Adsorptionskälte
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung für den Kühl- und Strombedarf von Rechenzentren
Die Stadt Marburg schützt ihre zentralen EDV-Server, die den Betrieb von 700 Computern sicherstellen, mit einer Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungs-Anlage gegen Überhitzung. Die Investition schlug mit 80.000 Euro zu Buche. Vor genau einem Jahr ging die Maschine an den Start, 15.585 Euro sind schon wieder drin.
Die KWKK-Anlage, bestehend aus einer Adsorptionskältemaschine der Firma Invensor und einem Blockheizkraftwerk der Firma Senertec, deckt rund um die Uhr den Kälte- und Strombedarf der EDV-Server. »Zunächst haben wir aus Brand-, Wasser- und Einbruchschutzgründen neue, hermetisch abgeschlossene Serverschränke der Firma Rittal angeschafft, weil die zuvor aufgestellten Serverschränke den Anforderungen nicht mehr genügten«, erklärt Peter Wagner, Energiebeauftragter für städtische Liegenschaften der Universitätsstadt Marburg. »Die Herausforderung bestand nun darin, ein Kühlsystem zu wählen, das sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich ein Optimum darstellt«.
Die Kosten- und Umweltvorteile liegen in ihrer energiesparenden Funktionsweise. Anders als handelsübliche Kältemaschinen wird nicht Strom, sondern die Abwärme des BHKWs als Antriebsenergie genutzt. Als Kühlmittel dient reines Wasser. Die Kältemaschine hat 9 kW Nennleistung, das BHKW 5,5 kW elektrische und 12,5 kW thermische Leistung.
Statt des üblichen Silicagels setzt Invensor so genannte Zeolithe in den Adsorptionsmaschinen ein. Dadurch erreichen die Kältemaschinen bereits bei 65 °C Antriebstemperatur fast 100 Prozent ihrer Leistung. Wasser dient als umweltfreundliches Kältemittel, was den Wartungsaufwand minimiert. Während der kalten Jahreszeit können die Server in Marburg mittels der integrierten »Free Cooling«-Funktion direkt über die kalte Außenluft gekühlt werden. Bis auf den im Verhältnis geringen Strombedarf von Pumpen und Rückkühlwerk wird dann keinerlei Energie für die Kälteversorgung der Server verbraucht. Dies bedeutet auch, dass die Abwärme des BHKWs während dieser Zeit voll zur Gebäudebeheizung zur Verfügung steht und hier zusätzlich Heizkosten spart.
Durch die ganzjährige Abnahme der Wärme des BHKWs - im Sommer zum Kühlen und im Winter zum Heizen - erreicht das Modul eine Laufzeit von rund 8000 Betriebsstunden pro Jahr und erzeugt durch die KWKK-Anlage jährlich circa 44.000 kWh Strom, der größtenteils durch den Betrieb der Server direkt verbraucht wird. Überschüsse aus der Stromerzeugung des BHKWs werden in das öffentliche Stromnetz eingespeist und vergütet. Die bisher zur Kühlung der Server eingesetzte stromintensive Kompressionskältemaschine konnte abgeschaltet werden, wodurch der gesamte Stromverbrauch der EDV-Anlage um 41.000 kWh auf aktuell 26.000 kWh pro Jahr sinkt. Bezogen auf die vorher erforderlichen 111.000 kWh für Betrieb und Kühlung der Server konnte der Strombezug so um ca. 77 Prozent verringert werden, der CO2-Ausstoß sinkt, auf das gesamte Rechenzentrum bezogen, um 38 Tonnen pro Jahr.
Mit dem BHKW und dem öffentlichen Stromnetz sind zwei voneinander unabhängige Stromquellen vorhanden. Die mit Netzstrom betriebene redundante Kompressionskältemaschine wurde dabei passend zum Gesamtkonzept ebenfalls von InvenSor geliefert. Die vorhandene Raumklimatisierung wurde gegen die InvenSor-Kältemaschine, einen Kaltwasserpufferspeicher und einen Rückkühler mit EC-Ventilator ersetzt. Jeder Serverschrank verfügt dabei über seine eigene Umluftkühlung, die über einen Kaltwasser-Wärmetauscher reguliert wird. Die gesamte KWKK-Anlage ist in einem Raum installiert.
Das könnte Sie auch interessieren
Für Energiezentralen von Industriebetrieben und…
Blockheizkraftwerke mit Synchrongenerator
Fraunhofer-Projekt »TurboKeramik«
Gasturbinen für noch effizientere…
Nur 10 Prozent Energieaufschlag
Europa schnellster Rechner kühlt mit warmem Wasser
