Rechenzentrum – DC28 – Intern.

Untersuchung der Überhitzungsursachen im Rechenzentrum DC28 per CFD-Simulation: stabile Kühlung, Zuverlässigkeit und optimiertes Wärmemanagement.

Projekt
Rechenzentrum – DC28 – Intern
Jahr
2025
Kunde
k. A.
Standort
Deutschland
Typologie
Rechenzentrum
Ein Projekt besprechen

Optimierung der Energieeffizienz der Rechenzentren durch CFD-Simulation

EOLIOS Ingenieurbüro liefert fortgeschrittene CFD-Simulationslösungen, um den Luftstrom und die Wärmeabfuhr präzise zu modellieren, die Zonen der Ineffizienz zu identifizieren und die Kühlsysteme des Rechenzentrums DC28 zu optimieren.

Das Wesentliche. Interne CFD-Studie des Rechenzentrums DC28, um den Ursprung der Überhitzungen zu verstehen. Die Simulation modelliert die Luftströme und die Wärmeabfuhr, deckt Hotspots und Zonen der Ineffizienz auf, bevor sie auftreten, und leitet dann die Anpassungen (Luftvolumenströme, Neuanordnung der Geräte, Temperatursollwerte) ab, die die Kühlung zuverlässig machen und den Energieverbrauch senken.

Hotspots
lokalisiert vor dem Auftreten
Gänge
warm & kalt optimiert
Prädiktiv
Analyse der Kühlung
Interne CFD Hotspots Warm-/Kaltgänge Energieeffizienz Prädiktive Analyse

Verbesserung der Energieeffizienz

Die Optimierung der Energieeffizienz ist eine kritische Herausforderung für die Betreiber von Rechenzentren angesichts der Auswirkung der Energiekosten und des ökologischen Fußabdrucks. Dank der CFD-Modellierung des Luftstroms und der Wärmeabfuhr identifiziert EOLIOS die Zonen der Ineffizienz und schlägt Anpassungen vor — Neuanordnung der Geräte, präzise Temperatureinstellung —, die den Verbrauch verringern, ohne die Leistung der kritischen Geräte zu beeinträchtigen.

3D-Modellierung des Rechenzentrums
3D-Modellierung des Rechenzentrums

Wärmemanagement und Verhütung der Hotspots

Die Verhütung der Hotspots ist grundlegend für die betriebliche Kontinuität und die Langlebigkeit der Geräte. Die CFD-Analyse ermöglicht es, diese Problematiken zu identifizieren, zu visualisieren und zu lösen, bevor sie sich physisch manifestieren, und enthüllt Hotspots, die kostspielige Ausfälle nach sich ziehen können.

Definition · Hotspot

Zone, in der die Lufteintrittstemperatur der Server den Sollwert überschreitet, oft durch Rezirkulation warmer Luft oder unzureichenden Zuluftvolumenstrom. Unbehandelt beschleunigt sie den Verschleiß der Hardware und kann Ausfälle verursachen.

Von den Servern beeinflusste Strömungslinien
Von den Wärmeabgaben der Server beeinflusste Strömungslinien

Aus diesen Informationen liefert EOLIOS präzise Orientierungen: Anpassung der Luftvolumenströme, maßgeschneiderte Kühllösungen, um jede Komponente in ihrem optimalen Temperaturbereich zu halten. Dieser proaktive, auf der prädiktiven Analyse beruhende Ansatz verbessert die Nachhaltigkeit der Geräte und die betriebliche Resilienz.

Optimierte Auslegung der Infrastrukturen

Durch die Nutzung der CFD-Simulationen erkundet und bewertet EOLIOS zahlreiche Konfigurationen vor der physischen Umsetzung. Die strategische Positionierung der Warm- und Kaltgänge und die Wahl der Kühlanlagen ermöglichen eine optimale Raumnutzung und eine maximale Energieleistung, mit der Flexibilität, die Infrastrukturen an künftige Entwicklungen anzupassen.

Definition · Warm- und Kaltgänge

Prinzip der Anordnung von Serverräumen, bei dem Kaltluft-Ansauggänge und Warmluft-Abluftgänge abgewechselt werden. Es verhindert die Vermischung der Ströme, begrenzt die Rezirkulation und bestimmt direkt die Kühleffizienz.

Strömungslinien — Wärmeabgaben
Von den Wärmeabgaben der Server beeinflusste Strömungslinien

Senkung der Betriebskosten

Die CFD-Optimierung identifiziert und korrigiert die Ineffizienzen: präzise Analysen, die die Energieverluste und die thermischen Ineffizienzen aufdecken, um vor jeder kostspieligen Änderung optimierte Maßnahmenpläne zu erarbeiten. Dieses präventive Vorgehen vermeidet kostspielige Änderungen nach dem Bau und optimiert die Nutzung der bestehenden Ressourcen.

Zu beachten. Die präventive Optimierung durch CFD verringert die Energieausgaben und sichert die langfristige Rentabilität, ohne sofortige Hardware-Investitionen.

Temperaturschwankungen an den Wänden
Visualisierung der Temperaturschwankungen an den Wänden

Leistungsvorhersage & Planung

Die fortgeschrittenen CFD-Simulationen bieten Einblicke in das vorhergesehene Verhalten der Infrastrukturen unter verschiedenen Lastbedingungen. Die Entscheider können die Erweiterung planen, den Bedarf an Leistung und Kühlung vorwegnehmen und ihre Strategie anpassen, ohne die Dienstqualität zu beeinträchtigen.

Temperaturschnittebene durch die Server
Temperaturschnittebene durch die Server

Verbesserung der Effizienz und Konformität

Die CFD-Analysen von EOLIOS verbessern die Effizienz der Kühlsysteme und minimieren den ökologischen Fußabdruck, indem sie den Betrieb an die Normen des Energieverbrauchs und der Emissionsminderung anpassen. Die Kunden erfüllen die Vorschriften und optimieren zugleich ihre Infrastrukturen.

Know-how: Hotspot in Rechenzentren, Ursachen und Folgen
Von den Wärmeabgaben der Server beeinflusste Strömungslinien
Von den Wärmeabgaben der Server beeinflusste Strömungslinien

Normrahmen: ASHRAE-Bereiche und Energieeffizienz

Eine thermische Studie eines Rechenzentrums wird nicht absolut beurteilt: Sie wird an einem Referenzrahmen gemessen. Die ASHRAE-TC-9.9-Empfehlungen definieren die zulässigen Temperatur- und Feuchtebereiche am Servereintritt und dienen als objektives Kriterium zur Validierung einer Kühlkonfiguration. Die CFD ordnet jeden Schrank relativ zu diesen Bereichen ein und deckt die Zonen auf, die aus ihnen herausfallen, dort, wo das Auge nur einen gleichmäßigen Raum sieht.

Über die Temperaturhaltung hinaus geht es um Sparsamkeit. Der PUE (Power Usage Effectiveness) setzt die vom Standort insgesamt verbrauchte Energie ins Verhältnis zu der tatsächlich für die Server nützlichen: Je näher er bei 1 liegt, desto weniger fallen Kühlung und Nebenaggregate ins Gewicht. Durch die Objektivierung der Volumenströme und Temperaturen hilft die Simulation, den Zuluftsollwert so nah wie möglich an die ASHRAE-Grenzen anzuheben, Rezirkulationen zu beseitigen und somit den PUE ohne Risiko für die Hardware zu senken.

Definition · ASHRAE-Normen (TC 9.9)

Empfehlungen, die die zulässigen Temperatur- und Feuchtebereiche am Eintritt der IT-Geräte festlegen. Sie unterscheiden Klassen (A1 bis A4) und dienen als Referenz, um zu beurteilen, ob eine Serverraumumgebung akzeptabel ist.

Definition · PUE (Power Usage Effectiveness)

Verhältnis zwischen der vom Rechenzentrum insgesamt verbrauchten Energie und der für die IT-Geräte nützlichen Energie. Ein PUE nahe 1 spiegelt eine sehr effiziente Kühlung und Nebenaggregate wider; ihn zu senken ist ein wichtiges Betriebsziel.

  • 01

    Jeden Schrank einordnen relativ zu den ASHRAE-Lufteintrittsbereichen, um echtes Unbehagen von verfügbarer Reserve zu unterscheiden.

  • 02

    Den Zuluftsollwert anheben so nah wie möglich an die zulässigen Grenzen, ohne die kritischen Schwellen zu überschreiten.

  • 03

    Die Rezirkulationen beseitigen, die den Kühlbedarf künstlich aufblähen.

  • 04

    Die Gewinne übersetzen in einen niedrigeren PUE und in geringere Kosten und Emissionen.

Zu beachten. Der Abgleich der CFD mit den ASHRAE-Bereichen macht die thermische Beherrschung zu einem Effizienzhebel: Man kühlt genau das, was nötig ist, dort, wo es nötig ist, was den PUE direkt verbessert.

FAQ

Rechenzentrum DC28 — Ihre Fragen

Hotspots, Energieeffizienz und prädiktive Analyse: die Antworten auf die Fragen, die sich Betreiber und Planer vor einer internen CFD-Studie stellen.

Was deckt eine interne CFD-Studie auf?

Sie modelliert die Luftströme und die Wärmeabfuhr, um Hotspots zu identifizieren, zu visualisieren und zu lösen, bevor sie physisch auftreten, wie bei unserer internen Studie des Rechenzentrums DC10.

Was ist ein Hotspot?

Es ist eine Zone, in der die Lufteintrittstemperatur der Server den Sollwert überschreitet, oft durch Rezirkulation warmer Luft oder unzureichenden Zuluftvolumenstrom. Unbehandelt beschleunigt sie den Verschleiß der Hardware und kann Ausfälle verursachen.

Wie verbessert die CFD die Energieeffizienz?

Indem sie die Zonen der Ineffizienz identifiziert, ermöglicht sie gezielte Anpassungen (Neuanordnung der Geräte, Temperatursollwerte, Luftvolumenströme), die den Verbrauch senken, ohne die Leistung der kritischen Geräte zu beeinträchtigen.

Warum schon in der Auslegung optimieren?

Die Simulation erkundet zahlreiche Konfigurationen vor der physischen Umsetzung: Positionierung der Warm- und Kaltgänge, Wahl der Geräte. Dieses präventive Vorgehen vermeidet kostspielige Änderungen nach dem Bau.

Wozu dient die prädiktive Analyse?

Sie nimmt das Verhalten der Infrastrukturen unter verschiedenen Lastbedingungen vorweg, um die Erweiterung zu planen, den Bedarf an Leistung und Kühlung vorherzusehen und die Strategie anzupassen, ohne die Dienstqualität zu beeinträchtigen.

Synthese

Video-Synthese der Studie

Interne CFD-Studie des Rechenzentrums DC28: Analyse der Luftströme, der Temperaturen und der thermischen Verteilung, um die Hotspots zu identifizieren und die Kühlung zu optimieren.

Video-Synthese des Auftrags · EOLIOS Ingenieurbüro
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