Ein hochrangiges deutsches Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie ist seit 1963 in Nordrhein-Westfalen ansässig. Es entwickelt Technologien und Prozesse mit dem Ziel, existenzbedrohende Risiken frühzeitig zu erkennen, zu minimieren und beherrschbar zu machen. Bei der Forschung geht es um das Entwickeln effektiver und effizienter Mensch-Maschine-Systeme, bei denen der Mensch als Entscheider und verantwortlicher Akteur im Mittelpunkt steht. Für die komplexen Anwendungen in den einzelnen Forschungsbereichen wird eine hohe Rechenleistung benötigt, die mit einem effizienten Kühlsystem versehen sein muss.

Der Planer sowie der Errichter der neuen Anlage zur Kühlung des Rechenzentrums haben sich für ein System von Lennox entschieden. Es besteht aus Kältemaschine und Freikühleinheit. Vertrauen in das Know-How erlangte Lennox durch die Auswahl von „eComfort“-Einheiten. Das sind hocheffiziente Kältemaschinen, die "R32" (Difluormethan, nicht ozonschädigend) als Kältemittel verwenden. Damit bieten die Einheiten für alle Kühlanwendungen eine umweltfreundliche Lösung. Sie sind konform mit der F-Gase-Verordnung und der Ökodesign-Richtlinie der EU sowie von „Eurovent“ zertifiziert.

Zum Einsatz kam eine „GAC270“ mit 263 kW Kühlleistung im Kältemaschine- und Freikühlbetrieb. So kann eine Freikühlleistung von 100 kW schon bei einer Wassereintrittstemperatur von 17 °C und einer Außentemperatur von 10 °C erreicht werden. Eine geräuschgedämmte Ausführung mit variabler Luftstromregelung sorgt für eine niedrige Geräuschkulisse in der Umgebung der Anlage. Um die Anlaufströme und Stromaufnahme niedrig zu halten, wurden ein Softstarter für die Kältemaschinenkompressoren und EC-Ventilatoren verbaut. Diese zeichnen sich wiederum durch hohe Wirkungsgrade vor allem im Teillastbereich aus.

Effizienz im Fokus

Zum Erreichen bestmöglicher Effizienz mit freier Kühlung wurden zwei Luft-Wasser-Wärmetauscher, in der Bauweise der hintereinander liegenden Register, gewählt. Denn im Gegensatz zu den vielfach eingesetzten Doppelregistern (integriertes System), die hintereinander liegen, bringen die Freikühlregister als separate Wärmetauscher, getrennt von den Kondensatorwärmetauschern der Kältemaschine, den Vorteil verringerter Druckverluste der Ventilatoren und einer damit verbundenen Stromersparnis über das gesamte Jahr.

Wenn sich die Maschine im Freikühlbetrieb befindet, werden nur die Freikühlregister mit Luft beaufschlagt. Die Lüfter der Kondensatoren sind abgeschaltet. Der hydraulische Druckverlust im Kühl- und Freikühlbetrieb werden minimiert, die Stromaufnahme verringert und die Effizienz gegenüber dem integrierten System gesteigert. Die Freikühlwärmetauscher können in variabler Anzahl auf den Rahmen der Kältemaschine mit aufgesetzt werden. Somit kann die Leistung der freien Kühlung, entsprechend den benötigten Leistungen, angepasst werden. Dieses Freikühlsystem findet Anwendung bei hohen Freikühlleistungen und gleichzeitig hoher Effizienz.

Das Regeln der freien Kühlung und Kältemaschine erfolgt über die Steuer- und Regeleinheit „eClimatic“ der Kältemaschine. Ist die Außenlufttemperatur kleiner als die Kaltwasserrücklauftemperatur (3K unterhalb), wird das Regelventil zum Durchströmen des Freikühlwärmetauschers geöffnet. Die Ventilatoren der freien Kühlung werden durch die Regelung der „eClimatic“ mit einem eigenen „PID“-Algorithmus („proportional-integral-derivative“) gesteuert: Die freie Kühlung zählt als eine zusätzliche Leistungsstufe, wobei die freie Kühlung Vorrang gegenüber den Kältemaschinenkompressoren hat. Erst wenn die Ventilatoren der freien Kühlung mit maximaler Drehzahl arbeiten und die Solltemperatur nicht erreichen, werden die Kompressoren zugeschaltet.

Die Freikühl-Option beinhaltet zwei Ventile, die es dem Kaltwasser bei entsprechender Außenlufttemperatur ermöglichen, zuerst durch die Freikühlwärmetauscher zu strömen, um dort, je nach Umgebungstemperatur, mehr oder weniger Wärme an die Umgebungsluft abzugeben. Das Freikühl-System ist mit den gleichen frequenzgeregelten Ventilatoren ausgestattet wie die Kondensatoren der Kältemaschine, um die akustischen Einsatzmöglichkeiten nicht einzuschränken.

Typische Anwendungen für den Einsatz einer freien Kühlung sind Einrichtungen mit hohen internen Lasten über das gesamte Jahr, wie Computer-Räume und Datencenter. In Nord- und Nord-Ost Europa ist zu 20 bis 45 Prozent des Jahres die Außentemperatur geringer als 5 °C, was zu einer schnellen Amortisation der Investitionskosten führt und so den Einsatz einer freien Kühlung attraktiv macht.

• «
• 1
• 2
• »