Die Nachfrage wird durch die rasante Digitalisierung von Produkten und Dienstleistungen in Unternehmen, hybride Arbeitsmodelle, den Ausbau von 5G und vernetzte Prozesse, die durch das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht werden, angetrieben. In einer aktuellen Umfrage gaben 95 % der Rechenzentrumsexperten an, dass die Nachfrage im Jahr 2022 das rasante Wachstum von 2021 noch übertreffen wird.
Die Herausforderungen bei der Planung und Entwicklung von Rechenzentren nehmen jedoch zu. Laut einer aktuellen Umfrage leiden 87 % der Befragten unter weit verbreiteten Materialengpässen aufgrund von Lieferkettenproblemen. Zudem haben 89 % der Rechenzentrumsfachleute Schwierigkeiten, ausreichend qualifizierte Arbeitskräfte zu finden. Dieser Mangel treibt die Baukosten in die Höhe und verlängert die Bauzeiten. Infolgedessen wird es zunehmend schwieriger, die Kundennachfrage nach neuen Rechenzentrumskapazitäten innerhalb von nur 12 Monaten anstatt der bisherigen üblichen 18 Monate zu decken.
Darüber hinaus erhöhen Rechenzentren ihre Leistungsdichte und bündeln mehr Rechenleistung auf kleinerem Raum, um Big-Data-Analysen und andere digitale Workloads zu unterstützen. Dies stellt neue Anforderungen an Kühlsysteme, die den kontinuierlichen Betrieb dieser kritischen Systeme gewährleisten müssen.
Die gute Nachricht: Dank Innovationen bei Kühlsystemen stehen Betreibern und ihren Teams neue Möglichkeiten beim Bau von Rechenzentren offen. Seit Jahrzehnten setzen Rechenzentrumsbetreiber verstärkt auf Doppelbodenkühlung, um effizientere Kühltechnologien zu ermöglichen. Bei Doppelboden-Luftstromsystemen strömt die Luft durch Bodengitter nach oben und kühlt so die direkt darüber befindlichen Geräte. Dies bietet Betreibern außergewöhnliche Flexibilität bei der Gestaltung leerer Flächen im Rechenzentrum sowie bei der Installation und dem Betrieb der Geräte.
Im Laufe des letzten Jahrzehnts konnten Colocation- und Hyperscale-Dienstleister jedoch dank des Einsatzes verschiedener Kaltwasserkühlungslösungen die Realität der Implementierung von Rechenzentren ohne Doppelböden erleben.
Die Vereinfachung des Designs von Rechenzentren ohne Doppelböden ermöglicht es Betreibern, neue Rechenzentrumsräume schneller und kostengünstiger zu errichten. Sie sparen Kosten für Fachkräfte und Material, die für die Planung und Installation von Doppelböden benötigt werden, und vermeiden die komplexe technische Unterstützung, die erforderlich ist.
Dadurch können Rechenzentrumsbetreiber und -investoren ihre Kostenstruktur reduzieren und die Markteinführungszeit verkürzen. Darüber hinaus können Rechenzentrumsteams auf Doppelböden verzichten und neue Kühlkonzepte entwickeln und einsetzen. Einige dieser Lösungen ermöglichen es Rechenzentrumsteams, die Kühlleistung innerhalb derselben Grundfläche zu erhöhen.
Der Bau von Rechenzentren mit Doppelböden bringt jedoch neue Herausforderungen an die Kühlung mit sich, die Teams vor Beginn neuer Projekte berücksichtigen müssen. Daher erfordert die Entscheidung für oder gegen den Bau eines Rechenzentrums mit oder ohne Doppelböden eine sorgfältige Abwägung sowohl der geschäftlichen als auch der technischen Ziele.
Vertiv prognostiziert, dass Rechenzentrumsbetreiber bei großen Rechenzentren mit einer Leistung von 2 MW bis 5 MW zunehmend auf Doppelböden verzichten werden. Kleinere Installationen unter 2 MW werden nur teilweise auf Lösungen ohne Doppelboden umgestellt.

Wie man Kühlungsprobleme in Rechenzentren ohne Doppelboden löst:
Die Herausforderungen der Kühlung von Rechenzentren ohne Doppelboden werden analysiert. Dabei werden die Schwierigkeiten bei der Planung von HLK-Systemen für Einrichtungen ohne Doppelboden, einschließlich der Luftstromsteuerung, untersucht. Wie alle Experten für Rechenzentrumskühlung und ihre Partner wissen, ist die Luftverteilung schwieriger zu steuern, wenn die Luft frei durch die Racks strömt, anstatt über einen Doppelboden verteilt zu werden.
Die Luftverteilung in Einrichtungen ohne Doppelboden birgt zwei Hauptrisiken: Hochgeschwindigkeitsluft, die die ersten Serverreihen erreicht, erzeugt einen Unterdruck, während der Luftstrom mit zunehmender Entfernung abnimmt und somit weiter entfernte Server schlechter erreicht werden. Beide Szenarien beeinträchtigen die Kühlleistung der Systeme und erhöhen das Risiko von Überhitzung oder Ausfall.

Das Dokument schlägt vor, dass Rechenzentrumsteams die Delta-T-Methode (zur Messung der Temperaturunterschiede zwischen warmen und kalten Gängen) zur Steuerung der Lüfterdrehzahlen und damit zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigeren Luftverteilung einsetzen. In diesem Dokument gehen wir einen Schritt weiter und analysieren neue Kühlsystemoptionen für Rechenzentren ohne Doppelboden. Rechenzentrumsbetreiber, die die passende Kühllösung auswählen, können damit einen gleichmäßigen Luftdruck auf die Racks ausüben, Geräte schützen und temperaturbedingte Ausfälle verhindern. Dieses Dokument konzentriert sich auf die Vorteile von Kaltwasserkühlungslösungen, die sowohl in Rechenzentren ohne Doppelboden als auch zur Nachrüstung bestehender Räumlichkeiten eingesetzt werden können.

Warum ist ein neuer Designansatz für die Anpassung von Kaltwasser-Kühlgeräten erforderlich?
Werden herkömmliche Kaltwasser-Perimetergeräte in Rechenzentren ohne Doppelboden eingesetzt, erhöht sich das Risiko von Luftströmungen mit hoher Geschwindigkeit. Dies führt zu turbulenter Luftverteilung und kann Server beschädigen. Daher ist ein neuer Ansatz notwendig. Für die Kühlung von Geräten in Rechenzentren ohne Doppelboden gibt es jedoch keine Universallösung.
Aus diesem Grund bietet Vertiv verschiedene Kühllösungen an, um seinen Kunden unterschiedliche Optionen und Flexibilität bei der Bewältigung der Herausforderungen von Installationen ohne Doppelboden zu bieten und ihre spezifischen Geschäftsanforderungen zu erfüllen.
Zu diesen neuen Lösungen gehören:
Perimetergeräte: Vertiv hat seine Standard-Liebert®-Perimeterkühllösungen für die Anforderungen von Anwendungen ohne Doppelboden überarbeitet. Die Ventilatoren sind oben auf dem Gerät installiert. Die Geräte saugen Luft aus dem Verdampferbereich an und nutzen so die größere Oberfläche und die reduzierte Luftgeschwindigkeit für eine bessere Luftverteilung. Das Produkt bietet eine ähnliche Luftmenge und Kühlleistung wie ein Standard-Serverraum-Lüftungsgerät (SRAH).
Rechenzentrumsbetreiber können eine bewährte Technologie mit minimalen Designanpassungen implementieren. Diese Geräte sind mit Luftauslass nach hinten oder vorne erhältlich. Dadurch lassen sie sich flexibel im Servicegang oder direkt im Rechenzentrum installieren.
Wie bei anderen Perimetergeräten kann die abgeführte Warmluft über Kanäle geleitet werden. So lässt sich das Luftvolumen des Rechenzentrums physisch vom Servicegang trennen.
Dies ist aus konstruktiver und betrieblicher Sicht ein wesentlicher Vorteil, da der Servicegang aufgrund der fehlenden Druckbelastung keine spezielle Konstruktion erfordert. Zudem profitieren die Mitarbeiter von einem angenehmeren Arbeitsumfeld, da die Temperatur im Servicegang niedriger ist als im Warmgang.

Thermische Wandgeräte in Servicegängen:
Vertiv bietet auch eine Standardlösung mit thermischen Wandgeräten der Marke Liebert an, basierend auf dem Konzept der Lüftungsanlage (AHU). Diese Geräte blasen Luft horizontal direkt in den Serverraum. Thermische
Wandlösungen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Sie eignen sich zur Kühlung von Rechenzentren mit hoher Dichte an IT-Geräten durch die Bewegung großer Luftmengen mit niedriger Geschwindigkeit. Der Einsatz dieser
Produkte erfordert jedoch eine Umgestaltung der Rechenzentren, um mehr Platz im Servicegang zu schaffen.
Zu den Vorteilen thermischer Wandgeräte zählen die hohe Kühlleistung und der extrem effiziente Betrieb. Die Verbesserung dieser beiden Faktoren ermöglicht es Rechenzentrumsbetreibern, die Energieeffizienz (PUE) ihrer Rechenzentren zu optimieren.

Kundenspezifische Wärmewandgeräte: Vertiv fertigt auch maßgeschneiderte Liebert-Kühlgeräte, die optimal auf die individuellen Bedürfnisse der Kunden abgestimmt sind.
Das Unternehmen hat mehrere innovative Lüftungsgeräte (AHUs) als kundenspezifische Lösungen entwickelt, die sich nahtlos in Kundengebäude integrieren lassen.
Rechenzentrumsteams, die diese Lösungen implementieren, optimieren die Raumausnutzung und gewinnen mehr Flexibilität im Geschäftsbetrieb. Sie können zudem die erhöhte Kühlkapazität für Server mit hoher Dichte nutzen oder zukünftiges IT-Equipment-Wachstum einplanen.
Da Kundengebäude unzählige Layouts und Gerätekonfigurationen aufweisen, bietet Vertiv Designkompetenz und Beratung, um die optimale Lösung für die spezifischen Anforderungen an die technischen Räume im Rechenzentrum zu entwickeln.

Wie Sie die richtige Kaltwasserlösung für Ihre Anwendung auswählen.
Für Anwendungen ohne Doppelboden stehen verschiedene Kühltechnologien zur Verfügung. Daher kann es schwierig sein, die optimale Kaltwasserlösung für spezifische Rechenzentrumsanwendungen zu finden. Rechenzentrums- und Gebäudemanagement-Teams sollten die folgenden Schritte befolgen, um das richtige Produkt auszuwählen. Der anfängliche Planungsaufwand für
Anwendungen ohne Doppelboden sollte nicht unterschätzt werden. Teams können das richtige Produkt auswählen, wenn sie die wichtigsten Variablen berücksichtigt und die entsprechenden Daten zur Hand haben.
Sie sollten:
Die Wärmedichte der Server und den Luftstrombedarf ermitteln: Teams sollten die gesamte Kühlleistung für die IT-Geräte sowie den erforderlichen Luftstrom berechnen.
Die Anzahl der Einheiten basierend auf der Systemredundanz festlegen: Teams sollten den gewünschten Grad an Kühlredundanz berücksichtigen und anschließend die Anzahl der im IT-Raum zu platzierenden Einheiten bestimmen.
Die Spezifikationen des IT-Raumlayouts bewerten: Teams müssen den Standort der Kühleinheit im Raum festlegen, die Serverreihenplatzierung bewerten und die Abmessungen und Höhe des IT-Raums, den Platz im Servicegang und die Lage des Rückluftkanals berücksichtigen.
Überprüfung der Luftstromverteilung unter verschiedenen Szenarien: Mithilfe von CFD-Analysen (Computational Fluid Dynamics) können Teams die Luftstrom- und Temperaturverteilung für verschiedene Lastszenarien überprüfen. Gleichzeitig müssen sie die Auswirkungen von Ausfällen der Kühlanlage auf ihre Netze und andere Geräte ermitteln.
die Vor- und Nachteile jedes Geräts sorgfältig abwägen
endgültigen Entscheidung

Fazit:
Angesichts des rasanten Wachstums des Datenmarktes suchen Investoren, Betreiber und Teams von Rechenzentren nach Möglichkeiten, die Bereitstellung zu beschleunigen und Kosten zu senken. Um die Planung von Rechenzentren zu vereinfachen, erwägen sie den Einsatz von Rechenzentren mit offenem Boden, die keine spezielle Planung oder Materialien für den Bodenbau erfordern. Der Einsatz solcher Lösungen zwingt die Teams jedoch zu einem neuen Kühlkonzept, das Expertise und Aufwand im Bereich der Rechenzentrumskühlung erfordert.
Vertiv hat die Liebert Indoor-Kaltwasser-Kühlsysteme für Rechenzentren entwickelt, die Kunden bei der Planung einer kontinuierlichen Kühlung für geschäftskritische Workloads unterstützen. Wir bieten Design-Expertise, globale Fertigungskapazitäten und eine Reihe von Lösungen, die den Anforderungen von Rechenzentrumsteams an die Kühltechnologie gerecht werden.
Wir bieten standardisierte Rechenzentrumskühllösungen, die Teams schnell evaluieren und standort- und regionsübergreifend implementieren können, um herausragende Leistung und operative Kosteneffizienz zu erzielen. Darüber hinaus bieten wir kundenspezifische Kühllösungen für Kunden, die mehr Flexibilität und Kapazität benötigen.