Energieeinsparung mit freier Kühlung bei der Klimatisierung von DV-Räumen

(12.7.2005) Ohne Informations- und Kommunikationstechnik läuft in einem Unternehmen der betriebliche Alltag nicht mehr. Grenzenlose Kommunikation und Informationsnutzung rund um den Globus, schnell, multimedial und so umfassend wie nie zuvor: Ohne modernste Klimatechnik jedoch undenkbar. Eine zuverlässige Entwärmung ist eine entscheidende Voraussetzung für den störungsfreien Einsatz sensibler Informations- und Kommunikationstechnologien.

In Räumen mit Geräten, die elektronische Bauelemente und Datenträger enthalten, werden erhebliche Wärmemengen freigesetzt. Durch die steigende Wärmeentwicklung der Geräte kommt es zu einem Anstieg der Raumtemperatur, in weiterer Folge zu Leistungseinbussen der Anlagen, Computerabstürzen und dergleichen. Schon ein kurzer Ausfall Ihrer EDV-Anlage wegen unzureichender Kühlung kann zu Datenverlust und Kapazitätseinbussen führen.

Da diese Anlagen ganzjährig gekühlt werden müssen, sind der Energieverbrauch bzw. die Betriebskosten für die Klimaanlage hoch. Für die Klimatisierung solcher Räumlichkeiten haben sich daher energiesparende Klimasysteme mit Ausnutzung der freien Kühlung bewährt: so genannte "Free Cooling Systeme" nutzen die niedrigen Außentemperaturen in der kühlen Jahres- und Nachtzeit zur effizienten Kühlung der Raumluft. Bei einem ganzjährigen Betrieb (8760 h/a) der Anlagen werden die Räume bis zu 70% der Betriebszeit, ohne zusätzliche mechanische Kühlung, mit bis zu 100% Außenluft gekühlt. Das reduziert die Betriebszeit der Kältekompressoren, und infolgedessen auch die Betriebskosten. Eine weitere Minimierung des Energiebedarfes ist durch eine automatische Lastanpassung der Klimageräte auf den tatsächlich notwendigen Kühlbedarf möglich. Denn bei einer Investition in Prozeßklimatechnik zählen weniger die Einstiegspreise, sondern viel mehr die Gesamtkosten, die langfristig unter dem Strich herauskommen.

In den Griff bekommen lassen sich die betriebswirtschaftlichen Gesamtkosten am ehesten durch einen sinnvollen Verbund von energiesparender Technik, geringem Verschleiß und einem hohen Maß an Service- und Wartungsfreundlichkeit.

Weitere Einsparungen durch Optimierung der Betriebsparameter

Nach Möglichkeit sollten sich Lufttemperatur und -feuchtigkeit in Abhängigkeit der Jahreszeit so verändern, daß der Luftzustand möglichst dicht am Zustand der Außenluft liegt.

Grundsätzlich sind die Einzelheiten der speziellen Klimatisierung von DV-Räumen in der Richtlinie VDI 2054 "Raumlufttechnische Anlagen für Datenverarbeitung" Ausgabe September 1994 geregelt. Aber auch die jeweiligen Spezifikationen der Computer/Rack-Hersteller bzw. der Betreiber bestimmen die Entwärmung dieser Räume. Weitere Informationen, wie z.B. Angaben über zusätzliche Wärmeabgabequellen sonstiger Geräte, Informationen über Beleuchtungsstärke, Personenzahl sowie über die Raumverhältnisse selbst (Bau- und Lagepläne mit Angaben über Ausführung und Abmessungen von Fenstern, Wänden, Decken, Boden usw.) sind für die kundenspezifische Projektabwicklung ebenfalls unerläßlich.

Kurz und knapp bedeutet dies, daß die klimatischen Verhältnisse im Rechenzentrum auf die Belange des DV-Systems und der Datenträger abzustimmen sind.

Je nach Größe und Bedeutung der DV-Anlagen ist die Klimatisierung der Räume mit n+1 Geräten vorzusehen.

Die kalte Zuluft sollte von unten nach oben geführt werden, sonst ist ein ca. 30 - 40% höherer Zuluftvolumenstrom mit zusätzlichem Energieaufwand notwendig. Die Versorgung der DV-Geräte mit aufbereiteter Kühlluft wird bei kleinen Räumen durch freien Ausblas / Ansaug der zu konditionierenden Raumluft realisiert. Bei großen Räumen erfolgt in der Regel die Belüftung über einen Doppelboden, ein anströmen der Wärmeerzeuger mit kalter Zuluft von unten ist ist somit gewährleistet. Um eine gleichmäßige Temperatur im DV-Raum zu erzielen, sollte der Doppelboden mit einer ausreichenden Zahl entsprechend dimensionierter Lüftungsbodenplatten ausgestattet sein. Stehen die Klimageräte direkt im Raum erfolgt ein freier Ansaug der erwärmten Raumluft im Deckenbereich. Je nach Geometrie des Raumes kann die erwärmte Raumluft über Absaugeinrichtungen in der abgehängten Decke, in Leuchten oder bei offenen Deckensystemen über Luftkanäle mit ausreichend dimensionierten Gittern angesaugt werden. Die Anforderungen an die Staubfreiheit werden meist mit Filterklassen F5 oder auch mit Klasse F7 erfüllt.

Oft spielen die zur Verfügung stehenden Raumkapazitäten eine entscheidende Rolle. Firmen wie Weiss Klimatechnik begegnen dieser Problematik mit der Entwicklung spezieller Klima-Kompaktgeräte, die auf kleinstem Raum das gesamte erforderliche technische Equipment integrieren. Die von Weiss Klimatechnik entwickelten Klimageräte mit freier Kühlung ermöglichen flexibelste Anschlußmöglichkeiten (mit und ohne Kanalsystem) der Luftwege. Die Klimageräte sind sowohl für Außenluftkühlung wie auch für Außen-/Abluftkühlung (zur Feuchtehaltung im Raum) entwickelt.