Betriebskostensenkung im Rechenzentrum Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung > Intelligente Technologien für eine nachhaltige Zukunft Referent: Dipl.-Ing Marian Kielpinski JAEGGI Hybridtechnologie AG JAEGGI Hybridtechnologie AG Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freie Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 2 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freie Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 3 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Güntner Group thermoline thermoclean thermoplus JAEGGI Hybridtechnologie AG finoox® microox® Systems 4 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Güntner Group – Unternehmensdaten weltweit - JAEGGI Hybridtechnologie AG 2.700 Mitarbeiter 265 Mio. € Umsatz 65.000 m² Produktionsfläche 7 Produktionsstätten Über 70 Vertretungen und Vertriebsbüros Gegründet 1931 (Güntner) 5 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung JAEGGI Hybridtechnologie AG - Unternehmensdaten - JAEGGI Hybridtechnologie AG 2.700 Mitarbeiter 265 Mio. € Umsatz 65.000 m² Produktionsfläche 7 Produktionsstätten Über 70 Vertretungen und Vertriebsbüros Gegründet 1931 (Güntner) 70 Mitarbeiter 26 Mio. € Umsatz Haupsitz in Basel Über 10 Vertriebsbüros Gegründet 1929 Herstellung Hybridkühler seit 1989 Seit 1995 Mitglied der Güntner Gruppe 3500 Hybridkühler 6 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 7 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Rückkühltechnik im Überblick Verdunstungskühlung Offener KT Geschlossener KT Hybridkühlung Hybride Kühltürme Trockenkühlung „hybride“ Kühler Hybride Trockenkühler Adiabater Trockenkühler Besprühte Trockenkühler Photo: Hamon Photo: Evapco JAEGGI Hybridtechnologie AG Photo: Hamon 8 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Rückkühltechnik im Überblick Unterscheidungsmerkmale: Kühlturm offen Kühlturm geschlossen Hybridkühler JAEGGI Trocken / Benetzt „ADC“ Kühler JAEGGI Hydrospray Güntner Benetzt Trockenkühler Güntner Trocken Photo: Evapco Photo: Hamon TFluid=TFK+2K T Fluid=TFK+3K TFluid=TFK+4K TFluid=TFK+5...8 K TFluid=T FK+5...8K Aufstellfläche 100% Aufstellfläche 200% Aufstellfläche 300% Aufstellfläche 500% Aufstellfläche 500 … 600% JAEGGI Hybridtechnologie AG TFluid=TTK+ 8...15K 9 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Kühlgrenzabstand, Kühlsysteme > Bei Trockenkühlung ist die Kühlgrenze die Lufttemperatur > Bei Verdunstungskühlung ist die Kühlgrenze die Feuchtkugeltemperatur tM1 Wasser tM2 tL2 KGA Luft tL1 JAEGGI Hybridtechnologie AG 10 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Kühlgrenzabstand, Kühlsysteme > Bei Trockenkühlung ist die Kühlgrenze die Lufttemperatur > Bei Verdunstungskühlung ist die Kühlgrenze die Feuchtkugel- Kriterium für die Wahl des sind u.a. DerRückkühlsystems Kühlgrenzabstand KGA hat einen wesentlichen temperatur > Einfluss auf die Kühlergrösse. Beispiel Hybridkühler tM1 Wasser tM2 - die Rücklauftemperatur 1.150 kW - ein wirtschaftlicher KGA! KGA 5 KGA Kühlleistung Invest 240 T€ KGA 7 Invest 170 T€ JAEGGI Hybridtechnologie AG tL2 Luft tL1 11 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Funktion und Vorteile des JAEGGI Hybridkühlers (HTK Hybrid High Performance®) Vorteile gegenüber Trockenkühlern: > viel niedrigere Wassertemperaturen, Kühlgrenze Feuchtkugeltemperatur > geringerer Stromverbrauch > geringerer Platzbedarf Vorteile gegenüber Kühltürmen: > viel geringerer Wasserverbrauch > schwadenfrei > Keine Aerosolbildung (Legionellenemission, Hygienezertifikat) > Keine Verschmutzung des Primärsystems > deutlich leiser (keine Schalldämpfer) JAEGGI Hybridtechnologie AG 12 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 13 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Ausgangssituation: Kühlung ist mit 25% zweitgrösster Stromverbraucher ZIEL: PUE (Power Usage Effectiveness) so gering wie möglich Netzteile/ Licht etc. 3% USV 10% Luftverteilung 12% IT Hardware 50% Kühlung 25% Typische Anteile von IT-Hardware und Betriebstechnik am Stromverbrauch in einem neuen Rechenzentrum Quelle: DENA; Leistung steigern, Kosten senken: Energieeffizienz im Rechenzentrum JAEGGI Hybridtechnologie AG 14 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Funktionsschema einer Kälteanlage zur Raumluftkühlung (Serverraum) 1000 kW Energiezufuhr aus dem Serverraum Kältemaschine (Kaltwassersatz) Luftkühler 20/15ºC Kaltwasser 12/ 6°C Kaltwasser Energieabfuhr an die Umgebung Rückkühler 32/27ºC Kühlwasser Verdampfer Verflüssiger Energie Wasser Energie ca. 15 kW Energiezufuhr durch Verdichter der Kälteanlage, Pumpen, Gebläse, … 1.000 kW Wärme- Kältelast JAEGGI Hybridtechnologie AG 150 kW – 250 kW Kompressorenergie 1.150 kW – 1.250 kW Kühlleistung 15 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Funktionsschema einer Kälteanlage zur Raumluftkühlung, Freie Kühlung 1000 kW Energiezufuhr aus dem Serverraum Energieabfuhr an die Umgebung Luftkühler Rückkühler 20/15ºC Kaltwasser 12/ 6°C Kaltwasser 32/27ºC Kühlwasser Freie Kühlung Energie Wasser ca. 15 kW Energiezufuhr durch Verdichter der Kälteanlage, Pumpen, Gebläse, … 1.000 kW Wärme- Kältelast JAEGGI Hybridtechnologie AG 150 kW – 250 kW Kompressorenergie 1.150 kW – 1.250 kW Kühlleistung 16 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Wie kalt muss es im Serverraum tatsächlich sein? Quelle: Weiss ITK Airconditioning, Vortrag Suisse Frio November 2011 JAEGGI Hybridtechnologie AG 17 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine, Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 18 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Optimierung wassergekühlter Kaltwassersatz Dp Kältekreislauf mit wichtigsten Komponenten im h - log p - Diagramm 𝑃𝑒𝑙 Temperaturhub/ Druckdifferenz Hebel für energetische Optimierung JAEGGI Hybridtechnologie AG 19 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Leistungszahl EER eines modernen Turboverdichters in Abhängigkeit der Kaltwassertemp. EER Nutzen Kälteleistung Q0 Aufwand elektr.Leistungsaufnahme Welektr . Kaltwasser 20° / 14° Kaltwasser 12° / 6° Strom sparen an der Kältemaschine durch niedrigere Verflüssigungstemperaturen: ca. 3% pro 1K JAEGGI Hybridtechnologie AG 20 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Verdichter-Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur Hybridkühler Kühlleistung Kühlwasser Lufttemp. P el. „EER“ 1.150 kW 32°C /27°C 34°C / 36% 15 kW >70 Kühlwassertemperatur < 35°C nur durch Verdunstungsenergie Bei Lufttemperatur > 34°C relativer Feuchte Leistungsaufnahme 1.000 mit kW 36% Kältemaschine JAEGGI Hybridtechnologie AG 21 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine, Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 22 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Freie Kühlung in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur 100% Hybridkühler 80% 60% 40% 20% 0% 11/6°C 14/9°C 17/12°C 20/15°C 23/18°C 26/21°C 29/24°C Kältemaschinenbetrieb Freie Kühlung benetzter Betrieb Kühlleistung Kühlwasser Lufttemp. Pel „EER“ 1.150 kW 32°C /27°C 34°C / 36% 15 kW >70 Freie Kühlung Trockenbetrieb Temperaturhäufigkeit Standort Frankfurt am Main DIN 4710 JAEGGI Hybridtechnologie AG 23 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 24 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Verdunstungswassermenge in Abhängigkeit der Lufttemperatur Rückkühlleistung 1.150 kW mit Kühlwasser 32/27°C bei Tf = 22°C: Vergleich der Verdunstungswassermenge Kühlturm - Hybridkühler Temperaturhäufigkeit Standort Frankfurt 100% Verdunstungswassermenge m³/h 90% 80% 70% 60% Kühlturm 50% Hybridkühler 40% 30% 20% 10% 0% Lufttemperatur Wasser- und Chemieeinsparung von ca. 80% durch den Einsatz von Hybridkühler gegenüber Kühlturm bei ganzjahres Betrieb (Rechenzentrum) JAEGGI Hybridtechnologie AG 25 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Betriebscharakteristik von Hybridkühlern Trockenbetrieb Benetzter Betrieb Mittlerer Jahrestemperaturgang (Meteonorm 1995-2005) 100% . . . 20% Therm. Leistung Stundenanzahl [h] 250 200 150 100 50 0 -10 0 10 Temperatur [°C] 20 30 Mittlerer Jahrestemperaturgang Jahrestemperaturgangfür Frankfurt Mittlerer Zürich am Main JAEGGI Hybridtechnologie AG 26 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Berechnung Betriebscharakteristik Regelungsstrategie von Hybridkühlern Beispiel: 4 Hybrid Trockenkühler Regelgröße (28°C) 34° C 28°C Kühlleistung: Kühlwasser: Luftzustand: 6.120 kW 36°C / 30°C 33°C / 38% rF Anstieg der Lufttemperatur / Kühllast Regelung Ventilatordrehzahl bis 100% Sequentielle Benetzung Lastabhängige Benetzung / Verdunstung JAEGGI Hybridtechnologie AG 27 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 28 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freien Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 29 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Kühlmedium Wasser ohne Frostschutz Wasser 𝐜(𝟐𝟎°𝐂) = 𝟒, 𝟏𝟖 𝒌𝑱 𝒌𝒈∙𝑲 Glykol (Antifrogen N) 𝐜(𝟐𝟎°𝐂) = 𝟐, 𝟑𝟎 𝒌𝑱 𝒌𝒈∙𝑲 Wasser/ Glykol (76/34) 𝐜 𝟐𝟎°𝐂 = 𝟑, 𝟔𝟓 𝒌𝑱 𝒌𝒈∙𝑲 ∆𝒄 ≈ 𝟏𝟑% Quelle: http://www.abderhalden-fluids.ch/images/antifrogen/pdf/Antifrogen_N_TM_de.pdf 23.02.15 JAEGGI Hybridtechnologie AG 30 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Kühlmedium Wasser ohne Frostschutz The Beauty … and the Beast Quelle: http://atmospheric-phenomena.blogspot.ch/2015/01/the-best-photos-of-winter.html 23.02.15 JAEGGI Hybridtechnologie AG 31 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Kühlmedium Wasser ohne Frostschutz Erforderlich Schutzmassnahmen: - Zu-/ Abluft Jalousieklappen - Wintervorhänge - Mindestleistung im Notbetrieb - Permanente Umwälzung - … JAEGGI Hybridtechnologie AG 32 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Kühlmedium Wasser ohne Frostschutz Geschlossener Kühlkreislauf mit Glykol und Wasserkreislauf und Plattenwärmeübertrager JAEGGI Hybridtechnologie AG 07.05.2015 Halboffenes System mit 100% Wasserfüllung und hydraulischem Speicher 33 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freie Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 34 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fallbeispiel: Rechenzentrum der T-Systems Magdeburg / Biere DDC Magdeburg & Biere Quelle: T-Systems und JAEGGI JAEGGI Hybridtechnologie AG 07.05.2015 35 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fallbeispiel: Rechenzentrum der T-Systems Magdeburg / Biere JAEGGI Hybride Trockenkühler insg. 18 x HTK 12 MW > 3400 h/a freie Kühlung (trocken) ohne KM bei 19/14°C > 1450 h/a freie Kühlung (benetzt) ohne KM 19/14°C > 3100 h/a gleitende freie Kühlung mit KM bis 24/21°C fast 8000 Stunden/Jahr ohne alleinigen Einsatz der KM > Reiner KM-Betrieb mit 32/26°C Kühlwassertemp. effizienter KM Betrieb Quelle: JAEGGI JAEGGI Hybridtechnologie AG 07.05.2015 36 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fallbeispiel: Rechenzentrum der T-Systems Magdeburg / Biere Quelle: www.heise.de JAEGGI Hybridtechnologie AG http://www.heise.de/ix/meldung/Telekom-eroeffnet-Zwillings-Rechenzentrum-bei-Magdeburg-2249711.html?hg=1&hgi=0&hgf=false 19.02.15 07.05.2015 37 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freie Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 38 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fallbeispiel: Rechenzentrumskühlung ohne Kältemaschine Quelle: Weiss ITK Airconditioning, Vortrag Suisse Frio November 2011 JAEGGI Hybridtechnologie AG 39 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fallbeispiel: Rechenzentrumskühlung ganz ohne Kältemaschine Swisscom Wankdorf, 8 JAEGGI Hybride Trockenkühler je 750 kW, 35/25/21ºC, Inbetriebnahme 2014 Quelle: Dr. Eicher + Pauli AG / RZ Integral AG JAEGGI Hybridtechnologie AG 41 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fallbeispiel: Rechenzentrumskühlung ganz ohne Kältemaschine Swisscom Wankdorf, 8 JAEGGI Hybride Trockenkühler je 750 kW, 35/25/21ºC, Inbetriebnahme 2014 Quelle: Homepage Swisscom JAEGGI Hybridtechnologie AG https://www.swisscom.ch/de/about/verantwortung/digitale-schweiz/rechenzentrum-wankdorf.html#energieeffizienz 19.02.15 42 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Agenda Vorstellung Güntner-Gruppe Rückkühltechnik im Überblick Ressourcenverbrauch im Rechenzentrum Ausgangssituation, IST Zustand Energieoptimierter Betrieb der Kältemaschine Freie Kühlung Wasser- und Stromeinsparung mit Hybridkühlern Fallbeispiele Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolzusatz) Optimierung der freien Kühlung Rechenzentrum ohne Kältemaschine Fazit JAEGGI Hybridtechnologie AG 43 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Fazit 1. Möglichst hohe Kaltwassertemperatur an der Kältemaschine anstreben 2. Wassergekühlte Kältemaschinen mit hohem EER einsetzen 3. Kühlwassertemperatur möglichst niedrig (Umgebungsbedingungen beachten) 4. Energie- und wassersparende Rückkühler mit optimierter MSR Technik einsetzen 5. Maximale Zeit für freie Kühlung nutzen 6. Rechenzentrum ohne Kältemaschine prüfen 7. Kühlwasser ohne Frostschutz (Glykolgemisch), Optimierung der freien Kühlung Minimaler Energie- und Wasserverbrauch JAEGGI Hybridtechnologie AG 44 Energieeinsparung durch innovative Rückkühlung Referenzen JAEGGI Hybridtechnologie AG 45 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! JAEGGI - das Original Gerne stehe ich Ihnen für Ihre Fragen zur Verfügung. Ihr Ansprechpartner: Dipl.-Ing Marian Kielpinski JAEGGI Hybridtechnologie AG Hirschgässlein 11 CH-4051 Basel Telefon +49 (0)2241 1652681 [email protected] www.jaeggi-hybrid.ch JAEGGI Hybridtechnologie AG
© Copyright 2024 ExpyDoc
