© 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. (Foto | Jake Belcher)

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. (Foto | Jake Belcher)

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. (Foto | Jake Belcher)

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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