STULZ IT Cooling Solutions and Services Energieeffiziente Rechenzentrumsklimatisierung 1
Die Freie Kühlung neu entdeckt !
Aufgabenstellung für die Klimatisierung im Rechenzentrum
Prinzip der indirekten und der direkten Freien Kühlung
TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen
Klimalösungen der Zukunft
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Die Freie Kühlung neu entdeckt !
Aufgabenstellung für die Klimatisierung im Rechenzentrum
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Rechenzentrums / ITK Raum – Klimatisierung „gestern?“
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Ziel heute: Kaltgang – Warmgang Konzept, aber…
Kalte Luft von der warmen Luft trennen
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…„homogene“ Rackreihen durchmischen sich mit „anderem“ ITK Equipment
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Ziel der Klimatisierung: Kalte Zuluft vor die 19” Ebene
horizontale Luftführung durch das Rack
Source: INTEL Source: HP
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Source: ASHRAE
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Verteilung des Gesamtenergiebedarfs eines ITK Rechenzentrums
Kaltwassererzeuger; 33%
Befeuchter; 3%
Umluftklimageräte; 9%
IT Equipment; 30%
Versorgungseinrichtungen; 5%
USV; 18%
Generator/Schalteinrichtungen; 1%
Licht; 1%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1
45 %Klimatisierung
Abhängig vom Klimatisierungskonzept kann der Anteil des Energiebedarfes für die Klimatisierung zwischen
25% und 55% am Gesamtenergiebedarfesdes Rechenzentrums betragen !
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Freie Kühlung Raumkonditionen
Außenbedingungen
Doppelbodenhöhe
Wassertemperaturen
Teillastverhalten
Wärmetauscherfläche
Filterfläche
Lüftertechnologie
Abmessungen
Kältemittel
Rohrdimensionierung
Pumpentechnologie
Einbauteile
Parametrierung
Filterzustand
Kältemittelfüllmengen
Abgleich
Luftverteilung
Eine Auswahl an Stellschrauben, die einen Einfluß auf die Energieeffizienz haben:
Einbindung Stand-by
Sollwerte
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Die Freie Kühlung neu entdeckt!
Prinzip der indirekten und der direkten Freien Kühlung
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Indirekte Freie KühlungIndirektIndirekt: d.h.Wasser/Glykol-medium zwischen der Außenluft und der Raumluft
Direkte Freie KühlungDirektDirekt: d.h. ein großer Außenluftanteil gelangt in den Raum
Kälteerzeugung ohne Betrieb der Kältemaschine: Die Freie Kühlung
Freie Kühlung fürITK Räume
⇒ Pedal am Kettenrad und Übertragung durch Kette auf das Ritzel am Hinterrad ⇒ Pedal am „Rad“
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Funktion der Indirekten Freie Kühlung
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Freie Kühlung – Indirekte Freie KühlungKaltwassererzeugung mit integrierter Freikühlungsfunktion
Raumluft wird von der Außenluft über ein zwischengeschaltetes Wasser/Glykolmedium „entkoppelt“,findet Verwendung in mittleren/großen Rechenzentren/DataZentren, z.T. auch mit separatem Rückkühlerund wassergekühlter Kälteerzeugung.
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Freie Kühlung – Direkte Freie Kühlung über Außenluft
Verwendung für Mobilfunkcontainer/Shelter bei geringer Wärmelast und aufgrund höherer Toleranz gegenüber der Raumluftfeuchte; direkte Freie Kühlung fand im Rechenzentrum/Datacenter-bereich in der Vergangenheit KEINE Anwendung !
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Freie Kühlung – Direkte Freie Kühlung über Außenluft
FreikühlbetriebKühlung durch kalte Außenluft
UmluftbetriebKältemaschine in Betrieb
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Die Freie Kühlung neu entdeckt!
TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen
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System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen
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Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
+31%
-55%
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Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
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Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
138,7Tage
11,0Tage
62,1Tage
153,3Tage
59% desJahres OHNE
Betrieb der Kälte-
maschine=
215,4Tage
365,0Tage
100% desJahresM I T
Betrieb der Kälte-
maschine=
365,0Tage
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Beispiel Rückluftbedingungen: Gleiches Klimasystem– unterschiedliche Rückluftbedingungen 22°C/55%r.F. vs. 27°C/40%r.F. !
- 20%
Ursache: z.B. zu niedrige Sollwertvorgabe an Klimageräten
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47,5Tage
47,5Tage
120,5Tage
149,5Tage
138,7Tage
11,0Tage
62,1Tage
153,3Tage46% desJahres OHNE
Betrieb der Kälte-
maschine= 168Tage
59% desJahres OHNE
Betrieb der Kälte-
maschine=
215,4Tage
22°C / 55%r.F.27°C / 40%r.F.
11 Tage 100%
Betrieb der Kältemaschine
47,5 Tage 100%
Betrieb der Kältemaschine
Beispiel Rückluftbedingungen: Gleiches Klimasystem unterschiedliche Rückluftbedingungen 22°C/55%r.F. vs. 27°C/40%r.F. !
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Energiebedarf
DX
Kom
pressorK
ühlung
FCFreie Kühlung
EFCErw
eiterteFreie K
ühlung
MIX
Kom
pressor undFreie K
ühlung
Indoor
OutdoorR
egelung
Daten
Dynamic Free Cooling,oder bedarfsabhängigeAussteuerung der Komponenten
Weitere Energieeinsparungspotentiale bei der indirekten Freien Kühlung
Variable, bedarfsabhängige Steuer-ung der KomponentenEinbindung der Stand-by GeräteMax. Energieeffizienzbis zu 30% Energieeinsparungs-potential gegenüber der her-kömmlichen indirekten Freien Kühlung
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Die Freie Kühlung neu entdeckt!
Klimalösungen der Zukunft
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Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung!
ASHRAE TC 9.9 - 2004
ASHRAE TC 9.9 - 2008
Veränderte Anforderungen an die Klimatisierung machen neueKlimakonzepte möglich!
oder
Enge Toleranzen für Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfordernnach wie vor Umluftklimatisierung!
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Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung!
Ber
lin
Bre
mer
have
n
Ess
en
Fra
nkfu
rt
Ham
burg
Man
nhei
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Mün
chen
Nür
nber
g
Stu
ttgar
t
% Anteil 87,6 94,1 91,2 86,8 92,6 85,7 90,0 88,9 90,7
Stunden 7.672 8.239 7.992 7.601 8.111 7.508 7.883 7.787 7.942
Stunden = Jahrestemperaturstunden bis einschließlich 18°C
WETTERDATEN
Mittlere jährliche Stundenanzahl, gemäß DIN 4710 Januar 2003
% Anteil = Prozentualer Anteil der Jahrestemperaturstunden bis einschließlich 18°C
d.h. in Deutschland sind mindestens 85% des Jahres die Temperaturen ≤ 18°C
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Neustes Konzept: STULZ Direkte Freie Kühlung mit optimierter Wärmetauscheranordnung
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TCO im Vergleich zu Klimaanlagen OHNE Freie Kühlung
… eine Mehrinvestition für die Freie Kühlung rechnet sich !
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Vielen Dank für Ihr InteresseKontakt:
Achim PfleidererLeiter Service und Marketing [email protected]
Mission EnergyEnergieeffiziente Rechenzentrumsklimatisierung