Frequenzumrichter regeln Kühlsysteme

Energieeffizienz in RZs steigern

1. August 2022, 7:00 Uhr | Klaus Allgaier/jos
Markt bietet eine Vielzahl an Motoren und Lösungen
Bild 1. Der Markt bietet eine Vielzahl an Motoren und Lösungen für die Drehzahlregelung von Lüftern, Pumpen und Kompressoren. Für den Grad der Effizienz ist der Gesamteffekt der elektrischen und mechanischen Leistung maßgeblich.
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Um den Energieverbrauch von Rechenzentren zu reduzieren, müssen IT-Verantwortliche stets die Energieeffizienz der Prozesse und der gesamten Infrastruktur im Blick behalten. Dies gilt insbesondere für die Kühlsysteme, deren Energiesparpotenzial hoch ist. Ein Blick ins Detail lohnt sich: Eine entscheidende Rolle spielt unter anderem die Wahl der Frequenzumrichter.

Rechenzentren haben schon heute einen Anteil von einem Prozent am weltweiten Energieverbrauch. Experten prognostizieren, dass der Energiebedarf der Datacenter-Infrastrukturen in Zukunft um das Achtfache zunehmen wird, auf bis zu 3.200 Terawattstunden (TWh) im Jahr 2030. 40 Prozent der verbrauchten Energie gehen dabei zu Lasten der Kühlsysteme. Diese sind jedoch unabdingbar für einen reibungslosen Betrieb der Komponenten im Rechenzentrum. Um die Energieeffizienz von Lüftern, Pumpen und Kompressoren zu verbessern, sollten IT-Administratoren auf die „Power Usage Effectiveness“ (PUE) der Kühlinfrastruktur achten.

Ein niedriger PUE-Wert indiziert einen effizienten Kühlprozess. Beeinflusst wird dieser von zahlreichen Faktoren wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Bedienbarkeit, Sicherheit, Wartungsfähigkeit, Skalierbarkeit und Nachhaltigkeit. Darüber hinaus haben Frequenzumrichter eine große Bedeutung für den Energieverbrauch. Die Geräte regeln die Drehzahl der Elektromotoren, die in Kühlsystemen zur Anwendung kommen. So ist sichergestellt, dass die Motoren nur die für den erforderlichen Durchfluss benötigte Energiemenge verbrauchen.

Darüber hinaus sind für die Gesamteffizienz verschiedene Auslastungen zu berücksichtigen. De Kühlsysteme von Rechenzentren sind darauf ausgelegt, auch unter ungünstigsten Bedingungen Spitzenlasten abzufangen. Dazu zählen beispielsweise hohe Außentemperaturen oder der Ausfall wichtiger Komponenten. Im Normalfall arbeiten die Systeme jedoch mit geringer Belastung. Wichtig ist, dass sich das Kühlsystem an das variierende Lastprofil im Rechenzentrum flexibel anpassen kann. Nur so lässt sich selbst bei Teillasten eine hohe Systemeffizienz gewährleisten.

Drehzahl von Kühlungskomponenten adaptieren

Der Markt bietet eine Vielzahl an Motoren und Lösungen für die Drehzahlregelung von Lüftern, Pumpen und Kompressoren. Für den Grad der Effizienz ist der Gesamteffekt der elektrischen und mechanischen Leistung maßgeblich. So haben zum Beispiel Lüfter mit integriertem Motor und Drehzahlregelung eine schlechtere Aerodynamik. Darunter leidet die Gesamteffizienz des Prozesses. Ist hingegen ein hocheffizienter Motor mit einem Frequenzumrichter und Lüfter kombiniert, lässt sich ein hervorragender Gesamtwirkungsgrad erreichen.

Die reibungslose Arbeit der Kühlsysteme ist eine wichtige Voraussetzung für den zuverlässigen Betrieb des Rechenzentrums rund um die Uhr. Einen Störfaktor bilden dabei Oberschwingungen im Stromnetz, die häufig von Frequenzumrichtern und anderen nichtlinearen Lasten wie USV und Energiespeicher-Systemen herrühren. Dadurch kann es zu einer Überhitzung und in der Folge zu Fehlfunktionen und Störungen kommen, die ein erhöhtes Ausfallrisiko von Anlagen mit sich bringen. Oberschwingungen treiben zudem die Investitions- und Betriebskosten in die Höhe, da sie die Lebensdauer der Anlagen verkürzen, Prozessfehler begünstigen und einen erhöhten Wartungsaufwand verursachen. Darüber hinaus können Stromversorger für Oberschwingungen in Stromnetzen Gebühren erheben, was die Betriebskosten zusätzlich erhöht. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, diese Störwellen auf ein Minimum zu reduzieren.

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  3. Lüfter einzeln oder über einen Feldbus steuern

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