11. Januar 2012 Autor: Rolf Grupp (Bearbeiter)

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cci Forum: Intel sagt: 38 °C im Rechenzentrum sind kein Problem

"100 °Fahrenheit (fast 38 °C) stellen für den sicheren Betrieb eines Rechenzentrums kein Problem dar, ohne dass dadurch die Betriebssicherheit der Server gefährdet wird", verkündete der Mikrochip-Hersteller Intel Ende 2011 und empfahl den Betreibern, zur Verringerung der Kosten zur Kühlung in ihren Rechenzentren deutlich höhere Temperaturen zuzulassen (Originalbeitrag im San Francisco Chronicle: www.sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?f=/c/a/2011/12/13/BUEN1MBI9N.DTL&type=business).

Dazu folgende Fragen:
- Wie sehen Sie als Planer oder Betreiber eines Rechenzentrums die Intel-Empfehlung, die Temperatur auf über 30 °C steigen zu lassen?
- Kennen Sie Beispiele aus ihrem Wirkungskreis, bei denen eine solche Temperaturanhebung durchgeführt wurde (inklusive Ergebnisse und Folgen)?

Antworten der Leser

1.
Mit großem Interesse habe ich Ihren Artikel zu der Aussage von Intel gelesen, dass Temperaturen über 30 °C im Rechenzentrum heute kein Problem mehr seien. Uns überrascht die Aussage von Intel nicht, denn sie bestätigt lediglich unsere langjährige Erfahrung. Wir betreiben unseren Serverraum bereits seit 2005 mit Temperaturen von 30 bis 34 °C - und das ohne einen einzigen Ausfall! Darüber hinaus kühlen wir den Raum fast ganzjährig mit direkter freier Kühlung und setzen Kompressionskälte nur noch an heißen Sommertagen ein. Daraus resultiert ein sehr guter PUE von 1,28 (Power Usage Effectiveness = Gesamtenergieaufnahme im Rechenzentrum : Energieaufnahme der IT-Komponenten). Ferner nutzen wir die Abwärme des Raums zum Heizen unseres Büros.
Wir, die erecon AG, sind ein Green-IT Beratungsunternehmen, das sich auf die Steigerung der Energieeffizienz in Serverräumen und Rechenzentren spezialisiert hat. Die Anhebung der Raumtemperatur gehört hierbei stets zu den besonders von uns hervorgehobenen und propagierten Maßnahmen, da sie ein erhebliches Energieeinsparungspotenzial besitzt und in der Regel keine oder geringe Investitionskosten erfordert.
Bei einer kontrollierten(!) Temperaturanhebung in Rechenzentren sind allerdings vor allem Hotspots zu beachten. Durch eine ineffiziente Luftführung und die Vermischung von kalter Zu- und warmer Abluft kommt es zu häufig zu diesen Wärmenestern, bei denen gefährliche Temperaturen über 50 °C auftreten können, die nur durch die niedrige Temperatur im gesamten Raum "im Griff gehalten" werden können. Daher ist vor der kontrollierten Temperaturanhebung im Rechenzentren zunächst für eine optimale Luftführung zu sorgen (Kaltgang- / Warmgangeinhausung, Blindblenden für ungenutzten Rackspace, Optimierung der Verkabelung auf der Rackrückseite usw.), um die Bildung von Hotspots zu vermeiden.
Mit unserer Forderung nach höheren Raumtemperaturen stoßen wir bei IT-Leitern allerdings noch häufig auf große Widerstände. Daher hilft uns ein Beitrag wie der in cci Branchenticker zusätzlich bei unserer "Überzeugungsarbeit"!

Martin Weber, erecon AG, Bremen, 11.01.2012


2.
Wir beobachten regelmäßig, dass der Kundenwunsch für das Serverraumklima meistens die kälteste mögliche Temperatur ist. Die EDV-Verantwortlichen zeigen sich bei diesem Thema oft beratungsresistent. Die eiskalte Umgebung verschafft dem Administrator ein trügerisches Gefühl, bei einem Ausfall der EDV-Kühlung eine gewisse Reserve zu haben. Ein gelegentlich aufgeschnapptes Zitat ist: "Ein IT-Manager wird wegen eines zu kalten Serverraums nicht gefeuert, wegen eines zu warmen schon eher." Eine weitere immer wieder verwendete Weisheit ist: "Jedes Grad zu warm halbiert die Lebensdauer der IT (vor allem der Festplatten)." Das mag sein, wobei der Auslegungspunkt, welches denn nun die richtige Temperatur ist, der eigentliche Kasus Knaxus ist.
Jeder handelsübliche Server in einem normalen Büro arbeitet auch bei wärmeren Temperaturen problemlos. Hier stellt sich ebenso die Frage, wo gemessen wird. Bei konsequenter Trennung von Warm- und Kaltgang in einem Rechenzentrum darf ein Warmgang ohne weiteres 40 °C erreichen, da er je nach Betrachtungsweise eigentlich gar nicht mehr Bestandteil des Serverraums ist. Wichtig ist, dass keine weiteren Komponenten, wie zum Beispiel USVs, Batterien, Netzverteilungen oder Switches achtlos im Warmgang aufgestellt werden. Die Erkenntnisse für die Kühlung von großen Rechenzentren lassen sich unserer Erfahrung nach auch auf kleine Serverräume anwenden, die mit Splitklimageräten gekühlt werden. Je konsequenter man die kalte Zuluft als Schleier vor die Ansaugseite der IT-Komponenten bringt, um so wärmer darf die am Klimagerät eingestellte "Raumtemperatur" werden und umso geringer wird der Energiebedarf. Sogar eine Freikühlung (per Außenluft) kann dann integriert werden.

Arne Bast, Kälte-Bast GmbH, Hamburg, 11.01.2012


3.
Als Anbieter von EDV-Klimasystemen mit „Freier Kühlung“ begrüßen wir die Empfehlung von Intel, die Rechnerraumtemperatur zur Energieeinsparung anzuheben. Die Energieeffizienz unserer Freikühlsysteme steigt bei jedem °C höherer Rechnerraumtemperatur überproportional. Allerdings werden die allermeisten Rechnerräume auf eine Temperatur von 27 °C (seltener 30 °C) oder kühler klimatisiert. Langzeiterfahrungen dürften daher sehr selten sein. Ich befürchte, dass die Lebensdauer von Elektronikbauteilen, beispielsweise Elektrolytkondensatoren, spürbar sinken wird, Austrocknung droht. Hier ist die Elektronikindustrie gefordert, entsprechende Garantien zu geben oder Produkte zu verbessern. Ich gebe bei zu hoher Raumtemperatur auch zu bedenken, dass in vielen Rechnerräumen unterschiedlichste Elektronikbauteile eingesetzt sind. Hier eine umfassende Freigabe aller Hersteller zu bekommen, halte ich in der Praxis für schwierig. Dennoch, der Weg zu höheren Rechnerraumtemperaturen ist grundsätzlich zukunftsweisend und richtig! Aber eine Reduzierung der Betriebszuverlässigkeit oder Lebensdauer der Bauteile wird kein Betreiber akzeptieren.

Dirk Zobel, Thermo-Tec Klimageräte GmbH, Rochlitz, 12.01.2012


4.
Alle Kommentare liegen im Prinzip richtig. Auch ich höre immer wieder die Betreiber: "Bitte keine so hohen Raumtemperaturen; die Langzeiterfahrungen dazu fehlen". Es ist völlig klar, dass eine Direkte Freie Kühlung die größten Einsparungen gegenüber einem reinen Umluftkühlsystem bringt und eine indirekte freie Kühlung umso mehr Energie und Kosten spart, desto höhere Raumtemperaturen man zulässt. Die direkte freie Kühlung wurde in den 80-er Jahren von der Arbeitsgruppe DIVHst der damaligen Deutschen Bundespost Telekom (s. dazu auch mein Fachbuch "Innovationen für Raumkühlung") für die digitalen Vermittlungsstellen schon bewiesen. Die dort 10.000-fach eingesetzten sog. DIV-Geräte (auch Telekomgeräte genannt) haben sich bewährt.
Wenn aber ein Betreiber gewisse untere und obere Feuchtigkeitsgrenzen einhalten will (muss), ist die direkte freie Kühlung problematisch. Die dabei dann notwendige Be- und Entfeuchtung sind betriebskostenintensiv. Wenn man beispielsweise bei einer max. Raumtemperatur von 38oC nur mind. 10% r.H. einhalten muss, dann fallen bei der zugeordneten absoluten Feuchte von X = 3g/kg beispielsweise in München rd. 1.120 Befeuchtungsstunden an. Bei noch häufig gewünschter Ablufttemperatur von max. = 30 Grad und 18% r.H. und demzufolge X ? 4g/kg und sind es schon 2.224 h/a!
Energie sparender ist da das von Fa. Huber & Ranner und mir auf der Basis der Telekomgeräte gemeinsam entwickelte neuartige Klimagerät mit doppelter Freier Kühlung und Teilstromtechnik (Markenname: IT-Case), das in einem Rechenzentrum in München - ohne dort möglichem Kaltgang - erstmals getestet wurde. Hier wurde die untere Grenze bei 4g/kg und die obere bei 12g/kg festgelegt. Die Geräte werden bei einer dort weiterhin gewünschten max. Raumtemperatur von 22 Grad betrieben und sparen extrem an Betriebskosten und CO2-Emissionen. Hier wird bei verwendbarer "trockener" Außenluft eine indirekte freie Kühlung durchgeführt und bei ausreichend feuchter Außenluft die direkte Freie Kühlung. Letzteres kommt in gemäßigten Breitengraden wesentlich häufiger vor. So muss fast nie und wenn, nur ganz wenig befeuchtet werden. Der Entfeuchtungsbetrieb wurde auch anders gelöst als bisher üblich. Nur an ganz wenigen Stunden im Jahr oder bei einem Extrabedarf findet eine übliche Umluftkühlung statt. Alle kältetechnischen Einrichtungen und die für die Freien Kühlarten befinden sich im Klimagerät. Es sind keine Außengeräte erforderlich (Sicherheitsaspekt).
Damit sind andernorts Raumtemperaturen im Kaltgang von 22 Grad oder weniger möglich und es lässt sich trotzdem eine Einsparung von 80 bis 95% gegenüber einem reinen Umluftkühlsystem erzielen, je nach Vergleichsbasis. Bitte lesen Sie dazu die Artikel in der CCI-Zeitung 4/11 und 11/11.
Für Beratungsleistungen stehen mein Partnerbüro "Bauer, Schlosser, Wiesner aus Rosenheim", die Fa. Huber & Ranner und ich gerne zur Verfügung
Jürgen Loose, Energie.Consulting.Loose (ECL) Weilheim, Adressen über CCI erhältlich

Jürgen Loose 16.01.2012


5.
Bei den von mir geplanten Rechenzentren habe ich im Rahmen der Inbetriebnahmen immer Belastungstests durchführen lassen. Das sah dann so aus, dass, auf der IT-Fläche sogenannte Load Banks (Elektrolufterhitzer) aufgestellt wurden, die durch die USV mit Strom versorgt wurden. Dabei konnte dann die Leistung der USV, der Batterie, des Notstromdiesels und der Klimaanlage getestet werden.
Im Rahmen dieser Belastungstest habe ich regelmäßig mit Hilfe eines Computermesssystems die Raumtemperaturen im Abstand von 10 Sekunden erfasst und den Ausfall der Kühlung simuliert. In einem Rz mit HPC-Racks habe ich einen Temperaturanstieg von 3 K pro Minute gemessen.
Interessant ist in diesem Zusammenhang natürlich bei welcher Temperatur die Server abschalten (Shut Down Temperatur). Ich habe da Werte von 40 bis 40 °C im Hinterkopf. Bei einem Ausfall der Klimaanlage, z. B. durch einen Fehlalarm der Brandmeldeanlage, haben die Betreiber dann etwa 5 bis 8 Minuten Zeit, den Fehler zu beheben und die Anlage wieder in Betrieb zu nehmen. Vor diesem Hintergrund kann ich den Wunsch der Betreiber nach möglichst niedrigen Raumtemperaturen gut verstehen.
In dem konkreten Fall haben wir uns dann entschlossen, die Klimaanlagen auch bei einem Alarm der BMA und selbst nach Flutung des Rechnerraumes mit Löschgas weiter zu betreiben um den Shut Down der Server zu vermeiden.

Martin Glane, pbr Planungsbüro Rohling AG, 27.07.2012

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Artikelnummer: cci38844
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