Durchflussmessung von Kühlmitteln in einem schlüsselfertigen Rechenzentrum
Applikations-Beschreibung | Rechenzentrum
- Zuverlässige und effiziente Regelung von Wärmeträgerflüssigkeiten für die Serverkühlung
- Genaue Durchflussüberwachung eines Wasser-Glykol-Gemisches von der Kältemaschine bis zum Serverraum
- Eichpflichtige Durchflussmessung der rückgewonnenen Wärme zur Einspeisung in ein Fernwärmenetz
Hintergrund
Ein französisches Generalunternehmen (EPC) plant und errichtet schlüsselfertige Rechenzentren für Hyperscaler, Colocation-Anbieter und Unternehmenskunden in Frankreich und weltweit. Zum Leistungsangebot zählen verlässliche und ausfallsichere Infrastrukturen (Stromredundanz, Kühlung, Betriebskontinuität) zur Unterstützung von Hochleistungsrechnern mit hoher Leistungsdichte sowie geschäftskritischen Anwendungen. Die Unternehmensgruppe hat sich der „Green IT“ und energieeffizienter Betriebsführung verschrieben. Sie unterstützt Initiativen wie ein ISO-zertifiziertes Energiemanagement, das den Strom- und Kühlenergieverbrauch reduziert.
Konkrete Messaufgabe
Für ein kürzlich errichtetes Rechenzentrum mit einer IT-Leistungskapazität von 20 MW in der ersten Ausbaustufe benötigte das EPC-Unternehmen eine geeignete Durchflussmesstechnik, um die Kühlung der IT-Anlagen zu überwachen. Das Rechenzentrum wurde mit mehreren Rohrleitungen in Nennweiten von 2" (~DN50) bis 16" (~DN400) ausgestattet, in denen ein Wasser-Glykol-Gemisch von der Kältemaschine zu den Serverraum-Klimaanlagen (CRACs) und Kühlmittelverteileinheiten (CDUs) im Serverraum zirkuliert. Das mit Ethylenglykol (EG) oder Propylenglykol (PG) versetzte Wasser dient als effektives Wärmeträgermedium und schützt die Anlagen zuverlässig vor Überhitzung.
Die Durchflussmessgeräte waren nicht nur für die Prozessregelung vorgesehen, sondern auch zur Optimierung der „Power Usage Effectiveness“ (PUE), die als zentrale technische Kennzahl das Verhältnis zwischen dem gesamten Energieverbrauch eines Rechenzentrums und dem Energieverbrauch der IT-Infrastruktur beschreibt und kontinuierlich überwacht werden muss.
Neben der Effizienz lag ein besonderer Fokus auf der Verfügbarkeit der Kühlung. Redundante Durchflussmessungen sowie die richtige Auswahl der Instrumentierung waren entscheidende Faktoren, um dieses Ziel zu erreichen. Erforderlich waren daher Durchflussmessgeräte, die sich bereits in zahlreichen Installationen bewährt haben, auf eine hohe Anlagenverfügbarkeit ausgelegt sind und den Industriestandards entsprechen. Aufgrund der beengten Einbausituationen mussten die Geräte zudem auch bei minimalen oder sehr kurzen Einlaufstrecken präzise messen.
Realisierung der Messung
Auf Grundlage der Erfahrungen aus früheren Projekten wählte der Kunde KROHNE als bevorzugten Lieferanten für die Durchflussmessgeräte aus. Mit seinem breiten Angebot an Durchflussinstrumentierung und Messverfahren konnte KROHNE mehrere Durchflussmessgeräte bereitstellen, die die Kundenanforderungen an die technische Leistungsfähigkeit, Einbaubedingungen, Messqualität und Nachhaltigkeitsziele – einschließlich der Berücksichtigung des CO₂-Fußabdrucks – vollständig erfüllten.
Verschiedene magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte (MIDs) wurden entsprechend ihrer spezifischen Funktion im Prozess eingesetzt. Die Geräte vom Typ OPTIFLUX 4100 werden in den Kühlmittelleitungen der Kühlkreisläufe für die Server verwendet und gewährleisten eine hohe Messgenauigkeit bei gleichzeitig niedrigem Druckverlust im Kühlverteilnetz.
Die MIDs vom Typ OPTIFLUX 2300 sind zur Regelung der Kühltürme in redundanter Konfiguration auf dem Dach installiert. Für den zuverlässigen Betrieb unter den äußeren Witterungsbedingungen kam es hier besonders auf ein robustes Design, eine hohe Messgenauigkeit und eine hohe Schutzart an.
Zertifizierte Messgeräte vom Typ OPTIFLUX 4300 werden für die Einspeisung der Abwärme in das Fernwärmenetz nach MID MI-004 eingesetzt. Nicht leitfähige Medien werden mit dem OPTISONIC 6300 gemessen. Das Ultraschall Clamp-on Durchflussmessgerät ermöglicht die eingriffsfreie Durchflussmessung von nicht leitfähigen Flüssigkeiten, ohne den Prozess zu unterbrechen.Nutzenbetrachtung
Das breite Portfolio an Durchflussmessgeräten und - technologien ermöglicht langzeitstabile Messungen in unterschiedlichen Anwendungen – sowohl mit leitfähigen Kühlmedien als auch mit nicht leitfähigen Wärmeträgerflüssigkeiten. Die verschiedenen Messinstrumente berücksichtigen die großen Messbereiche, die typischerweise in Kältenetzen und Wärmetauscherleitungen von Rechenzentren erforderlich sind.
Das robuste Industriedesign der Durchflussmessgeräte erlaubt die Installation in Außenbereichen, die wechselnden Witterungsbedingungen ausgesetzt sind, einschließlich Temperaturschwankungen, Niederschlag und Sonneneinstrahlung. Für beengte Einbausituationen stehen normgerechte Messgeräte zur Verfügung, die nur kurze oder gar keine geraden Ein- und Auslaufstrecken benötigen.
Darüber hinaus sind KROHNE Durchflussmessgeräte mit erweiterten Diagnosefunktionen ausgestattet, die die Geräteintegrität und Messleistung kontinuierlich überwachen, einschließlich dem Zustand von Messwertaufnehmer und Signalqualität. Das ermöglichte die Feld-Verifikation der Geräte, unterstützt die vorausschauende Wartung und trägt dazu bei, eine extrem hohe Anlagenverfügbarkeit aufrechtzuerhalten – eine entscheidende Voraussetzung für den Betrieb von Rechenzentren.