Energieeffizienz ist extrem wichtig bei modernen Rechenzentren und Datacentern. Eine wichtige Kennzahl, um diese zu erreichen ist die Cooling Efficiency Ratio (CER). Bis zu 30 Prozent des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums lässt sich auf seine Kühlung zurückführen. 

Das Einsetzen von möglichst effizienten Kühlsystemen hat somit einen besonders großen Effekt auf die Effizienz des gesamten Rechenzentrums. Der CER-Wert misst die Effizienz der Kühlung und beeinflusst andere wichtige Kennzahlen, wie die PUE (Power Usage Effectiveness), der die Gesamteffizienz des Rechenzentrums angibt. Der CER-Wert zeigt auf wie viel elektrische Energie gebraucht wird, um die Wärmemenge des Rechenzentrums für 12 Monate zu bewältigen. Somit ist er analog zur beispielsweise durch Wärmepumpen bekannten Jahresarbeitszahl (JAZ). 

Was ist die Cooling Efficiency Ratio (CER)? 

Die Cooling Efficiency Ratio (CER) – dt. Wirkungsgrad der Kühlung – ist ein standardisiertes Effizienzmaß für Kühlsysteme in Rechenzentren. Der CER-Wert setzt die im Jahresdurchschnitt abzuführende Wärmemenge in thermischen Kilowattstunden ins Verhältnis zur dafür benötigten elektrischen Energie, d.h. zur dafür aufzuwendenden elektrischen Arbeit in Kilowattstunden: 

Die Cooling Efficiency Ratio ist immer positiv. Je höher der Wert, desto besser die Effizienz der Kühlung: Bei einer CER von 9 kann also je 1 Kilowattstunde elektrische Energie das Abführen von je 9 Kilowattstunden Wärmeenergie bewältigen. Wenn weniger Strom gebraucht wird, muss auch weniger Strom bezahlt werden. Somit hat ein guter CER langfristig meist einen positiven Effekt auf die Betriebskosten des Rechenzentrums. 

Bedeutung der CER 

Die Cooling Efficiency Ratio wurde erstmals in der DIN-Norm EN 50600-4-7 definiert und mit der ISO/IEC 30134-7:2023 durch die Internationale Organisation für Normung (ISO) spezifiziert. 

Die CER ist nicht nur wegen ihres Vorkommens in der Norm für Einrichtungen und Infrastrukturen von Rechenzentren relevant: Auch bei einer Zertifizierung mit dem Blauen Engel werden Anforderungen an den CER-Wert eines Rechenzentrums gestellt. Der CER-Wert ist streng genommen keine gute Zahl für die Bewertung einzelner Klimageräte, da er sich auf die Effizienz des eingebauten Gerätes in der konkreten Umgebung bezieht. Bei Rechenzentren kann das zu Schwierigkeiten führen: ist ein Rechenzentrum nicht von Anfang an ausgelastet, so muss eine Zeit lang eine geringere Abwärmemenge abgeführt werden, die Klimageräte und Kühlstrategien sind dennoch mit Blick auf die mittel- oder gar langfristig vorgesehene Last ausgewählt worden. Der CER-Wert ist in einem solchen Fall also erst kleiner und steigt mit der Belegung des RZs. Es gibt es daher entsprechende Ausnahmen bei der Zertifizierung mit dem Blauen Engel. Co-Location-Betreiber füllen klassischerweise erst nach und nach füllen klassischerweise ihren Rackspace erst mit der Zeit. Eine andere Strategie im Umgang mit dieser wäre die Verwendung von skalierbaren Modulrechenzentren.    

Maßnahmen zur Verbesserung der CER 

Um die CER zu verbessern, gibt es einige Möglichkeiten. Die Verwendung von effizienten Kühltechnologien wie Präzisionsklimatisierung, Freikühlung oder indirekter Verdunstungskühlung – adiabatischer Kühlung – kann die Effizienz der Kühlung erhöhen. Diese Technologien ermöglichen eine gezieltere Kühlung und reduzieren den Energiebedarf im Vergleich zu traditionellen Kühlsystemen – und verbessern so die CER. Das Monitoring liefert Basis für das weitere Vorgehen. 

 Monitoring und Optimierung des Cooling Efficiency Ratio 

Ein gutes Monitoring ist nicht nur für die korrekte Berechnung des jeweils aktuellen CER-Wertes hilfreich, sondern auch unabdinglich bei der Optimierung. Das Monitoring ermöglicht es, den Energieverbrauch des Kühlsystems im Zeitverlauf zu verfolgen. Durch die Analyse der Energieverbrauchsdaten können ineffiziente Betriebszustände identifiziert werden, die zu einem erhöhten Energieverbrauch führen. Dies ermöglicht es, gezielte Maßnahmen zu ergreifen, um den Energieverbrauch zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern. Bei einer Klimaanlage mit Kompressionskälte wäre es beispielsweise denkbar, dass das Kältemittel nachgefüllt werden muss. Auch mit weniger Kältemittel funktioniert die Anlage noch, braucht aber mehr Energie für den gleichen Kühlungseffekt. Das Monitoring der Temperaturen in verschiedenen Bereichen des Rechenzentrums ermöglicht es zudem, Hot-Spots oder Bereiche mit ungleichmäßiger Kühlung zu identifizieren. Durch Anpassungen an der Luftstromführung ließe sich der Hot-Spot dann beheben. 

CER und Nachhaltigkeit 

Ein guter Cooling Efficiency Ratio-Wert hilft gleich in mehrfacher Hinsicht mit der Nachhaltigkeit eines Rechenzentrums. Ein hoher CER bedeutet, dass das Kühlsystem effizient arbeitet und weniger Energie benötigt, um die erforderliche Kälteleistung bereitzustellen. Dies führt zu erheblichen Energieeinsparungen und reduziert den CO2-Ausstoß, da weniger Strom, der je nach Strommix auch aus fossilen Energieträgern stammen kann, benötigt wird. Ineffizient betriebene Rechenzentren verbrauchen im Zweifel nicht nur mehr elektrische Energie, sondern auch Wasser oder Kältemittel. Die Verbesserung des CER minimiert somit den Bedarf an Nachfüllungen oder gar Neuanschaffungen. Zumal ein effizientes System oft weniger Ausfallzeiten hat und seltener Reparaturen erfordert. Die Schonung von Ressourcen ist ein wichtiger Aspekt der Nachhaltigkeit. RZ-Betreiber sind schon allein durch Konzepte wie Green IT, die Zertifizierungen, die verschiedenen Normen und auch durch Gesetze aus der Politik, an vorderster Front in Sachen Energiewende, Wärmewende und Nachhaltigkeit. Ein guter CER ist kann hier ein Indiz dafür sein, dass ein Rechenzentrum nachhaltige Praktiken implementiert und der Anforderung gerecht wird, die Umweltauswirkungen der IT-Infrastruktur zu minimieren. 

Fazit

Die Cooling Efficiency Ratio (CER) ist ein standardisiertes Maß für die Effizienz einer Kühlung. Sie bezieht sich auf ein konkretes Rechenzentrum und seine Umgebung und ist häufig relevant für Normen und Zertifizierungen. Da die Kühlung einen großen Teil der benötigten Energie in Rechenzentren ausmacht, ist ein guter, möglichst hoher CER-Wert auch ein wichtiger Parameter zur Verbesserung der Gesamteffizienz des Datacenters. Effiziente Kühlung kann auf verschiedene Weisen positiv die Umweltauswirkungen eines Rechenzentrums beeinflussen. Die CER kann auf Grundlage eines guten Monitorings mit der Zeit noch verbessert werden.