{"id":28001,"date":"2022-10-18T09:48:00","date_gmt":"2022-10-18T07:48:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.boston-it.com\/wasserloses-kuehlsystem-im-bostonlab-getestet\/"},"modified":"2022-10-18T09:48:00","modified_gmt":"2022-10-18T07:48:00","slug":"wasserloses-kuehlsystem-im-bostonlab-getestet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.boston-it.com\/ch\/wasserloses-kuehlsystem-im-bostonlab-getestet\/","title":{"rendered":"News aus dem BostonLab: Zutacore – Wasserloses K\u00fchlungssystem"},"content":{"rendered":"\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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ZUTACORE K\u00dcHLUNGSSYSTEM: PERFORMANCE-TEST IM BOSTON-LAB<\/h2>\n

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EINLEITUNG – ZutaCore Liquid Cooling-System<\/h3>\n

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Seit einigen Jahren gilt das Liquid Cooling-System von ZutaCore<\/strong> als ECHTE Revolution<\/strong> innerhalb der K\u00fchlungssysteme im IT-Bereich.<\/p>\n

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Es wurde urspr\u00fcnglich f\u00fcr den Automobilbereich entwickelt und kommt heute auch in anderen Branchen zum Einsatz. Das innovative System verwendet nat\u00fcrliches Wasser, um die W\u00e4rme der CPU abzuleiten<\/strong>: Das Wasser \u00fcbernimmt die Rolle einer Art W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00fcssigkeit.<\/p>\n

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Um Herauszufinden, was das Besondere<\/strong> daran ist und inwieweit es sich von anderen K\u00fchlungsmethoden unterscheidet, wurde es in den BostonLabs getestet. Die BostonLabs f\u00fchrten eine Reihe unterschiedlicher Tests durch. Das ZutaCore Liquid Cooling System wurde mit einem g\u00e4ngigen K\u00fchlsystem mit Ventilatoren verglichen.<\/p>\n

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Dieser Blog stellt die verschiedenen Analysen vor, die dabei durchgef\u00fchrt wurden – und zwar:<\/p>\n

    \n
  1. Temperatur<\/li>\n
  2. Frequenz und Taktung<\/li>\n
  3. Leistungsf\u00e4higkeit<\/li>\n
  4. Energieverbrauch<\/li>\n<\/ol>\n

    \u00a0<\/p>\n

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    Werfen wir einen Blick auf diese Tests und vor allem auf ihre Ergebnisse.<\/em><\/p>\n

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    VERSUCHSPROTOKOLL – ZutaCore DLC im Test<\/h3>\n

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    F\u00fcr die Tests haben die Boston Experten einen Vergleich zwischen Hochleistungs-K\u00fchlk\u00f6rpern (die auf der Supermicro-CPU installiert sind) mit dem ZutaCore K\u00fchlverfahren durchgef\u00fchrt.<\/p>\n

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    Die Grundlage <\/b>f\u00fcr den Speicher <\/b>bildete f\u00fcr beide Systeme ein H12 BigTwin 2U4N<\/b>. Jeder Knoten enthielt einen AMD EPYCTM 7742<\/b> (TDP von 225W) Prozessor. Als Vergleich <\/b>wurden die gleichen Systeme auf einem H12 Ultra 1U mit AMD EPYCTM 7763 DUAL-Prozessor<\/b> (TDP 280W) installiert.<\/p>\n

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    <\/p>\n

    Die Umgebungstemperatur wurde dank der Steuerung der HVAC-Einheit zwischen 25\u00b0C und 35\u00b0C festgelegt.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

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    1. TEST DER TEMPERATUR des Zutacore Systems<\/h3>\n

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    AMD EPYC 7742 (225W) MIT AS-212-HNTR<\/span><\/h4>\n

    Dieser Test wurde auf dem H12 BigTwin 2U4N mit einem AMD EPYC 7742 Dual-Prozessor durchgef\u00fchrt. Dabei wurde die Temperatur der beiden CPUs, CPU1 und CPU2 genannt, miteinander verglichen. Die CPU1 war am weitesten vom K\u00fchlsystem entfernt, w\u00e4hrend die CPU2 an das K\u00fchlsystem angrenzte.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    F\u00fcr diesen Test wurde der BlenderKit <\/strong>aus dem Barbershop verwendet, der 20 Minuten ab dem Erreichen der gew\u00fcnschten Anfangstemperatur dauerte. Im Versuch entschied sich unser BostonLab f\u00fcr die folgenden drei Umgebungstemperaturen: 25\u00b0C, 30\u00b0C und 35\u00b0C.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Die CPU2<\/strong> erzielte ein besseres Ergebnis<\/strong>, da sie sich an der Vorderseite des Geh\u00e4uses befindet, w\u00e4hrend die CPU1 mit Luft bel\u00fcftet wird, die bereits von der CPU2 erw\u00e4rmt wurde.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Je nach gew\u00fcnschter Grundumgebungstemperatur ergaben sich folgende Ergebnisse:<\/p>\n

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    <\/p>\n

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    <\/p>\n

    \n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    TEST 1:
    Temperatur der Testumgebung<\/strong><\/td>\n    		Ger\u00e4te<\/strong><\/td>\nCPU1
    <\/strong>(in \u00b0C)<\/td>\n    		CPU2<\/strong>
    (in \u00b0C)<\/td>\n<\/tr>\n
    25\u00b0C<\/strong><\/td>\nLuftgek\u00fchlte Einheit<\/td>\n86<\/td>\n65<\/td>\n<\/tr>\n
    \u00a0<\/td>\nZutaCore<\/td>\n56<\/td>\n55<\/td>\n<\/tr>\n
    30\u00b0C<\/strong><\/td>\nLuftgek\u00fchlte Einheit<\/td>\n89<\/td>\n68<\/td>\n<\/tr>\n
    \u00a0<\/td>\nZutaCore<\/td>\n61<\/td>\n62<\/td>\n<\/tr>\n
    35\u00b0C<\/strong><\/td>\nLuftgek\u00fchlte Einheit<\/td>\n95<\/td>\n78<\/td>\n<\/tr>\n
    \u00a0<\/td>\nZutaCore<\/td>\n66<\/td>\n66<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n

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    <\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    Der auff\u00e4lligste Punkt in diesem Vergleichstest, der beobachtet werden konnte, ist der mehr als deutliche Unterschied in der Temperatur der CPU1, die viel hei\u00dfer wurde als bei Zutacore. Beim Wechsel von der Air-cooled Heat Rejection Unit (kurz: luftgek\u00fchlte Einheit) zur ZutaCore K\u00fchlung ist ein deutlicher Unterschied von 30\u00b0C<\/strong> zu erkennen.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Wird die Temperatur in der Testumgebung auf 35\u00b0C erh\u00f6ht, ist der Grenzwert der CPU1 von mehr als 94\u00b0C erreicht. Bei ZutaCore sinkt die Temperatur <\/strong>jedoch auf 66\u00b0C. Das Ergebnis zeigt, dass die luftgek\u00fchlte Einheit den ersten Prozessor nicht ausreichend unter 94\u00b0C k\u00fchlt, was zu Hardware-Sch\u00e4den f\u00fchren kann.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Eine st\u00e4rkere K\u00fchlung f\u00fchrt zu einer besseren Qualit\u00e4t des Prozessors und einer l\u00e4ngeren Lebensdauer.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

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    <\/p>\n

    AMD EPYC 7763 (280W) MIT AS-1024US-TRT<\/span><\/h4>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Der zweite Test vom Versuchsprotokoll wich aufgrund der Produktkonfiguration etwas von dem ersten Test ab aufgrund der Anordnung der Module. Das Systemmodell ist Teil der High-End-Serie Supermicro Ultra 1U<\/strong>. Die beiden CPUs sind nicht mehr \u00fcbereinander, sondern horizontal auf der Platine hinter den L\u00fcftern angeordnet.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Im ersten Test waren die beiden Prozessoren des AS-212-HNTR vertikaler angeordnet. Tats\u00e4chlich befand sich die CPU2 vor dem L\u00fcfter, w\u00e4hrend die CPU1 noch vor der CPU2 lag. Dadurch, dass die Verteilung nicht mehr \u00fcberlappend, sondern linear erfolgt, werden die Effekte der erw\u00e4rmten Luft von einer CPU zu einer anderen reduziert, was folglich die K\u00fchlleistung optimiert.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Werfen Sie einen Blick auf die Ergebnisse in der Tabelle, um die K\u00fchlleistung besser zu verdeutlichen:<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    \n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    TEST 2:
    Temperatur der Testumgebung<\/strong><\/td>\n    		Ger\u00e4te<\/strong><\/td>\nCPU1<\/strong>
    (in \u00b0C)<\/td>\n    		CPU2<\/strong>
    (in \u00b0C)<\/td>\n<\/tr>\n
    25\u00b0C<\/strong><\/td>\nLuftgek\u00fchlte Einheit<\/td>\n85<\/td>\n83<\/td>\n<\/tr>\n
    \u00a0<\/td>\nZutaCore<\/td>\n63<\/td>\n63<\/td>\n<\/tr>\n
    30\u00b0C<\/strong><\/td>\nLuftgek\u00fchlte Einheit<\/td>\n94<\/td>\n85<\/td>\n<\/tr>\n
    \u00a0<\/td>\nZutaCore<\/td>\n66<\/td>\n64<\/td>\n<\/tr>\n
    35\u00b0C<\/strong><\/td>\nLuftgek\u00fchlte Einheit<\/td>\n94<\/td>\n89<\/td>\n<\/tr>\n
    \u00a0<\/td>\nZutaCore<\/td>\n66<\/td>\n68<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n

    <\/p>\n<\/div><\/div>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Auch der zweite Test<\/strong> zeigte deutlich, dass ZutaCore keine Probleme mit der K\u00fchlung der CPUs <\/strong>hat. Dies ist besonders wichtig, da ZutaCore die Anzahl der L\u00fcfter von 8 auf 6 reduziert hat und somit Energie spart.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    2. FREQUENZ-TEST des Zutacore-Racks<\/h3>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Unsere Experten von Boston haben neben der Temperatur auch analysiert, wie sich die K\u00fchlung auf die Frequenz und die Taktung des CPU-Kerns auswirkt. Mit anderen Worten wurde getestet, inwieweit die Rendering-Durchlaufzeiten durch das bessere Temperaturmanagement verbessert <\/strong>wurden.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    TEMPERATUR DER TESTUMGEBUNG VON 25\u00b0C<\/span><\/h4>\n

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    Betrachten wir die vom Boston-Lab erstellten Grafiken:<\/p>\n

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    \"5228\"<\/figure>\n

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    <\/p>\n

    Grafik: Taktverhalten von CPU1 (links) und CPU2 (links) mit luftgek\u00fchlter Einheit (rot) und ZutaCore (gr\u00fcn) bei einer Umgebungstemperatur von 25\u00b0C<\/strong>.<\/em><\/p>\n

    \u00a0<\/em><\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Das auff\u00e4lligste Element in diesen Grafiken ist das Verhalten der CPU1 in Bezug auf Frequenz und Takt.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    In der linken Grafik<\/strong> ist eine gewisse Latenz bei der luftgek\u00fchlten Einheit zu erkennen, da die Frequenz sinkt<\/strong>: Es wurde eine Frequenz zwischen 2400 GHz und 1600 GHz f\u00fcr die niedrigste Frequenz bei der Ausf\u00fchrung des Blender-Zyklus festgestellt. Der Unterschied in GHz betr\u00e4gt 800GHz. Auch wenn dieser R\u00fcckgang vor\u00fcbergehend ist, ist er dennoch unregelm\u00e4\u00dfig, wie man zwischen den Sekunden 00:14 bis 0:25 beobachten kann.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Mit ZutaCore ist die Frequenz deutlich stabiler<\/strong>, wenn auch nicht perfekt.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Tats\u00e4chlich f\u00e4llt die Frequenz in einem 4-Sekunden-Lapse von 00:14 bis 00:18 nicht unter 2300GHz, bei einer Differenz von 200GHz. Es ist somit eine um 5 Sekunden geringere Latenzabweichung auf der Zeitebene zu erkennen und eine Abw\u00e4rtsabweichung von 600GHz.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    TEMPERATUR DER TESTUMGEBUNG VON 30\u00b0C<\/span><\/h4>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Beobachten wir nun die Ergebnisse:<\/p>\n

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    <\/p>\n

    \"5229\"<\/figure>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Grafik: Taktverhalten von CPU1 (links) und CPU2 (links) mit luftgek\u00fchlter Einheit (rot) und ZutaCore (gr\u00fcn) bei einer Umgebungstemperatur von 30\u00b0C<\/strong>.<\/em><\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Gleiches Ergebnis hier, Frequenz und Takt<\/strong> sind mit ZutaCore stabiler<\/strong>. Die niedrigste Frequenzdauer auf der linken Seite, von 00:18 bis 00:24, senkt die GHz auf 1900GHz. Auf der rechten Seite hat die niedrigste Dauer, von 00:24 bis 00:25, eine Frequenz von 2300GHz.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    TEMPERATUR DER TESTUMGEBUNG VON 35\u00b0C<\/span><\/h4>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Die Bilanz mit einer Umgebungstemperatur von 35\u00b0C wird noch aussagekr\u00e4ftiger:<\/p>\n

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    <\/p>\n

    \"5230<\/figure>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Grafik: Taktverhalten von CPU1 (links) und CPU2 (links) mit der luftgek\u00fchlten Einheit (rot) und ZutaCore (gr\u00fcn) bei einer Umgebungstemperatur von 35\u00b0C<\/strong>.<\/em><\/p>\n

    \u00a0<\/em><\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Die Frequenz auf der linken Seite ist sehr a-periodisch, die niedrigste Frequenzspitze liegt bei 1400GHz mit der luftgek\u00fchlten Einheit. Mit dem ZutaCore<\/strong> ist die Frequenz stabiler<\/strong>. Die niedrigste Frequenzspitze liegt nicht \u00fcber 2100 GHz.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    In Anbetracht dieser Daten konnten wir feststellen, dass die Frequenz und der CPU-Takt von dem ZutaCore Mechanismus stabiler sind. Die Frequenz f\u00e4llt mit dem ZutaCore nie unter 2000GHz.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Da wir im Temperaturtest festgestellt haben, dass ZutaCore eine effizientere K\u00fchlung aufweist, konnten wir nach dem Frequenz-Test feststellen, dass die Stabilit\u00e4t der Frequenz und des Taktes mit der effizienteren K\u00fchlung der CPU zusammenh\u00e4ngt<\/strong>.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Da die Stabilit\u00e4t verbessert wird, bedeutet dies, dass die Rendering-Durchlaufzeit beeinflusst werden muss.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    3. RENDERING-DURCHLAUFZEIT des ZutaCore-Racks<\/h3>\n

    <\/p>\n

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    Die Boston-Experten haben das Rendering mit denselben Parametern der Umgebungstemperatur und Ausr\u00fcstung getestet.<\/p>\n

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    Beachten wir die folgenden Daten:<\/p>\n

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    \"5231\"<\/figure>\n

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    Tabelle: AMD EPYC 7742 Rendering-Zeit mit luftgek\u00fchlter Einheit (orange) und mit ZutaCore (blau).<\/i><\/p>\n

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    Unabh\u00e4ngig von der Temperatur erzielt das ZutaCore System jedes Mal die schnellste Rendering-Durchlaufzeit. Geradezu beeindruckend sind die bemerkenswerten Minutengewinne zwischen den K\u00fchlungsmethoden, insbesondere der Unterschied von 4 Minuten und 5 Sekunden f\u00fcr die 35\u00b0C Umgebungstemperatur, was eine 17%ige Verbesserung des Renderings<\/strong> bedeutet. Dies h\u00e4ngt h\u00f6chstwahrscheinlich mit der verbesserten Frequenz und Taktstabilit\u00e4t der CPUs zusammen.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    4. TEST DES ENERGIEVERBRAUCHS von dem Zutacore-Rack<\/h4>\n

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    <\/p>\n

    Der Zweck dieser Tests bestand darin, zu pr\u00fcfen, ob die Art der verwendeten Prozessork\u00fchlung einen Einfluss auf den Gesamt-Stromverbrauch des Servers hat.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    F\u00fcr unsere Tests w\u00e4hlten wir einen Supermicro AS-1024US-TRT und schlossen ihn direkt an ein HAMEG MH8115-2 Leistungsmessger\u00e4t an. W\u00e4hrend des einst\u00fcndigen Testzyklus haben wir den Stromverbrauch in Intervallen von einer Sekunde gemessen und anschlie\u00dfend aus allen gesammelten Werten den durchschnittlichen Stromverbrauch berechnet.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Beide K\u00fchlungskonfigurationen wurden mit allen 8 installierten L\u00fcftern getestet. Zus\u00e4tzlich wurde bei der Konfiguration mit Fl\u00fcssigkeitsk\u00fchlung getestet, wie sich das Ergebnis mit einer reduzierten Anzahl von L\u00fcftern (8 L\u00fcfter reduziert auf 6 St\u00fcck) ver\u00e4ndert.<\/p>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    Dieses Mal haben wir als Lastgenerator den Prime95 Small FFTs Torture Test <\/strong>verwendet, um die Prozessoren an ihre Grenzen zu bringen und den maximalen Stromverbrauch zu erzeugen. Die Tests wurden bei einer Umgebungstemperatur von 25 \u00b0C durchgef\u00fchrt.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n

    <\/p>\n

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    \u00a0<\/td>\nStromverbrauch <\/strong>
    (in Watt)<\/td>\n<\/tr>\n
    Luftk\u00fchlung <\/strong>(mit 8 L\u00fcftern)<\/td>\n725,6<\/td>\n<\/tr>\n
    ZutaCore <\/strong>(mit 8 L\u00fcftern)<\/td>\n676,8<\/td>\n<\/tr>\n
    ZutaCore <\/strong>(mit 6 L\u00fcftern)<\/td>\n662,1<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
    <\/figcaption>\n
    <\/figcaption>\n
    <\/figcaption>\n
    <\/figcaption>\n
    Den Testergebnissen zufolge konnten wir durch den Einsatz der ZutaCore-K\u00fchll\u00f6sung 48,8 W pro Server einsparen<\/strong>. Aufgrund der niedrigeren CPU-Temperatur liefen die L\u00fcfter der Server mit niedrigeren Drehzahlen, was den Gesamtstromverbrauch reduzierte.

    \n

    Das hei\u00dft, wenn wir beispielsweise 34 AS-1024US-TRTs in einem 42U-Rack installieren, k\u00f6nnen wir bis zu fast 1,66 kW pro Rack einsparen. Nat\u00fcrlich m\u00fcssen wir die maximale Leistungsaufnahme der luftbasierten HRU ber\u00fccksichtigen, die bis zu 1,12 kW verbrauchen kann, was unsere Einsparungen auf 0,54 kW reduziert, aber f\u00fcr Kunden, die eine maximale Energieeffizienz suchen, bietet ZutaCore auch die HWU-W an, eine wasserbasierte HRU<\/strong>. Die HRU-W verwendet Wasser als Sekund\u00e4rkreislauf zur K\u00fchlung des Novec 7000, was bedeutet, dass die L\u00f6sung bei h\u00f6heren Umgebungstemperaturen mit weniger leistungsstarken HLK-Ger\u00e4ten zur K\u00fchlung der Umgebungsluft betrieben werden kann. Zus\u00e4tzliche Einsparungen k\u00f6nnen durch die Wiederverwendung der von der HRU abgeleiteten W\u00e4rme durch W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungssysteme erzielt werden.<\/p>\n

    \u00a0<\/p>\n<\/figcaption>\n<\/figure>\n

    <\/p>\n

    <\/p>\n

    SCHLUSSFOLGERUNG: ZutaCore \u00fcberzeugt<\/h3>\n

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    ZutaCore bietet eine beachtliche K\u00fchlleistung, die sich wie folgt zusammenfassen l\u00e4sst:<\/p>\n

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    <\/p>\n