Aus dem Forschungs- und Test-Datacenter

Wie eine Badewanne - der Kaltgang im RZ-Betrieb

| Autor / Redakteur: Carsten Zahn* / Ulrike Ostler

Die die DC-CE Berlin-Brandenburg GmbH betreibt zusammen mit dem Herman-Rietschel-Institut ein Forschungs- und Test-Rechenzentrum.
Die die DC-CE Berlin-Brandenburg GmbH betreibt zusammen mit dem Herman-Rietschel-Institut ein Forschungs- und Test-Rechenzentrum. (Bild: lauf-werk.de)

Die DC-CE Berlin-Brandenburg GmbH betreibt im Hermann-Rietschel-Institut, Berlin, ein Forschungs- und Test-Rechenzentrum. Geschäftsführer Diplom-Ingenieur Carsten Zahn berichtet hier über die Möglichkeiten, die dazu beitragen sollen, Kaltgänge möglichst optimal zu nutzen.

Meist fragen sich Besucher unseres Forschungs- und Test-Rechenzentrums, ob sich unsere Umluftventilatoren überhaupt in Betrieb befinden, da im Kaltgang kaum Luftbewegungen zu spüren sind. Tatsächlich haben wir im Rahmen einer ganzheitlichen Betrachtung der Vorgänge im Rechenzentrum erhebliches Einsparpotenzial hinsichtlich der Luftverteilung in Rechenzentren erkannt:

Nach unserer Erfahrung ist in den meisten Rechenzentren die Luftmenge im eingehausten Kaltgang zu hoch eingestellt. Wir haben uns deshalb überlegt, wie sich die Luftmenge dynamisch an die Leistung der Server anpassen ließe.

Man kann sich den Kaltgang im laufenden Rechenzentrumsbetrieb wie eine Badewanne vorstellen: Es gibt einen Zulauf von Luft in den Kaltgang und die vielen einzelnen Server sind vergleichbar mit Löchern in der Badewanne. Um jetzt alle Server immer mit Luft zu versorgen, muss der Zulauf genau so eingestellt werden, dass er den Abfluss durch die Löcher kompensiert.

Dynamische Luftmengenanpassung

Das kann man Zuhause auch einfach am Waschbecken ausprobieren: Dazu braucht man lediglich ein Waschbecken mit Stöpsel und Notüberlauf. Nun ist das Ziel, den Wasserhahn so einzustellen, dass der Wasserspiegel konstant bleibt, obwohl Wasser über den Notüberlauf abfließt. Der Notüberlauf entspricht dabei den Löchern in der Badewanne. Selbstverständlich muss der Stöpsel des Waschbeckens geschlossen sein.

In einem Rechenzentrum ändern sich die Anzahl und die Größe der Löcher permanent. Das heißt, der Zulauf muss dauerhaft und automatisch nachgeführt werden. In unserer technischen Sprache bezeichnet man diese als dynamische Luftmengenanpassung.

Ergänzendes zum Thema
 
DC-CE RZ-Beratung und der Deutsche Rechenzentrumspreis

Zusammen mit dem Hermann-Rietschel-Institut haben wir drei technische Lösungen zur Umsetzung der dynamischen Luftmengenanpassung untersucht. Alle drei Konzepte nutzen dabei unterschiedliche Messgrößen. Wir haben dabei Lösungen, die auf die Auswertungen von Lufttemperaturen, Drücken und Geschwindigkeiten basieren, experimentell überprüft. Alle drei haben die Gemeinsamkeit, immer eine Differenz zwischen Kalt- und Warmgang zu messen.

Drei Konzepte, eine Lösung

Nach einer Reihe von Versuchen sind wir zu dem Ergebnis gekommen, dass die Lösung mit einer Messung der Überströmungsgeschwindigkeit die sicherste und stabilste dynamische Luftmengenanpassung ermöglicht. Und das können wir sogar sichtbar machen.

Erst, wenn RZ-Betreiber messen und visualisieren, was in ihrem Datacenter passiert, lässt sich Optimierungspotenzial erkennen.
Erst, wenn RZ-Betreiber messen und visualisieren, was in ihrem Datacenter passiert, lässt sich Optimierungspotenzial erkennen. (Bild: DC-CE RZ-Beratung)

Da unser Forschungs- und Test-Rechenzentrum Informationstechnik beherbergt, die nicht produktiv genutzt wird, können wir die Luftströmung im Forschungs- und Test-Rechenzentrum mithilfe von Rauch sichtbar machen. Diese Rauchversuche sind jedes Mal ein Highlight für unsere Besucher.

Mit dem Rauch lässt sich die Luftströmung im Kaltgang sichtbar machen und den Besuchern zeigen, wie die Luft aus dem Doppelboden zu der Informationstechnik in den Racks strömt. Dabei können wir die Konfiguration des Forschungs- und Test-Rechenzentrums variieren und zum Beispiel zeigen, wie sich die Luft bei verschieden Zuluftgeschwindigkeiten verhält oder welche Auswirkungen die Einhausung auf die Luftströmung hat.

Luft per Doppelboden entsorgen

Gleichzeitig können wir unseren Besuchern demonstrieren, was passiert, wenn ein Rack 20 Kilowatt und mehr Kühlleistung benötigt oder welche Effekte zu wenige Doppelbodenöffnungen auf die Luftströmung im Kaltgang haben. Bei diesen Versuchen konnte auch nachgewiesen werden, dass eine Kühlung der IT-Technik mit Luft über einen Doppelboden sehr hohe Leistungen abführen kann, ohne dafür beispielsweise wassergekühlte Racks oder Ähnliches einzusetzen.

Der Einsatz von Rauch zur Verdeutlichung der Luftströme im Kaltgang sind der Hit bei den Buschern des Forschungs- und Test-Datacenter. Doch derzeit befindet sich das RZ von DE-CE RZ-Beratung und dem Herman-Rietschel-Institut einer Umbaupause.
Der Einsatz von Rauch zur Verdeutlichung der Luftströme im Kaltgang sind der Hit bei den Buschern des Forschungs- und Test-Datacenter. Doch derzeit befindet sich das RZ von DE-CE RZ-Beratung und dem Herman-Rietschel-Institut einer Umbaupause. (Bild: lauf-werk)

Zurzeit befindet sich unser Forschungs- und Test-Rechenzentrum in einer Umbaupause. Im laufenden Forschungsbetrieb haben sich einige Grenzen der Anlage gezeigt, die wir jetzt im Rahmen des Umbaus verschieben werden. Der Umbau ist aber auch durch einen neuen Forschungsauftrag vom PT Jülich erforderlich.

So verdoppeln wir unter anderem die Leistung der Informationstechnik im Forschungs- und Test-Rechenzentrum, ergänzen die Elektrotechnik um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung und ermöglichen die Untersuchung von kältemaschinenfreien Klimatisierungslösungen für Rechenzentren.

Anfang des zweiten Quartals 2016 ist unsere Umbaupause vorbei und steht interessierten Besuchern wieder für Besuche offen. Wenn Sie das Forschungs- und Test-Rechenzentrum in Berlin besuchen wollen, wenden Sie sich bitte an unser Büro in Berlin-Brandenburg.

* Diplom-Ingenieur Carsten Zahn ist Geschäftsführer der DC-CE Berlin-Brandenburg GmbH.

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Hallo, Ja, der Unterschied zwischen Kalt- und Warmgang wurde ebenfalls betrachtet. Letztendlich...  lesen
posted am 16.02.2016 um 15:35 von Unregistriert

Hallo Herr Koch, grundsätzlich ist es natürlich richtig, dass Kaltgangeinhausungen seit Langem...  lesen
posted am 16.02.2016 um 15:32 von Unregistriert

Mir ist ein Rätsel, wie jemand diese Erkenntnisse als Forschung verkaufen kann. Das ist sehr alter...  lesen
posted am 04.02.2016 um 08:56 von Unregistriert

Wurde der Unterschied zwischen Kalt- und Warm- Gang näher betrachtet? Bringt ein Warmgang durch...  lesen
posted am 03.02.2016 um 07:49 von Unregistriert


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