10.08.2017 Jetzt wird's kühl

Wie Kyoto Cooling die RZ-Klimatisierung aufmischt

Von: Ina Schlücker

Eine neue Technologie macht derzeit in der Rechenzentrumsbranche von sich reden. Das sogenannte Kyoto Cooling soll die indirekte freie Kühlung noch effizienter machen und für extrem gute Power-Usage-Effectiveness-Werte (PUE) von Rechenzentren sorgen. Doch kann die Technologie eines niederländischen Herstellers tatsächlich halten, was sie verspricht?

RZ-Kühlung: Das Kyoto-Cooling-Konzept kam 2011 auf den Markt.

Frischluft im Rechenzentrum: Das Kyoto-Cooling-Konzept kam bereits 2011 auf den Markt.

Bereits im Jahr 2011 kam das Kyoto-Kühlkonzept auf den Markt. Dahinter steckt ein System für die indirekte freie Kühlung (siehe Info unten). „Dabei wird das namensgebende, sich langsam drehende und mehrere Meter im Durchmesser umfassende Kyoto-Rad als Wärmetauscher genutzt, um mit Außenluft die erwärmte Luft aus dem Rechenzentrum zu kühlen“, erklärt Florian Sippel, Principal Datacenter Architect und Prokurist bei Noris Network, die Vorgehensweise. Laut Sippel bleiben die Kreisläufe von Außen- und RZ-Luft dabei getrennt. Durch die eine Hälfte des Rades strömt die kühlende Außenluft, durch die andere Hälfte die zu kühlende RZ-Luft. Die langsame Drehung sowie Größe, Struktur und Legierung des Kyoto-Rads erlauben eine hocheffiziente Kühlung, so Sippel.

Laut Dr. Peter Koch, Vice President Solutions bei Vertiv, funktioniert Kyoto Cooling ähnlich dem gängigen Luft-/Luftwärmetauscher für die indirekte freie Kühlung. Von außen betrachtet gibt es funktional und von den Leistungsdaten her keine wesentlichen Unterschiede. „Die wichtigsten Daten sind die Kühlleistung, trocken und adiabat, die geförderte Luftmengen im Innen- und Außenkreis, die erzielbare Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenluft, die elektrische Leistungsaufnahme sowie die Baugröße und das Regelungsverhalten bei verschiedenen Lasten und Betriebsparametern“, zählt Koch auf.

An einem Punkt allerdings scheiden sich die Geister und die Branchenkenner sind sich uneins. Während etwa Florian Sippel erklärt, dass eine Trennung der Außen- und RZ-Innenluftströme aufrechterhalten wird, erkennen andere Experten deren Aufhebung, inklusive der damit verbundenen Folgen. So betont Thomas Nieschalk, Systems Engineer Cooling bei Schneider Electric, dass ein indirektes Freikühlsystem durch die Verwendung eines Kyoto-Rads eine seiner entscheidenden Eigenschaften verliert: nämlich die strikte Trennung von Innen- und Außenluft. „Damit steigt die Gefahr, dass Teile der Außenluft sich mit der Umluft aus dem Datacenter vermischen und so Pollen oder Stäube eingetragen werden“, warnt Nieschalk. Dies könne erhebliche Investitionen in Filter- und Luftaufbereitungsanlagen nach sich ziehen, so dass der energetische Effekt des Kyoto-Rads geschmälert oder in der Gesamtbetrachtung gar komplett neutralisiert werde.

Ein weiterer Aspekt, der sich als Nachteil auswirken könnte, sei der gegenüber anderen Klimatisierungsmethoden komplexere Brandschutz. Denn die Luft in den Kanälen des Wärmerades fördert Außenluft nach innen und Innenluft nach draußen. „Damit gelangen, auch wenn die Außenluft gefiltert wird, gasförmige Schadstoffe nach innen. Bei einer Löschung mit Gas ist das System nach außen hin dann nicht ganz dicht“, betont Peter Koch. Zudem darf laut Koch die schiere Größe der Installation von Kyoto Cooling nicht außer Acht gelassen werden. Denn die einzelnen Komponenten sind sehr groß und müssen mit großen Luftkanälen an den IT-Raum angebunden werden. „Sie können nur unmittelbar neben dem IT-Raum außerhalb des Gebäudes oder unmittelbar auf dem Dach aufgestellt werden“, sagt Koch. Die Einführung von Kyoto Cooling bei Bestandsrechenzentren würde nur funktionieren, wenn sich das Gebäude eignet. Vor diesem Hintergrund liegt der Vorteil eines Kühlwassersystems, das aus Chiller und Umluftkühlgeräten besteht, in dessen weitgehender Unabhängigkeit, was die Gebäudegestaltung angeht. „Mit Kühlwasserleitungen lässt sich die Wärme nahezu beliebig von jeder gut geschützten Stelle innerhalb des Gebäudes nach außen führen, auch über längere Strecken. Freie Kühlung und Adiabatik sind ja auch bei diesen Systemen möglich, die Energieeffizienz ist durchaus auf ähnlichem Niveau“, so Koch.

Aufgrund der vorgegebenen architektonischen Eigenschaften werden sich existierende Datacenter mit dem Umstieg auf die Klimatisierungslösung eher schwer tun. „Der Aufwand für die meisten Bestandsrechenzentren ist sehr hoch, da diese oft für die Verwendung von traditionellen Kaltwasser- oder Direct-Expansion-Systemen (DX) geplant wurden. Dies gilt für das Gebäude selbst sowie für die meisten Sicherheits- und Verfügbarkeitskonzepte“, erläutert Thomas Nieschalk. Bei der Verwendung eines Kyoto-Rads wird Wärme über große luftführende Kanäle transportiert, so dass eine Nachrüstung meist nicht ohne erheblichen baulichen und anlagentechnischen Aufwand möglich ist. Dies bestätigt Florian Sippel: „Der effizienteste Aufbau mit außenliegenden Kühlzellen, großen Wandauslässen und hohem, doppeltem Deckenbereich erfordert eine besondere Gebäudekon­struktion. Das Rechenzentrum Nürnberg wurde von uns in einem bestehenden Gebäude errichtet – aber hier haben wir umfassend umgebaut und hatten dank des hohen Grundgebäudes große Freiheiten.“

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 07-08/2017. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Generell eignet sich das Kühlkonzept wohl für Verantwortliche, die einen RZ-Neubau planen. Interessenten können sich dafür bei verschiedenen Referenzkundenn informieren. Installationen der Kyoto-Kühltechnologie findet man u.a. in Rechenzentren von Hewlett-Packard, Dimension Data oder United Airlines. Auch hierzulande vertraut man der Technologie. So sind Datacenter von Noris Network in München und Nürnberg mit der Technologie ausgestattet. Überdies setzt der Colocation-Anbieter Maincubes in seinem im Bau befindlichen Datacenter in Offenbach auf Kyoto Cooling.

So funktioniert Kyoto Cooling:

Bei Kyoto Cooling handelt es sich laut Peter Koch von Vertiv grundsätzlich um eine spezielle Bauweise eines Luft/Luft-Wärmetauschers für die indirekte freie Kühlung. An Stelle eines Plattenwärmetauschers wird beim sogenannten Kyoto Cooling ein Wärmerad verwendet. Dieses Rad besteht aus einer langsam rotierenden Scheibe, meist aus Aluminiumwaben, die parallel zur Drehachse abwechselnd von der warmen Innenluft und der kalten Außenluft durchströmt wird. Dabei sind die Kanäle für die Außen- und Innenluft durch eine Wand voneinander getrennt. Das Rad dreht sich langsam von der warmen Seite – dabei nimmt die Aluminiumstruktur Wärme auf und speichert sie – auf die kalte Seite. Dort gibt das Aluminium die Wärme an die Außenluft ab.

Bildquelle: Thinkstock/DigitalVision

©2017 Alle Rechte bei MEDIENHAUS Verlag GmbH