Thermaloptimierung - Best Practices

Thermische und energetische Optimierung von Klimatisierung und Kühlluftführung im Rechenzentrum

Kaltgang ohne Optimierung

Von Gartner empfohlen: Sechs Best Practices für eine Effizienzsteigerung der Klimatisierung im Rechenzentrum – mit einfachsten Mitteln und enormer Wirkung! Das Marktforschungsinstitut Gartner hat in Studien erhoben, dass zwischen 30 und 40 Prozent der gesamten Energiekosten eines Rechenzentrums für die Kühlung aufgewendet werden. In den kommenden Jahren erwarten Gartner und IDC einen Kostenanteil, der deutlich über diese Werte hinausgehen wird, wenn Rechenzentrumsbetreiber, Facility- und IT-Verantwortliche diesem Trend nicht durch rechtzeitige thermische Optimierungen entgegensteuern. Dazu bedarf es nicht einer Investition in teure und leistungsfähigere Cooling-Systeme oder gar einer Infrastruktur-Umstellung von Luft- auf Flüssigkeitskühlung, deren Amortisation oftmals auf viele Jahre angelegt ist. Schon mit kleinen und kostengünstigen Korrekturen an einer bestehenden Kühlungsinfrastruktur lassen sich deren Effizienz signifikant erhöhen und deren „Energiehunger“ erheblich reduzieren. Vom gesamten Einsparungspotenzial her geht es dabei nicht um „Peanuts“: Das renommierte US-amerikanische Uptime Institute hat ermittelt, dass bis zu 63 Prozent der erzeugten Kühlluft überhaupt nicht zu ihrem Bestimmungsort, nämlich zur Hardware in den Racks gelangen, sondern zuvor als Bypass-Luftströme an Kabelführungen und weiteren Doppelbodeneinlässen, an nicht abgedichteten Höheneinheiten in den Racks und in nicht eingehausten Kaltgängen sowie im Doppelboden selbst durch fehlende Führung und Lenkung entweichen. Was also liegt näher, als an genau diesen thermischen Schwachstellen anzusetzen, eine „Kühlungskosmetik“ zu betreiben und Einsparungen zu realisieren, die sich äquivalent zu den „verblasenen“ 63 Prozent ergeben? Hierzu stellen wir Ihnen sechs Best Practices vor, die auch Bestandteile der Maßnahmenkataloge von Gartner oder des BITKOM zur Erhöhung der Energieeffizienz im Rechenzentrum sind:

Die Optimierung der Klimatisierung und von Kühlluftströmen im Rechenzentrum setzt ein schonungsloses Aufdecken von Schwachstellen voraus

Kaltgang mit Optimierung

Eine jede Optimierung gelingt natürlich am besten, wenn sich diese auf solide Fakten stützt. Aus diesem Grund sollte jeder „Klimatisierungskosmetik“ eine umfassende Analyse der thermischen Ist-Zustände im Rechenzentrum vorausgehen. Dazu wir eine IT-Infrastruktur vor Ort fachmännisch unter die Lupe genommen, um zum Beispiel die Luftströme über und im Doppelboden, Kühlluftverluste, den Wirkungsgrad der Cooling-Systeme, die Hitzeentwicklung an den Racks und weitere wichtige Kühlungsparameter zu messen und aufzuzeigen. Auf Basis einer Auswertung dieser Daten sollte dann gemeinsam mit dem Anwender ein sinnvoller Maßnahmenkatalog erarbeitet werden, der exakt die zu erwartende Einsparung für jeden einzelnen Optimierungsschritt oder bei einem Ineinandergreifen mehrerer thermischer Korrekturen beziffert. Nur so können Amortisationszeiten solide bestimmt und IT-Entscheidern damit schlagkräftige Argumente an die Hand gegeben werden, um entsprechende Investitionen zu rechtfertigen.

Detailierte Informationen zu unseren Datacenter-Performance- Analysen erhalten Sie unter:
http://www.daxten.de/energieeffizienz-analysen-rechenzentrum.html

Kanalisation und Führung der Kühlluft im Doppelboden

Plenaform Installation

Direkt nach der Erzeugung der Kühlluft durch die Cooling-Systeme gilt es, die gekühlte Luft durch den Doppelboden bis zu den Austritten am Rack zu führen, ohne dass sich diese über weite Räume verteilt, abdriftet und es so zu einer Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit und zu einem Abfall des Luftdrucks kommt. Hierzu werden sogenannte PlenaForm-Luftstrombegrenzer und -Umlenksysteme an den Doppelbodenträgern und -sockeln angebracht, die die Strömungsräume im Doppelboden unter den Racks verkleinern, die gekühlte Luft kanalisieren und so auf kürzestem und schnellstem Wege zu den Öffnungen im Kaltgang befördern. Der Effekt: Aufgrund des erhöhten Drucks und der gesteigerten Strömungsgeschwindigkeit der kalten Luft kann die Leistung der Cooling-Systeme gedrosselt und somit Energie eingespart werden. Bei den Begrenzern ist unbedingt darauf zu achten, dass diese aus einem nichtleitenden und reaktionsträgen Material bestehen und über eine Brandschutzzertifizierung verfügen.

Detaillierte Informationen zu unseren PlenaForm-Luftumlenkern erhalten Sie unter:
http://www.daxten.de/plenaform-luftstrombegrenzer.html

Versiegelung von Kabelführungen und weiteren Einlässen im Doppelboden

CoolControl InstallationLeider gibt es im Rechenzentrum neben den erforderlichen Luftaustritten an den Racks im Kaltgang auch Öffnungen im Doppelboden, wie etwa Kabeldurchführungen oder Rohrleitungen, an denen unerwünschter Weise ein hoher Anteil der erzeugten Kühlluft entweicht. An diesen Stellen gehen laut dem Uptime Institute, je nach Größe des Rechenzentrums und Zahl der Doppelbodeneinlässe, mehr als 60 Prozent der erzeugten kalten Luft verloren. Dieses Problem lässt sich jedoch einfach mittels einer Versiegelung durch CoolControl Seal Dichtungskanten, KoldLok Bürstenabdichtungen oder KoldLok Wave Elastomer-Kabeldurchführungen beheben. Diese bestehen entweder aus einem soliden Rahmen mit zwei einander zugewandten Kunststofffaser-Reihen, mehrlagigen Kunststoffbürsten oder thermoplastischen Elastomeren, die Kabel und weiteres durch den Doppelboden geführtes Equipment lückenlos umschließen und so ein Entweichen von Kühlluft verhindern.

Bewährt hat sich diese Maßnahme zur Optimierung der RZ-Klimatisierung zum Beispiel in einem der größten Rechenzentren Europas, bei der Amadeus in Erding: Belegt durch ein externes Gutachten erbrachte allein der Einsatz einer Versiegelungslösung eine Energiekosteneinsparung von über 46.000 Euro pro Jahr – bei einer Amortisationszeit von drei Monaten (Der vollständige Anwendungsbericht ist unter Amadeus Case Study erhältlich.

Detaillierte Informationen zu unseren CoolControl Seal-Versiegelungslösungen erhalten Sie unter:
http://www.daxten.de/daxten-coolcontrol-seal.html

Der Druck macht’s: Hoher Luftdurchlass bei Lüfterplatten im Kaltgang steigert die Kühlungseffizienz

CoolControl Tile - VergleichDamit die durch die PlenaForm-Begrenzer kanalisierte Luft gezielt und mit hohem Druck aus dem Doppelboden in den Kaltgang und schließlich zu den Rackfronten strömen kann, ist es erforderlich, an den Austrittstellen einen optimalen Luftdurchlass im Doppelboden sicherzustellen. Dafür empfiehlt sich der Einsatz unserer CoolControl Lüfterplatten (airflow panels), die eine hohe Luftdurchlässigkeit aufweisen. Diese erzielen Durchsatzraten zwischen bis 65 Prozent (konventionelle Platten erreichen zwischen 20 und 30 Prozent) und verfügen über ein spezielles Rost- und Lamellendesign, das die Kühlluft abermals kanalisiert und mit hohem Druck zur Hardware in den oberen Rackregionen führt. Einer Entstehung von Wärmenestern (Hot Spots) und hitzebedingten Systemstörungen wird so vorgebeugt. Als Faustregel für die richtige Wahl einer Lüfterplatte gilt: Je höher der Durchlass, umso höher der Druck, desto geringer die benötigte Leistung der Kühlanlagen und umso mehr Energie lässt sich einsparen.

Detaillierte Informationen zu unseren CoolControl Lüfterplatten erhalten Sie unter:
http://www.daxten.de/coolcontrol-tile-luefterplatten.html

Kaltgangeinhausung mit feuerfestem Vorhang sorgt für bis zu 30% höhere Effizienz der RZ-Kühlung

CoolControl Curtain - InstallationUnsere Thermalanalysen decken insbesondere Schwachpunkte auf, die die Kühlluftströmung zwischen Warm- und Kaltgang betreffen: Die aktive Hardware in den Racks saugt die kalte Luft an der Rackfront an und gibt diese nach erfolgter Kühlung an der Rackrückseite als heiße Luft in den Warmgang ab. Fataler Weise steigt die Warmluft dort am hinteren Rackkorpus auf und strömt darüber hinweg wieder zur Rackfront in den Kaltgang zurück. Ebenso kann die Warmluft durch nicht abgedichtete Höheneinheiten im Rack oder an den beiden Flanken des Schrankes in den gekühlten Bereich rezirkulieren. Hierüber findet ein thermischer Aufschaukelungsprozess statt, der sukzessive zu einer Temperaturerhöhung im kalten Gang führt. Konventionell wird dieser Hitzeentwicklung nur durch eine Erhöhung der Leistung der Kühlanlagen entgegengewirkt, was zu einem immens hohen Energieverbrauch führt.

Essenziell ist es aus Sicht von Gartner und gemäß den Leitlinien für energieeffiziente Rechenzentren des BITKOM heute daher, die Warmluft einfach hermetisch vom Kaltgang zwischen den Rackfronten abzuschirmen. Diese Gangabschottung lässt sich durch höhere Investitionen über eine komplette bauliche Kaltgangeinhausung  (Solid Cold-Aisle-Containment) oder kostengünstig mit unserem CoolControl Curtain (Soft Cold Aisle Containment), einem nicht entflammbaren Kunststoffvorhang, bewerkstelligen – bei nahezu identischem Wirkungsgrad. Messungen haben ergeben, dass bei konstanter Kühlleistung der Unterschied zwischen den Temperaturen im Warm- und Kaltgang zwischen 10 und 15 Grad Celsius liegt. Je nach Größe und räumlichen Gegebenheiten in diversen Rechenzentren kann so die Kühlleistung der Anlagen um bis zu 30% reduziert werden. Bestätigt werden diese Zahlen durch einen Anwendungsbericht zur Kaltgangeinhausung per PVC-Vorhang im US-Testrechenzentrum von NetApp, der in dem vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und Borderstep Institut erstellten Report „Energieeffziente Rechenzentren: Best-Practice-Beispiele aus Europe, USA und Asien“ enthalten ist.

Detaillierte Informationen zur Kaltgangeinhausung (Cold Aisle Containment) mit unseren CoolControl Curtains erhalten Sie unter:
http://www.daxten.de/daxten-coolcontrol-curtain.html

Rackversiegelung und optimale Kühlluftführung im Doppelboden: Adieu, Bypass-Luftströme!

Plenafill InstallationEine die Kaltgangeinhausung (Gangabschottung) ergänzende, aber auch für sich genommen wirkungsvolle thermische Best Practice ist es, die unbelegten Höheneinheiten in Racks zuverlässig abzudichten, so dass keine von Servern abgegebene heiße Luft zur vorderen Rackregion in den Kaltgang rezirkulieren kann. Dafür empfiehlt sich die Verwendung von brandschutzzertifizierten Kunststoffblenden namens PlenaFill. Diese werden einfach werkzeugfrei mittels Befestigungsclips an den Rackprofilen angebracht werden. Neben einer dadurch erreichten Abscheidung von Kalt- und Warmluftbereichen in Rackumgebungen verhindert diese Maßnahme eine Bildung von Wärmenestern an den Racks und bewahrt die Hardware so vor Überhitzung, hitzebedingten Systemstörungen oder gar Ausfällen. Laut Gartner lässt sich die Lufttemperatur durch den Einsatz von Blindblenden durchschnittlich um 5,6 Grad senken. Was dies in punkto Energieeinsparung bedeuten kann, lässt sich anhand einer einfachen Faustformel errechnen: Für jedes abgesenkte Grad Celsius der Umgebungstemperatur im Rechenzentrum kann die Last der Kühlanlagen um bis zu 5% reduziert werden. Äquivalent dazu ergibt sich die Energieeinsparung und Erhöhung der Energieeffizienz.

Detaillierte Informationen zu unseren PlenaFill-Blindblenden erhalten Sie unter:
http://www.daxten.de/plenafill-blindplatte.html

Optimieren Sie die Klimatisierung in Ihren Rechenzentren und sparen Sie mit

Green IT Gruppe - XingEine erhebliche Steigerung der Kühlungs- und damit Energieeffizienz im Rechenzentrum mit einfachen Mitteln ist machbar – und lässt sich nachweislich anhand der aufgezeigten Best Practices mit geringem finanziellen Aufwand und Amortisationszeiten zwischen drei und neun Monaten realisieren.

Am besten fahren Sie damit, zuallererst den Effizienzgrad Ihrer bestehenden Kühlungsinfrastruktur durch eine Daxten Thermalanalyse bestimmen zu lassen, um auf einer soliden Basis das tatsächliche Einsparpotenzial ermitteln zu können. Dann gilt es, die wirkungsvollsten Maßnahmen miteinander zu kombinieren, zur Anwendung zu bringen und deren Wirkungsgrad innerhalb eines Jahres zu evaluieren. In jeder Optimierungsphase begleiten Sie natürlich unsere zertifizierten Daxten-Spezialisten, die sich auf eine Kontaktaufnahme von Ihnen unter info.de@daxten.com oder + 49 (0)30 8595 37-0 freuen.

Weitere Tipps und Best Practices zur Optimierung der Energieeffizienz in Ihrem Rechenzentrum erhalten Sie unter https://www.xing.com/net/greenit/.