Die technologische Entwicklung und das ständig wachsende Datenaufkommen haben im Laufe der Jahre zu einem konstanten Anstieg der Wärmelasten in Rechenzentren geführt. Voraussetzung für eine optimale Leistung der Server sind jedoch gleichbleibende moderate Temperaturen, was eine andauernde Kühlung erfordert. Das macht die Zuverlässigkeit der Kälteanlage zu einem essenziellen Faktor: je konstanter die Kühlung, desto stabiler und effizienter die Prozessabläufe.
HiRef S.p.A. ist spezialisiert auf die Herstellung von Klimaanlagen für Technik- und Technologieräume. Für ein Rechenzentrum in Offenbach sollte in Kooperation mit der Cooltec Systems Kälte Klima GmbH eine zuverlässige und gleichzeitig nachhaltige Kühlung konzipiert werden. Da die Wahl eines nachhaltigen Kältemittels dabei eine zentrale Rolle spielt, setzte HiRef auf eine außergewöhnliche Lösung: In die 48 Kühlanlagen wurden anstelle von Scrollverdichtern erstmals 96 Schraubenverdichter mit externen Frequenzumrichtern verbaut.
Hohe Energieeffizienz im Voll- und Teillastbereich
Als einer der ersten HiRef-Anlagen mit adiabatischem System kam diesem Projekt eine besondere Bedeutung zu. Die Schraubenverdichter ermöglichen es, bestimmte Temperaturniveaus exakt und konstant einzuhalten. Wird der voreingestellte maximale Temperatur-Sollwert überschritten, reduziert die Verdunstungskühlung die Verflüssigungstemperatur und damit die Energieaufnahme. Die durch Frequenzumrichter drehzahlgeregelten Schraubenverdichter gewährleisten dabei ein volles mechanisches Back-up der Kälteleistung. Der geringe Wasserverbrauch bei zusätzlicher adiabatischer Kühlung ist ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Nachhaltigkeit.
Bild: Bitzer
Umweltschutz zahlt sich aus
Die Anforderungen aus der F-Gase-Verordnung 517/2014 der EU stellen für Inhaber von Klimaanlagen eine große Herausforderung dar. Um die Ziele des Phase-Down zu erfüllen, müssen künftig alternative Niedrig-GWP-Kältemittel verwendet werden – beispielsweise Hydrofluorolefine, kurz HFO. Kältesysteme für die Industrie müssen betriebssicher und effizient laufen und dabei stetig steigenden Ansprüchen an ihre Umweltverträglichkeit gerecht werden. Deshalb hat HiRef die Anlage mit dem Niedrig-GWP-Kältemittel R 513A (A1-zertifiziert mit einem GWP-Wert von 573) ausgeführt. Das Besondere: Die Schraubenverdichter sind bereits so vorkonfiguriert, dass der Anwender bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt auf das Kältemittel R 1234ze umsteigen kann. R 1234ze bietet einen nochmals reduzierten Einfluss auf den Treibhauseffekt, ist nicht giftig, schwer entzündbar und besitzt ein Treibhauspotenzial von weniger als 6. Durch den geringen GWP-Wert verlängern sich die von der F-Gase-Verordnung verpflichtend geforderten Dichtheitsprüfintervalle, was sich positiv auf die Betriebskosten auswirkt. „Hier gehen Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit beispielhaft Hand in Hand“, bringt es Pietro Trevisan, General Manager bei Bitzer Italia, auf den Punkt. „Die guten Umwelteigenschaften bieten den Betreibern der Anlage größere Sicherheit im Hinblick auf einen stabilen Kältemittel- und Gerätepreis sowie eine langfristige Verfügbarkeit.“
Bild: HiRef S.p.A.
Hochresistente, zuverlässige Technologie
Jede Anlage verfügt über eine Kälteleistung von 200 kW und ist mit EC-Ventilatoren mit optimierten Freilaufrädern ausgestattet. Ein Spezial-Hochleistungs-Wärmeübertrager im Kreuzstrom mit Epoxidbeschichtung sorgt für eine hochresistente Anwendungsweise. Die zweiseitige parallele elektrische Einspeisung verfügt sowohl über eine Schnellstartfunktion als auch über eine unterbrechungsfreie Regelung der Stromversorgung. Dabei basiert die Kühlung auf drei verschiedenen Funktionsweisen: Full-Free-Cooling mit Winter-Bypassregelung, einer bedarfsabhängig modulierenden, mechanischen Kühlung in Funktion mit maximierter freier Kühlung und einer modulierenden, mechanischen Kühlung mit adiabatischer Besprühung des Verflüssigers.
Der integrierte Ölabscheider der Schraubenverdichter und der eingebaute sauggasgekühlte Motor vereinfachen dabei die Systemintegration enorm und ermöglichen eine kompakte und kosteneffiziente Anlagenausführung. Neben reduzierten Lebenszykluskosten und der 24/7-Zuverlässigkeit unter allen Betriebsbedingungen spielte auch der Schallschutz eine maßgebliche Rolle bei diesem Projekt. Die Sondereinhausung der Verdichter garantiert eine maximale Geräuschdämmung; integrierte Schalldämpfer sorgen zudem für extreme Schallreduzierung auf der Fortluftseite.
Der erste Bauabschnitt der Anlage erfolgte im Sommer 2020. Nach einer Testphase im Oktober ging die Anlage im November 2020 in Betrieb.
