Free Cooling von AERMEC

Transkript

1 C E R T I F I E D Free Cooling von AERMEC ISO Cert. nº 0128/1 Q U A L I T Y S Y S T E M AERMEC S.P.A.

2 Was bedeutet freie Kühlung von AERMEC? Freie KühlungK hlung bedeutet, mit Hilfe der Außentemperatur kaltes Wasser mit geringen Stromkosten zu produzieren. Das System funktioniert, sobald die Außentemperatur niedriger ist, als die zu erzeugende Wassertemperatur. Selbstverständlich liefert der Kaltwassersatz im Verdichterbetrieb die geforderte Kälteleistung K auch ohne die freie Kühlung. K Eine Mikroprozessor Regelung steuert den Hybridbetrieb zwischen freier Kühlung K und Verdichterbetrieb. Schon bei einem Temperaturunterschied von ca. 2 C 2 C zwischen Außentemperatur und eingestelltem Sollwert, also der Kaltwasser- Eintrittstemperatur am Verdampfer, wird die Freikühlfunktion automatisch aktiviert. Reicht die freie Kühlung K nicht aus, werden der oder die Verdichter je nach Bedarf dazu geschaltet. Die Energieersparnis, die dadurch erzielt wird, ist von sehr großem Vorteil und amortisiert den Mehraufwand innerhalb kürzester Zeit.

3 Wie ist die freie Kühlung von AERMEC aufgebaut 4 4. Der Verdampfer wird mit den Freikühlregistern und dem 3-Wegeventil 3 hydraulisch angeschlossen

4 Wie ist die freie Kühlung von AERMEC aufgebaut 6 6. Die Regelung wird neu programmiert für r Freikühl hl- und Verdichterbetrieb: a) Die Ansteuerung des 3-Wegeventils 3 wird geregelt b) Die Abschaltung und der Teillastbetrieb der Verdichter wird geregelt c) Die Kälteleistung K im Freikühlmodus wird modulierend geregelt d) Die Anlage muß von 20 C C bis +48 C C funktionieren. Dies wird durch die eingebauten Komponenten und mittels Mikroprozessor geregelt.

5 Wie funktioniert die freie Kühlung von Aermec 3

6 Skelettansicht der NRA Freie Kühlung: Standard 1. Freikühlregister 2. Kondensator 3. Verdampfer 4. Pufferspeicher 5. Wasserfilter 6. Strömungswächter 7. Förderpumpe 8. Ausdehnungsgefäß Wegeventil

7 Die Regelung 1 Die Elektronik muß in der Lage sein, die Kälteleistung K sowohl im Freikühlbetrieb, als auch im Verdichterbetrieb zu regeln. Die Regelung der Kälteleistung K ist auch im Mischbetrieb zwischen Freikühlbetrieb und Verdichterbetrieb gewährleistet: Nur freie KühlungK hlung: : Die Außentemperatur ist kälter k als der eingestellte Sollwert. Die Kühlung K des Wassers erfolgt nur über die Freikühlregister. Dies ist ökonomisch gesehen, die günstigste g Betriebsart, da nur die Ventilatoren modulierend arbeiten. Mischbetrieb freie Kühlung+Verdichter: : Wenn die geforderte Kälteleistung nicht komplett über die Freikühlregister erreicht wird, dann wird dem entsprechend der oder die Verdichter dazu geschaltet. Je kälter k die Außentemperatur desto geringer die Verdichterlaufzeit. Nur Verdichterbetrieb: Wenn die Außentemperatur höher h her als die Wasserrücklauftemperatur ist.

8 Die Leistung: Wie die erzielte Kälteleistung bestimmt wird 1 Die im Freikühlmodus erzielte Kälteleistung K hängt h von der Temperaturdifferenz ( t)( ) zwischen Wassereintrittstemperatur und Außentemperatur ab. Je höher h her das t,, desto höher h her ist die aus der Außenluft gewonnene KälteleistungK Jedes weitere Grad Temperaturdifferenz ( t)( ) steigert die Kälteleistung der Maschine um 10%. Ein Kaltwassersatz mit freier Kühlung K ist: Eine temperaturbedingte, kostengünstige nstige Kälteleistung, K die aus der Differenz zur Außenluft gewonnen wird.

9 Wie die Leistungen variieren (NRA 4 Verdichter) 4 Referenzbedingungen: Erzeugte Wassertemperatur: 7 C7 t = 5 C Korrekturkoeffizient für f Standart Kälteleistung K (+7/12 C C / +35 C.) Kaltwassersatz mit 4 Verdichtern und 4 Leistungsstufen Die waagerechten Stellen an den Kennlinien entstehen wenn die Drehzahlregelung DCPX in Betrieb geht

10 Wie die ausgegebene Kälteleistung im Freikühlbetrieb bestimmt wird 7 Bedingungen: Außenluft = +2 C. Wassereintrittstemperatur am Kaltwassersatz = +15 C. Glykolanteil = 30% Der Korrekturfaktor muß mit der nominalen Kälteleistung K im Freikühlbetrieb multipliziert werden. Wie im Beispiel gezeigt wird, liegt der Korrekturfaktor bei 1,00.

11 Die Einsparung: Typische Einsatzbereiche 1 Die größ ößte Einsparung der freien Kühlung K wird bei Anlagen erzielt, die auch bei kühlen k Außentemperaturen benötigen werden: Industrielle Prozesse Datenverarbeitung Kommerzielle Einrichtungen Öffentliche Einrichtungen Telefonzentralen etc....

12 Die Einsparung 2 Vergleichen wir nun an einem Beispiel, wie sich der Energieverbrauch einer Standardversion gegenüber einer Version mit freier Kühlung K verhält. Angenommen Daten: Ein Rechenzentrum benötigt über 24 Std. täglich t und 365 Tagen im Jahr Kühlwasser K Benötigt wird eine konstante Kälteleistung K von 130 kw Erzeugte Wassertemperatur: 7 C Durchschnittlicher Strompreis: 0,119 Euro/kWh Wir vergleichen 3 deutsche Städte und die erzielbare Einsparung : München Frankfurt Hamburg

13 Die Einsparung: München 3 Die Grafik zeigt den monatlichen Verbrauch in kwh beider Anlagen als Gegenüberstellung In einem Jahr erzielt man: Betriebsstunden = 8760 h Verbrauchte Energie: Standard Gerät t = kwh ( ) Freie Kühlung K = kwh ( ) Einsparung: = ,00 Durchschnittlich werden etwa 33% der Kosten eingespart

14 Die Einsparung in München 4 Die Graphik zeigt die möglichem Einsparung in München: M Eingesparte Energie: kwh Eingesparte Kosten: Amortisation: Mehrkosten mit Freier Kühlung: K im Beispiel ca ,00 Amortisation < 12 Monate!

15 Die Einsparung in Frankfurt 5 Die Graphik zeigt die mögliche Einsparung in Frankfurt: Eingesparte Energie: kwh Eingesparte Kosten: ,00 Amortisation: Mehrkosten mit Freier Kühlung: K im Beispiel ca ,00 Amortisation ca. 12 Monate!