Energie-effiziente Klimatisierung von Rechenzentren

Reduzierung des ökologischen Fußabdruckes, Verbesserung der Akustik, Senkung der Betriebskosten

ANWENDUNG

Einsatz von Ventilatorwänden für Zuluft und Abluft in Kühlung von Rechenzentren

HERAUSFORDERUNG

  • ökologischen Fußabdruck des Rechenzentrums reduzieren
  • Erhöhung des statischen Wirkungsgrades im Betriebspunkt
  • Betriebskosten des Rechenzentrums senken 

LÖSUNG

  • Lüfterrad optimiert für den Einsatzbereich der Rechenzentrumskühlung
  • Aluminium-Lüfterrad
  • profilierte Schaufelgeometrie

ERGEBNISSE

  • bis zu 10% höherer Wirkungsgrad
  • bis zu 3,5 dB[A] weniger Geräuschemission
  • bis zu 18% jährliche Einsparungen bei den Betriebskosten
  • geringere Brandlast als bei Kunststoffrädern
  • 100% recycelbares Lüfterrad

Projektüberblick

Die Kühlung von Rechenzentren verursacht enorm hohe Energiekosten. Rund 30% des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums, der nicht durch die eigentliche IT erzeugt wird, entfällt auf die zur Kühlung eingesetzten Ventilatoren. Die richtige Auswahl der eingesetzten Ventilatoren kann daher einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Betriebskosten eines Rechenzentrums leisten. Allerdings erreichen die meisten Lüfter ihre maximale Effizienz nicht im aerodynamischen Betriebsbereich der Rechenzentrumskühlung.

punker hat ein Lüfterrad entwickelt, das im tatsächlichen lufttechnischen Einsatzbereich der Klimatisierung von Rechenzentren einen deutlich höheren Wirkungsgrad erreicht als Wettbewerbsprodukte. Damit kann es zu einer deutlichen Senkung der Betriebskosten beitragen. Im Vergleich zu Kunststoff-Rädern ist das Aluminium-Rad von punker zudem zu 100% recycelbar und hat eine geringere Brandlast.

Fan Array for Data Center Cooling

Anwendung

In dem hier betrachteten Fall soll ein Rechenzentrum mittels einer Ventilatorwand mit einer konstanten Zulufttemperatur von 20° C versorgt werden, um eine optimale Funktionalität zu gewährleisten. Die Ventilatoren sollen ohne zusätzliche Kühlung eine große Wärmemenge abführen, d.h. es muss ein hoher Volumenstrom bei geringem Druck realisiert werden. Die Betriebspunkte liegen daher typischerweise auf der rechten Seite der Ventilatorkennlinie.

Herausforderung

Steigende Packungsdichten und höhere Leistungsfähigkeiten von Rechenzentren erzeugen enorme Abwärmemengen, wobei durch die stetige Weiterentwicklung dieses Trends in Zukunft noch größere Wärmemengen zu erwarten sind. Um die optimale Funktionalität von Rechenzentren zu gewährleisten, müssen diese mit effizienten Konzepten gekühlt werden, um den extrem hohen Energieverbrauch und damit die Betriebskosten so gering wie möglich zu halten.
Die eingesetzten Lüfter spielen dabei eine enorm wichtige Rolle: Rund 30% des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums, der nicht durch die eigentliche IT erzeugt wird, entfällt auf die zur Kühlung eingesetzten Ventilatoren. Die richtige Auslegung der eingesetzten Ventilatoren bzw. Ventilatorräder kann einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Betriebskosten eines Rechenzentrums leisten.

Die meisten der in Rechenzentren eingesetzten Ventilatoren für Zu- und Abluft erreichen jedoch ihren maximale Wirkungsgrad nicht im aerodynamischen Betriebsbereich der Rechenzentrumskühlung, sondern im linken Bereich der Ventilatorkennlinie. Die in einer Ventilatorwand angeordneten Ventilatoren sollen jedoch eine große Wärmemenge ohne zusätzliche Kühlung abführen, d.h. es muss ein hoher Volumenstrom bei geringem Druck realisiert werden. Die Betriebspunkte liegen daher typischerweise auf der rechten Seite der Ventilatorkennlinie.

Ziel von punker war es, ein Lüfterrad speziell für die Kühlung von Rechenzentren zu entwickeln, das insbesondere bei Einsatz von Ventilatorwänden einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Betriebskosten und des ökologischen Fußabdrucks des Rechenzentrums leisten kann.

Lösung

Speziell für die Zu- und Abluft in Rechenzentren, in denen sehr hohe Volumenströme von 50.000 m³/h und mehr bei niedrigem Druck benötigt werden, hat punker ein Lüfterrad entwickelt. Das neue Data Center Cooling Lüfterrad erreicht einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Wettbewerbsprodukte in diesem Anwendungsbereich.

Ergebnisse

Die folgende Fallstudie zeigt, wie die Betriebskosten eines Rechenzentrums mit dem neuen Data Center-Ventilatorrad von punker um rund 7.000 US$ pro Jahr gesenkt werden können. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die Reduzierung der Geräuschemission um 1,4 dB[A].

Annahme:

Das Data Center soll über ein Lüfterrad mit konstant 20°C temperierter Zuluft versorgt werden, um eine optimale Funktionalität zu gewährleisten.

Betriebspunkt: 200 Pa | 16.000 m³/h
Strompreis: 0,15 $US / kWh
Ventilatorwand: 5 x 3 Lüfter 
Betrieb: 24/7/365

Produkt: punker Data Center Cooling  punker Dprime AWA Wettbewerbsprodukt
Drehzahl: 791 rpm 909 rpm 886 rpm
Leistungsbedarf im Betriebspunkt: 1.585 W  1.707 W  1.936 W 
Betriebskosten p.a.:  $US 31,240  $US 33,645  $US 38,158
Schallleistungspegel:  82,2 dB(A) 83,6 dB(A) keine Daten verfügbar

 

 

Data Center Cooling Dprime AWA 800 1 1 1

punker Data Center Cooling Ventilatorrad

Das punker Data Center Cooling Lüfterrad wurde speziell für die Zu- und Abluft in Rechenzentren entwickelt, wo sehr hohe Volumenströme bei niedrigem Druck erforderlich sind. Das neue Data Center-Ventilatorrad erreicht einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Wettbewerbsprodukte in diesem Anwendungsbereich. Der Einsatz dieses Ventilatorrads ermöglicht Einsparungen bei den Betriebskosten eines Rechenzentrums. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist die Reduzierung der Geräuschemission.

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Sebastian Drescher

Applikationsexperte Data Center Cooling & Smoke Extraction & Generator Cooling

Telefon: +49.4351.472.250
Mobil: +49.172.7953.774
E-Mail: drescher@punker.de

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