© ebm-papst / Isabelle Schönholzer, istockphoto/herraez

Wir schützen Ihre Daten!

Kompakt, einbruchs­si­cher, feuer­fest und optimal klima­ti­siert – der ValueShelter schützt Server mit sensi­blen Daten. Beson­ders gut klappt die ener­gie­op­ti­mierte Kühlung der Hard­ware in einem kalten und feuchten Felsen­keller.


Wenn von Data­cen­tern die Rede ist, denkt man an ausge­dehnte Räume, in denen große graue Kästen in langen Reihen Daten verar­beiten und so das Rück­grat unserer digi­talen Gesell­schaft bilden. Dabei verrin­gerte sich die tatsäch­lich genutzte Fläche der Räume in den vergan­genen Jahren: Die Hard­ware wird immer kompakter und die Server werden virtuell. Übrig bleiben große Räume mit viel Platz, in denen immense Luft­mengen umge­wälzt und klima­ti­siert werden – unnö­tiger Ener­gie­ver­brauch.

„Genau dieser Umstand war für uns der Anlass, über eine Alter­na­tive zu herkömm­li­chen Rechen­zen­tren in großen Räumen nach­zu­denken“, erklärt Erwin Gasser, CEO beim Schweizer Unter­nehmen Ergatec. Das Ergebnis der Über­le­gungen ist der ValueShelter, ein zwei Meter breiter und zwei Meter hoher Container, der problemlos Platz für ein normiertes 19-Zoll-Rack bietet, in das aktive IT-Kompo­nenten einge­schoben werden können.

Datenbox im Keller

Neben dem Schutz vor Dieb­stahl, Feuer, Vanda­lismus, Sabo­tage und anderen bedroh­li­chen Umwelt­ein­flüssen war die opti­male Klima­ti­sie­rung eine der wesent­li­chen Heraus­for­de­rungen bei der Entwick­lung des kompakten Schutz­raums. „Gerade bei Kompo­nenten der Infor­ma­tions- und Kommu­ni­ka­ti­ons­tech­no­logie (ICT) ist es beson­ders wichtig, dass wir einen geschlos­senen Kreis­lauf haben, in den von außen keine Luft mit korro­siven Parti­keln eindringen kann“, so Gasser. Deshalb entwi­ckelte er gemeinsam mit seinem Sohn Michael ein Klima­modul mit zwei getrennten Luft­kreis­läufen.

„Wir profi­tieren von der opti­malen Ener­gie­auf­nahme der Venti­la­toren im Teil­last­be­trieb.“

Michael Gasser, IT-Construc­tion Engi­neer, Ergatec AG

Ideale Bedin­gungen für den Einsatz im ValueShelter fanden sich bei einem Groß­kunden in Bern. Dieser wählte als Aufstellort für den sicheren Server gemeinsam mit Ergatec einen 160 Jahre alten Felsen­keller im Berner Stadt­ge­biet aus, in dem eine durch­schnitt­liche Tempe­ratur von zehn Grad Celsius und eine rela­tive Luft­feuch­tig­keit von rund 90 Prozent herr­schen. Direkt in solch eine Umge­bung würde wohl niemand seinen Arbeits­rechner stellen. Das spezi­elle Klima­modul des ValueShel­ters macht sich die feucht­kalte Umge­bung jedoch für die Ener­gie­ge­win­nung zunutze, indem es die innere Energie der feuchten Luft in Kühl­leis­tung umsetzt.

Geschlos­sener Kreis­lauf

Venti­la­toren saugen im äußeren Kreis­lauf die Außen­luft an und erzeugen damit Kalt­wasser. Dieses wird im inneren Wärme­tau­scher zur Erzeu­gung von kühler Umluft für den inneren Klima­kreis­lauf genutzt. Der innere Kreis­lauf ist dabei komplett von außen abge­schottet. Um das gesamte System so sparsam wie möglich zu halten, machte sich Ergatec zudem auf die Suche nach effi­zi­enten und kompakten Venti­la­toren. Das Unter­nehmen fragte bei verschie­denen Herstel­lern passende Produkte an. „Von ebm-papst kam gleich ein Rückruf und der Wunsch, sich das Projekt genauer mit uns anzu­schauen“, erzählt Michael Gasser. Also setzte er sich mit Daniel Spur­geon, Area Sales Manager bei der Schweizer ebm-papst AG, zusammen und sprach mit ihm die genauen Spezi­fi­ka­tionen durch.

Klima­modul für feuchte Umge­bungen

ValueShelter_Grafik

Außen­luft mit einer tiefen Tempe­ratur und einer hohen rela­tiven Feuch­tig­keit strömt durch den äußeren Teil des Klima­mo­duls in den ersten Wärme­tau­scher (Erhitzer) ein und wird von ebm-papst Venti­la­toren an der Ober­seite in den Raum zurück­ge­blasen. Auf diesem Weg wird Kühl­wasser erzeugt. Dieses fließt durch den inneren Teil des Klima­mo­duls zum zweiten Wärme­tau­scher (Kühler) und kühlt dort die umge­wälzte warme Umluft ab, die aus dem Inneren des ValueShel­ters kommt.

Spur­geon schlug vor, EC-Axial­ven­ti­la­toren mit gesi­chelten Flügeln zu nutzen. Dabei stellte sich heraus, dass es aufgrund der Einbau­si­tua­tion ener­ge­tisch güns­tiger ist, statt jeweils einen Venti­lator an jeder Ein- bezie­hungs­weise Auslass­stelle zwei Venti­la­toren einzu­bauen. „Durch diese Redun­danz und die damit verbun­denen größeren Öffnungen müssen die einzelnen Venti­la­toren weniger Druck aufbringen, was sich in einem nied­ri­geren Ener­gie­be­darf nieder­schlägt“, sagt Spur­geon. „Grund­sätz­lich könnte man dafür auch einen größeren Venti­lator wählen, doch in der konkreten Einbau­si­tua­tion passten zwei klei­nere Produkte besser.“

„In den kommenden Jahren wird die Nach­frage nach dem ValueShelter deut­lich steigen.“

Erwin Gasser, CEO, Ergatec AG

Dank der guten Rahmen­be­din­gungen im Felsen­keller und dank EC-Axial-Venti­lator ist der ValueShelter beson­ders effi­zient. Die Wärme­ab­gabe der Hard­ware­kom­po­nenten liegt bei 7.000 Watt. Dem gegen­über stehen ledig­lich 300 Watt, die benö­tigt werden, um die Klima­ti­sie­rung des ICT-Equip­ments zu gewähr­leisten. Dieses Verhältnis zwischen Gesamt­strom­ver­brauch und Strom­ver­brauch des ICT-Equip­ments ergibt einen sehr guten PUE-Wert* von 1,04. Dieser Wert lässt sich sogar noch weiter verbes­sern, wenn die Wärme, die im äußeren Wärme­tau­scher (Erhitzer) entsteht, weiter­ver­wendet wird, indem eine Wärme­pumpe oder ein Boiler ange­schlossen wird.

Gerüstet für den Notfall

Durch das redun­dante Klima­modul ist der ValueShelter stets optimal klima­ti­siert.

Um die Ausfall­si­cher­heit der Klima­ti­sie­rung zu gewähr­leisten, sind an jeden ValueShelter gleich zwei Klima­mo­dule ange­dockt. „Während des Normal­be­triebs betreiben wir beide Module je nach Bedarf. Dabei profi­tieren wir von der opti­malen Ener­gie­auf­nahme der Venti­la­toren von ebm-papst im Teil­last­be­trieb“, sagt Michael Gasser. Falls ein Modul komplett ausfällt, über­nimmt das andere zu 100 Prozent sofort dessen Aufgabe und der Betrieb geht ohne Unter­bre­chung weiter.

Auch gegen andere nega­tive Einflüsse von außen ist der ValueShelter bestens gerüstet: Einzig­artig für einen Server-Container dieser Größe ist der Brand­schutz. Sobald es brennt, schottet sich der Container durch Brand­schutz­schieber gegen Hitze und korro­sive Brand­gase ab. Die Brand­schutz­schieber werden durch einen soge­nannten Federrücklauf­motor geschlossen, der keinen Strom benö­tigt, um die Luftein- und -auslass­öff­nungen zu schließen. „Die Brand­schutz­schieber haben wir uns in der EU und den USA paten­tieren lassen, da ihre Entwick­lung in dieser Größe die Voraus­set­zung dafür war, den ValueShelter über­haupt reali­sieren zu können“, erklärt Erwin Gasser.

Er ist stolz darauf, gemeinsam mit seinem Sohn bereits einige Ideen umge­setzt zu haben, die sich anfangs unge­wöhn­lich anhörten. Deshalb fällt seine Prognose für die Zukunft des ValueShel­ters positiv aus. „Viel­leicht sind wir mit dem Produkt unserer Zeit noch etwas voraus. Ich gehe jedoch davon aus, dass die Nach­frage in den kommenden Jahren deut­lich steigen wird. Dabei werden wir davon profi­tieren, dass Daten­schutz­ge­setz, Daten­si­cher­heit und Ener­gie­ef­fi­zienz immer wich­tiger werden.“

* Der PUE-Wert (PUE: Power Usage Effec­ti­ve­ness) berechnet sich aus dem Quoti­enten des Gesamt­strom­ver­brauchs geteilt durch den Strom­ver­brauch des ICT-Equip­ments. Er gibt Auskunft darüber, wie effi­zient Energie in einem Rechen­zen­trum genutzt wird.

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