Kühlung von Rechenzentren mit natürlichem Kältemittel
Präzisionsklimaschrank zur nachhaltige Abwärmenutzung mit Propan
Insbesondere in Rechenzentren, die einen hohen Energiebedarf im Bereich der Kühlung haben, wird zunehmend auf umweltfreundliche und zuverlässige alternative Kältemittel gesetzt. Für diese Anwendung bietet Propan (R290) kostensparende und umweltschonende Möglichkeiten, da das Kältemittel effizient und vielseitig zur Klimatisierung verwendet werden kann. Die durch die zunehmende Digitalisierung steigende Zahl an Rechenzentren führt dazu, dass Propanklimaschränke als Klimatisierungslösung in Zukunft noch mehr an Bedeutung gewinnen.
Die F-Gas Verordnung (EU) Nr. 517/2014 fordert eine deutliche Reduzierung von Kältemitteln mit hohem Treibauspotential („Global Warming Potential“, GWP = Treibhauswirksamkeit im Vergleich zu CO2). Eine Lösung ist die Verwendung von Low-GWP Kältemitteln wie Propan (R290), das mittlerweile vermehrt in Kälteanlagen und Wärmepumpen eingesetzt wird. Doch auch die Anwendung in Präzisionsklimaschränken ist möglich. Als weitere Alternativen werden in Rechenzentren oft auch die natürlichen Kältemittel R744 (CO2) und R718 (Wasser) eingesetzt, die aber häufig durch eine geringere Effizienz oder einen begrenzten Anwendungsbereich nicht in Frage kommen.
Wärme aus Rechenzentren sinnvoll nutzen
Vor allem dort, wo auch die Abwärme genutzt werden kann, bietet der selbst entwickelte Propanklimaschrank vom Typ „ED.E. 081 EX“ vielseitige Möglichkeiten, um z.B. umliegende Büroräume zu beheizen. In vielen Fällen wird die überschüssige Wärme mit Hilfe eines Splitklimagerätes an die Außenluft abgegeben und nicht weiter genutzt. Mit Hilfe des Propanklimaschranks wird die Wärme an ein wasserbasiertes Trägermedium abgegeben und kann in das Heizungssystem eingespeist werden. Die überschüssige Wärme entlastet die Heizungsanlage und agiert somit gleichzeitig als Wärmepumpenanlage mit einem hohen Gesamtwirkungsgrad. Ein deutlicher Vorteil gegenüber einer gewöhnlichen Luft/Wasser-Wärmepumpe ist der aufgrund der konstanten Temperaturen im Serverraum gleichbleibend hohe Wirkungsgrad über den gesamten Jahresverlauf. Die Nutztemperatur kann bis auf 50°C ins Heizungssystem eingespeist werden.
Aufbau und Funktionsweise
Der Präzisionsklimaschrank von Green Roggenkamp mit einer Netto-Kälteleistung von maximal 5,2 kW hat einen TÜV Süd zertifizierten EER von bis zu 5,3. Durch die besondere Bauweise, bei der die Luft durch den Klimaschrank gedrückt wird, werden viele Möglichkeiten für einen sicheren Einsatz genutzt. So sind z. B. potentielle Zündquellen im Luftstrom vor möglichen Leckagestellen angeordnet, was für zusätzliche Sicherheit sorgt.
Der zweikreisige Kältekreislauf sorgt gleichermaßen für eine erhöhte Betriebssicherheit und ein verbessertes Regelverhalten. Zudem werden die Füllmengen je Kreislauf geringgehalten, was ebenfalls die Sicherheit im Umgang mit Propan deutlich verbessert. Die Anlagenüberwachung über die Smart Energy Control trägt durch eine stetige Parameterüberwachung zu einer Reduzierung der Betriebskosten bei.
Durch die Smart Flow Control, ist die Anlage in jedes System integrierbar, da der Warmwasservolumenstrom automatisch angepasst wird und zudem ein automatischer hydraulischer Abgleich erfolgt. Hocheffizient sind außerdem die EC-Ventilatoren und die elektronischen Expansionsventile, die ein vielseitiges Anwendungsspektrum ermöglichen. Der vorkonfigurierte Klimaschrank mit zertifizierten Leistungsdaten wird Plug & Play vor Ort in das System integriert und kann durch individuelle Regelung an jedes Gebäudesystem angepasst werden.
Anwendungsbereiche
Der Klimaschrank wurde vornehmlich für dezentrale Bereiche mit Kühlbedarf entwickelt und soll eine einfache, sichere und nachhaltige Lösung zur Rückgewinnung der entstandenen Wärme bieten. Einsatzgebiete sind neben Serverräumen und Rechenzentren, z.B. Kassensystemserverräume von Lebensmittelfachgeschäften, Kleinserverräume in Bürogebäuden, Archivkühlungen, Laborkühlungen, Bereichskühlung oder Kleinversuchsanlagen.
Häufig ist die gleichzeitige Kühlung von Batterieräumen in Rechenzentren kritisch zu sehen, da durch die effizienzoptimierte Betriebsweise der Serverkühlung die Kühlung der Batterien vom Temperaturniveau her nicht ausreichend ist. Oft ist die Absenkung der Gesamtvorlauftemperatur notwendig, was die Effizienz des Rechenzentrums insgesamt reduziert. Durch einen zusätzlichen Propanklimaschrank kann jedoch der Batteriebereich bei einer gleichbleibend hohen Gesamtvorlauftemperatur weiter gekühlt werden, ohne den Gesamtwirkungsgrad des Rechenzentrums zu reduzieren.
Green Roggenkamp, eine Marke des Unternehmens Trane Roggenkamp, setzt in der Zukunft verstärkt auf nachhaltige und umweltfreundliche Kältemittel. Neben Rechenzentren werden diese Anlagen vor allem in Brauereien eingesetzt. Das Produkt mit hochwertigen Komponenten ist „Made in Germany“ und wird vom Staat mit durchschnittlich 30% gefördert.
Seit 2018 setzt Trane Roggenkamp am unternehmenseigenen Standort zur Klimatisierung der Serverräume und Archive einen Propanklimaschrank ein. In Kombination mit der Propanwärmepumpe und einer Photovoltaikanlage wird das Gebäude ganzjährig nachhaltig gekühlt und beheizt.
