Magnetgelagerte Turbo-Flüssigkeitskühler

Die Firma DATEV in Nürnberg modernisierte einen Teil ihrer Kälte-Peripherie für das Rechenzentrum, eine besonders sensible Stelle im Unternehmen. Innovation, Effizienz und Betriebssicherheit waren die Anforderungen, die mit einem magnetgelagerten Turboflüssigkeitskühler umgesetzt wurden. Warum diese Technik auch für DATEV mehr als nur eine Alternative zu vergleichbaren Kältemaschinen darstellt, lesen Sie in diesem Projektbericht.

DATEV zählt zu den größten Informationsdienstleistern und Softwarehäusern in Europa und ist vor allem in den Bereichen Rechnungswesen, Personalwirtschaft, betriebswirtschaftliche Beratung, Steuerberatungsservices, ERP- und IT-Sicherheit führend. Das Portfolio des 1966 gegründeten Unternehmens erstreckt sich von PC-Programmen, Cloud-Diensten sowie Online-Anwendungen bis zu Datenverarbeitung, Archivierung und Sicherheitsdienstleistungen.

Kälteanlagenkonzept mit höchster Effizienz und Betriebssicherheit

Hinter diesen Produkten und Dienstleistungen steht ein entsprechend dimensioniertes Rechenzentrum. Das Rechenzentrum-Kühlkonzept bei DATEV besteht aus mehreren autarken Kältezentralen mit jeweils einem Turbo- und Schraubenverdichter. Insgesamt stehen über 2500 kW vollredundante Kälteleistung zur Verfügung. Turboflüssigkeitskühler sind aufgrund ihrer hohen Effizienz im Teillastbereich für den Anlagenbetreiber allererste Wahl. Die Schraubenflüssigkeitskühler werden bewusst nur als Redundanzsystem gewählt, da diese Technologie höhere Betriebsgrenzen bei den Kondensationstemperaturen mit sich bringt.

3250 kW adiabat installierte Rückkühlleistung erhöhen den Effizienzfaktor zusätzlich: In der kalten Jahreszeit wird die Kälte durch freie Kühlung erzeugt.  Um das Maß an Sicherheit zu maximieren, ist die gesamte Kältehydraulik redundant aufgebaut. Zwei separate Elektroenergie-Einspeisepunkte mit rotierenden redundanten USV-Anlagen wurden mit Netzersatzaggregaten gekoppelt. Diese sorgen sowohl für die elektrische als auch die kältetechnische Vollverfügbarkeit des Rechenzentrums.

Magnetgelagerte Turbotechnologie

Die bei DATEV eingesetzte „McQuay WMC“-Baureihe ist in einem Leistungsbereich von 317 bis 1048 kW je Einheit bei Kältetechnik aircool verfügbar. Für den Leistungsbereich von 1400 bis 2500 kW hat McQuay den eigenentwickelten „WME Magnitude“-Turboflüssigkeitskühler im Portfolio. Der „WMC“-Turbokaltwassersatz zeichnet sich besonders durch eine über viele Jahre im Praxiseinsatz in den unterschiedlichsten Branchen unter Beweis gestellte, hohe Betriebssicherheit und Energieeffizienz vor allem im Teillastbereich aus. Die Produktserie erreicht dank ihrer überdurchschnittlich großen Wärmetauscher EER-Werte von über 6 im Volllast- und ESEER-Werten von über 9,6 im Teillastbetrieb. Als Verdichter wird wie bei allen Anbietern in diesem Segment der magnetgelagerte Danfoss-Turbocor-Verdichter mit dem Kältemittel R134a eingesetzt. Ein integrierter Frequenzumformer reduziert den Anlaufstrom, verbessert den Leistungsfaktor und ermöglicht so eine erhebliche Energieeinsparung im Teillastbetrieb.  Durch Einsatz eines Frequenzumrichters entfallen zusätzliche Stern-Dreieck- beziehungsweise Soft-Start-Kits. Aufgrund der Konstruktion des Kompressors treten an der Maschine nur geringe Vibrationen auf. Neben niedrigen Geräuschemissionen erhöht sich dadurch auch die Langlebigkeit des Produkts. Der direkt angetriebene und hermetisch abgedichtete Motor hat zudem sehr geringe Leistungseinbußen und das benutzerfreundliche 15“ Touch-Display ermöglicht eine besonders komfortable und praktikable Bedienung. Weitere Vorteile dieser Technologie sind die niedrigen Betriebs- und Wartungskosten. Außerdem findet durch die Magnetlagerung des Kompressor-Laufrads auch keine Leistungsabflachung über die Zeit statt.

McQuay: Turbo-Know-how seit 1962

Das US-Unternehmen McQuay verfügt bereits seit 1962 über Erfahrung mit Turboverdichtern, die nach dem Strömungsprinzip funktionieren. Noch als McQuay/Westinghouse firmierend, produzierte man seinerzeit als weltweit einziger Hersteller Turboverdichter-Kältemaschinen mit schnell drehenden kleinen Laufrädern in Kombination mit einem Hochdruckkältemittel. Schon 1991 ging das Unternehmen dazu über, nur noch das chlorfreie Ersatzkältemittel R134a zu verwenden. Das sollte sich als strategischer Vorteil erweisen, weil aufgrund des späteren Kältemittelverbots die Turbo-Maschinen nicht kostenintensiv auf Ersatzkältemittel umgestellt werden mussten.

Auch mit der Marktreife des heute unter dem Markennamen Danfoss Turbocor laufenden, magnetgelagerten Verdichters setzte McQuay bereits vor mehr als zehn Jahren einen wichtigen Meilenstein. Als erster Hersteller setzte McQuay die magnetgelagerten Turboverdichter auf seinen Chillern ein und trug während der Entwicklungsphase mittels Technologietransfer maßgeblich zur heutigen Perfektion dieses Produktes bei. Rund um den Globus sind mehrere tausend Maschinen dieser Produktserie zum Einsatz. McQuay gehört weltweit zu den größten Lieferanten dieser Technologie. Die Maschinen werden für den europäischen Markt am italienischen Standort hergestellt, wo auch Flüssigkeitskühler mit Schraubenverdichtern von 100 bis 2200 kW Kälteleistung sowie Turbo-Kältemaschinen bis über 21 000 kW je Einheit produziert werden.

Aufnahmen des magnetgelagerten Turboverdichters von McQuay im Live-Betrieb sind online unter www.youtube.com/user/aircoolMcQuay zu sehen.