Die physikalische Luftführung im Serverraum steuert Betriebssicherheit und Stromverbrauch. Ohne räumliche Sektorentrennung vermischt sich die Kühlluft sofort mit der heißen Abluft. Serverlüfter rotieren auf Maximaldrehzahl, Klimageräte arbeiten gegen zu hohe Rücklufttemperaturen und Hotspots gefährden die Hardware. Eine strukturierte Anordnung löst dieses Problem: Der Kaltgang führt den Rackfronten das aufbereitete Luftvolumen zu. Der Warmgang nimmt die thermische Last auf der Schrankrückseite auf und leitet sie geordnet ab.
Was sind Kaltgang und Warmgang?
Die Begriffe beschreiben zwei entgegengesetzte Zonen innerhalb einer strukturierten RZ-Luftführung. Ein Kaltgang entsteht durch die Gegenüberstellung von Rack-Vorderseiten. Über einen Doppelboden oder ein Kanalnetz strömt aufbereitete Kühlluft direkt vor die Ansaugöffnungen der IT-Hardware.
Der Warmgang befindet sich auf den Rückseiten der Server-Racks. Hier tritt die von den Komponenten erwärmte Abluft aus den Gehäusen aus. Dieser Bereich sammelt die thermische Last und führt sie zurück zu den Klimageräten. Die räumliche Trennung dieser zwei Zonen verhindert, dass sich kalte Zuluft und heiße Abluft durchmischen.
Funktionsweise von Kaltgang und Warmgang: So zirkuliert die Kühlluft im Serverraum
Das Prinzip nutzt physikalische Gesetzmäßigkeiten der Thermodynamik, um kühle Zuluft und heiße Abluft strikt getrennt zu halten. Die Anbindung an die Klimatisierung im Serverraum erfolgt dabei über einen geschlossenen Luftkreislauf.
- Kompression der Kühlenergie im Doppelboden durch ein zentrales Klimagerät (CRAC oder CRAH)
- Strömen der kalten Zuluft aus dem Doppelboden über perforierte Bodenplatten direkt in den Kaltgang
- Ansaugen des aufbereiteten Luftvolumens durch die Server-Hardware an der Rack-Front
- Austritt der erwärmten Abluft an den Schrankrückseiten in den Warmgang
- Rückführung der thermischen Last über die Raumdecke oder getrennte Kanäle zum Klimagerät
Diese physikalische Trennung schützt die Hardware vor Überhitzung und stabilisiert den gesamten Kühlprozess.
Gründe für die Trennung von Kaltgang und Warmgang im Serverraum
Physische Barrieren zwischen den Zonen verhindern hohe Betriebskosten und schützen die Hardware im Serverraum. Die Sektorentrennung optimiert die Kühlung direkt am Rack aus folgenden Gründen:
- Sperren von Luftkurzschlüssen: Das Vermischen von kühler Zuluft und heißer Abluft vor den Serverfronten entfällt.
- Vermeiden lokaler Hotspots: Gleichmäßige Kaltluftzufuhr verhindert gefährliche Hitzestaus an einzelnen Racks.
- Anheben der Kaltwassertemperatur: Klimageräte arbeiten durch höhere Rücklufttemperaturen deutlich effizienter.
- Reduzieren des Stromverbrauchs: Die Kälteleistung lässt sich präzise anpassen, was die Betriebskosten senkt.
Ohne diese Barrieren saugen die Server erwärmte Abluft an. Das erzwingt eine höhere Kälteleistung der Klimageräte und treibt den Energieverbrauch hoch.
Kaltgang-Einhausung oder Warmgang-Einhausung: Welches System passt wann?
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Kaltgang-Einhausung (Cold Aisle Containment) |
Warmgang-Einhausung (Hot Aisle Containment) |
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Eingehauster Bereich |
Zuluftkorridor vor den Schrankfronten |
Abluftkorridor hinter den Schrankrückseiten |
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Temperatur im Restraum |
Warm (entspricht der Ablufttemperatur) |
Angenehm kühl (entspricht der Zulufttemperatur) |
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Bestandsnachrüstung |
Unkompliziert bei modular aufgebauten Racks |
Erfordert Anpassungen an Abströmkanäle und Decke |
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Personenkomfort im Raum |
Eingeschränkt durch hohe Umgebungstemperaturen |
Hoch, Wartungsarbeiten im Raum ohne Hitzebelastung |
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Einsatzfall |
Klassische RZ-Bestandsflächen mit Doppelboden |
Neubauten, Räume ohne Doppelboden und hohe Wärmedichten |
Einhausung im Serverraum – Unterschiede bei Bestandsgebäuden und Neubauprojekten
Beim Neubau lässt sich die Anbindung einer Warmgang-Einhausung an die Gebäudetechnik direkt einplanen. Racks, Deckenführungen und Abluftschächte bilden von Beginn an eine abgestimmte Einheit.
In Bestandsgebäuden begrenzen Raumhöhen, feste Doppelböden oder versetzte Schrankreihen die baulichen Optionen. Eine Kaltgang-Einhausung lässt sich meist unkomplizierter auf bereits installierten Racks montieren. Dennoch erfordert das Aufstellen im laufenden Betrieb hohe Sorgfalt, damit die Kühlkette stabil bleibt.
In engen Raumstrukturen sichert die vorausschauende Modernisierung von Rechenzentren den fortlaufenden Betrieb. Ein verlässliches Vorgehen bei der Umsetzung im laufenden System bietet ein strukturierter Retrofit.
Effiziente Kühlung im Serverraum durch abgestimmte Kalt- und Warmgang-Systeme
Vermeiden Sie Hitzestaus und hohe Energiekosten durch präzise Trennung der Luftströme. Daterra plant und montiert Kalt- sowie Warmgang-Einhausungen exakt passend zu Ihren Racks und Klimatechniken, um die Hardware im laufenden Betrieb zu schützen.
Fehler bei Kaltgang und Warmgang: Ursachen für Effizienzverluste im Serverraum
Fehler bei der räumlichen Trennung von Kaltgang und Warmgang reduzieren die Kühlleistung und steigern die Energiekosten. Oft verhindern unscheinbare Lücken im Schottsystem den gewünschten Effekt.
- Fehlende Blindplatten: Offene Höheneinheiten im Server-Rack führen dazu, dass heiße Abluft direkt wieder an die Schrankfront strömt.
- Undichte Kabeldurchführungen: Unverschlossene Öffnungen im Doppelboden lassen kühle Luft ungenutzt entweichen, bevor sie die Hardware erreicht.
- Falsch positionierte Sensoren: Werden Fühler im warmen Abluftstrom statt vor der Ansaugfront platziert, steuern Klimageräte mit falschen Solltemperaturen.
- Fehlende Gangabschlüsse: Fehlen Schiebetüren oder Dachpaneele an den Stirnseiten, vermischen sich die Luftströme seitlich am Gang.
Eine sorgfältige Auslegung der Luftführung schließt diese Schwachstellen aus und sichert die Effizienz der gesamten Kühlung.
DIN EN 50600 und ANSI/TIA-942-C als Normen für Kaltgang und Warmgang
Normen setzen klare Rahmenbedingungen für die Luftführung. Die europäische Norm DIN EN 50600 regelt die Infrastruktur von Rechenzentrumslösungen und fordert in Teil 2-3 eine gezielte Vermeidung von Luftmischungen, um Energieeffizienzwerte messbar zu steigern.
Beide Regelwerke verlangen eine lückenlose Erfassung der Schranktemperaturen und definieren Grenzwerte für die Rack-Eintrittstemperatur. Für die Einhaltung dieser Vorgaben bei Baugenehmigungen und Audits bildet eine physische Einhausung die technische Grundlage.
Absicherung von Kaltgang und Warmgang: Wie Redundanz und USV Hitzestaus verhindern
Die räumliche Trennung in Kaltgang und Warmgang entfaltet ihre volle Wirkung erst im Verbund mit der restlichen RZ-Infrastruktur. Fällt die Kühlung aus, steigen die Temperaturen in geschlossenen Einhausungen schnell an. Deshalb koppeln Planer die Luftführung direkt an redundante Kältesysteme.
Eine ausfallsichere Kühlung erfordert eine passende Auslegung der Stromversorgung. Bei einem Netzausfall überbrückt die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) die Zeit, bis Generatoren anspringen. In diesem Zeitfenster müssen auch die Ventilatoren der Klimageräte weiterlaufen, um einen Wärmestau im Gang zu verhindern. Wie eine solche Absicherung technisch aufgebaut ist, zeigt das Prinzip der N+1-Redundanz.
Häufig gestellte Fragen zur Luftführung im Serverraum
Welche Unterschiede bestehen zwischen Kaltgang und Warmgang?
Beim Kaltgang liegt der Fokus auf der Zuführung kühler Luft vor den Serverfronten. Die Kaltluft wird in diesen Bereich geleitet, während die erwärmte Abluft unkontrolliert in den Rest des Raumes entweicht. Beim Warmgang wird umgekehrt die heiße Abluft hinter den Racks isoliert und direkt über Kanäle oder die Decke zu den Klimageräten abgeführt. Der restliche Serverraum bleibt dadurch auf einem kühlen Temperaturniveau.
Ab wann rechnet sich eine physische Einhausung?
Eine Einhausung lohnt sich, sobald die Kälteleistung im Raum steigen muss oder die Energiekosten sinken sollen. Bereits ab vier bis fünf Racks schützt die räumliche Trennung vor vermischten Luftströmen. Höhere Rücklufttemperaturen am Klimagerät steigern die Anlageneffizienz, sodass die eingesparten Stromkosten die Investition zügig ausgleichen.
Welche Fehler unterlaufen bei der Umsetzung am häufigsten?
Oft verhindern kleine Undichtigkeiten die geplante Wirkung der Lufttrennung. Ungedichtete Kabeldurchführungen im Doppelboden, fehlende Blindplatten in unbesetzten Höheneinheiten der Racks und mangelhafte Türabschlüsse an den Gangseiten lassen Luft ungenutzt entweichen. Ebenfalls kritisch wirken falsch platzierte Temperatursensoren, welche den Kühlbedarf fehlerhaft an die Steuerung übermitteln.
Lässt sich ein Schottsystem im laufenden Betrieb nachrüsten?
Eine Nachrüstung in bestehenden Serverräumen ist problemlos machbar. Modular aufgebaute Systeme ermöglichen die Montage von Dach- und Türelementen direkt an den vorhandenen Schränken, ohne den Serverbetrieb zu unterbrechen. Die sorgfältige Vorplanung stellt sicher, dass die Kühlkette während der Installationsarbeiten durchgehend aufrechterhalten bleibt.
Wie greifen Schottsystem und N+1-Redundanz ineinander?
Die physische Lufttrennung stellt sicher, dass die kühle Zuluft verlustfrei an den IT-Komponenten ankommt. Eine N+1-Redundanz sichert diese Versorgungsleistung ab, falls ein Kälteerzeuger oder ein Lüfter ausfällt. Die verbleibenden Systeme fangen die Last ohne Unterbrechung auf, während das Schottsystem ein schnelles Aufheizen der Rack-Fronten verhindert.