Lubron Wasseraufbereitung GmbH, Kleines Wegle 4, 71691 Freiberg/N.

Tel. 07141 29861-30, Fax 07141 29861-59, eMail: info@lubron.de

Christian Krumbholz

Wasser - Eine Ressource im Überfluss?

Immerhin sind 70% der Erdoberfläche

mit Wasser bedeckt, der Wasservorrat

der Erde beträgt ca. 1,4 Mrd. km3. Was-

ser dient als Lebensraum, ist Lebens-

grundlage, dient als Transportweg, hat

klimaregulierende Eigenschaften usw.

Der Süßwasseranteil beträgt allerdings

nur ca. 2,5%, wovon nur ein geringer

Teil für den Menschen überhaupt nutz-

bar ist.

Der regionale Vorteil, den Industriena-

tionen durch ihre reichhaltigen Wasser-

vorkommen haben, relativiert sich

durch prozessbedingte Qualitätsanfor-

derungen im industriellen Einsatz wäss-

riger Medien. So kann Wasser für

industrielle Prozesse nur nach entspre-

chender Aufbereitung genutzt werden.

Sowohl die enthaltenen Verunreinigun-

gen als auch die natürlichen Inhaltsstof-

fe des Wassers können zu Kalkbildung

sowie zur Ablagerung ungelöster Stoffe

führen, sie können Metallkorrosionen

und schwere mikrobiologische Proble-

me verursachen, welche die Funktions-

weise von Anlagen stark beeinträchti-

gen. Im Folgenden wird ein Beispiel für

die ökologisch und ökonomisch sinn-

volle Nutzung von Wasser für die Kühl-

anlage eines Rechenzentrums darge-

stellt.

Das zentrale Rechenzentrum soll nicht

nur neue Maßstäbe hinsichtlich Rech-

nerleistung, Verfügbarkeit und Zuver-

lässigkeit setzen, sondern auch eine

Vorbildfunktion für den verantwort-

lichen Umgang mit Wasser ausüben.

Um die Ressource zu schonen und die

Betriebskosten möglichst niedrig zu

halten, muss das Wasser bestmöglich

ausgenutzt werden. Bei der Auslegung

der Wasseraufbereitung für die ther-

misch hochbelasteten Aggregate des

Rechenzentrums war außerdem zu

berücksichtigen, dass es möglich sein

muss, eine ausgefallene Anlage aus

Sicherheitsgründen sofort hundertpro-

zentig durch eine andere zu ersetzen.

Die hybriden Trockenrückkühler kön-

nen dank der eingeplanten Leitungsre-

serve bei Kältemaschinenbetrieb bis zu

einer Umgebungstemperatur von 21°C

als reine Trockenkühler betrieben wer-

den. Im tieferen Lufttemperaturbereich

werden sie für die energiesparende,

sog. freie Kühlung ohne Kältemaschine

benutzt. Diese Kühlanlage ist durch

ihren geringen Wasser- und Stromver-

brauch sehr umweltverträglich, außer-

dem bildet sie keine Schwaden und

bringt keine Schadstoffe aus der Luft in

den Kühlkreislauf ein.

Von den 18 Kühltürmen mit einer Ein-

zelleistung von 1,25 MW sind max. 12

Stück parallel in Betrieb, das entspricht

einer max. anzunehmenden Kühlleis-

tung von 15 MW. Die Abschätzung der

maximalen Verdunstungsleistung im

Sommerbetrieb errechnet sich aus dem

Maximal-Wert des Luftzustands für den

-Betriebsstandort. Bei Luftzustand 33°C

und 41 % rel. Luftfeuchtigkeit ergibt

sich eine Feuchtkugeltemperatur (T)

von 22,5°C. Bei einem Betrieb mit 12

Kühltürmen beträgt die Verdunstungs-

menge (QV) 31,65 m³/h.

- Fachartikel aus Scope 02/03 Seite 1-

Ressource Wasser - sowenig wie möglich - soviel wie nötigEin umweltfreundliches Anlagenkonzept für die Kühlanlagen eines Rechenzentrums

Christian Krumbholz (li.), Projektleiter, imBild mit Gerhard Eurich (re.), Außendienst.

Eine Umkehrosmoseanlage ähnlich der zur Entsalzung des Kühlwassers verwendeten.

Einheit Umlaufwasser Speisewasser Eindickung

-SOLL- -IST - -EZ-

Karbonathärte

(konditioniert) °dH 20 14,0 1,43

Gesamthärte °dH 60 25,8 -

Spez. elektr.

Leitfähigkeit mS/m 220 89,0 2,47

Sulfat g/m³ 325 96,0 3,39

Chlorid g/m³ 200 25,0 8,0

Lubron Wasseraufbereitung GmbH, Kleines Wegle 4, 71691 Freiberg/N.

Tel. 07141 29861-30, Fax 07141 29861-59, eMail: info@lubron.de

Die durch die VDI 3803 definierten

Richtwerte für die Beschaffenheit eines

Rückkühlwerk-Umlaufwassers werden

als Soll-Bedingungen den Ist-Werten

der lokalen Rohwasserversorgung

gegenübergestellt. Die sich aus Soll-/Ist-

Quotienten ergebenden Eindickungs-

zahlen EZ geben Aufschluss über die

begrenzte Aufkonzentrierung der Was-

serinhaltsstoffe über die Verdunstungs-

Kühlaggregate. Mit steigendem tole-

riertem EZ-Wert erhöht sich die Effek-

tivität der Ausnützung des eingesetzten

Wassers.

Die beiden in Betracht gezogenen Ver-

fahren Enthärtung oder Umkehrosmose

resultieren aus der Betrachtung der

erreichbaren Eindickungszahl. Da bei

der Enthärtung nur Ionen ausgetauscht

werden, ändert sich der Salzgehalt des

enthärteten Wassers nur geringfügig.

Deshalb wäre mit diesem Verfahren nur

eine unwesentliche Verbesserung der

Betriebskosten zu erreichen gewesen,

und so entschieden sich Betreiber und

Planer für eine Entsalzung mittels

Umkehrosmose.

Membranverfahren wie die Umkehros-

mose werden für die Industrie in

zunehmenden Maße für die Erzeugung

von entsalztem Wasser interessant, da

sie keine Chemikalien zur Regeneration

benötigen. Lediglich Elektroenergie ist

für die Drucksteigerung zur Überwin-

dung des osmotischen Drucks erforder-

lich. Da heute nur noch Low-Energy-

Membranen zum Einsatz kommen, ist

der Energieeinsatz aber vergleichsweise

niedrig.

Bei den zugrundegelegten, allgemeinen

Rahmendaten belaufen sich die Betriebs-

kosten beim Enthärtungsverfahren auf

475.050,00 Euro pro Jahr bei einem Was-

serverbrauch von 230.000,00 m³/a.

Bei der Entsalzung mittels Umkehrosmo-

setechnik betragen die Betriebskosten

284.850,00 Euro pro Jahr bei einem Was-

serverbrauch von 180.000,00 m³/a.

Die Gegenüberstellung der beiden Ver-

fahren zeigt nicht nur ein enormes öko-

nomisches Einsparpotential

von ca. 200.000 Euro p.a. für

den Betreiber, sondern auch

einen deutlichen Vorteil des

Umkehrosmose-Verfahrens

hinsichtlich eines effizien-

ten Umgangs mit der

Ressource Wasser, das Ein-

sparpotential beträgt hier

ca. 50.000 m³ p.a.!

Nicht bewertet wurden

hierbei zusätzlich auftre-

tende Einsparpotentiale

durch die Mehrfachnut-

zung des über eine Zisterne

verrohrten Umkehrosmose-

Konzentrates, das z.B. für

Bewässerungszwecke

genutzt wird. Da regenar-

me Jahreszeiten mit kühlungsintensiven

zusammenfallen, in denen die Maxi-

mal-Auslastung der Umkehrosmose-

Anlagen für ausreichend UO-Konzen-

trat sorgt, kann dadurch ein weiterer

Bilanz-Kreislauf geschlossen werden.

Aufgrund des schlüssigen Konzeptes,

das durch die Infilco-Ingenieure in

Zusammenarbeit mit einem Planungs-

büro erarbeitet wurde, ist bereits ein

weiteres Rechenzentrum am selben

Standort mit ähnlichem Konzept in der

Ausführungsphase.

Da die Infilco GmbH zum Jahresende

auf Konzernbeschluss ihr operatives

Geschäft einstellen musste, arbeitet das

Planungsbüro mit der neugegründeten

Lubron Wasseraufbereitung GmbH,

Freiberg zusammen. Diese ist die deut-

sche Niederlassung einer alteingesesse-

nen holländischen Wasseraufberei-

tungsfirma und besteht zu hundert Pro-

zent aus ehemaligen Infilco-Mitarbei-

tern. Durch kundenspezifisches, sinn-

volles Wassermanagement tragen sie

maßgeblich dazu bei, die Wettbewerbs-

fähigkeit ihrer Kunden zu erhöhen:

alternative Versorgungsmöglichkeiten

sichern Wasserqualität und -verfügbar-

keit, Mehrfachverwendung und Recy-

cling senken die Wasserkosten, die Pro-

duktionssicherheit wird so deutlich

erhöht und die Betriebskosten gesenkt.

Funktionsprinzip eineshybriden Trocken-

rückkühlers

www.guentner.ch

Eine Enthärtungsanlage wäre in diesem Fallnicht wirtschaftlich genug für den Betreibergewesen.

- Fachartikel aus Scope 02/03 Seite 2-