MIT ALTERNATIVEN KÜHLSTRATEGIEN. Fallbeispiel-Kompendium

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1 ENERGIE SPAREN MIT ALTERNATIVEN KÜHLSTRATEGIEN Fallbeispiel-Kompendium

2 NEUER KÜHLAUFBAU IM DETAIL Anheben der Gesamttemperatur der Anlage Denn das Trennen der Batterien von den Funkanlagen ermöglicht die Kühlung in zwei Zonen anstatt in einer. Die Batterien werden in einem speziell hierfür konzipierten Fach untergebracht. Einrichten von zwei Kühlzonen Mit zwei Kühlzonen kann die Hauptanlagen temperatur (Zone 1) angehoben werden, ohne die Anlagen im Gehäuse zu beschädigen. Das Batteriefach (Zone 2) wird weiter auf 23 C gekühlt. Maximale Nutzung von freier Kühlung Durch die erhöhte Innentemperatur kann freie Kühlung besser eingesetzt werden und energieintensive Klimatisierung ersetzen. Die freie Kühlung wird aktiviert, sobald die Umgebungstemperaturen unter den Temperatursollwert von Zone 1 fallen.

3 NEUE KÜHLSTRATEGIE FÜHRT ZU ENERGIE EINSPARUNGEN VON INSGESAMT 32 % Zweizonenkühlung mit Flexibox und Peltier TEC Ein spanischer Breitbandanbieter und Telekommunikationsnetzbetreiber suchte nach einer Methode, den Energieverbrauch in mehr als Sheltern mit Funksendeanlagen und Batteriegestellen zu verringern. Die bestehende Kühlkonfiguration bestand aus herkömmlicher Klimatisierung als Hauptkühlmethode sowie einem Backup in Form freier Kühlung. Die konstante Solltemperatur zum Schutz der Batterien betrug 23 C. Nach der Besichtigung der Anlage sowie der Analyse des Kühlbedarfs und der Kundenanforderungen richtete Dantherm eine Testanlage auf Grundlage der folgenden drei Hauptempfehlungen für einen neuen Kühlaufbau ein (weitere Informationen: Neuer Kühlaufbau im Detail). Anheben der Gesamttemperatur der Anlage Einrichten von zwei Kühlzonen Maximale Nutzung von freier Kühlung Weniger aktive Kühlung höhere Haltbarkeit Die Testanlage wurde in zwei Zonen unterteilt, wobei die Batterien in einem isolierten Batteriefach untergebracht waren. Die Temperatur im übrigen Shelter wurde auf 38 C angehoben, wodurch der vermehrte Einsatz von freier Kühlung gegenüber aktiver Kühlung möglich wurde. Ein Blick auf die unteren Schaubilder zeigt deutlich, dass die kombinierte (und neu konzipierte) Verwendung von freier Kühlung und Klimatisierung deutliche Einsparungen bei der Kühlung ermöglicht. Indem die Innentemperatur angehoben und freie Kühlung als Hauptkühlmethode eingesetzt wurde, konnte die Nutzung der aktiven Kühlung um 62 % reduziert werden, d. h. von 24 Stunden am Tag auf im Schnitt 9 Stunden am Tag. Insgesamt konnte der Energieverbrauch der Anlage auf diese Weise um 32 % gesenkt werden.

4 DC-SPLIT-KLIMATISIERUNG Keine Verluste bei der Umrichtung: Reiner DC-Betrieb kein Wechselrichter erforderlich Stabiler Betrieb während Stromausfällen: Für den Einsatz von Reservebatterien konzipiert Geringe Leistungsaufnahme: Leistungsgesteuerter Betrieb Höhere Sicherheit: Geschlossener Kühlkreislauf Minimaler Wartungsaufwand: Kompressor und Ventilatoren hoher Qualität Lange Lebensdauer: Mehr als 10 Jahre Kostengünstige Installation: Das DC-Split-Gerät von Dantherm hat die gleiche Größe wie die meisten Standard-ACSplit-Klimageräte. Daher können die vorhandenen AC-SplitKlimageräte einfach durch die neuen Geräte ersetzt werden. Die vorhandenen Öffnungen und Bohrungen werden einfach wiederverwendet.

5 VOLLE UMSTELLUNG AUF DC IN NETZFERNEN SENDEANLAGEN IM GEBIRGE Leistungsgesteuerte Kühlung mit DC-Split-Klimatisierung Ein Telekommunikationsnetzbetreiber installierte ein DC-Split-Klimagerät, um den Energie verbrauch zu testen. Nach 7 Monaten zeigten die Testdaten einen kühlungsbezogenen Energieverbrauch von unter 10 kwh/tag für mehr als 50 % des laufenden Testzeitraums. Energieverbrauch von unter 10 kwh pro Tag Wie die Leistungsdaten weiter unten zeigen, ist die Leistungsaufnahme der DC-Split-Klimageräte im Vergleich zu der herkömmlicher AC-Split-Klimageräte sehr niedrig und das selbst in den heißesten Monaten des Jahres in der betreffenden Region. Die Standorte befanden sich in einer netzfernen Gebirgsregion in Südeuropa. Die Kühlung erfolgte dort bislang über AC-Split-Klimageräte, die über Batteriebänke bzw. AC-Dieselgeneratoren betrieben wurden. An einer bestehenden Testanlage wurde ein Langzeiteinsparungstest mit einem DC-Dieselgenerator durchgeführt. Noch interessanter ist jedoch die Leistungsaufnahme in den kühleren Monaten. Zwischen März und Juni liegt die Leistungsaufnahme zum Beispiel unter 10 kwh/tag, das ist ein deutlicher Unterschied und sorgt über das Jahr gesehen für sehr hohe Energieeinsparungen. Der Dantherm-Berater schlug vor, die energie fressenden AC-Split-Klimageräte durch DC-Split-Klimageräte zu ersetzen. Dadurch würde eine rein DC-basierte Konfiguration möglich: Hohe Einschalt ströme könnten vermieden, die Reservebatteriezeiten verlängert und die sehr großen Wechselrichter, die bisher erforderlich waren, komplett abgeschafft werden. DC-Split-Klimagerät 3500 [kwh/tag] 14,0 13,0 12,0 kwh/tag 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 März April Mai Juni 2016 Juli August September

6 FREIE VERDRÄNGUNGSKÜHLUNG Sehr hohe Energieeinsparungen: Freie Verdrängungskühlung ist dank kleinerer Luftströme und niedrigerer Ventilatordrehzahlen noch energieeffizienter als die herkömmliche freie Kühlung, die bislang als energiesparendste Kühlmethode in der Elektronikkühlung galt. Sehr geringe Leistungsaufnahme: Max. Leistungsaufnahme von 40 W (aktiv). Leise und energieeffizient: Sehr kleiner Luftstrom und niedrige Ventilatordrehzahl. Kompakte Bauweise: Benötigt nur ein Minimum an Installationsraum. Umfassendes Wärmemanagement: Steuerung mehrerer externer Geräte. Minimale Wartungskosten: Wartungsarbeiten können anhand der integrierten Filterüberwachung geplant und außerplanmäßige Wartungseinsätze verhindert werden.

7 FREIE VERDRÄNGUNGSKÜHLUNG WANN UND WO? Differenzierte Kühlstrategien für höhere Einsparungen Ein Telekommunikationsnetzbetreiber wollte die freie Verdrängungskühlung netzwerkweit in allen Räumen und Containern einführen. Die Effizienz jeder Kühllösung hängt allerdings von der Kühlstrategie und den Bedingungen am jeweiligen Standort ab. Praktisches Treffen mit Dantherm Die freie Kühlung ist eine extrem energieeffiziente Methode zur Elektronikkühlung. Die freie Verdrängungskühlung (DFC) ist jedoch noch energieeffizienter und dazu leiser. So war die Idee, DFC im gesamten Netzwerk einzusetzen, an sich gut. Allerdings entschied sich Dantherm dazu, dem Kunden seine Produkte bei einem praktischen Treffen vorzustellen und zu besprechen, wie eine möglichst energieeffiziente Kühllösung für das konkrete Netzwerk und die fraglichen Standorte erreicht werden könnte. Ideale Bedingungen für die Verdrängungskühlung Freie Verdrängungskühlung ist in Räumen mit einer Fläche von bis zu 12 m 2 und stehender Innenraumluft besonders effizient. Geteiltes Wissen verschiedene Strategien Es stellte sich heraus, dass die freie Verdrängungskühlung die ideale Lösung für die Betriebsstätten des Betreibers in der Tschechischen Republik war. Was die restlichen Anlagen in Europa angeht, so entschied sich der Betreiber für zwei andere Lösungen von Dantherm, die sich für die Bedingungen vor Ort besser eigneten: Combo Cooling und freie Kühlung mit Flexibox. Indem dem Kunden das entsprechende technische Wissen und die Vorzüge und Nachteile der verschiedenen Kühlmethoden vermittelt wurden, war er in der Lage, differenzierte Entscheidungen zu der einzusetzenden Kühlmethode zu treffen. Nur so können maximale netzwerkweite Einsparungen erreicht werden. Funktionsweise: Kühle Außenluft wird durch einen Beutelfilter über dem Raumboden eingeleitet. Steht die Innenraumluft, so bildet sich ein Polster kühler Luft unten im Raum, das die wärmere Luft nach oben verdrängt. Besondere Stärken der DFC-Lösung Die DFC-Geräte von Dantherm sind dank geringeren Luftströmen und Ventilatordrehzahlen kostengünstiger und geräuschärmer als herkömmliche freie Kühllösungen. Darüber hinaus benötigen die kompakten Geräte nur sehr wenig Platz.

8 DC-KLIMATISIERUNG Keine Verluste bei der Umrichtung: Reiner DC-Betrieb kein Wechselrichter erforderlich Stabiler Betrieb während Stromausfällen: Für den Einsatz von Reservebatterien konzipiert Geringe Leistungsaufnahme: Leistungsgesteuerter Betrieb Höhere Sicherheit: Geschlossener Kühlkreislauf Minimaler Wartungsaufwand: Kompressor und Ventilatoren hoher Qualität Lange Lebensdauer: Mehr als 10 Jahre Ideal für die Batteriekühlung: Das DC-Klimagerät von Dantherm ist auf 25 C eingestellt und sorgt so für größtmögliche Betriebssicherheit bei der Batteriefachkühlung Sichere, kostengünstige Installation: Monoblock-/Plug-and-Play-Gerät ermöglicht schnelle Installation ganz ohne Kühltechniker. Die Lösung wird von innen durch die Tür installiert und ist vandalismussicher

9 EINSPARUNGEN BEI DER KÜHLUNG VON 70 % DANK ZWEIZONENKÜHLUNG Höhere Einsparungen durch DC-Klimatisierung und freie Kühlung Mit der Zweizonenklimatisierung hat Dantherm einem großen Telekommunikationsunternehmen aus Südeuropa geholfen, den Energieverbrauch für die Betriebsraumkühlung um 70 % zu senken. Ein großes südeuropäisches Telekommunikationsunternehmen mit mehreren Tausend Standorten auf der ganzen Welt trat an Dantherm mit einer Anfrage heran. Bislang kam bei dem Unternehmen für Anlagen in Innenräumen eine herkömmliche Klimatisierung zum Einsatz. Es wurde jedoch nach einer energiesparenderen Lösung gesucht. Jeder der Standorte war mit 16 Batterien ausgestattet, d. h. dass bereits riesige Energiemengen allein dafür aufgewendet werden mussten, die Solltemperatur zu halten. Das Unternehmen suchte nach einer neuen Methode zur Kühlung seiner Anlagen, um auf diese Weise so viel Energie und Betriebskosten wie möglich einzusparen. Auf diese Weise wurde die energieintensive AC- Klimatisierung überflüssig, da nicht mehr der gesamte Betriebsraum auf 25 C heruntergekühlt werden musste. Die herkömmliche Klimatisierung blieb jedoch als Backup-Lösung erhalten. Deutliche laufende Energieeinsparungen Der Betreiber ist dabei, seine Kühlsysteme an allen seinen Standorten zu wechseln. Seit der Einführung der Zweizonen-Kühlstrategie von Dantherm konnte eine Reduzierung des Energieverbrauchs von 70 % für das Kühlen der fraglichen Anlagen festgestellt werden. Zweizonen-Kühlstrategie Der Shelter wurde in zwei Kühlzonen unterteilt, um in Zone 1 die Temperatur auf 35 C erhöhen zu können. Da die Außentemperaturen am Standort der Anlage oft niedriger als dieser Sollwert sind, konnte die Kühlung nun über freie Kühlung mit Flexibox erfolgen. Die temperaturanfälligen Batterien in Zone 2 durften sich nicht über 25 C erwärmen. Daher wurde ein isoliertes Batteriefach mit einem DC-Klimagerät 450 von Dantherm eingebaut, mit dem dieses Fach separat gekühlt werden konnte.

10 ELEKTRONIKKÜHLUNG ENTFEUCHTUNG LÜFTUNG MOBILE HEIZUNG UND KÜHLUNG Dantherm Dantherm ist ein führender Anbieter von energiesparenden Klimaregelungslösungen für Kunden auf der ganzen Welt. Wir sind hauptsächlich in vier Geschäftsfeldern tätig: Elektronik- und Telekommunikationsanlagenkühlung, Entfeuchtung, Lüftung und mobile Heizung und Kühlung. Elektronik- und Telekommunikationsanlagenkühlung Klimaregelung für Elektronik- und Batteriekühlung in Funksendestationen und sonstiger Telekommunikationsinfrastruktur. Zu den Kunden im Telekommunikationsbereich gehören Netzanbieter und -betreiber sowie Service- und Netzwerkeinrichtungsunternehmen. Kontakt Hauptsitz, Dänemark: Tel.: Website Entfeuchtung Mobile und stationäre Luftentfeuchter zum Trocknen von Gebäuden, privaten Schwimmbädern und Wellnesscentern. Lüftung Große Lüftungssysteme in Schwimmbädern und anderen Gebäuden, wie etwa Einkaufszentren und Kinos, die einen häufigen Luftaustausch benötigen. Das Sortiment umfasst auch Lüftungsprodukte für die Herstellung eines Komfortklimas in Privathaushalten. Mobile Heizung und Kühlung Mobile Geräte für das Heizen und Kühlen von Zelten und Einrichtungen von Hilfsorganisationen und Militär. Unsere Kunden sind hier in erster Linie die Streitkräfte von NATO-Staaten sowie Zelt- und Container-Hersteller.