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Damit es Servern und Racks gut geht: Modulare Kühlsysteme

Wohlfühlklima für Rechenzentren

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Temperierung setzt am Rack an

Moderne Kühltechnik setzt immer häufiger direkt am Server-Rack an. „Loopus“ benennt Schäfer IT-Systems ein Seitenkühlerkonzept. Bei diesem wassergeführten Closed-Loop-System mit Einhausung werden Racks und Seitenkühler mit hinten geschlossenen, frontseitig aber offenen oder gelochten Türen eingesetzt.

Die Seitenkühler saugen die erwärmte Luft direkt aus dem hinteren Schrankbereich an und kühlen sie mit Hilfe der integrierten Luft-Wasser-Wärmetauscher herunter. Die abgekühlte Luft wird in den Kaltgang geblasen.

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Die eingehauste Cold Section nimmt die Abluft vollständig auf, so dass keine Vermengung mit Warmgängen erfolgt. Der wassergekühlte Server-Schrank lässt sich auch ohne Kaltgang in einem Umluftsystem betreiben.

Einsparpotential im Innenraum

Kaltes Wasser für die Server-Kühlung ist bei der RZ-Klimatisierung im mittleren bis großen Data Center häufig anzutreffen. Emerson Network Power hat sein wassergeführtes Liebert PCW Kühlsystem mit einem neu konzipierten aerodynamischen Innenaufbau versehen.

Dabei geht es vor allem um eine bessere Luftführung, die sich mit Regelungstechnik beeinflussen lässt. Der US-Hersteller setzt dabei auf die hauseigene „ICOM“-Steuerung, die auch die Temperaturverhältnisse in der Kaltgangeinhausung regelt sowie Hochleistungsfilter und einem Ultraschall-Luftbefeuchter.

Analyse der Luftströme

Nach genauer Untersuchung der Luftströme in der bodenmontierten Kühleinheit veränderten die Emerson-Techniker den Neigungswinkel des Wärmetauschers und die Anordnung des elektrischen Schaltschrankes je nach Leistungswert. Dadurch reduziert sich der Luftstromwiderstand innerhalb der Anlage und damit der elektrische Aufwand für die Volumenströme.

Nach Firmenangaben schlägt sich das direkt auf die Betriebskosten der Kühlung nieder. Die Systemtechnik wurde zum Patent angemeldet.

Auf dem Rückzug: Kompressor-Kältemaschinen

Die traditionelle Kühlung per Kompressor-Kältemaschinen ist angesichts der aktuellen Einspardiskussionen auf dem Rückzug. Allerdings springen herkömmliche Kältemaschinen mit mechanischer Verdichtung immer dann ein, wenn es beispielsweise zu ungewöhnlichen Temperaturanstiegen der Außenluft oder schwankenden Rechenlasten mit erhöhtem Kühlbedarf kommt.

Selbst luft- und wassergekühlte Systeme verzichten nicht auf herkömmliche Kompressorleistung, wenn die Hitze-Entwicklung durch sich aufschaukelnde thermische Prozesse den Schwellenwert überschreitet.

Abschotten hilft

Eine heikle Stelle für das thermische Aufschaukeln ist der Übergangsbereich zwischen Warm- und Kaltgang. Für Daxten gehört neben der Erzeugung der Kühlluft durch die Cooling-Systeme der nachfolgende Weg der gekühlten Luft durch den Doppelboden bis zu den Austritten am Rack zu dem Bereich mit hohem Energiesparpotential.

So genannte „Plenaform“-Luftstrombegrenzer sollen einer unkontrollierten Verbreitung unterschiedlich temperierter Luftströme entgegenwirken. Ebenso gibt es Umlenksysteme an den Doppelbodenträgern und -sockeln, die die Strömungsräume im Doppelboden unter den Racks verkleinern, die gekühlte Luft kanalisieren und so auf kürzestem Weg zu den Öffnungen im Kaltgang befördern.

Gegen die Vermischung der Kühlluftströmung zwischen Warm- und Kaltgang hilft eine lückenlose Abschottung der beiden Bereiche. Während im Regelfall die kalte Luft an der Rack-Front in den Server-Schrank eintritt und an der Rack-Rückseite als heiße Luft in den Warmgang wieder austritt, kann es zwischen Vorder- und Rückseite zu Luftverwirbelungen kommen. Diese erwärmen den zugeführten Kaltluftstrom und rufen wegen der Temperaturerhöhung mehr Energieverbrauch der Kühlanlagen hervor.

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