Im Rechenzentrum kommt es auf eine präzise Umgebungskontrolle an, um die IT-Infrastruktur zu schützen und einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten. Da die Temperatur im Serverraum idealerweise zwischen 20° C und 25° C und die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 40% und 60% liegen sollte, können selbst kleine Abweichungen zu Leistungsproblemen oder Geräteausfällen führen.
Da die Computerdichte steigt und die Netto-Null-Ziele immer dringlicher werden, müssen sich die Betreiber einer Reihe komplexer Herausforderungen bei der Kühlung stellen, von einem unbeständigen Luftstrom bis hin zu hohen Betriebskosten.
Die Herausforderungen bei der Kühlung von Rechenzentren
Um in einem Rechenzentrum stabile Umgebungsbedingungen aufrechtzuerhalten, sind eine Reihe von technischen und betrieblichen Schwierigkeiten zu bewältigen. Zu den spezifischen Herausforderungen, die dabei auftreten können, gehören:
- Ungleichmäßige Kühlung. Schwankungen in der Luft- und Wasserströmung und Änderungen in der Wärmeabgabe des Servers können zu Bereichen führen, die zu stark oder zu schwach gekühlt sind. Ein schlechtes Luftstromdesign (zum Beispiel, wenn heiße Luft verweilen und zirkulieren kann, anstatt abgeführt zu werden) kann dieses Problem noch verschärfen.
- Probleme mit der Luft- und Wasserqualität. Eine schlechte Wasserqualität kann bei wassergekühlten Systemen zu biologischem Wachstum, Korrosion und Lecks führen, während Staub und andere Verunreinigungen die Effizienz von Klimaanlagen beeinträchtigen können.
- Skalierbarkeit und Integration. Mit den wachsenden Anforderungen des Rechenzentrums steigt auch der Bedarf an Kühlkapazität. Das Hinzufügen von mehr Servern und Speichergeräten erfordert eine entsprechende Erhöhung der Kühlleistung, was sich als schwierig erweisen kann, vor allem, wenn der Platz begrenzt ist oder wenn neue Technologie zusammen mit Altsystemen nachgerüstet werden muss.
- Kosten- und Nachhaltigkeitsdruck. Die hohen Energiekosten, der Wasserverbrauch und der CO2-Ausstoß der Kühlung von Rechenzentren sind ein großes Problem. Da die Kühlung bis zu 60 % der Energiekosten eines Rechenzentrums ausmacht, müssen Betreiber kosteneffiziente Lösungen finden, die ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Ressourcenverbrauch bieten.
- Probleme mit der Resilienz. Rechenzentren können einer Vielzahl von Risiken ausgesetzt sein, von extremen Wetterbedingungen über Stromausfälle bis hin zu Cyberangriffen. Die Betreiber müssen überlegen, wie sie ihre Systeme besser gegen Unterbrechungen schützen können, wenn das Unerwartete eintritt.
Lösungen für die Kühlung von Rechenzentren
Effiziente Kühlung sollte in jedem Rechenzentrum an erster Stelle stehen, wobei luft- oder flüssigkeitsbasierte Kühlsysteme eine zentrale Rolle spielen.
Luftbasierte Kühlung
Klimageräte für Computerräume, sogenannte CRAC-Einheiten, sind seit jeher die gängigste Methode zur Temperatursteuerung in Rechenzentren. Die höhere Leistungsdichte moderner Server kann jedoch dazu führen, dass diese Systeme ihre Kapazität überschreiten, was zu einem höheren Energieverbrauch führt und die Effizienz verringert. Zur Bewältigung höherer Wärmelasten kann eine Flüssigkeitskühlung oder eine Direktkühlung auf den Chip erforderlich sein.
Flüssigkeitsbasierte Kühlung
Flüssigkeiten bieten deutlich bessere Wärmeübertragungseigenschaften als Luft, was wasserbasierte Kühlsysteme ideal für die Bewältigung hoher Wärmelasten macht. Diese Systeme sind in der Regel in zwei Konfigurationen erhältlich: Systeme mit offenem Kreislauf, die aus einzelnen Komponenten zusammengesetzt werden können, um mehr Flexibilität beim Design zu bieten, oder Systeme mit geschlossenem Kreislauf, die in der Regel als vormontierte Einheiten geliefert werden und somit besonders einfach und zuverlässig sind.
In Gebieten, in denen die Wasserversorgung problematisch ist, kann die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser, möglicherweise mit Speicherung und Aufbereitung vor Ort, die Nachhaltigkeit und Resilienz verbessern. Bei Bedenken hinsichtlich der Wasserqualität, z. B. bei biologischem Wachstum, kann eine zusätzliche Desinfektion in Betracht gezogen werden.
In Regionen mit eingeschränkter Wasserversorgung kann die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser in Kombination mit der Speicherung und Aufbereitung vor Ort die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit verbessern. Bei Problemen mit der Wasserqualität wie biologischem Wachstum oder Kalkablagerungen kann eine zusätzliche Filtration oder Desinfektion erforderlich sein.
Die Bedeutung von Überwachung und Messung
Unabhängig davon, für welche Art von wasserbasiertem Kühlsystem Sie sich entscheiden, ist es wichtig, den Durchfluss und die Temperatur im gesamten System zu überwachen, um die Nutzung der Energie- und Wasserressourcen zu steuern. Die digitale Durchflussmessung kann bei der Sequenz- und Zyklussteuerung für die Prozesskühlung helfen. Sie kann dazu beitragen, die Menge des in den Kühltürmen verwendeten Nachspeisewassers und die Geschwindigkeit der Pumpen zu optimieren und so Wasser und Energie zu sparen.
Die Informationen, die Ihnen die Mess- und Sensortechnologie liefert, helfen Ihnen bei der proaktiven Wartung Ihres Systems, indem sie Sie auf auftretende Probleme mit zu geringem oder zu hohem Durchfluss, einer Verschlechterung der Wasserqualität oder einem Rückgang der Effizienz aufmerksam machen.
BlueEdgeTM von Badger Meter kann Rechenzentren mit folgenden Lösungen unterstützen:
- Elektromagnetische oder Ultraschall-Durchflussmesser zur Messung des Volumens und der Geschwindigkeit des durch Ihr System fließenden Wassers. Es sind Clamp-On-Messgeräte erhältlich, die ohne Schneiden oder Anbohren der Rohre installiert werden können.
- Wasserqualitätsmonitore können Ihnen dabei helfen, in einem offenen oder geschlossenen Kühlsystem eine optimale Wasserqualität aufrechtzuerhalten, um die Ansammlung von Verunreinigungen oder bakteriellem Wachstum zu verhindern und Korrosion und Leckagen zu vermeiden.
- Integrierte HLK-Lösungen, die von Analysesoftware unterstützt werden, können Durchfluss-, Temperatur- und Wasserqualitätsmessungen kombinieren, um die Leistung zu optimieren und die Lebensdauer von HLK-Systemen zu verlängern.
Von der Erkenntnis zur Tat: Die Kühlung von Rechenzentren zählt
Für Rechenzentren ist die Kühlung ein entscheidender Faktor, um die wertvolle IT-Infrastruktur unter allen Bedingungen und Umständen das ganze Jahr über zu schützen. Mit dem richtigen Kühlsystem und der richtigen Technologie zur Verwaltung und Optimierung seiner Leistung können Betreiber die Energiekosten unter Kontrolle halten und einem jahrelangen, zuverlässigen und effizienten Betrieb entgegensehen.
