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Für viele ist Green IT Selbstzweck. Warum diese Einstellung überholt ist und grüne Konzepte  auf jeden Fall einen tatsächlichen Nutzen haben, erkläre ich am Beispiel der Hochleistungskühltüre.

Green IT – Selbstzweck oder tatsächlicher Nutzen? Zurückblickend auf den Hype in den Jahren 2007 bis 2009 könnte man Ersteres meinen. Doch bedingt durch den massiven Ausbau an Rechenkapazitäten gab – und gibt es immer noch – einen entsprechenden ständigen Anstieg des Stromverbrauchs in deutschen Rechenzentren (RZ). In Verbindung mit den sehr hohen und stetig steigenden Strompreisen in Deutschland gehen die Kosten für Rechenzentren durch die Decke. So findet mit dem Cloud-Zeitalter, auch mit Blick auf die immer größeren Auswirkungen des Klimawandels, in unserer Branche ein Umdenken statt. Ein Erzeugnis dieser Entwicklung sind Kühltüren für Serverracks – Doch warum bringen ausgerechnet diese die PUE-Werte in Rechenzentren zum Glänzen?

Warum wir innovative und grüne IT-Konzepte brauchen

Nach den IT Geräten hat die Kühlung den größten Anteil am Energieverbrauch von Serverlandschaften. In diesem Zusammenhang sind Leistungskriterien wie Performance pro Watt bei Serversystemen und die Effizienz der Kühlsysteme sowie, wo möglich, die Nutzung der Abwärme von Serverräumen wichtige Aspekte, die zu einem umweltschonenden IT-Konzept gehören und als Green IT vermehrt im Einsatz sind.

Neben den ökologischen Aspekten sind es aber vor allem auch technologische Entwicklungen wie hyperkonvergente IT, Cloud Computing, Big Data, Künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge (IoT) oder die rasant wachsende Menge mobiler Daten, die innovative IT-Konzepte erfordern.

Genügten in kommerziellen Rechenzentren bislang traditionelle Kühltechnologien mit Leistungsdichten von unter zehn bis zwölf Kilowatt pro Schrank, erfordern heutige High Performance Computing-Rechenzentren neue Kühlkonzepte, die für höhere Leistungsdichten besser geeignet und effizienter sind.

Kühltüren für höchste Energieeffizienz

Ein aktuelles Beispiel: Ein großes US-amerikanisches Telekommunikationsunternehmen war auf der Suche nach einem Kühlsystem, das weitaus energieeffizienter als üblich sein und sich in vorhandene, aktive Serverschränke integrieren lassen sollte. Dies war bedingt durch neu eingebaute Hochleistungskomponenten für Netzwerkvirtualisierung und Content-Streaming, die zu viel höheren Wärmelasten in den Racks führten.

Die Lösung: Die Vertiv-Kühltür, ein Luft-Wasser-Wärmeüberträger, der in der hinteren Tür eines Server-Racks integriert wird und dessen Wärmetauscher für die Absorption von Wärmelasten aus Server-Racks mit bis zu 50 kW geeignet ist.

Was das TK-Unternehmen besonders überzeugte: Für die Kühlung sind keine zusätzlichen Lüfter erforderlich, daher besteht auch kein Ausfallrisiko. Sie profitieren also von einer höheren Systemzuverlässigkeit. Außerdem toleriert die Kühltür eine hohe Zuluft-Temperatur vom System und sichert eine sich selbsttätig anpassende Kühlleistung von 0 bis 50kW.

Weiterer Vorteil:  Es gibt keine Zusatzlüfter die unnötig Strom verbrauchen. Praxisbeispiele wie diese gibt es inzwischen zahlreiche. Früher kamen Leistungsdichten über fünfzehn oder zwanzig Kilowatt pro Serverrack vor allem in Rechenzentren von Forschungseinrichtungen vor. Inzwischen gibt es diese auch vermehrt in IT-Unternehmen, die ihre Rechenzentren mit Hochleistungsservern und neuen IT-Komponenten aufrüsten. Und die wissen ganz genau, dass die Kühlung eines Rechenzentrums mitunter die meiste Energie verbraucht.

Gretchenfrage: Wie bringen Wärmetauscher-Türen PUE-Werte zum Glänzen?

Um den Energieverbrauch zu kontrollieren, hilft ein Blick auf die Power Usage Effectiveness (PUE). Je näher diese an den Wert „1“ rückt, umso energieeffizienter arbeitet das Rechenzentrum.

Und wie das Beispiel oben verdeutlicht: Die wirksamste und wirtschaftlichste Kühltechnologie im Leistungsbereich ab zehn bis zwölf Kilowatt je Rack sind an der Rückseite angebrachte Kühltüren, in die ein Luft-/Wasserwärmetauscher integriert ist.

Der Kühlungseffekt tritt auf, wenn die warme Abluft den Wärmetauscher in der rückseitigen Tür des Serverschrankes durchströmt. Über die Kühlwasserleitungen wird die Wärme aus dem Rechenzentrum abgeführt. Da die Kühltüren sehr große Wärmetauscherflächen aufweisen, kann mit relativ warmem Kühlwasser gefahren werden. In vielen Fällen sind keine Kälteaggregate nötig um das Rechenzentrum ganzjährig kühl genug zu halten. Perfekt geeignet sind Chiller mit adiabater Freikühlung, die nur noch zum Backup und zum Kappen von Temperaturspitzen eine kleine Kältemaschine aufweisen. Im Idealfall kann die Abwärme zur Wärmerückgewinnung außerhalb der Serverzone genutzt werden.

Das Rechenzentrum bleibt auf diese Weise ausreichend kühl, ohne dass ein Lüfter oder eine Warm-/Kaltgangeinhausung erforderlich wären. Die Luftumwälzung erfolgt allein durch die Serverlüfter, es sind keine weiteren aktiven Komponenten nötig, die zusätzlich Energie verbrauchen würden. Umfangreiche Tests haben gezeigt, dass die Lüfter in den Servern wegen des sehr geringen Gegendrucks der Kühltüren nicht mehr Strom verbrauchen als ohne und bestätigen damit die positiven Auswirkungen dieser Kühlung.

Zudem sind Wärmetauscher-Türen sehr robust, weil sie weder einen Stromanschluss noch eine Netzwerkschnittstelle benötigen. Dadurch ist eine hohe Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit gewährleistet, was gerade für Anbieter im Colocation-, Cloud- oder Telekommunikationsumfeld von hoher Bedeutung ist. Luft-Wasser-Wärmetauscher-Türen lassen sich mit den Serverracks verschiedenster Hersteller kombinieren. Sie können auch nachträglich an alle gängigen 19 Zoll- und Open-Compute Racks angebracht werden.

Green IT für mehr Ökologie und Ökonomie

Kühltüren rechnen sich bereits ab einer Leistungsdichte von etwa zehn bis zwölf Kilowatt pro Schrank in Bezug auf die Gesamtkosten, da sowohl die Betriebskosten als auch die Initialkosten sehr gering ausfallen. Sie sind für alle RZ-Szenarien geeignet, ob Cloud-Anwendungen, Colocation, Container, Hyperscale oder einfacher Serverraum – und eine hervorragende Alternative zu herkömmlichen Kühltechnologien. Schließlich ist eine Kühlleistung von bis zu 50 kW je Rack ein aussagekräftiges Argument für dieses innovative Kühlkonzept. Jedoch nicht nur im ökologischen Sinne. Denn Green IT ist kein Selbstzweck (mehr), Green IT ist vielmehr ein ökonomischer Faktor, der zur Wertschöpfung des Unternehmens durch Senkung der Energiekosten beiträgt.

Haben Sie bereits Maßnahmen für eine grüne IT ergriffen? Und wie sind Ihre Erfahrungen damit? Ich freue mich auf Ihre Kommentare!

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