STULZ IT Cooling Solutions and Services Die Freie Kühlung neu entdeckt! 1
Die Freie Kühlung neu entdeckt !
STULZ GmbH Klimatechnik
Aufgabenstellung für die Klimatisierung im Rechenzentrum
Prinzip der indirekten und der direkten Freien Kühlung
TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen
Klimalösungen der Zukunft
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Die Freie Kühlung neu entdeckt !
STULZ GmbH Klimatechnik
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STULZ Gruppe
Klimatechnik KunststofftechnikHerstellung und Vertrieb von Klima-geräten, Klimalösungen und Services.
STULZ GmbH, Deutschland (P)
STULZ Pty Ltd, AustralienSTULZ-ATS (Shanghai), China (P)STULZ France S.A.R.L., FrankreichSTULZ UK Ltd., GroßbritannienSTULZ CHSPL Pvt Ltd, Indien (P)STULZ SpA, Italien (P)STULZ Groep B.V., NiederlandeSTULZ Polska Sp. z o.o., PolenSTULZ España S.A., SpanienSTULZ-ATS Inc., USA (P)STULZ Pty Ltd, New Zealand
(P): Produktionsstätte
Entwicklung und Produktion von Kunststoff-Präzisionsteilen für die Automobil-Industrie.
MONTAPLAST GmbH, Deutschland
MONTAPLAST of North America
Umsatz 2008
Kunststofftechnik € ≥ 400 MioKlimatechnik € ≥ 300 Mio
Total € ≥ 700 Mio
MitarbeiterKunststofftechnik ≥ 2.400Klimatechnik ≥ 1.600
Total ≥ 4.000
…und weltweit vertreten in 110 weiteren Ländern mit Vertriebspartnern
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Treffen Sie STULZ – in DeutschlandSTULZ NiederlassungenHamburg ( Zentrale )HannoverBerlinDüsseldorfLeipzigFrankfurtNürnbergSt. IngbertStuttgartKarlsruheMünchen
ITK Klimatisierung: …vom Produkt über die Systemlösung bis hin zum Service
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IT Rechenzentrumsklimatisierung – neue Herausforderungen für Planung und Betrieb
Konzeptberatung für die Errichtung und den
Betrieb der Anlagen
Aufgabengerechte Systemauslegung und
Geräteauswahl
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
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STULZ Produkte - Rundum ZuverlässigkeitPräzisionsklimageräte für kleine Telekomanwendungen bis zum ITK Rechenzentrum
Kaltwassererzeuger für Präzisionsklima und wassergekühlte IT Racks
Kaltwassererzeuger 5kW – 1,5MW
Umluftklimageräte von 4kW – 200kW
Umluftklimageräte von 200W– 20kW
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STULZ Produkte – innovativ und effizient !
Einführung energieeffizienter EC Ventilatoren als Standard für die CyberAir Umluftklimageräte im Jahr 2004 – heute optional bei allen Namenhaften Herstellern
STULZ Systemkostenberechnung liefert weltweite TCO Betrachtungen für den Errichter und Betreiber von ITK Rechenzentren seit 2006
STULZ Stand-by Management als integrale C7000 Regelungsfunktion für CW-Klimageräte wurde 2006 in den Markt eingeführt
Weiterentwicklung der Indirekten Freien Kühlung durch die FunktionalitätDynamic Free Cooling verfügbar seit Mai 2007
Optimierung/Erweiterung im November 2008 der Kaltwasserklimageräte der Baureihe CyberAir CW und CWE – Ziel: Max. Energieeffizienz
Neue STULZ Konzeptionen zur Direkten Freien Kühlung
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STULZ Präzisionsklima – Lösungskompetenz aus einer Hand nicht nur für das IT Rechenzentrum
Beratung, Ausführung und Inbetriebnahme aus einer Hand
Leistungsumfang vom Wiederverkauf bis hin zur kompletten Klimasystemlösung
Gewährleistungszeitraum bis zu 4 Jahren bei Abschluß eines Wartungsvertrages
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STULZ ServiceNachhaltige Betriebssicherheit durch bedarfsgerechte Servicekonzepte – 140 STULZ Servicetechniker sichern bundesweit einen flächendeckenden Service mit kürzesten Zugriffzeiten.
Klimaservice von der Instandsetzung bis hinzum Vollunterhalt der Klimatechnik
24/7 verfügbarer Notdienst
Technisches Gebäudemanagement für die Gewerke
- Kälte/Klimaanlagen- Systemstromversorgung- Betriebskritischer Infrastruktur
Webbasierendes Dokumentenmanagement
Regionale und überregionale Servicestruktur
Ersatzteillogistik über ein Zentrallager, 11 Stütz-punktlager sowie mobile Bevorratung
…..nicht nur für STULZ Produkte!
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Die Freie Kühlung neu entdeckt !
Aufgabenstellung für die Klimatisierung im Rechenzentrum
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Rechenzentrums / ITK Raum – Klimatisierung „gestern?“
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Ziel heute: Kaltgang – Warmgang Konzept, aber…
Kalte Luft von der warmen Luft trennen
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…„homogene“ Rackreihen durchmischen sich mit „anderem“ ITK Equipment
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Ziel der Klimatisierung: Kalte Zuluft vor die 19” Ebene
horizontale Luftführung durch das Rack
Source: INTEL Source: HP
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Verteilung des Gesamtenergiebedarfs eines ITK Rechenzentrums
Kaltwassererzeuger; 33%
Befeuchter; 3%
Umluftklimageräte; 9%
IT Equipment; 30%
Versorgungseinrichtungen; 5%
USV; 18%
Generator/Schalteinrichtungen; 1%
Licht; 1%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1
45 %Klimatisierung
Abhängig vom Klimatisierungskonzept kann der Anteil des Energiebedarfes für die Klimatisierung zwischen
25% und 55% am Gesamtenergiebedarfesdes Rechenzentrums betragen !
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Freie Kühlung Raumkonditionen
Außenbedingungen
Doppelbodenhöhe
Wassertemperaturen
Teillastverhalten
Wärmetauscherfläche
Filterfläche
Lüftertechnologie
Abmessungen
Kältemittel
Rohrdimensionierung
Pumpentechnologie
Einbauteile
Parametrierung
Filterzustand
Kältemittelfüllmengen
Abgleich
Luftverteilung
Eine Auswahl an Stellschrauben, die einen Einfluß auf die Energieeffizienz haben:
Einbindung Stand-by
Sollwerte
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Die Freie Kühlung neu entdeckt!
Prinzip der indirekten und der direkten Freien Kühlung
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……die Freie Kdie Freie Küühlung ist KEINE neue Technologiehlung ist KEINE neue Technologie-- jedenfalls nicht in Europa!jedenfalls nicht in Europa!
Indirekte Freie KühlungIndirektIndirekt: d.h.Wasser/Glykol-medium zwischen der Außenluft und der Raumluft
Direkte Freie KühlungDirektDirekt: d.h. ein großer Außenluftanteil gelangt in den Raum
Kälteerzeugung ohne Betrieb der Kältemaschine: Die Freie Kühlung
Freie Kühlung fürITK Räume
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Indirekte Freie KühlungIndirektIndirekt: d.h.Wasser/Glykol-medium zwischen der Außenluft und der Raumluft
Direkte Freie KühlungDirektDirekt: d.h. ein großer Außenluftanteil gelangt in den Raum
Kälteerzeugung ohne Betrieb der Kältemaschine: Die Freie Kühlung
Freie Kühlung fürITK Räume
⇒ Pedal am Kettenrad und Übertragung durch Kette auf das Ritzel am Hinterrad ⇒ Pedal am „Rad“
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Funktion der Indirekten Freie Kühlung
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Freie Kühlung – Indirekte Freie KühlungUmluftklimageräte mit integrierter Freikühlungsfunktion
Raumluft wird von der Außenluft über ein zwischengeschaltetes Wasser/Glykolmedium „entkoppelt“,findet Verwendung in kleineren/mittleren Rechenzentren/DataZentren.
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Freie Kühlung – Indirekte Freie KühlungKaltwassererzeugung mit integrierter Freikühlungsfunktion
Raumluft wird von der Außenluft über ein zwischengeschaltetes Wasser/Glykolmedium „entkoppelt“,findet Verwendung in mittleren/großen Rechenzentren/DataZentren, z.T. auch mit separatem Rückkühlerund wassergekühlter Kälteerzeugung.
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Freie Kühlung – Direkte Freie Kühlung über Außenluft
Verwendung für Mobilfunkcontainer/Shelter bei geringer Wärmelast und aufgrund höherer Toleranz gegenüber der Raumluftfeuchte; direkte Freie Kühlung fand im Rechenzentrum/Datacenter-bereich in der Vergangenheit KEINE Anwendung !
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Freie Kühlung – Direkte Freie Kühlung über Außenluft
FreikühlbetriebKühlung durch kalte Außenluft
UmluftbetriebKältemaschine in Betrieb
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Freie Kühlung – Direkte Freie Kühlung über Außenluft
Nachrüstung der Direkten Freikühlungsfunktion bei bestehenden Standorten mit Komfortklimatisierung:Erhebliche Reduzierung der Betriebskosten, da Kompressorlaufzeiten erheblich verringert werden können!
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Die Freie Kühlung neu entdeckt!
TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen
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System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
TCO Betrachtungen für Zukunftsinvestitionen
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Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
+31%
-55%
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Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
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Beispiel Systemdesign: System OHNE Freie Kühlung gegen System MIT Freier Kühlung
138,7Tage
11,0Tage
62,1Tage
153,3Tage
59% desJahres OHNE
Betrieb der Kälte-
maschine=
215,4Tage
365,0Tage
100% desJahresM I T
Betrieb der Kälte-
maschine=
365,0Tage
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Beispiel Rückluftbedingungen: Gleiches Klimasystem– unterschiedliche Rückluftbedingungen 22°C/55%r.F. vs. 27°C/40%r.F. !
- 20%
Ursache: z.B. zu niedrige Sollwertvorgabe an Klimageräten
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Beispiel Rückluftbedingungen: Gleiches Klimasystem unterschiedliche Rückluftbedingungen 22°C/55%r.F. vs. 27°C/40%r.F. !
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47,5Tage
47,5Tage
120,5Tage
149,5Tage
138,7Tage
11,0Tage
62,1Tage
153,3Tage46% desJahres OHNE
Betrieb der Kälte-
maschine= 168Tage
59% desJahres OHNE
Betrieb der Kälte-
maschine=
215,4Tage
22°C / 55%r.F.27°C / 40%r.F.
11 Tage 100%
Betrieb der Kältemaschine
47,5 Tage 100%
Betrieb der Kältemaschine
Beispiel Rückluftbedingungen: Gleiches Klimasystem unterschiedliche Rückluftbedingungen 22°C/55%r.F. vs. 27°C/40%r.F. !
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Energiebedarf
DX
Kom
pressorK
ühlung
FCFreie Kühlung
EFCErw
eiterteFreie K
ühlung
MIX
Kom
pressor undFreie K
ühlung
Indoor
OutdoorR
egelung
Daten
Dynamic Free Cooling,oder bedarfsabhängigeAussteuerung der Komponenten
Weitere Energieeinsparungspotentiale bei der indirekten Freien Kühlung
Variable, bedarfsabhängige Steuer-ung der KomponentenEinbindung der Stand-by GeräteMax. Energieeffizienzbis zu 30% Energieeinsparungs-potential gegenüber der her-kömmlichen indirekten Freien Kühlung
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Die Freie Kühlung neu entdeckt!
Klimalösungen der Zukunft
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Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung!
ASHRAE TC 9.9 - 2004
ASHRAE TC 9.9 - 2008
Veränderte Anforderungen an die Klimatisierung machen neueKlimakonzepte möglich!
oder
Enge Toleranzen für Temperatur und Luftfeuchtigkeit erfordernnach wie vor Umluftklimatisierung!
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Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung!
Ber
lin
Bre
mer
have
n
Ess
en
Fra
nkfu
rt
Ham
burg
Man
nhei
m
Mün
chen
Nür
nber
g
Stu
ttgar
t
% Anteil 87,6 94,1 91,2 86,8 92,6 85,7 90,0 88,9 90,7
Stunden 7.672 8.239 7.992 7.601 8.111 7.508 7.883 7.787 7.942
Stunden = Jahrestemperaturstunden bis einschließlich 18°C
WETTERDATEN
Mittlere jährliche Stundenanzahl, gemäß DIN 4710 Januar 2003
% Anteil = Prozentualer Anteil der Jahrestemperaturstunden bis einschließlich 18°C
d.h. in Deutschland sind mindestens 85% des Jahres die Temperaturen ≤ 18°C
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Neustes Konzept: STULZ Direkte Freie Kühlung mit optimierter Wärmetauscheranordnung
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Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung!
Vorteile:
Hohe Energieeffizienz durch die direkte Nutzung der Freien Kühlung –keine Verluste durch zusätzliche Wärmetauscher
Hervorragende Skalierbarkeit des Systems „Build as you grow!“ –keine Hydraulikauslegung (Verrohrung, Pumpen, Armaturen) am 1.Tag für den Endausbau notwendig
Hohe Betriebssicherheit durch in sich geschlossene und einfachaufgebaute Klimatisierungssysteme
Geringere Investitionskosten im Vergleich zu Systemen der Indirekten Freien Kühlung
Geringerer Energiebdarf im Vergleich zu allen herkömmlichen Systemen
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Neue Konzepte: STULZ Direkte Freie Kühlung! Rahmenbedingungen:
Freigabe der Raumfeuchtigkeit – Bereich z.B. 20%- 80% r.F.
Bei der Standortwahl Staubbelastung berücksichtigen (z.B. Vermeidung der Nähe zu Autobahn, Ernte, Innenstadtbereich)
Inkaufnahme von möglichen Umwelteinflüssen(z.B. Rauch, Gase etc.)
Eingeständnisse an die Gebäudesicherheit
Bauliche Voraussetzung:
Bauliche Freiheit für die Gebäudeausführung
Kanalstrecken möglichst kurz halten (Druckverluste)
Luftansaug vor Sonneneinstrahlung schützen
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Vielen Dank für Ihr InteresseKontakt:
Achim PfleidererLeiter Service und Marketing [email protected]
Mission EnergyEnergieeffiziente Rechenzentrumsklimatisierung