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Mona Diefenbach
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2 Moin Moin Page 2

000 kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Luft V

3 worum geht es überhaupt? ESO 9802 ASF 18/12 AT35 C Q 0 = kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Luft V = m³/h Fans 16*1,67 kw Ball ø 87m A380 Spannweite Länge 79,30 m 72,30 m Page 3

000 kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Wasser V = ~

4 worum geht es überhaupt? ESO 9802 ASF 18/12 AT35 C Q 0 = kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Wasser V = ~ 150 m³/h Δp = 138 kpa Pumpe 7,5 kw 138 Vittel kpa 1 l = x h ~ 14m pool 10 x 10 x 1,5m Page 4

000 kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Strom P-el

5 worum geht es überhaupt? ESO 9802 ASF 18/12 AT35 C Q 0 = kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Strom P-el = 247,5 kw kw thermal = C CO 2 = ~127 kg/h V8 = ~ 337 HP kw mechanical = km/h CO 2 = ~ 0,2 kg/km Page 5

6 worum geht es überhaupt? ESO 9802 ASF 18/12 AT35 C Q 0 = kw (962 kw) EER 3,89 100% FC = AT 2 C Kältemittel T C = 49,3 C T HG = 65,0 C T 0 = 9,8 C R134a m = 2 x kg/h temperature level = ~ 65 C velocity = ~ 25 m/s = ~ 90 km/h Page 6

7 chiller basics - point of reference A 35 C B C D E F G 18 C 12 C 700 kw h/a DX - MIX - FC < OPEX chilled water inlet / entering outlet / leaving CHW L = const! Page 7

8 chiller basics - what is energy efficiency energy efficiency = the goal to reduce the amount of energy to provide required products and services! EER = Q 0 P-el Q 0 P-el 700 kw cmprs - fans - pumps Page 8

chiller basics fluids in motion fluids air fans = 8.

9 chiller basics fluids in motion fluids air fans = h/a water pumps = h/a refrigerant cmpr < h/a operation modes DX MIX FC Page 9

10 CyberCool 2 Glycol / Non-Glycol Netzwerk Kälteeffizienz Chiller Team Page 10

11 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH / CRAC Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 11

12 CHW System Design p/s Primärkreislauf/ Chiller erzeugt Kaltwasser Sekundärkreislauf / CRAH verbraucht Kaltwasser 18 C 12 C h/a 12 C Page 12

13 CHW System Design p/s Was zirkuliert? 18 C 12 C EG 30 EG 0 A EG 30 < EG 0 B EG 30 > EG 0 Page 13

14 Chiller Design Glycol / Non-Glycol Glycol Non - Glycol FC Register Glycol Glycol DX Verdampfer Glycol Wasser

15 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH / CRAC Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 15

16 System Design Parameter Chiller / primär Kühllast 700 kw CHW temp. 18 / 12 C AT 35 C CRAH / sekundär Raum Bedingungen 28 C / 40% r.h. Annahme scenario A: CHW-Media / EG0 scenario B: CHW-Media / EG30

17 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 17

18 CRAH Einfluss Glykol/ EG0 EG30 Kälteleistung: ca. - 10% Volumenstrom: ca. - 5%

19 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 19

20 Glycol Faktor (Chiller Volumenstrom) Chiller / primär Kälteleistung 700 kw CHW temp. 18 / 12 C c EG0 4,2 kj/(kg K) c EG30 3,8 kj/(kg K) Q = m c T* Q = m³ s kj kg K K = W Annahme Scenario A: approx. 100 m³/h (EG0) Scenario B: approx. 110 m³/h (EG30) Einfluss Glykol/ EG0 EG30 Volumenstrom: approx. + 10%

Glycol Faktor (CHW Pumpe) Chiller / primär Kälteleistung 700 kw Druckverluste 150 kpa (EG0); 170 kpa (EG30) Effizienz Pumpe 0,7 Scenario A: approx. 100 m³/h (EG0) Scenario B: approx.

21 Glycol Faktor (CHW Pumpe) Chiller / primär Kälteleistung 700 kw Druckverluste 150 kpa (EG0); 170 kpa (EG30) Effizienz Pumpe 0,7 Scenario A: approx. 100 m³/h (EG0) Scenario B: approx. 110 m³/h (EG30) P el = V p η P el = m³ s N m² (Pa) = Nm s = W Annahme Scenario A: approx. 6,0 kw / 7,5 kw (EG0) Scenario B: approx. 7,4 kw / 11 kw (EG30) CHW-Pumpe in Betrieb h/a

22 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 22

23 System Design Glycol Non-Glycol R134a EG30 R134a EG30 EG0 P-el / FC Pumpe PWT / Grädigkeit PWT - CHW Zwangsdurchströmung

24 System Design Glycol Non-Glycol R134a EG30 R134a EG30 EG0 dp 3-Wege Ventil 700 kw (100m³/h) dp= 30 kpa K= ca /a (15 ct/kwh) dp PWT - CHW 700 kw (100m³/h) dp= 70 kpa K= ca /a (15 ct/kwh)

25 System Design FC Pumpe Betrieb 700 kw; 18/12 EG30 P-el = kw (15 ct/kwh) Hamburg MIX ca h/a Hamburg FC ca h/a Betriebsmodus Mix 12 kw K = ca /a 18 kw K = ca /a Betriebsmodus Mix + FC 12 kw K = ca /a 18 kw K = ca /a R134a Non-Glykol EG30 EG0

26 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 26

27 operation modes 35 C 35 C Start Mix - CHW entering temp. 16 C (2K) 18 4 C (8-10K) 12 0 C 0 C -15 C Hamburg = h/a -15 C Start FC - CHW leaving temp h/a kw Page 27

28 Aktive Chiller Komponenten 18/12 EG30 w/o Systemtrennung / kein PWT 35 C 16 C 4 C 0 C -15 C Hamburg = h/a 35 C 16 C 4 C 0 C -15 C DX ~ h/a (17%) Mix DX / FC ~ h/a (58 %) FC 100% ~ h/a (25 %) FC DX Fan h/a kw ~ h/a (83 %) ~ h/a (75 %) ~ h/a (100 %) Page 28

Betriebszustände Kaltwasserssatz luftgekühlt 18/12 35 AT 35 C 16 C 4 C 0 C -15 C Hamburg = 8.

29 Betriebszustände Kaltwasserssatz luftgekühlt 18/12 35 AT 35 C 16 C 4 C 0 C -15 C Hamburg = h/a h/a 35 C 16 C 4 C 0 C -15 C kw DX ~ h/a (17%) Mix DX / FC ~ h/a (58 %) FC 100% ~ h/a (25 %) ESEER IPLV TGA / Komfort - Klimatisierung Page 29

30 Freikühl- Philosphie Betriebskostenberechnung Scenario A) Non-Glycol (PWT - 2K) Scenario A+) Non-Glycol (PWT - 5K) Scenario B) Glycol Standort: Hamburg 18/12 AT35 Scenario B) Beispiel Software CC2

31 Freikühl- Philsophie

32 operation modes - characteristics 35 C DX 100 % t 0 t C = low lift / high EER 0 C -15 C MIX FC < 100 % min Δp = stable running conditions > 0 % max FC-capacity = low OPEX 100 % max FC-capacity = a.s.a.p kw Page 32

33 MIX mode problem 35 C DX t C - p C Δp = p C - p 0 Δp = lift MIX min Δp =? 0 C -15 C FC kw t 0 - p 0 Page 33

34 Mix mode problem 35 C DX tender text --- Q 0 / FC AT 5 C t C - min lowering fan speed DX (+) FC (-) MIX shutting off DX coils DX (-) FC (+) 0 C -15 C FC DX maintaining minimum FC achieving maximum ICS valve / CC2 stand. DX (+) FC (+) kw Page 34

35 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 35

36 Hamburg / aktive Chiller Komponenten 18/12 35 C EG30 35 C EG0 (2K) 35 C EG0 (5K) 16 C 4 C 0 C -15 C DX ~ h/a (17%) Mix ~ h/a (58 %) FC 100% ~ h/a (25 %) 14 C 2 C 0 C -15 C DX ~ h/a (29%) Mix ~5.032 h/a (57 %) FC 100% ~ h/a (14 %) 11 C 0 C -1 C -15 C DX ~ h/a (46%) Mix ~ h/a (51 %) FC 100% ~ 256 h/a (3 %) kw kw kw Page 36

37 Glykol / Non-Glykol; Hamburg 700 kw 18/12 Scenario B EG 30 DX - MIX - FC kwh/a Scenario A EG 0 / 2K DX - MIX - FC kwh/a Scenario A EG 0 / 5K DX - MIX - FC kwh/a kwh/a kwh/a kwh/a CHW 7,5/11 kw kwh/a kwh/a kwh/a FC 15 kw kwh/a kwh/a kwh/a kwh/a kwh/a kwh/a Page 37

Glycol / Non-Glycol; Hamburg 700 kw 18/12 (15 ct/kwh) Scenario B EG 30 DX - MIX - FC Scenario A EG 0 / 2K DX - MIX - FC Scenario A EG 0 / 5K DX - MIX - FC 348.549 kwh/a 52.282 /a 415.648 kwh/a 62.

38 Glycol / Non-Glycol; Hamburg 700 kw 18/12 (15 ct/kwh) Scenario B EG 30 DX - MIX - FC Scenario A EG 0 / 2K DX - MIX - FC Scenario A EG 0 / 5K DX - MIX - FC kwh/a /a kwh/a /a kwh/a /a kwh/a /a kwh/a /a kwh/a /a CHW 7,5/11 kw kwh/a /a kwh/a /a kwh/a /a FC 15 kw 0 kwh/a 0 /a kwh/a /a kwh/a /a /a /a /a Page 38

39 CHW System Auswertung 18 C 12 C 18 C 12 C Chiller CHW-Pumpe Glykol (5+5m³) CRAH SYSTEM-CAPEX EG 30 - ~ ~ EG 0 2 K 2 x ~ EG 0 5 K 2 x ~ SYSTEM-OPEX EG 30 - ~ /a - ~ /a EG 0 2 K ~ /a EG 0 5 K ~ /a Page 39

40 Glycol / Non-Glycol Agenda CHW - System Design p/s Beispiel Rechenzentrum CRAH Glykol Faktor (Chiller / Pumpe) System Design G / NG System Operational Facts & Figures Fazit Page 40

41 Kernaussagen Systemvergleich - OPEX Glykol: ~ /a ROI < 1 Jahr Non-Glycol (2K): ~ /a (+22% - spec CC2) Non-Glycol (5K): ~ /a (+32% / +9%) ROI < 1.5 Jahre

42 Fazit 1/2 - chiller Glykol Non - Glycol CAPEX (-) OPEX (-) CAPEX (+) OPEX (+) Δp (+) TTD (+) P el (+) h/a (+) P el (+) h/a (+) Page 42

43 Fazit 2/2 - System Glykol Non - Glycol Energie Effizienz Chiller (+) CRAH (-) Chiller (-) CRAH (+) Glykol >> Non- Glykol Page 43

44 questions & answers page 44

45 Tschüss Page 45

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