Kaltgangeinhausung: Strategie zur effektiven Kühlung von Rechenzentren

Die Kaltgangeinhausung wird in Rechenzentren angewendet, um die Kühlung zu verbessern. Viele große Rechner in einem Raum erzeugen ein hohes Maß an Hitze, das kontrolliert werden muss. Durch das Verfahren werden die Bereiche mit warmer Luft von den Bereichen mit kalter Luft getrennt. Diese Trennung der Luft wird durch sogenannte Einhausungen der Racks mit Hilfe von Decken- und Wandplatten erreicht, die durch Aluminiumprofile aufrecht gehalten werden. Eine Einhausung ist eine Umbauung eines Objektes. Es kann dabei sowohl darum gehen, nichts aus der Einhausung heraus zu lassen als auch die Objekte in der Einhausung vor Einflüssen von außen zu schützen. Einhausungen werden oft genutzt, um Emissionen zu mindern.

In den meisten Fällen sind moderne Rechenzentren so angeordnet, dass die Rackfronten alle in die gleiche Richtung stehen. Am parallelen Gang stehen entsprechend alle Rückseiten der Racks. Die Kühlluft der Computer wird über den Boden vor die Rackfronten geleitet, was den Kaltgang ergibt. Grundsätzlich hat die Kühlluft eine Temperatur von 18 Grad, erwärmt sich aber auf 20 bis 22 Grad bis sie im Kaltgang ankommt. Das hat zur Folge, dass die Hardware im unteren Bereich ausreichend gekühlt werden kann. Die aufsteigende kühle Luft wird von der Hardware angesaugt und an ihrer Rückseite wieder in den parallelen, als Warmgang bezeichneten Bereich, abgegeben. So entsteht eine thermische Trennung zwischen warmen und kalten Gängen. Dies soll verhindern, dass die Computer warme Luft ansaugen, was zu einer Überhitzung, Störung oder Beschädigung der Hardware führen könnte.

Es gibt zwei verschiedene Arten, um Kalt- und Warmgänge zu bilden. Die erste besteht in der kompletten Einhausung aller Rechner durch Trennwände mit Hilfe von Aluminiumprofilen. Damit die Hardware weiterhin zugänglich bleibt, müssen Türen integriert werden. Das verwendete Material muss bestimmten Zertifizierungen entsprechen, damit keine Brandgefahr besteht. Die zweite Möglichkeit der Kaltgangeinhausungen ist es, spezielle Kunststoffvorhänge zur Abtrennung zu nutzen, die ebenfalls ein Brandschutzzertifikat benötigen. Die Einhausung mittels Wänden ist teurer als die Variante mit Vorhängen, wobei beide Strategien in der Wirkung ziemlich gleich sind. Ein Problem bei der Kaltgangeinhausung ist es, dass warme Luft oberhalb der Hardware in den Kaltgang strömen kann. In diesem Fall kommt es auch auf die Raumhöhe an. Deshalb werden im oberen Bereich der Räume oftmals Dichtungsbleche eingebaut, um die Gänge effizient voneinander zu trennen.

Ein Problem bei der Kaltgangeinhausung ist es, dass Warmluft durch kleinere Zwischenräume immer bis zu einem gewissen Grad in den Kaltluftgang gelangen kann, woraus sich eine thermische Rückkopplung ergeben kann. Die Folge ist, dass die Temperatur im Kaltgang zwar ganz langsam aber stetig ansteigen kann. Ausgeglichen wird dies durch eine Verstärkung der Kühlung, was wiederum zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs führt.  

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