Ein Schritt zur Nachhaltigkeit: Wirtschaftlicher Einsatz einer Wärmepumpe im Rechenzentrum zur Versorgung eines Bürokomplexes

Transkript

1 Ein Schritt zur Nachhaltigkeit: Wirtschaftlicher Einsatz einer Wärmepumpe im Rechenzentrum zur Versorgung eines Bürokomplexes in der Landesbank Baden-Württemberg Stuttgart Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 1 1

2 Agenda Vorstellung Situation im Bestand Fragestellungen und Projektziele Lösungsansätze und Rahmenbedingungen Realisierungs- und Betriebserfahrungen Auswertungen Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 2 2

3 Kurze Vorstellung: Die BW-Immobilien betreibt als 100% Tochter der LBBW die eigen genutzten Immobilien der Bank Der Zuständigkeitsbereich erstreckt sich u. A. auf den Zentralstandort Stuttgart mit ca m² RZund ca m² Bürofläche Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 3 3

4 Zu meiner Person: Markus Niebauer Dipl.-Ing. Elektrotechnik Technischer Betriebsleiter RZ- und Gebäudebetrieb Stuttgart für die Landesbank Baden-Württemberg Kleiner Schloßplatz Stuttgart BW-Immobilien GmbH Telefon +49 (0) 711/ Telefax +49 (0) 711/ Besucheradresse: Am Hauptbahnhof Stuttgart Seit 1998 im Konzern PL für IT- Infrastruktur und RZ- Planung seit 2010 FM Betriebsleiter (GL) Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 4 4

5 Wer kennt es nicht? Neubauten wie das Google Rechenzentrum Frozen Finnland von 2011/12 in Hamina, Finnland tolle PUE Werte übersichtliche Technik in der Infrastruktur durch Nutzung von natürlichen Ressourcen beste Kennzahlen Aber: Für die wenigsten von uns realisierbar und relevant! Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 5 5

6 Wie sieht es im normalen Bestand der RZ- und Gebäudebetreiber aus? aufwändige Technik Einschränkungen und hohe Anforderungen entsprechende Kennzahlen mit Luft nach oben Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 6 6

7 Was kann getan werden? Wie lässt sich im besten Fall aus der Not eine Tugend machen ohne die Verfügbarkeit im RZ- Umfeld zu reduzieren? und dabei die Wirtschaftlichkeit verbessern? sowie eine nachhaltige Gesamtlösung zu finden??????? Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 7 7

8 Ein Blick auf die Rahmenbedingungen Die eine Seite (Quelle): RZ- Bereich mit einer Anschlussleistung von ca. 1,2 MW mit entsprechender Abwärme Die andere Seite (Senke): Gebäudeteil mit ca m² Bürofläche sowie einer Kantine mit täglich ca Tausend Essen Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 8 8

9 Projektziele Was lässt sich unter Beachtung der Rahmenbedingungen und anlagentechnischen Möglichkeiten umsetzen? Vorgabe: Keine Einschränkung der Versorgungssicherheit kurze Amortisationszeit (kürzer 2 Jahre) Reduzierung der Verbräuche und laufender Energiekosten Optional: Schaffung zusätzlicher Reserven in der Kälteversorgung Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 9 9

10 Lösungsansätze Einsatz einer Wärmepumpe mit für diesen Einsatz optimierten Kenngrößen und bivalentem Betrieb Kälte / Wärme 65 C Zieltemperatur Fernwärmeeinspeisung Arbeit Wärmepumpe 16 C 12 C Arbeitstemperaturbereich Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 10 10

11 COP Heiz Etwas Theorie dazu Der COP* (~ Anlageneffizienz) wird direkt durch den Temperaturhub beeinflusst Temperaturdifferenz (Wärmesenke Wärmequelle) [K] * Coefficient of Performance (kurz COP oder Jahresarbeitszahl) Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 11 11

12 Wärmepumpenbetrieb Einschleifung der Wärmepumpe in den Vorlauf der Kältemaschinen Anlagenregelung Priorität Wärmenutzung Reduzierung der Vorlauftemperatur um ca. 4 K Einspeisung der Abwärme von ca. 65 C in den Rücklauf der Fernwärme RZ 10 C Großkälte 16 C 12 C 65 C Gebäude Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 12 12

13 Notkältebetrieb Auftrennung der Großkälteanbindung Einschränkte Notversorgung der RZ zur Verlangsamung der Erwärmung Anlagenregelung Priorität Kälte RZ Großkälte Gebäude Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 13 13

14 Realisation Auswahl fiel auf zwei Wärmepumpen der Fa. York mit einer Regelung der Fa. Johnson Controls (JCI) Schraubenverdichter Modell YLCS (modifiziert) Einsatz als Wärmepumpe wie auch Kältemaschine möglich Kältemitttel R134a Kälteleistung je ca. 345 kw (Verbundleistung ca. 700 kw Kälte) Wärmeleistung je ca. 500 kw (Verbundleistung ca. 1 MW Wärme) Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 14 14

15 Realisation Einbau und Integration Einbau der Anlagen in eine 12 * 4 m große Schallschutzkabine Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 15 15

16 Realisation Einbau und Integration Blick ins Innere Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 16 16

17 Realisation Einbau und Integration Einbindung der Anlage in die TGA des Areals Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 17 17

18 Betriebserfahrungen Betriebsergebnisse 1/2 Nach der nun knapp 2 jährigen Einsatzzeit und einer durchschnittlichen Einsatzzeit >97% liegen folgende Ergebnisse vor: Erwartungen und Prognosen wurden umfänglich erfüllt Die Betriebszeit, der Ertrag und letztendlich die Wirtschaftlichkeit sind in jeder Hinsicht eingetreten Kleinere Mängel wurden im Rahmen der Garantie / Gewährleistung beseitigt Das Jahr 2013 wurde durch ein Ing.-Büro als unabhängigem Gutachter ausgewertet: Summe des Wärmeerzeugung (beide Maschinen): Reduktion des Kältebedarfs: ca MWh ca MWh Abzüglich des eigenen Energiebedarfs (ca. 20%) ergibt sich ein nachgewiesener ROI von ca. 1,3 Jahren Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 18 18

19 Betriebserfahrungen Betriebsergebnisse 2/2 Neben der Wirtschaftlichkeitsoptimierung, (folglich auch im PUE) konnte die Funktion im Kältebetrieb für den Notfall geprüft werden sie ersetzt auf Grund ihrer Leistung (2* 340 kw) nicht die Großkälte, verlangsamt jedoch die Aufwärmphase im Rechenzentrum deutlich Verbesserung der Verfügbarkeit Die Maschinen stellen unter den unzähligen Anlagen die Einzigste dar, welche nun im laufenden Betrieb stündlich einen Ertrag erwirtschaften Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 19 19

20 Betriebserfahrungen technische Daten, Monitoring Zur Überwachung der Anlage wurde diese auf die TGA Monitorwand aufgeschaltet Darstellung aller betriebsrelevanten Parameter wie Temperaturen Zählerstände Funktion der Hauptkomponenten Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 20 20

21 Betriebserfahrungen technische Daten, Monitoring Zusätzlich lassen sich Trends über Leistungen usw. abrufen und auswerten Darstellung der abgegebenen Wirkleistung im Mai 2014 Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 21 21

22 Auswertung Jahresbilanz Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 22 22

23 Ausblick zur Verbesserung der Anlagenauslastung und Fazit Die Auswertung der Jahresprofile ergibt, dass in den Sommermonaten noch zusätzliche Verbraucher bedient werden können Hier ist die Anbindung der Kantine Pariser Platz mit weiteren Essen/Tag in Planung Fazit: Die Weiterentwicklungen in der Anlagentechnik ermöglichen in vielen Bereichen Einsatzfelder, welche vor Jahren sich gänzlich ausschlossen Auf Grund der deutlich gestiegenen Energiepreise und der Verbesserungen in der Technik lohnt es sich immer wieder neu hinzusehen Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 23 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Noch Fragen? Gerne! Nachhaltigkeit im RZ- und Büroumfeld 24 24