Universitäts­rechen­zentrum
URZ

TUCool – Adaptive Klimasteuerung für luftgekühlte Rechenzentren

Funktionsskizze Adaptive Klimasteuerung Visualisierung kalter und warmer Luftströme mit Kurvendiagramm

Projektbeschreibung

Das Forschungsprojekt TUCool der TU Chemnitz stellt ein innovatives Klimatisierungskonzept für bestehende, heterogene Rechenzentren dar. Klassische Optimierungsansätze der Umluftklimatisierung werden mit einer adaptiven Steuerung des Luftstroms auf Basis vorhandener Sensorik innerhalb der Serversysteme kombiniert. Die intelligente Regelungslogik nutzt Machine-Learning-Konzepte zur modulbasierten Integration unzähliger Sensorquellen.

Zielsetzung

Ziel war es, bestehende Umluftklimatisierungen aus Sicht der Energie- und Kosteneffizienz zu optimieren. Vorhandene Kaltgangeinhausungen mit Booster-Ventilator-Technologie ermöglichen die dynamische und lastabhängige Regulierung des Luftstroms. Eine verbesserte Regelungstechnik gleicht Lastspitzen besser aus. Die Energiekosten können so bei gleichbleibender Klimaleistung signifikant gesenkt werden.

Verteilung der Temperatursensoren und Luftsströme im Serverraum

Innovation

Klassische Klimalösungen nutzen wenige global installierte Sensoren für Regelung und Monitoring der Kühlsysteme. TUCool nutzt im Gegensatz dazu vielfältige Sensorik direkt in den Hardwarekomponenten der Rechenzentren. Lastinformationen, Temperatursensoren und Lüfterdrehzahlen sind aus jedem System lesbar. So steht eine flächendeckende Sensorik zur Verfügung, die umfassend weiterverarbeitet wird.

Mehrwert

TUCool optimiert softwarebasiert und ohne kostenintensive Hardwarekomponenten bestehende Klimalösungen. Verschiedene Sensorquellen können modular eingebunden und verarbeitet werden. Wiederkehrende Lastsituationen lernt das System automatisiert und vermeidet proaktiv thermischen Lastspitzen. Die Klimatisierung wird energie- und kosteneffizienter, ohne dabei die Hardware zusätzlich zu beanspruchen.

Projektfakten im Überblick

  • Fokus auf Green-IT-Konzepte zum energieeffizienten Betrieb vorhandener Bestandsrechenzentren, bietet hier enormes Optimierungspotential bei minimalem Kostenaufwand.
  • Kompatibilität und eine möglichst flexible Integration in die verfügbare Hardwarelandschaft, integriert sich in die bestehenden Klimalösungen
  • Das adaptive AirFlow-Management von TUCool bietet im Gegensatz zu bisherigen Lösungen einen deutlichen Innovationsgrad, da hier Lufttemperatur und Strömungsgeschwindigkeit nicht wie bisher als isolierte Regelungsgrößen betrachtet werden.

Referenzen und Auszeichnungen

  • Preisträger Deutscher Rechenzentrumspreis 2015
  • Matthias Vodel & Marc Ritter
    The TUCool Project – Low-cost, Energy-Efficient Cooling for Conventional Data Centres
    IN Proceedings of the 6th International Conference on Smart Grids, Green Communications and IT Energy-aware Technologies, IARIA, June 2016, ISSN: 2308-412X, ISBN: 978-1-61208-484-8.
  • Matthias Vodel & Marc Ritter
    Adaptive Sensor Data Fusion for Efficient Climate Control Systems
    IN Proceedings of the 17th International Conference on Human-Computer Interaction, page 582 – 593, Springer Verlag, August 2015. ISBN: 978-3-319-20680-6
  • Matthias Vodel
    Adaptive Cooling Concepts for Air-Conditioned Data Centre Environments
    IN Symposium on Computational Sustainability, Görlitz, November 2014.
  • Noah Pflugradt & Jan Mücke & Thorsten Urbaneck & Bernd Platzer & Matthias Vodel
    Kühlung im Rechenzentrum der TU Chemnitz
    IN KI Kälte – Luft – Klimatechnik, Huethig Verlag, Dezember 2015, ISSN: 1865-5432

Thermisches Raster über dem Plan des Serverraums, Kaltgänge tiefblau

Kontakt

Weiterführende Informationen zum Projekt, zu Kooperationsmöglichkeiten und relevanten Forschungsthemen erteilt Ihnen gerne das URZ der TU Chemnitz, PD Dr. Matthias Vodel, Telefon 0371 531-36499, E-Mail vodel@hrz.tu-chemnitz.de

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