ressource wasser - sowenig wie möglich - soviel wie nötig lubron wasseraufbereitung gmbh, kleines...
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Lubron Wasseraufbereitung GmbH, Kleines Wegle 4, 71691 Freiberg/N.
Tel. 07141 29861-30, Fax 07141 29861-59, eMail: [email protected]
Christian Krumbholz
Wasser - Eine Ressource im Überfluss?
Immerhin sind 70% der Erdoberfläche
mit Wasser bedeckt, der Wasservorrat
der Erde beträgt ca. 1,4 Mrd. km3. Was-
ser dient als Lebensraum, ist Lebens-
grundlage, dient als Transportweg, hat
klimaregulierende Eigenschaften usw.
Der Süßwasseranteil beträgt allerdings
nur ca. 2,5%, wovon nur ein geringer
Teil für den Menschen überhaupt nutz-
bar ist.
Der regionale Vorteil, den Industriena-
tionen durch ihre reichhaltigen Wasser-
vorkommen haben, relativiert sich
durch prozessbedingte Qualitätsanfor-
derungen im industriellen Einsatz wäss-
riger Medien. So kann Wasser für
industrielle Prozesse nur nach entspre-
chender Aufbereitung genutzt werden.
Sowohl die enthaltenen Verunreinigun-
gen als auch die natürlichen Inhaltsstof-
fe des Wassers können zu Kalkbildung
sowie zur Ablagerung ungelöster Stoffe
führen, sie können Metallkorrosionen
und schwere mikrobiologische Proble-
me verursachen, welche die Funktions-
weise von Anlagen stark beeinträchti-
gen. Im Folgenden wird ein Beispiel für
die ökologisch und ökonomisch sinn-
volle Nutzung von Wasser für die Kühl-
anlage eines Rechenzentrums darge-
stellt.
Das zentrale Rechenzentrum soll nicht
nur neue Maßstäbe hinsichtlich Rech-
nerleistung, Verfügbarkeit und Zuver-
lässigkeit setzen, sondern auch eine
Vorbildfunktion für den verantwort-
lichen Umgang mit Wasser ausüben.
Um die Ressource zu schonen und die
Betriebskosten möglichst niedrig zu
halten, muss das Wasser bestmöglich
ausgenutzt werden. Bei der Auslegung
der Wasseraufbereitung für die ther-
misch hochbelasteten Aggregate des
Rechenzentrums war außerdem zu
berücksichtigen, dass es möglich sein
muss, eine ausgefallene Anlage aus
Sicherheitsgründen sofort hundertpro-
zentig durch eine andere zu ersetzen.
Die hybriden Trockenrückkühler kön-
nen dank der eingeplanten Leitungsre-
serve bei Kältemaschinenbetrieb bis zu
einer Umgebungstemperatur von 21°C
als reine Trockenkühler betrieben wer-
den. Im tieferen Lufttemperaturbereich
werden sie für die energiesparende,
sog. freie Kühlung ohne Kältemaschine
benutzt. Diese Kühlanlage ist durch
ihren geringen Wasser- und Stromver-
brauch sehr umweltverträglich, außer-
dem bildet sie keine Schwaden und
bringt keine Schadstoffe aus der Luft in
den Kühlkreislauf ein.
Von den 18 Kühltürmen mit einer Ein-
zelleistung von 1,25 MW sind max. 12
Stück parallel in Betrieb, das entspricht
einer max. anzunehmenden Kühlleis-
tung von 15 MW. Die Abschätzung der
maximalen Verdunstungsleistung im
Sommerbetrieb errechnet sich aus dem
Maximal-Wert des Luftzustands für den
-Betriebsstandort. Bei Luftzustand 33°C
und 41 % rel. Luftfeuchtigkeit ergibt
sich eine Feuchtkugeltemperatur (T)
von 22,5°C. Bei einem Betrieb mit 12
Kühltürmen beträgt die Verdunstungs-
menge (QV) 31,65 m³/h.
- Fachartikel aus Scope 02/03 Seite 1-
Ressource Wasser - sowenig wie möglich - soviel wie nötigEin umweltfreundliches Anlagenkonzept für die Kühlanlagen eines Rechenzentrums
Christian Krumbholz (li.), Projektleiter, imBild mit Gerhard Eurich (re.), Außendienst.
Eine Umkehrosmoseanlage ähnlich der zur Entsalzung des Kühlwassers verwendeten.
Einheit Umlaufwasser Speisewasser Eindickung
-SOLL- -IST - -EZ-
Karbonathärte
(konditioniert) °dH 20 14,0 1,43
Gesamthärte °dH 60 25,8 -
Spez. elektr.
Leitfähigkeit mS/m 220 89,0 2,47
Sulfat g/m³ 325 96,0 3,39
Chlorid g/m³ 200 25,0 8,0
Lubron Wasseraufbereitung GmbH, Kleines Wegle 4, 71691 Freiberg/N.
Tel. 07141 29861-30, Fax 07141 29861-59, eMail: [email protected]
Die durch die VDI 3803 definierten
Richtwerte für die Beschaffenheit eines
Rückkühlwerk-Umlaufwassers werden
als Soll-Bedingungen den Ist-Werten
der lokalen Rohwasserversorgung
gegenübergestellt. Die sich aus Soll-/Ist-
Quotienten ergebenden Eindickungs-
zahlen EZ geben Aufschluss über die
begrenzte Aufkonzentrierung der Was-
serinhaltsstoffe über die Verdunstungs-
Kühlaggregate. Mit steigendem tole-
riertem EZ-Wert erhöht sich die Effek-
tivität der Ausnützung des eingesetzten
Wassers.
Die beiden in Betracht gezogenen Ver-
fahren Enthärtung oder Umkehrosmose
resultieren aus der Betrachtung der
erreichbaren Eindickungszahl. Da bei
der Enthärtung nur Ionen ausgetauscht
werden, ändert sich der Salzgehalt des
enthärteten Wassers nur geringfügig.
Deshalb wäre mit diesem Verfahren nur
eine unwesentliche Verbesserung der
Betriebskosten zu erreichen gewesen,
und so entschieden sich Betreiber und
Planer für eine Entsalzung mittels
Umkehrosmose.
Membranverfahren wie die Umkehros-
mose werden für die Industrie in
zunehmenden Maße für die Erzeugung
von entsalztem Wasser interessant, da
sie keine Chemikalien zur Regeneration
benötigen. Lediglich Elektroenergie ist
für die Drucksteigerung zur Überwin-
dung des osmotischen Drucks erforder-
lich. Da heute nur noch Low-Energy-
Membranen zum Einsatz kommen, ist
der Energieeinsatz aber vergleichsweise
niedrig.
Bei den zugrundegelegten, allgemeinen
Rahmendaten belaufen sich die Betriebs-
kosten beim Enthärtungsverfahren auf
475.050,00 Euro pro Jahr bei einem Was-
serverbrauch von 230.000,00 m³/a.
Bei der Entsalzung mittels Umkehrosmo-
setechnik betragen die Betriebskosten
284.850,00 Euro pro Jahr bei einem Was-
serverbrauch von 180.000,00 m³/a.
Die Gegenüberstellung der beiden Ver-
fahren zeigt nicht nur ein enormes öko-
nomisches Einsparpotential
von ca. 200.000 Euro p.a. für
den Betreiber, sondern auch
einen deutlichen Vorteil des
Umkehrosmose-Verfahrens
hinsichtlich eines effizien-
ten Umgangs mit der
Ressource Wasser, das Ein-
sparpotential beträgt hier
ca. 50.000 m³ p.a.!
Nicht bewertet wurden
hierbei zusätzlich auftre-
tende Einsparpotentiale
durch die Mehrfachnut-
zung des über eine Zisterne
verrohrten Umkehrosmose-
Konzentrates, das z.B. für
Bewässerungszwecke
genutzt wird. Da regenar-
me Jahreszeiten mit kühlungsintensiven
zusammenfallen, in denen die Maxi-
mal-Auslastung der Umkehrosmose-
Anlagen für ausreichend UO-Konzen-
trat sorgt, kann dadurch ein weiterer
Bilanz-Kreislauf geschlossen werden.
Aufgrund des schlüssigen Konzeptes,
das durch die Infilco-Ingenieure in
Zusammenarbeit mit einem Planungs-
büro erarbeitet wurde, ist bereits ein
weiteres Rechenzentrum am selben
Standort mit ähnlichem Konzept in der
Ausführungsphase.
Da die Infilco GmbH zum Jahresende
auf Konzernbeschluss ihr operatives
Geschäft einstellen musste, arbeitet das
Planungsbüro mit der neugegründeten
Lubron Wasseraufbereitung GmbH,
Freiberg zusammen. Diese ist die deut-
sche Niederlassung einer alteingesesse-
nen holländischen Wasseraufberei-
tungsfirma und besteht zu hundert Pro-
zent aus ehemaligen Infilco-Mitarbei-
tern. Durch kundenspezifisches, sinn-
volles Wassermanagement tragen sie
maßgeblich dazu bei, die Wettbewerbs-
fähigkeit ihrer Kunden zu erhöhen:
alternative Versorgungsmöglichkeiten
sichern Wasserqualität und -verfügbar-
keit, Mehrfachverwendung und Recy-
cling senken die Wasserkosten, die Pro-
duktionssicherheit wird so deutlich
erhöht und die Betriebskosten gesenkt.
Funktionsprinzip eineshybriden Trocken-
rückkühlers
www.guentner.ch
Eine Enthärtungsanlage wäre in diesem Fallnicht wirtschaftlich genug für den Betreibergewesen.
- Fachartikel aus Scope 02/03 Seite 2-