Die Freie Kühlung neu entdeckt -...

STULZ IT Cooling Solutions and Services Die Freie Kühlung neu entdeckt! 1

Die Freie Kühlung neu entdeckt !

STULZ GmbH Klimatechnik

Aufgabenstellung für die Klimatisierung im Rechenzentrum

Prinzip der indirekten und der direkten Freien Kühlung

TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen

Klimalösungen der Zukunft



STULZ GmbH Klimatechnik


STULZ Gruppe

Klimatechnik KunststofftechnikHerstellung und Vertrieb von Klima-geräten, Klimalösungen und Services.

STULZ GmbH, Deutschland (P)

STULZ Pty Ltd, AustralienSTULZ-ATS (Shanghai), China (P)STULZ France S.A.R.L., FrankreichSTULZ UK Ltd., GroßbritannienSTULZ CHSPL Pvt Ltd, Indien (P)STULZ SpA, Italien (P)STULZ Groep B.V., NiederlandeSTULZ Polska Sp. z o.o., PolenSTULZ España S.A., SpanienSTULZ-ATS Inc., USA (P)STULZ Pty Ltd, New Zealand

(P): Produktionsstätte

Entwicklung und Produktion von Kunststoff-Präzisionsteilen für die Automobil-Industrie.

MONTAPLAST GmbH, Deutschland

MONTAPLAST of North America

Umsatz 2008

Kunststofftechnik € ≥ 400 MioKlimatechnik € ≥ 300 Mio

Total € ≥ 700 Mio

MitarbeiterKunststofftechnik ≥ 2.400Klimatechnik ≥ 1.600

Total ≥ 4.000

…und weltweit vertreten in 110 weiteren Ländern mit Vertriebspartnern


Treffen Sie STULZ – in DeutschlandSTULZ NiederlassungenHamburg ( Zentrale )HannoverBerlinDüsseldorfLeipzigFrankfurtNürnbergSt. IngbertStuttgartKarlsruheMünchen

ITK Klimatisierung: …vom Produkt über die Systemlösung bis hin zum Service


IT Rechenzentrumsklimatisierung – neue Herausforderungen für Planung und Betrieb

Konzeptberatung für die Errichtung und den

Betrieb der Anlagen

Aufgabengerechte Systemauslegung und

Geräteauswahl

Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen


STULZ Produkte - Rundum ZuverlässigkeitPräzisionsklimageräte für kleine Telekomanwendungen bis zum ITK Rechenzentrum

Kaltwassererzeuger für Präzisionsklima und wassergekühlte IT Racks

Kaltwassererzeuger 5kW – 1,5MW

Umluftklimageräte von 4kW – 200kW

Umluftklimageräte von 200W– 20kW


STULZ Produkte – innovativ und effizient !

Einführung energieeffizienter EC Ventilatoren als Standard für die CyberAir Umluftklimageräte im Jahr 2004 – heute optional bei allen Namenhaften Herstellern

STULZ Systemkostenberechnung liefert weltweite TCO Betrachtungen für den Errichter und Betreiber von ITK Rechenzentren seit 2006

STULZ Stand-by Management als integrale C7000 Regelungsfunktion für CW-Klimageräte wurde 2006 in den Markt eingeführt

Weiterentwicklung der Indirekten Freien Kühlung durch die FunktionalitätDynamic Free Cooling verfügbar seit Mai 2007

Optimierung/Erweiterung im November 2008 der Kaltwasserklimageräte der Baureihe CyberAir CW und CWE – Ziel: Max. Energieeffizienz

Neue STULZ Konzeptionen zur Direkten Freien Kühlung


STULZ Präzisionsklima – Lösungskompetenz aus einer Hand nicht nur für das IT Rechenzentrum

Beratung, Ausführung und Inbetriebnahme aus einer Hand

Leistungsumfang vom Wiederverkauf bis hin zur kompletten Klimasystemlösung

Gewährleistungszeitraum bis zu 4 Jahren bei Abschluß eines Wartungsvertrages


STULZ ServiceNachhaltige Betriebssicherheit durch bedarfsgerechte Servicekonzepte – 140 STULZ Servicetechniker sichern bundesweit einen flächendeckenden Service mit kürzesten Zugriffzeiten.

Klimaservice von der Instandsetzung bis hinzum Vollunterhalt der Klimatechnik

24/7 verfügbarer Notdienst

Technisches Gebäudemanagement für die Gewerke

- Kälte/Klimaanlagen- Systemstromversorgung- Betriebskritischer Infrastruktur

Webbasierendes Dokumentenmanagement

Regionale und überregionale Servicestruktur

Ersatzteillogistik über ein Zentrallager, 11 Stütz-punktlager sowie mobile Bevorratung

…..nicht nur für STULZ Produkte!



Aufgabenstellung für die Klimatisierung im Rechenzentrum


Rechenzentrums / ITK Raum – Klimatisierung „gestern?“


Ziel heute: Kaltgang – Warmgang Konzept, aber…

Kalte Luft von der warmen Luft trennen


…„homogene“ Rackreihen durchmischen sich mit „anderem“ ITK Equipment


Ziel der Klimatisierung: Kalte Zuluft vor die 19” Ebene

horizontale Luftführung durch das Rack

Source: INTEL Source: HP


Source: ASHRAE


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 !


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


Die Freie Kühlung neu entdeckt!

Prinzip der indirekten und der direkten Freien Kühlung


……die Freie Kdie Freie Küühlung ist KEINE neue Technologiehlung ist KEINE neue Technologie-- jedenfalls nicht in Europa!jedenfalls nicht in Europa!

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


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“


Funktion der Indirekten Freie Kühlung


Freie Kühlung – Indirekte Freie KühlungUmluftklimageräte mit integrierter Freikühlungsfunktion

Raumluft wird von der Außenluft über ein zwischengeschaltetes Wasser/Glykolmedium „entkoppelt“,findet Verwendung in kleineren/mittleren Rechenzentren/DataZentren.


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.


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 !



FreikühlbetriebKühlung durch kalte Außenluft

UmluftbetriebKältemaschine in Betrieb



Nachrüstung der Direkten Freikühlungsfunktion bei bestehenden Standorten mit Komfortklimatisierung:Erhebliche Reduzierung der Betriebskosten, da Kompressorlaufzeiten erheblich verringert werden können!


System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung



Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung

+31%

-55%



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


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


Beispiel Rückluftbedingungen: Gleiches Klimasystem unterschiedliche Rückluftbedingungen 22°C/55%r.F. vs. 27°C/40%r.F. !


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. !


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



Klimalösungen der Zukunft


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!



Ber

lin

Bre

mer

have

n

Ess

en

Fra

nkfu

rt

Ham

burg

Man

nhei

m

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


Neustes Konzept: STULZ Direkte Freie Kühlung mit optimierter Wärmetauscheranordnung



Vorteile:

Hohe Energieeffizienz durch die direkte Nutzung der Freien Kühlung –keine Verluste durch zusätzliche Wärmetauscher

Hervorragende Skalierbarkeit des Systems „Build as you grow!“ –keine Hydraulikauslegung (Verrohrung, Pumpen, Armaturen) am 1.Tag für den Endausbau notwendig

Hohe Betriebssicherheit durch in sich geschlossene und einfachaufgebaute Klimatisierungssysteme

Geringere Investitionskosten im Vergleich zu Systemen der Indirekten Freien Kühlung

Geringerer Energiebdarf im Vergleich zu allen herkömmlichen Systemen


Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung! Rahmenbedingungen:

Freigabe der Raumfeuchtigkeit – Bereich z.B. 20%- 80% r.F.

Bei der Standortwahl Staubbelastung berücksichtigen (z.B. Vermeidung der Nähe zu Autobahn, Ernte, Innenstadtbereich)

Inkaufnahme von möglichen Umwelteinflüssen(z.B. Rauch, Gase etc.)

Eingeständnisse an die Gebäudesicherheit

Bauliche Voraussetzung:

Bauliche Freiheit für die Gebäudeausführung

Kanalstrecken möglichst kurz halten (Druckverluste)

Luftansaug vor Sonneneinstrahlung schützen


Vielen Dank für Ihr InteresseKontakt:

Achim PfleidererLeiter Service und Marketing [email protected]

Mission EnergyEnergieeffiziente Rechenzentrumsklimatisierung

Die Freie Kühlung neu entdeckt -...

Documents

Transcript of Die Freie Kühlung neu entdeckt -...