Präzisionsklimagerät

Ein Präzisionsklimagerät wälzt die Luft in einem Rechenzentrum um und kühlt sie. Die Geräte stehen am Ende der Reihen oder in eigenen Gängen längs des Saals, nehmen Warmluft auf und geben Kaltluft ab.

„Präzision“ meint dabei die enge Führung von Temperatur und Feuchte über das ganze Jahr, nicht eine besondere Genauigkeit der Messung. Gegenüber einer Komfortklimaanlage ist das Gerät auf dauerhafte Volllast, hohen Luftdurchsatz und geringe Entfeuchtung ausgelegt — ein Rechenzentrum erzeugt keine Feuchtigkeit, und trockene Luft wieder zu befeuchten kostet nur Energie.

Die beiden Bauarten

In Unterlagen stehen fast immer die englischen Abkürzungen, und sie werden häufig gleichgesetzt. Tatsächlich unterscheiden sie genau eine Sache: ob die Kälte im Gerät entsteht oder von außen kommt.

CRAC

CRAC — Computer Room Air Conditioner. Ein vollständiges Kälteaggregat mit eigenem Verdichter, das direkt verdampft. Es braucht nur Strom und einen Weg, die Wärme loszuwerden.

CRAH

CRAH — Computer Room Air Handler. Im Kern nur Ventilator und Wärmetauscher; die Kälte kommt als Kaltwasser von einem Chiller.

Für CRAH kursiert im Deutschen die Übersetzung „Abluftrückführeinheit“. Sie ist falsch — mit Rückführung von Abluft hat das Gerät nichts zu tun.

Wo der Unterschied praktisch zählt

Beim CRAC steht in jedem Gerät eine Kältemaschine. Das macht es autark, bringt aber viele kleine Verdichter mit sich, die bei Teillast schlecht arbeiten und einzeln gewartet werden wollen.

Beim CRAH gibt es im Saal keine Kältemaschine mehr. Die gesamte Kälteerzeugung wandert in die Zentrale, wo wenige große Maschinen stehen. Das bringt drei Dinge mit sich:

• Bessere Teillast. Große Maschinen lassen sich stufen und modulieren, viele kleine nicht.
• Freie Kühlung wird möglich. Sie lohnt sich zentral, nicht an dreißig einzelnen Geräten; siehe Freie Kühlung.
• Weniger Technik im Saal. Im Weißraum steht nur noch, was Luft bewegt.

Deshalb arbeiten große Rechenzentren praktisch durchgehend mit CRAH, während CRAC dort sinnvoll bleibt, wo sich ein Kaltwassernetz nicht lohnt: Serverräume in Gebäuden, Außenstandorte, Edge-Rechenzentren.

Wie sie im Raum arbeiten

Die Luftführung folgt der Aufstellung in Kaltgängen und Warmgängen. Das Gerät saugt die warme Luft oben an und bläst die kalte entweder nach unten in den Doppelboden oder direkt in den Kaltgang.

Zwei Punkte entscheiden über die Güte der Anlage, und beide stehen selten im Datenblatt:

Wonach geregelt wird. Ältere Anlagen regeln auf die Temperatur der angesaugten Luft. Das ist bequem, aber bei konsequenter Einhausung irreführend: Steigt die Rücklufttemperatur, ist das genau das gewünschte Verhalten und kein Anlass, mehr zu kühlen. Modern wird auf die Zulufttemperatur geregelt — also auf das, was die Server tatsächlich bekommen.

Wie die Ventilatoren laufen. Drehzahlgeregelte Ventilatoren sind der größte Hebel im Saal, weil die Antriebsleistung ungefähr mit der dritten Potenz der Drehzahl geht: Zehn Prozent weniger Volumenstrom sparen rund ein Viertel der Ventilatorleistung. Geräte mit fester Drehzahl laufen dagegen immer gegen Vollgas.

Als Bauform setzen sich bei Neubauten Lüfterwände durch — viele kleine Ventilatoren in einer Wand statt weniger großer Geräte. Sie bauen flacher, fallen einzeln aus statt gesamt und lassen sich im Betrieb tauschen.

Redundanz

Die Geräte werden mit Reserve aufgestellt, üblich sind N+1 oder N+2 auf Komponentenebene. Der Grund ist seltener der Ausfall als die Wartung: Filterwechsel und Instandhaltung müssen im laufenden Betrieb möglich sein, siehe konkurrierende Wartbarkeit.

Zu beachten ist, dass die Reserve auch räumlich wirken muss. Fallen zwei benachbarte Geräte aus, nützt ein überzähliges am anderen Ende des Saals wenig — die Luft kommt nicht dort an, wo sie fehlt. Große Säle verteilen die Geräte deshalb auf zwei gegenüberliegende Seiten.

Abgrenzung

Chiller. Erzeugt das Kaltwasser, das ein CRAH braucht. CRAC und Chiller schließen einander aus, CRAH und Chiller bedingen einander.

Inrow- und Rückwandkühlung. Setzen den Wärmetauscher zwischen oder an die Racks, statt den ganzen Saal zu belüften. Sinnvoll ab hoher Leistungsdichte, wo die Luft den Weg durch den Raum nicht mehr schafft.

Wasserkühlung und Immersionskühlung. Umgehen die Raumluft ganz. Das Präzisionsklimagerät kühlt Luft; diese Verfahren kühlen den Chip.

Klimaschrank. Gebräuchliches Synonym, vor allem bei kleineren Aufstellungen. Gemeint ist dasselbe Gerät.

Normen

• EN 50600-2-3 – Einrichtungen und Infrastrukturen von Rechenzentren: Regelung der Umgebungsbedingungen