Kühlung der Sekundärkreisläufe in Rechenzentren: Durchflussmessung mittels Ultraschall-Durchflussmesser

In modernen Rechenzentren steigt die Leistungsdichte der IT-Geräte stark an, insbesondere durch die Entwicklung von KI, Cloud, Hyperscale und Colocation-Infrastrukturen. Die von den Servern abgegebene Wärme erfordert präzise, kontinuierlich arbeitende und hochverfügbare Kühlsysteme.

Der stationäre Ultraschall-Durchflussmesser Time Delta-C Extended von Fuji Electric ermöglicht in Verbindung mit zwei PT100-Temperatursensoren die Messung des Durchflusses, der Vor- und Rücklauftemperaturen sowie der ausgetauschten Wärmeenergie in den sekundären Kühlkreisläufen. Dank seiner nicht-intrusiven Transitzeit-Technologie lässt er sich direkt an bestehenden Rohrleitungen installieren, ohne dass der Prozess unterbrochen oder die Rohrleitungen verändert werden müssen. Diese Lösung erfüllt die Anforderungen an die Kühlung von Rechenzentren, Energieeffizienz und die Aufrechterhaltung des IT-Betriebs.


Rechenzentren, Energieeffizienz und regulatorischer Druck

Techniker, die in einem Rechenzentrum die Kontrollbildschirme überwachen, um die Kühlung und den Durchsatz zu optimieren

Rechenzentren sind zu einer kritischen Infrastruktur für die digitale Wirtschaft geworden. Sie beherbergen Cloud-Anwendungen, rechenintensive Dienste, Umgebungen für künstliche Intelligenz und strategisch wichtige Daten. Dieser Anstieg führt zu einem erhöhten Kühlbedarf, da fast die gesamte von den Servern verbrauchte Energie in Wärme umgewandelt wird.

In diesem Zusammenhang müssen Betreiber die IT-Verfügbarkeit, die Kontrolle der Betriebskosten und die Verringerung des ökologischen Fußabdrucks in Einklang bringen. Kennzahlen wie der PUE, Energie-KPIs, die Nachverfolgbarkeit der Leistung sowie die Überwachung des Wasser- und Energieverbrauchs werden für die Steuerung der Anlagen unerlässlich. Daher ist eine zuverlässige und kontinuierliche Durchflussmessung unverzichtbar, um die Anlagen präzise zu steuern und Betriebsabweichungen frühzeitig zu erkennen.

Auch der europäische Rechtsrahmen entwickelt sich weiter. Die Europäische Kommission hat ein Berichterstattungssystem zur Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Rechenzentren eingerichtet, das eine europäische Datenbank sowie Indikatoren zur Bewertung ihrer Effizienz umfasst. Die delegierte Verordnung (EU) 2024/1364 führt insbesondere ein Berichtssystem für die betroffenen Rechenzentren ein, das an die EU-Richtlinie zur Energieeffizienz anknüpft. In Frankreich verstärken die Verpflichtungen im Zusammenhang mit der Energieeffizienz und der Nutzung von Abwärme zudem das Interesse an zuverlässigen Messungen in den Kühlkreisläufen.


Effiziente Kühlung der Sekundärkreisläufe ohne Beeinträchtigung der IT-Betriebskontinuität

Techniker, die an Kühlanlagen in einem Rechenzentrum arbeiten und die Systeme und Server überwachen

Betreiber von Rechenzentren müssen mit schwankenden und mitunter sehr schnell auftretenden Wärmebelastungen umgehen. Die Inbetriebnahme von Servern für KI, maschinelles Lernen oder Hochleistungsrechnen kann zu erheblichen Schwankungen des Kühlbedarfs führen. Ohne eine genaue Durchflussmessung in den Sekundärkreisläufen ist es schwierig, eine gleichmäßige Verteilung des Kaltwassers oder des Wärmeträgers zu gewährleisten.

Diese mangelnde Transparenz kann zu lokalen Überlastungen in den IT-Räumen führen, das Risiko von Hardwareausfällen erhöhen und die Betriebsbedingungen verschlechtern. Ein unausgewogenes Hydrauliksystem kann zudem zu einem überhöhten Energieverbrauch führen, da Kältemaschinen, Pumpen, Wärmetauscher, RAU- und AU-Klimageräte oder Kaltwasseraggregate nicht immer im optimalen Betriebsbereich arbeiten.

Eine weitere große Herausforderung ist die Installation von Messgeräten an in Betrieb befindlichen Rohrleitungen. In einem Rechenzentrum kann jeder mechanische Eingriff an einem Kühlkreislauf komplex, kostspielig und risikobehaftet sein. Ein invasiver Sensor kann eine teilweise Abschaltung, eine Entleerung, eine Änderung der Rohrleitungen oder einen Vorgang erfordern, der mit den Verfügbarkeitsanforderungen unvereinbar ist.

Schließlich benötigen die Betriebsteams zuverlässige und vernetzbare Daten, um Überwachungssysteme wie die Gebäudeleittechnik (GLT), das Gebäudemanagementsystem (BMS) oder das SCADA-System zu versorgen. Ohne Daten zu Durchfluss, Temperatur und Wärmeenergie ist es schwieriger, Ungleichgewichte zu erkennen, die tatsächliche Leistung mit den Zielvorgaben zu vergleichen und die Kühlung des Rechenzentrums nachhaltig zu optimieren.


Die Lösung von Fuji Electric: Messung von Durchfluss und Wärmeenergie ohne Stillstand der Anlage

Ultraschall-Durchflussmesser, installiert an einer Industrierohleitung zur Überwachung der Kühlung in einem Rechenzentrum

Der erweiterte stationäre Ultraschall-Durchflussmesser Time Delta-C bietet eine Lösung, die speziell auf die Anforderungen von Rechenzentren zugeschnitten ist. Seine Technologie basiert auf dem Laufzeitprinzip: Der Durchflussmesser vergleicht die Laufzeit der Ultraschallwellen in Strömungsrichtung und in Gegenrichtung. Diese Methode ermöglicht die Durchflussmessung ohne direkten Kontakt mit dem Medium.

Dank der an der Rohrleitung angebrachten externen Sensoren lässt sich die Lösung ohne Eingriffe in den Betrieb installieren. Es sind weder eine Unterbrechung des Betriebsablaufs noch Bohrarbeiten oder Änderungen an der Rohrleitung erforderlich. Dieser Vorteil ist besonders wichtig für IT-Räume, in denen die Aufrechterhaltung des Betriebs und die Einhaltung von SLAs oberste Priorität haben.

Das System umfasst außerdem zwei PT100-Temperaturfühler, die an der Vor- und Rücklaufleitung angebracht sind. Diese Konfiguration ermöglicht es, die Temperaturdifferenz zu messen und die im Kreislauf ausgetauschte Wärmeenergie zu berechnen. Der Betreiber verfolgt somit nicht nur einen momentanen Durchfluss, sondern erhält einen umfassenden Überblick über die thermische Leistung seiner Sekundärkreisläufe.

Die Daten können anschließend über analoge Ausgänge und industrielle Kommunikationsprotokolle übertragen werden, die mit den Überwachungsarchitekturen von Rechenzentren kompatibel sind. So können die Teams die Energieeffizienz visualisieren, die hydraulischen Einstellungen anpassen, Abweichungen erkennen und die Gesamteffizienz des Kühlsystems verbessern.

Schematische Darstellung eines Kühlsystems für ein Rechenzentrum mit Primär- und Sekundärkreislauf, die mit Ultraschall-Durchflussmessern gemessen werden
Schematische Darstellung des Kühlsystems eines Rechenzentrums mit einem Ultraschall-Durchflussmesser im Sekundärkreislauf.

Entdecken Sie die Lösung zur Durchfluss- und Wärmemessung für Rechenzentren


Warum sollte man für Sekundärkühlkreisläufe einen Ultraschall-Durchflussmesser wählen?

In einem Rechenzentrum aufgestellte Server-Racks mit integrierten Netzwerkgeräten und Kühlsystemen

Sicherstellung der Kühlung in IT-Räumen
Durch die kombinierte Messung von Durchfluss und Temperatur lässt sich überprüfen, ob die Sekundärkreisläufe das gekühlte Wasser oder das Wärmeträgermedium ordnungsgemäß zu den kritischen Anlagen leiten.

Optimierung der Energieeffizienz des Rechenzentrums
Die Berechnung der Leistung und der Wärmeenergie ermöglicht es, die Kühlung auf der Grundlage realer Daten zu steuern, um Überlastungen, hydraulische Ungleichgewichte und unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.

Installation der Messung ohne Unterbrechung des Prozesses
Die externen Sensoren werden an den vorhandenen Leitungen montiert, ohne dass eingreifende Maßnahmen erforderlich sind. Dies minimiert Betriebsrisiken und gewährleistet die Kontinuität des IT-Betriebs.

Betriebsabweichungen in Echtzeit überwachen
Daten zu Durchfluss, Temperatur und Wärmeenergie erleichtern die Erkennung von Anomalien, Leistungseinbußen oder Ungleichgewichten zwischen den Kreisläufen.

Einfache Integration in GTB-, BMS- und SCADA-Systeme
Dank der analogen Ausgänge und der industriellen Kommunikationsschnittstellen lassen sich die Messwerte problemlos in die bereits im Rechenzentrum vorhandenen Überwachungstools integrieren.


Berührungslose Durchflussmessung zur Optimierung der sekundären Kühlkreisläufe

Ultraschall-Durchflussmesser von Fuji Electric mit Clamp-On-Sensor zur berührungslosen Durchflussmessung in Rohrleitungen

Erweiterter stationärer Ultraschall-Durchflussmesser Time Delta-C mit PT100-Temperatursensoren

  • Gleichzeitige Messung von Durchfluss und Wärmeenergie
    Ultraschall-Durchflussmesser mit integrierter Energiezählerfunktion zur genauen Überwachung der thermischen Leistung des Kreislaufs.
  • Nicht-invasive Installation an den sekundären Kühlkreisläufen
    Externe Montage an bestehenden Rohrleitungen, kompatibel mit verschiedenen Durchmessern, ohne Änderung der Rohrleitungen oder Unterbrechung des Prozesses.
  • Auf die Anforderungen von IT-Kühlkreisläufen zugeschnittene Präzision
    Ultraschalltechnologie mit Laufzeitmessung für stabile, zuverlässige und wiederholbare Messungen in den Hydrauliksystemen von Rechenzentren.
  • Einfache Integration in BMS-, GTB- und SCADA-Systeme
    Analoge Ausgänge und industrielle Kommunikationsschnittstellen ermöglichen eine einfache Datenübertragung an die Überwachungsarchitekturen von Rechenzentren.
Blick auf ein Rechenzentrum mit Serverreihen und industriellen Kühlanlagen auf dem Dach
Rechenzentrumsinfrastruktur, die Serverräume und Kühlsysteme kombiniert, um die Energieeffizienz zu verbessern.

Der Ultraschall-Durchflussmesser Time Delta C: Die Lösung für die Kühlung der Sekundärkreisläufe in Rechenzentren

Umdie Energieeffizienz eines Rechenzentrums zu verbessern, die Kühlung der IT-Räume sicherzustellen und die Durchflussmessung in den Sekundärkreisläufen zuverlässiger zu gestalten, ist der erweiterte stationäre Ultraschall-Durchflussmesser Time Delta-C eine besonders geeignete Lösung. Er vereint berührungslose Messung, Erfassung der Wärmeenergie, Integration in Überwachungssysteme und Installation an bestehenden Rohrleitungen.

Durch die Bereitstellung zuverlässiger Daten zu Durchfluss, Vor- und Rücklauftemperaturen sowie dem Wärmeaustausch hilft es den Betreibern, ihre Kühlkreisläufe besser zu steuern, Betriebsabweichungen zu vermeiden und eine hohe Verfügbarkeit der kritischen IT-Infrastrukturen sicherzustellen.

Picto Download Anwendung

Gewährleistung einer präzisen Steuerung der sekundären Kühlkreisläufe in den IT-Räumen von Rechenzentren

Laden Sie Ihr Anwendungsdatenblatt herunter und entdecken Sie die Lösung zur Optimierung der Sekundärkreisläufe in Rechenzentren!

Download