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) für die Temperatur in Rechenzentren ist eine standardisierte Empfehlung für das Temperaturmanagement in diesen 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 typische empfohlene 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 geeignete Bedingungen für den Betrieb der Geräte aufrechtzuerhalten.
Zu hohe Temperaturen können zur Überhitzung von Komponenten und zum Ausfall von Systemen 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 liegt.
Der hintere Bereich von Racks und Bereiche in Warmgängen werden nicht als Hotspots betrachtet.
Hotspots können die Zuverlässigkeit beeinträchtigen und elektronische Geräte beschädigen , da die erzeugte Wärme nicht abgeführt werden kann.
Hersteller von Servern und Computerhardware können die Verweigerung des Garantieservices aufgrund der Verletzung der Bedingungen des Servicevertrags mit dem Vorhandensein von heißen Stellen begründen.
CFD-Simulation eines Datenzentrums mit allgemeiner Überhitzung (keine Trennwände)
Welche Falschluft kann in einem Rechenzentrum eindringen?
Hierbei 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 den 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 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 erforderlich sind, um den Computerraum des Rechenzentrums zu kühlen, und 10 oder 12 installiert und in Betrieb sind, wobei natürlich jede der 10 oder 12 Einheiten mit weniger Leistung arbeitet (als wenn nur 8 Kühleinheiten in Betrieb gewesen wären).
Dies führt zu einer Verringerung der Luftzufuhr und der Last, was wiederum zu zusätzlichen heißen Zonen an Orten mit niedrigem statischen Druck (tote Zonen) 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, sollte nur die erforderliche Anzahl an perforierten Bodenplatten in den kalten Gängen des Datenzentrums installiert werden.
Die Doppelbodenplatten dürfen nicht in den warmen Gängen oder in einem ungenutzten Bereich des Computerraums verlegt werden.
Zur Berechnung der Anzahl an perforierten Bodenplatten, die für die Planung eines Rechenzentrums erforderlich sind, sollten Sie sich auf die CFD-Bemessungsstudien beziehen.
Die Platzierung der Diffusionsgitter muss der thermischen Belastung des jeweiligen Schrankes entsprechen.
Die allgemeinen Richtlinien für die Platzierung der Deckenplatten 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 der mechanischen Systeme und den Veränderungen der thermischen Belastung der IT-Ausrüstung.
Mit diesen Informationen können IT-Mitarbeiter und Mitarbeiter vor Ort die Effizienz des Luftstroms optimieren und die Kühlkapazität maximieren.
Es ist auch notwendig, die Schränke mit ungenutzten Geräten zu versiegeln.
Installieren Sie dazu leere Blindplatten, um alle offenen Stellen im Rack abzudecken, die nicht von der Ausrüstung belegt sind.
Versiegeln Sie auch alle seitlichen Zwischen räume zwischen den Montageschienen und den Schrankwänden sowie die Öffnungen an der Unter- und Oberseite der Schränke.
Lassen Sie die heiße Luft nicht von der Rückseite des Schranks nach vorne rezirkulieren.
Schaffen Sie möglichst viel Platz unter dem Doppelboden, damit die Luft besser zirkulieren kann.
Entfernen Sie unbenutzte Kabel, Schmutz usw. aus dem Boden.
Um zu überprüfen, ob alles richtig gemacht wurde, messen Sie die Temperatur am Eingang des Servers, insbesondere in den oberen Reihen der Telekommunikationsschränke.
Dies kann mit verschiedenen Thermometern erfolgen: einem berührungslosen IR-Thermometer, LCD-Streifenthermometern oder drahtlosen RF-Temperaturmonitoren.
Wenn die Zuluft zu kalt oder zu warm ist, können Lochplatten hinzugefügt, verschoben oder ausgetauscht werden. Diese Kontrolle sollte regelmäßig durchgeführt werden, insbesondere wenn 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%.
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