| Seite 1: | Prima Klima im Rechenzentrum |
| Seite 2: | Vorraussetzungen für Free Cooling |
| Seite 3: | Hemmnisse und Besonderheiten |
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| Seite 5: | Fazit |
Die folgende Abbildung zeigt das Verhältnis zwischen der Freikühlleistung und der mechanischen Kühlleistung. Die Wassertemperaturen dieser Anlage betragen 15/10 Grad Celsius. Das Gerät produziert bei einer Außentemperatur von zwei Grad Celsius eine Freikühlleistung von 100 Prozent. Beträgt die geforderte Kälteleistung im Winter 75 Prozent der Nenn-Kälteleistung der Anlage, kann die gesamte Kühllast schon bei fünf Grad Celsius Außenluft durch freie Kühlung abgedeckt werden.
Freie Kühlung beginnt zu arbeiten, sobald die Wasserrücklauftemperatur zwei Kelvin unter der Außenlufttemperatur liegt. Der Betriebspunkt 100 Prozent freie Kühlung stellt sich bei einer Differenz von zirka elf Kelvin zwischen der Wasserrücklauftemperatur und der Außentemperatur ein.
Deshalb gilt: Je höher die Wassertemperatur der Anlage, desto höher die Energieeinsparung durch den Kaltwassersatz. Dieser Zusammenhang sollte bei allen Planungen berücksichtigt werden. Systemtemperaturen können auch variabel betrieben werden.
Des weiteren muss eine geeignete Aufstellfläche für den Kaltwassersatz vorhanden sein, wobei sich die Abmessungen eines Free-Cooling-Kaltwassersatzes nicht von denen eines herkömmlichen Kaltwassersatzes unterscheiden. Moderne Hersteller bieten kompakte Systeme sowohl zur Innen- als auch Außenaufstellung in Standard- oder extrem leisen Ausführungen an.
Zur effizienten Regelung eines Free-Cooling-Kaltwassersatzes ist ein spezielles Regelsystem erforderlich, das auf die systembedingten Besonderheiten eingeht. Die meisten Betriebsstunden arbeitet ein Free-Cooling-Kaltwassersatz im Mischbetrieb, bei dem sowohl die mechanische Kühlung mittels Kompressorenergie als auch die freie Kühlung aktiviert ist. Freie Kühlung bedeutet in diesem Fall, dass die Ventilatoren mit maximaler Drehzahl betrieben werden sollten, um eine hohe Freikühlleistung zu erzielen. Kompressorbetrieb bei kühleren Umgebungstemperaturen bedeutet jedoch, dass der Verflüssigungsdruck geregelt werden muss. Dies kann beispielsweise durch eine Anpassung der Luftmenge erfolgen, was jedoch eine deutliche Verringerung der Freikühlleistung zur Folge hat.
Sobald die Temperatur der angesaugten Außenluft zwei Kelvin unter der Rücklauftemperatur des Wassers liegt, wird der Freikühlbetrieb automatisch aktiviert. Das Dreiwegeventil ist völlig geöffnet und die Ventilatoren laufen mit maximaler Drehzahl, um die höchste Kühlleistung zu erzielen. Die Verflüssigungsregelung wird nicht von den Ventilatoren, sondern von einem automatischen Druckventil gewährleistet, welches den Flüssigkeitspegel im Verflüssiger verändert und damit den Verflüssigungsdruck regelt (=Anstauregelung). Vorteil: Es steht immer die volle Luftleistung zur Verfügung, wodurch eine hohe Freikühlleistung erzielt wird.
Bei zu hoher Kühlleistung schaltet der Mikroprozessor die Leistungsstufen der Verdichter in Folge und, falls erforderlich, die Verdichter komplett ab. Falls die Kälteleistung bei abgeschalteten Verdichtern noch zu hoch ist, regelt der Mikroprozessor die Ventilatoren stufenlos herunter, bis alle Ventilatoren stehen. Falls auch dann die Kälteleistung noch zu hoch ist, wie zum Beispiel bei Windböen gegen das Freikühlregister, wird der Mikroprozessor das Freikühlsystem langsam schließen, bis das Freikühlregister nicht mehr durchströmt wird. Die Schaltung vom Freikühlbetrieb zum Betrieb mit mechanischer Kühlung erfolgt mit derselben Logik in umgekehrter Reihenfolge.
Dieses System kann nur durch den Einsatz eines intelligenten, vorlaufgesteuerten Regelsystems sichergestellt werden. Es misst die Außentemperatur, Wasserrücklauftemperatur, Wasservorlauftemperatur und die Verdichterlaufzeiten, wobei die bestimmende Regelgröße stets die Wasservorlauftemperatur, also Austrittstemperatur am Kaltwassersatz ist.
