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Kühlung und Datacenter-Design
Das Dokument beschreibt die Dienstleistungen und Technologien von Vertiv, einem Unternehmen im Bereich Infrastrukturmanagement, das Lösungen für Rechenzentren, Kommunikationsnetze und industrielle Anwendungen anbietet. Es werden auch aktuelle Trends in der Rechenzentrumsbranche hervorgehoben, einschließlich der Entwicklung von Gen 4 Rechenzentren, der zunehmenden Bedeutung von Edge-Computing und der Implementierung von cloudbasierten Lösungen. Zudem werden verschiedene Kühltechnologien und deren Effizienz hinsichtlich des Wärme- und Energiemanagements diskutiert.
Kühlung und Datacenter-Design
- 1. KÜHLUNG UND DATACENTER-DESIGN Samir Delic Gais,6. Juni 2018 Country Manager Switzerland, Vertiv Infrastructure AG
- 2. 2 VERTIV IN ZAHLEN(STAND 2017) © 2018 Vertiv Co. Alle Rechte vorbehalten. 45% 28% 18% 5% 4% Präsenz US & Canada Asia Europe Latin America Middle East / Africa 61%21% 18% Märkte Data Centers Communications Commerical & Industrial 39% 28% 17% 16% Portfolio Power Mgmt Services Infrastructure Mgmt & Solutions Thermal Mgmt Globale Präsenz und etabliertes NetzwerkBreites Spektrum von Lösungen für das Energie-, Wärme- und Infrastrukturmanagement Unterstützung geschäftskritischer Anwendungen in Rechenzentren, Kommunikationsnetzen und gewerblichen/industriellen Umgebungen. UMSATZ 4,8 Mrd. USD MITARBEITER ca. 23.000 EINIGE UNSERER KUNDEN AT&T, Ericsson, Facebook, Microsoft, Verizon, BMW, CERN, Deutsche Telekom, Swisscom, Siemens etc.
- 3. 3 TECHNOLOGIEN UND MÄRKTE ©2016 Vertiv Co. Alle Rechte vorbehalten. RECHENZENTREN • Grosse Rechenzentren • Hyperscale • Enterprise • Cloud • Colocation DC • Mittlere / kleinere Rechenzentren • Micro • Edge • Modulare Rechenzentren KOMMUNIKATIONS-NETZE • Telekommunikation • Core- und Zugangsnetze im Mobil- und Festnetzbereich • Sicherheitsnetzwerke im privaten und staatlichen Bereich • GSM-R Anwendungen • Wind- und Solarenergie • Versorgungsnetze GEWERBLICHE UND INDUSTRIELLE UMGEBUNGEN • Handel und Industrie • Medizintechnik • Logistik • Schienenverkehr • Stromerzeugung • Öl und Gas
- 4. 4 UNSER PRODUKTE © 2018Vertiv Co. Alle Rechte vorbehalten. THERMAL MANAGEMENT • Direktverdampfer- und Kaltwassersysteme • Adiabatik und Verdunstungskühlung • Intelligente Perimeterkühlung • Umluftkühlgeräte • Raum- und Reihenkühlung • Individuelle Lüftungslösungen, Smart Aisle Kaltgang • High Density Rack- Kühlung POWER MANAGEMENT • Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) • AC and DC Systeme • Power Distribution • Power Transfer Switche • Paralleling Switch Gear • Lastbänke • Surge Protective Devices • Fire Pump Controllers • Power Control / Monitoring INTEGRATED RACK SYSTEMS • Rack-Plattformen DCM, MIR, INR • DCD Racks mit Rücktürkühlung • Knürr-Gehäuse; Outdoor- Schränke • Rack-Stromverteilung, basic, adaptive und managebare PDUs • SmartAisle – Einhausung • SmartRow – Racks mit Reihenkühlung • SmartCabinet • Control Room Solutions • Engineering/Mobile Workstations IT-MANAGEMENT • Avocent IT Management Hochleistungs KVM- Systeme Intelligentes Strom- management Fernzugriff / Verwaltung für Rechenzentren • Data Center Software Trellis Software – DCIM Data Center Infrastructure Management • IT Monitoring SERVICEENERGY SYSTEMS • Outdoorgehäuse für (Breitband-, Mobil-, Bahn- und Sicherheits- anwendungen) • Indoorgehäuse für (Breitband-, Mobil-, Bahn- und Sicherheits- anwendungen) • 48 VDC und 400 VDC 19“Lösungen und rackbasierende Lösungen mit hoher Energieeffizienz • Batterie - Backup Lösungen • Service für den gesamten Lebenszyklus Inbetriebnahme Wartung / Instandhaltung Ferndienstleistung und – überwachung Reparatur / Ersatzteile • Projektmanagement • Individuelle Servicekonzepte • Schulungen Chloride® NetSure™Liebert® Trellis™Knürr
- 5. MIT VOLLGAS DURCHDIE DECKE Preliminary planning document, subject to consultation, negotiation or other local legal requirements. Daten Strom
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- 7. 1. Gen 4Data Center: Egal ob traditionelle Rechenzentren oder Serverräume oder Micro-RZ, Unternehmen setzen immer mehr auf die Edge. Das Gen 4 Data Center verbindet und integriert das Edge und Core-DC und zwar am Rand des verteilten Netzwerks. 2. Cloud Providers Go Colo: Cloud Provider mieten sich in Colocation DC ein. Auch zunehmend bei uns in der Schweiz! 3. Rekonfiguration von mittelgrossen Data Center: Das grösste Wachstum sehen wir in Hyperscale DC und am Rande des Netzwerks – in der Edge. Mittelgrosse Rechenzentren müssen rekonfiguriert werden und zwar für die Resourcen und Prozesse, die lokal und ganz besonders kritisch bleiben sollen. 4. High-Density (Finally) Arrives: Schrittweiser Anstieg der Packungsdichten in Racks, die Kenngrösse liegt immer noch unter 10 KW, was sich aber ändern wird.15 kW ist jetzt schon nicht unüblich in Hyperscale Rechenzentren und es geht in Richtung 25 kW. 5. Die Welt reagiert auf die Edge: Immer mehr wird auf die Edge verlagert. Das wirft viele Fragen in puncto Sicherheit und Eigentum der Daten. Es geht sowohl um physischen und mechanischen Schutz aber auch um die Datensicherheit. Das stellt Gesellschaften und Regierungen vor grosse Herausforderungen. https://www.vertivco.com/en-emea/about/newsroom/news-releases/vertiv-anticipates-advent-of-gen-4-data-center-in-look-ahead-to-2018-trends/ VERTIV DATA CENTER TRENDS 2018 Preliminary planning document, subject to consultation, negotiation or other local legal requirements.
- 8. Preliminary planning document,subject to consultation, negotiation or other local legal requirements. Unternehmens-RZ Public Cloud Private Cloud Hybrid Cloud Industry Cloud Colocation Core Edge Micro Datacenter
- 9. Wechselwirkungen, Abhängigkeiten? Gesetzliche Vorgaben Klimaam Standort Umfeld: Risiken, z. B. Luftqualität z.B. Lärmanforderungen Bauliche Gegebenheiten Stellenwert von Capex und Opex Verkabelungskonzept Strom / Daten Effizienzanforderungen Entwicklung IT Technologien Zweck des Rechenzentrums Einheitliche oder heterogene IT Population Abwärmenutzung Größe des RZ, Anzahl Racks Leistungsdichte (kW/Rack) Temperatur Feuchte Redundanz, Verfügbarkeit Entwicklung über die Zeit - Anpassbarkeit - Skalierbarkeit - Modularität Luftqualität im RZ Physischer Schutz Arbeitsplatz oder "lights out" Gebäudekonzept Erneuerungszyklen IT vs. Gebäude ANFORDERUNGEN KÜHLSYSTEME Normen, Standards
- 10. Doppelboden oder abgehängteDecke Raum-, Reihen-, Rackkühlung Kaltgang- oder Warmgangeinhausung Luft- oder flüssigkeitsgekühlte IT Kältemaschinen / Adiabatik / trockene Kühlung Kältemittel oder Kaltwasser Direkte / indirekte freie Kühlung KÜHLLÖSUNGEN Perimeterkühlung Kaltwasser oder DX
- 11. 11 DIREKTE FREIE KÜHLUNG •Minimaler Energieaufwand für Kühlung • Spezielles Gebäude für Luftführung, sehr große Öffnungen in Gebäudehülle • Aussentemperatur -20o C bis +25o C * • Abmischen der Zuluft im Winter • Befeuchtung der Zuluft im Winter • Relativ saubere Luft, trotzdem Filterung • Bei Brand o.ä. in der Umgebung abschalten (oder zus. Umluftkühlung) • *) Adiabate Kühlung bei höheren Temperaturen Bild: Facebook, Luleå 2, RDDC
- 12. 12 INDIREKTE FREIE KÜHLUNG •Geringer Energieaufwand für Kühlung • Relativ geringe Investitionskosten • Trennung von Innen- und Außenluft • (Sehr) grosse Luft/Luft Wärmetauscher • Spezielles Gebäude für Luftführung, grosse Öffnungen in Gebäudehülle • Fast immer mit adiabater Kühlung, damit < 32o C Innentemperatur • Optional Zusatzkühlung mit Kältemaschine • Konventioneller Aufbau im IT Raum
- 13. 13 KALTWASSER- ODER KÄLTEMITTELSYSTEM •Gute Energieeffizienz • Relativ höhere Investitionskosten • Trennung von Innen- und Aussenluft • Unabhängigkeit von Gebäudebauweise • Perimeterkühlung / Umluftkühlgeräte, Reihenkühlgeräte • Innovativ: DX mit gepumptem Kältemittel • Kaltwassersätze mit freier Kühlung u. adiabater Kühlung oder Hybridkühler • Konventioneller Aufbau im IT Raum
- 14. 14 KALTGANG- VS. WARMGANGEINHAUSUNG •Immer mit Lufttrennung! • Immer mit Lüfterregelung! • Kalt- und Warmgangeinhausung sind gleichwertig • "Kalt" erfordert Doppelboden • "Kalt" leichter nachrüstbar • "Warm" Schächte bis zur Decke • "Warm" - Raum ist kalt, Kompatibilität mit anderen Kühllösungen
- 15. Die übliche Drucksteuerung… einegute Lösung, jedoch mit einigen Nachteilen… Modul 6.1 - V2 15 20 Pa Druck Verlust durch Schlitze Permanenter Druck auf die Ausstattung IT-Rack IT-RackCRAC- Gerät Druckdifferenzsensor Lüfterdrehzahlsteueru ng Steuerung Kaltwasserventil Höhere Drehzahl der Lüfter, höherer Stromverbrauch
- 16. Steuerung und unterschiedlicheIT-Lasten je Gang Dynamische Steuerung des Server-Luftstroms Modul 6.1 - V2 16 Die bessere Lösung! TEMPERATUR- SENSOR T2 TEMPERATUR- SENSOR T1a TEMPERATUR- SENSOR T1b TEMPERATUR- SENSOR T3 ANDERE TEMPERATUR- SENSOREN SERVER-RACK CRAC-Gerät Öffnendes Wasserventil Drehzahlsteuerung
- 17. 17 SMART AISLETM -TEMPERATURGEREGELTER KALTGANG Wie die Smart Aisle genau funktioniert zweigen wir in unserem Trainingsmodul Modul 6.1 - V2 Temperaturfühler T2 Temperaturfühler T1 Andere Temperatur- Fühler Temperaturfühler T3 SteuerungderLüfter Geschwindigkeitund Ventilöffnung • Die SmartAisleTM control logic optimiert das Luftvolumen und die Temperatur im Kaltgang < 5 Pa
- 18. 18 THERMISCHES MANAGEMENT BERATERPROGRAMM Preliminary planning document, subject to consultation, negotiation or other local legal requirements. 1. Herausforderungen im Rechenzentrum mit Thermal Management Technologien meistern 2. Direktverdampfung- Technologie 3. Kaltwasser 4. Adiabatik-und Verdungstungskühlung 5. Effiziente Feuchteregelung in RZ-Anwedungen 6. Die Konfiguration des Luftstroms in RZ- Anwendungen
- 19. DCD – RACKSMIT WÄRMETAUSCHER-RÜCKTÜR Preliminary planning document, subject to consultation, negotiation or other local legal requirements. • Wirtschaftlichste und wirksamste Kühllösung zwischen etwa 12 und 50 kW je Rack für luftgekühlte IT • Kühlung direkt am Rack, keine Wärmeabgabe in den IT- Raum • Minimaler bzw. kein Platzbedarf auf der IT-Fläche und der angrenzenden Technikfläche • Einfaches, robustes und ausfallsicheres System, keine Wartung am Rack nötig • Einfache Regelung auf Raumebene • Nachrüstbar auf bestehende Racks
- 20. Preliminary planning document,subject to consultation, negotiation or other local legal requirements.
- 21. DCD 35 /50 LÜFTEREINHEIT Preliminary planning document, subject to consultation, negotiation or other local legal requirements.
- 22. Preliminary planning document,subject to consultation, negotiation or other local legal requirements.
- 23. 23 MINI- ODER MIKRO-RECHENZENTREN •Wiederbelebung des Klein/Mikro RZ Steigende Qualitätsanforderungen durch Gesetzgebung und Digitalisierung Möglichkeit zum "Downsizing" Edge Computing, IoT, Industrie 4.0 • Weitgehende Unabhängigkeit vom Raum • Kühlung, Monitoring, USV, Brandschutz integriert – komplette physische RZ- Infrastruktur in klein.
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