Flüssigkeitsgekühlte Serverkomponenten auf dem Prüfstand

Nordhausen, Deutschland, 13. Juni 2024
Poppe + Potthoff liefert Prüfstände für die Validierung von Colocation-Kühlsystemen

Eine effiziente Kühlung der Serverschränke (Colocation) ist für Rechenzentren entscheidend, um die Leistung und Langlebigkeit der Hardware zu gewährleisten. Flüssigkeitsgekühlte Systeme gewinnen dabei zunehmend an Bedeutung. Poppe + Potthoff Maschinenbau (PPM) entwickelt Prüfstände zur Untersuchung und Optimierung der Qualität von Kühlkomponenten und -Systemen.

Aktuellen Prognosen der Internationalen Energie Agentur (IEA) zufolge werden Rechenzentren bis zum Jahr 2026 weltweit mehr als 800 Terawattstunden Energie verbrauchen – mehr als doppelt so viel wie 2022. Kühlsysteme mit Flüssigkeit (Liquid Cooling) helfen, die Power Usage Effectiveness (PUE) zu verbessern. Sie sind bis zu 40% effizienter als die herkömmliche Luftkühlung und tragen erheblich zur Reduktion des Energieverbrauchs und der Kosten bei.

Direkte Flüssigkeitskühlung (DLC)

DLC-Systeme gelten als besonders effizient. Das Kühlmittel steht dabei in direktem Kontakt mit wärmeerzeugenden Komponenten im Server-Rack, was einen sehr effektiven Abtransport der Wärme sicherstellt. Diese Methode ermöglicht Rechenzentren mit hoher Dichte, denn DLC-Systeme sind sehr kompakt. Da sie höhere Temperaturen bewältigen als die Luftkühlung, werden weniger Lüfter benötigt. So sinken nicht nur Stromverbrauch und Kosten, sondern auch die Geräuschbelastung.

Leckagefrei von der CDU bis zur Cold Plate?

Um Schäden durch Leckagen zu vermeiden, müssen alle medienführenden Komponenten des DLC-Systems höchste Anforderungen an die Festigkeit und Dichtheit erfüllen – auch bei wechselnden Drücken und Temperaturen. Dazu zählen die Kühlmittelverteileinheiten (CDU), Anschlüsse, Ventile, Leitungen und die Kühlplatten, in deren Inneren die Kühlflüssigkeit durch Mikrokanäle zirkuliert. Diese werden direkt über den wärmeproduzierenden Komponenten wie CPUs und GPUs angebracht.

Prüfstände von Poppe + Potthoff Maschinenbau

Um die mechanische Festigkeit und Dichtheit von DLC- Komponenten und Systemen zu prüfen, bietet das deutsche Unternehmen PPM Prüfstände für Berst- und Dichtheitstests bis 70 bar (1100 psi) sowie dynamische Druckpulsationsprüfungen von bis zu 20 bar (290 psi). Höhere Drücke sowie Wasserschlagtests können ebenfalls realisiert werden. Mit Sinus- und Trapezkurven in Frequenzen von bis zu 2 Hz lassen sich alle Betriebsbedingungen über die Lebensdauer umfassend simulieren.

Validierung unter realen Bedingungen

Geprüft wird mit Wasser-Glykol-Emulsionen oder anderen Kühlmitteln wie PG25. Die Medien- und Umgebungstemperaturen in den temperaturgeregelten Testkammern variieren üblicherweise zwischen -20°C und +90°C (-4°F bis +194°F). Die Simulation realer Betriebsbedingungen in den Prüfständen von PPM ermöglicht es, Ausfallrisiken und Kosten zu minimieren und eine optimale Leistung aller Komponenten des Kühlsystems im Zusammenspiel sicherzustellen.

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