Ein Konzept zum Energie und Betriebskosten sparen mit Zusatzkühlung Wirtschaftliche Kühlung von kleinen Server-Räumen

Autor / Redakteur: Jürgen Loose / Ulrike Ostler

Sowohl in einem Rechenzentrum als auch in kleinen Serverräumen geht die elektrische Leistung, die vom Stromnetz oder der USV-Anlage an die Server abgegeben wird, fast komplett in Wärme über. Dazu wird der Raum ständig mit Umluftkühlgeräten sehr kostenintensiv gekühlt. Das muss nicht so sein, zumal es für die Verbesserung Fördermittel gibt

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Kleine Server-Räume werden zumeist falsch, zu teuer und zu tief gekühlt. Der Autor und Erfinder Jürgen Loose stellt sein Konzept vor und eine mögliche Förderung durch die BAFA.
Kleine Server-Räume werden zumeist falsch, zu teuer und zu tief gekühlt. Der Autor und Erfinder Jürgen Loose stellt sein Konzept vor und eine mögliche Förderung durch die BAFA.
(Bild: Calek/ Fotolia.com)

Die Kühllast (Kälteleistung) des Raumes erhöht sich gegebenenfalls zudem noch durch Sonneneinstrahlung, Beleuchtung und Personen .Häufig kommt zu dieser so genannten „sensiblen Kühlung“ (= Abkühlung des Raumes) noch eine hohe zusätzliche Kälteleistung für die "ungewollte" latente Kühlung hinzu. Diese ergibt sich automatisch, wenn aufgrund der Anbringung des Umluftkühlgerätes an der Decke für die Server-Raumkühlung dort eine sehr niedrige Ausblastemperatur und somit eine Abkühlung der Luft unter den Taupunkt erzeugt werden muss (beispielsweise auf 10 Grad).

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Damit die Server durch die ständig anfallende sensible Wärme nicht zu warm werden, muss so ein Raum rund um die Uhr gekühlt werden. Dabei muss die Kühltechnik absolut betriebssicher sein, weshalb häufig Redundanzen geschaffen werden. Sollte der Nutzer auch gewisse Raumluftfeuchteanforderungen haben, so wie es eigentlich von AESHREA weltweit empfohlen ist, muss bei latenter Kühlung, aber auch bei angedachter direkter Verwendung von Außenluft zur Raumkühlung sogar klimatisiert werden.

So gibt es für den einzelnen Nutzer eines Server-Raumes eine hohe monatliche Stromrechnung und es entsteht weltweit betrachtet, ein gewaltig hoher Energiebedarf (Stromverbauch) für Server-Räume. Hier ein paar Zahlen aus Deutschland: Nach Angaben des Borderstep-Instituts verbrauchten im Jahr 2013 alle Server-Räume und Rechenzentren rund 10 Milliarden Kilowattstunden Strom/Jahr (= 10 TWh/a). Davon wurden alleine für die Klimatisierung/Kühlung rund 4 TWh/a benötigt. Das ist umgerechnet die Leistung eines Kohlekraftwerkes oder der durchschnittliche Verbrauch von zirka 1.3 Millionen Haushalten.

Unterschied von groß und klein

Für größere Server-Räume (Rechenzentren) gibt es seit einiger Zeit viele spezielle energiesparende Klimasysteme, mit Nutzung der indirekten oder der direkten freien Kühlung, manchmal sogar mit zusätzlicher Verdunstungskühlung, so dass der oben genannte Energiebedarf - trotz Zugangs großer Rechenzentren - seit etwa fünf Jahren gleich geblieben ist.

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Das Wichtigste in Kürze

Kleine Server-Räume werden zumeist rund um die Uhr mit Umluftkühlgeräten nach dem so genannten Splitgerätesystem gekühlt. Dieses besteht aus zumindest einem Innen- und einem Außengerät. Diese Geräte sind mittels Kältemittelleitungen verbunden. Dieses Kältemaschinen - Kühlsystem wird ganzjährig, unabhängig von der vor Ort gerade herrschenden Außenlufttemperatur benutzt, also auch im Winter!

Bei einfachen Raumkühlsystemen mit Deckengeräten muss wegen der automatisch entstehenden Mischung von Raumluft mit Zuluft eine sehr kühle Zuluft-Temperatur erzeugt werden. Wenn diese unter dem aktuellen Taupunkt der Zuluft liegt, beispielsweise bei 10 Grad, fällt neben der zur Raumkühlung erforderlichen sensiblen Kühlung noch Kälteleistung für die dann physikalisch bedingte latente Kühlung an. Damit erhöht sich die elektrische Leistungsaufnahme der Kältetechnik und es steigen die Stromkosten.

Die Betriebskosten

Doch auch ohne latente Kühlung entsteht häufig ein sehr hoher Jahresenergieverbrauch an Strom, was beim Nutzer der IT zu hohen Betriebskosten führt.

Mein 1. Vorschlag ist, Kalt- und Warmzonen zu schaffen, die für die folgenden Vorschläge wegen der dann möglichen Nutzung eines hohen delta t zwischen Zu- und Abluft besonders von Nutzen sind.

Mein 2. Vorschlag ist, das vorhandene Umluftkühlsystem durch ein raumlufttechnisches Zusatzgerät zu ergänzen. Dieses spezielle (geschützte) „ECL“ RLT-Gerät mit doppelter freier Kühlung und Teilstrombildung benötigt bei den beiden freien Kühlarten im Jahresmittel nur rund 8 Prozent so viel Energie (Strom) wie das übliche Umluftkühlsystem. Es nutzt die Außenluft auf zweierlei Arten und wird solange benutzt, wie die Außenluft bei der direkten freien Kühlung noch verwendbar ist. So wird - je nach Außenklima am Anwendungsort - das weiterhin für den Redundanz-Fall stets aktive Umluftkühlsystem nur an ganz wenigen Stunden des Jahres automatisch eingeschaltet.

Mein 3. Vorschlag, zum Beispiel für Neuanlagen, ist, im RLT-Gerät einen Direktverdampfer zu integrieren. Dieser wird von einem Außenkühlgerät aus versorgt, aber nur an den seltenen Stunden des Jahres genutzt, wo die d i r e k t e freie Kühlung nicht mehr möglich ist. Als Redundanz zu dem RLT-Gerät wird ein Umluftkühlgerät genutzt. Das dazu benötigte Außenkühlgerät ist als reversible Wärmepumpe/Kältemaschine ausgebildet, so dass von dort aus in der Winterzeit diverse Heizgeräte betrieben werden können. >>> Doppelnutzung einer notwendigen Investition.

Sparen, wenn ....

Mit den vorgeschlagenen Kombinationskühlsystemen werden umso mehr elektrische Arbeit (kWh) - laienhaft oft vereinfacht "Strom" genannt - und Betriebskosten eingespart, desto

  • niedriger die mittlere Außentemperatur am Anwendungsort gegenüber der maximale zulässigen Zulufttemperatur ist
  • höher die maximal abzuführende Raumkühllast (dort entstehende Wärme) ist
  • höher der Nutzer den Sollwert für das Einschalten der Umluftgeräte für die seltenen Extremfälle der hohen Außentemperatur noch weiter nach oben schiebt als wie angedacht: Bei 24 Grad Außentemperatur entstehen ~24 Grad in der Zuluft
  • höhere Raumluftfeuchten als wie vorgesehen von 65 Prozent in der Kaltzone zugelassen werden.
  • größer das vom Anwender gewählte - individuell dort machbare - delta t (= Differenz zwischen Abluft- und Zulufttemperatur) bei Nutzung der beiden freien Kühlarten ist.

Bei kleinen Server-Räumen indes wird zumeist noch ein reines Umluftkühlsystem (ein Splitgerätekühlsystem mit über Kältemittelleitungen verbundenen Innen - und Außengeräten) ohne bewusst angebrachte Warm -und Kaltzonen benutzt. Das aber hat wegen der Ganzjahresnutzung der Kältetechnik und der Ventilatoren einen relativ großen Stromverbrauch, auch wenn zunehmend eine leistungsgeregelte Kältetechnik (Invertertechnik) eingesetzt wird. Der Strombedarf ist besonders hoch, wenn System bedingt dort eine sehr niedrige Zulufttemperatur gewählt werden muss, wobei die Zuluft auf oder sogar unter den Taupunkt abgekühlt wird (s. oben).

Bisherige Einsparmöglichkeiten bei kleinen Server-Räumen

Um Energie (Strom) und infolgedessen Betriebskosten zu sparen zu sparen, gibt es bereits

Erstens: Kühlsysteme, wo die Kältemaschinenkühltechnik mit im Freien angebrachten, so genannte Freecooler, verknüpft wird. Damit wird zu gewissen Zeiten je nach Anwendungsort mehr oder weniger häufig kühle Außenluft indirekt zur Raumkühlung ganz oder ergänzend mit verwendet. Die im Raum angebrachten Umluftkühlgeräte erhalten dann ein kaltes Wasser-Glykolgemisch von außen.

Die Einsparung durch diese indirekte freie Kühlung ist begrenzt durch die beim Nutzer erlaubte Zulufttemperatur für den zu kühlenden Raum oder der dadurch entstehenden warmen Raumtemperatur (Ablufttemperatur) hinter den Servern. Je nach Anwendungsort (Klimazone) kann so jedoch an mehr oder weniger Stunden des Jahres auf die Nutzung der Kältemaschine verzichtet werden.

Zweitens: Energiesparkompaktgeräte, unter anderem von den deutschen Firmen Berliner Luft = ehemals DSD, Hansa-Neumann und Weiss WKT erhältlich. Diese Kompaktgeräte mit integrierter kompletter Kältetechnik nutzen vorwiegend die direkte freie Kühlung. An den wenigen Stunden/Tagen, wo die direkt nutzbare Außenluft wärmer ist als die individuell erlaubte Zulufttemperatur, wird sie vor der Einführung in den zu kühlenden Raum auf die dann noch zulässige Zulufttemperatur maschinell abgekühlt. Wenn sie für eine mögliche Direktverwendung noch wärmer oder zu feucht ist, wird im Gerät auf Umluftkühlung umgeschaltet.

An den rund 2.500 h/a, wo die kalte Außenluft (zum Beispiel am Anwendungsort in München) zu trocken ist, muss sie gegebenenfalls befeuchtet werden oder es wird wiederum auf Umluftkühlbetrieb umgeschaltet. Beides ist Energie aufwändig und reduziert den Einsparerfolg dieser Energiesparkompaktgeräte, außer man verzichtet auf eine Mindestraumluftfeuchte.

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Fördermittel genehm?

Zurzeit ist das Ändern, Verbessern von Kühlung kleiner Server-Räume förderfähig. Voraussetzung für die Förderung durch die BAFA ist die Erstellung eines unternehmensindividuellen Energie-Einsparkonzeptes, eine so genannte Detailberatung durch einen externen Energieberater. Dieser muss nachweislich in der KfW- Beraterbörse für das Programm „Energieberatung im Mittelstand“ gelistet sein.

Wenn nach erfolgter Energie -Intensivberatung ein formgerechter Antrag auf Förderung für die Querschnittstechnologie „Lüftungsanlagen“ gestellt wird, gibt es bei üblichem positivem Bescheid einen Zuschuss von 30 Prozent auf die gesamten Investitionskosten.

Der maximale Zuschuss pro Objekt beträgt 100.000 Euro.

Wichtig: Mit dem Auftrag an eine ausführende Firma oder den Planer darf erst nach bestätigtem Eingang bei der BAFA (noch auf eigenes Risiko) begonnen werden!

Ein Beispiel: Der Umbau der Klimatechnik kostet mit Planung 40.000 Euro. Der Eigenanteil des Kunden beträgt dann lediglich 28.000 Euro.

Es empfiehlt sich, die Energieberatung mit dem Gewerk Elektrotechnik/Beleuchtungstechnik zu koppeln, weil beispielsweise durch eine moderne LED-Beleuchtungstechnik auch locker die förderfähige Mindestmenge an Strom (30 Prozent) eingespart werden kann. Die aus mindestens zwei Gewerken bestehende - bei der KfW zu beantragende – Energieberatung wird zu 60 Prozent bezuschusst.

Ein Beispiel: Die umfangreiche Energieberatung mit abschließendem Bericht für 6 Tage Aufwand kostet rund 4.800 Euro. Davon beträgt der Eigenanteil des Kunden 1.920 Euro. Der höchstmögliche Zuschuss beträgt sogar 4.800 Euro.

Mit einem Aufwand von rund 30.000 Euro kann bei dem genannten Beispiel über die lange Nutzungsdauer der Technik ein mehrfacher Profit erzielt werden, zusätzlich zu der möglichen Abschreibung.

Übrigens: Vor der Detailberatung könnte noch eine Initialberatung durch einen Energieberater der KfW durchgeführt werden, die sogar mit 80 Prozent bezuschusst wird. Dafür genügt zumeist ein Besuchstag.

Zudem sind diese Energiesparkompaktgeräte in der Regel nur für Außentemperaturen bis etwa 34 Grad geeignet, während übliche Umluftkühlgeräte mit entsprechend ausgelegten, dann im Freien angebrachten Kondensatorkühlern auch bei wesentlich höheren Außentemperaturen noch zufriedenstellend genutzt werden können.

Mit vielen interssanten Vorträgen findet am 21. Oktober in Würzburg der "DataCenter-Tag" der Cooling Days statt. DataCenter-Insider ist Medienpartner.
Mit vielen interssanten Vorträgen findet am 21. Oktober in Würzburg der "DataCenter-Tag" der Cooling Days statt. DataCenter-Insider ist Medienpartner.
(Bild: VBM-Archiv)

Veranstaltungstipp: DataCenter-Tag auf den Cooling-Days

Hier mein Vorschlag

Für kleine Server-Räume mit Kühllasten von etwa 6 bis 20 Kilowatt, die bereits mit einem Umluftgerät oder aus Betriebssicherheitsgründen zwei redundant genutzte Umluftkühlgeräten ausgesattet sind, der Betreiber trotz dieser Nutzung künftig je nach entstehender Raumkühllast 80 bis zu 90 Prozent Strom sparen möchte, habe ich besonders Energie sparende raumlufttechnische Zusatzgeräte entwickelt. Diese RLT-Geräte nutzen die doppelte freie Kühlung (Datacenter-Insider vom 21.März 2014) und die Teilstrombildung, solange es die individuell zulässigen Raumkonditionen erlauben.

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Dabei muss weder be- noch entfeuchtet werden und nur an ganz wenigen Stunden des Jahres ist eine maschinelle Kühlung per Kältemaschine, also jetzt mit den Umluftkühlgeräten erforderlich.

Diese „ECL“-RLT-Zusatzgeräte sind eine Vereinfachung des von mir entwickelten Klimakompaktgerätes für größere Server-Räume (Rechenzentren), das derzeit in Lizenz von der Firma Huber & Ranner GmbH (Markenname: IT-Case) aus D 94060 Pocking für Kühllasten (Verlustwärmen) von ≥ ca. 20 kW gebaut wird. Für diese IT-Cases haben wir (Ingenieurbüro Energie.Controlling.Loose = ECL und Firma Huber & Ranner) gemeinsam schon diese Auszeichnungen in Deutschland erhalten:

Bundespreis 2012 vom Bundeswirtschaftsministerium, Kältepreis 2012 vom Bundesumweltministerium und zuletzt den Deutschen Rechenzentrumspreis 2014 in Kategorie 7. Beim "IT-Case" ist die Kältetechnik übrigens komplett integriert.

Betriebssicherheit

Damit ein Umluftkühlsystem mit dem im Freien angeordneten Kondensator als Teil der Kältetechnik auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen noch betriebssicher genug funktioniert, muss es besonders aufwändig ausgelegt werden. Damit entstehen höhere Investitionskosten.

Bei den Systemen mit jeglicher freier Kühlung, die alle höhere Investitionen verursachen als die reinen Umluftkühlsysteme, ist die jährliche Stromeinsparung umso höher, desto

  • höher die Zuluft- und Raumtemperaturen im Extremfall erlaubt werden
  • niedriger die mittlere Außentemperatur am Anwendungsort gegenüber der maximal zulässigen Zulufttemperatur ist
  • geringere Anforderungen an die im Extremfall zulässige Raumluftfeuchte gestellt werden
  • höher die Raumkühllast ist

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Fördermittel genehm?

Zurzeit ist das Ändern, Verbessern von Kühlung kleiner Server-Räume förderfähig. Voraussetzung für die Förderung durch die BAFA ist die Erstellung eines unternehmensindividuellen Energie-Einsparkonzeptes, eine so genannte Detailberatung durch einen externen Energieberater. Dieser muss nachweislich in der KfW- Beraterbörse für das Programm „Energieberatung im Mittelstand“ gelistet sein.

Wenn nach erfolgter Energie -Intensivberatung ein formgerechter Antrag auf Förderung für die Querschnittstechnologie „Lüftungsanlagen“ gestellt wird, gibt es bei üblichem positivem Bescheid einen Zuschuss von 30 Prozent auf die gesamten Investitionskosten.

Der maximale Zuschuss pro Objekt beträgt 100.000 Euro.

Wichtig: Mit dem Auftrag an eine ausführende Firma oder den Planer darf erst nach bestätigtem Eingang bei der BAFA (noch auf eigenes Risiko) begonnen werden!

Ein Beispiel: Der Umbau der Klimatechnik kostet mit Planung 40.000 Euro. Der Eigenanteil des Kunden beträgt dann lediglich 28.000 Euro.

Es empfiehlt sich, die Energieberatung mit dem Gewerk Elektrotechnik/Beleuchtungstechnik zu koppeln, weil beispielsweise durch eine moderne LED-Beleuchtungstechnik auch locker die förderfähige Mindestmenge an Strom (30 Prozent) eingespart werden kann. Die aus mindestens zwei Gewerken bestehende - bei der KfW zu beantragende – Energieberatung wird zu 60 Prozent bezuschusst.

Ein Beispiel: Die umfangreiche Energieberatung mit abschließendem Bericht für 6 Tage Aufwand kostet rund 4.800 Euro. Davon beträgt der Eigenanteil des Kunden 1.920 Euro. Der höchstmögliche Zuschuss beträgt sogar 4.800 Euro.

Mit einem Aufwand von rund 30.000 Euro kann bei dem genannten Beispiel über die lange Nutzungsdauer der Technik ein mehrfacher Profit erzielt werden, zusätzlich zu der möglichen Abschreibung.

Übrigens: Vor der Detailberatung könnte noch eine Initialberatung durch einen Energieberater der KfW durchgeführt werden, die sogar mit 80 Prozent bezuschusst wird. Dafür genügt zumeist ein Besuchstag.

Bei direkter freier Kühlung, wo die Außenluft direkt in den zu kühlenden Raum gefördert und die dort ständig entstehende warme Abluft aus dem Raum entfernt wird, können gegenüber einer indirekten freien Kühlung viel höhere Außentemperaturen genutzt werden, bevor eine maschinelle Kühlung (zum Beispiel Kältemaschine, Brunnenkühlung,) benötigt wird. Allerdings muss dann, je nach Raumfeuchteanforderung des Nutzers, häufig be- und entfeuchtet werden, was zusätzliche Stromkosten verursacht.

Bei der doppelten freien Kühlung wird zur Vermeidung einer aufwändigen Befeuchtung bei sehr kalten (dabei automatisch "trockenen") Außentemperaturen die indirekte freie Kühlung und anschließend bei Außentemperaturen mit ausreichender Luftfeuchte - solange wie möglich - die direkte freie Kühlung genutzt. Alle dazu erforderlichen Bauteile befinden sich im RLT-Gerät.

Detaillierter Vorschlag von ECL für kleine Server-Räume

Für kleine Server-Räume mit Kühllasten von etwa 6 bis 20 kW schlage ich vor:

  • auch hier wie neuerdings bei Rechenzentren voneinander echt getrennte Warm/Kaltzonen zu schaffen, notfalls durch provisorische Maßnahmen wie Vorhänge und Abschottungen in und über den Server-Schränken.
  • die USV-Anlage für die unterbrechungsfreie Stromversorgung der Server möglichst mit in der Kaltzone anzuordnen, so dass nur ein Kühlsystem für alles benötigt wird. (siehe: Bild 2)
  • eine Kombination von üblichen Umluftkühlgeräten (Splitgerätesystem) mit dem RLT-Zusatzgerät mit integrierter doppelter freier Kühlung und Teilstrombildung zu verwenden.So kann das gesamte Kombinationskühlsystem sowohl bis zu extrem niedrigen als auch bis zu ganz hohen Außentemperaturen ohne Be- und Entfeuchtung genutzt werden.
  • das Splitgerätesystem bei einer hohen Sicherheitsanforderung echt redundant aufzubauen: dann zwei Innen- und zwei damit verbundene Außengeräte. Dazu kommt ein RLT-Zusatzgerät (grundsätzlich ohne maschinelle Kühlmöglichkeit).
  • die Nutzung der gesamten Gerätekombination durch ein im oder am RLT-Zusatzgerät ange-brachten Schaltschrank = MSR-Teil, möglichst mit Energiemanager und Fernbedienungsmöglichkeit ergänzt, zu bewerkstelligen.
  • sobald die maximale Kühllast ungefähr 20 kW beträgt, den Einsatz der bewährten IT-Case mit in die wirtschaftlichen Überlegungen einzubeziehen.

Damit können zumeist konstante aber auch häufig schwankende Raumlasten je nach aktueller Außenluftkondition sowohl durch Änderung des Kühlluftstromes (Zu- und Abluft) für den Raum als auch durch variable Zu- und Ablufttemperaturen abgefangen werden.

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Zurzeit ist das Ändern, Verbessern von Kühlung kleiner Server-Räume förderfähig. Voraussetzung für die Förderung durch die BAFA ist die Erstellung eines unternehmensindividuellen Energie-Einsparkonzeptes, eine so genannte Detailberatung durch einen externen Energieberater. Dieser muss nachweislich in der KfW- Beraterbörse für das Programm „Energieberatung im Mittelstand“ gelistet sein.

Wenn nach erfolgter Energie -Intensivberatung ein formgerechter Antrag auf Förderung für die Querschnittstechnologie „Lüftungsanlagen“ gestellt wird, gibt es bei üblichem positivem Bescheid einen Zuschuss von 30 Prozent auf die gesamten Investitionskosten.

Der maximale Zuschuss pro Objekt beträgt 100.000 Euro.

Wichtig: Mit dem Auftrag an eine ausführende Firma oder den Planer darf erst nach bestätigtem Eingang bei der BAFA (noch auf eigenes Risiko) begonnen werden!

Ein Beispiel: Der Umbau der Klimatechnik kostet mit Planung 40.000 Euro. Der Eigenanteil des Kunden beträgt dann lediglich 28.000 Euro.

Es empfiehlt sich, die Energieberatung mit dem Gewerk Elektrotechnik/Beleuchtungstechnik zu koppeln, weil beispielsweise durch eine moderne LED-Beleuchtungstechnik auch locker die förderfähige Mindestmenge an Strom (30 Prozent) eingespart werden kann. Die aus mindestens zwei Gewerken bestehende - bei der KfW zu beantragende – Energieberatung wird zu 60 Prozent bezuschusst.

Ein Beispiel: Die umfangreiche Energieberatung mit abschließendem Bericht für 6 Tage Aufwand kostet rund 4.800 Euro. Davon beträgt der Eigenanteil des Kunden 1.920 Euro. Der höchstmögliche Zuschuss beträgt sogar 4.800 Euro.

Mit einem Aufwand von rund 30.000 Euro kann bei dem genannten Beispiel über die lange Nutzungsdauer der Technik ein mehrfacher Profit erzielt werden, zusätzlich zu der möglichen Abschreibung.

Übrigens: Vor der Detailberatung könnte noch eine Initialberatung durch einen Energieberater der KfW durchgeführt werden, die sogar mit 80 Prozent bezuschusst wird. Dafür genügt zumeist ein Besuchstag.

Ob sich ein RLT-Zusatzgerät mit doppelter freier Kühlung bei kleineren Kühllasten als 8 kW (heute schon) lohnt, muss individuell gerechnet werden. Mit ziemlicher Sicherheit rechnet sich dafür ein RLT-Zusatzgerät oder ein modulares System mit lediglich direkter freier Kühlung. Kühlsysteme mit direkter freier Kühlung werden seit Jahrzehnten in den Vermittlungsstellen der Deutschen Telekom verwendet. Dort wird in Kauf genommen, dass an rund 2.500 Stunden des Jahres die relative Feuchte im Raum unter 25 Prozent sinken darf.

Voraussetzung für die Nutzung der RLT-Zusatzgeräte oder gar des IT-Case ist, dass beim oder in der Nähe des Serverraumes wirtschaftlich noch vertretbare Anschlüsse für die Nutzung der Außenluft und Abfuhr der Überschusswärme per Fortluft geschaffen werden können. Dabei könnte die häufig sehr warme Fortluft gegebenenfalls auch in anderen Räumen zur Zusatzheizung genutzt werden.

Mit vielen interssanten Vorträgen findet am 21. Oktober in Würzburg der "DataCenter-Tag" der Cooling Days statt. DataCenter-Insider ist Medienpartner.
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(Bild: VBM-Archiv)

Veranstaltungstipp: DataCenter-Tag auf den Cooling-Days

Vorteile des vorgeschlagenen Kombinationskühlsystems mit doppelter freier Kühlung

Die meiste Zeit des Jahres wird der Server-Raum mit unterschiedlicher Nutzung der kühlen Außenluft alleine mit dem RLT-Zusatzgerät ausreichend gekühlt/klimatisiert:

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Bei kalter Außenluft bis etwa < 10 Grad findet die indirekte freie Kühlung statt.

Bei ansteigender, weiterhin ausreichend kühler Außenluft mit der dann automatisch (in der Außenluft) vorhandenen ausreichenden Feuchte X (g Wasser pro kg Luft) wird die direkte freie Kühlung durchgeführt.

Eine Kältemaschine oder eine andere maschinelle Kühlart wird dann nur noch ganz selten benötigt, wenn die Außenluft wärmer ist als die beim Kunden im Extremfall erlaubte Zulufttemperatur. Wenn schon – wie hier unterstellt – Umluftkühlgeräte vorhanden sind, werden diese jetzt (jedoch nur mehr ganz selten !) benutzt.

Die Meteorologie erlaubt es

Wie aus dem Bild 3 zu erkennen, wird beim Kombinationskühlsystem an Hand der für einen Anwendungsort bekannten Meteorologischen Daten (hier beispielsweise für München) und der aktuellen Außenluftzustände jeweils eine der 6 möglichen Betriebszustände (Kühlfälle) genutzt. Bei dem dargestellten Beispiel werden die Umluftkühlgeräte nur an etwa 535 Stunden/Jahr in der Betriebsart Nr. 6 (Feld 6) benötigt.

Wie aus dem Feld 5 in Bild 3 zu erkennen ist, kann das RLT-Zusatzgerät mit doppelter freier Kühlung - im Gegensatz zu anderen Klimasystemen, wo lediglich die indirekte freie Kühlung genutzt wird – bei steigender Außentemperatur solange Energie sparend genutzt werden, wie die Außentemperatur in etwa der individuell vom Kunden erlaubten, maximal zulässigen (!) Zulufttemperatur entspricht, also sehr häufig.

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Das Wichtigste in Kürze

Kleine Server-Räume werden zumeist rund um die Uhr mit Umluftkühlgeräten nach dem so genannten Splitgerätesystem gekühlt. Dieses besteht aus zumindest einem Innen- und einem Außengerät. Diese Geräte sind mittels Kältemittelleitungen verbunden. Dieses Kältemaschinen - Kühlsystem wird ganzjährig, unabhängig von der vor Ort gerade herrschenden Außenlufttemperatur benutzt, also auch im Winter!

Bei einfachen Raumkühlsystemen mit Deckengeräten muss wegen der automatisch entstehenden Mischung von Raumluft mit Zuluft eine sehr kühle Zuluft-Temperatur erzeugt werden. Wenn diese unter dem aktuellen Taupunkt der Zuluft liegt, beispielsweise bei 10 Grad, fällt neben der zur Raumkühlung erforderlichen sensiblen Kühlung noch Kälteleistung für die dann physikalisch bedingte latente Kühlung an. Damit erhöht sich die elektrische Leistungsaufnahme der Kältetechnik und es steigen die Stromkosten.

Die Betriebskosten

Doch auch ohne latente Kühlung entsteht häufig ein sehr hoher Jahresenergieverbrauch an Strom, was beim Nutzer der IT zu hohen Betriebskosten führt.

Mein 1. Vorschlag ist, Kalt- und Warmzonen zu schaffen, die für die folgenden Vorschläge wegen der dann möglichen Nutzung eines hohen delta t zwischen Zu- und Abluft besonders von Nutzen sind.

Mein 2. Vorschlag ist, das vorhandene Umluftkühlsystem durch ein raumlufttechnisches Zusatzgerät zu ergänzen. Dieses spezielle (geschützte) „ECL“ RLT-Gerät mit doppelter freier Kühlung und Teilstrombildung benötigt bei den beiden freien Kühlarten im Jahresmittel nur rund 8 Prozent so viel Energie (Strom) wie das übliche Umluftkühlsystem. Es nutzt die Außenluft auf zweierlei Arten und wird solange benutzt, wie die Außenluft bei der direkten freien Kühlung noch verwendbar ist. So wird - je nach Außenklima am Anwendungsort - das weiterhin für den Redundanz-Fall stets aktive Umluftkühlsystem nur an ganz wenigen Stunden des Jahres automatisch eingeschaltet.

Mein 3. Vorschlag, zum Beispiel für Neuanlagen, ist, im RLT-Gerät einen Direktverdampfer zu integrieren. Dieser wird von einem Außenkühlgerät aus versorgt, aber nur an den seltenen Stunden des Jahres genutzt, wo die d i r e k t e freie Kühlung nicht mehr möglich ist. Als Redundanz zu dem RLT-Gerät wird ein Umluftkühlgerät genutzt. Das dazu benötigte Außenkühlgerät ist als reversible Wärmepumpe/Kältemaschine ausgebildet, so dass von dort aus in der Winterzeit diverse Heizgeräte betrieben werden können. >>> Doppelnutzung einer notwendigen Investition.

Sparen, wenn ....

Mit den vorgeschlagenen Kombinationskühlsystemen werden umso mehr elektrische Arbeit (kWh) - laienhaft oft vereinfacht "Strom" genannt - und Betriebskosten eingespart, desto

  • niedriger die mittlere Außentemperatur am Anwendungsort gegenüber der maximale zulässigen Zulufttemperatur ist
  • höher die maximal abzuführende Raumkühllast (dort entstehende Wärme) ist
  • höher der Nutzer den Sollwert für das Einschalten der Umluftgeräte für die seltenen Extremfälle der hohen Außentemperatur noch weiter nach oben schiebt als wie angedacht: Bei 24 Grad Außentemperatur entstehen ~24 Grad in der Zuluft
  • höhere Raumluftfeuchten als wie vorgesehen von 65 Prozent in der Kaltzone zugelassen werden.
  • größer das vom Anwender gewählte - individuell dort machbare - delta t (= Differenz zwischen Abluft- und Zulufttemperatur) bei Nutzung der beiden freien Kühlarten ist.

Dabei wird solange wie möglich (siehe Feld 1, 2, 3 und in der Hauptzeit von Feld 4), eine relativ niedrige Zulufttemperatur von lediglich zirka 17 Grad genutzt. So kann der Raum an 8.230 Stunden pro Jahr mithilfe der Außenluft indirekt oder direkt ganz wirtschaftlich mit einem hohen delta t (Zuluft = 17 Grad, Abluft = 32 Grad: ► delta t = 15 K) gekühlt werden. Dabei werden die Server stets ordentlich gekühlt und es entstehen angenehme Raumtemperaturen in der hauptsächlichen Serverbedienzone, in der Kaltzone (siehe: Bild 2).

Angewandte Physik

Durch die bei diesem System mit doppelter freier Kühlung häufig mögliche kleine Zulufttemperatur und eine angestrebte möglichst hohe Ablufttemperatur kann zumeist ein kleiner Kühlluftstrom mit einer großen Temperaturdifferenz zwischen Zuluft in den Raum und Abluft (der Fachmann spricht von Nutzung eines hohen delta t) zur Raumkühlung benutzt werden. Dabei wird die Luft nicht auf den Taupunkt abgekühlt!

Entsprechend der angewandten Physik gilt: Desto kleiner der aktuelle Volumenstrom in einem raumlufttechnischen System ist, das hier für den Maximalfall bei kleinerem delta t für den maschinellen Kühlfall ausgelegt wird, desto höher ist die Einsparung bei der Antriebsleistung der Ventilatoren zur Luftförderung. Beispiel: Bereits bei 20 Prozent weniger Kühlluft sinkt die Antriebsleistung eines Ventilators theoretisch um 49 Prozent, praktisch etwa um etwa 40 Prozent, je nach Wirkungsgrad des verwendeten Motor/Ventilator Kombination.

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Über Jürgen Loose

Jürgen Loose, Diplom Ingenieur (FH), geboren 1940 ist Inhaber der Firma Energie.Controlling.Loose - ECL in Weilheim.

( Bild: Jürgen Loose )

  • 1986 Mitentwickler der „Telekom“-Energiespargeräte für die digtitale Vermittlungstechnik
  • 1991 Energiesparpeisträger der DESA
  • 1993 Fachbuchautor „Innovationen für Raumkühlung“
  • 1995 Im "Unruhestand": nach Gründung des Ing.-Büros ECL erfolgten mehrere Erfindungen für RLT-Geräte/Klimageräte
  • 2012 Deutscher Bundespreis
  • 2012 Deutscher Kältepreis

Wenn dann zudem nur ein Teilluftstrom über die aktuell benötigten Luftbehandlungsteile geführt wird, sinken – wiederum physikalisch bedingt – die Luftwiderstände im Klimagerät und infolgedessen die Antriebsleistung beider Ventilatoren nochmals ganz stark.

Die Einsatzzeit der Umluftkühlgeräte könnte übrigens noch weiter verkürzt werden, wenn der Kunde an den wenigen Stunden des Jahres mit besonders warmen Außentemperaturen (ganz selten) noch höhere Zulufttemperaturen als 24 Grad und eine Raumtemperatur bis etwa 37 Grad (diese wird oben an der Decke im Warmgang gemessen), also länger die direkte freie Kühlung, zulassen würde. Von AESHREA empfohlen werden bei großen Rechenzentren häufig Ablufttemperaturen bis zu 37 Grad verwendet.

Anordnung des RLT-Zusatzgerätes

Es ist angedacht, dass das RLT-Zusatzgerät direkt im Kaltgang (siehe: Bild 2) oder in diesen einblasend aufgestellt wird. Ein Doppelboden ist bei der von mir angedachten Lösung nicht nötig – siehe : analog zum Vorschlag beim erhaltenen Rechenzentrumspreis 2014 und dem dazu gehörenden Artikel " Mehrfach modulares Inroom-Cooling mit IT-Case" in der Zeitschrift Datacenter-Insider im März 2014.

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Zurzeit ist das Ändern, Verbessern von Kühlung kleiner Server-Räume förderfähig. Voraussetzung für die Förderung durch die BAFA ist die Erstellung eines unternehmensindividuellen Energie-Einsparkonzeptes, eine so genannte Detailberatung durch einen externen Energieberater. Dieser muss nachweislich in der KfW- Beraterbörse für das Programm „Energieberatung im Mittelstand“ gelistet sein.

Wenn nach erfolgter Energie -Intensivberatung ein formgerechter Antrag auf Förderung für die Querschnittstechnologie „Lüftungsanlagen“ gestellt wird, gibt es bei üblichem positivem Bescheid einen Zuschuss von 30 Prozent auf die gesamten Investitionskosten.

Der maximale Zuschuss pro Objekt beträgt 100.000 Euro.

Wichtig: Mit dem Auftrag an eine ausführende Firma oder den Planer darf erst nach bestätigtem Eingang bei der BAFA (noch auf eigenes Risiko) begonnen werden!

Ein Beispiel: Der Umbau der Klimatechnik kostet mit Planung 40.000 Euro. Der Eigenanteil des Kunden beträgt dann lediglich 28.000 Euro.

Es empfiehlt sich, die Energieberatung mit dem Gewerk Elektrotechnik/Beleuchtungstechnik zu koppeln, weil beispielsweise durch eine moderne LED-Beleuchtungstechnik auch locker die förderfähige Mindestmenge an Strom (30 Prozent) eingespart werden kann. Die aus mindestens zwei Gewerken bestehende - bei der KfW zu beantragende – Energieberatung wird zu 60 Prozent bezuschusst.

Ein Beispiel: Die umfangreiche Energieberatung mit abschließendem Bericht für 6 Tage Aufwand kostet rund 4.800 Euro. Davon beträgt der Eigenanteil des Kunden 1.920 Euro. Der höchstmögliche Zuschuss beträgt sogar 4.800 Euro.

Mit einem Aufwand von rund 30.000 Euro kann bei dem genannten Beispiel über die lange Nutzungsdauer der Technik ein mehrfacher Profit erzielt werden, zusätzlich zu der möglichen Abschreibung.

Übrigens: Vor der Detailberatung könnte noch eine Initialberatung durch einen Energieberater der KfW durchgeführt werden, die sogar mit 80 Prozent bezuschusst wird. Dafür genügt zumeist ein Besuchstag.

Das hier vorgesehene RLT-Gerät könnte auch im Warmgang oder in einer warmen Zone aufgestellt werden, wenn die Zuluft in den Kaltgang hinüber geführt wird. Wichtig ist, dass die Abluft direkt aus dem Warmgang, möglichst ganz oben unter der Decke, beim dort entstehenden Wärmepolster, abgesaugt wird.

Falls die Möglichkeit besteht, das RLT- Zusatzgerät im Nachbarraum (daneben, darüber, darunter) unter zu bringen, könnte mithilfe einer im Gerät nachrüstbaren Verdunstungskühlung die Nutzungszeit der Kältemaschine nochmals reduziert werden. Das lohnt sich m. E. bei doppelter freier Kühlung und auch bei alleiniger direkter freier Kühlung aber nur in Klimazonen, wo es häufig wärmer ist als in München.

Durch Nutzung eines Fortluftventilators (zusätzlich zum Zuluftventilator) kann der Raum so versorgt werden, dass durch Drehzahlregelung am Fortluftventilator stets ein leichter Überdruck erzeugt wird, so dass kein Staub aus benachbarten Räumen angesaugt werden kann. So kann es auch keinen störenden Über- oder Unterdruck für evtl. dort anwesende Personen geben.

Controlling des Betriebes

Mit dem im RLT-Zusatzgerät integrierten Energiemanager und Fernbedienungsmodul kann der Kunde den täglichen, wöchentlichen und jährlichen Stromverbrauch vor Ort und/oder aus der Ferne kontrollieren. Dabei kann er auch jederzeit seine Sollwerte bedarfsgerecht verändern und natürlich die aktuellen und zurück liegenden im Prozess entstandenen Raumkonditionen (Istwerte für Temperatur, Feuchte und Volumenströme) kontrollieren. Durch eine regelmäßige Kontrollmöglichkeit kann er langfristig betrachtet, viel Geld sparen.

Mit vielen interssanten Vorträgen findet am 21. Oktober in Würzburg der "DataCenter-Tag" der Cooling Days statt. DataCenter-Insider ist Medienpartner.
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(Bild: VBM-Archiv)

Veranstaltungstipp: DataCenter-Tag auf den Cooling-Days

Das Einsparergebnis

Bei diesem Beispiel (siehe: Bild 4) kann man an ungefähr 94 Prozent des Jahres (bei beiden Arten der freien Kühlung) mit einem durchschnittlichen Aufwand von lediglich 0,23 kW einen Raum mit einer Kühllast von 10 kW kühlen (klimatisieren!). Üblicherweise benötigt man dazu mindestens 3,0 kW elektrische Leistung, zumeist aber sogar 4 bis 5 kW. Letzteres ist dann notwendig, wenn von der Anordnung des Umluftgerätes her System bedingt die Zuluft sehr niedrig sein muss und dabei unter den Taupunkt (zum Beispiel auf 10 Grad oder noch weiter) abgekühlt wird.

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So eine niedrige Zulufttemperatur ist erforderlich, wenn die am Deckenkühlgerät austretende Zuluft die bei den Servern oben entstehende warme Raumluft durchdringen muss und mit dieser Mischluft eine möglichst niedrige Raumtemperatur an der Ansaugseite der Serverlüfter in den IT-Gestellen erbracht werden muss. Das ist dann die eigentliche Zulufttemperatur für die IT.

Manchmal wird im so angeordneten Umluftkühlgerät sogar elektrisch nachgeheizt und/oder befeuchtet. Dann sind der vorhandene Energiebedarf und die Einsparung noch wesentlich höher.

Beispielrechnung

Bei dem gerechneten Beispiel ( Bild 4) werden im Jahr rund 23.200 kWh Strom (ohne latente Kühlung) eingespart. Das bringt bei dem derzeitigen Strommix in Deutschland eine Reduktion von rund 13.500 kg/ Jahr bei den CO2-Emissionen. Bei diesem Vergleich des Umluftkühlsystems zum Kombinationssystem wird hier entweder ein Wandgerät im Kaltgang oder eines mit Doppelbodennutzung verwendet.

Bei einem angenommenen mittleren Strompreis über die nächsten 20 Jahre von 28 Ct/kWh spart der Kunde bei einem einzigen Anwendungsfall in 20 Jahren in etwa 130.00 Euro.

Wenn ich mal annehme, dass so ein RLT-Zusatzgerät mit Kanalnetz nach einer gewissen Einführungsphase, je nach vom Kunden gewünschtem Umfang des MSR-Teiles (mit oder ohne Energiemanager, mit oder ohne Fernbedienungsmöglichkeit), je nach Größe des individuell erforderlichen Kanalnetzes mit oder ohne Schalldämpfer, inklusive Planung und Bauleitung, nicht mehr als 25.000 bis 35.000 Euro kosten sollte, ist mit Einschränkung für eine ausreichende Amortisation gesorgt.

Kostengünstig heißt nicht: billig

Zumindest ist es nachhaltig, denn die technisch einfachen Bauteile des RLT-Gerätes halten wesentlich länger als ein häufig eingesetztes billiges Umluftkühlystem, manchmal irreführend Komfortkühlsystem genannt. Bei großen Stückzahlen und entsprechendem Wettbewerb (mehr Nachfragen / mehr Hersteller) dürfte das hier vorgestellte Kombinationskühlsystem noch preiswerter und damit noch wirtschaftlicher zu haben sein.

Nimmt man beispielsweise eine Investition von anfangs sogar 40.000 Euro für das zusätzliche System an und holt sich die derzeit möglichen Zuschüsse vom deutschen Staat, so ergibt das beim Kunden eine Rendite von rund 15,7 Prozent, berechnet aus

[5.804 - (40.000 * 0,7)/20] / 40.000 * 0,7 = (5.804 - 1.400)/28.000

Wäre das nicht eine gute Geldanlage für den Gewinn einer Firma, welche einen eigenen Server-Raum nutzt?

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Technik des Zusatzgerätes

Der Hauptvorschlag beinhaltet ein „steckerfertiges“ Standgerät mit mindestens drei Kanalanschlüssen für Außenluft, Fortluft und Abluft; Letztere bewusst ganz oben angebracht, um die im Warmgang entstehende Wärme oben zu erfassen. Die Zuluft könnte über einen Gerätesockel unten oder stirnseitig auf der gesamten Höhe am bewusst großen RLT-Standgerät in den Kaltgang oder die Kaltzone einströmen.

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Selbstverständlich ist auch die Nutzung in Kombination mit einem Doppelboden möglich. Das Zusatzgerät könnte auch in einem Nachbarraum (daneben, darüber, darunter - bei möglichst gleichem Brandabschnitt) oder notfalls bei fehlendem Platzbedarf im Freien angebracht und mit entsprechenden Kanälen mit dem Serverraum verknüpft werden.

Die dabei aufgrund der Teilstrombildung, je nach aktuellem Außenluftzustand, entstehenden sehr unterschiedlichen Luftwiderstände im RLT-Gerät (häufig entstehen ganz bewusst ganz niedrige Werte) werden mithilfe von so genannten EC-Motoren in Kombination mit Freiläuferventilatoren und der dort integrierten Volumenstrommessung gelöst.

Die Bauweise

Eine der angedachten möglichen Bauweisen für Raumkühllasten von 9 bis 13 kW erfordert beim RLT-Zusatzgerät in etwa diese Gerätegröße:

  • bei Zuluftzuführung über den Gerätesockel Länge * Höhe * Tiefe = 2,30 * 2,30 * 0,75 m
  • bei stirnseitiger Zuluftzuführung am Gerät Länge * Höhe * Tiefe = 2,60 * 2.00 * 0,75 m

Für kleinere Kühllasten sinkt die Gerätetiefe auf zirka 55 Zentimeter. Für größere Kühllasten bis 20 kW bliebe es bei der genannten Gerätetiefe, wobei es dann um rund 40 Zentimeter länger und etwa 20 Zentimeter höher baut. Das RLT-Gerätesystem mit Nutzung der doppelten freien Kühlung und Teilstrombildung ist aber so konstruiert, dass das komplette Gerät auch in Einzelmodule zerlegt und diese dann an der Decke oder/und Wand eines Serverraumes angebracht werden können.

Ergänzendes zum Thema
Fördermittel genehm?

Zurzeit ist das Ändern, Verbessern von Kühlung kleiner Server-Räume förderfähig. Voraussetzung für die Förderung durch die BAFA ist die Erstellung eines unternehmensindividuellen Energie-Einsparkonzeptes, eine so genannte Detailberatung durch einen externen Energieberater. Dieser muss nachweislich in der KfW- Beraterbörse für das Programm „Energieberatung im Mittelstand“ gelistet sein.

Wenn nach erfolgter Energie -Intensivberatung ein formgerechter Antrag auf Förderung für die Querschnittstechnologie „Lüftungsanlagen“ gestellt wird, gibt es bei üblichem positivem Bescheid einen Zuschuss von 30 Prozent auf die gesamten Investitionskosten.

Der maximale Zuschuss pro Objekt beträgt 100.000 Euro.

Wichtig: Mit dem Auftrag an eine ausführende Firma oder den Planer darf erst nach bestätigtem Eingang bei der BAFA (noch auf eigenes Risiko) begonnen werden!

Ein Beispiel: Der Umbau der Klimatechnik kostet mit Planung 40.000 Euro. Der Eigenanteil des Kunden beträgt dann lediglich 28.000 Euro.

Es empfiehlt sich, die Energieberatung mit dem Gewerk Elektrotechnik/Beleuchtungstechnik zu koppeln, weil beispielsweise durch eine moderne LED-Beleuchtungstechnik auch locker die förderfähige Mindestmenge an Strom (30 Prozent) eingespart werden kann. Die aus mindestens zwei Gewerken bestehende - bei der KfW zu beantragende – Energieberatung wird zu 60 Prozent bezuschusst.

Ein Beispiel: Die umfangreiche Energieberatung mit abschließendem Bericht für 6 Tage Aufwand kostet rund 4.800 Euro. Davon beträgt der Eigenanteil des Kunden 1.920 Euro. Der höchstmögliche Zuschuss beträgt sogar 4.800 Euro.

Mit einem Aufwand von rund 30.000 Euro kann bei dem genannten Beispiel über die lange Nutzungsdauer der Technik ein mehrfacher Profit erzielt werden, zusätzlich zu der möglichen Abschreibung.

Übrigens: Vor der Detailberatung könnte noch eine Initialberatung durch einen Energieberater der KfW durchgeführt werden, die sogar mit 80 Prozent bezuschusst wird. Dafür genügt zumeist ein Besuchstag.

Generell ist es von mir so vorgesehen, dass grundsätzlich sowohl in den Kanalnetzen als auch im RLT-Gerät selbst durch ausreichend große Querschnitte ein ganz niedriger Luftwiderstand entsteht. Durch Teilstrombildung werden diese Luftwiderstände zumeist nochmals reduziert. Niedrige Luftwiderstände bringen sehr kleine Ventilatorantriebsleistungen für die hier für die Raumkühlung ausreichende Luftförderung und sind - neben der geringen Einsatzzeit der Umluftkühlgeräte – mitverantwortlich für den extrem niedrigen Jahresstrombedarf des ECL – RLT–Gerätes. (siehe: Bild 4)

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Das RLT-Gerät hat einen integrierten, angebauten oder gar externen, jedoch stets mitgelieferten Schaltschrank. Dabei ist auch die Nutzung der und die Umschaltung auf die externen Umluftkühlgeräte integriert. Das RLT-Gerät kann mit oder ohne Energiemanager sowie mit oder einer möglichen Fernbedienungsmöglickeit hergestellt werden. Aus Controlling-Gründen empfehle ich aber unbedingt beides zu nutzen.

Eine nicht mögliche Fensterlüftung wird hier durch ein besonderes Freikühlsystem ersetzt. Die Details der Gerätekonstruktion und des dazu passenden, mit entwickelten MSR-Teiles (Steuerung und Regelung) möchte ich vorläufig nur den Firmen per Geheimhaltungsvereinbarung bekannt geben, die echt an weiteren Lizenzen interessiert sind.

Zusatzvorschlag: Mehrfachnutzung

Das neuartiges RLT-Gerät mit doppelter freier Kühlung und Teilstrombildung könnte auch mit

  • 1. einem integrierten Direktverdampfer (DX-Cooler) gebaut und dabei mit
  • 2. einer reversiblen Kältemaschine/Wärmepumpe kombiniert werden.
  • An warmen Stunden des Jahres, wo die direkte freie Kühlung nicht mehr ausreicht, wird dann das Außenteil der Kältemaschine/Wärmepumpe als luftgekühlter Kondensator für den DX-Cooler genutzt.
  • An kühlen Tagen (bei Nutzung der direkten und indirekten freien Kühlung) wird mit der Wärmepumpe/Kältemaschine irgendwo im Gebäude geheizt oder Warmwasser erzeugt werden. Irgendwo wird dann eben ein 2. Kondensator genutzt.

Daraus entsteht dann ein weiteres Energiesparkompaktgerät. Das Umluftkühlsystem wird dann nur mehr im Redundanzfall für den Serverraum genutzt.

Bei einer Redundanzforderung für die Server-Raumkühlung würde ich folgendes System (Bild 5) nutzen.

Anwendungsmöglichkeiten

Die hier vorgestellten Kombinationskühlsysteme könnten mit zur weltweit angestrebten Energiewende beitragen, wenn sich möglichst viele Anwender dafür interessieren. Ich sehe zumindest für solche Klimazonen der Erde, wo die mittlere Außentemperatur weit unter der maximal zulässigen Zulufttemperatur liegt, häufige Anwendungsfälle für das RLT-Zusatzgerät oder gar das spezielle Energiesparkompaktgerät. Schließlich gibt es auch in wärmeren Klimazonen als in Deutschland viele Stunden im Jahr (besonders in der Nacht), wo man die Außenluft wirtschaftlich nutzen kann ...

Ergänzendes zum Thema
Über Jürgen Loose

Jürgen Loose, Diplom Ingenieur (FH), geboren 1940 ist Inhaber der Firma Energie.Controlling.Loose - ECL in Weilheim.

( Bild: Jürgen Loose )

  • 1986 Mitentwickler der „Telekom“-Energiespargeräte für die digtitale Vermittlungstechnik
  • 1991 Energiesparpeisträger der DESA
  • 1993 Fachbuchautor „Innovationen für Raumkühlung“
  • 1995 Im "Unruhestand": nach Gründung des Ing.-Büros ECL erfolgten mehrere Erfindungen für RLT-Geräte/Klimageräte
  • 2012 Deutscher Bundespreis
  • 2012 Deutscher Kältepreis

Bei einer größeren Nachfrage sollte es sinnvollerweise eine größere Zahl von Firmen geben, die sich für Lizenzen beim RLT-Zusatzgerät interessieren, nicht nur wie bisher die Fa. Huber & Ranner GmbH aus Pocking und Pala GmbH aus Grafing.

Artikelfiles und Artikellinks

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