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Feuchtigkeitskontrolle für Rechenzentren

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Adiabatische Kühlung durch Kontaktpanelsysteme in Datenverarbeitungszentren

Verdunstungsprinzip

Die trockene Luft hat eine enorme natürliche Fähigkeit, sich durch Wärmeaustausch mit Wasser zu kühlen. Wasser absorbiert eine große Menge Wärme aus der Luft, um zu verdunsten. Als Ergebnis dieses Austauschs zwischen Luft und Wasser sinkt die Lufttemperatur. Dieser Luftkühlungsprozess verbraucht viel weniger Energie als die herkömmlichen Kühlprozesse, die in typischen Klimaanlagen verwendet werden.

Ein Nassmediakühler nutzt dieses Prinzip im Grunde, um heiße Luft zu kühlen, indem er sie durch eine große Oberfläche eines mit Wasser befeuchteten anorganischen Panels zwingt (funktioniert wie ein Schwamm). Bei dieser Art der Kühlung wird keine Energie verbraucht, um das Wasser zu verdampfen. Die Medien selbst verursachen einen geringen Luftdruckabfall, der zu einem kleinen Anstieg des Stromverbrauchs der Ventilatoren führen wird, und eine kleine Umwälzpumpe wird verwendet, um das Wasser durch die Paneele zu verteilen. Der gesamte Energieverbrauch, der aus dem zusätzlichen Luftdruckabfall und der Wasserumwälzpumpe resultiert, ist nicht signifikant im Gesamtenergieverbrauch des Kühlsystems des Datenzentrums.

Wo Verdunstungskühlung funktioniert

Der Effekt der Verdunstungskühlung ist direkt mit der Fähigkeit der Luft verbunden, Wasser aufzunehmen. Mit anderen Worten, es hängt von der Differenz zwischen der Trockenkugeltemperatur und der Feuchtkugeltemperatur ab. Je größer der Unterschied, desto größer ist der Kühleffekt. Die Verdunstungskühlung kann den Bedarf an Kompressorkühlung in Rechenzentren erheblich reduzieren oder manchmal sogar eliminieren, abhängig von den Innen- und Außenluftbedingungen und der implementierten Kühllösung.

Es gibt einige Orte auf der Welt, die besser für die Verwendung von Verdunstungskühlung geeignet sind als andere. Die Feuchtkugeltemperatur bestimmt die theoretische Mindesttemperatur, auf die die Luft während des Verdunstungskühlungsprozesses abgekühlt werden kann, vorausgesetzt, die Sättigungseffizienz des Prozesses liegt bei 100%. Es ist daher sehr wichtig, die Verteilung der Außenfeuchtkugeltemperatur weltweit zu berücksichtigen, um die am besten geeigneten Orte für die Verwendung der Verdunstungskühlung zu identifizieren.

Im Allgemeinen werden für Rechenzentren Standorte, an denen die Feuchtkugeltemperatur > 25 °C ist, als weniger geeignet für die Implementierung von Verdunstungskühlungslösungen angesehen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte unsere Experten.

Kühlungsanforderungen für das Datenverarbeitungszentrum

Der technische Ausschuss 9.9 (TC9.9) der ASHRAE hat die vierte Ausgabe (2015) der thermischen Richtlinien für Rechenzentren herausgegeben, die die Kühlungsanforderungen definiert.

Dieser neue Standard mit breiteren Betriebsbereichen unterstützt die Einführung neuer energiesparender Technologien wie Free Cooling (auch als freie Kühlung und/oder Economizer bekannt) und die Nutzung von Verdunstungskühllösungen.

Hier ist eine Darstellung der verschiedenen Bereiche (A1 bis A4, sowohl empfohlen als auch zugelassen) mit den Spezifikationen für die Luftkühlung.

Unter Ausnutzung der neuesten Generationen von IT- und Stromverteilungsausrüstungen, die bei immer höheren Temperaturen betrieben werden, während sie hohe Zuverlässigkeitsraten aufrechterhalten, nutzen Rechenzentren jetzt höhere Temperaturen für gekühlte Luftströme, während sie die übliche ∆T (Zuluft/Rückluft) beibehalten, was in vielen Fällen erlaubt, dass die Zulufttemperatur während der sommerlichen Spitzenlastzeiten (die in einigen Fällen einen sehr kleinen Prozentsatz der Stunden/Jahr darstellen) von den empfohlenen Werten zu den von ASHRAE erlaubten Werten abweicht (oftmals innerhalb des Bereichs A1).

Dies ermöglicht es Rechenzentren, hochgradig energieeffiziente Kühllösungen zu implementieren, mit sehr niedrigen Werten für die Energieeffizienz und in einigen Fällen dem Betrieb des Rechenzentrums ohne „Kompressorkühlung“.

Energieeffizienz

PUE (Power Usage Effectiveness) ist eine Metrik, die die Energieeffizienz in einem Rechenzentrum bestimmt. Sie wird berechnet, indem man die gesamte einem Rechenzentrum zugeführte Energiemenge durch die Energie teilt, die für den Betrieb der IT-Infrastruktur verwendet wird:

Die Gesamtenergie der Anlage umfasst die gesamte Energie der IT-Infrastruktur sowie alles, was ihre Last unterstützt, wie die Stromversorgungsinfrastruktur (zum Beispiel USV, Schalter, Generatoren, PDUs, Batterien, Verteilungsverluste), die Kühlsysteminfrastruktur (z.B. CRAC, AHU, Kühler, Kühltürme, Pumpen usw.) und anderes./vc_column_text]

Wasserverbrauch

WUE (Wasserverbrauchseffizienz) ist eine Kennzahl, die den Wasserverbrauch in Rechenzentren bestimmt und in Litern pro Kilowattstunde (l / kWh) ausgedrückt wird:

Der jährliche Wasserverbrauch umfasst das gesamte zur Betreibung des Rechenzentrums verwendete Wasser, wie zum Beispiel Wasser zur Befeuchtung, zur Kühlung des Rechenzentrums (Kühltürme, CRAC oder AHU) oder zur Kühlung von Stromerzeugungsequipment.

Ähnlich wie bei der PUE stellt die Kühlung einen bedeutenden Prozentsatz des Gesamtwasserverbrauchs in Rechenzentren dar, und es ist gängige Praxis, ihre teilweise Wirksamkeit (pWUE) zu analysieren.

Vorteile der Verwendung von Fisairs Kontaktpanel-Verdunstungskühlung

  • Höchstniveaus der Energieeffizienz (jährlicher pPUE)
  • Die beste Sättigungseffizienz am Markt
  • Die Medien mit dem niedrigsten Druckabfall am Markt
  • Reduzierter Wasserverbrauch (pWUE) im Vergleich zu anderen Verdunstungskühllösungen
  • Reduzierter Notwasserspeicher verglichen mit anderen Verdunstungskühllösungen
  • Betrieb mit allen Wasserarten (ohne Wasseraufbereitung)
  • Kein Risiko von Wassertropfen im Inneren des Gehäuses oder auf den Komponenten (zum Beispiel der Luft-Luft-Plattenwärmetauscher)
  • Ermöglicht Kühllösungen ohne den Einsatz eines Kompressors („mechanische Kühlung“)
  • Reduzierte elektrische Infrastruktur
  • Reduzierte Kapitalausgaben, Betriebskosten und Kapitalkosten

Produktpalette

FISAIR bietet eine vollständige Palette von Verdunstungskühlprodukten mit Kontaktplatten:

Datenverarbeitungszentren in kleinem bis großem Maßstab: HEF2E zur Integration in Luftbehandlungseinheiten (LBE)

Eigenschaften und Hauptvorteile:

  • Niedriger Energieverbrauch;
  • Ganz aus Edelstahl AISI304 gefertigt, optional AISI 316;Medienbefeuchter-Verdunstungskühler | HEF2E
  • Hoch effizientes / hygienisches Verdunstungspanel. Nicht entflammbar und anorganisch
  • Klebefreie Montage, die eine hohe Sättigungseffizienz, einen sehr niedrigen Druckabfall und einen langen Lebenszyklus bietet;
  • Betrieb mit allen Arten von Wasser, einschließlich entmineralisiertem Wasser;
  • Silberionen auf der Oberfläche des Verdunstungspanels (antibakteriell und Schutz gegen Schimmelbildung);
  • Standardkassetten für einfache Wartung;
  • Ermöglicht Wartung von den Seiten oder von vorne an der Einheit;
  • Schnelle und einfache Montage im Lüftungsgerät;
  • Hygienezertifikat gemäß VDI6022.

Standardserie:

Von 570 mm x 350 mm (425 m³/h bis 2,5 m/s) bis 2975 mm x 2400 mm (55.000 m³/h bis 2,5 m/s) in einem Stück und bis zu 6150 mm x 4800 mm in modularer Montage (220.000 m³/h bis 2,5 m/s).

Datenverarbeitungszentren in großem Maßstab: HEF2E für Luftbehandlungseinheiten (LBE)

Direktes Free-Cooling

 Beispiel für direkte freie Kühlung mit Verdunstungskühlung durch Kontaktplatte von FISAIR

Standort London Madrid
Wärmelast 125 kW 125 kW
Zulufttemperatur 26 26
∆T 12 12
Kühlmodi
Free-Cooling 8582 h/a (98%) 7324 h/a (84%)
Verdunstungskühlung (HEF2E)* 178 h/a (2%) 1436 h/a (16%)
Kompressor 0 h/a (0%) 0 h/a (0%)

* unter Verwendung des FISAR HEF2E-Verdunstungssystems mit folgenden Details: frontale Luftgeschwindigkeit 2,0 m/s; Zuluftfeuchtigkeit <80%[/vc_column_text][vc_column_text]

HEF2E performance under extreme annual design conditions a = 20 years
BS BH
Madrid 41 25,3
London 35,8 22,6

Indirektes Free-Cooling

 

Beispiel für indirekte freie Kühlung mit FISAIR Verdunstungskühlung über Kontaktplatte

Standort London Sydney Tokyo
Wärmelast 125 kW 125 kW 125 kW
Zulufttemperatur 26 26 26
∆T 12 12 12
Kühlmodi
Free-Cooling 8276 h/a (94%) 6505 h/a (74%) 5984 h/a (68%)
Verdunstungskühlung (HEF2E)* 484 h/a (6%) 2255 h/a (26%) 2776 h/a (32%)
Kompressor 0 h/a (0%) 4 h/a (0,1%) 1484 h/a (17%)

* unter Verwendung des FISAR HEF2E-Verdunstungssystems mit folgenden Details: frontale Luftgeschwindigkeit 2,0 m/s; Effizienz des Luft-Luft-Plattenrekuperators = 75% bei einem 1:1-Luftstromverhältnis

Kleinskalige Datenzentren: Online-Duktus – HEF3-CAD

Merkmale und Hauptvorteile:evaporative air cooler | Contact panel evaporative humidifiers | Fisair

Für direkte Wasserversorgungsanwendungen.

  • 6 Standardgrößen mit Luftströmen bis zu 3.700 m³/h ohne Tröpfchenübertragung.
  • Optimale Leistung bei minimalen Betriebskosten.
  • Einfache Installation und Wartung.
  • Hohe Steigerung der Wärmerückgewinnungseffizienz in der Abluft.
  • AISI-304 Edelstahl, im Becken und in der Struktur.
  • Vollständige Entleerung der Auffangwanne.
  • Einfach zu demontieren für Reinigungs- und Wartungszwecke.
  • Von allen Seiten zugänglich.

Von kleinen bis großen Datenzentren: Fluidkühler / Trockenkühler / Kühler – HEF7

Aus Verdunstungskühlelementen bestehend:Cellular panel evaporative coolers | Fisair's Photos adiabatic cooling system

  • Das adiabatische Kühlsystem verfügt über ein hocheffizientes organisches oder anorganisches Verdunstungspanel in einem Edelstahlrahmen.
  • Pumpeneinheit (Behälter, Niveauschalter, Motorventile und Durchflussregler)
  • Steuerungspanel (IP-55 Schutz, Schutzmaßnahmen, leuchtender Bildschirm und Statusanzeige).
  • Optional: Kommunikation mit BMS und Wasserleitfähigkeitskontrolle zur Verbrauchsminimierung.

Kontaktieren Sie Ihr nächstgelegenes Büro.

Anwendungsreferenzen

Zu den herausragenden Referenzen gehört das Telefónica Alcala Data Center

Zertifizierung: TIER IV Gold

Jährlicher PUE: <1.3

Geliefertes Produkt: FISAIR HEF2E Verdunstungskühler für Lüftungsgeräte.

Die Integration von FISAIRs HEF2E Verdunstungskühlern in die Lüftungsgeräte ermöglichte es dem Datenverarbeitungszentrum von Telefónica, 92% des Jahres ohne mechanische Kühlung zu arbeiten, indem ausschließlich Free-Cooling und/oder Verdunstungskühlung verwendet wurde, was zur Erlangung der TIER IV Gold-Zertifizierung des Uptime-Instituts beitrug, mit einem jährlichen PUE (Energieeffizienz) zwischen 1.2 und 1.3.

Installationstyp: Kühler + Lüftungsgeräte mit direkter Verdunstungskühlung (DFC)

Anzahl der Lüftungsgeräte: 36

Einsatz von Free-Cooling (Außenluft) und/oder Verdunstungskühlung: 8,460 h / Jahr (92%)

Einsatz von mechanischer Kühlung (Kompressor): 300 h / Jahr (8%)

    Weitere herausragende Referenzen:

    • HP 
    • Oracle 
    • Telefónica (Movistar) 
    • BBVA 
    • Maphre 
    • Popular Bank
    • Data4 (Milan and Paris)
    • Turkcell

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