Liquid Cooling in Rechenzentren
Wo die klassische Luftkühlung an ihre physikalischen Grenzen stößt, sorgt Liquid Cooling für stabile Temperaturen in Rechenzentren. Für den effizienten und sicheren Betrieb des Kühlkreislaufs ist eine präzise Überwachung unerlässlich. Strömungssensoren von wenglor ermöglichen eine exakte Durchflussüberwachung, schützen vor Ausfällen und sorgen für eine störungsfreie Kühlung. Zusätzlich zu den Strömungssensoren können Drucksensoren installiert werden, die eine zuverlässige Drucküberwachung im Kühlkreislauf gewährleisten.
Auf einen Blick: wenglor-Sensoren für die zuverlässige Flüssigkeitskühlung
Auf unterschiedliche Kühlmedien abgestimmt
Varianten für deionisiertes Wasser, normales Wasser und PG25 berücksichtigen die unterschiedlichen thermischen Eigenschaften der Kühlflüssigkeiten und ermöglichen eine zuverlässige Strömungsüberwachung.
Flexibel und anpassbar
Das Portfolio bietet Strömungssensoren mit unterschiedlichen Stablängen und Prozessanschlüssen – ideal für verschiedene Rohrdurchmesser und Anwendungsbereiche.
V4A-Edelstahlgehäuse mit IP69K
Die Sensoren besitzen ein langlebiges und robustes V4A-Edelstahlgehäuse, die Schutzklasse IP69K gewährleistet Beständigkeit in rauen industriellen Umgebungen.
Kleine Messstelle
Dank der kleinen Messstelle bei den Strömungssensoren wird der Kühlkreislauf kaum beeinflusst und der Druckabfall im System wird auf ein Minimum reduziert.
Kompakt und reinigungsresistent
Dank der kompakten Bauweise und der hygienischen Sensoroberfläche können sich in den Toträumen weder Schmutz noch Keime oder Ablagerungen ansammeln.
Verschmutzungsresistent
Am Sensor befinden sich keine beweglichen Teile, wodurch er verschleißfrei sowie extrem widerstandsfähig gegenüber Ablagerungen und Schmutz ist.
Warum ist Liquid Cooling in Rechenzentren so bedeutend?
Moderne Rechenzentren stehen unter einem ständig wachsenden Leistungsdruck – insbesondere durch den Aufschwung der künstlichen Intelligenz und die zunehmende Anzahl datenintensiver Anwendungen. Der steigende Bedarf an Rechenleistung, immer schnellere Server, leistungsfähigere Prozessoren und CPUs (Central Processing Units) führen zu einem enormen Energieverbrauch und damit auch zu deutlich mehr Abwärme. Während früher die entstehende Wärme mit klassischer Luftkühlung abgeführt werden konnte, reicht dies heute bei den hohen Wärmelasten oft nicht mehr aus. Liquid Cooling kommt hier zum Einsatz. Bei dieser Art von Wasserkühlung wird die hohe Wärmeleitfähigkeit von Wasser oder anderen Flüssigkeiten genutzt, um diese Hitze direkt an der Quelle – in den Racks – aufzunehmen und effizient abzuführen.
Um eine zuverlässige Wasserkühlung am Rack und in den CPUs zu gewährleisten, werden Strömungssensoren eingesetzt. Diese Sensoren werden in den Rohren in den CDUs montiert und sorgen für eine zuverlässige Durchflussüberwachung. Gleichzeitig schützen sie vor Ausfällen und Überhitzung. In den Rohren des Kühlmittelkreislaufs können neben den Strömungssensoren auch Drucksensoren der weFlux²-Serie installiert werden. Somit wird nicht nur die Strömung gemessen, sondern auch der Wasserdruck in den Rohren kontinuierlich überprüft.
Wie funktioniert Liquid Cooling?
Beim Liquid Cooling gibt es zwei Kühlkreisläufe. Der Primärkreislauf ist für die externe Kühlung zuständig. Die aufgewärmte Flüssigkeit wird aus dem Rechenzentrum heraus geleitet und über Kühleinheiten wie Kühltürme oder Chiller abgekühlt. Der Sekundärkreislauf führt die gekühlte Flüssigkeit wieder direkt zu den Server oder Racks zurück. Zwischen diesen beiden Kreisläufen befindet sich eine zentrale Einheit, die CDU (Coolant Distribution Unit). Sie trennt beide Kreisläufe, z. B. durch einen Plattenwärmetauscher, und gewährleistet, dass kein verunreinigtes Wasser aus dem Primärkreislauf in den IT-Bereich des Sekundärkreislaufs gelangt.
Server Rack
CDU (Coolant Distribution Unit)
Primärkreislauf
Sekundärkreislauf
Strömungsüberwachung im Primär- und Sekundärkreislauf
Primärkreislauf
Sekundärkreislauf
weFlux²-Strömungssensor
weFlux²-Strömungssensor
weFlux²-Strömungssensor
weFlux²-Strömungssensor
Primärkreislauf
Der Primärkreislauf verbindet die Kühleinheit außerhalb des Gebäudes mit der Coolant Distribution Unit, kurz CDU. Da die Leitungen teilweise niedrigen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind, kommen je nach Anwendung Wasser oder das frostsichere Wasser-Propylenglykol-Gemisch PG25 zum Einsatz. Für größere Rohrdurchmesser eignen sich Strömungssensoren mit entsprechend langen Messstäben.
Sekundärkreislauf
Der Sekundärkreislauf verläuft zwischen der CDU und den Racks beziehungsweise Servern im Gebäudeinneren. Als Kühlmedien kommen Wasser, deionisiertes Wasser oder Glykolgemische bei Temperaturen bis zu 60 °C zum Einsatz. Eine gleichbleibend hohe Medienqualität ist dabei Voraussetzung für einen zuverlässigen Betrieb des Kühlkreislaufs. Strömungssensoren überwachen den Vor- und Rücklauf und tragen zu einer gleichmäßigen Kühlmittelversorgung bei.
Welches Medium wird für Liquid Cooling eingesetzt?
Die Wahl des Kühlmediums hängt von der Systemarchitektur, den Umgebungstemperaturen sowie den Anforderungen an Wärmeübertragung und Frostschutz ab. In Liquid-Cooling-Systemen kommen vor allem Wasser, deionisiertes Wasser und Wasser-Propylenglykol-Gemische zum Einsatz. Da sich ihre thermischen und elektrischen Eigenschaften unterscheiden, muss auch die Sensorik auf das jeweilige Medium abgestimmt sein.
Wasser
Wasser ist gut verfügbar und bietet eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Ohne entsprechende Aufbereitung können jedoch Korrosion und biologische Ablagerungen im Kühlkreislauf auftreten.
Deionisiertes Wasser
Deionisiertes Wasser ist vollentsalzt beziehungsweise demineralisiert und ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung. Je nach System werden Additive zur Passivierung von Metallen und zur Biokontrolle zugesetzt. Aufgrund der geringen elektrischen Leitfähigkeit eignen sich herkömmliche magnetisch-induktive Durchflusssensoren nicht für diese Anwendung.
PG25
PG25 besteht aus 25 Prozent Propylenglykol und 75 Prozent Wasser. Der Glykolanteil schützt das System typischerweise bis etwa −10 °C vor dem Einfrieren. Gleichzeitig besitzt PG25 bei 25 °C eine ungefähr dreimal höhere Viskosität als Wasser. Dadurch verringert sich die Wärmeleitfähigkeit leicht und die Pumpen benötigen mehr Energie. Additive können zusätzlich Korrosion und biologische Aktivität reduzieren.
Passende Strömungssensoren für unterschiedliche Kühlmedien
| Einsatzbereich | Sensorempfehlung | |
|---|---|---|
| Wasser und deionisiertes Wasser | Primär- und Sekundärkreislauf, sofern kein Frostschutz erforderlich ist | |
| PG25 | Primär- und Sekundärkreislauf mit Anforderungen an den Frostschutz |
Für beide Sensorausführungen gilt: Die Montage ist unabhängig von der Anströmrichtung möglich.
weFlux²-Drucksensoren zur Drucküberwachung
Einfache Integration in bestehende und neue Anlagen
- weFlux2-Drucksensoren können gleichzeitige Druck und Temperatur messen
- Zuverlässige Druckmessung von gasförmigen und flüssigen Medien
- Breite Auswahl an Ausgangsfunktionen
- Je nach Produktvariante mit IO-Link-Schnittstelle zur schnellen und leichten Parametrierung
- Auch mit Display zum direkten Ablesen von Prozesswerten erhältlich
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