© Jake Belcher

Die Kunst der Klimatisierung

ENGIE Services U.S., ein Ableger des Energieunternehmens ENGIE, hat eine klare Mission: seinen Kunden beim Energiesparen helfen. In einem großen Rechenzentrum gelingt das dank exakter Vorbereitung und einem guten Händchen für die Details.


Eine fundierte Planung und detaillierte Analysen sind für Danielle Owen das A und O ihrer Arbeit und ein wichtiger Erfolgsfaktor für all ihre Projekte. Owen ist Geschäftsführerin für Business Development Engineering beim Energiedienstleister ENGIE Services U.S. (ehemals OpTerra Energy Services). Ihre Projekte bestehen darin, Kunden Möglichkeiten zum Energiesparen beim Betrieb verschiedenster Gebäude aufzuzeigen — sei es bei Klimatisierung, Beleuchtung oder Heizung. Auch ein Projekt mit einem großen Betreiber für Colocation-Rechenzentren begann daher mit einer detaillierten Bestandsanalyse. „Unser Kunde unterhält Rechenzentren an mehr als 40 Orten, verteilt über das gesamte Land“, berichtet Owen. „Von uns wollte er wissen, wo sich welche Maßnahmen am meisten lohnen würden.“

Für Danielle Owen, Geschäftsführerin für Business Development Engineering beim Energiedienstleister ENGIE Services U.S., ist eine gute Planung die Grundlage für erfolgreiche Projekte.

Also werteten Owen und ihr Team Stromrechnungen, aktuelle Hard- und Softwarekonfigurationen sowie Verbrauchsdaten aller Rechenzentren aus. Diese Daten stellten sie den Energiepreisen und den Energiesparprogrammen in den verschiedenen Bundesstaaten gegenüber. „Da gibt es große Unterschiede, sodass es wichtig ist, genau zu wissen, welche Zuschüsse es in welchen Staaten für Energiesparprojekte gibt und wie sie zu bekommen sind.“ So identifizierte ENGIE drei Rechenzentren, bei denen sich Umbauten für mehr Energieeffizienz besonders lohnen würden, eines davon im Bundesstaat New Jersey. Dann ging die Arbeit erst richtig los.

Genau geprüft

Vor Ort sammelte ENGIE weitere Daten und nahm die vorhandene Hardware sowie das Steuerungssystem genauer in Augenschein. Auf dieser Grundlage entwickelte das Unternehmen einen Vorschlag, der aus verschiedenen passiven und aktiven Maßnahmen zur Kühlung des Rechenzentrums sowie einem Austausch aller Lampen bestand. Den gesamten Plan hinterlegte ENGIE mit Zahlen zu den voraussichtlichen Einsparungen. „Bei Projekten, in denen wir für unseren Kunden eine Förderung beantragen, ist das besonders wichtig“, erläutert Owen. „Der gesamte Vorschlag inklusive aller Zahlen wird bereits vor dem Projekt von unabhängigen Dritten geprüft. Denn selbst wenn die Förderung genehmigt wurde, wird sie nur ausgezahlt, wenn die Einsparungen später auch tatsächlich erreicht werden.“

„In unseren Projekten müssen wir alle Maßnahmen mit harten Zahlen hinterlegen, die auch nach dem Projekt auf ihre Richtigkeit geprüft werden.“

Danielle Owen, Geschäftsführerin für Business Development Engineering bei ENGIE

Als der Kunde und auch die Prüfstelle das Projekt freigegeben hatten, legten die Montageteams von ENGIE los. Dabei setzten sie parallel verschiedene Maßnahmen um. So stellten sie zunächst die Beleuchtung im gesamten Rechenzentrum auf LED-Lampen um. Etwas komplexer wurde es bei der Verbesserung der Luftführung durch das Rechenzentrum. Hier arbeitete ENGIE sowohl mit passiven als auch mit aktiven Maßnahmen.

An aktiven Bodenfliesen sind Lüftereinschübe mit je vier EC-Ventilatoren montiert, die die kalte Luft aus dem Unterboden gezielt an bestimmten Stellen zu den Serverracks leiten.

Zu den passiven Maßnahmen gehörten die Einrichtung von Kühlgängen und die Montage von Blindplatten, die überall dort montiert werden, wo sonst durch nicht komplett gefüllte Serverracks Löcher in den Kühlgängen entstehen würden. Die wichtigste aktive Maßnahme war die Einführung sogenannter aktiver Bodenfliesen. An diesen perforierten Bodenplatten sind Lüftereinschübe mit je vier EC-Ventilatoren montiert, die die kalte Luft aus dem Unterboden gezielt an bestimmten Stellen zu den Serverracks leiten. Insgesamt 324 solcher Elemente installierte ENGIE in dem Rechenzentrum.

Auf die Bedürfnisse angepasst

„Den Luftstrom durch ein Rechenzentrum zu steuern ist eine Kunst für sich“, erklärt Owen. „Gerade bei einem Data Center, das viele Kunden hat, entstehen sehr unterschiedliche Lasten, die dann auch noch über die Fläche verteilt sind. Hier lohnt sich die Investition in aktive Bodenfliesen, da sich durch ihren Einsatz die Luft viel zielgerichteter steuern lässt und wir so besonders energiefressende Klimageräte abschalten können.“ Um diesen Prozess möglichst effizient zu gestalten, verbaut ENGIE pro Bodenfliese drei Temperatursensoren, die genau wie die Klimageräte mit dem Kontrollsystem verbunden sind.

ENGIE tauschte alte Ventilatoren in den Verdampfern auf dem Dach aus und montierte an deren Stelle 224 energieeffiziente EC-Ventilatoren mit dem Diffusor AxiTop.

Messen die Sensoren niedrigere Temperaturen als benötigt, verringern sie die Drehzahl der Ventilatoren in den Bodenfliesen. Wird es an einem Rack zu heiß, fahren sie die Ventilatoren in der Fliese wieder hoch. Reicht das nicht aus, wacht ein Klimagerät in der Nähe aus dem Stand-by auf und steuert mehr kalte Luft zu. „Es mag zunächst widersprüchlich klingen, weitere Verbraucher zu installieren, wenn man Energie sparen will. Die aktiven Bodenfliesen arbeiten aber so effizient, dass sich ihr Einsatz eindeutig lohnt“, erklärt Owen.

Während einige Techniker von ENGIE, ohne den laufenden Betrieb zu beeinflussen, Stück für Stück das Innere des Rechenzentrums modernisierten, arbeitete ein weiteres Team auf dem Dach. Dort tauschte es alte Ventilatoren in den Verdampfern aus und montierten an deren Stelle 224 energieeffiziente EC-Ventilatoren mit dem Diffusor AxiTop. Owen sagt: „Ein großer Vorteil bei diesem Austausch war, dass ebm-papst uns genau auf die Einheiten angepasste Ventilatoren liefern konnte. Zudem schickte das Unternehmen wöchentlich kleinere Lieferungen von Ventilatoren auf die Baustelle. Das half uns sehr, da wir von unseren Kunden nur begrenzten Lagerplatz vor Ort zugestanden bekamen.“

Ein Zuhause für Server

Colocation-Rechenzentren bieten ihren Kunden die Möglichkeit, eigene Serverhardware in einer optimal vorbereiteten Infrastruktur zu installieren. So können Unternehmen, die kein eigenes Rechenzentrum betreiben, ihre Daten trotzdem sicher und auf ihrer eigenen Hardware speichern. Für die Betreiber von Colocation-Rechenzentren ergibt sich aus diesem Modell die Notwendigkeit, die Klimatisierung effizient, schnell und flexibel auf unterschiedliche Lasten anzupassen.

Als alle Maßnahmen umgesetzt waren, blieben die Mitarbeiter von ENGIE noch einige Wochen vor Ort, um die Systeme Stück für Stück in Betrieb zu nehmen und feinzujustieren. „Dabei gehen wir sukzessive vor und finden so nach und nach die optimale Einstellung für alle Komponenten. Diese Zeit nehmen wir uns gerne, da Details der Einstellungen ebenfalls über einen effizienten Betrieb entscheiden.“

Dass eine deutliche Effizienzsteigerung gelungen ist, zeigen die Zahlen zu dem Projekt im Rechenzentrum in New Jersey: Der Betreiber spart nun jährlich 7,3 Millionen Kilowattstunden, sodass sich die Umbaumaßnahmen innerhalb von knapp zwei Jahren amortisieren. Dank der verbesserten Luftführung im Rechenzentrum konnten 53 von 112 Klimageräten in den Stand-by-Modus versetzt werden. Danielle Owen erzählt, dass sich das Bewusstsein für Effizienzsteigerungen auch dank solcher Projekte immer weiter durchsetzt: „In den vergangenen fünf Jahren haben sich Betreiber immer mehr Gedanken über die Effizienz ihrer Rechenzentren gemacht. Schließlich hilft das dabei, bares Geld zu sparen, das dann wieder an anderer Stelle investiert werden kann.“

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