High-Density-Colocation: Upgrade vorhandener Rechenzentren durch Liquid Cooling

Wer in Deutschland wettbewerbsfähige Rechenzentren betreiben will, kommt an High-Density-Colocation nicht vorbei. Neocloud-Betreiber und Colocation-Anbieter bereiten sich auf die nächste Generation der KI-Infrastruktur vor, die höhere Rack-Leistungsdichten erfordert. Gleichzeitig steigen mit dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG) die Anforderungen an Energieeffizienz, PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) und Abwärmenutzung. Die Kühlstrategie wird damit von einer reinen technischen Frage zunehmend auch zur unternehmerischen Entscheidung.

Es geht darum, mit überschaubaren Investitionen die nächste Generation von High-Density-Installationen zu realisieren, ohne die Ausfallsicherheit zu gefährden oder den laufenden Betrieb zu stören. Neue Standorte werden häufig gezielt für die Flüssigkeitskühlung konzipiert. Viele Betreiber suchen jedoch auch nach Möglichkeiten, ihre bestehenden Rechenzentren schrittweise umzurüsten.

High-Density-Colocation erfordert nicht zwangsläufig einen kompletten Neubau. Die Kombination einer geeigneten Architektur für Liquid Cooling und einer integrierten Planung von Stromversorgung und Kühlung ermöglicht Effizienzsteigerungen auch in vorhandenen Installationen. Im Mittelpunkt steht dabei die Vorbereitung der gesamten Infrastruktur auf die nächste Generation von High-Performance-Computing.

Upgrade von Colocation-Standorten auf Liquid Cooling

Für eine Flüssigkeitskühlung ist kein speziell auf KI ausgelegtes Rechenzentrum erforderlich. Viele Colocation-Standorte können durch gezielte Infrastruktur-Upgrades höhere Leistungsdichten bewältigen, bei einem ausgewogenen Mix aus Performance, Kosten und Ausfallsicherheit.

Betreiber ersetzen dabei nicht komplett die luftgekühlte Infrastruktur, sondern nutzen hybride Kühlstrategien: Liquid Cooling kommt nur dort zum Einsatz, wo es den größten Nutzen bringt, während Bereiche mit geringerer Leistungsdichte weiterhin luftgekühlt werden.

Direct-to-Chip-Cooling

Bei vielen Neuinstallationen und Erweiterungen wird Direct-to-Chip-Cooling (DTC) bevorzugt. Dabei zirkuliert das Kältemittel durch Kühlplatten (Cold Plates) direkt auf den Prozessoren (CPUs und GPUs). Kühlmittelverteiler (Coolant Distribution Units, CDUs) übertragen die Abwärme anschließend zu den Kühlsystemen des Standorts.

Diese Architektur verbindet eine große Kühlleistung mit hoher Flexibilität, da sie genau die Komponenten kühlt, die die meiste Wärme erzeugen. So erlaubt die DTC-Kühlung höhere Rackdichten in einigen Bereichen, während vorhandene Systeme im Rechenzentrum weiter genutzt werden. So entstehen Hybridumgebungen, in denen flüssigkeitsgekühlte KI-Cluster neben Systemen mit klassischer Luftkühlung laufen, eine typische Anforderung von High-Density-Colocation-Anbietern, die eine Vielzahl unterschiedlicher Kundenanwendungen und Workloads unterstützen.

Im Rack integrierte Wärmetauscher eignen sich optimal für Upgrades

Eine einfache Lösung, um die Kühlleistung mit geringem Installationsaufwand zu steigern, sind so genannte Rear Door Heat Exchangers (RDHx), Wärmetauscher, die an den hinteren Türen herkömmlicher Racks montiert werden.

RDHx-Systeme entziehen der Abluft die Wärme, bevor diese in den Raum gelangt. So sinkt die thermische Last, während ein großer Teil des vorhandenen Rack-Layouts und der Luftführung unverändert bleibt. RDHx-Lösungen eignen sich ideal für Nachrüstungen, weil sie weniger Modifikationen der Infrastruktur erfordern als andere Liquid Cooling-Upgrades.

Maximale Flexibilität durch hybride Kühlung

Mit hybriden Kühlarchitekturen lassen sich High-Density-Kapazitäten schrittweise aufbauen und Infrastruktur-Modifikationen minimieren. Zudem bieten sie Flexibilität für die Zukunft: Ändern sich Workloads, Cloud-Services und Kundenanforderungen, lässt sich die flüssigkeitsgekühlte Kapazität erweitern, ohne den gesamten Standort neu zu konzipieren.

Integriertes Konzept für den gesamten Standort

High-Density-Colocation erfordert ein ganzheitliches Konzept für Stromversorgung, Kühlung und Betrieb. Nur so lässt sich jeder Bereich der Infrastruktur für künftiges Wachstum optimieren.

Angesichts steigender Rack-Leistungsdichten müssen Kühlarchitekturen mit Stromversorgung und Racklayout des Rechenzentrums abgestimmt werden. Die Integration von Liquid Cooling ohne Berücksichtigung von Stromverteilung, Gebäudeleittechnik oder langfristigen Erweiterungen verlagert Engpässe lediglich an eine andere Stelle der Infrastruktur.

Schneider Electric nutzt Liquid Cooling im Rahmen von Grid-to-Chip- und Chip-to-Chiller-Konzepten: Stromverteilung, Wärmemanagement, Monitoring und Lifecycle-Services beeinflussen die betriebliche Effizienz von High-Density-Installationen. Dieser integrierte Ansatz erleichtert die Integration der Kühlung in die übergreifende Standortarchitektur und künftige Kapazitätsplanung. Für Colocation-Anbieter bedeutet das auch: fundiertere Investitionsentscheidungen und Vermeidung unnötiger betrieblicher Risiken.

Zudem kann das Facility-Management mit klar definierten Wartungsprozessen, transparenten Informationen zu Kühlleistung und Sicherheit neue Systeme zuverlässig in die bestehende Infrastruktur einbinden. Standardisiertes Monitoring, Lifecycle-Planung und vereinfachte Wartung gewinnen dabei zunehmend an Bedeutung für einen zuverlässigen Betrieb.

Gesetzliche Vorgaben erhöhen den Handlungsdruck

Für High-Density-Colocation-Anbieter in Deutschland prägen gesetzliche Vorgaben zunehmend Auslegung, Modernisierung und Betrieb ihrer Standorte.

Deutschlands Energieeffizienzgesetz (EnEfG) setzt neue Maßstäbe für Energieeffizienz, Einsatz erneuerbarer Energien und Abwärmenutzung. Neue Rechenzentren, die nach dem 1. Juli 2026 in Betrieb gehen, müssen einen PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) von maximal 1,2 erreichen. Für bestehende Installationen werden die Anforderungen bis 2030 schrittweise verschärft. Das Gesetz definiert zudem Pflichten zur Abwärmenutzung und Berichterstattung. Damit werden Betreiber dazu angehalten, Erzeugung, Nutzung und Wiederverwendung von Wärmeenergie strategisch zu planen.

Ein wesentlicher Vorteil von Liquid Cooling ist die effizientere Wärmeabfuhr im Vergleich zur herkömmlichen Luftkühlung. Flüssigkeitsgekühlte Systeme arbeiten typischerweise mit höheren Rücklauftemperaturen. Daher eignet sich die zurückgewonnene Wärme besser für die weitere Nutzung, etwa in Fernwärmesystemen oder industriellen Prozessen. Betreiber sollten ihre Investitionsentscheidungen frühzeitig an die gesetzlichen Vorgaben für Energieeffizienz und Abwärmenutzung anpassen.

Flüssigkeitskühlung kann den Energiebedarf für die Kühlung von High-Density-Umgebungen senken, indem die Wärme direkt an der Quelle abgeführt wird. Zusammen mit einem integrierten Konzept, führt das zu einem besseren PUE-Wert und insgesamt geringeren Energieverbrauch für die Kühlung. Das gilt insbesondere für KI-Anwendungen, bei denen die Kühlung einen erheblichen Anteil des Strombedarfs ausmacht.

Die neuen Vorgaben verändern die Anforderungen für Betreiber. Für die Planung von Rechenzentren gewinnen Faktoren wie Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und langfristige Wettbewerbsfähigkeit weiter an Bedeutung.

Roadmap für High-Density-Colocation

Ideal ist oft ein Vorgehen, das Infrastrukturinvestitionen mit der Kundennachfrage, den betrieblichen Prioritäten und der langfristigen Kapazitätsplanung abstimmt. Die folgenden Schritte können dabei als Orientierung dienen:

1. Aktuelle und künftige Anforderungen an die Rack-Dichte ermitteln

Beginnen Sie mit Prognosen der Workloads Ihrer Kunden. Einige Workloads können möglicherweise weiterhin effizient mit konventioneller Luftkühlung arbeiten, während KI-Cloud-Anbieter und High-Performance-Computing deutlich höhere Rackdichten benötigen.

2. Bereiche identifizieren, in denen Liquid Cooling den größten Nutzen schafft

Identifizieren Sie die Bereiche des Rechenzentrums, in denen voraussichtlich die höchsten Leistungsdichten entstehen, und priorisieren Sie diese gezielt für Upgrades.

So gelingt eine schrittweise Modernisierung, die vorhandene Investitionen schützt.

3. Unternehmensziele bestimmen Upgrades

Verschiedene Konzepte für Liquid Cooling unterstützen unterschiedliche Geschäftsziele. Beispiele:

• Direct-to-Chip-Cooling (DTC) ermöglicht höhere Rack-Dichten für KI- und Accelerated-Computing-Workloads.
• RDHx-Wärmetauscher für Upgrades der Kühlleistung in vorhandenen Rechenzentren mit geringem Installationsaufwand.
• Hybride Architekturen sorgen für zukunftssichere Flexibilität durch Kombination von flüssigkeits- und luftgekühlten Bereichen.

Die passende Lösung ist abhängig vom Standort, dem Kundenmix, den verfügbaren Energiekapazitäten und geplanten Erweiterungen.

4. Integrierte Planung von Stromversorgung und Kühlung

High-Density-Colocation-Infrastruktur stellt zusätzliche Anforderungen an Elektrik und Kühlsysteme. Werden beide getrennt betrachtet, drohen unnötige Komplexität oder ungenutzte Kapazitäten. Mit einer einheitlichen Infrastrukturstrategie hingegen entstehen Installationen, die besser auf künftiges Wachstum vorbereitet sind.

Planung für Colocation mit höherer Rackdichte

Angesichts steigender Leistungsdichten und rechtlicher Vorgaben, die Energieeffizienz und Abwärmenutzung in den Mittelpunkt stellen, ist Liquid Cooling heute ein wesentlicher Faktor für langfristige Infrastrukturplanung.

Betreiber benötigen eine Strategie, die Kühlung, Strom und Betrieb schrittweise auf künftige Anforderungen abstimmt. Ob bei der Modernisierung eines bestehenden Standorts oder bei der Planung einer neuen, KI-fähigen Cloud-Infrastruktur: Das umfassende Liquid-Cooling-Portfolio von Schneider Electric hilft Betreibern, die passende Architektur zu definieren und Strom, Kühlung, Software und Lifecycle-Services zu einer stimmigen Infrastrukturstrategie zu verbinden.

Entdecken Sie den Liquid Cooling Hub von Schneider Electric und erfahren Sie mehr über Direct-to-Chip-Cooling, Upgrade-Strategien und integrierte Infrastrukturlösungen. Sie sind nicht sicher, welche Architektur für Flüssigkeitskühlung zu Ihrer Umgebung passt? Laden Sie den Liquid Cooling Architecture Guide von Schneider Electric herunter, um verschiedene Konzepte zu vergleichen und die richtige Lösung zu finden.

Über den Autor

Marco Geiser, Vice President Secure Power DACH

Marco Geiser ist seit April 2026 Vice President Secure Power DACH bei Schneider Electric. In dieser Funktion verantwortet er die strategische Weiterentwicklung und operative Stärkung des Secure-Power-Geschäfts in der DACH-Region. Marco Geiser verfügt über mehr als 14 Jahre internationale Führungserfahrung in Europa, Dubai und den USA in den Bereichen Services, Vertrieb, Execution und Business Development.