im Serverraum bieten Gebläse oder Ventilatoren. 

Eine effektive Ergänzung zu den genannten Kühlmaßnahmen im Serverraum sind bauliche Maßnahmen wie höhere Decken oder die Einrichtung spezieller Kühlzonen. 

In den folgenden Abschnitten sind die wichtigsten Alternativen, mit denen sich ein Serverraum ohne Klimaanlage kühlen lässt, im Detail erklärt. 

Adiabate Kühlung

Die adiabate Kühlung ist eine effiziente Methode zur Kühlung von Serverräumen ohne Klimaanlage. Bei der adiabaten Kühlung wird die Verdunstungskälte von Wasser zur Kühlung des Serverraums genutzt. Der natürliche Prozess der Wasserverdunstung sorgt dabei für 95 % der Kühlleistung. 

Bei der adiabaten Kühlung entsteht Verdunstungskälte, indem die Außenluft durch wassergetränkte Pads geleitet wird. Das Wasser nimmt die Wärmeenergie der Luft auf und verdunstet. Durch diesen physikalischen Prozess wird die Lufttemperatur um bis zu 15 °C gesenkt.

Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist der Effekt der Verdunstungskühlung begrenzt. Adiabatische Kühlung ist am effektivsten in Umgebungen mit niedriger bis mittlerer Luftfeuchtigkeit. 

Der Einsatz einer adiabaten Kühlung ermöglicht Energieeinsparungen von bis zu 80 % in Serverräumen und stellt eine effiziente Methode zur Kühlung von Servern dar.

Immersionskühlung

Die Immersionskühlung (auch Tauchkühlung genannt) ist eine Methode, mit der man Serverräume ohne Klimaanlage kühlt, indem die Hardware wie Server oder Speichergeräte in eine elektrisch nicht leitende Flüssigkeit getaucht werden. Die Flüssigkeit führt die von den Geräten abgegebene Wärme direkt ab. 

Die Tauchkühlung in Serverräumen gibt es in zwei Arten. Bei der einphasigen Immersionskühlung werden alle Komponenten des Servers in eine nichtleitende, dielektrische Flüssigkeit getaucht, um die Wärme über einen Wärmetauscher abzuführen. Das Kühlmittel bleibt flüssig und wird nicht zum Sieden gebracht. 

Bei der zweiphasigen Immersionskühlung wird eine Flüssigkeit verwendet, die durch die Wärme der Geräte zum Sieden gebracht wird. Dadurch verdampft die Flüssigkeit. Der Dampf steigt auf, kondensiert an einem Kondensator und tropft in den Flüssigkeitsbehälter zurück. Beide Kühlverfahren erhöhen den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung und kühlen IT-Geräte in Serverräumen.

Ein durchschnittlicher Serverraum verbraucht durch den Einsatz einer Immersionskühlung fast 50 Prozent weniger Energie als mit einer reinen Luftkühlung. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Universität Groningen, in der Luft- und Immersionskühlung miteinander verglichen wurden.

Immersionskühlsysteme für Serverräume erfordern eine sorgfältige Handhabung der Kühlflüssigkeit. Vor einer Reparatur oder einem Austausch ist die Flüssigkeit vollständig abzulassen und das System intensiv zu reinigen. Die Umbaumaßnahmen für einen Serverraum mit Immersionskühlung sind zeitintensiv. 

Freie Kühlung

Die freie Kühlung ist eine Methode, einen Serverraum ohne Klimaanlage zu kühlen, bei der man natürlich gekühlte Luft oder Wasser verwendet. Freie Kühlung ist bei geeigneten Umgebungsbedingungen eine kostengünstige und energieeffiziente Alternative zu elektrisch betriebenen Kühlsystemen wie Klimaanlagen. 

Laut der Fachzeitschrift “IKZ Fachplaner” liegen die Energieeinsparpotenziale der freien Kühlung bei bis zu 80%.

Freie Kühlung funktioniert über Wärmeaustausch. Kalte Luft oder kaltes Wasser werden genutzt, um Wärme abzuführen und einen Kühleffekt zu erzielen. Der Wärmeaustausch erfolgt durch den Kontakt der warmen Luft mit der kühlenden Umgebung. Außer dem Strom für die Ventilatoren wird keine Energie verbraucht.

Bei der freien Kühlung wird zwischen direkter und indirekter freier Kühlung unterschieden. Bei der direkten freien Kühlung wird das Kältemedium, z.B. Luft, direkt zu den zu kühlenden Komponenten - z.B. den Servern - geleitet. 

Bei der indirekten freien Kühlung wird die Innenluft des Rechenzentrums mit einem Kältemittel gekühlt, das durch die Außenluft abgekühlt wird. Die indirekte freie Kühlung bietet den Vorteil, dass Feuchtigkeit und Verunreinigungen der Außenluft für den Serverraum keine Gefahr darstellen.

Die Effizienz der freien Kühlung im Serverraum hängt von den Umgebungsbedingungen ab. In Regionen mit hohen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit ist der Kühleffekt stark begrenzt. Bei Temperaturen unter 18°C wird kalte Luft durch geöffnete Fenster oder eine Lüftungsanlage in den Serverraum geleitet. 

Bei Temperaturen über 20°C hat die freie Kühlung zunehmend Probleme, die Wärme vollständig abzuführen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des Bundesamtes für Energie und der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Für Serverräume, die eine konstante Kühltemperatur benötigen, ist die freie Kühlung nicht geeignet, da sie von der Außentemperatur abhängig ist. 

Gebläse und Ventilatoren

Mit Gebläsen und Ventilatoren lassen sich Serverräume ohne Klimaanlage kühlen. Durch Gebläse und Ventilatoren wird die von den Servern erzeugte warme Luft nach oben oder außen abgeführt. Gleichzeitig sorgen Ventilatoren für die Zufuhr kühlerer Luft in den Serverraum.

Gebläse und Ventilatoren sind eine einfache und kostengünstige Lösung für die Kühlung von Serverräumen. Sie eignen sich für kleine Serverräume mit wenigen Servern oder als Ergänzung zu bestehenden Kühlsystemen. Die Effizienz und Kühlleistung von Gebläsen und Ventilatoren hängt von äußeren Faktoren wie der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit ab. 

Bauliche Maßnahmen

Bauliche Maßnahmen können in Betracht gezogen werden, um einen Serverraum ohne Klimaanlage zu kühlen. Beispielsweise tragen höhere Decken zur besseren Ableitung der aufsteigenden Warmluft und zur Verbesserung der Luftströmung im Raum bei. Zur gezielten Kühlung bestimmter Bereiche des Serverraums lassen sich eigene Kühlzonen einrichten.  

Die Gestaltung von Boden und Decke spielt bei der Kühlung eines Serverraums eine zentrale Rolle. Doppelböden und abgehängte Decken erleichtern die Luftzirkulation und unterstützen die passive Kühlung. Strategisch platzierte Türen und Fenster sind wichtig, um das Eindringen warmer Außenluft zu minimieren und gleichzeitig die Bedingungen für eine effektive Kühlung durch Frischluft im Inneren zu optimieren. 

Bauliche Maßnahmen sind eine unterstützende Ergänzung, um die Effizienz bestehender Kühlsysteme zu optimieren.

Warum ist die Kühlung in Serverräumen notwendig?

Die Kühlung in Serverräumen ist notwendig, weil die IT-Geräte im Serverraum ohne effiziente Kühlung zu überhitzen drohen. Bei Überhitzung besteht die Gefahr von Systemausfällen, Datenverlusten und Bränden. Eine effektive Kühlung im Serverraum verhindert die Überhitzung der Geräte.

Systemausfälle, Datenverluste und Brände verursachen für Unternehmen hohe Kosten. Je nach Schweregrad führen diese Folgen der Überhitzung schlimmstenfalls zur Handlungsunfähigkeit des Unternehmens. Ein Kühlsystem schützt vor diesen Konsequenzen, indem es die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in den Serverräumen konstant in einem akzeptablen Bereich hält. 

Für einen optimalen Betrieb sollten Serverräume eine Temperatur von 18 bis 27 Grad Celsius aufweisen. So empfiehlt es die American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.

Gerade die Gefahr von Bränden ist in Serverräumen nicht zu unterschätzen, weil die dort befindlichen IT-Geräte sehr empfindlich sind und teilweise aus brennbaren Materialien bestehen. Deshalb ist ein hochwertiges Kühlsystem unverzichtbar für einen effektiven Brandschutz in Serverräumen. 

Alternativen zum Serverraum kühlen ohne Klimaanlage

Die Alternative zum Serverraum kühlen ohne Klimaanlage ist die Serverraum-Kühlung mit einer Klimaanlage. Klimaanlagen sind eine effektive und stabile Art der Kühlung von Serverräumen. 

Eine Klimaanlage für den Serverraum lässt sich optional durch ein Kaltgang- oder Warmgangsystem ergänzen. Kaltgang- und Warmgangsysteme optimieren die Luftzirkulation im Serverraum, indem sie warme und kalte Luft strikt voneinander trennen. Auf diese Weise wird die Kühlung mit der Klimaanlage so effizient wie möglich gestaltet. 

Wir von SCS FACO produzieren und verkaufen hochwertige Kaltgang- und Warmgangsysteme zur Ergänzung von bestehenden Kühlsystemen in Serverräumen. Unsere Kaltgang- und Warmgangsysteme leisten einen wichtigen Beitrag zur Kühlung von Servern und anderen IT-Komponenten. In Kombination mit einer Klimaanlage sind Kaltgang- und Warmgangsysteme eine Alternative zur Serverraumkühlung ohne Klimaanlage.