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Was Sie über das Luftstrommanagement in Räumen wissen müssen

Die Originalversion dieses Artikels wurde veröffentlicht auf MissionCriticalMagazine.demit dem Titel Steuerung des Luftstroms auf der Raumebene. Sie können sie ansehen hier.

Das Luftstrommanagement auf Raumebene ist voller Missverständnisse und Halbwahrheiten, so dass es der am wenigsten verstandene Aspekt des Luftstrommanagements ist, obwohl es ironischerweise der wichtigste ist. Während es ziemlich klar ist, dass sich die ersten drei Ebenen oder Rs des Luftstrommanagements auf die Implementierung von Lösungen wie Bürstendichtungen, Abdeckplatten und Einhausungen für die Ebenen Doppelboden, Regal und Reihe beziehen, ist die Raumebene nicht ganz so einfach. Das liegt vor allem daran, dass die erforderlichen Änderungen unsichtbar sind, abgesehen von gelegentlichen Anzeigen an den Kühlgeräten.

Der Klarheit halber wird das Luftstrommanagement auf Raumebene besser definiert als Optimierung der KühlungDies bezieht sich auf den Prozess der Anpassung der Steuerung des Kühlsystems. Wenn dieser Prozess gut durchgeführt wird, verbessert er die Energieeffizienz (was zu geringeren Betriebskosten führt), die Kühlkapazität, die Zuverlässigkeit der IT-Ausrüstung und den Aufschub von Investitionsausgaben. Es ist wichtig, an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass ohne eine Optimierung der Kühlung (d. h. Luftstrommanagement auf Raumebene) jede Lösung, die bis zu diesem Punkt implementiert wurde, wie z. B. die oben aufgeführten Produkte, eine Ausgabe darstellt. Sie mögen zwar die IT-Eintrittstemperaturen verbessert haben, aber die finanziellen und kapazitiven Vorteile bleiben auf dem Tisch. Die einzige Möglichkeit, Energieeinsparungen durch Verbesserungen des Luftstrommanagements auf den Ebenen Doppelboden, Rack und Reihe zu erzielen, ist die Optimierung der Kühlung.

Auch wenn der Prozess der Kühlungsoptimierung in der Regel ein manueller und iterativer Prozess ist, ist es wichtig zu wissen, dass der Einsatz von Lösungen wie IR-Thermometern oder Umgebungsüberwachung sicherstellt, dass die IT-Eingangstemperaturen die empfohlenen oder zulässigen Grenzwerte nicht überschreiten. Darüber hinaus können einige Überwachungslösungen sogar Ratschläge zu spezifischen Optimierungsschritten geben, auf die wir später eingehen werden.

Anpassung der Kühlkapazität an die IT-Last

Das Luftstrommanagement allein spart Ihnen keine Energiekosten für die Kühlung, sondern verbessert die Zulufttemperaturen der IT-Geräte und schafft die Voraussetzungen dafür, dass Änderungen an der Kühlungsinfrastruktur möglich sind. Wenn Sie nämlich die Lösungen für das Luftstrommanagement auf den Ebenen Doppelboden, Rack und Reihe korrekt implementiert haben, sollten Sie jetzt einen Überschuss an klimatisierter Zuluft in Ihren kalten Gängen haben, und die Zulufttemperaturen aller IT-Geräte werden übermäßig niedrig sein. Das liegt daran, dass sich die Abluft nicht mehr mit der konditionierten Luft vermischt und umgekehrt. Der nächste Schritt besteht darin, den Volumenstrom der konditionierten Luft so weit wie möglich an den von den IT-Geräten benötigten Volumenstrom anzupassen. Dazu werden die Lüftergeschwindigkeiten gesenkt, die Temperatursollwerte der Kühlgeräte erhöht oder die Kühlgeräte ganz abgeschaltet. Dabei handelt es sich oft um einen iterativen Prozess, bei dem Anpassungen an den Steuerungen vorgenommen werden, das System sich ausgleichen kann und dann bei Bedarf weitere Anpassungen vorgenommen werden. Da es sich bei Rechenzentren um dynamische Umgebungen handelt, ist dies auch ein fortlaufender Prozess und nicht nur ein einmaliges Ereignis. Jedes Mal, wenn zusätzliche Verbesserungen des Luftstrommanagements implementiert werden oder wesentliche Änderungen an der IT-Ausrüstung vorgenommen werden, ergeben sich Möglichkeiten zur Optimierung der Kühlungsinfrastruktur.

Best Practices für das Luftstrommanagement auf Raumebene (Optimierung der Kühlung)

Wie bereits erwähnt, sind die typischen Schritte, die unternommen werden müssen, um die Kühlkapazität Ihres Rechenzentrums an die IT-Last anzupassen (d. h. die Kühlinfrastruktur zu optimieren), im Folgenden aufgeführt:

  • Reduzieren Sie die Lüfterdrehzahlen für Geräte mit frequenzvariablen Antrieben (VFDs) so weit wie möglich, ohne die maximal zulässige Ansauglufttemperatur für IT-Geräte zu überschreiten.
  • Erhöhen Sie die Temperatursollwerte des Kühlgeräts so hoch wie möglich, ohne die maximal zulässige Ansauglufttemperatur der IT-Geräte zu überschreiten.
  • Erweiterung des zulässigen Bereichs für die relative Luftfeuchtigkeit (Rh), um zu verhindern, dass sich die Kühlgeräte gegenseitig "bekämpfen" (Energieverschwendung, weil ein Gerät versucht, zu entfeuchten, während ein anderes versucht, zu befeuchten)
  • Übermäßige Kühlung abschalten, wenn die Kühlaggregate keine VFDs haben
    • Hinweis: Wenn die Kühlgeräte mit VFDs ausgestattet sind, sind die Energieeinsparungen größer, wenn 10 Kühlgeräte mit einer Lüfterdrehzahl von 50% laufen als wenn 5 Kühlgeräte mit einer Lüfterdrehzahl von 100% laufen.

Nach jeder wesentlichen Verbesserung des Luftstrommanagements oder der Installation oder Entfernung von IT-Lasten besteht die Möglichkeit, diese Kontrollen auf Raumebene zu überprüfen, um einen effizienten Betrieb und ausreichende redundante Kapazitäten sicherzustellen.

Nutzung von Überwachungslösungen zur Information über Optimierungsentscheidungen

Ein weiser Mann namens Ken Brill hat einmal gesagt, dass es bei der Kühlung von Rechenzentren so einfach ist wie "Strom rein, Wärme raus". Das bedeutet, dass jedes kW Strom, das von einem Gerät in einem Computerraum verbraucht wird, zu einem Kilowatt Wärme wird, die aus dem Computerraum und schließlich aus dem Gebäude des Rechenzentrums abgeführt werden muss. Dies schließt alle Stromumwandlungs- und Verteilungsverluste sowie jedes kW Strom ein, das von den IT-Geräten verbraucht wird.

Die Kühlung von Rechenzentren ist zwar eine Wissenschaft für sich und kann mitunter recht komplex sein, aber dieses Konzept erinnert uns daran, dass das, was in Form von Strom hineingeht, auch in Form von Wärme wieder herauskommen muss. Daher ist es wichtig, die von den IT-Geräten benötigte Leistung (d. h. die IT-Last) zu überwachen, um sie mit der von den Kühleinheiten bereitgestellten Kühlleistung (d. h. der Kühlkapazität) in Einklang zu bringen, wie oben erwähnt. Der Einsatz von Lösungen, die sowohl die Strom- als auch die Kühlungsinfrastruktur überwachen können, hilft dabei, dieses Gleichgewicht herzustellen.

Zweitens ist die Überwachung der thermischen Leistung eines Computerraums für die Optimierung der Kühlung unerlässlich. Wenn Sie Anpassungen an der Kühlinfrastruktur vornehmen, müssen Sie die Einlasstemperaturen der IT-Geräte genau überwachen, um sicherzustellen, dass sie die von ASHRAE und/oder dem Hersteller empfohlenen oder zulässigen Grenzwerte nicht überschreiten. Dies kann mit einem IR-Thermometer oder einer IR-Kamera erfolgen, kann aber zeitaufwändig sein, da dies nur für jeden Schrank oder Gang möglich ist. Eine wichtige Warnung bei der Verwendung eines IR-Thermometers oder einer IR-Kamera ist, dass diese Infrarotgeräte die Oberflächentemperatur und nicht die Lufttemperatur messen. Wenn eine stark reflektierende Oberfläche vorhanden ist, kann es aufgrund der Reflexionen zu falschen Messwerten kommen. Die Verwendung von Infrarotgeräten kann zwar Hinweise auf Temperaturprobleme geben, sie überwachen jedoch nicht die Temperatur des Luftstroms selbst.

Unter diesen Umständen ist es am einfachsten, eine Überwachungslösung mit Sensoren an den Ober- und Unterseiten aller Schränke zu verwenden. So erhalten Sie einen standortweiten Überblick über die thermische Leistung Ihres Rechenzentrums. Die Möglichkeit, die Temperaturen am gesamten Standort zu überwachen, ist zwar das Nötigste, doch einige Überwachungslösungen gehen noch einen Schritt weiter und bieten 3-D-Visualisierungen, die einen digitalen Zwilling Ihres Rechenzentrums und dessen thermische Leistung in Echtzeit anzeigen.

Optimierung mit KI und Algorithmen des maschinellen Lernens

Seien wir ehrlich: KI und maschinelles Lernen sind Schlagworte, die in der gesamten Branche als Allheilmittel für viele Probleme im Zusammenhang mit Rechenzentren und IT die Runde gemacht haben. Auch wenn sie viele ihrer vermeintlichen oder vermarkteten Versprechen nicht einhalten können, hat diese Technologie bei der Optimierung des Luftstrommanagements und der Kühlung eine echte Chance, etwas zu bewirken. Der Einsatz dieser Technologie kann dabei helfen, Verbesserungen des Luftstrommanagements auf der Ebene der Doppelböden, Racks und Reihen zu visualisieren, die von Sensoren gesammelten Daten zu analysieren und Ratschläge für Entscheidungen zur Optimierung der Kühlung auf Raumebene zu geben. Es gibt Lösungen, die in diesem Anwendungsfall Pionierarbeit für KI und maschinelles Lernen geleistet haben und den Überwachungsaspekt mit der Kühlungsoptimierung in Form eines virtuellen Kühlungsberaters verbinden. Es lohnt sich, einen Blick auf diese Lösungen zu werfen, um einen Teil des Rätselraten im Kühlungsoptimierungsprozess zu beseitigen.

Schlussfolgerung

Das Luftstrommanagement auf Raumebene ist eigentlich kein Luftstrommanagement im eigentlichen Sinne, sondern eine Optimierung der Kühlung. Nichtsdestotrotz ist das Luftstrommanagement auf Raumebene ein notwendiger Schritt und die einzige Möglichkeit, Energieeinsparungen durch Verbesserungen des Luftstrommanagements auf den Ebenen Doppelboden, Rack und Reihe zu erzielen. Denken Sie daran, dass jede Lösung, die bis zur Raumebene implementiert wurde, einen Aufwand darstellt. Erst wenn Sie sich auf der Raumebene umsehen und Änderungen an der Kühlungsinfrastruktur vornehmen, können Sie die Vorteile in Form von Energieeinsparungen, verbesserter Kühlungskapazität, verbesserter Zuverlässigkeit der IT-Ausrüstung und aufgeschobenen Investitionsausgaben ernten. Effizienz kann nicht gekauft werden; sie muss verwaltet werden. Denken Sie auch daran, dass die Optimierung der Kühlung ein iterativer und fortlaufender Prozess ist, der darauf hinausläuft, die Kühlkapazität an die IT-Auslastung des Computerraums anzupassen. Auch wenn dies in den meisten Fällen ein manueller Prozess ist, kann der Einsatz von Überwachungslösungen, die Ihnen einen Überblick über die Energie-, Kühl- und Wärmeleistung Ihres Rechenzentrums geben, bei Ihren Optimierungsentscheidungen helfen und in einigen Fällen zu spezifischen Schritten raten, die ergriffen werden können.

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