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EDV-Raumkühlung

Allgemeines

Datenzentren und Serverräume sind Serverraumkühlung: Anlagensicherheit, Einhaltung enger Grenzwerte, zuverlässige Klimasteuerung, hohes Optimierungspotential durch hohe Laufzeiten im Jahrauf eine absolut zuverlässige Kühlung ihrer Räume angewiesen. Sobald es Schwankungen in der Versorgung gibt und die Temperaturen an den Racks über ein gewisses Niveau steigen, kann dies  zu katastrophalen Systemausfällen und entsprechenden Verlusten führen.

Eine detaillierte Betrachtung der Anforderungen und der optimalen klimatischen Umsetzung ist daher generell sinnvoll und ertragreich.

Alt- wie Neuanlagen bieten ein hohes Optimierungspotential wenn man die Anlagen zur Kühlung der Räume auf den tatsächlichen Bedarf hin betrachtet und optimiert.

Potential

Da Serverräume und Datenzentren 365 Tage im Jahr gekühlt werden müssen, ist das Einsparpotential enorm. Investitionen amortisieren sich in der Regel nach wenigen Jahren, oftmals sogar in nur einem Jahr.

 

Abwärmenutzung/ Wärmerückgewinnung

In vielen Fällen wird die Abwärme aus Datenzentren ungenutzt an die Umwelt abgegeben, auf der anderen Seite arbeiten mächtige Heizungsanlagen in ein Heizungsnetz um dieses mit Energie zu versorgen.

Die Nutzung dieser Abwärme sollte das Ziel sein, denn mit dem Einsatz einer Wärmepumpe kann fast immer höchst effektiv gekühlt und zugleich geheizt werden.Die Abwärme aus den Rechenzentren wird somit direkt zum Heizen genutzt.

Je nach Temperaturniveau gibt es die Potentiale:

  • die Abwärme kann im Idealfall direkt über einen Trennwärmetauscher genutzt werden
  • die Abwärme kann mit einer Kompressionswärmepumpe / Kompressionshochtemperaturwärmepumpe auf ein gewünschtes Temperaturniveau gebracht werden
  • die Abwärme kann mit einer Absorptionswärmepumpe hoch effektiv auf ein entsprechendes Temperaturniveau gebracht werden um dies für das System optimal nutzbar zu machen.
  • die Abwärme kann mit einem Absorptionstransformator auf ein deutlich höheres Niveau angehoben werden

Unter Wärmerückgewinnung versteht man ähnliche Ansätze und zwar die Nutzung von zur Verfügung stehender Wärme- bzw. Kälte. Üblicherweise wird die Wärmerückgewinnung mit einem Wärmetauscher erbracht, in dem zwei Medien Wärme miteinander austauschen.

In Lüftungsanlagen gibt es eine Mehrzahl an Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung als Beispiel kann in Lüftungsanlagen die Wärme der Abluft für die Zulufterwärmung des Frischluftanteils verwendet werden, bei klimatisierten Systemen auch anders herum.

Bei industriellen Anwendungen oder/und in Hotels können häufig Wärmerückgewinnungen eingesetzt werden z.B. zur Brauchwassererzeugung oder -beheizung von Systemen oder Prozessen bei gleichzeitigem Kühlprozess.

Wir bieten für Kältemaschinen Standardlösungen für luft- und wassergekühlte Maschinen zur vollen Wärmerückgewinnung sowie zur Hochtemperaturteilrückgewinnung. Sprechen Sie uns an !

Mit dem Einsatz von Wärmerückgewinnungssystemen, die beidseitig (Kälte und Wärme) effektiv verwendet werden können, steigt die energetische Bilanz beträchtlich und eine solche Maßnahme zahlt sich schnell aus.

Solche Maßnahmen im Allgemeinen werden von der KFW Förderbank bis zu 40% gefördert (im Bezug auf die Gesamtinvestitionssumme).

Housing energy efficiency rating certification system. Part of a series.

Freikühlung

Allgemeines

Als Freikühlung wird die Kühlung ohne Einsatz einer Kältemaschine bezeichnet. Hier wird die Umweltwärme bzw -kälte direkt genutzt. Üblicherweise wird ein Tischkühler als Freikühler verwendet.

Potential

Die Verwendung der freien Kühlung ist bei richtiger Einbindung in entsprechenden Fällen äußerst effektiv, überschüssige Wärme lässt sich hiermit bei relativ geringer Stromaufnahme für Pumpen und Ventilatorbetrieb abführen. Die Wärmeabgabe (Kälte) steht, je nach System sehr günstig zur Verfügung. Das Potential der freien Kühlung kann bei entsprechend tiefen Außentemperaturen ausgeschöpft werden. Besonders sinnvoll ist diese Maßnahme, wenn ganzjährig Kühlbedarf besteht ohne adäquaten Heizungsbedarf. In Rechenzentren, die ganzjährigen Kühlbedarf und zudem keine tiefen Kaltwassertemperaturen benötigen, kann die freie Kühlung äußerst effektiv eingesetzt werden. Die modernen Rechenzentren fahren mit über 15°C Kaltwasservorlauf, das bedeutet, die freie Kühlung kann bis zu 12°C Außentemperatur erfolgen. Demnach kann zu 50% der Zeit des Jahres die freie Kühlung genutzt werden.

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Achtung

Dieses Thema „Freikühlung“ ist aber noch lange nicht das Maß aller Dinge.

  1. Es wird sehr wohl einiges an elektrischem Aufwand benötigt, je nach System sogar relativ viel.
  2. Wenn die Wärme anderweitig genutzt werden kann, sollte diese aus energetischen Gründen genutzt werden.

Teillastoptimierung / FU Nachrüstung

Generell handelt es sich bei Optimierungen um Teillastoptimierungen, denn der Volllastfall (die rechnerisch ermittelten Auslegungsbedingungen) ist nur sehr selten im Jahr relevant. Nahezu überall handelt es sich zu 90% des Jahres um Teillast (alleine schon deshalb, da die Jahresdurchschnittstemperatur etwas über +10°C liegt und kältetechnische Aggregate bei diesen Bedingungen sehr viel mehr Leistung erbringen als am Auslegungspunkt und somit im Teillastpunkt arbeiten).

 

Die Nachrüstung eines Frequenzumformers bietet eine hohes Energieeinsparpotential in Bezug auf die Teillastoptimierung.

Frequenzgeregelte Pumpenanlagen rentieren sich häufig extrem schnell, wenn man die gesamten Vorteile einer solchen Maßnahme betrachtet, ebenso wie die Luftmengenregelung über frequenzgeregelte Ventilatoren.

Bei Kältemaschinen sind die Maßnahmen noch nicht so bekannt bzw. am Markt verbreitet dennoch liegt hier ein großes Potential.Nachrüstung eines Frequenzumformers zur Drehzahlregelung des Verdichters. Dadurch kann abhängig von momentan benötigten Kältebedarf die Leistung der Kältemaschine angepasst werden.

Es wird der FU an/auf den Kältemittelverdichter gebaut, sodass dieser mit einer variablen Drehzahl betrieben werden kann. Dadurch kann die Kältemaschine optimal auf den aktuellen Kältebedarf reagieren und somit hocheffizient arbeiten. Durch die variable Verdichterdrehzahl kommt es zur optimalen Anpassung der Stromaufnahme des Verdichters für jeden Betriebspunkt. Somit kann die Erreichung des bestmöglichen EER gewährleistet werden.

 Vorteile

  • drastische Senkung der Energiekosten im tiefen Teillastbereich bis 50%
  • geringer Einschaltstrom
  • optimales Regelverhalten
  • konstante Wasseraustrittstemperaturen

Vorteile des drehzahlgeregelten Verdichters: deutlich geringerer Einschaltstrom, keine Stromspitzen, höhere Effizienz im Teillastbereich

Hydraulische Optimierung

Die hydraulische Schaltung von Kaltwassernetzen ist häufig komplex. Je mehr Verbraucher und Erzeuger sich im System befinden, desto anspruchsvoller Hydraulik in Kältezentralenwird die Entwicklung eines geeigneten Hydrauliksystems. Man sollte sich die Arbeit machen, denn das Einsparpotential ist enorm. Einer der zuvor erwähnten Punkte ist, dass die Hydraulik während eines langjährigen Anlagenbetriebs nicht an veränderte Situationen oder den Stand der Technik angepasst wird. Dies führt meistens dazu, dass generell viel zu viel Masse umgewälzt wird, wodurch Energie vernichtet und unnötig ins Kaltwassersystem eingebracht wird. Die Temperaturen werden (für die Erzeuger) sehr ineffizient herauf- oder je nach Anwendung herabgemischt.

Die Optimierungspotentiale werden häufig unterschätzt oder/und auf Grund der Komplexität ausgelassen. Hier steckt (im Ganzen betrachtet) in der Regel sehr viel Potential zur Steigerung der Energieeffizenz !!!

Optimierung der Behaglichkeitsklimatisierung

In den Zeiten der immer stärker steigenden Ansprüche, sowie des Klimawandels werden immer mehr Gebäude aus Gründen der Behaglichkeit/Effizienzsteigerung klimatisiert. Dieser vermeintlich simple Anwendungsfall wird oft nicht im Detail betrachtet, da sich die Betriebszeit der Behaglichkeitsklimatisierung auf wenige Stunden im Jahr begrenzt. Dennoch können sich Optimierungen auch bei wenigen Betriebsstunden im Jahr lohnen. Die genaue Betrachtung des Systems und die Optimierung der Regelungstechnik (in vielen speziellen Punkten) können Maßnahmen zur enormen Energieeinsparung ermöglichen.

Technische Zeichnung | Know How

Steigerung der Versorgungssicherheit

Die Versorgungssicherheit spielt vor allem in Rechenzentren eine entscheidende Rolle. Da ein Ausfall der Kühlung das Rechenzentrum lahm legen würde, wird meist die Versorgungssicherheit über die Energieeffizienz gesetzt. Hier besteht teilweise ein hohes Optimierungspotential, da oftmals ineffizientere Betriebsweisen zu Gunsten der Versorgungssicherheit gebilligt werden, ohne tatsächlich den Nutzen einer für die Praxis relevanten gestiegenen Versorgungssicherheit zu erwirken. Wir entwickeln Maßnahmen, die die Versorgungssicherheit gewährleisten oder an oberster Stelle ansetzt, aber dabei trotzdem eine hohes Maß an Energieeffizienz erreicht.

Ein immer passender Tipp: Bereiten Sie Anschlüsse für eine Notkälteversorgung im System vor und nehmen Sie im Notfall oder für Spitzenlastanwendungen den

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Adiabatische Kühlung

Die adiabatische Kühlung nutzt die positiven thermodynamischen Eigenschaften des Wassers. Das Wasser wird auf nichtmetallische Gitterpaneele gesprüht, die vor dem Verflüssiger/Rückkühler o.ä. installiert werden. Dadurch kommt es zur Verdampfung des Wassers, wodurch der bekannte Kühleffekt entsteht, der die Temperatur der angesaugten Umgebungsluft absenkt, bevor diese in den Verflüssiger eintritt.

Vorteile

  • Spitzenlastschaltung  und Erhöhung der Versorgungssicherheit für hohe Außentemperaturen
  • Leistungssteigerung / sinkender Energieverbrauch durch sinkende Kondensationstemperaturen im System
  • Einfache Installation
  • Vielseitige Einsatzgebiete

Mehr Informationen zur adiabatische Kühlung: Adiabatische Kühlung

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Energie Monitoring TRANE EVO

Allgemeines

Unter Energie Monitoring versteht man die permanente Überwachung von Anlagen über einen Server, der den Anlagenbetrieb dauerhaft überwacht.

Potential

Durch das Energie Monitoring kann der Anlagenbetrieb dauerhaft kontrolliert und mitgeschrieben werden. Dadurch können potentielle Fehlerquellen und Einsparpotentiale schnell und effektiv identifiziert und beseitigt werden. Zudem erfolgt in regelmäßigen Abständen eine schriftliche Ausarbeitung des Anlagenbetriebs. All diese Maßnahmen können realisiert werden, ohne dass ein Mitarbeiter vor Ort sein muss.

Mehr Informationen finden Sie hier.

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