Mit der zunehmenden Digitalisierung wächst der Bedarf an Rechenzentren. Wird ein neues Rechenzentrum gebaut, sind aber nicht nur Energieeffizienz und Sicherheit wichtig. Die Investition in das Data Center muss auch wirtschaftlich sein. Die Grundlage dafür sind überschaubare Baukosten, schnelle Planung und kurze Bauzeiten. Eine effektive und zeitsparende Lösung für die Klimatisierung von Rechenzentren bietet die Outdoor-Pumpenstation „PowerFlowStation (PFS)“, ein betriebsfertiges Klimatisierungs-Modul, das schnell und einfach installiert werden kann. Die PFS wurde von der KKL Klimatechnik-Vertriebs GmbH, Expertin für Klima- und Kältetechnik, entwickelt. Sie ist ausgestattet mit Hochleistungspumpen von Wilo. Aktuell stattet KKL das Data Center eines großen, internationalen Telekommunikationsunternehmens mit der PFS aus.

Spätestens seit der Corona-Pandemie hat sich gezeigt, wie wichtig das Thema Digitalisierung ist. Sie erfasst immer mehr Lebensbereiche. Mehr Digitalisierung bedeutet aber auch den Bedarf nach immer mehr Rechenleistung in Rechenzentren. Gemeinsam mit den Datennetzen sind Rechenzentren das Rückgrat der Digitalisierung. Sie haben inzwischen den gleichen Stellenwert wie Infrastrukturen für Wasser, Strom und Wärme.

Wachsender Markt Data Center

IT-, Telekommunikationsunternehmen und andere Betreiber von Rechenzentren reagieren auf den steigenden Bedarf mit Erweiterungen und Neubauten. Eine aktuelle Umfrage kommt zu dem Ergebnis, dass 37 Prozent der Befragten in den nächsten drei Jahren dafür Grundstücke erwerben wollen. Gleichzeitig wächst auch das Interesse von Immobilieninvestoren am Asset „Data Center“. Mehr als jeder Dritte (41 Prozent) befragte Immobilieninvestor will in den nächsten zwei Jahren in Data Center investieren.

Beim Betrieb von Rechenzentren sind hohe Anforderungen zu erfüllen. Zentral sind störungsfreier Betrieb, Verfügbarkeit, Sicherheit sowie Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. Wichtig ist es aber auch, schon bei der Planung, beim Bau sowie bei der technischen Ausstattung kostengünstige und wirtschaftliche Lösungen zu finden. Das gilt besonders für Neubauten. Grundstückpreise, Baukosten und auch Planungs- und Bauzeiten sind hier wichtige Faktoren. Planungs- und Bauzeiten sowie Baukosten lassen sich dabei durch eine Lösung beeinflussen, wie sie im Folgenden dargestellt wird.

Umsetzung hoher Anforderungen in sehr kurzer Zeit

Auftraggeber war in diesem Fall ein großes, international tätiges Unternehmen der Telekommunikationsbranche, das auch in Deutschland viele Rechenzentren betreibt. Das Fachunternehmen für Kälte- und Klimatechnik – KKL Klimatechnik Vertriebs GmbH aus Düsseldorf wurde beauftragt, für den Neubau eines Rechenzentrums in kurzer Zeit eine sichere, zuverlässige und kostengünstige Lösung mit redundanten Klima- und Stromversorgunganlagen zu realisieren. Weitere Forderungen waren doppelte Einspeisungen und unterbrechungsfreie Systemwartungen.

Außerdem musste für den Fall, dass die MSR-Technik ausfiel, ein Notbetrieb garantiert werden. Und wie alle anderen Systeme mussten auch die Pumpenanlagen hundertprozentig redundant sein.

Das viergeschossige Gebäude des Rechenzentrums hat einen quadratischen Grundriss mit einer Grundfläche von 25 mal 25 Metern. Im Gebäude befinden sich zwei große Technikflächen mit jeweils 320 Quadratmetern. Weiterhin gibt es USV- und Batterieräume, Räume für die Netzersatzanlage (NEA) und Löschmittelräume, die ebenfalls zu klimatisieren waren.

Das Projekt wurde im Herbst 2021 gestartet. Eine besondere Herausforderung war die kurze Bauzeit für die Klimatisierungslösung. Patrick Peters: „Wir hatten maximal 8 Monate Zeit. Da es wegen Corona große Lieferengpässen bei der Materialbeschaffung gab, insbesondere bei Stahl und elektronischen Bauteilen, war diese Vorgabe für uns nicht ohne Risiken.“

Modulare PowerFlowStation für kurze Bauzeit und beste Leistung

Dass die KKL Klimatechnik Vertriebs-GmbH die knappe Bauzeit einhalten konnte, war vor allem dem Einsatz seiner Pumpstation PowerFlowStation (PFS) zu verdanken. Der Grund für die Zeitersparnis lag in den spezifischen Eigenarten der PFS. Es ist ein vorgefertigtes Modul, in dem alle notwendigen Komponenten betriebsfertig eingebaut sind. Um die vier für dieses Projekt benötigen PFS einzubauen, waren nur geringfügige Modifikationen notwendig.

Kernelemente der PFS sind zwei parallel verbaute elektronisch geregelte Hocheffizienz-Einzelpumpen IL-E-65 von Wilo. Dadurch, dass beide Pumpen unabhängig voneinander energetisch erfasst und eingespeist werden, wird das System redundant. Insgesamt sind in dem Projekt acht dieser Pumpen installiert.

Für die Ansteuerung, Störumschaltung und den Zykluswechsel gibt es einen zentralen Schaltschrank und zwei Schaltschränke für die Pumpen. Weitere Elemente sind zwei redundante Schmutzfänger, Absperrventile und ein Ausdehnungsgefäß. Alle Komponenten sind in einem stabilen Gestell installiert. Ein Schutzgehäuse schützt die Anlage vor unbefugten Zugriffen.

Auch in die Kommunikationsumgebung lässt sich das Modul als Plug & Play Lösung integrieren. Die KKL Klimatechnik Vertriebs-GmbH lieferte eine MSR-Technik, die alle Komponenten wie Klimaschränke, Pumpen und Rückkühler einbindet. Die Störmeldungen und Betriebszustände werden aufgezeichnet. Die MSR-Technik ermöglicht eine schnelle, exakte und zielgerichtete Kommunikation und eine transparente, nachvollziehbare Protokollierung der Ereignisse. Das System wird auf einem Touchmonitor visualisiert.

Auch eine Fernwartung und der Fernzugriff zur Störungsbehebung wurden realisiert, ein wichtiger Beitrag zu Betriebssicherheit und Verfügbarkeit. Das dafür eingesetzte Dynamic Management System ist ebenfalls eine eigene Entwicklung von KKL.

Gute Lösung für weitere Projekte

Mit dem beschriebenen Projekt konnte die KKL Klimatechnik-Vertriebs GmbH die Eignung und die hohe Leistungsfähigkeit seines Pumpstationen-Moduls PFS unter Beweis stellen. Patrick Peters: „Da sich die PFS mit ihrer Konzeption als betriebsfertiges Modul schnell und einfach installieren lassen, wird der Auftraggeber diese Lösung nun wahrscheinlich auch in weiteren Rechenzentren einsetzen.“

An jedem Standort können auch höchste Sicherheitsanforderungen entsprechend Tier-4-Level erfüllt werden. Das bedeutet, das Rechenzentrum ist vollständig fehlertolerant eingerichtet, alle IT-Komponenten und Leitungswege sind redundant ausgelegt. Durch die doppelten Versorgungswege lassen sich auch SPOFs (Single Points of Failure) nahezu ausschließen. Die Entwärmungsleistung liegt in der Tier-4-Klasse bei über 1.620 Watt pro Quadratmeter. Die maximale Ausfallzeit pro Jahr liegt bei 0,8 Stunden. Die durchschnittliche Verfügbarkeit liegt damit bei 99,99 Prozent.

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