WEISS Klimatechnik GmbH Strategic Business Area ICT. Zukunftssichere & innovative Rechenzentrumskühlung

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1 WEISS Klimatechnik GmbH Strategic Business Area ICT Zukunftssichere & innovative Rechenzentrumskühlung

2 WEISS Group - Eine Division der Schunk Group Ludwig-Schunk-Stiftung e.v. Schunk GmbH Schunk Materials Weiss Group Schunk Sinter Metals Schunk Sonosystems BU1 Tribology BU2 High Temp. Applications BU3 Small Motor Technology BU4 Current Transmission BU5 Automotive BU6 Technical Ceramics BU7 Semiconductor BU Umweltsimulation BU Klimatechnik 471,3 Mio. EUR Umsatz 278,8 Mio. EUR Umsatz 131,4 Mio. EUR Umsatz 49,9 Mio. EUR Umsatz 4900 Beschäftigte 2005 Beschäftigte 992 Beschäftigte 165 Beschäftigte Standorte in 26 Ländern Standorte in 14 Ländern Standorte in 2 Ländern Standorte in 2 Ländern Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 2

3 WEISS Group Business Units Weiss Environmental Simulation Weiss Air Solutions Hersteller von Prüfgeräten und Anlagen zur Simulation von Umwelteinflüssen sowie zur Wärmebehandlung und Trocknung Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 3

4 WEISS Group - Strategic Business Area ICT deltachiller CoolW@ll deltaclima Energieeffiziente Klimatisierung für die Informationstechnologie und Telekommunikation Kompakt-Klimageräte von direkter Kühlung bis zur kompletten Mission Critical Solution Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 4

5 Energetische Vorteile eines Flächenkühlsystems Konventionelle Aufstellung mit Präzisionsklimageräten Raumbasierte Umluftkühlung Kompakter Aufbau mit Ventilator im Gerät Trennwand zwischen Serverbereich und Infrastruktur (Technikspange) Warm- und Kaltgänge Rücklufttemperatur ΔT Energy Efficency Ratio = Gesamtkühlleistung / Leistungsaufnahme 1,0 kw = 1.000,- /a 1,0 W = 1 /a Zulufttemperatur (@ 0,12 /kwh) Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 5

6 Energetische Vorteile eines Flächenkühlsystems PM.. Motorleist ung [W] V.. Luftmenge[m³/h] p ges ges.. Druckverl ust[pa].. Gesamtwirk ungsgrad[-] Ventilatorleistung P M V Δp ges 3600 ges P ~ Δp ErP-Richtlinie (Forderung für 2015) Eine Optimierung der Luftmenge und eine Reduzierung der Druckverluste (intern und extern) wirkt direkt proportional auf die Leistungsaufnahme der Ventilatoren! Motorwirkungsgrad Einsatz aktueller EC-Technik Ventilatorwirkungsgrad Optimierte Ventilatorgeometrie (RadiCal-Laufrad) Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 6

7 Energetische Vorteile eines Flächenkühlsystems Q K ΔT.. Kühlleistu ng [W] 2 k.. Wärmedurchgang [W/m K] A.. Übertragungsfläche[m m.. Mittl.log.Temp.- Diff.[K] 2 ] Berechnung der Kühlleistung Q K k A ΔT m Q K ~ A Gute Wärmeleitung Material (CU, AL) Guter Wärmeübergang zwischen Oberfläche und strömenden Medien turbulente Strömung (Hochleistungslamellen) Die Leistungsfähigkeit wird bestimmt durch die Differenz der mittleren Temperaturen, Übertragungsfläche und k-wert. Je größer die nutzbare Wärmetauscherfläche, umso größer die Effizienz der Klimatechnik. Geräteleistung (weniger oder kleinere Geräte) Kaltwassertemperaturen (mehr freie Kühlung!!!) Luftmenge (geringere Leistungsaufnahme) Mit größerer Temperaturdifferenz steigt zwar die Leistung des Klimagerätes, jedoch nicht zwingend die Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage! Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 7

8 Energetische Vorteile eines Flächenkühlsystems Unterflur-Ventilatortechnik (interne Pressung) Herkömmliche Technik Neue Technik % Energieeinsparung Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 9

9 Neues innovatives Klimakonzept! Die zentrale Idee der besteht darin, durch den Einsatz großer Wärmetauscher nahezu die kompl. Höhe und Breite des Raumes zur Klimatisierung zu nutzen. deltaclima ==> Die besteht aus standardisierten Einzelelementen: Wärmetauschermodule anstelle der Trennwand und Ventilatoreinheiten im Doppelboden = Leistung & Effizienz Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 10

11 - Technische Merkmale 1 EC-Ventilator RadiCal 630 (Kunststoff-Laufrad) 2 EC-Ventilator RadiPac 710 (Aluminium-Laufrad) Großer Durchmesser => kl. Anteil dyn. Druck => red. Drehzahl (-30 %) Lüftereinheit mit Tragspinne und Düsenplatte (einfach in DB einbaubar) Netz- und Steuerleitung mit Steckverbindern Flitterfrei verzinkter Gitterrost 900 x 900 x 40 mm (optional VA oder KTL-Beschichtung) ErP-Ready // Wuchtgüte G 4, Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 12

12 modular -Einhausungslösung modularisiert Einhausung bringt Unabhängigkeit von Raumgeometrie Wärmetauscher ist nicht mehr Raumbegrenzung bzw. Teil einer Raumbegrenzung Keine individuelle Anpassung einer Trennwand bzw. Abschottung Fest definierte Abmessungen Schnelle und einfache Montage/Einbringung Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 13

13 modular -Einhausungslösung Wartungsfreundliche RLT-Anlage (gem. VDI Hygiene): Setzt eine den Notwendigkeiten entsprechende Zugänglichkeit, Begehbarkeit oder Einsehbarkeit mit vertretbarem Aufwand voraus. Gute Zugänglichkeit, Begehbarkeit, einfache Sichtkontrolle => Extrem wartungsfreundlich! Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 14

14 modular Anbaueinheit zum Erweitern der Grundeinheit Einhausungstür bzw. Schottelement der bestehenden Einhausung kann versetzt werden Grundmodul + Anbaumodul Durch Aneinanderreihung der Einzelmodule kann das Gesamtsystem auf hohe Kühlleistung skaliert werden! Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 16

19 Energetischer Vergleich Ausgangssituation: Ausbau von jeweils 500 m² Rechenzentrumsfläche Wärmelast pro Raum 700 kw (1,4 kw/m²) Trennwand zwischen Infrastruktur- und IT-Bereich Variante mit neuen 710er Ventilatoren Betriebsbedingungen: Rückluftzustand: 27 C / 30 % r.f. Kaltwasservorlauf/-rücklauf: 12/18 C Externe Pressung: 50 Pa Filterklasse: G4 Redundanz: min. n+1 Running Redundancy Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 21

20 Rackreihe Zukunftssichere & innovative RZ-Kühlung Energetischer Vergleich Variante m ULK Umluftklimageräte mit 9 Betriebsgeräten (inkl. Unterflurventilatoren) Keine Erweiterung mehr möglich! Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 22

21 Rackreihe Zukunftssichere & innovative RZ-Kühlung Energetischer Vergleich Variante m CoolWall 14,4 m Auslegung der CoolW@ll auf min. Platzbedarf mit 8 Betriebsgeräten Niedrigere Investitionskosten, 22 % kleinere Aufstellfläche (bei gleicher Nutzkühlleistung) 35 % weniger Energiekosten Erweiterung möglich! Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 23

22 Rackreihe Zukunftssichere & innovative RZ-Kühlung Energetischer Vergleich Variante m CoolWall Max. CoolW@ll-Bestückung mit 11 Betriebsgeräten 59 % weniger Energiekosten (bei gleicher Nutzkühlleistung) oder 43 % mehr Kühlleistung => ca. 1 MW / 2,0 kw/m² Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 24

23 Energetischer Vergleich Energiekosten Umluftklima Typ A 2 Ventilatoren Weiss CoolWall CW 18.3 R9 2 Ventilatoren Weiss CoolWall CW 18.3 R9 2 Ventilatoren Anzahl der Geräte ST (8+1) (7+1) (7+4) Anzahl der Betriebsgeräte im Normalbetrieb ST Luftmenge pro Gerät m³/h Kühlleistung pro Gerät kw 80,3 89,8 64,8 Leistungsaufnahme der Ventilatoren pro Gerät kw 2,6 2,0 0,9 Gesamtleistungsaufnahme der Ventilatoren pro Raum kw 23,4 16,0 9,9 Nutzkühlleistung pro Raum kw Elektr. Pumpenleistung pro Gerät kw 0,77 0,60 0,39 Gesamtleistungsaufnahme pro Gerät kw 3,37 2,60 1,29 Gesamtleistungsaufnahme pro Raum kw 30,3 20,8 14,2 Jahresenergiekosten * (15 Cent/kWh) /a Einsparung pro Raum % -59% * inkl. evtl. Mehraufwand bei der Kaltwassererzeugung Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 25

24 Energetischer Vergleich Gesamtkosten Kosten [ /a] CoolWall CW [8] CoolWall CW [11] Umluftklima [9] Jahresenergiekosten * (15 Cent/kWh) Investkosten Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 26

25 Energetischer Vergleich Gesamtkosten Gesamtkosten [EUR] [8] Zeitraum 5 Jahre => Differenz [11] Zeitraum 5 Jahre => Differenz PRO RAUM (700 kw)!!! Zeit [Jahr] Umluftklima [9] CoolWall CW [8] CoolWall CW [11] Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 27

26 Energetischer Vergleich Gleiche Fläche, mehr Leistung Umluftklima Typ A 2 Ventilatoren Weiss CoolWall CW 18.3 R9 2 Ventilatoren Anzahl der Geräte ST (8+1) (10+1) Anzahl der Betriebsgeräte im Normalbetrieb ST 8 10 Luftmenge pro Gerät m³/h Externe Pressung Pa Kaltwasservorlauf/-rücklauf C 12/18 12/18 Rücklufttemperatur C Kühlleistung pro Gerät kw 91,4 103,1 Leistungsaufnahme der Ventilatoren pro Gerät kw 3,8 3,0 Gesamtleistungsaufnahme der Ventilatoren pro Raum kw 30,4 30,0 Nutzkühlleistung pro Raum kw Mehrleistung pro Raum +300 kw 43% Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 28

29 Rechenzentrumspreis 2013 / International Datacenter & Cloud Award Modulares Flächenkühlsystem 7 Systemräume mit 3 x CoolW@ll je 100 kw und 3 Ventilatoren pro Modul Aktuelle Konfiguration: ca. 2 MW => möglicher Endausbau: > 4 MW PUE = 1,4 Cofely => Quantum-Chiller Jaeggi => Hybrid-Kühler Weiss => CoolW@ll Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 31

30 modular - Technische Daten Nennvolumenstrom Luftmenge m³/h Externe Pressung Pa 20 Kühlen CW - Kaltwasser 12 C / 18 C und Lufteintritt 28 C / 40 % r.f. Kühlleistung, gesamt kw 116,1 Kühlleistung, sensibel kw 116,1 Mediumsvolumenstrom m³/h 16,67 Kühler-Druckverlust kpa 18,7 Ventil-Druckverlust kpa 17,4 Kühlen CW - Kaltwasser 15 C / 21 C und Lufteintritt 35 C / 30 % r.f. Kühlleistung, gesamt kw 151,1 Kühlleistung, sensibel kw 151,1 Mediumsvolumenstrom m³/h 21,72 Kühler-Druckverlust kpa 29,2 Ventil-Druckverlust kpa 29,5 Filter im Ansaug Filterklasse nach DIN EN 779 G4 Ventilator-Einheit - Laufrad 630 mm Anzahl Stück 2 Leistungsaufnahme, gesamt kw 4,3 Max. Stromaufnahme A 8,6 Gewicht pro Ventilator-Einheit kg 59 Min. Doppelbodenhöhe mm 550 Ventilator-Einheit - Laufrad 710 mm Anzahl Stück 2 Leistungsaufnahme, gesamt kw 3,0 Max. Stromaufnahme A 8,6 Gewicht pro Ventilator-Einheit kg 72 Min. Doppelbodenhöhe mm 650 Grundmodul inkl. Einhausung Breite mm 1890 Tiefe mm 1545 Höhe (über Doppelboden) mm 2450 Gewicht (CoolWall + Einhausung) kg Anschlussspannung V/Ph/Hz 400/3/ Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 32

31 Vorteile in 30 s CoolW@ll modular als innovatives Klimakonzept Energieeffizientestes Produkt seiner Klasse Geringste interne Druckverluste Modernste Ventilatortechnik Großflächige Hochleistungswärmetauscher Maximale Ausnutzung der Kühlerflächen Optimale Anströmverhältnisse Hohe Nutzkühlleistung bei geringem Platzbedarf Modularer Systemaufbau mit abgestimmten Einzelelementen Einzigartig skalierbare Infrastruktur durch Aneinanderreihung Hohe Flexibilität: an jede Raumarchitektur anpassbar Unkomplizierte Einbringung der Einzelmodule Maximale Betriebs- und Investitionssicherheit durch verfügbare, bewährte und somit risikoarme Standardtechnologien Zukunftssicherheit durch Erweiterbarkeit Konform VDI Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 33

32 WKT-Service - Werkskundendienst Leistungen WKT-Service Montagen und Inbetriebnahmen Wartungen und Service (VDMA 24186) Regelungsumrüstungen Ersatzteilmanagement Reinraumtechnik (Partikelmessungen, Klassifizierungen) Hygiene (VDI 6022) Kundenschulungen und Workshops Service-Hotline (Notdienst 24/7- Verfügbarkeit) Flächendeckendes Servicenetz mit bundesweit kurzen Reaktionszeiten Über 50 eigene Servicetechniker! Weiss Klimatechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. 34

33 Weiss Klimatechnik GmbH Greizer Str Reiskirchen-Lindenstruth Germany Tel Fax