Warum sollte ein Serverschrank gekühlt werden?

Netzwerkgeräte und insbesondere Server erzeugen sehr viel Wärme auf relativ engem Raum. Die modernen Server sind kleiner und haben schnellere CPUs als je zuvor. Da der größte Teil der Energie bei diesen Geräten als Wärme in die Luft gelangt, können diese Geräte eine große Belastung für die Kühlkapazität eines Rechenzentrums darstellen. Die in einem mittelgroßen Rechenzentrum untergebrachten Komponenten können genug Wärme erzeugen, um im tiefsten Winter ein Haus zu heizen! Wenn Server und andere Netzwerkgeräte nicht kühl gehalten werden, neigen sie zu Ausfällen und einer verkürzten Lebensdauer. Durch Wärme verursachte Schäden zeigen sich nicht immer unmittelbar durch einen katastrophalen Zusammenbruch des gesamten Systems. Anzeichen für Wärmeschäden sind z. B. Crashes von Netzknoten und Hardware-Ausfälle, die im Laufe mehrerer Wochen oder Monate auftreten können und zu chronischen Stillstandszeiten führen.

Computerräume sind im Allgemeinen mit Spezialausrüstung wie leistungsfähigen Klimaanlagen und Kühlsystemen in Doppelböden ausgestattet, um die hohen Kühlanforderungen zu erfüllen. Dennoch muss auch sichergestellt werden, dass die einzelnen Schränke, die für Netzwerkgeräte verwendet werden, über eine geeignete Lüftung verfügen. Selbst wenn das Rechenzentrum kühl ist, kann eine Überhitzung in einem Schrank auftreten, wenn die Luftverteilung nicht optimal ist.

So kühlen Sie Ihren Serverschrank optimal

Die Temperatur im Inneren eines Schranks wird durch zahlreiche Variablen beeinflusst, z. B. durch Perforationen in Türen, die Größe des Schranks und die Art der Komponenten, die sich in dem Schrank befinden. Die direkteste Art der Kühlung von Netzwerkgeräten ist die Gewährleistung eines ausreichenden Luftstroms. Mit dem Ziel, dass jeder Server, jeder Router und jeder Switch die richtige Menge an kühlender Luft erhält. Egal, ob er sich oben oder unten in dem Schrank befindet. Um ein Gerät auf seinen idealen Temperaturbereich zu kühlen, wird ein bestimmtes Luftvolumen benötigt. Die Gerätehersteller bieten in diesem Zusammenhang nur sehr wenig Anhaltspunkte; es gibt jedoch einige einfache grundlegende Methoden, die Sie verwenden können, um die Lüftung in Ihren Schränken zu optimieren.

1 - Gewährleistung des Luftstroms durch die Schranktür

Die meisten Serverhersteller empfehlen Schranktüren mit einem offenen Bereich von mindestens 63% auf der Vorder- und Rückseite, um einen Luftstrom zu gewährleisten. Dies können Sie erreichen, indem Sie die Schranktüren entweder komplett entfernen oder indem Sie Schränke mit perforierten Türen kaufen. Da die meisten Server und anderen Netzwerkgeräte mit internen Lüftern ausgeführt sind, sind offene oder perforierte Türen möglicherweise die einzige Lüftung, die Sie benötigen. Vorausgesetzt, Ihr Rechenzentrum verfügt über eine ausreichend starke Klimaanlage, um die Wärmelast abzuleiten. Eventuell ist auch die Auswahl von Schränken mit Seitenwänden eine gute Lösung. Damit verhindern Sie, dass sich die Luft in dem einen Schrank mit der heißen Luft aus dem benachbarten Schrank vermischt.

2 - Festlegen, welche Art von Konvektionskühlung benötigt wird

a) Natürliche Konvektionskühlung

Der Wärmestrom von einer wärmeren Umgebung zu einer kühleren Umgebung erfolgt auf natürliche Art, wenn die Umgebungstemperatur rundum einen IT-Schrank niedriger als die Innentemperatur ist. Die Wärme aus dem Gehäuse wird auf natürliche Weise durch die Wände abgegeben und die Innentemperatur sinkt entsprechend. Dies ist bei weitem die einfachste Methode, aber leider auch die am wenigsten effektive, da die Temperaturdifferenz zwischen den meisten Gehäusen und ihrer direkten Umgebung nicht groß genug ist, um die Komponenten im Gehäuse ausreichend zu kühlen.

b) Erzwungene Konvektionskühlung

Die Wärmemenge, die von einer wärmeren Zone an eine kühlere Zone abgegeben wird, kann mithilfe eines Lüfters oder Gebläses erhöht werden, der/das den Wärmedurchgangswiderstand an der Grenze zwischen den beiden Zonen verringert. Bei einem IT-Gehäuse können Lüfter eine erschwingliche erzwungene Konvektionskühlung ermöglichen, durch die die Innentemperatur reduziert wird. Aber was geschieht, wenn die Außenluft Verunreinigungen wie Staub und Schmutz oder Öl enthält? Der Lüfter sorgt dann zwar für die benötigte Kühlung, gleichzeitig werden diese Verunreinigungen jedoch auf den elektrischen Komponenten abgelagert. Wenn Luftverschmutzung ein Problem darstellen kann, ist die Verwendung eines Luft/Luft-Wärmetauschers mit einem geschlossenen Regelkreis die beste Lösung. Allerdings wird auch hierbei (genau wie bei der natürlichen Konvektionskühlung) die von den Komponenten im Inneren des Gehäuses abgeleitete Wärmemenge durch die Temperatur der Umgebungsluft begrenzt.

c) Aktive Konvektionskühlung

Wenn mit natürlicher oder erzwungener Konvektion keine ausreichende Wärmeableitung realisiert werden kann und damit die Komponenten im Gehäuse nicht angemessen gekühlt werden können, ist möglicherweise eine Klimaanlage erforderlich. Eine Klimaanlage arbeitet mit einem geschlossenen Regelkreis und dieses System wird benötigt, wenn die Komponenten im Gehäuse vor Umgebungsfaktoren wie Schmutz, Staub oder Flüssigkeiten geschützt werden müssen. Mit klimatisierten Schränken wie den ClimateCab™-Klimaschränken von Black Box können Sie darüber hinaus sogar Energie sparen, weil Sie dann nur den Schrank zu kühlen brauchen und nicht den gesamten Raum oder das gesamte IT-Zentrum.

Das Berechnen der Kühlleistung ist ein wichtiger Schritt bei der Auswahl einer richtig bemessenen Klimaanlage. Kühlleistungen für Gehäuse-Klimaanlagen sind in einem Bereich zwischen 300 und 6000 Watt kummulierten Stromverbrauch der Geräte (1.000 BTU/Stunde und 20.000 BTU/Stunde) erhältlich; die Auswahl der richtigen Klimaanlage erfolgt auf Basis der internen Wärmelast und der Wärmeübertragung. Eine präzise Berechnung ist daher ein kritischer Schritt bei der Auswahl der richtigen Anlage für Ihre Anwendung.

Lesen Sie mehr über die Kühlleistung der ClimateCab™-Schränke von Black Box.

3 - Positionierung von Geräten und Server-Lüftern

Bringen Sie nicht zu viele Server in dem Schrank unter; das Füllen von 75% bis 80% der Kapazität ist in etwa richtig. Lassen Sie mindestens 1HE zwischen den Serverreihen frei, um die Lüftung von vorne nach hinten zu gewährleisten. Lassen Sie mindestens 4 cm Abstand zwischen den Geräten und der Vorder- und Rückseite des Schranks frei. Und schließlich müssen Sie sicherstellen, dass der gesamte ungenutzte Platz im Schrank mit Blindblenden verschlossen wird, um ein Vermischen von warmer und kalter Luft zu verhindern.

Sie können die Lüftung noch weiter verbessern, indem Sie Lüfter einbauen, die die Luft aktiv durch die Schränke zirkulieren lassen. Die gängigsten Lüfter für Schränke sind oben auf dem Schrank montierte Lüfterplatten, die die Luft von unten aus dem Schrank ansaugen oder durch die Türen hinausblasen. Für die gezielte Kühlung einer speziellen Stelle können Sie einen Lüfter oder eine Lüfterplatte verwenden, der/die im Inneren des Schranks montiert wird.

4 - Überwachung der Temperatur

Um sicherzustellen, dass Ihre Komponenten innerhalb des zulässigen Temperaturbereichs arbeiten, ist es wichtig, die Bedingungen in Ihren Schränke zu überwachen. Die direkteste Methode zur Überwachung der Schranktemperatur besteht darin, ein Thermometer in Ihrem Schrank anzubringen und dieses regelmäßig abzulesen. Diese einfache und kostengünstige Methode kann bei kleinen Anlagen gut funktionieren, es wird jedoch kein Alarm ausgelöst, wenn die Temperatur zu hoch ansteigt, und die Kontrolle muss manuell erfolgen. Eine andere einfache und kostengünstige Lösung für einen Schrank ist ein Thermostat, der automatisch einen Lüfter aktiviert, wenn die Temperatur im Schrank einen voreingestellten Grenzwert überschreitet.

Viele Netzwerkgeräte werden mit integrierten SNMP-Sensoren oder über IP-zugänglichen Sensoren geliefert, die die Innentemperatur der Komponenten angeben. Dies ist die zu bevorzugende Methode zur Temperaturüberwachung, da sich diese Sensoren in den Komponenten befinden, d. h., dort, wo die Temperatur wirklich zählt. Außerdem können Sie die Temperatur auf diese Weise von Ihrem Desktop aus überwachen; die Sensoren senden Ihnen eine Warnung, wenn ein Problem auftritt. Es gibt auch Temperatursensoren für Schränke, die Ihnen über das Netzwerk eine Warnung senden können. Obwohl diese Sensoren nur die Schranktemperatur überwachen und nicht die Temperatur im Inneren der einzelnen Geräte, können diese Sensoren eine wertvolle Ergänzung bei der Planung und Umsetzung Ihrer Kühlung sein, insbesondere bei älteren Geräten, die nicht über integrierte Sensoren verfügen. Schauen Sie sich das AlertWerks-System zur Umgebungsüberwachung von Black Box an. Dort finden Sie weitere Informationen zu Sensoren für die Schranküberwachung.

Kühllösungen für Serverschränke

Es muss nicht kompliziert sein, Ihre Daten- und Serverschränke kühl zu halten. Denken Sie ganz einfach immer daran, die Schränke nicht zu voll zu machen, stellen Sie eine ausreichende Lüftung sicher und überwachen Sie die Bedingungen in Ihren Schränken kontinuierlich. Durch die Verwendung der Lösungen von Black Box für die Kühlung von Serverschränken schützen Sie Ihre kritischen IT-Geräte mit den hochwertigsten verfügbaren Kühllösungen. Black Box bietet unter anderem die folgenden Lösungen an:

* Klimatisierte Serverschränke:

Der ClimateCab™ IP52 / NEMA-12 Schrank ist die richtige Lösung, wenn Sie Server oder IT-Geräte außerhalb des Rechenzentrums unterbringen müssen, insbesondere in rauen Umgebungen, in denen keine Kühlinfrastruktur vorhanden ist. Die digital gesteuerte Klimaanlageneinheit (mit einer Größe zwischen 2.950 und 8.530 BTU bzw. 800 bis 2500 Watt) sorgt dafür, dass die Geräte kühl bleiben, und das selbst bei Temperaturen bis zu 55°C. Außerdem kann sie dank des geschlossenen Kühlkreises Hitzestaus beseitigen. Abgedichtete Kabeleinführungen verhindern den Luftaustausch mit warmer Umgebungsluft. Installieren Sie einfach Ihre Geräte, schließen Sie die Klimaanlageneinheit an und schon verfügen Sie über ein vollständiges, eigenständiges und unabhängiges Mikro-Rechenzentrum. Es sind keine Installationsarbeiten notwendig, da die Kondensation von einem internen Verdampfer beseitigt wird.

* Serverrack-Lüfter:

Mithilfe der Lüftereinsätze von Black Box realisieren Sie einen maximalen Luftstrom rund um Ihre rackmontierten Geräte. Diese Lüfter saugen Luft durch den Schrank nach oben an. Sie haben die Wahl zwischen im Dach montierten Lüftereinsätzen und rackmontierten Lüftereinsätzen, die an den 19"-Schienen des Schranks befestigt werden.