Kühlsysteme am IT Center

  Foto der Rückkühler mit optionaler „adiabater“ Vorkühlung Urheberrecht: IT Center

Rückkühler mit optionaler „adiabater“ Vorkühlung. Die sichtbaren Filtermatten werden bei Bedarf mit Wasser benetzt.

 

Kernstück ist die Freikühlanlage mit drei Wasser/Luft Wärmetauschern mit je 800 kW (insgesamt 2.400 KW) Leistung, die ganzjährig betrieben werden kann und bis zu 90 % weniger Energie benötigt als z.B. Kompressionskälte. Der Warmwasserkühlkreis ist darauf ausgelegt die Rechner mit einer Mindest-Temperatur von 30°C direkt zu kühlen (Direct-Liquid-Cooling, DLC). Diese hohen Temperaturen sind einerseits die Voraussetzung für die ganzjährige freie Kühlung und liefern andererseits die Möglichkeit, die Abwärme zu Heizzwecken zu nutzen. Entsprechende Möglichkeiten zur Wärmeauskoppelung sind auch am IT Center vorgesehen und sollen in Zukunft genutzt werden.

Bei Bedarf kann die Kühlluft durch Befeuchtung, das heißt „adiabat“, vorgekühlt werden, um die Kühlleistung auch an warmen Tagen zu gewährleisten. Das System kommt dabei ohne Umlaufwasser aus, so dass umweltschonend keine chemische Behandlung des Wassers erforderlich ist.

Dennoch ist es zurzeit noch nicht möglich die komplette Wärme der Anlagen über die Warmwasserkühlung abzuführen. Daher wird für etwa 10% der Anschlussleistung eine konventionelle Luftkühlung vorgehalten, die über zentrale Fernkälte aus hochschuleigener Kraft-Wärme-Kältekopplung versorgt wird. Die Fernkälte dient auch als Rückfalloption im Warmwasserkühlkreis und kann bis zu 100 kW Kühllast übernehmen. So konnte auf die Auslegung der Rückkühler auf extreme Außentemperaturen ohne Betriebseinschränkungen verzichtet und somit erhebliche Kosten gespart werden. Zudem kann über diese Einkopplung in der Gegenrichtung sichergestellt werden, dass die Kraft-Wärme-Kältekopplung (KWK) des Blockheizkraftwerkes immer ausreichend Kälteabnahme für einen sicheren und energieeffizienten Betrieb hat.

  Schema der Kühlkreisläufe  

Schema der Kühlkreisläufe für die Serverräume Seffenter Weg und Kopernikusstraße.

Kühlung bedeutet „Wärmetransport“. Dieser erfolgt mit dem Medium Wasser, also um Größenordnungen effizienter und energiesparender als mit Luft.

Dennoch ist parallel zur reinen Wasserkühlung in Serverräumen für einen kleinen Teil der Leistung auch noch die klassische Luftkühlung vorgesehen. Zum Beispiel für Geräte, die noch nicht wirtschaftlich mit direkter Wasserkühlung ausgerüstet werden können (bspw. Festplattenspeichersysteme). Die Luftkühlung wird dabei weiterhin mit der zentralen Fernkälte aus der KWK-Kraftwerk betrieben.

Gleichzeitig besteht aber die Anforderung an das aktuelle HPC Rechnersystem, dass mindestens 90% der Abwärme direkt in den Warmwasserkühlkreis abgegeben werden müssen.