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Netzwerkgeräte, insbesondere Server, erzeugen in geschlossenen Räumen erhebliche Wärme. Mit dem technologischen Fortschritt sind moderne Server heute kompakter und verfügen über schnellere CPUs, was zu einer höheren Wärmeabgabe führt. Diese Hitze kann, wenn sie nicht richtig verwaltet wird, die Klimatisierungssysteme von Rechenzentren belasten. Tatsächlich kann die Wärme, die von den Komponenten in einem mittelgroßen Rechenzentrum erzeugt wird, mit der Wärme konkurrieren, die zum Heizen eines Hauses im Winter benötigt wird.

Wenn Server und andere Netzwerkgeräte überhitzen, können sie ausfallen oder eine verkürzte Lebensdauer haben. Hitzeschäden sind möglicherweise nicht sofort erkennbar. Dies kann zu Problemen wie Abstürzen von Netzwerkknoten und Hardwarefehlern führen, was zu längeren Ausfallzeiten führt. Serverräume sind in der Regel mit speziellen Kühlsystemen wie leistungsstarken Klimaanlagen und Doppelbodenkühlsystemen ausgestattet, um einen hohen Kühlbedarf zu bewältigen. Es ist jedoch auch wichtig sicherzustellen, dass die einzelnen Schränke, in denen die Netzwerkgeräte untergebracht sind, ausreichend belüftet sind. Selbst bei niedrigeren Temperaturen im Rechenzentrum können Schränke immer noch überhitzen, wenn die Luftverteilung nicht optimal ist.

Der beste Weg, um Serverschränke zu kühlen

Verschiedene Variablen, wie z. B. Türperforationen, Schrankgröße und Komponententypen, beeinflussen die Temperatur im Inneren eines Schranks. Die Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Luftstroms ist die einfachste Methode zur Kühlung von Netzwerkgeräten. Ziel ist es, sicherzustellen, dass jeder Server, Router und Switch unabhängig von seiner Position im Schrank ausreichend Kühlluft erhält. Während Gerätehersteller in diesem Bereich nur minimale Anleitungen geben, können einige grundlegende Methoden zur Optimierung der Schrankbelüftung beitragen.

1. Verbessern Sie den Luftstrom durch die Schranktür

Um einen guten Luftstrom zu gewährleisten, empfehlen die meisten Serverhersteller, dass die Vorder- und Rückseite der Schranktüren eine offene Fläche von mindestens 63 % aufweisen. Dies kann erreicht werden, indem entweder die Schranktüren vollständig entfernt oder Schränke mit perforierten Türen verwendet werden. Da die meisten Server und Netzwerkgeräte über interne Lüfter verfügen, sorgen offene oder perforierte Türen oft für eine ausreichende Belüftung, vorausgesetzt, das Rechenzentrum verfügt über eine angemessene Klimaanlage, um die Wärmelast zu bewältigen. Darüber hinaus kann durch die Verwendung von Schränken mit Seitenwänden verhindert werden, dass sich die Luft aus einem Schrank mit der heißen Luft aus benachbarten Schränken vermischt.

2. Bestimmen Sie die Art der erforderlichen Konvektionskühlung

2.1Natürliche Konvektionskühlung:

Wenn die Umgebungstemperatur um den Schrank herum niedriger ist als die Innentemperatur, wird die Wärme auf natürliche Weise von der wärmeren Umgebung in die kühlere Umgebung übertragen. Diese einfache Methode beruht auf der natürlichen Abgabe von Wärme durch die Schrankwände. Sie ist jedoch oft weniger effektiv, vor allem dann, wenn der Temperaturunterschied nicht ausreicht, um die Bauteile ausreichend zu kühlen.

2.2 Erzwungene Konvektionskühlung:

Ventilatoren oder Gebläse können die Wärmeübertragung von heißeren Bereichen in kühlere Bereiche verbessern, indem sie den Widerstand an der Grenze zwischen diesen Bereichen verringern. Lüfter bieten eine erschwingliche Lösung für die erzwungene Konvektionskühlung und tragen dazu bei, die Innentemperaturen zu senken. Enthält die Außenluft jedoch Verunreinigungen wie Staub oder Öl, können sich diese auf elektrischen Bauteilen absetzen. In solchen Fällen empfiehlt sich der Einsatz eines geschlossenen Luft-Luft-Wärmetauschers, der für die Kühlung jedoch immer noch auf die Umgebungslufttemperatur angewiesen ist.

2.3Aktive Konvektionskühlung:
 

Wenn natürliche oder erzwungene Konvektion die Komponenten nicht ausreichend kühlen kann, kann eine **Klimaanlage** erforderlich sein. Die Klimaanlage arbeitet mit einem geschlossenen Regelkreis, was unerlässlich ist, wenn Komponenten vor Umwelteinflüssen wie Schmutz oder Flüssigkeiten geschützt werden müssen. Gehäuse wie das LP4000N-1 von Leipole können Energie sparen, indem nur das Gehäuse und nicht der gesamte Raum oder das Rechenzentrum gekühlt werden. Die Berechnung der Kühlleistung ist ein entscheidender Schritt bei der Auswahl der richtigen Klimaanlagengröße. Die Kühlleistung von Schrankklimageräten reicht von 300 bis 6.000 Watt (1.000 BTU/Stunde bis 20.000 BTU/Stunde). Genaue Berechnungen sind notwendig, um das geeignete System für Ihre Bedürfnisse auszuwählen.

3. Optimale Geräteplatzierung und Serverlüfter

Vermeiden Sie eine Überlastung des Schranks. Eine Befüllung auf etwa 75 bis 80 % seiner Kapazität ist in der Regel ausreichend. Halten Sie mindestens 1 HE Abstand zwischen den Serverreihen, um eine ordnungsgemäße Belüftung von vorne nach hinten zu gewährleisten. Lassen Sie mindestens 4 cm Abstand zwischen dem Gerät und der Vorder- und Rückseite des Schranks. Verwenden Sie Blindplatten, um ungenutzte Räume im Schrank zu verschließen, um eine Vermischung von heißer und kalter Luft zu verhindern. Verbessern Sie die Belüftung, indem Sie Ventilatoren installieren, die die Luft aktiv durch den Schrank zirkulieren lassen. Die gebräuchlichste Art von Schrankventilator ist eine Lüfterplatte, die oben auf dem Schrank montiert ist und Luft von unten ansaugt oder durch eine Tür ausbläst. Für die gezielte Kühlung bestimmter Bereiche verwenden Sie Lüfter oder Lüfterplatten, die im Inneren des Schranks montiert sind.

4. Überwachung der Temperatur
 

Um sicherzustellen, dass Ihre Komponenten in sicheren Temperaturbereichen arbeiten, überwachen Sie die Bedingungen im Schrank. Hier sind einige Methoden:

Einfaches Thermometer:Stellen Sie ein Thermometer in den Schrank und messen Sie regelmäßig die Temperatur. Diese Methode ist kostengünstig, erfordert aber eine manuelle Steuerung, wenn die Temperaturen zu hoch ansteigen.

Thermostaten: Thermostate können einen Lüfter automatisch aktivieren, wenn die Schranktemperatur einen voreingestellten Grenzwert überschreitet, und so die Temperaturen ohne manuellen Eingriff innerhalb sicherer Grenzen halten.

SNMP-Sensoren und IP-zugängliche Sensoren: M1any-Netzwerkgeräte verfügen über eingebaute SNMP- oder IP-zugängliche Sensoren, die die internen Temperaturen anzeigen. Diese Methode wird bevorzugt, da diese Sensoren dort platziert werden, wo die Temperatur am wichtigsten ist, und sie ermöglichenFortschrittliche Kühlstrategien und technologische EinblickeÜber grundlegende und zwischengeschaltete Kühltechniken hinaus können fortschrittliche Strategien und Technologien die Klimatisierung von Serverschränken weiter optimieren. Hier sind einige zusätzliche Methoden und Innovationen, die Sie in Betracht ziehen sollten:
 

5. Lösungen für die Flüssigkeitskühlung

Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung:
Bei der Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung wird ein Kühlmittel direkt zu den heißesten Komponenten eines Servers, wie CPUs und GPUs, zirkuliert. Diese Methode ist hocheffizient, da sie die Wärme direkt von der Quelle ableitet, was eine höhere Leistung und Zuverlässigkeit ermöglicht.

Immersionskühlung:
Bei der Immersionskühlung werden Server in eine wärmeleitende, aber elektrisch isolierende Flüssigkeit getaucht. Diese Methode bietet eine hervorragende Kühleffizienz und kann den Bedarf an Klimaanlagen erheblich reduzieren. Die Immersionskühlung ist besonders effektiv für Rechenzentren mit hoher Dichte, in denen herkömmliche Luftkühlungsmethoden möglicherweise unzureichend sind.

6. Warmgang-/Kaltgang-Einhausung

Warmgang-Einhausung:
In einem Warmgang-Containment-System wird die aus den Serverschränken abgesaugte heiße Luft zurückgehalten und von den Kühleinlässen anderer Server weggeleitet. Dieser Ansatz verhindert die Vermischung von heißer und kalter Luft und verbessert so die Effizienz der Klimaanlage.

Kaltgang-Einhausung:
Bei der Kaltgangeinhausung wird die kalte Luft in einem bestimmten Gang eingeschlossen und zu den Servereinlässen geleitet. Dadurch wird sichergestellt, dass nur kalte Luft die Server erreicht, was die Kühleffizienz maximiert und die Arbeitsbelastung der Klimaanlage reduziert.

7. Freie Kühlung

Luftseitige Economizer:
Luftseitige Economizer bringen kühle Außenluft herein, um den Bedarf an mechanischer Kühlung zu reduzieren. Wenn die Außentemperatur niedriger ist als die Temperatur im Rechenzentrum, können diese Systeme durch die Nutzung der natürlichen Kühlung die Energiekosten erheblich senken.

Wasserseitige Economizer:
Wasserseitige Economizer nutzen kühle externe Wasserquellen wie Flüsse oder Seen, um die Temperatur des im Kühlsystem verwendeten Wassers zu senken. Diese Methode kann besonders in Regionen mit kühlerem Klima effektiv sein.

8. Erweiterte Überwachungs- und Managementsysteme

DCIM-Werkzeuge (Data Center Infrastructure Management):
DCIM-Tools bieten eine umfassende Überwachung und Verwaltung der Rechenzentrumsinfrastruktur, einschließlich Stromversorgung, Kühlung und Umgebungsbedingungen. Diese Tools tragen dazu bei, die Leistung und Effizienz von Kühlsystemen durch Echtzeitdaten und -analysen zu optimieren.

KI und maschinelles Lernen:
Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen können genutzt werden, um den Kühlbedarf vorherzusagen und Klimatisierungssysteme zu optimieren. Durch die Analyse historischer Daten und aktueller Bedingungen können KI-Algorithmen Echtzeitanpassungen vornehmen, um die Kühleffizienz zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken.

Umsetzung energieeffizienter Praktiken

Um die Effektivität Ihrer Klimatisierungs- und Klimaanlagen weiter zu verbessern, sollten Sie die folgenden energieeffizienten Praktiken in Betracht ziehen:

Regelmäßige Wartung:
Die regelmäßige Wartung Ihrer Klimaanlagen und Kühlsysteme ist entscheidend, um sicherzustellen, dass sie mit maximaler Effizienz arbeiten. Dazu gehören die Reinigung von Filtern, die Überprüfung auf Dichtheit und die Sicherstellung, dass alle Komponenten ordnungsgemäß funktionieren.

Energieeffiziente Geräte:
Investieren Sie in energieeffiziente Klimaanlagen und Kühlgeräte. Suchen Sie nach Geräten mit hohen SEER-Bewertungen (Seasonal Energy Efficiency Ratio) und anderen energiesparenden Funktionen.

Optimiertes Luftstrommanagement:
Stellen Sie sicher, dass es keine Hindernisse für den Luftstrom in Ihren Serverschränken und im Rechenzentrum gibt. Verwenden Sie Blindplatten, um leere Rack-Räume zu füllen und zu verhindern, dass sich heiße und kalte Luft vermischen.

Temperatur-Sollwerte:
Vermeiden Sie es, die Temperatur Ihres Rechenzentrums niedriger als nötig einzustellen. Die ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) bietet Richtlinien für optimale Temperaturbereiche für Rechenzentren, die ein Gleichgewicht zwischen Kühleffizienz und Gerätesicherheit herstellen.
 

Leipole erklärt

*Klimatisierte Serverschränke:
Wenn Sie Server oder IT-Geräte außerhalb Ihres Rechenzentrums unterbringen müssen, insbesondere in rauen Umgebungen, in denen es keine Kühlinfrastruktur gibt, sind Leipole IP54 / 4000N-1 Schränke die richtige Lösung. Das CNC-gesteuerte Klimagerät (Größen von 1.705 bis 13.650 BTU bzw. 500 bis 4.000 Watt) sorgt dafür, dass das Gerät auch bei Temperaturen von bis zu 55 °C kühl bleibt. Das Gerät ist für den Einsatz in einer Vielzahl von Umgebungen konzipiert. Außerdem eliminiert es einen Wärmestau dank eines geschlossenen Kühlkreislaufs. Abgedichtete Kabeleinführungen verhindern den Luftaustausch mit warmer Umgebungsluft. Installieren Sie einfach Ihre Geräte, schließen Sie die Klimaanlage an und Sie haben ein komplettes, in sich geschlossenes, eigenständiges Mikro-Rechenzentrum. Es sind keine Installationsarbeiten erforderlich, da der interne Verdampfer die Kondensation eliminiert.