eChiller: (Nicht nur) Rechenzentren mit Wasser umweltfreundlich kühlen

(20.4.2020) Rechenzentren verbrauchen viel elektrische Energie und erzeugen dabei als Nebenprodukt Wärme in einem erheblichen Umfang. Deshalb müssen die Computerschränke mit weiterer Energie ständig gekühlt werden. Um die Abfallwärme nutzen zu können, hat die Firma Efficient Energy (München) den so genannten eChiller entwickelt. Das wasserbasierte Kühlverfahren soll nun an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften in München erstmals in einem Hybrid-System zum Einsatz kommen. Dazu wird das Rechenzentrum modellhaft umgebaut. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) förderte bereits das Entwickeln des eChillers mit 800.000 Euro und unterstützt das Vorhaben nun erneut fachlich und finanziell mit 270.000 Euro. Ziel sei es, den eChiller auch bei anderen Kühlprozessen anzuwenden.

Bild © Efficient Energy GmbH 

Kältemittel oft klimaschädlich

„Momentan sind etwa fünf Prozent des deutschen Treibhausgasausstoßes und 14 Prozent des Stromverbrauchs auf Kältetechnik zurückzuführen“, erklären Projektleiter Jörg Bentz und Prof. Dr. Christian Schweigler von der Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Bei einem Rechenzentrum entfalle sogar etwa ein Fünftel des gesamten Energieverbrauchs auf den Betrieb der Kälteanlagen. Das sei aus zwei Gründen problematisch:

• Zum einen benötige man dafür Kältemittel auf Basis von Fluorkohlenwasserstoffen, die eine um ein Vielfaches höhere klimaschädliche Wirkung besitzen als das Treibhausgas Kohlendioxid.
• Zum anderen werden durch den hohen Strombedarf zusätzlich Treibhausgase verursacht, weil der verwendete Strom noch größtenteils aus endlichen Energieträgern gewonnen werde.

Wasser als natürliches Kältemittel

Mit dem eChiller sollen sich beide Probleme lösen lassen. Wasser als Kältemittel setze keine klimaschädlichen Gase frei. Außerdem ermögliche die Technik das „free cooling“, also das Kühlen mit minimalem Energieaufwand. Der Stromverbrauch soll so um bis zu 70% verringert werden. „Die Technik hat besonders unter Umweltaspekten eine besondere Bedeutung. Einerseits betrifft sie unmittelbar die Energieeffizienz und damit den Klimaschutz. Andererseits ermöglicht sie im Zuge einer Modernisierung den Ersatz konventioneller klimaschädlicher Kältemittel durch die umweltfreundliche Alternative Wasser“, so DBU-Generalsekretär Alexander Bonde. Das sei nicht nur mit Blick auf das Klima, sondern auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ein wichtiger Aspekt: Seit dem Jahr 2000 habe sich der Stromverbrauch deutscher Rechenzentren verdreifacht. Im Zuge der Digitalisierung sei mit einem weiterhin steigenden Bedarf zu rechnen.

Modernisierung kleiner und mittlerer Rechenzentren

In der Hochschule ist der modellhafte Umbau einer Rechenzentrums-Klimatisierung hin zu einem energiewirksamen Hybrid-System geplant. Dazu sollen die bestehenden Kälteanlagen weiter genutzt und um den eChiller ergänzt werden. Die Systeme können dann, so Bentz, je nach Bedarf zusätzlich zum eChiller auch auf das bereits bestehende Kühlsystem zurückgreifen. Im Zuge des Projekts wolle man außerdem eine Betriebsstrategie für diese Hybrid-Anlagen entwickeln, die besonders auf kleine und mittlere Rechenzentren abziele und übertragbar sei.