Computerruimte (koel) concepten

Koelprobleem door toename bladeservers op te lossen
door toepassing van het juiste computerruimte (koel) concept…

Met de introductie van bladeserver technologie is een volgende stap gezet in de niet aflatende strijd naar miniaturisering van servercapaciteit. Het steeds meer in een systeemkast kunnen opstellen van apparatuur c.q. servercapaciteit is zeer gewenst door de klant of beheerder (lagere of gelijke beheerkosten bij meer servercapaciteit) en ontkracht de noodzaak tot uitbreiding van het aantal aanwezige systeemkasten. Echter, een brede introductie van deze nieuwste generatie van servers wordt gehinderd door het ontstaan van problemen met de koeling in de systeemkasten.

De inbouw en ICT inpassing van bladeservers is op zich geen probleem. Echter, in een 19 “ systeemkast kan een veelvoud van deze systemen worden Geplaatst waardoor de ontwerpspecificaties van stroomtoevoer en koelcapaciteit veelal ruimschoots worden overschreden. Ondanks dat de specificaties van aanbieders van bladeservers zeer uiteenlopen, is zichtbaar dat bij een volledig ”afgevulde” systeem kast een elektrische vermogensafname van 6-10 KWatt als normaal moet worden beschouwd. En dit zal de komende jaren naar verwachting nog verder stijgen.

Ontwerpeisen van computerruimtes worden uitgedrukt in beschikbaar vermogen (watt) per bruto vloeroppervlak (m2), met gebruikelijke waarden van 150 tot 1000 Watt/ m2. De vuistregel is, dat een systeemkast (oppervlakte ca. 1 m2) bruto ca. 3 m2 verbruikt. Dit wordt veroorzaakt door m2 verliezen voor gangen, deuropeningen en opgestelde technische apparatuur. In bijvoorbeeld een computerzaal van 200 m2 kunnen dus maximaal 65 systeemkasten worden opgesteld. Bij ontwerpwaarden van 150-1000 Watt/bruto m2 vertaalt zich dat naar 450-3000 Watt per systeemkast gemiddeld.

De eerder genoemde 6-10 KW per kast is dus een 3 tot 20 voudige overschrijding van de ontwerpspecificaties van zowel stroom als koeling! Het tekort aan elektrisch vermogen in een systeemkast is, incidenteel, op te lossen door extra groepen aan te leggen. Koelcapaciteit laat zich echter niet zo snel aanpassen tot ver boven de ontwerp capaciteit. Al snel na installatie van bladeservers blijkt dat de temperatuur in de systeemkast en rond de processoren onaanvaardbaar hoog oploopt. Het risico op ongeplande uitval neemt toe. Een eerste remedie voor dit koelprobleem is dat de beheerder van de computerruimte niet toestaat dat de systeemkast te “vol” wordt gebouwd, opgenomen vermogens worden zo kunstmatig laag gehouden!

Traditionele computerruimte (koel) concepten (topcooling – downflow koeling)

Traditionele koeling in computerruimte geschiedt vanaf de wand of vanonder de verhoogde computervloer. Aanvoer van koude lucht kan via koeling met wandkoelers of via recirculatie kasten die de koellucht onder de verhoogde vloer inblazen. Via openingen aan de onderkant van de systeemkast wordt de koellucht onderin de systeemkast gebracht en veelal door ventilatoren naar boven getransporteerd.

De apparatuur wordt “onderweg” na elkaar gekoeld. Met het passeren van elk apparaat stijgt de koeltemperatuur. Het temperatuurverschil tussen koellucht en het te koelen apparaat neemt dus met de hoogte af, waardoor de apparatuur bovenin de systeemkast altijd warmer zal zijn. Daarnaast blijft het moeilijk de luchtstroom in een verticaal doorstroomde systeemkast goed te verzorgen, want de apparatuur zelf vormt een barrière voor de doorstroming. Ook is het moeilijk de koelluchthoeveelheid substantieel te vergroten, omdat de doorstroomopening horizontaal gezien langs de apparatuur klein is. De systeemkast is immers zo klein mogelijk gekozen t.o.v. de apparatuur. Ook is het grootste deel van apparatuur horizontaal doorstroomd, waardoor er in de systeemkast ongewenste luchtstromen lopen die de koeling negatief beïnvloeden.

Het concept van traditionele koeling is hierdoor niet geschikt voor High Density koeling. De verticaal doorstroomde systeemkasten zullen bij stijgend vermogen vervangen dienen te worden door horizontaal doorstroomde systeemkasten (parallelle koeling).

Via vloerroosters aan de voorkant van de systeemkasten wordt de Koellucht ingeblazen. De koellucht wordt door de eigen ventilatoren van de servers horizontaal door de servers gezogen om daarna opgewarmd via de ventilatoren de achterzijde van de systeemkasten te verlaten. Deze systeemkasten zijn van het type “semi-open” en uitgevoerd met geperforeerde deuren aan de voor en achterkant.

De koeling gebeurt nu parallel. De opgewarmde retourlucht wordt via het plafond of direct boven de computerapparatuur afgezogen en na afkoeling opnieuw onder de verhoogde vloer vanuit de vloertegels verticaal voor de serverracks uitgeblazen.

Room in room, cold cube, cold corridor, hot aisle, cold aisle (warme / koude gang)

Deze constructie wordt in een bestaande ruimte opgebouwd. Cold Aisle is het volledig fysiek scheiden van de warme en koude gang. In de praktijk: Bouw een dak op de koude straat en sluit ook de kopse kanten van de rijen (toegang via deuren). De koude straat is nu volledig geïsoleerd van de rest van de computerruimte.

De toepassing van airconditioning in datacentra en computerruimten vereist een specifieke conceptuele benadering bij het ontwerp en inrichting van deze kritische bedrijfsomgeving. Wij zullen in samenwerking met u de meest efficiënte inrichting configureren. Het efficiënt gebruik van koelsystemen vertaalt zich in laag energie verbruik en een juiste koeltemperatuur.

Datacenters worden het meest efficiënt gekoeld als er gebruik wordt gemaakt van een warme en koude gang. Hierbij worden de servers in rijen tegenover elkaar geplaatst. De koude lucht van de airconditioning wordt vanuit de vloer, door middel van perforatiepanelen uitgeblazen aan de voorkant van uw serverracks. Hierdoor ontstaat er tussen de server racks een koude gang. Vervolgens worden de kopse zijden van de koude gang tussen de serverracks voorzien van schuifdeuren zodat de koude lucht niet via de kopse kanten kan ontsnappen.

Ook de bovenzijde van de koude gang wordt afgesloten met een transparant paneel. Dit cold concept zorgt ervoor dat de koude lucht alleen nog via de aanzuig kant door de servers het serverrack de koude gang kan verlaten.

Door deze gedwongen luchtstroming worden uw servers over de gehele linie optimaal gekoeld en renderen uw computerruimte airconditioners het meest. Door gebruik te maken van 81% geperforeerde regelbare computervloer (lamel) vloertegels kunt u de druk in de koude gang hoger maken waardoor ook uw blade servers bovenin het rack koude lucht krijgen. U kunt zelfs op basis van het gevraagde koelvermogen per rack de lamelvloertegels opener of dichter zetten. Daarnaast worden alle systeemkasten aan de voorzijde met behulp van blindplaten en strips volledig afgesloten. De aanzuig openingen van de servers blijven wel open. De via de vloerroosters ingeblazen koellucht wordt nu alleen nog maar via de aanzuig openingen van de servers afgevoerd. Hiermee is bypass airflow en thermische menging uitgesloten. In de Cold Corridor (CoCo) is de temperatuur van de koellucht van vloer tot aan bovenkant van de systeemkast constant.

Alle apparatuur en computersystemen krijgen dus voldoende gekoelde lucht aangevoerd met een zelfde, constante temperatuur en bevochtigingpercentage.

Voordelen Cold Corridor

• In principe heeft de Cold Corridor een oneindige capaciteit tot koeling. De computersystemen zuigen zelf hun benodigde koellucht aan en alleen de benodigde hoeveelheid koellucht dient te worden aangeboden.



• De koeltemperatuur van de recirculatiekasten kan worden verhoogd. Dit verlaagt het risico op latente koeling (ongewenste ontvochtiging van de koellucht) en vergroot de capaciteit van de recirculatiekast.



• Door het kunnen aanbieden van een constante, door de leverancier gespecificeerde temperatuur van de koellucht, wordt de levensduur van de apparatuur in de systeemkasten positief beïnvloed.



• Het CoCo principe is gemakkelijk in te passen in bestaande omgevingen en volledig schaalbaar (van slechts enkele tot vele rijen systeemkasten). Het betreft hoofdzakelijk bouwkundige aanpassingen.



• Naast systeemkasten is ook afwijkende apparatuur zoals mainframes storage etc. goed in te passen in dit concept. Deze zijn immers ook horizontaal doorstroomd.



• Het grootste voordeel van het Cold Corridor principe is echter het volledig kunnen benutten van de gehele hoogte van de systeemkast. Van onder tot boven volgestapeld met blade servers of enkelvoudige servers is mogelijk!!! Op naar 20KWatt per kast……

Wel zijn voor installatie een aantal punten van aandacht: verlichting in de gang branddetectie, cameratoezicht op de systeemkasten, stroomvoorziening en effect van uitval ventilatie op temperatuur (continuïteit).



19” kastconcepten voorzien van spanning, stroomverdeling, koeling brandblussing en security…

High-Density koeltechniek De opmars van blade servers binnen de computerruimte heeft grote invloed op koelcapaciteit. Rack-koeling is de oplossing voor het steeds acuter wordende probleem van stijgende servercapaciteiten. De conventionele methoden van ruimtekoeling of kastkoeling via verhoogde vloeren is voor de steeds krachtiger wordende servers niet meer toereikend. Trend: het vermogen neemt toe De stroomconsumptie per rack / footprint in een datacenter is in twee jaar tijd ruim vertienvoudigd en neemt nog steeds verder toe. Dit toegenomen stroomverbruik is een bedrijfs economisch probleem voor de bestaande datacenters.

Hetzelfde probleem geldt voor de koelcapaciteit. De koelcapaciteit voldoet dus ook vaak niet meer door de enorme toegenomen warmte-uitstoot per rack, hetgeen veroorzaakt wordt door het sterk toegenomen stroomgebruik. Bij rack-koeling wordt de zijwand van een 19"-kast of een van de zijwanden tussen twee 19"-kasten vervangen door koelpacks. Daarin worden één, twee of drie lucht/luchtwater warmtewisselaars ondergebracht. De gekoelde lucht wordt in gesloten kasten direct aan de voorzijde van de servers aangevoerd en ingeblazen. Deze vorm van gedwongen luchtcirculatie en luchtdistributie zorgt voor uitgebalanceerde luchttechnische en warmtetechnische omstandigheden.

Of een bedrijf nu klein, middelgroot of groot is – de eisen aan de IT prestaties stijgen. Zeer complexe toepassingen, snellere processen 24 uur per dag informatie en communicatie – de fysieke infrastructuur moet dan intact zijn.

Total Secured Rooms biedt met dit concept een van de vele beschikbare oplossingen. Dit gesloten kasten concept biedt complete, schaalbare en efficiënte systeemoplossingen voor maximale IT-performance. racks power, cooling, security en remote Management.

Bij de inrichting van uw serverruimte wordt onder andere gekeken naar de meest efficiënte plaats van de verschillende apparatuur.  Is er nog voldoende plaats voor mogelijke uitbreiding? Is er bij de plaatsing van de 19” (inch) serverracks en patchracks rekening gehouden met de warme- en koude 'straten'? Hoe zit het met de hoogte van de computervloer? Krijg ik wel voldoende koude lucht bij mijn servers? Waar zet ik mijn high density serverracks neer? Gaan de deuren wel de juiste kant op open (vluchtwegen)? Waar zetten we de UPS neer? In of buiten de serverruimte ... en waarom? En de airconditioners? Waar kunnen die het beste staan? En wat is de minimale afstand tussen de airco en het eerste rack? Ook wordt er gekeken naar de diverse bekabeling in de ruimte. Moeten spanningskabels, datakabels, etc. boven- of onderlangs?

De prestaties van een IT-infrastructuur zijn afhankelijk van het samenspel tussen de losse componenten. Met onze serverracks beschikt u over een systeem platform waarin klimaat, energie- en veiligheidssystemen perfect op elkaar zijn afgestemd en optimaal zijn aangepast aan de situatie ter plaatse. De performance per IT Rack neemt duidelijk toe, terwijl de vaste kosten blijven worden verlaagd.

Total Secured Rooms staat voor maximale componentdichtheid en efficiënte ruimte benutting. De racks zijn flexibel te plaatsen, hebben een gunstige invloed op de TCO en verlagen de lopende exploitatiekosten per rack. Het belangrijkste gedeelte van deze serverrack geoptimaliseerde constructie is het serverplatform dat zich in miljoenen toepassingen heeft bewezen. Hypermoderne en flexibele productieprocessen staan garant voor een optimale prijs-/prestatieverhouding.

De serverracks zijn geschikt voor opname van alle gangbare servermerken / fabrikanten en zijn leverbaar in diverse maatvoeringen. De racks zijn niet alleen voor servers bestemd, maar kunnen tevens ingezet worden voor patchracks, netwerkkasten: allemaal op hetzelfde platform. Uiteraard met benodigde toebehoren om flexibel kabelmanagement op te nemen.

Samen met een divers aantal gerenommeerde fabrikanten zorgen wij voor een voor u meest effectieve oplossing. Rekening houdend met uw wensen en eisen en het beschikbare budget. Door middel van een computerruimtescan of een uitgebreide analyse brengen wij uw huidige en/of gewenste situatie in kaart zodat u precies weet waar u aan toe bent.

Geen verrassingen achteraf dus! Heeft u vragen, wij zij u van dienst !

Total Secured Rooms B.V.