Kühlung durch Wärme? Doch, das geht!

Transkript

1 Kühlung durch Wärme? Doch, das geht! (Ein)blick ins Rechenzentrum der SW Schönebeck. Kälte aus Kraft-Wärme-Kopplung für die IT-Infrastruktur DRZP in Darmstadt, 19./

2 Schönebeck an der Elbe, im Zentrum Sachsen-Anhalts

3 Stadtwerke Schönebeck lokaler Energieversorger mittlerer Größe mit 75-jähriger Geschichte beliefert Privat-, Gewerbe- und Industriekunden in der Region und darüber hinaus mit Strom, Gas, Trinkwasser und Wärme ist außerdem Netzbetreiber für Strom, Gas, Trinkwasser und Fernwärme und hundertprozentige Stadttochter Die Stadtwerke Schönebeck betreiben ein hauseigenes Rechenzentrum.

4 Stadtwerke Schönebeck in Zahlen Strom Zähler am Netz Netzbetreiber in Schönebeck Gas Trinkwasser Zähler am Netz Netzbetreiber in Schönebeck Zähler am Netz Netzbetreiber in Schönebeck Wärme Wohnungen werden versorgt 16 km Fernwärme-Trasse insgesamt 12 BHKW-Anlagen 29 dezentrale Heizhäuser

5 Unser Rechenzentrum im Mai 2015, Ziele und Motivation: 1 Die vorhandene Klimatisierung am Standort des RZ reichte nicht mehr aus, um den gestiegenen Kältebedarf für das bestehende Rechenzentrum (1) der Stadtwerke Schönebeck abzusichern. Die angestrebte neue Lösung soll eine energieeffiziente, wirtschaftliche und zudem umweltfreundliche Kühlung des Rechenzentrums gewährleisten. Zur Versorgungssicherheit für Einwohner muss Ausfallsicherheit des RZ gegeben sein (Unabhängigkeit vom öffentl. Stromnetz).

6 Das bestehende SWS-Rechenzentrum: 34 physische Systeme 96 virtuelle Systeme, inkl. Prozessleitsystem für alle Versorgungsnetze, Eigenerzeugungsanlagen und für die Office-IT komplette Kommunikation mit Notruf und Alarmierung Standard 19 Serverschränke (USV gestützt) und klassische Raumkühlung mit zwei Splitgeräten (10 und 14 kw) Gewährleistung von Kommunikation und Datenverfügbarkeit auch im Krisenfall (z.b. Hochwasser) SWS-RZ im Mai 2015

7 Was tun? LÖSUNG 1: Ersatz der alten Klimatechnik durch neue klassische Deckenklimageräte AUFGABE: Effiziente Kühlung des RZ und Unabhängigkeit bei Ausfall der öffentl. Stromversorgung LÖSUNG 2: Kälte aus Kraft-Wärme- Kopplung (KWK) Nach Analyse der Lastgänge für Strom und Wärme des Standortes im Sommerund Winterbetrieb, dem Vergleich beider Lösungskonzepte, Kostenbetrachtungen, technischen Machbarkeiten und der räumlichen Gegebenheiten fiel die Entscheidung für Lösung 2.

8 Die Lösung: Wir nutzen unsere vorhandenen Kompetenzen als Energieversorger und errichten am Standort des Rechenzentrums ein BHKW mit Mehrfachnutzen.

9 Es klingt ganz einfach: Das Blockheizkraftwerk (ausgeführt als Schau- BHKW (2) liefert elektrische und thermische Energie. Die thermische Energie wird im Sommerbetrieb in der Adsorptionskältemaschine (3) über einen chemischen Prozess zur Kühlung des Kaltwasserkreises genutzt. Die Leistung der Kältemaschine kann geregelt werden. Somit wird in der Übergangszeit das Verhältnis von genutzter Wärme oder Kälte je nach Bedarf angepasst. Bei ausreichend niedrigen Außentemperaturen (<10 C) erfolgt die Kühlung über den ohnehin notwendigen Freikühler Im Winterbetrieb wird die im BHKW erzeugte Wärme für die Gebäudeheizung und zur Warmwasserbereitung verwendet.

10 Es klingt ganz einfach, ist es eigentlich auch: Am Anfang Erdgas rein am Ende Wärme / Kälte / Strom raus. Energieflussdiagramm

11 Baustein 1: Das umgebaute Rechenzentrum Kühlung der Serverschränke erfolgt nun mit dem wassergekühlten System LCP Inline flush, der Aufstellraum wurde in Kalt- und Warmgang getrennt.

12 Baustein 2: Die neu errichtete Kältekammer Adsorptionskältemaschine, bestehend aus 2 kaskadierten Modulen. Aufnahme thermische Leistung Kälteabgabe 45 kw 23 kw

13 Baustein 3: Die neu errichtete Heizzentrale Herzstück: Blockheizkraftwerk, ausgeführt als Schau-BHKW. Elektrische Leistung Elektrische Leistung im Netzersatzbetrieb Thermische Leistung Wärmespeicher 22 kw 18 kw 47,8 kw Liter

14 Das Ergebnis: Es ist eine hocheffiziente Gesamtlösung entstanden: für den Energieeinsatz im Rechenzentrum (Kälte und Elektro), unter Einbeziehung des Gebäudewärmebedarfs und das Ganze auch noch sehr anschaulich.

15 Die Vorteile: Optimale Dimensionierung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung Hocheffiziente Nutzung der Kälte in den Serverschränken Verlustarme Wärmenutzung im Gebäudebestand als Niedertemperaturheizung Effiziente Umwandlung der Brennstoffenergie Ganzjährige Abdeckung der Stromgrundlast Reduzierung des Bedarfs an elektr. Energie/Jahr um ca. 25 Prozent Netzersatzversorgung ist sichergestellt Durch Ausführung als Schau-BHKW ist eine Lösung geschaffen, die musterhaft Energieerzeugung zum Anfassen gestattet.

16 Vielen Dank für die geleistete Arbeit der Firmen: Rittal, für die LCP-Technik Netzwerk Kommunikationssysteme GmbH, für den Umbau der Serverschränke KW Energie GmbH & Co. KG, für die BHKW-Technik SorTech AG, für die Kältetechnik Galva 4.0 GmbH, für die MSR-Technik Schröder & Crakau GmbH, für die Heizungstechnik

17 Kontakt: Stadtwerke Schönebeck GmbH Friedrichstraße Schönebeck (Elbe) Bereich Technik Thomas Bolz Telefon: Zeit für Fragen!