Kühlung für die digitale Zukunft: Warum Rechenzentren sich weiterentwickeln müssen

Und dieser Bedarf nimmt weiter zu. Angetrieben durch den Siegeszug von künstlicher Intelligenz, dem Internet der Dinge und Cloud-Computing prognostiziert die Internationale Energieagentur, dass sich der Energieverbrauch von Rechenzentren bis 2030 mit 1.479 TWh mehr als verdoppeln und pro Jahr um etwa 14% steigen wird.

Dem steigenden Energieverbrauch und der zunehmenden Betriebsintensität sind herkömmliche Kühlsysteme nicht mehr gewachsen. Um stabile Bedingungen zu schaffen und die Kosten im Griff zu behalten, müssen Betreiber nun umdenken und intelligentere, effizientere Methoden in Betracht ziehen, die Leistung und Nachhaltigkeit in Einklang bringen.

Rechenzentren und Umweltbelastung

Dass Rechenzentren unter Druck stehen, nachhaltiger zu werden, ist kaum verwunderlich. Wie PivIT angibt, verursacht die Branche jährlich CO2-Emissionen in Höhe von etwa 330 Millionen Tonnen, was etwa 1% aller energiebezogenen Emissionen entspricht. Zudem sind Rechenzentren für ihren erschreckend hohen Wasserverbrauch bekannt.

Um diese Auswirkungen zu reduzieren, muss einer der ressourcenintensivsten Prozesse im Rechenzentrum überdacht werden: die Kühlung. Will man die ökologische und betriebliche Performance steigern, ist die Verbesserung des Wärme- und Wassermanagements in Rechenzentren von zentraler Bedeutung.

Die Bedeutung der Kühleffizienz im Rechenzentrum

In Rechenzentren ist die Kühlung nicht nur für eine effiziente Nutzung der IT-Systeme von entscheidender Bedeutung, sondern auch für die Sicherheit. Die Branchenorganisation ASHRAE empfiehlt, die Temperatur stets im Bereich von 18° C bis 27° C zu halten und die Luftfeuchtigkeit je nach den spezifischen Systemen und Konfigurationen auf 40 bis 60% zu begrenzen.

Dieses Ziel zu erreichen, kann allerdings sehr energieintensiv sein. Da laut Forbes bis zu 50% des Energieverbrauchs von Rechenzentren auf die Kühlung entfallen, ist es für Betreiber von entscheidender Bedeutung, die effizientesten Kühlmethoden zu finden, um sowohl die Rentabilität als auch die Nachhaltigkeit zu maximieren.

Die Umstellung auf Flüssigkeitskühlung

Derzeit dominiert in der Branche noch die Luftkühlung. Die gängigsten Methoden sind die mechanische Kühlung – in der Regel durch spezielle Klimageräte für Computerräume – oder die Verdunstungskühlung, bei der Luft durch eine Lüftungsanlage gesaugt wird. Dabei wird die Wärme an eine gekühlte Flüssigkeit abgegeben.

Diese Methoden mögen für Anwendungen mit geringer und mittlerer Dichte ausreichend sein, aber größere Zentren mit Hochleistungsrechnern setzen zunehmend auf flüssigkeitsbasierte Systeme, wie z. B. Direct-to-Chip-Kühlung. Dabei werden wärmeerzeugende Serverteile in direkten Kontakt mit dielektrischen Flüssigkeiten gebracht. Eine weitere Methode ist die Immersionskühlung, bei der IT-Komponenten dauerhaft in Flüssigkeit eingebettet sind.

Es gibt mittlerweile eindeutige Belege dafür, dass die Umstellung auf Flüssigkeitskühlung in Rechenzentren fast jeder Größe zu Effizienzsteigerungen führt – insbesondere dort, wo höhere Rack-Dichten und KI-Workloads den Wärmebedarf in die Höhe treiben.

Der Weg zu einer intelligenteren, nachhaltigen Kühlung

Die digitale Welt heizt sich auf – im wahrsten Sinne des Wortes. Angesichts steigender Rechenleistung und strengerer Nachhaltigkeitsstandards müssen Rechenzentren neue Wege finden, um ihre Systeme zu kühlen, ohne dabei Abstriche bei Effizienz oder Zuverlässigkeit zu machen.

Durch den Einsatz fortschrittlicher Flüssigkeitskühlung und intelligenter Überwachungstechnologien können Betreiber Leistung, Kosten und Umweltschutz in Einklang bringen. Eine intelligentere, nachhaltigere Kühlung ist nicht nur eine betriebliche Verbesserung, sondern ein wesentlicher Schritt auf dem Weg zu einer resilienten digitalen Zukunft.