In Umfragen wie der „Global Data Center Survey“ des Uptime Institute (2024) wird deutlich, dass fast jeder dritte RZ-Betreiber einen Anstieg der Rack-Leistung verzeichnet. Während der Branchendurchschnitt noch eher moderat steigt, nehmen vor allem High-Density-Szenarien im Bereich von 30 bis 50 kW in der Fläche zu. Viele Betreiber stehen hier vor der Frage: Wie kühle ich diese Lasten, ohne meine gesamte Infrastruktur umbauen zu müssen?
Valeria Mercante, Produktmanagerin im Bereich High Density bei Stulz, spricht im Interview über Klimatisierungsstrategien auf Basis von Rücktürkühlung. Ein valider Ansatz, um die Kluft zwischen klassischer Luftkühlung und Liquid-Cooling-Architekturen zukunftssicher zu schließen.
Netzpalaver: Stulz hat gerade die neueste Generation seiner „CyberRack Active Rear Door“ vorgestellt. Was war der Hauptgrund für eine Produktaktualisierung?
Valeria Mercante: Der Markt hat sich in den vergangenen zwei bis drei Jahren deutlich verändert. Viele Betreiber merken gerade, dass die steigende Nachfrage nach KI-Infrastruktur die bisherigen Kühlkonzepte zunehmend an ihre physikalischen Grenzen bringt. Wir sehen heute innerhalb von KI-Umgebungen routinemäßig 40 bis 60 Kilowatt pro Rack. Führende Hyperscaler arbeiten bereits mit 50 bis 60 kW, und einige Designs setzen bereits auf deutlich höhere Lasten. Unsere bisherige Active-Rear-Door war auf etwa 30 kW Kühlleistung ausgelegt, das reicht für aktuelle Generationen von High-Performance-Anwendungen einfach nicht mehr aus beziehungsweise lässt dies dem Betreiber nicht mehr genug Spielraum nach oben, um auch langfristig skalieren zu können. Mit der neuen RD7-Baureihe erreichen wir bis zu 50 Kilowatt Kühlleistung und schaffen damit einen zukunftssicheren Pfad für moderne High-Density- und KI-Workloads.
Netzpalaver: Wann sollte ein Rechenzentrumsbetreiber über den Einsatz von Rücktürkühlung nachdenken?
Valeria Mercante: Es gibt hier im Prinzip drei klassische Szenarien. Erstens, wenn die vorhandene Raumklimatisierung an ihre Grenzen stößt und einzelne Racks bereits mehr Leistung ziehen als ursprünglich geplant. Zweitens bei Nachrüstungen in Bestandsgebäuden, wo große bauliche Maßnahmen nicht wirtschaftlich oder technisch umsetzbar sind. Und drittens, wenn Betreiber auf hybride Liquid-Cooling-Architekturen migrieren wollen oder bereits reine Direct-to-Chip-Umgebungen planen. Hier übernimmt die Active-Rear-Door quasi die Kühlung des kompletten „Luftparts“, also aller Komponenten, die nicht direkt mit Flüssigkeit gekühlt werden können, wie etwa Netzteile, Speichermodule oder Spannungswandler. Ohne eine gezielte Abfuhr dieser luftgekühlten Restlasten würden trotz Flüssigkeitskühlung massive Hotspots im Rack entstehen.
Netzpalaver: Können Sie so ein hybrides System einmal konkretisieren?
Valeria Mercante: Bei Direct-to-Chip-Liquid-Cooling werden die Hauptwärmelasten wie GPUs oder auch CPUs direkt über Kühlplatten mit Flüssigkeit gekühlt. Hier bleibt momentan aber immer etwa 20 bis 30 Prozent an Restwärme übrig. RAM-Module, Spannungswandler, Netzteile, all diese Komponenten lassen sich meist nicht so einfach im Flüssigkeitskreislauf integrieren und müssen deshalb auch weiterhin luftgekühlt werden. Diese Restwärme muss jedoch zuverlässig abgeführt werden, sonst entstehen Hotspots im Rack. Genau hier greift die Active-Rear-Door, sie fängt die warme Abluft direkt am Rack ab, kühlt sie effizient herunter und verhindert so, dass warme Abluft in den Serverraum zurückgeführt wird.
Netzpalaver: Wie genau funktioniert die Technik dahinter?
Valeria Mercante: Das Prinzip hinter der Active-Rear-Door ist bereits seit Jahren bewährt. Die Basis bildet eine mit aktiver Kältetechnik ausgestattete Rückseite des Racks, die wie eine normale 19-Zoll-Racktür montiert werden kann. In ihr steckt ein integrierter großdimensionierter Kupfer-Aluminium-Wärmetauscher, der mit einem eigenen Kaltwasserkreislauf versorgt wird. Typische Fahrweisen liegen beispielsweise bei 18 Grad Vorlauf- und 28 Grad Rücklauftemperatur. Die Serverlüfter blasen die warme Abluft durch ein Lamellenpaket in der Rücktür, während unsere integrierten Axialventilatoren den Druckverlust kompensieren und den Luftstrom so aktiv unterstützen. Die Abluft wird so auf Raumtemperatur zurückgekühlt, bevor sie in den Gang beziehungsweise in die Serverfläche gelangt.
Netzpalaver: Was war die Zielsetzung bei der Entwicklung der neuen Generation?
Valeria Mercante: Neben der reinen Leistungssteigerung um mehr als 50 Prozent standen vor allem die Effizienz und die akustische Optimierung im Fokus. Der Wechsel von Radial- auf Axialventilatoren ermöglicht eine schlankere Bauweise von nur 274 Millimetern Tiefe. Gleichzeitig sind die Schallemissionen massiv gesunken. Bei Volllast liegt der Schalldruckpegel bei nur noch 45 dB(A), was zum Beispiel für das Personal im Rechenzentrum eine deutliche Entlastung darstellt. Im leisesten Betriebsmodus erreichen wir sogar 28 dB(A).
Netzpalaver: Insgesamt arbeiten die Systeme mit vier verschiedenen Betriebsstufen. Was steckt dahinter?
Valeria Mercante: Flexibilität im Teillastbetrieb war uns enorm wichtig. Bei maximaler Auslastung liefern wir 50 Kilowatt bei 6.200 Kubikmetern Luftdurchsatz pro Stunde und einem EER-Wert von 82. Im leisesten Modus reduzieren wir auf 3.000 Kubikmeter, kühlen aber immer noch 26 Kilowatt und erreichen einen EER von 192, das entspricht einem Effizienzgewinn von rund 100 Prozent. Erreichen können wir das durch eine intelligente Steuerung und EC-Ventilatoren mit variabler Drehzahl. Wir haben außerdem je drei Sensoren für den Lufteintritt und den Luftaustritt auf verschiedenen Ebenen des Geräts verbaut. Jeder der fünf Ventilatoren wird also individuell über das Delta-T zwischen Lufteintritt und -austritt geregelt. Das System passt sich damit permanent und zonenweise an die tatsächliche Wärmelast an. Bei Teillast reduzieren die Ventilatoren ihre Drehzahl, wodurch der Stromverbrauch überproportional sinkt, während die Kühlleistung durch den Wärmetauscher weiterhin hoch bleibt. Diese Anpassungsfähigkeit verhindert nicht nur Hotspots in der vertikalen Anordnung, sondern optimiert auch kontinuierlich den Energieverbrauch je nach tatsächlichem Bedarf.
Netzpalaver: Inwieweit wirkt sich die Bauweise selbst auf die Energieeffizienz aus?
Valeria Mercante: Für 50 kW Kühlleistung benötigen wir lediglich 0,6 kW elektrische Leistung, hauptsächlich für den Betrieb der Axialventilatoren der Tür. Herkömmliche Reihenklimageräte bewegen sich im Volllastbetrieb typischerweise in einem EER-Bereich zwischen 25 und 35. Erreicht wird das auch über das grundlegende Funktionsprinzip. Ein Reihenklimasystem ist ein autarker Kühler, der die gesamte Luftbewegung für die IT-Last übernehmen muss, inklusive Ansaugen, Überwinden interner Widerstände und dem Ausblas mit hohem statischem Druck. Die Active-Rear-Door hingegen ist als druckneutrales System konzipiert. Die Hauptarbeit für den Lufttransport durch die Server leisten bereits die internen Lüfter. Unsere Axialventilatoren kompensieren lediglich den geringen Druckverlust, der durch das Durchströmen des großflächigen Wärmetauschers in der Tür entsteht. Wir nutzen also die ohnehin vorhandene kinetische Energie des Luftstroms aus, anstatt gegen sie zu arbeiten. Das kann gerade im Hinblick auf aktuelle Energieeffizienzregelungen ein entscheidendes Argument für RZ-Betreiber sein.
Netzpalaver: Wie flexibel ist die Integration in bestehende Infrastrukturen?
Valeria Mercante: Unsere Wärmetauschertür ist standardmäßig für 42-HE-Racks mit 600 Millimeter Breite ausgelegt, aber wir bieten maßgeschneiderte Adapterrahmen für praktisch jede Rack-Größe. Beispielsweise für 48 HE und 800 Millimeter Breite, Sondermaße sind ebenfalls möglich. Auch bei Leitungsführung sind wir flexibel. Die hydraulischen Anschlüsse können von oben oder unten erfolgen, je nachdem ob ein Doppelboden oder eine Overhead-Verrohrung vorhanden ist. Die Gesamttiefe von 274 Millimetern ist so kompakt, dass sich die meisten Rack-Reihen nachrüsten lassen, ohne dass dabei die Aufstellung der Racks im Serverraum verändert werden muss. Das ist ein riesiger Vorteil, gerade bei Retrofits.
Netzpalaver: Wie servicefreundlich zeigt sich das System im Betrieb?
Valeria Mercante: Wartungsfreundlichkeit ist für uns immer ein Thema. Die elektrischen und elektronischen Komponenten sitzen jetzt oben auf dem Gerät und nicht mehr unten wie beim Vorgänger. Sie ist dadurch deutlich einfacher zugänglich. Die fünf Axialventilatoren sind zudem Hot-Swap-fähig und können im laufenden Betrieb getauscht werden. Jeder Lüfter hat einen eigenen Schalter, die Kühlung bleibt also auch bei einem Teiletausch jederzeit gewährleistet. Die Tür öffnet zweistufig mit über 90 Grad. Die erste Ebene erlaubt den Zugang zu Ventilatoren und Elektrik, die zweite ermöglicht Wartungsarbeiten am Server selbst mit rund 450 Millimeter freiem Raum in der Mitte.
Netzpalaver: Zum Abschluss: Was raten Sie Betreibern, die heute vor der Herausforderung stehen, KI-Workloads zu integrieren?
Valeria Mercante: Hybride Architekturen werden auf absehbare Zeit der Standard bleiben. Nicht jeder Workload rechtfertigt reine Flüssigkeitskühlung, und nicht jedes Rechenzentrum kann oder will sofort komplett auf Liquid Cooling umstellen. Die Active-Rear-Door ist in diesem Szenario kein Auslaufmodell, sondern ein strategisch wichtiger Baustein. Sie ermöglicht es, schrittweise zu migrieren. Erst High-Density-Racks luftkühlen, dann einzelne Racks mit Direct-to-Chip ausstatten und die Rear Door für die Restwärme nutzen, später eventuell weitere Racks umrüsten. Plant man so, erreicht man einen kosteneffizienten, risikoarmen Migrationspfad, auch in Richtung hochperformanter KI-Workloads.
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