Free Cooling - Energiekosten in Rechenzentren und Serverräumen senken

Wie funktioniert freie Kühlung und wo ist der Einsatz sinnvoll?

Free-Cooling-Kaltwassersätze unterscheiden sich von konventionellen Flüssigkeitskühlern durch einen zusätzlichen Wasser-Luft-Wärmetauscher vor dem Verflüssiger-Register. Die von den Verflüssiger-Lüftern angesaugte Luft durchströmt zuerst den Wasser-Luft-Wärmetauscher und danach den Verflüssiger des Kältekreislaufs. Durch Verwendung dieses zusätzlichen Wärmetauschers kann mit der niedrigen Außenlufttemperatur das Wasser vor dem Eintritt in den Verdampfer gekühlt werden. Free-Cooling-Kaltwassersätze können in drei Weisen betrieben werden:

1. Normaler Betrieb (mechanische Kühlung)

2. Teilweise freie Kühlung (Mischbetrieb)

3. 100-prozentige freie Kühlung

Das folgende Schema demonstriert die Funktionsweise des Systems. Während des normalen Betriebs ist am Ventil "5" Durchgang "III" geöffnet und Durchgang "II" zum Freikühlregister geschlossen. Sobald die Außenlufttemperatur zwei Kelvin unter die Rücklauftemperatur des Wassers sinkt , öffnet Ventil "5" Durchgang "II" und schließt Durchgang "III", um das Wasser zum Freikühlregister zu leiten. Dort wird es durch die Außenluft gekühlt, bevor es in den Verdampfer eintritt.

Während der teilweisen freien Kühlung wird das Wasser zum Teil im Freikühlregister und zum anderen Teil im Verdampfer unter Verwendung der mechanischen Kühlung gekühlt. Während des Betriebsmodus "100-prozentige freie Kühlung" wird die volle Kühlleistung durch das Freikühlregister erbracht.

Sinnvoll ist der Einsatz der freien Kühlung überall dort, wo ganzjährig konstante Wärmelasten anstehen, beispielsweise in der Präzisions- und DV-Klimatisierung, in Telekommunikationsklimaanlagen, Internet-Serverfarmen und industriellen Prozessen. Da die Effizienz eines Freikühlsystems direkt von der Temperaturdifferenz der Außenluft und des Kaltwassers abhängt, ist dieses System auch empfehlenswert für alle Anlagen, die nicht das ganze Jahr über in Betrieb sind, aber mit hohen Vorlauftemperaturen betrieben werden. Beispielsweise beim Einsatz in Bürogebäuden mit Kühldecken, Kühlbalken oder ähnlichem.