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NEUES PRODUKT
Vena® Rail Flex
Schlauch für Heiz- und Kühlsysteme
Teilsektoren
NEUES PRODUKT
Vena®Thermic Flow
Hochdurchfluss-Schlauch aus verstärktem EPDM
9 min lesen
Die rasante Entwicklung der künstlichen Intelligenz (KI), des Hochleistungsrechnens (High Performance Computing, HPC) und zunehmend leistungsdichter IT-Infrastrukturen stellt beispiellose Anforderungen an das Wärmemanagement von Rechenzentren. Mit steigenden Leistungsdichten auf Rack-Ebene wird eine effiziente und zuverlässige Wärmeabfuhr zu einer entscheidenden Voraussetzung für die Aufrechterhaltung der Betriebsleistung, der Anlagenzuverlässigkeit und der Energieeffizienz.
Flüssigkeitskühlungstechnologien bieten eine wirksame Möglichkeit, hohe thermische Lasten zu bewältigen, da Flüssigkeiten im Vergleich zu Luft eine deutlich höhere volumetrische Wärmekapazität aufweisen. Die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit dieser Systeme hängen jedoch nicht nur von den Kühlaggregaten ab, sondern auch von der Auslegung und Integrität des gesamten Kühlmittelverteilnetzes.
Faktoren wie die hydraulische Leistungsfähigkeit, die Materialverträglichkeit, die räumlichen Einbaubedingungen und die Zuverlässigkeit der Verbindungen müssen sorgfältig bewertet werden, um eine langfristige Funktionsfähigkeit der Systeme sicherzustellen.
Dieser Artikel untersucht fünf zentrale technische Herausforderungen bei der Flüssigkeitskühlung von Rechenzentren und erläutert, wie spezialisierte Lösungen für den Fluidtransfer zu deren Bewältigung beitragen können.
Mit zunehmender Leistungsaufnahme der Prozessoren und steigender Wärmeentwicklung auf Rack-Ebene müssen Flüssigkeitskühlsysteme höhere thermische Lasten aufnehmen und gleichzeitig stabile Kühlmittelvolumenströme sowie kontrollierte Betriebstemperaturen gewährleisten.
In primären Flüssigkeitskühlkreisläufen, die Wärme zwischen der gebäudeseitigen Kühlinfrastruktur und den Kühlmittelverteilereinheiten (Coolant Distribution Units, CDUs) übertragen, sind Schlauchdurchmesser, Druckbeständigkeit und hydraulische Eigenschaften wesentliche Auslegungskriterien.
Eine unzureichende Dimensionierung der Komponenten kann zu übermäßigen Druckverlusten, einem erhöhten Energiebedarf der Pumpensysteme und einer Verringerung der Gesamteffizienz führen.
VENA® THERMIC FLOW wurde für primäre Kühlkreisläufe entwickelt, die hohe Kühlmittelvolumenströme erfordern. Die verstärkte EPDM-Konstruktion und die Verfügbarkeit größerer Innendurchmesser ermöglichen eine effiziente Kühlmittelverteilung unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen.
Die Kombination aus mechanischer Verstärkung und flexibler Installation erleichtert die Integration in die Kühlinfrastruktur von Rechenzentren. Gleichzeitig können Ingenieure die Fluidverbindungen entsprechend den spezifischen hydraulischen Anforderungen des jeweiligen Systems optimieren.
Moderne Rechenzentren verfügen über zunehmend kompakte Kühlarchitekturen, bei denen der verfügbare Einbauraum durch dicht bestückte Serverracks, Rohrleitungsnetze und zusätzliche technische Anlagen begrenzt wird.
Unter diesen Bedingungen müssen flexible Verbindungen komplexe Leitungsführungen ermöglichen, ohne dass übermäßige Verformungen, Durchflussbeschränkungen oder mechanische Belastungen entstehen.
Enge Biegeradien können lokale Druckverluste verursachen, zum Abknicken der Schläuche führen und zusätzliche mechanische Kräfte auf die Anschlussstellen ausüben.
VENA® THERMIC FLEX wurde speziell für sekundäre Flüssigkeitskühlkreisläufe entwickelt, bei denen eine hohe Flexibilität und eine platzsparende Schlauchführung entscheidend sind.
Die silikonbasierte Konstruktion kombiniert eine textile Verstärkung mit einer vollständig eingebetteten Metallspirale. Dadurch bietet sie eine erhöhte Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegen das Zusammenfallen des Schlauchs unter geeigneten Betriebsbedingungen.
Diese Konstruktion erleichtert die Installation auf engem Raum und trägt gleichzeitig dazu bei, den Schlauchquerschnitt aufrechtzuerhalten und eine gleichmäßige Kühlmittelzirkulation innerhalb der festgelegten Betriebsgrenzen sicherzustellen.
Flüssigkeitskühlsysteme verwenden unterschiedliche Wärmeträgermedien, darunter aufbereitetes Wasser sowie Wasser-Glykol-Gemische. Die Auswahl hängt von den Betriebstemperaturen, der Systemarchitektur und den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab.
Die Verwendung von Materialien, die mit dem zirkulierenden Kühlmittel nicht kompatibel sind, kann zu chemischem Abbau, Quellung, Veränderungen der mechanischen Eigenschaften oder einer verkürzten Lebensdauer der Komponenten führen.
Bei der Bewertung der langfristigen Materialverträglichkeit müssen zudem die Betriebstemperatur, die Kühlmittelkonzentration, die verwendeten Additivpakete sowie die Dauer der Medienexposition berücksichtigt werden.
VENA® THERMIC CORE verfügt über eine verstärkte Konstruktion aus einem EPDM-basierten Hybridelastomer, die für Fluidtransferanwendungen in sekundären Kühlkreisläufen entwickelt wurde.
Die Materialkonfiguration ist darauf ausgelegt, eine hohe mechanische Beständigkeit zu gewährleisten und thermischen Wechselbelastungen bei Verwendung geeigneter Kühlmittelformulierungen standzuhalten.
Durch die Kombination einer verstärkten Konstruktion mit einer anwendungsspezifischen Materialauswahl unterstützt VENA® THERMIC CORE eine zuverlässige Kühlmittelverteilung in Rechenzentrumskühlsystemen, die kontinuierlichen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
In flüssigkeitsgekühlten Rechenzentren befinden sich Fluidtransferkomponenten häufig in unmittelbarer Nähe empfindlicher elektronischer Geräte. Daher sind die Minimierung von Leckagerisiken, die Aufrechterhaltung der mechanischen Integrität und die Auswahl von Materialien mit geeigneten Brandeigenschaften von entscheidender Bedeutung.
Schlauchleitungen müssen hinsichtlich ihres Betriebsdrucks, ihres Temperaturbereichs, der mechanischen Belastungen, der Anschlusskonstruktion sowie der geltenden Anforderungen an das Brandverhalten der Materialien bewertet werden.
Venair-Lösung: VENA® THERMIC Produktreihe
Die VENA® THERMIC Produktreihe umfasst Materialien mit der Brennbarkeitsklassifizierung UL 94 V-0 und eignet sich damit für Anwendungen, bei denen definierte Anforderungen an die Schwerentflammbarkeit gestellt werden.
UL 94 V-0 ist eine standardisierte Klassifizierung auf Grundlage einer vertikalen Brennprüfung, mit der das Brandverhalten polymerer Materialien unter festgelegten Prüfbedingungen bewertet wird.
In Verbindung mit einer geeigneten Schlauchkonstruktion, der richtigen Auswahl der Anschlusskomponenten und fachgerechten Installationsverfahren tragen diese Materialeigenschaften zur Entwicklung von Kühlsystemkomponenten bei, die anspruchsvolle betriebliche und sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen sollen.
Mit der Weiterentwicklung von Rechenzentrumsinfrastrukturen zur Unterstützung höherer Leistungsdichten pro Rack, steigender Rechenkapazitäten und veränderter Gerätekonfigurationen müssen Flüssigkeitskühlsysteme Skalierbarkeit, Modularität und Installationsflexibilität bieten.
Bei der Auslegung von Kühlmittelverteilnetzen müssen unterschiedliche Volumenstromanforderungen, Betriebstemperaturen, Druckverhältnisse und Anschlusskonfigurationen berücksichtigt werden. Gleichzeitig sollten zukünftige Systemanpassungen und Kapazitätserweiterungen erleichtert werden.
Venair-Lösung: Ein umfassendes Portfolio für die Flüssigkeitskühlung
Die VENA® THERMIC Produktreihe bietet ergänzende Fluidtransferlösungen für primäre und sekundäre Kühlkreisläufe.
Mit VENA® THERMIC FLOW, CORE und FLEX können Ingenieure die passende Schlauchkonfiguration entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen auswählen. Zu den Auswahlkriterien zählen die hydraulische Leistungsfähigkeit, die Kühlmittelverträglichkeit, die thermischen Betriebsbedingungen, die mechanische Verstärkung sowie die räumlichen Einbaubedingungen.
Dieses Produktportfolio ermöglicht die Integration flexibler Verbindungen in unterschiedliche Bereiche der Flüssigkeitskühlinfrastruktur.
Als Ergänzung zur VENA® THERMIC Produktreihe bietet Venair Verbindungskomponenten an, die auf die technischen Anforderungen flüssigkeitsgekühlter Rechenzentren abgestimmt sind.
Dazu gehören Universal Quick Disconnect (UQD)-Schnellkupplungen sowie Kugelhähne mit Verriegelungsmechanismus (Interlock Ball Valves), die in Standardgrößen und geeigneten Konfigurationen erhältlich sind.
UQD-Schnellkupplungen ermöglichen das modulare Verbinden und Trennen von Kühlkreisläufen. Kugelhähne mit Verriegelungsmechanismus gewährleisten eine kontrollierte Absperrung des Kühlmittelstroms und können bei sachgemäßer Systemintegration dazu beitragen, das Risiko unbeabsichtigter Trennvorgänge zu reduzieren.
Die Kombination aus flexiblen Schläuchen und kompatiblen Verbindungskomponenten unterstützt eine effiziente Montage, erleichtert den Zugang für Wartungsarbeiten und ermöglicht die Integration in unterschiedliche Kühlarchitekturen.
Detaillierte technische Spezifikationen und Informationen zu den verfügbaren Konfigurationen finden Sie im Venair-Katalog für elektrische und elektronische Systeme (Electric & Electronics Systems Catalogue).
Systeme zur direkten Flüssigkeitskühlung von Prozessoren (Direct-to-Chip Liquid Cooling) verwenden häufig metallische Kühlmittelverteiler (Manifolds), um das Kühlmittel zu mehreren Kühlplatten (Cold Plates) oder einzelnen Kühlzweigen zu führen und von dort zurückzuführen.
Je nach Rack-Design und Systemarchitektur können diese Verteiler unterschiedliche Geometrien, Abmessungen, Anschlussanordnungen und Strömungsverteilungen erfordern.
Venair bietet kundenspezifisch entwickelte metallische Verteilerbaugruppen mit integrierten flexiblen Schlauchverbindungen, die entsprechend den technischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung gefertigt werden.
Diese vormontierten, einbaufertigen Lösungen können den Montageaufwand vor Ort reduzieren, Installationsabläufe vereinfachen und eine einheitliche Integration der Fluidtransferkomponenten unterstützen.
Durch die Kombination kundenspezifischer Verteiler mit der VENA® THERMIC Schlauchproduktreihe und kompatiblen Verbindungskomponenten bietet Venair integrierte Fluidtransferbaugruppen, die den Aufbau skalierbarer Direct-to-Chip-Kühlinfrastrukturen erleichtern.
Da die Flüssigkeitskühlung in hochverdichteten Rechenzentrumsumgebungen zunehmend an Bedeutung gewinnt, müssen die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit sämtlicher Komponenten des Kühlmittelverteilnetzes sorgfältig berücksichtigt werden.
Von primären Kühlkreisläufen mit hohen Volumenströmen über kompakte Sekundärverbindungen bis hin zu kundenspezifischen Verteilerbaugruppen spielt die Auslegung der Fluidtransfersysteme eine zentrale Rolle für die Effizienz des Wärmemanagements, die Betriebssicherheit und die Skalierbarkeit der Infrastruktur.
Mit der Produktreihe VENA® THERMIC FLOW, CORE und FLEX sowie integrierten Verbindungssystemen und kundenspezifischen Verteilerbaugruppen bietet Venair technisch ausgelegte Fluidtransferlösungen, die den sich wandelnden Anforderungen moderner Rechenzentrumskühlsysteme gerecht werden.
Kontaktieren Sie uns, um Ihre Kühlarchitektur zu besprechen, geeignete Material- und Anschlussoptionen zu bewerten und die optimale VENA® THERMIC Lösung für Ihre Anwendung zu finden.
Lassen Sie uns gemeinsam Ihre nächste Flüssigkeitskühllösung entwickeln.
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