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Klimatisierte 19"-Serverschränke

Das Thema Serverschrank mit Klimaanlage ist recht umfangreich und in jeder Installation individuell.
Hier haben wir die wichtigsten grundlegenden Informationen zusammentragen, die in Hunderten von Installationen immer wieder erschienen sind und wir antworten auf Fragen, die uns täglich gestellt werden.

Die unten folgenden Informationen können Sie auch als IT-Leitfaden Klimatisierte Serverschränke (PDF-Datei) hier herunterladen.
Bei Interesse wenden Sie sich bitte einfach an unsere geschulten Technischen Berater unter angebot@it-budget.de oder per Telefon unter 0049 (0) 61 22 / 92 789 - 21.


Definition

Serverschrank IS-1 mit Seitenanbauklimaanlage

Klimatisierte Serverschränke sind Schränke aus Stahlblech mit 19"-Innenausbau, die optimiert sind für den Anschluß eines Kühlgerätes (Klimaanlage und Kühlgerät werden in diesem Zusammenhang gleichbegrifflich verwendet).
Im Einzelnen bedeutet:

optimiert: Ein wesentliches Merkmal dieser Schränke ist die relativ hohe Schutzart von mindestens IP54. Weiterhin sind an einer Seite, Front-, Rücktür oder Dach Öffnungen für den Anbau des Kühlgerätes vorhanden.

Kühlgerät: Behandelt werden hier nur Kompakt-Kühlgeräte, bei denen Kompressor und Verdampfer in einem Gerät enthalten sind und die damit als externen Anschluß eigentlich nur einen 230 V- oder 400 V-Stromanschluß benötigen.
Splitgeräte oder Sidecooler werden wegen der umfangreicheren Eingriffe in die Gebäudetechnik an anderer Stelle behandelt.

Einsatzgebiete und Vorteile

Klimatisierte Serverschränke werden über all dort eingesetzt wo

  • die Umgebungsluft aufgrund von Verschmutzung (Industrie- und Gewerbebereich) oder Temperaturschwankungen (Outdoor) keine Kühlung eines weitgehend offenen Schrankes mit Umgebungsluft erlaubt. Schon ein erhöhter Anfall von Staub kann für Server innerhalb weniger Monate das technische Ende bedeuten, ganz zu schweigen von Schleif- oder Abriebstaub, ölhaltiger Luft etc.
  • eine Schrankkühlung die einzig mögliche Alternative zu einer Raumkühlung darstellt, zum Beispiel aus gebäudetechnischen Gründen.

Vorteile

Serverschrank IS-1 mit Dachklimaanlage
  • die Geräte arbeiten weitgehend autark, d.h. es werden keine Zu- und Abführungsleitungen für Kühlmittel benötigt. Das Verlegen von Rohren im Gebäude entfällt. Einzig ein Standard-230 V- (oder 400 V) Stromanschluß ist notwendig. Im Schrank anfallendes Kondenswasser wird, je nach Gerätekonstruktion abgeleitet oder im Gerät elektrisch verdunstet.
  • einfache Montage und Einstellung. Die Montage des Gerätes am Schrank und die Einstellung des Thermostates ist auch für interessierte Laien möglich. Allein für den elektrischen Anschluß sollte eine elektrotechnisch gelernte Fachkraft beauftragt werden.
  • die Geräte sind weitgehend wartungsarm bis wartungsfrei. Um einen uneingeschränkten Betrieb auch über Jahre zu gewährleisten empfehlen wir trotzdem die Überprüfung der Geräte mindestens einmal jährlich, im Falle höherer Beanspruchung, Einsatz von Filtern etc. auch häufiger.
  • durch das Anreihen von IP-54-Schränken ohne Zwischenwand kann ein Kühlgerät auch mehrere Schränke kühlen. Wir empfehlen hierbei ein Augenmerk auf die Luftführung in den angereihten Schränken zu legen.
  • bei geeigneten Schränken können Kühlgeräte auch leicht nachgerüstet werden, indem eine Seitenwand oder Dach für den Anbau mit den entsprechenden Öffnungen versehen werden.

Dach-Kühlgerät vs. Seitenanbau-Kühlgerät

Vorteile des DachaufbaukühlgerätesDachklimaanlage für Serverschrank

  • keine Zugangs-Behinderung aussen um den Schrank, wo ein Zugang zur Wartung der Technik oder für Fluchwege wichtiger ist
  • Kühlleistungen bis 5,2 kW (Achtung, zulässige Dachlast des Schrankes beachten)

Nachteile des Dachaufbau-Kühlgerätes

  • Luftumwälzung findet gerätebedingt nur im oberen Teil des Schrankes statt: Im vorderen Dachbereich wird kühle Luft in den Schrank geblasen, im hinteren Dachbereich wird die Warmluft abgesaugt. Es empfiehlt sich eine zusätzliche Luftführung durch Luftkanäle, Schottblenden etc. im Schrank zu montieren.
  • Der Zugang für die Kühlgerät-Wartung ist durch die meistens verwendeten 42 HE-Racks in über 2 Metern Höhe schwierig

Vorteile des Seitenanbau-Kühlgerätes

Klimatiserter Serverschrank Seitenanbau
  • Gerätebedingt ist die Luftumwälzung im Schrank besser: im unteren Bereich wird kühle Luft eingeblasen, im oberen Bereich wird die erwärmte Luft abgesaugt. Eine weitere Luftführung im Schrank ist meist nicht nötig.
  • Die maximale Kühlleistung der Geräte ist mit bis zu 10 kW höher. Ausserdem können für die Maximierung der Kühlleistung oder eine ausfallsichere Redundanz mehrere Seitenanbau-Geräte an einem Schrank installiert werden.

Nachteil des Seitenanbau-Kühlgerätes

  • Das Gerät behindert den Zugang zu einer Schrankseite und steht eventuell in einen Fluchtweg hinein.

Richtige Kühlleistung

Es gibt eine Faustformel für die Berechnung der notwendigen Kühlleistung, die aber einigen Einschränkungen unterliegt, die im Folgenden erläutert werden.

Faustformel zur Berechnung der Kühlleistung: Die Summe der Watt-Leistungen der im Schrank eingebauten Geräte sollte ungefähr der Kühlleistung des Kühlgerätes entsprechen.

Genauer: Die Kühlleistung der Klimaanlagen wird in Watt angegeben. Das Pendant auf der anderen Seite ist die Wärmelast, die sich aus dem Betrieb von elektrischen Geräten (Server, USV, Switch etc.) im Schrank ergibt.
Jedes elektrische Gerät hat eine Verlustleistung in Form von Wärme (=> Wärmelast), die - ganz grob definiert - auch in Watt oder BTU/hr (British thermal unit) angegeben wird. In den technischen Spezifikationen vieler Geräte sind BTU angegeben. Es gibt diverse Umrechnungstools im Internet, daher hier nur ganz kurz: 3400 BTU entsprechen ca. 1.000 W.

Die tatsächliche zu kühlende Wärmelast hängt von unzähligen Faktoren ab, falls Ihnen Kenntnisse oder Erfahrungswerte fehlen, empfehlen wir immer einen Fachmann zu Rate zu ziehen.

Hier die Einschränkungen:

Einschränkung 1: Die angegebene Watt-Leistung eines Gerätes, bzw. seines Netzteiles entspricht nicht genau der Wärmelast. 

Beispiel Server:
Bei Servern entspricht ungefähr 80% der Netzteilleistung die max. Verlustleistung, je nach Wirkungsgrad der Servernetzteile. Da die meisten Netzteile ca. 80% Wirkungsgrad haben, könnte man also grob aussagen: pro 1000 W Netzteil = 800 W Verlustleistung maximal.
Bei redundanten Netzteilen in der Regel immer nur 1 x Netzteil annehmen, da das andere nicht aktiv ist.

Beispiel USV: Bei USVs entspricht die Verlustleistung ca. 10-20% der USV Leistung, daher könnte man es wie folgt aussagen: 1000 W USV = 100-200 W Verlustleistung maximal.

Einschränkung 2: Die Temperatur der Umgebungsluft des Schrankes ist mit ausschlaggebend für die Effizienz des Kühlgerätes.

Bei allen Kühlgeräten finden Sie Leistungsdiagramme. Die Voreinstellung und Basis der Geräteangabe zur Kühlleistung von Herstellerseite ist eine Umgebungstemperatur von 35°C sowie eine angestrebte Schrankinnentemperatur von 35°C.

Aus den Leistungsdiagrammen ist zu ersehen, dass zum Beispiel bei einer Raumumgebungstemperatur von 20°C und einer angestrebten Schrankinnentemperatur von 30°C die Klimaanlage eine höhere Kühlleistung aufweist, als die Herstellerangabe - es könnte also ein Gerät mit geringerer Kühlleistung beschafft werden.

Achtung: Die Klimaanlage gibt im Betrieb Wärme an den Raum ab, was bis zu 50% mehr als die Klimagerätleistung sein kann: Bei einem 1000 W Klimagerät wird bis zu 1500 W Verlustleistung an den Raum abgegeben.

10 wichtige Hinweise zum Betrieb eines Serverschrankes mit Klimagerät

1. Für die ausreichende Berechnung der Kühlleistung des Kühlgerätes ist immer der Endkunde, bzw. dessen beauftragter Dienstleister, verantwortlich: Aufstellungsort, Leistung und Position der eingebauten Geräte, sind entscheidend. Gerne helfen wir Ihnen bei der Kalkulation.

2. Den Schrank gut versiegeln, d.h. darauf achten, dass der Schutzgrad von IP54 nicht unterschritten wird. Risse oder sonstige Öffnungen beeinträchtigen die Leistung des Kühlgerätes erheblich und erhöhen die Kondenswasserbildung.

3. Regelmäßig den Kondenswasserbehälter kontrollieren (gilt nicht für Geräte mit elektrischer Kondenswasserverdampfung) und evtl. angesammelten Schmutz entfernen.

4. Das Kühlgerät wird im Werk auf 35°C eingestellt, ideale Temperatur für die meisten Anwendungen. Falls nicht unbedingt erforderlich, sollte von einer Verringerung dieser Temperatureinstellung Abstand genommen werden, da eine Temperaturabsenkung die Leistung des Kühlgerätes beeinträchtigt und darüber hinaus zu einer erhöhten Kondenswasserbildung führt.

5. Bei der optimalen Luftführung im Schrank ist darauf achten, dass der Luftstrom nicht behindert wird durch Geräte und Einbauten. Eine Versperrung des Luftein- oder -austritts durch zu nah befestigte Bauteile sollte unbedingt vermieden werden. Bauteile mit eigener interner Belüftung sollten so angebracht sein, dass ihr Luftstrom den Luftstrom des Kühlgerätes nicht behindert. Idealerweise wird mittels Schottblechen die Kühlluft direkt vor die 19"-Ebene geführt.

6. Vor dem Öffnen der Schranktür das Kühlgerät abschalten, damit eine überhöhte Kondenswasserbildung vermieden wird. Hier bietet sich das Anbringen eines Türkontaktschalters an.

7. Kühlgeräte entwickeln eine Geräuschemmission von bis zu 75 dB(A). Daher sollte bei der Aufstellung darauf geachtet werden, dass in unmittelbarer Umgebung keine Menschen von dieser Geräuschquelle gestört werden können.

8. Die Kühlgeräte geben im Betrieb Wärme ab, weswegen auf eine ausreichende Belüftung bzw. Kühlung der Umgebung geachten werden sollte.

9. Eine starke Überdimensionierung der Klimaanlage sollte vermieden werden, da die Schaltzyklen des Kompressors ansteigen und es somit auf die Lebensdauer des Klimagerätes negativen Einfluss hat.

10. Mindestens 1 x pro Jahr das Klimagerät vom Fachmann checken lassen, auch bei sogenannten wartungsarmen oder wartungsfreien Geräten. Entstandene oder sich anbahnende Schäden können so rechtzeit erkannt und beseitigt werden, bevor es zum Systemabsturz kommt.


Das Thema Serverschrank mit Klimaanlage ist recht umfangreich und in jeder Installation individuell.
Bei IT-BUDGET haben wir im Laufe der Jahre Deutschlands umfassendstes Sortiment zusammengestellt, bestehend aus direkt einsatzfertigen Komplettschränken, alternativ IP54-Schränke und dazu Kühlgeräte einzeln, sowie das komplette Zubehörprogramm unserer Marken-Herstellerpartner.
Bei Interesse wenden Sie sich bitte einfach an unsere geschulten Technischen Berater unter angebot@it-budget.de oder per Telefon unter 0049 (0) 61 22 / 92 789 - 21.

Wir sind Ihr Partner für die Markenprodukte der folgenden Hersteller:
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