Hotspots in Rechenzentren: Ursachen und Auswirkungen
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- Analyse des Risikos von Überhitzung
- Suche nach Hotspots
- Erstellung von digitalen Zwillingen
- Optimierung der Ausblastemperatur
- Untersuchung der Auswirkungen von Luftmasken
- Dimensionierung von Klimasystemen
- Transiente Studie im Shutdow
- Erstellung von digitalen Zwillingen
- Ein leidenschaftliches Team
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Welche Temperaturen in einem Rechenzentrum?
Ashrae Standard
Der Ashrae-Standard (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) zur Temperatur in Rechenzentren ist eine standardisierte Empfehlung für das Temperaturmanagement in solchen Einrichtungen. Dieser Standard wird regelmäßig aktualisiert, um den technologischen Fortschritt und die besten Praktiken der Industrie zu berücksichtigen.
Der Ashrae-Standard empfiehlt einen Temperaturbereich für Rechenzentren anstelle einer bestimmten Temperatur. Der empfohlene typische Bereich liegt zwischen 18°C und 27°C (64°F und 81°F). Dies ermöglicht den Betreibern von Rechenzentren eine gewisse Flexibilität, da sie die Temperatur an ihre spezifischen Bedürfnisse anpassen können.
Eines der Hauptziele dieser Norm ist es , die Energieeffizienz von Rechenzentren zu optimieren und gleichzeitig angemessene Bedingungen für den Betrieb der Geräte aufrechtzuerhalten. Zu hohe Temperaturen können zu einer Überhitzung der Komponenten und zu Systemausfällen führen, während zu niedrige Temperaturen den Energieverbrauch des Kühlsystems erhöhen können.
Entstehung von Hotspots in einem Rechenzentrum
Erklärung der wichtigsten thermo-lufttechnischen Phänomene
Hotspots in einem Rechenzentrum werden von ASHRAE TC 9.9 als Bereiche definiert, in denen die Luft, die in Server, Speichersysteme, Router oder andere elektronische Geräte eintritt, über 27 °C liegen wird. Der hintere Bereich von Regalen und Bereiche in heißen Gängen gelten nicht als Hot Spots. Hotspots können die Zuverlässigkeit verringern und elektronische Geräte beschädigen , weil sie die entstehende Wärme nicht ableiten können.
Server- und Hardwarehersteller können die Verweigerung des Garantieservices aufgrund der Verletzung der Servicevertragsbedingungen durch das Vorhandensein von Hotspots rechtfertigen.
CFD-Simulation eines Datenzentrums mit allgemeiner Überhitzung (keine Trennwände)
Welche Falschluft kann in einem Rechenzentrum eindringen?
Dabei handelt es sich in der Regel um nicht versiegelte Kabeleinführungen oder Einführungen von Kabelkanälen aus dem Computerraum, Schlitze von Luftkanälen, Schlitze an der Unterseite von tragenden Stützen oder einfach Löcher in Wänden oder Türen. Im Fall des Doppelbodens selbst kann es Öffnungen für die Kabeleinführung geben, Öffnungen unter den Schränken, redundante Lochplatten, die sich möglicherweise nicht in den kalten Korridoren befinden, Öffnungen im Boden um den Computerraum herum (hinter den Luftkontrolleinheiten, unter den Energieverteilungseinheiten).
Eine zu hohe Kühlleistung in einem Rechenzentrum kann sich negativ auswirken auf
Überraschenderweise ist ein Mangel an Kühlkapazität nicht die einzige Ursache für das Auftreten von Hotspots. Auch eine zu hohe Kühlleistung kann zu Hotspots führen. Wie kann das passieren?
Wenn 8 Kühleinheiten benötigt werden, um den Computerraum im Rechenzentrum zu kühlen, und 10 oder 12 installiert sind und laufen, wobei natürlich jede der 10 oder 12 Einheiten mit weniger Leistung laufen wird (als wenn nur 8 Kühleinheiten hätten hat funktioniert). Dies führt zu einer geringeren Luftzufuhr und Belastung, was wiederum zu zusätzlichen heißen Stellen an Orten mit niedrigem statischen Druck (Totzonen) führt.
Eliminierung von Hotspots im Rechenzentrum
Protokoll zur Reduzierung von Hotspots
Die Beseitigung von Hotspots in einem Rechenzentrum kann in mehreren Schritten erfolgen:
1. Temperaturüberwachung: Verwenden Sie Temperatursensoren, um die heißen Bereiche im Rechenzentrum zu überwachen und zu identifizieren. Dies ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Überhitzungsproblemen.
2. Effiziente Anordnung der Server: Stellen Sie eine optimale Anordnung der Server sicher, indem Sie den Abstand zwischen ihnen maximieren, um eine bessere Luftzirkulation zu ermöglichen. Vermeiden Sie Staus und Hindernisse, die die Zirkulation der kalten Luft behindern können.
3. Verwendung von Kühlracks: Verwenden Sie Kühlracks für Server, die übermäßige Hitze erzeugen. Diese Racks können die Wärme effizienter ableiten und eine bessere Luftzirkulation ermöglichen.
4. Verwendung des Kabelmanagements: Ordnen Sie die Kabel ordentlich an, so dass sie den Luftstrom nicht blockieren. Schlecht organisierte Kabel können zu heißen Bereichen führen.
5. Optimierung der Belüftung und des Luftstroms: Sorgen Sie für eine gute Belüftung im Rechenzentrum. Die Gewährleistung eines guten Luftstroms durch das Rechenzentrum wird dazu beitragen, Hotspots zu beseitigen.
Um eine gute Luftzirkulation im Datenzentrum zu gewährleisten, muss nur die erforderliche Anzahl an perforierten Fliesen in den kalten Korridoren des Datenzentrums installiert werden. Doppelbodenplatten sollten nicht in heißen Gängen oder in ungenutzten Computerräumen platziert werden. Um die Anzahl der perforierten Platten zu berechnen, die für die Planung eines Rechenzentrums benötigt werden, sollten Sie sich auf die CFD-Bemessungsstudien beziehen.
Die Position der Diffusionsgitter sollte der thermischen Belastung des jeweiligen Schranks entsprechen. Allgemeine Richtlinien für die Platzierung von Kacheln sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Einrichtung von Warm- und Kaltgängen
Die Warm- und Kaltgänge eines Rechenzentrums sind Konzepte zur Steuerung der Luftzirkulation, um eine optimale Temperatur innerhalb des Rechenzentrums aufrechtzuerhalten.
Der Kaltgang ist der Raum, in dem die Frischluft in das Rechenzentrum geleitet wird. Die IT-Geräte, wie z.B. Server, sind so angeordnet, dass sie dem Kaltgang zugewandt sind, um die Frischluft zur Kühlung ihrer internen Komponenten zu nutzen.
Der Warmgang ist der Raum, in dem die warme Luft aus dem Rechenzentrum abgezogen wird. Die Klima- und Kühlsysteme des Rechenzentrums leiten die warme Luft aus diesem Gang ab, indem sie Geräte wie Kühlaggregate, Ventilatoren und Wärmeabfuhrkanäle verwenden.
Das Ziel der Trennung zwischen Warm- und Kaltgängen ist es, die Kühleffizienz zu maximieren, indem die Vermischung der beiden Lufttypen minimiert wird. Dadurch wird der Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung einer angemessenen Temperatur reduziert und die Leistung und Lebensdauer der IT-Ausrüstung verbessert.
Dieses Konzept der Trennung von warmer und kalter Luft optimiert die Energiekosten des Rechenzentrums, indem es die Energieverluste durch die Mischung von warmer und kalter Luft minimiert. Außerdem wird eine gleichmäßige Temperatur im Rechenzentrum aufrechterhalten und das Risiko einer Überhitzung der Geräte verringert.
Warum eine CFD-Simulation eines Rechenzentrums?
Die CFD-Simulation liefert Informationen über die Beziehung zwischen dem Betrieb mechanischer Systeme und Schwankungen in der Wärmebelastung von Computergeräten. Mit diesen Informationen können die IT-Mitarbeiter und das Personal vor Ort die Effizienz des Luftstroms optimieren und die Kühlkapazität maximieren.
Es ist auch notwendig, die Schränke nicht verwendeter Geräte zu versiegeln. Hierbei werden leere Blindplatten installiert, um alle offenen Stellen im Rack abzudecken, die nicht von Geräten belegt sind. Versiegeln Sie außerdem alle seitlichen Zwischenräume zwischen den Montageschienen und den Schrankwänden sowie die Öffnungen unten und oben in den Schränken. Lassen Sie die heiße Luft nicht von der Rückseite des Schranks nach vorne rezirkulieren.
Machen Sie möglichst viel Platz unter dem Doppelboden frei, damit die Luft besser zirkulieren kann. Entfernen Sie unbenutzte Kabel, Schmutz usw.
Um zu überprüfen, ob alles richtig gemacht wurde, messen Sie die Temperatur am Eingang des Servers, insbesondere an den oberen Reihen der Telekommunikationsschränke. Dies kann mithilfe verschiedener Thermometer geschehen: einem berührungslosen IR-Thermometer, LCD-Streifenthermometern oder drahtlosen RF-Temperaturmonitoren. Wenn die Ansaugluft zu kalt oder zu warm ist, können Lochplatten hinzugefügt, verschoben oder ausgetauscht werden. Diese Kontrolle sollte regelmäßig durchgeführt werden, insbesondere in Fällen, in denen neue Geräte installiert oder alte Geräte abgebaut werden.
Luftstromsimulation und CFD-Analyse
Um von all diesen Maßnahmen profitieren zu können, müssen die Wärmelast, die Kapazität der Kühlgeräte und der Luftstrom im Computerraum des Rechenzentrumssorgfältig untersucht werden.
Natürlich werden zusätzliche Kosten entstehen, aber diese Kosten sind gerechtfertigt. Laut Statistiken von Experten, die an derOptimierung der Klimaanlage des Rechenzentrums beteiligt sind, liegt die minimale Reduzierung des Energieverbrauchs durch die oben genannten Maßnahmen zwischen 10% und 36%.
