STULZ hat ein Whitepaper veröffentlicht, das einen durchgängigen Ansatz zur Kühlung hochdichter KI-Rechenzentren beschreibt und Direct Chip Liquid Cooling (DCLC) mit Präzisionsluftkühlung kombiniert. Nach Angaben des Unternehmens begegnet die Flüssigkeitskühlung Hotspots auf Prozessorebene, während die Wärme von Spannungswandlern, Speichermodulen, optischen Transceivern und weiterer Serverelektronik weiterhin durch Luftkühlung abgeführt werden muss. Whitepaper_Liquid_Cooling_End-t…
Das Papier unterteilt die Infrastruktur für Flüssigkeitskühlung in sechs aufeinander abgestimmte Ebenen: Serverkühlung, Rack-Unterverteilung, Reihen- und Zonenverteilung, Gebäudetechnikmanagement, zentrale Coolant Distribution Units (CDUs) und externe Wärmeabfuhr. Auf Serverebene führen Kühlplatten Wärme von CPUs, GPUs, Speichermodulen und Spannungswandlern ab, während Schnellkupplungen und Leckageerkennung Betrieb und Wartung unterstützen.
STULZ bezeichnet die CDU als hydraulische Trennstelle zwischen der primären Kaltwasserversorgung und dem sekundären Rack-Kreislauf. Das Papier beschreibt Plattenwärmeübertrager, geregelte Pumpen, N+1-Redundanz und SPS-basierte Regelung sowie Filtration, Entgasung, Druckhaltung und Chemikaliendosierung. Außerdem erörtert es die Verringerung der Annäherungstemperatur über die CDU-Wärmeübertrager von 4 K auf 2 K und die Auswirkungen auf die primären Wassertemperaturen und die Dimensionierung der Wärmeübertrager.
Bei dynamischen KI-Lasten sollte die Auslegung der Kühlung laut STULZ transiente Spitzen berücksichtigen, anstatt sich auf zeitlich gemittelte Lasten zu stützen. Ein Beispiel berechnet, dass 500 Liter (132 US gal) eines Wasser-Glykol-Gemischs mit einer spezifischen Wärmekapazität von etwa 3,8 kJ/(kg·K) und einem Temperaturanstieg von 10 K (18°F) ungefähr 19 MJ Wärme aufnehmen können. Dies bietet theoretisch einen Puffer von etwa 38 Sekunden bei einer ungedeckten Last von 500 kW (ca. 1,71 Millionen BTU/h) oder von etwa 10 Sekunden bei 2 MW (ca. 6,82 Millionen BTU/h).
Das Whitepaper behandelt außerdem Regelungsstrategien auf Basis von Differenzdruck, Temperaturdifferenz und Durchfluss, wobei etwa 1,5 L/min pro kW (0,40 US gal/min pro kW) als Richtwert für die Planung des Volumenstroms genannt werden. Es beschreibt zwei PID-Parametersätze und eine N+1-Gruppenregelung für CDUs, einschließlich Lastschwellen von mindestens 80 % und höchstens 40 % für die stufenweise Zu- und Abschaltung von Pumpen und Ventilen.
STULZ kommt zu dem Schluss, dass CDUs in hochdichten KI-Installationen über speicherprogrammierbare Steuerungen und automatisierte Schnittstellen koordiniert mit den thermischen IT-Lasten betrieben werden müssen, statt als isolierte gebäudetechnische Anlagen.
