Kaltgang und Warmgang ist das grundlegende Ordnungsprinzip der Luftführung in Serverräumen und Rechenzentren: Die Rack-Server werden nicht beliebig aufgestellt, sondern in Reihen so ausgerichtet, dass sich immer die gleichen Seiten gegenüberstehen. So entstehen abwechselnd Kaltgänge und Warmgänge, und die Luft strömt in einer klaren Richtung durch die Racks.
Warum die Aufstellung entscheidet
Server atmen von vorne nach hinten: Die Lüfter saugen kühle Luft an der Front an und blasen die erwärmte Luft an der Rückseite wieder aus. Stehen zwei Rackreihen mit den Rückseiten zueinander, treffen zwei Warmluftströme aufeinander — die heiße Abluft staut sich und wird teilweise wieder angesaugt. Stehen dagegen die Fronten zueinander, entsteht ein gemeinsamer Kaltgang, aus dem alle Server Frischluft ziehen.
Deshalb gilt die Regel: Front an Front bildet den Kaltgang, Rücken an Rücken den Warmgang. Die kalte Zuluft kommt meist über einen Doppelboden oder direkt aus Klimageräten, die warme Abluft wird an der Decke oder über einen zweiten Kanal abgeführt.
Das Problem der Luftvermischung
Ohne saubere Trennung vermischen sich Kalt- und Warmluft. Zwei Effekte treten auf:
- Rezirkulation: heiße Abluft wird wieder angesaugt, die Server bekommen wärmere Luft als vorgesehen.
- Bypass: kalte Luft strömt an den Servern vorbei direkt zum Abluftweg und geht ungenutzt verloren.
Beides senkt die Effizienz und zwingt die Kühlung zu niedrigeren Zulufttemperaturen, als eigentlich nötig wären. Als Richtwert für die Zuluft am Server gelten die weit verbreiteten Empfehlungen nach ASHRAE mit etwa 18 bis 27 Grad Celsius.
Einhausung: Kaltgang oder Warmgang schließen
Eine Kaltgangeinhausung schließt den Kaltgang mit Türen und einem Dach ab, eine Warmgangeinhausung kapselt entsprechend den Warmgang. Beide Varianten verhindern die Vermischung wirksam und erlauben höhere Zulufttemperaturen, wodurch die Kälteerzeugung weniger arbeiten muss. Diese Trennung ist die Voraussetzung dafür, dass Verfahren wie die freie Kühlung das ganze Jahr über zuverlässig funktionieren.
Zusammenspiel mit der Kälteerzeugung
Sauber getrennte Gänge senken den Kältebedarf. Die verbleibende Wärme wird über einen Kaltwassersatz und Wärmetauscher abgeführt. Weil die Racks in Reihe stehen, wirkt sich auch der Formfaktor der Server aus: Ein flacher 1U-Server mit kleinen, schnell drehenden Lüftern wärmt die Luft stärker auf als ein hohes Gehäuse mit großen Lüftern.
Abgrenzung
Kaltgang und Warmgang beschreiben die Aufstellung und Luftführung im Raum. Wie die Wärme technisch weggekühlt wird, beschreiben die Artikel Kühlung, Kaltwassersatz und freie Kühlung, die Datensicherung RAID.