Wärme an den Bauteilen aufnehmen
Bei direkter Flüssigkeitskühlung wird Wärme über geeignete Kühlplatten unmittelbar an besonders belasteten Bauteilen aufgenommen. Die Kühlflüssigkeit bewegt sich dabei in geschlossenen Wärmeübertragern und Leitungen. Dies unterscheidet die Bauform von der Kühlung durch Eintauchen ganzer Geräte. Flüssigkeitskühlung wird international als Liquid Cooling bezeichnet und umfasst unterschiedliche technische Lösungen. Für die Auswahl zählt, welche Bauteile eines konkreten Rechners tatsächlich flüssigkeitsgekühlt werden und welche weiterhin Luft benötigen. Eine pauschale Zuordnung anhand der Gesamtleistung eines Serverschrankes reicht nicht aus. Die Angaben der Gerätehersteller bilden die verbindliche technische Grundlage.
Flüssigkeitskühlung sicher in Rechenzentren einbinden
Schnittstellen vollständig beschreiben
Die Schnittstelle zwischen Rechnertechnik und Gebäudetechnik wird durch Wärmeleistung, Vorlauf- und Rücklauftemperatur, Durchfluss, zulässigen Druck und Flüssigkeitsqualität beschrieben. Hinzu kommen Kupplungen, Anschlusspunkte, Werkstoffe und notwendige Messwerte. Dabei werden die Bedingungen sowohl im Normalbetrieb als auch bei geringer Last, Lastwechsel und Wiederanlauf festgelegt. Ein Vergleich allein anhand der angegebenen Kühlleistung kann erhebliche Unterschiede verdecken. Beispielsweise kann dieselbe Leistung bei unterschiedlichen Temperaturabständen zum Gebäudekreislauf erreicht werden. Die Leistungsbestätigung muss daher eindeutig auf die vereinbarten Übergabebedingungen bezogen sein und sämtliche benötigten Hilfseinrichtungen berücksichtigen. Die Beteiligten bestätigen, an welcher Stelle die jeweilige Leistung geschuldet ist und wer Messgeräte bereitstellt. Dadurch werden widersprüchliche Angaben bei der späteren Funktionsprüfung vermieden.
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| Rechner zum Kühlkreis | Leistung, Durchfluss und zulässige Temperaturen |
| Kühlkreis zum Gebäude | Druck, Medienqualität und Wärmeübergabe |
| Flüssigkeitskühlung zur Raumluft | Verbleibende Luftlast und deren Versorgung |
| Anlage zum Betrieb | Meldungen, Eingriffsrechte und Wartungsabläufe |
Verbleibende Raumwärme abführen
Flüssigkeitsgekühlte Prozessoren bedeuten nicht automatisch, dass die Raumkühlung entfallen kann. Netzteile, Speicher, Netzwerktechnik und weitere Komponenten können weiterhin Wärme an die Luft abgeben. Auch benachbarte, vollständig luftgekühlte Geräte bleiben Teil der Lastbilanz. Die tatsächlich über Flüssigkeit abgeführte Wärme wird deshalb von der verbleibenden Luftlast getrennt. Für beide Wege werden passende Messungen und Kapazitäten vorgesehen. Dies gilt auch bei einem Wechsel der Rechnergeneration. Eine zusätzliche Geräteausstattung kann den Anteil der Luftlast verändern, obwohl die Gesamtanschlussleistung ähnlich bleibt. Die Raumluftversorgung muss diese Veränderungen beherrschbar aufnehmen können.
Leckagen und Wartung beherrschen
Die räumliche Nähe von Flüssigkeitsleitungen und elektrischen Einrichtungen verlangt eine abgestimmte Anordnung. Verbindungspunkte bleiben zugänglich, Leitungen werden gegen mechanische Beschädigung geschützt und mögliche Leckagen frühzeitig erkannt. Festgelegt werden Meldungen, Verantwortlichkeiten und sichere Reaktionen für die betroffenen Teilbereiche. Ein pauschales Abschalten der gesamten Anlage ist ebenso wenig ein belastbares Konzept wie das bloße Vorhandensein eines Leckagesensors. Wartungsabläufe berücksichtigen Druckentlastung, Entleerung, Auffangen von Restflüssigkeit und sauberes Wiederanschließen. Geeignete Absperrabschnitte begrenzen Eingriffe und erleichtern den Austausch einzelner Geräte während des übrigen Betriebs.
Gesamtnutzen unter Betriebsbedingungen prüfen
Eine Bewertung der Flüssigkeitskühlung berücksichtigt Pumpen, Verteilereinheiten, Rückkühlung und verbleibende Luftkühlung gemeinsam. Mögliche Vorteile durch höhere nutzbare Temperaturen oder geringere Luftmengen müssen unter den tatsächlichen Jahresbedingungen nachgewiesen werden. Ebenso werden Wartungsaufwand, Personalbedarf und Ersatzteilverfügbarkeit betrachtet. Vor der flächigen Einführung ist ein repräsentativer Pilotbereich sinnvoll, wenn neue Geräteschnittstellen oder bislang unbekannte Betriebsabläufe entstehen. Die Freigabe umfasst Lastversuche, Alarmmeldungen und die Wiederherstellung nach einem Eingriff. Eine technisch funktionierende Einzelkomponente ersetzt dabei nicht den Nachweis, dass die vollständige Versorgungskette für den vorgesehenen Betrieb geeignet ist.
