Das Rückrat der Digitalisierung

Serverkühlung

Effiziente Kühlsysteme für stabile und performante Prozesse


tt.in-row//Die Wärmetauscher für den modularen Aufbau.

Ob im Homeoffice oder beim Streaming: Die weltweite COVID-19-Pandemie und damit verbundene Kontaktbeschränkungen führen zu einer deutlichen Zunahme der privaten und geschäftlichen Nutzung von digitalen Anwendungen. Die Folge ist eine starke Auslastung des gesamten Datennetzwerks. Technologische Entwicklungen wie Cloud-Computing, Big Data oder KI befeuern dabei den Bedarf nach Rechenleistung auch zukünftig. Damit Rechenzentren und Serverräume überhaupt funktionieren, müssen sie rund um die Uhr gekühlt werden.

»Jeder Server braucht Kühlung. Um den hohen Bedürfnissen an Rechenzentrumskapazitäten gerecht zu werden, wächst demnach auch der Kühl- und Energiebedarf stetig an.«

Als Experte auf dem Gebiet der Serverkühlung erläutert Ingo Gdanitz, Business Development Manager bei der technotrans SE die Herausforderungen und Potenziale effizienter Serverkühlung. 

Das Sassenberger Technologieunternehmen ist Spezialist für branchenübergreifende Kühl- und Temperierlösungen und rechnet auch nach der Corona-Krise mit einer erhöhten Nachfrage. Die Auswahl eines effizienten Kühlsystems das auf die individuellen Kundenanforderungen zugeschnitten ist, sei dabei die wichtigste Maßnahme, so Gdanitz.

Serverkühler gibt es in der Branche in sämtlichen Größen und Leistungskategorien, die je nach Wärmelast zum Einsatz kommen. Mittelständische Technologie- und Forschungsunternehmen nutzen vergleichsweise kleine Rechenzentren, die allerdings bereits eine Wärmelast von bis zu 100 kW erzeugen. Bei großen Co-Location-Rechenzentren können sogar Wärmelasten im Megawatt-Bereich entstehen.

»Aus jahrelanger Erfahrung wissen wir heute, dass beim Auslegen der Kühltechnik mehrere Faktoren berücksichtigt und bedarfsgerecht gewichtet werden müssen.«

Kundenspezifische Rahmenbedingungen
im Überblick

Wärmelast
Die von Servern abgegebene Wärme ist im Wesentlichen abhängig von der Rechenleistung. Je größer die Rechenleistung, desto höher ist die daraus entstehende Wärmelast. Diese muss von der Kühltechnik aus dem Rechenzentrum abgeführt werden.

Klimatischen Bedingungen
Die Außentemperatur an den Server-Standorten entscheidet häufig über die Art der Kühltechnik. Während zum Beispiel kühlere bis gemäßigte Klimazonen aufgrund ihrer niedrigen Lufttemperaturen sehr gut für den Einsatz einer energetisch vorteilhaften Freikühlung geeignet sind, gestaltet sich das in wärmeren Regionen Südeuropas deutlich schwieriger.

Investitionsbudget
Ziel der Auslegung von Kühltechnik ist es, Anwendern möglichst wirtschaftliche und kosteneffiziente Lösungen anzubieten.

Anwender-Modell
Abhängig von den Anforderungen des Anwenders, müssen Serverkühler bestimmte Leistungsansprüche wie Verfügbarkeit oder Erweiterbarkeit erfüllen. Angesichts der zahlreichen unterschiedlichen Modelle ist dieser Faktor besonders wichtig, um die Kühltechnik präzise und bedarfsgerecht auszulegen.

zuverlässige Kühlung mit aktiver Kaltwassererzeugung

Für die Kühlung ganzer Räume eignen sich Lösungen mit aktiver Kaltwassererzeugung. Kaltwassersätze, oder auch Chiller genannt, sind Kältemaschinen, die mittels eines Flüssigkeitskreislaufs Serverräume aktiv hinunterkühlen.

Die Kaltwassererzeuger sind atmosphärisch geschlossene Systeme, die in mehreren modularen Einheiten parallel betrieben werden können. Das hat den Vorteil, dass einerseits die Kälteerzeugung erweiterbar ist und andererseits eine hohe Verfügbarkeit aufgrund der redundanten Struktur gewährleistet wird. technotrans rät dazu, den gesamten Kühlleistungsbedarf in kleinere Einheiten aufzuteilen. So könne man beispielsweise vier Einheiten mit je 30% der gesamten Kühlleistung installieren. Sollte eine Einheit ausfallen, sind immer noch 90 Prozent des maximalen Kühlbedarfs verfügbar.

in-row-Wärmetauscher für den modularen Aufbau

Für eine klassische Serverkühlung werden häufig Systeme der in-row-Kühlung eingesetzt, die den Serverraum mit kalter Luft versorgen.

in-row-Wärmetauscher werden mit geringem bauseitigem Aufwand direkt zwischen die einzelnen Server-Racks platziert. Sie nehmen die Abwärme der Server auf, geben sie ans Kühlwasser ab und drücken kühle Luft zurück.

Ein Beispiel dafür ist der in-row Wärmetauscher für optimierte Kühlung aus der technotrans-Gruppe. Die einzelnen Lüfter einer Kühleinheit sind modular auf- oder abbaubar.

 

»Im Vergleich zur herkömmlichen Kompressor-Kühlung können bis zu 50 Prozent des Energiebedarfs für die Serverkühlung eingespart werden.«

Hohe Energieeffizienz//freie Kühlung

Die freie Kühlung bei Kaltwassersätzen ist ein erheblicher Faktor zur Reduzierung der Betriebskosten einer Kälteanlage. Sie sind für den Außenbereich der Serverzentren gedacht, wo das warme Wasser ankommt und dessen Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird. technotrans setzt dazu auf eine indirekte Freikühlung. 

Die Freikühlung nutzt die niedrige Außenluft-Temperaturen, um den Zentralkühlkreis zu kühlen. Diese Funktion wird nutzbar bei Außenlufttemperaturen etwas unterhalb der gewünschten Server-Raum Temperatur und übernimmt mit weiter sinkender Außenlufttemperatur immer mehr Anteile der Kompressor-Kälteerzeugung, bis hin zu einer kompletten Abschaltung der Kompressoren.

Durch die Kombination aus aktiver und freier Kühlung lassen sich enorme Energieeinsparungen erzielen und die sogenannte Power Usage Effectiveness (PUE) von Rechenzentren deutlich steigern. Der PUE-Messwert ist der Quotient aus der insgesamt in einem Rechenzentrum verbrauchten Energie und dem Energieeinsatz zum Betrieb der IT-Infrastruktur. Er dient dazu, den Wirkungsgrad eines einzelnen Rechenzentrums über einen bestimmten Zeitraum zu messen. 

 

Vorteile im Überblick

Energieeffiziente Kühlsysteme
Durch die Kombination aus aktiver und freier Kühlung lassen sich in den meisten Klimazonen enorme Energieeinsparungen erzielen und der PUE-Wert von Rechenzentren deutlich steigern.

Redundante Systeme
Die Kombination aus aktiver und passiver Kühlung bietet über weite Strecken des Jahres eine 100-prozentige Redundanz in der Kaltwassererzeugung. 
Zirkulationspumpen sind doppelt als betriebsbereite Reserve verfügbar. Die in.row-Kühler im Serverraum sind mit hohen Sicherheitsreserven ausgelegt, so dass „single-points of failure“ fast gänzlich ausgeschlossen sind.

Leckagefreie Installation
Durch die fachgerechte Installation und hochwertigen Installationsmaterialien, ist ein hohes Maß an Leckagesicherheit gegeben.

»Nachhaltigkeit ist für die meisten Anwender ein sehr wichtiger Aspekt. Auch wir möchten zusammen mit unseren Partnern die Technologien der Branche nachhaltig gestalten und legen deshalb einen Entwicklungsschwerpunkt auf die Steigerung von Energieeffizienz.«

Konzept - Komponenten - Regelung//Der Dreiklang der Kühlsysteme

technotrans trägt auf konzeptioneller Ebene, wo immer es klimatisch sinnvoll ist, zu einer höheren Nachhaltigkeit durch den Einsatz von freier Kühlung bei. Alle aktiven Komponenten sind zudem in der Drehzahl anpassbar, um die Kälteerzeugung zu regulieren und unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.

technotrans setzt auf nachhaltige Kühlung von Severräumen!

Need
help?

24/7

Ingo Gdanitz
Fon. +49 2583 301-1105
ingo.gdanitz@technotrans.de