Adiabatische Kühlung
Als adiabatische Kühlung bezeichnet man den Prozess der Gebäudekühlung durch eine Veränderung des Luftdrucks, der von einer Volumenexpansion verursacht wird. Die adiabatische Kühlung ist somit eine Form der Verdunstungskühlung.
In der Natur ist die adiabatische Kühlung ein häufig anzutreffendes Wetterphänomen. Warme Luftmassen dehnen sich aus und sind dadurch weniger dicht. Aufgrund ihrer geringeren Dichte sind sie leichter und steigt nach oben, während kältere und schwerere Luft nach unten sinkt. Erreicht die Luftmasse höhere Schichten mit weniger dichter Luft, so dehnt sie sich weiter aus, verliert dabei aber die gewonnene Energie, während sie gleichzeitig abkühlt. Wird sie kühl genug, um an den Taupunkt zu gelangen, kondensiert die Feuchtigkeit zu Wolken, bis es zum Niederschlag kommt. Dieses Prinzip lässt sich auf die Gebäudekühlung übertragen, auch in Rechenzentren.
Adiabatische Kühlung im Rechenzentrum
Adiabatische Kühlung ist häufig der Wirkmechanismus in Systemen, die auf eine Freie Kühlung setzen, das heißt Ressourcen aus der Umgebung statt mechanischer oder chemischer Kühlmethoden nutzen.. Adiabatische Kühlung gilt als eine der wichtigsten Methoden, um Rechenzentren und speziell deren Kühlung effizienter zu gestalten, da sie sowohl weniger Wasser (bis zu 90 Prozent), als auch weniger Strom (je nach Herstellerangabe um die 80 Prozent) nutzt. Außerdem gibt es hier keinen Treibhauseffekt durch klimaschädliche Kältemittel. Aus diesem Grund ist adiabatische Kühlung eine der Kühlmethoden, die Rechenzentren zur Verfügung steht, die eine Zertifizierung mit dem blauen Engel anstreben.
Ins solchen Kühlanlagen läuft meist ein großer Ventilator, der warme Luft durch wasserbefeuchtete Polster ansaugt. Während das Wasser in den Polstern evaporiert, tritt der adiabatische Effekt ein und die Luft wird abgekühlt. Die Temperatur kann durch Einstellung des Luftstroms durch den Ventilator geregelt werden. So lassen sich Rechenzentren bei Außentemperaturen bis zu 40°C auf 26°C herunterkühlen. Ist es draußen kalt genug, um nur mit freier Kühlung zu kühlen, leiben die Luftpolster trocken.
Dadurch eignet sich eine Adiabatische Kühlung in Kombination mit Freier Kühlung und einiger weniger, mechanischer Kühleinheiten (zum Beispiel für die Unterbrechungsfreie Stromversorgung, die wegen der Batterie eher auf 20°C gehalten werden sollte) für viele Rechenzentren in gemäßigten Breiten. Sie ist außerdem im laufenden Betrieb kostengünstiger, als konventionelle Kühlsysteme.
Direkte versus Indirekte Adiabatische Kühlung
Bei der direkten adiabatischen Kühlung strömt die Luft durch das befeuchtete Kissen und danach direkt in den zu kühlenden Raum. Sie ist die einfachste und am weitesten verbreitete und effizienteste Variante der adiabatischen Kühlung. Die Folge ist jedoch, dass sich die Luftfeuchtigkeit stark erhöht. Das ist ungünstig, da im Rechenzentrum nie mehr als 60 Prozent Luftfeuchtigkeit herrschen sollten.
Bei der indirekten adiabatischen Kühlung wird hingegen die Abluft gekühlt, um dann die warme, angesaugte Außenluft in einem Wärmerückgewinnungssystem abzukühlen.
