Im vorherigen Beitrag der Liquid-Cooling-Reihe haben wir uns angeschaut, welche Infrastruktur für den Aufbau einer Liquid-Cooling-Umgebung im Rechenzentrum erforderlich ist und wie die einzelnen Komponenten zusammenarbeiten müssen, um eine hochleistungsfähige Flüssigkeitskühlung zu integrieren. In diesem Teil wollen wir uns jetzt gezielt dem STULZ Portfolio widmen und zeigen, wie sich mit den neuen Systemen von STULZ moderne Liquid-Cooling-Umgebungen betreiben lassen.
CyberCool CMU kombiniert Luftkühlung mit Liquid Cooling
Liquid Cooling ergänzt Luftkühlung bei hohen Leistungsdichten
Das Unternehmen STULZ verfügt bereits über mehr als 50 Jahre Erfahrung im Bereich der Klimatisierung von Rechenzentren. Bei der stetigen Weiterentwicklung des STULZ Portfolios war neben hervorragender Qualität und hoher Effizienz ein Punkt immer entscheidend: ein hoher Individualisierungsgrad bei kundenspezifischen Lösungen, der auch spezielle Anforderungen jederzeit abdecken kann.
In den vergangenen Jahren hat sich auf dem globalen Rechenzentrumsmarkt ein entscheidender Trend abgebildet: immer höhere Leistungsdichten auf meist gleichbleibender Fläche. Eine Entwicklung, die gerade im Bereich der Kühlung für neue Herausforderungen sorgt. Bedingt ist dies durch die steigende Nachfrage nach leistungsintensiven Anwendungen, etwa aus den Bereichen KI, autonomes Fahren sowie Medizin und Wissenschaft. Um die dazu erforderlichen High-Performance-Computing-Umgebungen angemessen zu kühlen, kommt immer häufiger Liquid Cooling zum Einsatz, weil Flüssigkeit deutlich mehr Wärme aufnehmen und abführen kann als Luft.
Experten schätzen, dass bereits im Jahre 2030 rund 50 Prozent aller Server flüssigkeitsgekühlt sein werden. Ein Trend, den auch STULZ seit langer Zeit identifiziert hat. Um Kunden mit besonders hohen Leistungsdichten individuelle Lösungen anbieten zu können, haben die Entwickler von STULZ ihr Know-how und ihre Erfahrung in die Konzeption leistungsfähiger Liquid-Cooling-Komponenten einfließen lassen, die nahtlos in bestehende Klimatisierungssysteme von Rechenzentren integrierbar sind und dabei mit weiteren Produkten von STULZ kombiniert werden können.
Für Anwendungen mit Leistungsdichten bis zu 25 kW pro Rack (mit Kühltür 50 kW) sowie zur Abfuhr der Restwärme in Liquid-Cooling-Umgebungen bleibt Luftkühlung allerdings weiterhin das Mittel der Wahl.
Erste Coolant Distribution Unit (CDU) von STULZ: CyberCool CMU
Die CyberCool CMU ist das erste reine Liquid Cooling-Produkt aus dem Hause STULZ. Dabei handelt es sich um eine Coolant Distribution Unit (CDU) für Liquid-Cooling-Umgebungen sowie für hybride Umgebungen, in denen Luft- und Flüssigkeitskühlung parallel zum Einsatz kommen.
Eine Kernfunktion der CDU stellt die Trennung des FWS (Facility-Water-System) und des TCS (Technology-Cooling-System) durch einen Wärmeübertrager dar. Dies lässt eine unabhängige Regelung der Temperatur und des Durchflusses der beiden Kreisläufe über Ventile und Pumpen zu. Außerdem ermöglicht die Trennung die Einhaltung der strengen Vorgaben an die Reinheit des Wassers im TCS-Bereich und erlaubt die Nutzung von Flüssigkeiten, die bei Leckagen keine Beschädigungen an Servern verursachen können.
Die CDU-Einheit ist mit Leistungen von 345 bis 1.380 kW unter Standardauslegungsbedingungen verfügbar und unterstützt Temperaturfenster im Bereich ASHRAE W32 bis ASHRAE W+. Somit ist sie in Kombination mit einem Kaltwassersatz mit Freikühlfunktion sowohl für Direct-to-Chip- als auch für Immersion Cooling nutzbar, je nach TCS-Temperatur sogar bei ganzjähriger freier Kühlung.
Die möglichen Temperaturbereiche bieten zudem beste Voraussetzungen für die Integration von Abwärmenutzungssystemen. Eine einfache Regelung sowie die Anbindung an ein DCIM-System der CMU lässt sich zudem über den STULZ E² Controller umsetzen.
CDU als zentrales Element für hybride Kühllösungen
Auch bisher nur für reine Luftkühlung genutzte Klimaschränke, Reihenklimageräte oder Kühltüren lassen sich parallel zu Liquid-Cooling-Komponenten einsetzen. Klimaschränke wie der CyberAir 3 PRO können dabei die 20 bis 30 Prozent Restwärme abführen, die von nicht flüssigkeitsgekühlten Komponenten stammt; dazu zählen beispielsweise Netzteile. Reihenklimageräte wie die CyberRow-Systeme können ebenfalls die Restwärme aus der Luft abführen, sitzen allerdings direkt zwischen den Racks und verfügen somit über kürzere und damit effizientere Luftwege. Alternativ lassen sich auch Kühltüren wie etwa das CyberRack-System von STULZ auf der Rückseite der Racks anbringen, um die Restwärme direkt aus dem Rack abzuführen. Beim Einsatz von Kühltüren entfällt die Unterteilung der Serverräume in Kalt- und Warmgänge, weil die Warmluft nicht mehr an den Raum abgegeben wird.
Zur Kühlung des Gebäudewasserkreislaufs wird die CyberCool CMU üblicherweise mit einem Chiller mit Freikühlfunktion wie beispielsweise dem STULZ CyberCool Explorer verbunden. Dieser kann je nach Konfiguration in drei unterschiedlichen Betriebsarten arbeiten: Freie Kühlung, Freie Kühlung kombiniert mit Kompressionskühlung (Anteil gleitend regulierbar) oder reine Kompressionskühlung. In Verbindung mit den bereits erwähnten Temperaturbereichen ASHRAE W32 bis ASHRAE W+ kann der Chiller in gemäßigten Klimazonen fast ausschließlich den energiesparenden Freikühlbetrieb nutzen. STULZ bietet natürlich noch viele weitere Chiller für unterschiedlichste Anwendungen im Leistungsbereich von 40 bis 1.860 kW an.
Liquid-Cooling-Komplettlösungen aus einer Hand
Neben den eigentlichen Kühllösungen liefert STULZ mit STULZ MODULAR auch komplett vorkonfigurierte Micro-Rechenzentren und modulare Rechenzentren aus einer Hand. Die Module sind nach individuellen Wünschen mit Kühlung (beispielsweise CyberCool Indoor Chiller, TelAir Shelter-Klimagerät, CyberCool CMU), Stromversorgung (USV, PDU) und Datacenter Infrastructure Management (DCIM) ausgestattet und müssen vom Kunden nur noch um IT- und Netzwerkgeräte ergänzt werden. Zur Bestückung der Module greift STULZ neben den bereits genannten eigenen Komponenten auch auf Komponenten von Partnerunternehmen wie Asperitas zurück. Asperitas steuert als Liquid-Cooling-Spezialist beispielsweise Tanksysteme für Tauchkühlung bei, die in Kombination mit CDUs, Chillern und Klimaschränken von STULZ die komplette Kühlung eines kompakten High-Performance-Rechenzentrumsmoduls mit bis zu 200 kW IT-Leistung ermöglichen. STULZ Micro DC Micro-Rechenzentren sind ebenfalls mit Liquid Cooling für bis zu 100 kW IT-Leistung erhältlich.
Liquid-Cooling-Produktlinie wird ausgebaut
Mit der CyberCool CMU hat STULZ den Grundstein für einen Einstieg im Bereich Liquid Cooling gelegt. Neben den zahlreichen Produkten für Luftkühlung, die in vielen Anwendungsszenarien noch immer die erste Wahl sind und auch kontinuierlich weiterentwickelt werden, sollen weitere Liquid-Cooling-Produkte das Portfolio von STULZ im Bereich High Performance Computing nachhaltig stärken. Somit kann STULZ auch künftig individuelle Lösungen für jeden Leistungsbedarf anbieten.