Ich weiß, was Du letzten Sommer getan hast

Patrick Cotton ist Global Chiller Product Manager bei Airedale

Hat die jüngste Ankündigung von Thames Water zu Wasserbeschränkungen den Betreibern von Londoner Rechenzentren einen Schauder über den Rücken gejagt?

Eine aktuelle Ankündigung des Wasserversorgers Thames Water bereitet den Betreibern von Londoner Rechenzentren möglicherweise Kopfzerbrechen, da ernsthaft darüber nachgedacht wird, ihren Wasserverbrauch zu Spitzenzeiten einzuschränken.

Das nasse Wetter in Großbritannien in diesem Sommer hat kaum dazu beigetragen, den Diskurs über den Wasserverbrauch von Rechenzentren zu dämpfen, da weite Teile Europas von extremen Hitzewellen heimgesucht wurden und in den USA Dürren vorherrschen. Wasser ist eine Ressource, die zunehmend unter Druck steht. Bis 2030 wird der weltweite Bedarf an Süßwasser das Angebot um 40 Prozent übersteigen.

Thames Water befürchtet, dass sich Hitzewellen in Großbritannien wie im letzten Sommer wiederholen könnten, als Rechenzentren in der gesamten Hauptstadt gezwungen waren, ihre Kühlsysteme mit zusätzlichem Wasserspray zu ergänzen, um die Geräte betriebsbereit zu halten.

Abhängig von den Kühlmethoden könnten große Rechenzentren Schätzungen zufolge möglicherweise zwischen einer Million und fünf Millionen Gallonen Wasser pro Tag (zwischen 3,78 Millionen und 18,92 Millionen US-Litern) verbrauchen.

All dies geschieht, da die Europäische Kommission ab März 2024 von den Betreibern verlangen wird, der Öffentlichkeit umfangreiche Daten über ihren Energie- und Wasserverbrauch zu melden, was den Druck auf Rechenzentren erhöht, sorgfältig über ihre Kühlsysteme nachzudenken.

Was können Betreiber also nutzen, um dem steigenden Wasserdruck einen Schritt voraus zu sein? Airedales globaler Produktmanager für Kältemaschinen, Patrick Cotton, hat drei Ratschläge:

Kältemaschinen sind das Arbeitspferd jedes Rechenzentrums-Kühlsystems und werden das ganze Jahr über im Freien betrieben. In den letzten zehn Jahren wurden Kältemaschinen größtenteils für Umgebungstemperaturen von 35 °C ausgelegt, was bedeutet, dass sie für den Betrieb bei Außentemperaturen von bis zu 35 °C ausgelegt sind.

Leider ist diese Auslegungsvoraussetzung nicht mehr zeitgemäß, da Sommerspitzen, die diesen Schwellenwert überschreiten, immer häufiger vorkommen. Den Betreibern von Rechenzentren bleibt keine andere Wahl, als zu versuchen, die Temperaturen, die die Kühler an den Kondensatorschlangen erzeugen, durch zusätzlichen Wassersprühstrahl zu senken.

Bei Airedale werden Kältemaschinen, die von unseren Werken zu Rechenzentrumskunden gelangen, fast immer für eine Umgebungstemperatur von über 38 °C ausgelegt und spezifiziert, wobei der Betrieb bis zu 45 °C und manchmal sogar 50 °C in Europa beträgt. Die Erhöhung dieser Schwellenwerte wird durch eine Verbesserung des Designs des Kühlers erreicht, wobei mechanische, elektrische und steuerungstechnische Verbesserungen berücksichtigt werden, wie zum Beispiel:

Die räumlichen Anforderungen an Rechenzentrumseinrichtungen werden in erster Linie unter Berücksichtigung des Leerraums festgelegt, es muss jedoch auch bei der Berücksichtigung der Größe und Anordnung des Kühlkomplexes Vorsicht geboten sein.

Kältemaschinen selbst erzeugen Wärme und häufig sind die Kältemaschinen zu nahe beieinander positioniert, wodurch die natürliche Luftzirkulation beeinträchtigt und ein Mikroklima auf dem Gelände entsteht. Dies kann zu einem erheblichen Unterschied zwischen der Umgebungstemperatur und der Temperatur an der Spule führen.

An typischen Rechenzentrumsstandorten kommt es aufgrund der Umwälzung zu einem Temperaturanstieg von 2 °C, wir haben jedoch einen Temperaturanstieg von sechs oder 7 °C beobachtet, wenn der Platz zwischen den Kühlern knapp ist. Dies führt zu einem Anstieg der Anzahl der Stunden, in denen der Kühler Temperaturen außerhalb seines komfortablen Betriebsbereichs ausgesetzt ist, und damit zu einem Anstieg seines Bedarfs an zusätzlichem Wasser. Blindplatten sorgen nicht nur für ausreichende Abstände zwischen den Kühlern, sondern können auch die Luftrückführung auf die Kondensatorschlangen reduzieren.

Wenn zusätzliches Wasser benötigt wird, beispielsweise an alten Standorten, an denen Kältemaschinen installiert wurden, bevor die Auslegung auf erhöhte Umgebungstemperaturen zur Norm wurde, ist es wichtig, dass die installierten adiabatischen Systeme so wassersparend wie möglich sind und intelligente Steuerungen zur Optimierung ihrer Nutzung eingesetzt werden.

Um Wasser zu sparen, ist es wichtig, den Wasserverbrauch zu minimieren, indem eine Strategie angewendet wird, die die adiabatische Kühlung nur dann aktiviert, wenn dies unbedingt erforderlich ist. Dies ersetzt eine Strategie, die das adiabatische System zur Steigerung der Gesamteffizienz nutzt. Schließlich ist Wasser eine ebenso wertvolle Ressource wie Strom, wenn nicht sogar noch wertvoller.

In London könnte dies bedeuten, dass die Zahl der Stunden im Jahr, in denen adiabatische Kühlung eingesetzt wird, mehrere zehn Stunden beträgt, verglichen mit Hunderten von Stunden, wenn sie das ganze Jahr über zur Steigerung der Energieeffizienz genutzt würde.

Schließlich ist auch das Ausmaß der angestrebten Temperaturunterdrückung wichtig. Das Anstreben hoher Unterdrückungsgrade bedeutet, dass mehr Wasser benötigt wird, und führt in der Regel auch zu „Overspray“, bei dem proportional mehr Wasser versprüht werden muss, als tatsächlich von der Luft absorbiert wird, wobei der Overspray verschwendet wird.

Airedales Standpunkt zu Kühlsystemen war schon immer, dass intelligentes Systemdesign die von Rechenzentrumsbetreibern angestrebte Energieeffizienz liefern kann, ohne dass zusätzlicher Wasserverbrauch erforderlich ist.

Erfahren Sie mehr aus einer Studie zum Vergleich des Energieverbrauchs von Rechenzentren

Airedale hat moderne Kühlsysteme mit geschlossenem Kreislauf installiert, die das Wasser umwälzen, anstatt es zu verschwenden. Dabei kommen optimierte Kühler, CRAHs und Softwaresysteme zum Einsatz, die bei Projekten auf der ganzen Welt fantastische PUEs liefern.

Wir können jedoch nicht ignorieren, dass sich die Welt verändert. Extreme Wetterereignisse im Sommer kommen immer häufiger vor und finden direkt vor der Haustür der Rechenzentrumsbranche statt und wirken sich auf Wachstumszentren in Europa, den USA und darüber hinaus aus.

Bei neuen Projekten kann über die Auslegung der Kältemaschine nachgedacht werden, aber die große installierte Basis erfordert Aufmerksamkeit, um zu verhindern, dass die Anlagen bei heißem Wetter umfallen.

In manchen Fällen ist zur Entlastung eine adiabatische Kühlung erforderlich, die als Peak-Lopping-Methode eingesetzt wird. Wenn dies als letztes Mittel auf intelligente Weise eingesetzt wird, gibt es keinen Grund, warum Versorgungsunternehmen wie Thames Water nicht im Einklang mit der Rechenzentrumsbranche arbeiten können.

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