KI-Rechenzentren definieren die Kühlinfrastruktur neu

Die hydronische Infrastruktur für Flüssigkeitskühlung neu definiert

Die Leistung von direkten Flüssigkeitskühlungssystemen hängt nicht nur von der Kühltechnik, sondern von der gesamten hydronischen Infrastruktur ab, die Kühlflüssigkeit vom Grey Space in den White Space transportiert. Erfahren Sie, wie die Materialauswahl Reinheit, Performance und Systemzuverlässigkeit beeinflusst.

Kühlinfrastruktur unter Druck

Die Rechenzentrumsbranche entwickelt sich rasant, doch der Aufstieg der KI verändert grundlegend, wie Einrichtungen konzipiert und betrieben werden. Die Leistungsdichte verschiebt sich von 16-kW-Racks auf 100 kW+ heute, mit 300–600 kW am Horizont, was die für eine niedrigere Leistungsdichte ausgelegten Kühlsysteme an ihre Grenzen bringt.

Zugleich stehen Betreiber vor strengeren Nachhaltigkeitsvorgaben, während ein fragmentiertes System für Flüssigkeitskühlung – bestehend aus Cold Plates, CDUs und Verbindungsmethoden – die Arbeit der Ingenieure erschwert. Inmitten dieses Umfelds bleibt ein zentrales Element häufig unbeachtet: die hydronische Infrastruktur, die das Kühlmittel transportiert.

Von Luftkühlung zur skalierbaren Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung

Was bestimmt die Performance von Rohrleitungssystemen im Bereich DLC?

Flüssigkeitskühlung erlangt an Bedeutung, weil Flüssigkeiten Wärme wesentlich effizienter als Luft übertragen – Wasser bietet eine ca. 3.500× höhere thermische Kapazität. Doch die Systemperformance hängt von mehr als nur den Kühleinheiten ab. Die Mikrokanäle der Cold Plates sind extrem empfindlich; selbst mikroskopisch kleine Partikel können die Performance verringern oder zu Ausfällen führen. Deshalb hat das Material des Rohrleitungssystems direkten Einfluss auf:

Kühlmittelreinheit und Kontaminationsrisiko

Selbst mikroskopisch kleine Partikel können in Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlungssystemen die Leistung der Cold Plates beeinträchtigen oder zu langfristigen Zuverlässigkeitsproblemen führen. Ingenieure müssen sicherstellen, dass der gesamte hydronische Kreislauf – vom Grey Space bis zum White Space – keine Verunreinigungen in die zunehmend sensiblen Kühlumgebungen einbringt.

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Hydraulische Performance

Mit steigenden Rackdichten nehmen auch die Anforderungen an Durchfluss und Systemkomplexität zu. Einen stabilen Durchfluss entlang langer Rohrleitungsnetze über die gesamte Lebensdauer des Systems zu gewährleisten, wird entscheidend, um eine konstante Kühlleistung sicherzustellen und unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden.

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Systemzuverlässigkeit und Leckageprävention

Die Kühlinfrastruktur muss unter anspruchsvollen Bedingungen kontinuierlich arbeiten – selbst kleinste Fehler können zu teuren Ausfallzeiten führen. Ein dauerhaft leckagefreies, zuverlässiges System zu gestalten, insbesondere an Verbindungsstellen, bleibt eine der grössten Herausforderungen des hydronischen Systemdesigns.

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Installationszeit und Skalierbarkeit

Rechenzentrumsprojekte stehen ständig unter dem Druck, schneller umzusetzen und zugleich Raum für zukünftige Erweiterungen zu lassen. Ingenieure müssen eine schnelle Installation mit hoher Systemqualität vereinen und sicherstellen, dass die Kühlinfrastruktur parallel zur steigenden Rechendichte skaliert werden kann.

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Angebots- und Detailengineering für Technologiekühlungssysteme
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Die Rolle von Polymer-Rohrleitungssystemen im Bereich DLC

Erfahren Sie, wie Komponenten für den Kühlmitteltransport – von Rohren und Fittings bis zu Ventilen und In-Rack-Verteilern – Performance, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit vom Chiller bis zum Chip beeinflussen.

Polymere – ein oft missverstandenes Material

Metallrohrleitungen sind seit Langem der Standard bei Kühlsystemen für Rechenzentren. Doch diese Annahme wird zunehmend infrage gestellt. Hochleistungs-Polymere:

  • werden seit Jahrzehnten in den anspruchsvollsten Applikationen verwendet
  • erfüllen die Anforderungen an Temperatur, Druck und Reinheit
  • werden in der Halbleiterfertigung breit eingesetzt

Der Irrtum liegt häufig darin, Industriepolymere mit Konsumgüterkunststoffen gleichzusetzen. Tatsächlich sind Werkstoffe wie PP-H und PVDF speziell für leistungsfähige hydronische Systeme entwickelt.

Polymer-Rohrleitungssysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung für Kühlanwendungen im Rechenzentrumsumfeld

Bewährt in High Density Computing Umgebung

Das NETMOUNTAINS-Rechenzentrumsprojekt wurde in Partnerschaft mit RITTAL umgesetzt. Das Projekt zeigt die Vorteile von Polymer-Bauteilen beim Flüssigkeitsmanagement in kritischen Kühlumgebungen. Es verdeutlicht zentrale Vorteile in der Materialperformance, eine schnellere Inbetriebnahme und eine skalierbare Infrastruktur für hochdichte Rechenzentren.

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Die jüngste Installation bei der Co-Location-Einrichtung NETMOUNTAINS (Velbert, Deutschland) zeigt, wie Polymer-Durchflusslösungen eine skalierbare Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlinfrastruktur unterstützen.

  • Kühlkreislauf vom Trockenkühler zu In-Rack-Verteilern

  • Integration über Grey Space und White Space hinweg

  • Unterstützung von Rackdichten bis 66 kW

  • Beschleunigte Installation durch Vorfertigung

Das Ergebnis: eine zuverlässige, skalierbare hydronische Kühlinfrastruktur für grosse Workloads.

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LiquidCore Portfolio

LiquidCore Portfolio

Entdecken Sie die vollständige Polymerlösung für die Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung. Das System sorgt für einen zuverlässigen Durchfluss zwischen CDU und Cold Plate. Es kombiniert ein umfassendes Produktportfolio mit massgeschneiderter Ingenieurleistung für optimierte Designs und präzise Vorfertigung, was eine schnelle Installation ermöglicht.

Anwendungsmöglichkeiten

Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Thermoplaste sind das zuverlässige Material für den Einsatz in Facility Water Systems und Technologiekühlungssystemen und verbinden Grauraum und Reinraum. Erfahren Sie mehr über die Anwendungsmöglichkeiten.

Online-Tools

Kostenlose Online-Tools

Die vielfältigen Online-Tools von GF erleichtern Konfiguration und Berechnung für zahlreiche Anwendungen. Nach Eingabe von Material- und Produktauswahl sowie Design und Dimensionen können Sie die entscheidenden Faktoren Ihres Projekts einfach und schnell berechnen – vom Facility Water System bis zum In-Rack-Verteiler.

Wir sind Mitglied des Open Compute Project

Das Open Compute Project ist eine schnell wachsende, globale Gemeinschaft von Ingenieurinnen und Ingenieuren, die sich der Entwicklung und Bereitstellung der effizientesten Server-, Speicher- und Rechenzentrumshardware für skalierbares Computing widmet. GF Industry and Infrastructure Flow Solutions ist 2024 stolz dieser innovativen Initiative beigetreten.

Georg Fischer Rohrleitungssysteme (Schweiz) AG

Amsler-Laffon-Strasse 9

8200 Schaffhausen

Schweiz