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NEU!
Innovative Anwendungsbeispiele
für nachhaltige Kühlung
und Klimatisierung |
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Effiziente Kühlung von Serverräumen |
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Neu! 1. Hocheffiziente
und nachhaltige Server-Kühlung durch Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung
Strom und Kälte durch Kopplung von BHKW und Zeolith-Adsorptionskältemaschine |
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Kälteerzeugung mit Kompressions-Kältemaschinen
ist durch hohen Stromverbrauch, besonders auch für die Kühlung von
Server-Räumen, sehr teuer.
Wesentlich günstigere Ergebnisse sind mit
Adsorptions-Kältemaschinen zu erreichen.
Eine interessante Lösung zur hocheffizienten
Kühlung und gleichzeitigen Stromerzeugung durch eine
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung bietet die Berliner InvenSor GmbH an:
Adsorptions-Kältemaschinen
mit Zeolith-Adsorber
Durch den Zeolith-Adsorber sind bei der
Baureihe "LTC" niedrige Antriebstemperaturen (ab ca. 50 °C, ab 65 °C fast
100 % Leistung) und hohe Rückkühltemperaturen möglich.
Somit kann sowohl Solarwärme als auch Abwärme
von industriellen Prozessen, Fernwärme und BHKWs zur Kälteerzeugung oberhalb
ca. 8 °C genutzt werden.
Die Baureihe "HTC" ist speziell für hohe
Außentemperaturen > 35 °C mit Antriebstemperaturen von ca. > 80 °C und
Kühltemperaturen von ca. 4 °C (auch für Kühlräume geeignet.)
Auf wartungsintensive Nasskühltürme kann somit
verzichtet werden.
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Die Adsorptions-Kühlanlagen werden in einem
Leistungsbereich von 5 bis 100 kW Kühlleistung angeboten (Eignung auch für
Gebäude mit geringem Kühlbedarf).
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung
für Serverkühlung
Durch die Kopplung von Adsorptions-Kältemaschine
und BHKW kann gleichzeitig:
- Strom für den Server
- Kälte (Schrank- oder Doppelbodenkühlung oder offene
Raumkühlung)
sowie auch doppelte Ausfallsicherheit der
Stromversorgung für den Serverraum produziert werden.
Die Wärme des BHKWs dient als Antriebsenergie
für die Adsorptions-Kältemaschine.
Damit steigt gleichzeitig der BHKW-Wirkungsgrad
von 30 auf > 90 %.
Wirtschaftlichkeit
- 10 Jahre Stromvergütung (BHKW) mit 5,11 Ct/kWh
- Wegfall der Stromkosten und der Stromsteuer
(2,05 Ct/kWh)
- Amortisation nach ca. 3 Jahren
Quelle: IKZ FACHPLANER Oktober/2010; www.invensor.com |
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2. Effiziente Kühlung von Serverräumen
mit Wasser-Glykol-Systemen und Freikühlfunktion |
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Wahl des
geeigneten Präzisionsklimagerätes
Neben der Kühlleistung sind noch
weitere Faktoren zu beachten:
- ganztägiger
Betrieb bei hoher Last
- sehr hohe
Verfügbarkeit
- enge
Temperatur- und Feuchtetoleranz (±1 °C,
±5% Feuchte)
Systemvarianten
- Betrieb im
Serverraum oder in benachbarten Raum
- verschiedene
Richtungen der Luftführung als kältemittel- oder
wasserbasierte Systeme
Systeme mit Kältemittel
Vorteil: keine Gefährdung
durch Wasser
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Systeme mit Wasser-Glykol-Gemisch
Vorteil:
- lange
Leitungswege möglich
- Einbindung
weiterer Geräte einfach
- Rückkühler kann
an beliebiger Stelle platziert werden und zur
Freikühlung benutzt werden
Nachteil:
Im üblichen
Doppelboden ist eine Auffangwanne einzubauen
Quelle: IKZ-FACHPLANER 5/2008;
www.gea-happel.de
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Klimageräte mit Wasser-Glykol-Kreisläufen mit und ohne Freikühlfunktion |
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In beiden Varianten (mit und ohne
Freikühlfunktion) ist ein
Kältemittelkreislauf im inneren des Präzisionsklimagerätes installiert, der
die abzuführende Wärme über einen Wärmetauscher an einen
Wasser-Glykol-Kreislauf abgibt.
Dieser bindet einen außen
aufgestellten Luft-Wasser-Kühler ein.
Beide
Betriebsfälle minimieren die Laufzeit bzw. Auslastung des Verdichters und
sparen somit elektrische Antriebsenergie
Freikühlversion
Hier wird die anfallende Wärme bei niedriger Außentemperatur über
einen zusätzlichen innen liegenden Luft-Wasser-WT abgeführt.
Im günstigsten
Fall genügt die Freikühlung ohne Kompressoreinsatz, um die richtige
Lufttemperatur bereitzustellen.
In der
Übergangszeit kann der Kompressor bei geringer Last evtl. zugeschaltet
werden.
Auslegung
Eine
Überdimensionierung bis ca. 25 % ist u. U. günstig, da die meisten
Präzisionsklimageräte dann im Teillastbetrieb einen besseren Wirkungsgrad
erreichen.
Auch um Redundanz zu schaffen, ist es sinnvoll, mehrere Geräte
in Teillast zu betreiben.
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Die Zulufttemperatur kann für ca. 12°C ausgelegt werden.
Die Anlage wird im
Umluftbetrieb betrieben.
Führungsgröße für die Regelung ist die
Austrittstemperatur am Gerät (Zulufttemperatur).
Wirtschaftlichkeit
Wirtschaftlich ist
die Mehrinvestition in ein Gerät mit Freikühlung immer dann, wenn hohe
innere Kühllasten existieren und die Außentemperatur für eine möglichst hohe
Anzahl von Jahresstunden unter der gewünschten Zulufttemperatur liegt (in d.
R. in Mittel- und Nordeuropa).
Beim
Freikühlsystem ist der Kompressor ca. 1/3 des Jahres nicht in Betrieb.
Durch die
Einsparung werden die Mehrkosten in weniger als zwei Jahren bezahlt (s. Tab.
für Beispiel Standort Wien).
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Systemvergleich eines Kaltwassersystems
mit und
ohne Freikühlung (Beispiel) |
Kaltwasser
System |
Freikühl-
System |
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Kälteleistung |
19,2 kW |
19,2 kW |
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Elektr. Leistungsaufnahme Ventilator |
2,01 kW |
2,01 kW |
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Elektr. Leistungsaufnahme Pumpe |
0,22 kW |
0,2 kW |
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Elektr. Leistungsaufnahme Rückkühl-Ventilator |
0,79 kW |
0,79 kW |
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Elektr. Leistungsaufnahme Kompressor |
6,4 kW |
5,93 kW |
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Summe max.
Leistungsaufnahme |
9,42 kW |
8,93 kW |
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Stromverbrauch kWh/a |
82.548 |
51.409 |
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Ersparnis Stromkosten €/a (12 ct/kWh) |
- |
3.740 |
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Umluftgerät zum adiabaten
Kühlen von Verkaufsräumen, Hallen etc. |
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AdiaVent® ADV
Umluftgerät zum adiabaten Kühlen von
Verkaufsräumen, Hallen etc.
Das AdiaVent ADV saugt Raumluft
an, kühlt diese indirekt adiabat über Plattenwärmeaustauscher und bläst
gekühlte und gefilterte Raumluft wieder in die Halle.
Zum Kühlen der Raumluft wird
Außenluft (s. o. Kühlung durch Außenluftbefeuchtung) verwendet.
Die relative Luftfeuchte nimmt
mit der Temperatur ab, die Kühlgrenze steigt dabei nur unwesentlich an.
Da die Raumtemperatur ebenfalls
mit der Außentemperatur ansteigt, steigt auch die die Kühlleistung der
Anlage.
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Funktionen:
- Kühlen (adiabat)
- Umluftbetrieb
- Optional: Mischluftbetrieb
- Luftfilterung
Technische Daten ADV-6
- Luftleistung m³/h 6.080
- Kühlleistung kW bis 21
- Gewicht kg 520
- EER-Wert 11,2 (Leistungszahl
Kühlung)
Wirtschaftlichkeit
Gegenüber der maschinellen
(aktiven) Kühlung sind die Investkosten bis zu 35% und die Betriebskosten
bis zu 66% niedriger.
Quellen: www.hoval.ch
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Nachhaltige
Lüftung und Klimatisierung in Bürohochhäusern |
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Innovatives Lösungskonzept* mit dezentraler
Belüftung und Klimatisierung in Verbindung mit passiver Lüftung/Kühlung |
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"Sick Building Syndrome"
Große zentrale Klimaanlagen mit ihren künstlichen Klimazonen sind für moderne
Großbauten mit ihren architektonisch schönen, aber problematischen Glasfassaden und der großen Abwärme
aus vielen Menschen, Computern, Beleuchtungen etc. nicht nur eine Lösung, sondern
neben hohen Energiekosten
oftmals auch Verursacher von Problemen.
Teilweise sind keine Regler oder zu öffnende Fenster für eine individuelle
Einstellung vorhanden oder auch nicht möglich, so dass der eine schwitzt und der
andere friert.
Das führt neben einer Leistungsminderung dann zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen (Sick Building Syndrome)
Mit der Verknüpfung von traditionellen
Wissen mit moderner Technik geht es auch anders, besser, billiger und gesünder.
Der Kamineffekt, wird
schon seit tausenden von Jahren z. B. in arabischen Häusern angewendet
und kühlte die trockene Hitze mit Temperaturen von 60 °C auf 40 °C herunter.
Dabei nimmt die Luft im Haus Wärme auf
und steigt nach oben, strömt durch eine Öffnung ab und saugt von unten
wieder kühlere
Luft an.
Auch die Nutzung des Windes als
natürlicher Ventilator, der fast immer um hohe Gebäude weht, ist eine
zusätzliche Möglichkeit zu
kühlen.
Der Wind drückt permanent einen
Frischluftstrom durch steuerbare Klappen in der Fassade in das Gebäude.
Innovatives
Lösungskonzept* mit dezentraler Belüftung und Klimatisierung in Verbindung
mit passiver Lüftung/Kühlung
Die alleinige passive Klimatisierung
mit natürlichen Quellen ist allerdings bei höheren Kühllasten nicht
ausreichend.
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Statt einer großen Zentralanlage wird eine Vielzahl kleiner
dezentraler Klimageräte in den Büroräumen mit individuellen
Reglungsmöglichkeiten eingesetzt.
Die Abluft/Fortluft wird über
ein Kanalsystem mit Abluftventilator in den einzelnen
Etagen abgesaugt. Diese Abluftkanäle enden jeweils in einem Skygarten (Kamin) an der Nordfassade.
Die erwärmte Luft steigt durch den
Kamineffekt auf und zieht durch gesteuerte Klappen als Fortluft ins
Freie ab (ohne zusätzliches Gebläse).
Die Kaminhöhe sollte sich aber nur
über max. bis zu 9 Etagen hinziehen, ansonsten verursacht der Kamineffekt
einen zu hohen Sog.
Eine doppelte Außenfassade
(Südseite) mit einem strömungstechnisch optimierten Zwischenraum und einer Vielzahl gesteuerter
Zuluftklappen auf der Außenseite ermöglicht, dass ein definierter (milder) Luftstrom
auf die
Innenfassade trifft.
Somit können in der Innenfassade auch wieder Fenster
eingesetzt werden, die sich individuell öffnen lassen.
An windstillen Tagen schalten sich
Ventilatoren automatisch ein, um den Luftstrom in Gang zu
halten.
In der doppelten Süd-Außenfassade sind steuerbare
Verschattungselemente angebracht.
Vorteile gegenüber klassischen
Großanlagen:
- Energiekosteneinsparung ohne
wesentlich höheren Investkosten
- Platzeinsparung durch kleinere
Anlagentechnik und Kanalsysteme
- individuelle Regelungsmöglichkeiten,
auch durch Öffnen der Fenster
- Kaum Einschränkungen der
architektonischen Möglichkeiten
*) Post Tower in Bonn,
Planung Fa. Transolar Klimaengineering und Klimakonzept Stuttgart
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Für
wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen
Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung. |
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