Kühlrechner
BTUs evakuieren für ein Rechenzentrum oder Rack basierend auf Stromverbrauch.
Wärmebelastung (Stromverbrauch)
Inhaltsverzeichnis
Umfassender Datacenter Cooling Guide
Was ist die Rechenzentrumskühlung?
Datacenter-Kühlung ist das Set von Systemen und Praktiken, die verwendet werden, um Wärme von IT-Geräten (Server, Speicher, Netzwerkgetriebe) zu entfernen und sichere Temperatur- und Feuchtigkeitspegel zu halten. Ohne ausreichende Kühlung erhöhen sich die Geräte überhitzt, die Leistungsminderung und die Ausfallraten. Für Zuverlässigkeit, Effizienz und zukünftiges Wachstum ist die richtige Dimensionierung der Kühlleistung unerlässlich.
Warum Wärmebelastung wichtig ist
Nahezu alle von IT- und Support-Systemen verbrauchten elektrischen Leistungen werden innerhalb des Raumes oder Regals in Wärme umgewandelt. Beleuchtung, Menschen und Solar gewinnen einen kleinen Anteil im Vergleich zu IT-Last hinzufügen. Das Kühlsystem muss diese Wärme kontinuierlich entfernen; andernfalls steigt die Raumtemperatur an. Die Wärmelast zum Evakuieren ist daher direkt an den Gesamtleistungsverbrauch gebunden – also an die Regel: Die Leistung in Watt (nach dem Anlegen einer Sicherheitsmarge) entspricht der Wärmebelastung zur Größenkühlung.
- Wärmebelastung: Gesamtwärme zu entfernen, in Watt oder BTU/h. Für IT-Räume ist es im Wesentlichen gleich der gesamten elektrischen Stromabnahme.
- BTU/h: Britische Thermische Einheiten pro Stunde; gemeinsame Einheit für Kühlleistung in Nordamerika.
- Tonnen Kälte: 1 ton = 12.000 BTU/h. HVAC und CRAC/CRAH-Einheiten werden oft in Tonnen angegeben.
- Sicherheitsmarge: Extrakapazität (z.B. 10–20%%) für Spitzen, zukünftiges Wachstum und Redundanz.
Vorteile der richtigen Kühlungsmessung
- Zuverlässigkeit: Die Geräte bleiben innerhalb der Temperaturgrenzen des Herstellers; weniger Ausfälle und längere Lebensdauer.
- Effizienz: Die rechte Kühlung vermeidet Über- und Unterversorgung (Hot Spots und Risiko).
- Planung: Die Kenntnis von BTU/h oder Tonnen hilft, CRAC-Einheiten, Plan Redundanz (N+1) und Budget zu vergleichen.
- Compliance: Viele Standards (z.B. ASHRAE) empfehlen Temperatur- und Feuchtebereiche; eine ausreichende Kühlung unterstützt die Einhaltung.
Einschränkungen und Erwägungen
- Dieser Rechner nimmt an, dass alle elektrischen Leistungen Wärme im Raum werden. Für dedizierte IT-Zimmer ist dies genau; hinzufügen Sie Beleuchtung und Belegung, wenn in der gleichen Zone.
- PDU- und UPS-Verluste (in der Regel einige Prozent) erzeugen auch innerhalb des Raumes Wärme – beinhalten sie in Gesamtleistung, wenn sie sich im gekühlten Raum befinden.
- Feuchtigkeitskontrolle (Humidifizierung/Entfeuchtung) kann zusätzliche Kapazität erfordern; HVAC-Spezifikationen konsultieren.
- Airflow-Design (Heiß-/Kälte-Aisles, Eindämmung) wirkt sich auf die Effektivität aus; das richtige Layout verbessert die Kühleffizienz.
Untere Kühlung führt zu Hot Spots, thermische Drosselung und Geräteausfall. Verwenden Sie immer gemessene oder konservative Leistungswerte und beinhalten einen Sicherheitsabstand. Für kritische Einrichtungen, betrachten N+1 oder 2N Redundanz, so dass die Kühlung fortgesetzt wird, wenn eine Einheit ausfällt.
Die in BTU/h oder Tonnen umgerechnete Kühlung durch Leistung (Watts) ist der Standardansatz für Rechenzentren und Serverräume. Verwenden Sie diesen Rechner, um die erforderliche Kapazität zu erhalten, eine Sicherheitsmarge hinzuzufügen, und planen Sie Redundanz, wo Uptime kritisch ist. Kombinieren Sie mit guter Luftströmungsgestaltung und Überwachung für eine komplette Kühlstrategie.
Warum Energie gleicht Wärme zu evakuieren
Durch das erste Gesetz der Thermodynamik wird Energie erhalten. Die an Server, Switches, Storage und PDUs gelieferte elektrische Leistung wird fast vollständig in Wärme umgewandelt: ein kleiner Teil wird leicht oder klingen, aber in einem Rechenzentrum endet die überwiegende Mehrheit als Wärme im Raum. Ventilatoren in der Ausrüstung bewegen diese Wärme in die Raumluft; das Raumkühlsystem (CRAC/CRAH, in-row oder ähnliche) muss es dann entfernen.
So für ein einzelnes Rack, eine Reihe von Racks oder ein ganzes Rechenzentrum: addieren Sie den Stromverbrauch aller IT- (und Support-)Geräte in der gekühlten Zone, wenden Sie Ihre Sicherheitsmarge an und konvertieren Sie in BTU/h oder Tonnen. Das ist die Kühlleistung, die Sie evakuieren müssen. HVAC- und CRAC/CRAH-Einheiten werden oft in Tonnen oder BTU/h angegeben, weshalb diese Umstellung für die Beschaffung und Gestaltung unerlässlich ist.
BTU und Tonnen Kälte
Die British Thermal Unit (BTU) ist die Energie, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Pfund Wasser um einen Grad Fahrenheit zu erhöhen. Die Kühlleistung wird in der Regel in BTU pro Stunde (BTU/h): die Wärmeabfuhrrate ausgedrückt. In Nordamerika werden auch Klimaanlage und Rechenzentrumskühlung in Tonnen Kälte angegeben.
1 Tonnen Kälte = 12.000 BTU/h. Historisch stellt dies die Kühlwirkung des Schmelzens einer Tonne Eis über 24 Stunden dar. Eine 10-Ton CRAC-Einheit entfernt 120.000 BTU/h.
Formeln und Umrechnungen
BTU/h = Leistung (Watt) × 3.412
1 Watt = 3,412 BTU/h (British Thermal Units pro Stunde). Der Taschenrechner wendet Ihre Sicherheitsmarge an die Leistung vor der Konvertierung an.
Tonnen Kälte: 1 Tonnen = 12.000 BTU/h. Tonnen = BTU/h ÷ 12.000. Klimatisierung und Rechenzentrumskühlung werden oft in Tonnen bewertet (z.B. eine 10-Ton-Einheit entfernt 120.000 BTU/h).
Schnelle Referenz:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
Arten von Kühlsystemen
Die Datacenter- und Serverraumkühlung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Kapazität wird noch in BTU/h oder Tonnen ausgedrückt; der Taschenrechner gilt für alle.
Raumebene (CRAC/CRAH)
Computer Zimmer Klimaanlage (CRAC) oder Air Handling (CRAH) Einheiten kühlen den gesamten Raum. Kapazität in Tonnen oder BTU/h. Gemeinsam in mittleren bis großen Rechenzentren.
In-row / Close-coupled
Einheiten, die zur gezielten Kühlung in oder neben Regalreihen platziert werden. Gut für Zonen mit hoher Dichte. Noch Größe durch Gesamtwärmelast (BTU/h oder Tonnen) für die Zone, die sie bedienen.
Flüssigkeitskühlung
Direkte oder indirekte Flüssigkeitskühlung (z.B. Hintertürwärmetauscher, Direkt-zu-Chip). Entfernt Wärme effizienter; Gesamtwärmebelastung in Watt/BTU/h treibt noch Kühler oder Trockenkühler-Größe an.
Rack-Level (ACU)
Kleine Klimaanlagen pro Rack oder Paar von Racks, oft in kleinen Serverräumen oder Randplätzen verwendet. Bewertet in BTU/h; Summe pro Rack-Last nach Größe.
Typische Werte und Referenztabelle
Verwenden Sie diese Tabelle, um den Rechner oder die Schätzkapazität für gemeinsame Szenarien zu überprüfen. Werte verwenden die Formel BTU/h = Watt × 3,412 und Tonnen = BTU/h ÷ 12.000.
| Last | Leistung (W) | BTU/h | Tonnen |
|---|---|---|---|
| 1 Rack (3 kW) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1 Rack (6 kW) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| 10 kW Zimmer | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| 50 kW Zimmer | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| 100 kW Rechenzentrum | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
Redundanz- und Sicherheitsmargen
Für kritische Anlagen ist die Kühlung oft redundant. N+1 bedeutet eine zusätzliche Einheit: Wenn Sie N Einheiten benötigen, um die Last zu erfüllen, installieren Sie N+1, so dass man scheitern oder erhalten werden kann, ohne Kapazität zu verlieren. 2N bedeutet vollständige Vervielfältigung. In N+1 muss jede Einheit in der Lage sein, die volle Last (oder zumindest die Last mit einer Einheit nach unten) zu handhaben, so dass jede CRAC für Gesamt BTU/h, nicht vollständig geteilt durch Anzahl von Einheiten.
10–20% zur berechneten Wärmebelastung für Spitzen, zukünftiges Wachstum und Messunsicherheit. Wenn der Raum Beleuchtung oder Menschen im gleichen Raum hat, fügen Sie ein paar Prozent mehr. Der Taschenrechner lässt Sie eine Marge eingeben (z.B. 110 für 10%%, 120 für 20%%).
Best Practices
- Verwenden Sie gemessene oder Namensschildleistung für die Genauigkeit; Summe aller IT-Last in der Zone (Rack oder Raum).
- 10–20% Marge für Spitzen, zukünftiges Wachstum oder Beleuchtung/Menschen, wenn im gleichen Raum.
- Für redundante Kühlung (N+1), Größe jede Einheit für die volle Last, so kann man nach unten.
- Konto für PDU und UPS Verluste: ein paar Prozent der Gesamtleistung wird auch Wärme im Raum.
- Vorbeugen Sie Heiß-/Kälte-Aisle-Layout und Eindämmung, um die Kühlung und Effizienz zu verbessern.
- Überwachen Sie die Ansaugtemperaturen und die Luftfeuchtigkeit; setzen Sie Alarme, um Unterkapazitäten oder Misserfolge früh zu fangen.