Überblick über die Kühlmittelverteilereinheiten (CDUs) in Rechenzentren
Die Herausforderungen bei der IT-Kühlung nehmen weiter zu, da neue serverbeschleunigte Rechentechnologien, maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz und Hochleistungscomputer höhere Wärmedichten in der Rechenzentrumsumgebung bewirken. Die Flüssigkeitskühlung entwickelt sich schnell als Technologie für die effiziente Handhabung von energiedichten Hotspots. Wie die folgende Tabelle zeigt, ist die Luft beim Kühlen der Last nicht so effektiv wie die Flüssigkeit, wenn die Rackdichte im Rechenzentrum steigt.
Wie sich die Kühltechnologie mit zunehmender Rackdichte im Rechenzentrum weiterentwickelt.
Verwendung von Flüssigkeit zur Ergänzung bestehender Kühlsysteme
Damit Hochleistungs-CPUs und -GPUs innerhalb der Spezifikation arbeiten, die als Aufrechterhaltung der Gehäusetemperatur bekannt ist, bietet die Kühlmittelverteilungseinheit (CDU) ein breiteres Spektrum an Kühlkapazitäten, höhere Effizienzen und eine flexiblere Lösung als herkömmliche Luftkühlungsoptionen.
Eine CDU wurde entwickelt, um hohe Wärmebelastungen für beschleunigte Rechen- und Rechenzentrumsumgebungen mit hoher Dichte zu verwalten und bietet kritische Kühlkapazität und Wärmeabfuhrfunktionen. Die CDU bietet kontrolliertes, kontaminantenfreies Kühlmittel für Wärmetauscher, Direct-to-Chip- und Tauchkühlgeräte.
Was ist eine Kühlmittelverteilereinheit?
CDUs sind ein integraler Bestandteil von Flüssigkeitskühlsystemen, die entwickelt wurden, um die Gesamtsystemeffizienz zu erhöhen und die Gesamtbetriebskosten für Anwendungen mit hoher Dichte im Rechenzentrum zu senken.
Das CDU zirkuliert und pumpt Kühlmittel in einem geschlossenen System innerhalb des Racks und Servergehäuses und verwendet Wasser (in vollflüssigen Kühlsystemen) und die Luft außerhalb des Racks, um die Server zu kühlen.
Flüssigkeit ist effektiver bei der Wärmeübertragung
Da Flüssigkeit bei der Wärmeübertragung effizienter ist als Luft, können CDUs eingeführt werden, bei denen höhere Rackdichten die erzeugte Wärme über die Fähigkeit luftgekühlter Systeme hinaus erhöht haben. Das CDU-Netzwerk tauscht Wärme zwischen den bestehenden Kühlsystemen oder dem Flüssigkeitskreislauf (FWS) des Gebäudes und dem CDU-Kreislauf (TCS) aus, der näher an der IT-Ausrüstung liegt.
Vertiv™ XDU, Kühlmittelverteilereinheit mit Doppelboden
Wie funktionieren CDU-Einheiten?
Kühlmittelverteilungseinheiten bilden einen isolierten Sekundärkreislauf, der von der Kaltwasserversorgung getrennt ist, wodurch ein strenges Containment-Management und eine präzise Steuerung der Temperatur, des Drucks und der Durchflussrate des Flüssigkeitskühlsystems ermöglicht werden.
Das CDU hält die Sekundärkreislauf-Versorgungstemperatur über dem Taupunkt des Rechenzentrums, verhindert Kondensation und sorgt für eine 100 % sinnvolle Kühlung.
Unabhängig davon, ob es sich um eigenständige in Reihe befindliche CDUs oder integrierte in Reihe integrierte CDUs handelt, müssen die Flüssigkeits-Flüssigkeit-Kühlmittelverteilungseinheiten mit den vorhandenen FWS verbunden werden, die durch einen Wärmetauscher unterstützt werden, der die Wärmeübertragung aus einer CDU erleichtert.
Vertiv™ XDU, Doppelboden, Vorderansicht, Nahaufnahme
Vertiv™ XDU, Rückansicht
Bei einem Flüssig-Luft-System überträgt die CDU die Wärme an die Umgebungsversorgung unter Verwendung eines Wärmetauscherspulendesigns innerhalb der CDU.
CDUs sind mit Filtern, typischerweise 50 Mikrometer, ausgestattet, um die Wasserversorgung frei von Verunreinigungen und Ablagerungen zu halten und die Integrität und Leistung der Serverkühlplatte zu schützen. Die meisten Systeme verfügen über eine integrierte Leckerkennung, intelligente Durchflussüberwachungsgeräte und Alarmfunktionen, um die Systemleistung zu erhalten und die Ausrüstung von Rechenzentren zu schützen.
Die Vertiv™ Liebert® XDU 070 Kühlverteilereinheit dient als Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher für Kühlchips.
CDUs von Flüssigkeit zu Flüssigkeit
Flüssig-Flüssig-CDUs liefern die beste Kühlleistung. Sie erfordern jedoch die Installation von Rohren und Pumpen, um sie an das Wasser der Anlage anzuschließen.
Flüssig-Luft-CDUs
Obwohl die Kühlkapazität und -fähigkeit im Vergleich zu anderen Geräten begrenzt ist, erfordern die Produkte in dieser Kategorie keine Verbindung von Wasserleitungen mit der Gebäudeanlage zur Wärmeableitung. Flüssig-Luft-CDUs können effizienter installiert werden, benötigen weniger Platz und haben niedrigere Installations- und Anschaffungskosten als Flüssig-Flüssigkeit-CDUs. Sie ermöglichen eine lokalisierte Flüssigkeitskühlung für hochleistungsfähige IT-Geräte, nutzen jedoch die Technologien bestehender Kühlsysteme für Rechenzentren, um Wärme abzuführen.
Vorteile einer Kühlmittelverteilungseinheit
Effiziente Kühlung
CDUs sind kompakter und flexibler als herkömmliche Klimaanlagen. Aufgrund ihrer kleineren Größe und ihres geringeren Gewichts können sie auch näher am gekühlten Server positioniert werden, was weniger Energie erfordert, da sie kein Kühlmittel über einen ganzen Raum oder ein Gebäude verteilen müssen.
CDUs können im Vergleich zu herkömmlichen Klimaanlagen oder Kühlgeräten erhebliche Energieeinsparungen erzielen, indem sie den Stromverbrauch reduzieren und gleichzeitig die Systembetriebszeit und -zuverlässigkeit erhöhen – was langfristig zu niedrigeren Betriebskosten führt.
Präzise Temperaturregelung
CDUs können auch dazu beitragen, Rechenzentren vor potenziellen Schäden durch Überhitzung zu schützen. Dank spezieller Steuerungen können CDUs präzise Temperaturen von -20 °C (-4 ̊F) bis maximal +70 °C (158 ̊F) aufrechterhalten, was es Rechenzentrumsbetreibern erleichtert, ihre Anforderungen anzupassen. Dadurch wird ein Ausfall der Komponenten oder sogar eine Brandgefahr verhindert.
Redundanz
Redundante Pumpen und Leistungseingänge sorgen für einen kontinuierlichen Betrieb und gewährleisten, dass die genaue Temperatur, Durchflussrate und der Druck kontinuierlich aufrechterhalten werden, wodurch die Betriebszeit gewährleistet und die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Schlussbetrachtung
Kühlmittelverteilereinheiten (CDUs) sind in Rechenzentren mit Anwendungen mit hoher Dichte unerlässlich, die eine engmaschige kontrollierte Kühlmittelzufuhr und eine präzise Steuerung des Flüssigkeitskühlsystems bieten. Sie helfen bei der Verwaltung von Wärmelasten, reduzieren den Stromverbrauch und erhöhen die Effizienz und Zuverlässigkeit durch Redundanz. CDUs fördern auch die ökologische Nachhaltigkeit, indem sie die Kohlendioxidemissionen senken.
Die Vertiv™ Liebert® XDU Kühlmittelverteiler-Familie
