14.01.2020 • Energie

Rechenzentren mit Wasser kühlen

Modellversuch für ein umweltfreundliches und energiesparendes Kühlverfahren.

Rechenzentren verbrauchen viel elektrische Energie und erzeugen dabei als Neben­produkt Wärme. Deshalb müssen sie mit zusätz­licher Energie gekühlt werden. Um diese Wärme­energie zu nutzen, entwickelte das Unter­nehmen Efficient Energy in München das wasser­basierte Kühl­ver­fahren „eChiller“. Es soll jetzt an der Hoch­schule für ange­wandte Wissen­schaften in München erst­mals in einem Hybrid-System zum Einsatz kommen. Dazu wird das Rechen­zentrum modell­haft umge­baut. Ziel ist es, den eChiller auch bei anderen Kühl­prozessen anzu­wenden. Die Deutsche Bundes­stiftung Umwelt förderte die Entwick­lung des eChillers mit 800.000 Euro und unter­stützt nun den Modell­versuch erneut fach­lich und finan­ziell mit 270.000 Euro.

Abb.: Rechenzentren verbrauchen viel Energie und geben viel Wärme ab. Der...
Abb.: Rechenzentren verbrauchen viel Energie und geben viel Wärme ab. Der „eChiller“ soll mit Wasser als Kältemittel den Stromverbrauch um bis zu siebzig Prozent verringern. (Bild: Efficient Energy)

„Momentan sind etwa fünf Prozent des deutschen Treib­haus­gas­aus­stoßes und 14 Prozent des Strom­ver­brauchs auf Kälte­technik zurück­zu­führen“, erklären Projekt­leiter Jörg Bentz und Christian Schweigler von der Hoch­schule. Etwa ein Fünftel des gesamten Energie­ver­brauchs eines Rechen­zentrums entfalle auf den Betrieb der Kälte­anlagen. Das sei aus zwei Gründen proble­matisch: Zum einen benötige man dafür Kälte­mittel auf Basis von Fluor­kohlen­wasser­stoffen, die eine um ein Viel­faches höhere klima­schäd­liche Wirkung besitzen als das Treib­haus­gas Kohlen­dioxid. Zum anderen werden durch den hohen Strom­bedarf zusätz­lich Treib­haus­gase verur­sacht, weil der verwendete Strom noch größten­teils aus end­lichen Energie­trägern gewonnen werde.

Der eChiller soll beide Probleme lösen. Wasser als Kälte­mittel setzt keine klima­schäd­lichen Gase frei. Außerdem ermöglicht die neue Technik das Kühlen mit mini­malem Energie­aufwand. Der Strom­ver­brauch lässt sich so um bis zu siebzig Prozent verringern. Beides ist nicht nur mit Blick auf das Klima, sondern auch unter wirt­schaft­lichen Gesichts­punkten von Bedeutung: Seit dem Jahr 2000 hat sich der Strom­ver­brauch deutscher Rechen­zentren ver­drei­facht. Und im Zuge der Digita­li­sierung ist mit einem weiterhin steigenden Bedarf zu rechnen.

In der Hochschule ist der modellhafte Umbau einer Rechenzentrums-Klimatisierung hin zu einem energiewirksamen Hybrid-System geplant. Dazu sollen die bestehenden Kälteanlagen weiter genutzt und um den eChiller ergänzt werden. Die Systeme können dann je nach Bedarf zusätzlich zum eChiller auch auf das bereits bestehende Kühlsystem zurückgreifen. Im Zuge des Projekts soll außerdem eine Betriebsstrategie für diese Hybrid-Anlagen entwickelt werden, die besonders auf kleine und mittlere Rechenzentren abzielt und übertragbar ist.

DBU / RK

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