Kühlung hocheffizienter Serverräume – Sparkassen IT Calw

Die Sparkassen-IT GmbH & Co. KG, als Tochterunternehmen der Sparkasse Pforzheim Calw, hat ein Breitbandnetz mit ca. 800 km Trassenlänge in der Region Nordschwarzwald aufgebaut. Das Netz besteht aus Glasfasern höchster Güte und dient dem Transfer von großen Daten in extrem hohen Bandbreiten. Im neu errichteten Rechenzentrum in Calw werden seit Juni 2016 sowohl eigene als auch Kundenserver betrieben.

Die Aufgabenstellung der Sparkassen-IT in Calw ist die Kühlung eines hocheffizienten Rechenzentrums mit einer maximalen Kühlleistung von 35 kW und einer Kaltgangtemperatur von maximal 25 °C.

Das Besondere an dieser Anwendung war der langsam wachsende Kälteleistungsbedarf durch den stufenweisen Ausbau der Server.

Als Lösung wurden im Serverraum Serverracks in einer Kaltgangeinhausung aufgestellt. Die Kühluftzufuhr zu den Servern erfolgt über Sidecooler. Die Kälteerzeugung erfolgt mittels eines eChillers. Für die erforderliche Redundanz ist ein herkömmlicher Kaltwassersatz mit HFKW als Kältemittel installiert worden. Angebunden wird der Serverraum an die Kälteerzeugung mittels einer hydraulischen Weiche und redundanten Pumpen. Die Kühlung der Server erfolgte ausschließlich über den eChiller.

Die Herausforderung war hier, die anfänglichen rund 8-10 kW Kälteleistung, was ca. 20 bis 25 % der maximalen Leistung entspricht, mit einem Turboverdichter kontinuierlich zu erzeugen. Dies wurde in Verbindung mit einem Pufferspeicher realisiert. In der Abbildung ist der Verlauf der erzeugten Kältelast seit Inbetriebnahme im Juni 2016 bis zum Februar 2017 dargestellt.

Verlauf der Kälteleistung im Zeitraum vom 01.07.2016 bis zum 21.02.2017.

In der weiteren Abbildung ist der Verlauf der erzeugten Kältelast während einer Woche dargestellt.
Der Kältebedarf schwankt nur leicht um ca. 3 kW und ist damit nicht abhängig von Tag-, Nacht- oder Wochenendbetrieb.

Verlauf der Kälteleistung über eine Woche.

Energiebilanz:

Im Zeitraum von Juni 2016 bis Februar 2017 (ca. 5.640 h) wurden vom eChiller etwa 80 MWh Kälte erzeugt. Der erforderliche Strombedarf des eChillers zur Kälteerzeugung betrug hierfür etwa 4 MWh. Dies war u.a. dadurch bedingt, dass die Maschine ab Oktober überwiegend im Freikühlbetrieb arbeitete und hierfür wiederum nur eine Leistungsaufnahme von ca. 300 W benötigt. Damit ist der eChiller etwa 6-mal effizienter, als die HFKW-Redundanzmaschine.

 

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