Der Doppelboden erfindet sich neu

Die Entwicklung der vergangenen Jahre hat dazu geführt, dass das Datenaufkommen und die dafür zur Verfügung gestellte Infrastruktur in davor kaum für möglich gehaltenem Ausmaß gewachsen sind. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Betreiber ihre Infrastruktur immer wieder an die Realität anpassen müssen. Dies gilt sowohl für existierende Rechenzentren, die gezwungen sind, ihre Kapazität zu auszureizen, als auch für die Planung neuer Rechenzentren, die auf die vielfältigen Anforderungen der Gegenwart und der Zukunft gerüstet sein müssen.

 

Unternehmen wie Weiss Doppelbodensysteme haben sich auf dieses Marktsegment spezialisiert und bieten eine Reihe neure Produkte im Umfeld der Rechenzentrumsklimatisierung an. Begonnen habe dies mit der Idee, die schon bei Doppelbodenlüftungsplatten etablierte manuelle Luftmengenregulierung auch mit einer elektronischen Regelung anzubieten, so Bernt Gottschling, Geschäftsführer von Weiss Doppelbodensysteme. Hintergrund: Die manuelle Regulierung wird in der Regel einmalig auf den jeweils pro Rack ermittelten Maximallastwert eingestellt, um einen unnötigen Verlust von Kaltluft zu vermeiden. Ein solches Herangehen ist insofern sinnvoll, als meist im Doppelboden ein bestimmter Druck definiert ist (10 bis 20 pa). Ist dieser Druck erreicht, kann der Ventilator des Klimaschranks weniger Luft in den Doppelboden drücken. Je mehr unnötig geöffnete Freifläche sich nun in der Doppelbodenoberfläche befindet, desto mehr kinetische Energie ist zur Umwälzung der Luft aufzuwenden. Daher hat sich in der Vergangenheit die Erkenntnis durchgesetzt, den Doppelboden im Warmgang im Bereich der Kabeleinführung möglichst vollständig abzudichten, sowie die im Kaltgang arbeitende Luftmengenregulierung präzise einzustellen.

 

Bei Schwankungen der Leistung in einem einzelnen Rack gab es bisher jedoch keine Optionen, um diese auszugleichen. Dies führte häufig zu einer Überversorgung, vor allem, wenn die Maximalleistung des Racks nicht abgerufen wird. Um die Luft nun nicht vollkommen zu vergeuden, hat sich in den vergangenen Jahren der Trend herausgebildet, den Kaltgang einzuhausen und die überschüssige Luft „einzufangen“, um sie anderen Racks im Kaltgang verfügbar zu machen.

 

Einen anderen Ansatz verfolgt das Konzept der automatisierten Luftmengenregulierung. Die Firmen Uniflair und Prior1 gelten neben Weiss ebenfalls als Pioniere in diesem Bereich. Allen Konzepten ist gemein, Luft in genau der Menge an genau jenem Rack zur Verfügung zu stellen, wo sie tatsächlich nötig ist. Weiss bietet unter dem Markennamen Eco Logic Panel derzeit zwei verschiedene Versionen einer Platte an. Sie kann sowohl temperaturabhängig oder auch vom Stromverbrauch abhängig ihren offenen Querschnitt sekundenschnell an die tatsächlich benötigte Luftmenge anpassen und so die knappe Kapazität im Rechenzentrum optimieren.

 

Abhängig vom individuellen Bedarf können Betreiber nun die Temperatur im Rack messen oder die Stromaufnahme des Racks überwachen und sie als Regelparameter einstellen. Dabei ist definiert, bei welcher Temperatur oder Stromlast die Platte im jeweiligen geöffneten oder geschlossenen Zustand sein soll. Den Fahrweg dazwischen berechnet eine zentrale Steuereinheit, die der Hersteller Carel zuliefert. Ein Master bedient mehrere Platten, mit denen er über einen Feldbus verbunden ist. Der Master-Knoten kann redundant als N+N oder N+1 ausgeführt sein. Ein Failsafe-Mechanismus sowie ein umfangreiches Alarmsysteme sind weitere Teile der Sicherheitsausstattung. Die Steuerung und Überwachung des Systems geschieht durch eine Sonderentwicklung einer Web-basierende Browser-Software. Dies schafft Transparenz und dadurch auch für den Kunden oder Betreiber des Rechenzentrums eine faire Berechnung des tatsächlichen Verbrauchs: Jeder Kubikmeter Luft, der nicht unnötig entweicht, muss auch nicht energieaufwändig umgewälzt werden und spart Geld – so das knappe, aber einleuchtende Fazit. In Zeiten steigender Energiekosten im RZ ist diese ein unschlagbares Argument für die Investition in neue Technik. Entscheidend für einen guten ROI ist jedoch die Tatsache, dass im Rack in der Praxis Leistungsschwankungen vorliegen, auf die die Platte mit der Regeltechnik reagieren kann. Im Umkehrschluss bedeutet nämlich jede Bewegung der Platte in einem gut austarierten System eine Einsparung. Daneben erhöht sich gleichzeitig die Betriebssicherheit, da die Entstehung von Hotspots verhindert wird. Oft entstehen solche Bereiche nicht an der wärmsten Stelle im RZ, sondern an einem ganz anderen Punkt. Durch den Einsatz eines leistungsfähigen Blade Servers mit starken Ventilatoren bleibt nämlich den anderen Servern buchstäblich die Luft weg. Steuert das System jedoch die vorhandene Kapazität so, dass überall nur die benötigte Luft zur Verfügung steht, trägt dies zu einer Erhöhung der thermodynamischen Sicherheit bei Das System eignet sich daher optimal zur Nachrüstung in bestehenden und für neue Rechenzentren, die die Wärme mit Luftkühlung über einen Doppelboden abführen.

 

In den vergangenen Jahren hat sich ein weiterer Trend der Wärmeabfuhr herauskristallisiert. Die Hersteller und Betreiber stellten ihre Technik von direkt verdampfenden Kälteerzeugern auf wassergekühlte Klimageräte um, wobei diese in einem zweiten Entwicklungsschritt unmittelbar an die Server-Schränke, also den Wärmeerzeuger, angedockt sind. Diese Geräte sind dann abhängig von der Last als Rack- oder gangbasierende Kühlung ausgelegt. Ein großer Vorteil ist wiederum die enorm reduzierte kinetische Energieaufwendung zum Lufttransport, außerdem die Tatsache, dass Wasser ein wesentlich besseres Leitmedium als Luft ist. Dabei lässt sich im Gegensatz zu Kältemitteln in unseren Breitengraden auch eine Außenkühlung einsetzen.

 

Diesen Ansatz macht sich Weiss Doppelboden zu Nutze, um die Wasserkühlung auch im Doppelboden einzusetzen. Dabei versehen die Techniker eine Standard-Doppelboden-Stahllüftungsplatte mit einem Wärmetauscher, einem Ventilator sowie der dazugehörigen Sensortechnik und Steuerung. Solche Platten sind dann nach Bedarf im Warm- und Kaltgang verlegt. Stößt nun ein Server-Rack warme Luft aus, registrieren dies die Temperatursensoren, und der Ventilator saugt die Luft durch den Wärmetauscher in den Doppelboden.

 

Ein Hydro Logic Panel bietet eine Leistung von 10 KW. Legt man nun eine Platte hinter das Rack und eine vor das Rack kommt man auf eine Gesamtleistung von 20 KW. Je nach Bedarf ist diese Leistung für ein oder mehrere Racks nutzbar. Die Kühlung verschwindet nun elegant im Doppelboden. Dies hat zudem den Vorteil, dass bei einer Nachrüstung keine Server-Racks zu demontieren sind, um zusätzliche Kühlkapazität einzubauen. Außerdem ist die Skalierbarkeit auch ohne einen Einsatz von Dummy-Kühlern jederzeit gewährleistet. Auf diese Art kann der Betreiber stets zwei Seitenkühler gegen ein Server-Rack tauschen.

 

Ergänzend kommt dazu die Entwicklung von Jet Panel: Eine Doppelbodenlüftungsplatte mit einem leistungsstarken Ventilator, die als Stand-alone-Lösung fungieren kann, um Luft in schlecht versorgte Bereiche zu leiten, um große Leistungen zusätzlich zu unterstützen oder aber um sie mit den Systemen Eco Logic Panel und Hydro Logic Panel zu kombinieren. Dies soll die Flexibilität erhöhen, da nun abhängig von den Anforderungen eine Stahllüftungsplatte mit Ventilator oder Luftmengenregulierung oder Wärmetauscher bedarfsgerecht miteinander arbeiten können. Die Systeme sind auch als Deckenaufsatz erhältlich, um so im Warm- oder Kaltgang zusätzliche Leistung bereit zu stellen.

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