Kühlung aus der Erdkruste

Das Interesse an der geothermischen Nutzung des Untergrunds hat in den vergangenen Jahren spürbar zugenommen. Die jüngste Entwicklung zeigt eine zunehmende wirtschaftliche und ökologische Bedeutung von kombinierten Heiz- und Kühlsystemen in Verbindung mit einer saisonalen thermischen Untergrundspeicherung und optimaler Abstimmung mit der Gebäudetechnik.

Neuartige Technologien zur Kälteerzeugung können weitere Nutzungsfelder der geothermischen Ressourcen erschließen. Die Integration anderer regenerativer, zum Beispiel solar gestützter Systeme, eröffnet zusätzliche Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung.

Kalt im Sommer, warm im Winter

Was in privaten Haushalten in den letzten Jahren immer mehr zur Alternative geworden ist, setzt sich jetzt auch durch, um beispielsweise die Kosten des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums in den Griff zu bekommen.

Normalerweise entfällt in herkömmlichen Data Centern rund die Hälfte der benötigten Energie auf die IT-Infrastruktur. Mit geothermischer Kühlung kann dieser Wert auf bis zu zehn Prozent abgesenkt werden.

Vorreiter auf diesem Gebiet ist die Kreisverwaltung des hessischen Vogelsbergkreises, das ihr Rechenzentrum komplett auf Geothermie-Kühlung umstellen lässt. Dadurch sollen sowohl Stromverbrauch als auch CO2-Ausstoß um 80 bis 90 Prozent zu reduziert werden.

Amortisierung der Kosten in vier Jahren

Das Unternehmen DANES Datennetzwerktechnik GmbH hat die Realisierung dieses Pilotprojektes übernommen. Nach Aussage von DANES-Mitarbeiter Michael Wöhle, der das Pilotprojekt begleitet, hängen die Kosten für die Anschaffung einer Geothermie-Anlage von der Größe des Rechenzentrums ab. Die Investitionskosten würden sich aber in jedem Fall spätestens nach vier Jahren amortisieren, so Wöhle.

Herzstück des Systems ist ein geschlossener Rohrkreislauf, der bis in eine Bodentiefe von rund 90 Metern hinabreicht. Die Temperatur hier unten beträgt fast konstant 14 Grad Celsius, weil keine jahreszeitlich bedingten Witterungsschwankungen auftreten können.

Zwei Zirkulationspumpen befördern das Wasser durch das Rohrsystem. Das abgekühkte Wasser läuft im Rechenzentrum durch so genannte SideCooler, die zwischen den Serverschränken angebracht sind. Dadurch geraten die Server nicht mit Wasser in Berührung, was einen Kurzschluss zur Folge hätte

In den SideCoolern wird die Wärme der Rechenmaschinen aufgenommen. Mittels eines Luft-Wasser-Wärmetauschers, der in den Kühlgeräten integriert ist, erfolgt die Kühlung der Raumluft. Das Kühlwasser erwärmt sich dadurch auf zirka 20 Grad und wird mittels der Pumpen über die Rohrleitungen wieder in das Erdreich geführt, in dem die Wärme entzogen wird und das Wasser sich wieder auf 14 Grad Celsius abkühlt.

Erholungsphase für die Erde

Ein sogenannter FreeCooler außerhalb des Rechenzentrums, der ebenfalls an den Rohrkreislauf angeschlossen ist, wird in den drei kältesten Monaten des Jahres zur Kühlung der Rechenanlagen genutzt. Durch diese Pause wird verhindert, dass sich das Erdreich durch eine zu große, permanente Wärmezufuhr zu sehr erwärmen würde.

Daniel Seemann

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