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Wieso ist die Wärmerückgewinnung in Rechenzentren wichtig für Ihr Projekt? Internet of Things, Autonomes Fahren und Industrie 4.0 – Die Digitalisierung ist in unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. IT-gestützte Prozesse erleichtern stetig den Alltag und schaffen nie vorher dagewesene Möglichkeiten. Mit diesen Möglichkeiten wachsen auch die Anforderungen an die Leistung der Rechenzentren, was wiederum zu einem steigenden Stromverbrauch führt. Das Thema Nachhaltigkeit spielt in diesem Zusammenhang eine große Rolle. Server, Serverräume und ganze Rechenzentren (engl.: Data Center) verbrauchen jedes Jahr mehr und mehr elektrische Energie also Strom, um dem zunehmend digitalen Alltag gerecht zu werden. Mit Siegeln wie dem Blauen Engel wird die Nachhaltigkeit von Rechenzentren sogar zertifiziert.

Ein Großteil des Energieverlustes bei der Betreibung von Rechenzentren erfolgt bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme. Im regulären Betrieb erzeugen IT-Komponenten nämlich eine bestimmte Temperatur. Die dort entstehende Abwärme wird großenteils nur in die Luft abgegeben. Dieser Vorgang ist alles andere als effizient und umweltschonend. Die Abwärme kann nämlich mithilfe unterschiedlicher Prozesse genutzt werden, um Rechenzentren umweltfreundlicher, effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Auf diesem Wege kann die Effizienz der eingesetzten Energie sowie der Kosten gesteigert werden.

Wärmerückgewinnung in Rechenzentren

Alternativen der Wärmerückgewinnung

Mithilfe der Wärmerückgewinnung (engl.: Heat Recovery) kann die überschüssige Energie in Rechenzentren nutzbar gemacht werden. Somit stellt die Abwärmenutzung eine neue (Teil-) Lösung dar, um die Energieeffizienz von Rechenzentren zu steigern. Rechenzentren selbst werden bei diesem Vorgang vom Verbraucher zum Energielieferanten. Dieser Prozess ist nachhaltig und zukunftsweisend und kann dem Betreiber eines Rechenzentrums neben einem guten Gefühl auch finanziellen Wert bringen und die Rentabilität eines Projekts langfristig steigern.

Um die Abwärme eines Rechenzentrums nutzbar zu machen, stehen dem Betreiber unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung, welche sich je nach Anforderungen des eigenen Rechenzentrums sowie den notwendigen Anforderungen an die an das Rechenzentrum angrenzende Umwelt unterscheiden. Ein wichtiger Faktor ist die Höhe der entstehenden Temperatur.

Im Folgenden sollen einige Beispiele der Abwärmenutzung für Datacenter aufgeführt und näher erläutert werden.

Wärmerückgewinnung mit einer Wärmepumpe

Im Zusammenhang mit der Nutzung von Abwärme werden häufig Wärmepumpen eingesetzt. Diese kommen zum Tragen, wenn die Abwärme des Rechenzentrums niedriger ausfällt als die benötigte Temperatur zur Weiternutzung in anderen Anwendungsgebieten. Mithilfe einer Wärmepumpe kann die Temperatur erhöht und somit die Abwärme in unterschiedlichen Anwendungsgebieten nutzbar gemacht werden.

Direkte Wärmerückgewinnung als Inhouse-Lösung

Bei Prozessen mit niedrigeren Temperaturen ist es möglich, die Abwärme auch ohne eine Erhöhung der Temperatur mittels Wärmepumpe zu nutzen.

Die direkte Wärmerückgewinnung lässt sich beispielsweise für das Beheizen von Räumen nutzen. Aufenthaltsräume, Flure und Wartezimmer sind beliebte Beispiele für das Beheizen eigener Räumlichkeiten mit einem Rechenzentrum. Da für die direkte Wärmerückgewinnung niedrigere Temperaturen ausreichen, kann hier allerdings auch nur ein kleiner Anteil der entstehenden Wärme eingesetzt werden.

Einspeisung von Fern- und Nahwärme in Liegenschaften

Größere Rechenzentren, bei denen eine besondere Wärme entsteht, lassen sich auch in große Liegenschaften integrieren. Eine Einspeisung in sogenannte Nah- und Fernwärmenetze kann sich wirtschaftlich für den Betreiber lohnen. Das Konzept der Nah- und Fernwärme beschreibt Wärmeenergie, die nicht direkt vor Ort auf dem eigenen Gelände erzeugt wird. Nah- und Fernwärmenetze unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich der Größe der zu bedienenden Gebiete sowie der benötigten Temperatur. Während bei Nahwärme auch niedrigere Temperaturen reichen, wird für Fernwärme ein höheres Niveau benötigt.

Nutzung der Abwärme für umliegende Einrichtungen

Falls der Zugriff an ein Nah- oder Fernwärmenetz nicht möglich ist, kann die generierte Wärme der Data Center auch in nahegelegene Anlagen eingespeist werden. Besonders interessant sind hier Einrichtungen wie Gewächshäuser oder Schwimmbäder, die das ganze Jahr über Wärme benötigen. Die Abwärme kann so beispielsweise für die Pflanzenzucht (Algen, Stadtgemüse etc.) als Treibhauswärme eingesetzt werden. Besonders das Vertical Farming ist eine zukunftsweisende Option für die Verwendung von Abwärme. In diesen Einrichtungen wird die Produktion von pflanzlichen oder tierischen Produkten innerhalb der Stadt in mehrstöckigen Gebäuden verfolgt.

Potenziale zur Kälteerzeugung aus Abwärme

Ähnlich wie der menschliche Körper hat auch ein Server eine bestimmte Temperaturspanne für den optimalen Betrieb. Um den optimalen Betrieb zu gewährleisten, müssen Rechenzentren also mit Wasser oder Luft gekühlt werden. In einem anderen Artikel erfahren Sie mehr zum Thema Kühlung von Rechenzentren.

Auch wenn es zuerst paradox wirkt – die Wärme aus Rechenzentren kann tatsächlich auch für die Kühlung verwendet werden. Mithilfe von Ab- und Adsorptionskältemaschinen kann die im Rechenzentrum anfallende Hitze direkt verwendet werden, um die eigenen Komponenten sowie beispielsweise Räumlichkeiten im Umkreis während des Sommers zu kühlen.

Rechenzentren nachhaltig & Energie effizient

– Lösung mit GePlan Ingenieure GmbH & Co.KG

Mit einem zunehmend steigenden Strom- und Energieverbrauch nimmt das Thema Nachhaltigkeit bei der Konzeption, Planung und dem Bau von einem Rechenzentrum einen immer größeren Stellenwert ein. Mithilfe der Abwärme gehen Sie mit Ihrem Rechenzentrum einen weiteren Schritt in Richtung Nachhaltigkeit und werden vom Verbraucher, zum Erzeuger und je nach Lösung sogar zum Lieferanten. Somit steigern Sie die Gesamtrentabilität und Effizienz Ihres Projekts und leisten einen Beitrag für die Umwelt.

Sie haben Interesse an der Nutzung von Abwärme für Ihr Rechenzentrum oder Fragen zu einer sonstigen Leistung? Gerne gehen wir mit Ihnen zusammen unterschiedliche Lösungen durch und bewerten die Alternativen für Ihr Unternehmen unter der Berücksichtigung der Kosten, Daten und Potenziale in Ihrem Umkreis. Kontaktieren Sie uns gerne, wir beraten Sie gerne zur Wärmerückgewinnung in Ihrem Rechenzentrum!