Liquid Cooling im Rechenzentrum (Arbeitspapier DC2HEAT)

Für die Kühlung von IT-Hardware in Rechenzentren (RZ) wird bislang als Kühlmedium zumeist Luft benutzt. Luftkühlung als bewährte, kosteneffiziente und wartungsfreundliche Methode etabliert. Die Luftkühl-Systeme sind technisch wenig komplex, sind gegenüber anderen Systemen aufgrund der hohen Verbreitung meist kostengünstig in Anschaffungsgut und gut skalierbar. 

In modernen Hochleistungsrechenzentren (z. B. mit GPU-Clustern oder Supercomputern) stößt die Luftkühlung jedoch zunehmend an physikalische Grenzen. Vor allem in diesem Bereich setzten sich Systeme mit Flüssigkeitskühlung zunehmend durch. Neben dem Vorzug, hohe Leistungsdichten bei der IT-Hardware zu ermöglichen, weisen Flüssigkeitskühlsysteme auch Vorteile hinsichtlich der Kühleffizienz und der Möglichkeit, Abwärme zu nutzen auf.  

Im Projekt DC2HEAT soll mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz die Planung, Anpassung und den Betrieb von Anlagen und Gewerken zur Abwärmenutzung aus RZ unterstützt werden. Außerdem soll der Betrieb wirtschaftlicher und zugleich umweltfreundlicher gestaltet werden. Aus diesem Grund hat sich der Begleitkreis des Projekts mit dem Thema Flüssigkeitskühlung in Rechenzentren befasst.

Das vorliegende Arbeitspapier gibt einen Überblick über das Thema. Dazu werden zunächst kurz die aktuellen Entwicklungen im Rechenzentrumsmarkt und bei Kühltechnologien dargestellt sowie die generellen Vorteile von Flüssigkeitskühlsystemen erläutert. Im Anschluss daran werden die Technologien des Direct Liquid Cooling (DLC) und der Immersionskühlung erläutert. Teilweise wird auch die Rücktür-Kühlung (RDHX – Rear Door Heat Exchanger) als Flüssigkeitskühlung bezeichnet. Daher wird auch diese Technologie kurz vorgestellt. Eine Aufstellung von Praxisbeispielen und eine Abschätzung der Einsparpotenziale von Kosten und Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) schließt das Arbeitspapier ab.