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Frage an die Physiker

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  1. Frage an die Physiker

    Autor: RZFrag 02.07.09 - 14:05

    Folgende Versuchsanordnung:

    Ein Gerät strahlt Wärme von 5kW ab (weiß jetzt nicht ob das die korrekte Einheit ist, evtl. wären es ja neumodisch BTUs).

    Ein Kühlaggregat soll für ausreichende Wärmeabfuhr sorgen, halt wie in einem RZ auch.

    Ich als LAIE finde, man muß Kühlung in 2 Teile unterteilen:

    1. Das Absenken der Raumtemperatur auf x Grad
    2. Das Abführen der Wärmeenergie aus dem wärmeabgebenden Gerät

    Macht es da eigentlich auf der Stromrechnung einen großartigen Unterschied ob ich ein RZ auf 18° C halte oder auf 20° C?

    Hitnergrund meiner Frage: Die entstehende Wärme muß ja sowieso immer abgeführt werden also wäre deren Aufwand doch konstant (also Punkt 2.) und die Kühlleistung für Punkt (1.) wäre doch losgelöst von Punkt 2, also genauso aufwändig, wie einen komplett leeren Raum zu kühlen.

    Will sagen: Man kann sich das so vorstellen wie einen Wassereimer, der unten ein Loch hat.

    Oben füllt man Wasser langsam ein (symbolisch für die unerwünschte Wärme) und unten fließt es wieder ab (Kühlung). Jetzt müßte doch der Aufwand, die unerwünschte Wärme abzuführen gleich bleiben, ob nun der Wasserstand im Eimer (die Raum-Temperatur) höher oder niedriger ist.
    Und wollte man den Wasserstand zusätzlich absenken, müßte man sich an Pnukt 1 wenden.

    Insofern wäre doch das Einsparpotenzial auf Punkt 1. begrenzt und somit: "Vorhanden aber Naja."

    Ist diese gedankliche Vorstellung korrekt?



  2. Re: Frage an die Physiker

    Autor: 2ti6x 02.07.09 - 14:10

    du änderst ja durch die kühlung nicht den füllstand des wassers, sondern die größe des loches...

  3. Re: Frage an die Physiker

    Autor: RZFrag 02.07.09 - 14:16

    Ok, das mag ja sein, aber die Kosten für das entsprechend große Loch, um die Raumtemperatur (Wasserpegel) konstant zu halten, sind doch immer gleich oder nicht? (Mal abgesehen vom höherwerdenden Wasserdruck bei höherem Pegel, aber evtl. würde hier ja mein Vergleich hinken).


    Andererseits: Was passiert eigentlich, wenn ich einen super isolierten Raum permanent mit 50° C beheize (die unerwünschte Hitze des Servers), wird es dann irgendwann über 50° C heiß? Ich meine irgendwie muß sich doch das "Mehr 50° pro Rauminhalt" bemerkbar machen.

    Wie gesagt, bin Laie, sind alles nur Mutmaßungen, daher meine Fragen.

  4. Re: Frage an die Physiker

    Autor: RZFrag 02.07.09 - 14:30

    Oh, merke gerade, dass "Temerpatur" ja nur eine "Zustandsbeschreibung" ist, somit hätte es keinen Einfluß wenn permanent mit 50° nachgeheizt würde, da es nichts über die neue zugeführte Wärme aussagt.

    Man müßte anders fragen: In einem perfekt isolierten Raum steht eine Wärmequelle mit 5kW. Würde der Raum beliebig heiß werden?

  5. Re: Frage an die Physiker

    Autor: InformatikMan 02.07.09 - 14:36

    Es geht hier doch hauptsächlich um die Energie, die zum Kühlen der Räume VON AUSSEN REINGESTECKT wird. Lässt man eine höhere Raumtemperatur zu (was technisch eigentlich kein Problem ist), muss man auch weniger Energie zum Kühlen einsetzen, was wiederum der Natur zugute kommt. Mit dem Energieverbrauch der Server selbst hat das kaum was zu tun!

    Es ist eigentlich eine einfache Sache!

  6. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Missingno. 02.07.09 - 14:38

    RZFrag schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Man müßte anders fragen: In einem perfekt
    > isolierten Raum steht eine Wärmequelle mit 5kW.
    > Würde der Raum beliebig heiß werden?
    Theoretisch ja.

    --
    Dare to be stupid!

  7. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Ictoain 02.07.09 - 14:42

    Noch wirksamer wäre es allerdings nicht die Luft um die Server rum, sondern tatsächlich die Server (bzw. genau die Teile die's nötig haben) zu kühlen.

    Das wäre dann nämlich deutlich effizienter (und die Luft da drin wäre trotzdem noch halbwegs kühl, weil halt einfach die Heizung fehlt).

  8. -3728 << Grad

    Autor: Inc Dec 02.07.09 - 14:50

    2zu3 wie 7zu8

  9. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Shibbi 02.07.09 - 14:50

    RZFrag schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Ok, das mag ja sein, aber die Kosten für das
    > entsprechend große Loch, um die Raumtemperatur
    > (Wasserpegel) konstant zu halten, sind doch immer
    > gleich oder nicht? (Mal abgesehen vom
    > höherwerdenden Wasserdruck bei höherem Pegel, aber
    > evtl. würde hier ja mein Vergleich hinken).
    >


    Wenn du das Loch größer machst am unteren Ende musst du oben auch mehr Wasser auf einmal nachfüllen.

    Oder selbst ausprobieren. Verbraucht dein Kühlschrank mehr Strom wenn er sich auf 7° anstatt auf 9° abkühlt?



    Es gibt doch inzwischen schon viele Alternativen was man mit der Wärme machen kann. Es gibt Schwimmbäder die von Rechenzentren beheizt werden

  10. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Hans Schlau 02.07.09 - 14:59

    Begründung: Energieerhaltung.

  11. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Dunkelelf 02.07.09 - 15:02

    Nachdem ich alle Beiträge gelesen habe und meine Idee nicht dabei ist möchte ich Sie auch mal zu "Papier" bringen ;)


    Die Temperatur des Raumes ist nicht nur von den sich in ihm befindlichen Wärmequellen abhängig, sondern auch von der Außentemperatur. Diese ist im Winter natürlich vernachlässigbar. Im Sommer sieht das aber schon ganz anders aus. Es ist bei einem leeren Raum schon deutlich aufwändiger ihn bei 30° Außentemperatur auf 18° zu kühlen als auf 20°. Und dazu kommen dann noch die sich im Raum befindlichen Wärmequellen.

    Ich habe mal irgendwo gelesen, daß in IT Räumen 25° als gute Raumtemperatur angegeben wird. Das sind schonmal 7° weniger zur Außentemperatur im Sommer als wenn ich 18° haben will. Ergo muss die Anlage deutlich weniger Energie aufbringen.

  12. Re: Frage an die Physiker

    Autor: IhrName9999 02.07.09 - 15:40

    Missingno. schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > RZFrag schrieb:
    > --------------------------------------------------
    > -----
    > > Man müßte anders fragen: In einem
    > perfekt
    > isolierten Raum steht eine
    > Wärmequelle mit 5kW.
    > Würde der Raum beliebig
    > heiß werden?
    > Theoretisch ja.
    BWAHAHAHA pass mal im Physik-Unterricht besser auf!

    Das wäre im Übrigen Energieerzeugung und somit physikalisch unmöglich. Die Menge an erreichbarer Hitze in einem Raum hat die zugeführte Menge an Hitze als Asymptote. Immer.

  13. Re: Frage an die Physiker

    Autor: IhrName9999 02.07.09 - 15:41

    Hans Schlau schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Begründung: Energieerhaltung.

    Richtig. Deswegen kann es NICHT funktionieren.

  14. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Missingno. 02.07.09 - 15:52

    Wenn ich in ein abgeschlossenes System kontinuuierlich 5kW reinpumpe, steigt die Wärme theoretisch unendlich an. Es wird keine Energie "erzeugt", sie kommt von außerhalb des Systems (bzw. in dem Fall von der "Quelle").

    --
    Dare to be stupid!



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 02.07.09 15:54 durch Missingno..

  15. Re: Frage an die Physiker

    Autor: tsnake 02.07.09 - 16:03

    Hallo,

    stimmt nich so ganz

    T ~Energie^2

    Also bei Punkt 1 ist es sehr erheblich, ob 2 grad mehr kühle. der eimer verliert das wasser linear, hier leider nur wurzel

  16. Re: Frage an die Physiker

    Autor: IhrName9999 02.07.09 - 16:14

    Missingno. schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Wenn ich in ein abgeschlossenes System
    > kontinuuierlich 5kW reinpumpe, steigt die Wärme
    > theoretisch unendlich an.

    Ganz Sicher nicht :)
    Das wäre ein Perpetuum Mobile und würde alle Energieprobleme der Welt auf einen Schlag lösen. Bitte hör auf so nen Schwachsinn zu vermuten, ja?

    http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz

    > Es wird keine Energie
    > "erzeugt",

    Doch, wenn sich zu irgendeinem Zeitpunkt mehr Energie befindet als zugeführt wurde so wurde Energie erzeugt. Und das klappt in diesem Universum nicht.

  17. Re: Frage an die Physiker

    Autor: IhrName9999 02.07.09 - 16:16

    tsnake schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > T ~Energie^2

    Unfug. Die Temperatur ist abhängig von vielen Faktoren wie zB. Zeit, Grösse des Raums, Menge der zugeführten Energie, Absorptionsverhalten der Isolation, elektrische Felder, Gasdruck im Raum .... und einiges mehr.

  18. Re: Frage an die Physiker

    Autor: Missingno. 02.07.09 - 16:21

    Vielleicht solltest du lesen, was du da postest:

    Der Energieerhaltungssatz sagt aus, dass die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärme. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten: Die Energie ist eine Erhaltungsgröße.
    Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant.

    Unter einem abgeschlossenen System versteht man ein System ohne Energie-, Informations- oder Stoffaustausch und ohne Wechselwirkung mit der Umgebung.


    Wechselwirkung mit der Umgebung ist hier die Zufuhr/Quelle von 5kW.

    --
    Dare to be stupid!

  19. Re: Frage an die Physiker

    Autor: :-) 02.07.09 - 16:26

    Dann werfe ich auch noch einen weiteren Punkt in die Diskussion :-)

    Wichtig ist auch der Wärmewiderstand, denn der bestimmt das Temperaturgefälle bei vorgegebenem Wärmefluss.

    Wenn also die gleiche Wärmemenge abfließen muss wie durch den Rechnerbetrieb hinzugeführt wird, dann wird bei großem Widerstand das Temperaturgefälle sehr groß sein müssen.

    Beispiel:
    Die Rechnerschränke sind verschlossen, die Luftzirkulation ist sehr schlecht. In dem Fall müsste ich arktische Luftströme durch den Raum pusten, um den Rechner zu retten.

    Um auf dein Beispiel mit den Löchern zurückzukommen: Sind die zu klein (zu großer Widerstand), dann muss ich schon eine Saugpumpe benutzen, um die nötige Wassermenge aus dem Eimer zu holen.

    Als gutes Beispiel:
    Ich kühle mit warmen Wasser direkt die Siliziumscheibe. Das Wasser wird dabei heiß und wird zur Heizung anderer Räume benutzt. Das warme Wasser, das zurückkommt, wird wieder zur Kühlung benutzt.

  20. Re: Frage an die Physiker

    Autor: IhrName9999 02.07.09 - 16:27

    Missingno. schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Vielleicht solltest du lesen, was du da postest:

    Das habe ich, mein junger Freund ... sehr gut sogar :)

    > Wechselwirkung mit der Umgebung ist hier die
    > Zufuhr/Quelle von 5kW.

    Richtig, somit ist es kein abgeschlossenes System, ergo bleibt die darin befindliche Energie nicht konstant. Ansteigen kann sie trotzdem nur bis zur Höhe der zugeführten Energie.
    Und nun?

    Aber ich seh schon : du bist ein ziemlicher Träumer. Ich empfehle dir, einmal deinen Physik-Lehrer in Bezug auf das Thema zu befragen, eventuell hat er die notwenige Kompetenz um dir zu erklären warum die Hitze in dem Raum niemals höher als das thermische Ergebnis einer zugeführten Energiemenge von 5kW sein kann. Übrigens müsste man das erst einmal umrechnen, 5 kW ist nur eine elektrische Leistung und sagt zuallererst nichts über Hitze aus

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