Effizientere Datenzentren mit fortschrittlichen Kühltechnologien

Die Kapazität von Datenzentren wächst rasant, aber für jedes MB an übertragenen Daten oder jede von KI ausgeführte Gleitkommaoperation (FLOP) wird mehr Energie verbraucht. In Datenzentren werden nur 60–80 % der Gesamtenergie für den Betrieb der Serverhardware und der IT-Ausrüstung verwendet. 20–40 % der Energie werden stattdessen für die Kühlung der kritischen Serverhardware verwendet. Die neuesten Datenzentren, die mit hocheffizienter Kühlung arbeiten, verbrauchen nur noch 10 % der Gesamtenergie für die Kühlung. Dies wird größtenteils durch hochmoderne und effiziente freie oder Verdunstungskühlungstechnologien erreicht.

Ein detaillierter Blick auf freie, Verdunstungs-, adiabatische und mechanische Kühlsysteme

• Freie Kühlung (FC): Diese Methode, die als „Economiser-Modus“ bekannt ist, nutzt Außenluft, um das Datenzentrum zu kühlen, wodurch energieintensive mechanische Kühlsysteme oder Verdunstungssysteme überflüssig werden. Dieser Modus ist besonders in den kälteren Monaten oder nachts effektiv.

• Direkte Verdunstungskühlung (DEC): Diese Methode nutzt den natürlichen Prozess der Wasserverdunstung, um Wärme abzuleiten. Spezialisierte Systeme sprühen oder verteilen Wasser auf ein spezielles Wärmetauschermaterial, das Wasser verdunstet effizient und absorbiert dabei Wärme, wodurch die Luft gekühlt wird. Dies wirkt sich jedoch erheblich auf die Feuchtigkeit der Luft aus, die in das Datenzentrum gelangt. Die Wirksamkeit dieser Methode hängt von der Fähigkeit der Umgebungsluft ab, Feuchtigkeit aufzunehmen (was in direktem Zusammenhang mit ihrer Luftfeuchtigkeit und Temperatur steht).

• Indirekte Verdunstungskühlung (IEC): Adia­bate Kühlsysteme erhöhen die Effektivität der freien Kühlung und umgehen die Einschränkungen der Verdunstungskühlung. Wie bei der Verdunstungskühlung wird Wasser verdunstet, um die Außenluft zu kühlen. Diese gekühlte Luft wird dann über einen Wärmetauscher zur Kühlung der Zuluft verwendet. Auf diese Weise kann die Luftfeuchtigkeit sorgfältig kontrolliert werden.

• DX/CW (mechanische) Kühlung: Schließlich gibt es Bedingungen, die eine zusätzliche Kühlung erfordern. Direktexpansions- (DX) und Kaltwasser- (CW) Spulen können zusätzliche Kühlung bieten. In der Regel sind diese Systeme so dimensioniert, dass sie die gesamte Kühllast teilweise abdecken können.

Die entscheidende Rolle der Feuchtemessung

Genaue Feuchtigkeitsmessungen sind für die optimale Funktionsweise beider Kühltechnologien unerlässlich. Die richtige Feuchtigkeit sorgt für die Effizienz des Systems, verhindert Hardwareschäden durch Kondensation und gewährleistet die Betriebssicherheit.

• Kondensationsverhütung: Datenzentren sind mit empfindlicher elektronischer Ausrüstung gefüllt. Kondensation, die entstehen kann, wenn der Taupunkt der Umgebungsluft die Temperatur einer Oberfläche im Datenzentrum übersteigt, kann zu Kurzschlüssen und Korrosion führen. Durch die Überwachung und Kontrolle der Luftfeuchtigkeit wird dieses Risiko vermieden.
• Optimierung der Kühlleistung: Die Effektivität eines Verdunstungskühlsystems wird direkt von der Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Zu feuchte Luft kann Wasser nicht effizient aufnehmen, wodurch die Kühlleistung des Systems verringert wird. Präzise Feuchtigkeitssensoren ermöglichen Echtzeitanpassungen, um die Effizienz aufrechtzuerhalten. Feuchtigkeitsmessungen bewerten auch ständig die Effektivität von Verdunstungssystemen und stellen sicher, dass Leistungseinbußen schnell erkannt werden können.
• ASHRAE-Normen und Zuverlässigkeit: Die American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) legt Richtlinien für den optimalen Betrieb von Datenzentren fest, einschließlich empfohlener Luftfeuchtigkeitswerte zur Vermeidung elektrostatischer Entladungen und anderer feuchtigkeitsbedingter Probleme. Die Einhaltung dieser Standards trägt dazu bei, dass das Datenzentrum zuverlässig arbeitet und Ausfallzeiten vermieden werden.

Technische Einblicke: Taupunkt und andere psychrometrische Werte und die psychrometrische Tabelle

Taupunkt: Dies ist die Temperatur, bei der die Luft mit Feuchtigkeit gesättigt ist und sich Tau bildet. Das Verständnis des Taupunkts ist für Datenzentrumsmanager von entscheidender Bedeutung, da es dabei hilft, vorherzusagen, wann Kondensation wahrscheinlich ist, was für die Vermeidung von Feuchtigkeitsschäden in empfindlichen Umgebungen von entscheidender Bedeutung ist.

Weitere psychrometrische Werte: Dazu gehören die relative Luftfeuchtigkeit, die Feuchtkugeltemperatur und die spezifische Luftfeuchtigkeit, die alle eine Rolle bei der Bestimmung der Lufteigenschaften in einer Datenzentrumsumgebung spielen. Das Verständnis dieser Werte hilft bei der effizienten Gestaltung und dem effizienten Betrieb von HLK-Systemen und stellt sicher, dass sie genau auf Änderungen sowohl der internen Wärmelasten als auch der externen Wetterbedingungen reagieren.

Psychrometrische Tabelle: Die untenstehende ASHRAE-Tabelle zeigt die gewünschten Bedingungen für die IT-Hardware in Datenzentren. Die Aufgabe des Datenzentrums besteht darin, die Kühlluft so zu steuern, dass sie innerhalb dieses kritischen Fensters liegt. Ein tiefgreifendes Verständnis von Luftfeuchtigkeit, Taupunkt und Temperatur gewährleistet, dass die effizientesten Systeme zur Luftkonditionierung eingesetzt werden können. Dies variiert ständig je nach Auslastung des Datenzentrums, Außenluftbedingungen und Energiepreisen.

Fortschrittliche Feuchtigkeitsregelsysteme: Merkmale und Vorteile

Für eine optimale Leistung von Verdunstungs- und Freikühlsystemen benötigen Datenzentren fortschrittliche Feuchtigkeitsregelsysteme, die Folgendes bieten:

• Präzision und schnelle Reaktion: Hochpräzise Sensoren liefern Echtzeit-Feuchtigkeitsmesswerte, die eine sofortige Anpassung der Kühlsysteme ermöglichen und sowohl die Energieeffizienz als auch die Reaktionsfähigkeit des Systems verbessern.
• Integration in DCIM-Systeme:: Hochpräzise Sensoren liefern Echtzeit-Feuchtigkeitsmesswerte, die eine sofortige Anpassung der Kühlsysteme ermöglichen und sowohl die Energieeffizienz als auch die Reaktionsfähigkeit des Systems verbessern.
• Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen: Angesichts der dynamischen Umgebung in Datenzentren müssen Sensoren und Steuerungssysteme robust und zuverlässig sein und starken Luftströmen, Staub und Temperaturschwankungen standhalten können.
• Einfache Kalibrierung und vorbeugende Wartung: Ausfallzeiten sind in Datenzentren inakzeptabel und strenge SLAs setzen dies durch. Instrumente müssen daher so konzipiert werden, dass sie eine wartungs- und kalibrierungsfreie Nutzung ohne Ausfallzeiten ermöglichen.

Schlussfolgerung

Da Datenzentren immer energieeffizienter und umweltfreundlicher werden, bilden die Integration von Technologien wie Verdunstungskühlung und freier Kühlung in Kombination mit einer präzisen Umgebungsüberwachung weiterhin den Eckpfeiler einer modernen Infrastrukturstrategie für Datenzentren. Die genaue Messung und Steuerung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und anderen psychrometrischen Werten gewährleistet nicht nur die Einhaltung von Standards wie denen der ASHRAE, sondern verbessert auch die allgemeine betriebliche Effizienz, Nachhaltigkeit und Zuverlässigkeit. Durch die Priorisierung fortschrittlicher Umweltmanagementsysteme können Datenzentren sowohl die Leistung als auch die Kosteneffizienz erheblich verbessern und ihre betrieblichen Ziele mit umfassenderen Umweltzielen in Einklang bringen.

Wir bei PST sind stolz darauf, vielen der effizientesten Datenzentrumshersteller und Endbenutzern Messgeräte und Beratung zur Verfügung zu stellen. Unser einzigartiges Portfolio umfasst nicht nur effiziente Steuerung, sondern auch Sicherheit, Kalibrierung und Wartung. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen zu unseren Messgeräten für Feuchtigkeit, Temperatur, Differenzdruck, Sauerstoff und Flüssigkeitsstand.

Passende Beiträge

Externe Links