Wärmebilanzen und Klimatechnik

In unserer Praxis stoßen wir häufig auf Problemstellungen der folgenden Art:

  • Benötige ich mehr Kühlleistung wenn ich neue Geräte installiere?
  • Bei warmen Außentemperaturen reicht die Kühlung nicht, brauche ich wirklich eine neue Klimaanlage?
  • Bringen die installierten Kühlgeräte (noch) ihre Leistung?
  • Wieviel Wärme erzeugen meine Geräte und Anlagen im Betrieb?
  • Welche Luftfeuchte herrscht und wie ändert sich das mit der Temperatur?
  • Wie lange dauert es, bis Temperatur X bei Ausfall von Heizung / Kühlung erreicht ist?
  • Muss ich reagieren, wenn es in Zukunft mehr heißere Tage gibt?


Wir helfen Ihnen, bei solchen und ähnlichen Fragestellungen, die richtige Problemdefinition zu finden, klären Begriffsdefinitionen (Taupunkt, Wärmebilanz,...), nehmen relevante Messwerte auf (Luft- und Luftfeuchte (auch über längere Zeiträume), Oberflächentemperaturen und Luftbewegungen) und erstellen eine übersichtliche Bilanz aller für Sie relevanter Einflüsse.


 

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Dies hilft ihnen auf Basis von harten Zahlen zu den richtigen Entscheidungen zu finden und beispielsweise zu beurteilen ob vielleicht eine Adaptierung bestehender Anlagen ausreichend ist um das Problem zu lösen (in vielen Fällen: ja!).

Da wir selbst in keinster Weise in den Verkauf oder die Wartung von Klimageräten involviert sind, können wir unabhängig agieren und Sie in Ihrer Kommunikation mit Klimatechnikfirmen unterstützen. Mit unserem Zahlenmaterial haben Sie handfeste Argumente in der Hand!

Darüber hinaus beantworten wir Fragestellungen, die üblicherweise nur über grobe Näherungen oder gar nicht konventionell beantwortbar sind. Wir können Ihnen beispielsweise errechnen, wie lange es dauert, bis nach dem Ausfall der Klimatisierung eine bestimmte Temperatur überschritten wird. Dabei erreichen wir bemerkenswerte Genauigkeiten mit Abweichungen von lediglich 0,2°C. Mit dieser Information gewappnet ist es ein Leichtes beispielsweise Verträge zur Notwartung und Notkühlbetrieben zu optimieren.

Mit unseren Bilanzen

  • Haben Sie unabhängiges Zahlen für Gespräche mit Ihrer Klimatechnik in der Hand.
  • Können Sie Investitionsentscheidungen unabhängig und mit geringem Risiko treffen.
  • Probleme anpacken bevor sie entstehen.
  • Fragen beantworten, die konventionell schwer bis gar nicht abschätzbar sind.


Einen ersten Blick auf Ihre Fragestellung werfen wir jedenfalls unverbindlich und kostenlos - schicken Sie uns einfach eine Nachricht!

Ablauf einer Analyse

Ganz ohne detailliertere Simulation nehmen wir zunächst mit unseren Messgeräten die aktuellen Temperatur, Feuchte und Strömungsdaten auf. Je nach Fragestellung erfassen wir dabei statische Daten ("Wie effizient ist die Anlage?") oder auch dynamische Daten ("Wie lange hält unsere Notkühlung durch?") und errechnen daraus den Energiefluss. Auf diese Weise stellen wir fest, wie viel Wärme im System entsteht (zB durch Kompressoren, Computer-Racks, etc.) und wie und wohin diese abgeführt wird. Dadurch können wir Aussagen über die notwendige bzw. sinnvolle Größe von Kühl- oder Heizanlagen ableiten. So können wir Ihnen rasch und unabhängig, konkrete Empfehlungen geben. Wie ist die beste Vorgangsweise um Temperaturspitzen im Sommer abzufangen? Wie kann der geplante Ausbau in den bestehenden Räumlichkeiten klimatechnisch bewältigt werden? Welche Reaktionszeit muss der Kühl-Wartungsvertrag enthalten? Wie lange kann der Betrieb mit der Notkühlung aufrecht erhalten werden?

Mehreren namhaften Kunden - allen voran der Österreichischen Nationalbank (siehe CFD Serverraum-Kühlung OeNB Projektpräsentation und Graphik unten) und dem Rechenzentrum des Umweltbundesamtes - konnten wir auf diese Weise, schnell und günstig solche und ähnliche Fragen beantworten und unabhängig von Firmen, die Klimalösungen verkaufen, konkreten Mehrwert schaffen. Je nach Komplexität der Fragestellung, können Sie etwa 1 bis 2 Wochen nach der Datenaufnahme mit den Ergebnissen rechnen (Messung: 1-2 Tage statische, dynamische Messung je nach Aufgabenstellung). Ihr Geschäfts- und Planungsrisiko wird besser einschätzbar, Energiekosten sinken und Wartungsverträge können auf Basis von konkreten Messdaten verhandelt werden. Kontaktieren Sie uns! Der nächste Sommer kommt bestimmt!


Beispiele:


T-Systems

Erhebung des Einsparpotentials von Kühlleistung

Als ein global agierendes Unternehmen in Informations- und Kommunikationstechnik (eng. ICT) stellt T-Systems IT-Infrastruktur für viele namhafte Unternehmen aus Industrie und Wirtschaft bereit. Am Standort in Wien, an dem HSG Zander für das Facilitiy Management zuständig ist, hat Rheologic gemeinsam mit Schneider Electric Einsparungspotential in den bestehenden Serverräumen identifiziert.

Nach der strömungstechnischen Vermessung eines der bestehenden Räume wurde die tatsächliche Kühlleistung der ULK bestimmt und die Energiebilanz des Systems erstellt. Auf Basis der Messungen und der Bilanz konnten dann Bereiche im Serverraum identifiziert werden, in denen noch weitere Optimierungen möglich sind. Außerdem wurde es möglich, bisher nicht quantifizierte Verbesserungspotentiale in der Effizienz der ULK zu messen um den Payback von Umbauten an den ULK zu bestimmen.

Schließlich konnten eine Reihe von Empfehlungen herausgearbeitet werden um die Effizienz der Kühlung zu steigern. Diese Maßnahmen reichen von einfachsten Mitteln (einfachste Umbauten, administrative Maßnahmen) bis hin zu komplexeren Installationen. Wir bedanken uns bei Schneider Electric, HSG Zander und vor allem T-Systems für die konstruktive und professionelle Zusammenarbeit.



OeNB (Österreichische Nationalbank)

Simulation und Implementierung des Kühlnotbetriebes in einem Serverraum der OeNB

Aufgabe


Auslegung des Notbetriebes in einem zweigeteilten Serverraum. In einem Teil befinden sich hauptsächlich freistehende Racks die mittels Umluftkühlgeräten gekühlt werden, im anderen Teil eingehauste Racks, die mittels Cool-Loop gekühlt werden. Durch den Einbau von geeigneten Lüftern in die Trennwand soll eine stabile Kühlung bei Ausfall der Cool-Loops gewährleistet sein.

 

Umsetzung

In einer virtuell erzeugten Geometrie des Serverraumes wurde mittels Strömungssimulation der Volumenstrom der einzubauenden Lüfter berechnet, der notwendig ist um den eingehausten Bereich auf eine sichere, stabile Endtemperatur zu kühlen. Nach der praktischen Umsetzung der Empfehlungen auf Basis der Simulation, wurde ein Test durchgeführt um den errechneten, stabilen Betrieb nach Ausfall der Cool-Loops (Kühlung nur durch ULK mit Hilfe der eingebauten Lüfter) zu bestätigen.


Der zweitägige Versuch wurde mittels Datenloggern aufgezeichnet und ausgewertet, dabei zeigte sich, dass die Simulation das tatsächliche Verhalten exakt (innerhalb der Messtoleranz) vorhersagen konnte.

 

Ergebnis

Der Einsatz von CFD-Simulation zur Auslegung des Kühlnotbetriebes, hat gegenüber herkömmlichen Vorgehensweisen eine Reihe von Vorteilen gezeigt.

  • Exakte Vorhersage: exakte Planung der Umbaumaßnahmen
  • Nachbesserungen, nochmaliger Umbau etc. werden minimiert
  • Auch dynamische Fragestellungen sind lösbar (zB.: Dauer bis bestimmte Temperatur erreicht wird)
  • Payback bei Kapitaleinsatz ist im Vorhinein genau bestimmbar: geringes Investmentrisiko

 

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UBA (Umweltbundesamt)

Einsparung von mehr als 30% der Kühlleistung im Rechenzentrum des UBA

Durch einfache Maßnahmen (Versetzen von Trittgittern) konnte die Kühlleistung ohne Kapitaleinsatz um mehr als 30% reduziert werden.

Mit gängigen Strompreisen liegt die jährliche Einsparung bei etwas mehr als 10.000 EUR.

Sommer und Winterbetrieb zeigen ähnliche Kühlleistungen, da auf Grund baulicher Gegebenheiten keine kontrollierte Zuluft von aussen möglich ist.


OeNB (Oesterreichische Nationalbank)

Kühlung von kritischen Hot-Spots in einem Serverraum der Österreichischen Nationalbank

In Zusammenarbeit mit der Abteilung IT-Operations der Oesterreichischen Nationalbank wurden kritische Teile der IT-Infrastruktur messtechnisch erfasst und simuliert um eine verlässliche Kühlung der Geräte zu gewährleisten. Nach der Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen wurde keine Überhitzung der Komponenten mehr beobachtet.

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