RAG Aktiengesellschaft


Kühlung für die Ewigkeit

STULZ realisiert Klimatisierungslösung für RAG Rechenzentrum auf dem ehemaligen Bergwerk Pluto

Höhere Effizienz- und Sicherheitsanforderungen machten bei der RAG Aktiengesellschaft ein neues Rechenzentrum erforderlich. Bei der Klimatisierung setzte die RAG auf eine Lösung von STULZ. Die neuen Geräte erlauben einen gleitenden Mischbetrieb von Freier Kühlung und DX-Kühlung und punkten mit mehr Energieeffizienz.

 

Aufgabe

  • Effiziente Kühlung für IT-Infrastruktur und Kühlkreislauf für Komfortkühlung

  • Von außen nicht sichtbares Kühlsystem

  • Maximaler Freikühlbetrieb

  • Variable Kühlung aufgrund planmäßig steigender IT-Last

Hardware

  • 1 × CyberCool Indoor A-System (CSI 841A)

  • 1 × Kondensator für das A-System

  • 2 × CyberCool Indoor GE-System (CSI 662 GES)

  • 8 × CyberRow CW-System (CRS 210CW)

  • 2 x drehzahlgeregelte Rückkühler und Pumpensätze

Der Kunde

Die RAG Aktiengesellschaft wurde im Jahr 1968 gegründet und sorgte jahrzehntelang für eine sichere und verlässliche Steinkohleförderung. Nach mehr als 200 Jahren endete 2018 der industrielle Steinkohlebergbau in Deutschland. Im Zuge dessen schlossen auch die letzten beiden RAG-Bergwerke Prosper-Haniel und Anthrazit Ibbenbüren. Doch mit diesem Wendepunkt endet keineswegs die Verantwortung. Vielmehr widmet sich die RAG schwerpunktmäßig der Aufgabe, nachhaltige Lösungen für das Ende des Bergbaus zu finden.

So geht es etwa bei den sogenannten Ewigkeitsaufgaben um Bergbaufolgen, die für immer Maßnahmen erfordern. Dazu gehören die Steuerung der Grubenwasserhaltung, Polderanlagen, Grundwasserreinigung und der Überwachungssysteme an Ruhr, Saar, sowie Ibbenbüren. Im Laufe der Jahre sind jedoch die Anforderungen an die Steuerungs- und Überwachungsfunktionen und somit auch an die Leitstände gewachsen, die bislang dezentral an den jeweiligen Bergwerksstandorten betrieben wurden.

 

Das Projekt

Um die Prozesse zur Steuerung und Sicherheitsüberwachung effizienter zu gestalten und zu zentralisieren, entschied sich die RAG für den Bau einer neuen Leitwarte am Standort Pluto in Herne-Wanne. Durch moderne Monitoringsysteme sollten sich alle Wasserhaltungsstandorte im Ruhrgebiet, an der Saar und in Ibbenbüren in Zukunft zentral überwachen lassen. Bei diesem Projekt stand vor allem die merklich höhere Sicherheit für die Ewigkeitsaufgaben im Vordergrund. So wurde etwa die IT-Infrastruktur komplett redundant aufgebaut. Die beiden Serverräume sind hundertprozentig gespiegelt, pro Serverraum gibt es zusätzlich einen separaten USV- und Batterie-Raum.

STULZ CyberCool Indoor mit GES-System

 

Auch die Kühllösung spielte hier eine wichtige Rolle. Denn es musste sowohl eine Kühlung für die IT-Infrastruktur als auch ein Kühlkreislauf für die Komfortkühlung des Gebäudes installiert werden. Die Anforderungen waren dabei klar definiert: Das Kühlsystem durfte von außen nicht zu sehen sein und sollte mittels Freier Kühlung betrieben werden. Zudem sollte das System auf die – durch den Neubau bedingte – anfänglich noch niedrige IT-Last ausgelegt sein. Eine besondere Herausforderung stellten daher die sich ändernden Lasten dar. Die Wahl der RAG Aktiengesellschaft fiel schließlich auf eine Lösung von STULZ. Ausschlaggebend für die Entscheidung war unter anderem der mögliche Mischbetrieb von Freikühlung und DX-Kühlung.

 

Umsetzung

Insgesamt lieferte STULZ einen CSI 841A Indoor-Kaltwassersatz mit Kondensator für die Komfortkühlung, zwei CSI 662 GES Indoor-Kaltwassersätze mit integrierter Freikühlfunktion, zwei passende Rückkühler sowie acht CyberRow CRS 210CW Reihenkühlgeräte für die IT-Infrastruktur.

Die Installation der Klimatechnik wurde durch das Unternehmen Dr. Starck Gebäude- und Umwelttechnik GmbH Siegburg durchgeführt. Es galt zu beachten, dass der Kaltwasserkreislauf für die Komfortkühlung vollständig von der IT-Kühlung getrennt sein sollte. Ein weiterer Faktor waren die unterschiedlichen Lastverhältnisse: Die zu Beginn niedrige Last von 12 kW, die sich aus 3 kW von der Monitorwand und insgesamt 9 kW aus Serverräumen, USV und Batterie zusammensetzt, soll im Endausbau auf ca. 72 kW steigen.

Die beiden wassergekühlten Chiller CSI 662 GES unterstützen die vorgegebene indirekte Freie Kühlung und bieten jeweils eine Kühlleistung von 76 kW. Ein Gerät kann also bereits die künftige Last vollständig kühlen und bietet somit eine N+1-Redundanz, die die Verfügbarkeit sichert. Darüber hinaus kommen die STULZ Systeme mit schwankenden Lasten und somit auch mit der niedrigen Anfangslast von nur 12 kW problemlos zurecht. Dabei profitiert die RAG insbesondere von der ingenieurtechnischen Leistung der STULZ Spezialisten.

Schematische Darstellung der stufenlosen und präzisen Wirkungsweise der beiden Kompressoren in einem CSI 662 GES

Die Chiller besitzen zwei Kompressoren, einen On-/Off- Kompressor und einen modernen teillastfähigen EC-Kompressor, die die Last unter sich aufteilen – für die Anforderungen des Projekts ein echter Pluspunkt. Bei einem Last-anstieg zwischen 15 und 50 Prozent erhöht sich die Leistung des EC-Kompressors auf 100 Prozent, während der On-/Off-Kompressor ausgeschaltet bleibt. Liegt die Last hingegen bei 50 Prozent, wird der On-/Off- Kompressor aktiviert. Dieser regelt sofort auf 100 Prozent seiner Leistung, um die Last zu kühlen. Eine Lastspanne von 50 bis 100 Prozent bewirkt, dass der On-/Off-Kompressor weiterhin 100 Prozent Leistung abruft. Außerdem schaltet sich der EC- Kompressor wieder ein und kann die Leistung stufenlos auf 100 Prozent steigern.

Darüber hinaus besitzt der CSI 662 GES standardmäßig einen Freikühlplattenwärmetauscher. Abhängig von der Außentemperatur können deshalb Kompressor und dazugehöriger DX-Plattenwärmetauscher vollständig gebypasst und abgeschaltet werden, die Steuerung erfolgt über ein Dreiwegeventil. Auch steigende Außentemperaturen stellen kein Problem dar. Grund dafür ist der Mix-Mode, der einen gleitenden Mischbetrieb von Freikühlmodus und DX-Betrieb ermöglicht.

Bei der Reihenkühlung (Kaltgang-Lösung) überzeugt die STULZ Lösung durch ein ausgeklügeltes Standby-Management. Da pro IT-Raum vier CyberRows CRS 210CW mit einer Leistung von jeweils 9,8 kW realisiert wurden, können schon drei der vier installierten Reihenkühlgeräte die maximale Wärmelast gegenkühlen. Somit wurde auch bei den Reihenkühlern eine N+1-Redundanz geschaffen. Dank des STULZ Standby-Managements bleibt das vierte Gerät aber nicht im Standby-Modus, sondern wird ebenfalls dauerhaft betrieben. Daher punktet die STULZ Lösung mit höherer Energieeffizienz: Aufgrund des Betriebs von vier Geräten muss das einzelne Reihenkühlgerät weniger leisten, wodurch auch die zu bewegende Luft pro Gerät sinkt.

Abb. 1: STULZ CyberRow CRS 210CW, Abb. 2: STULZ CyberRow als Kaltgang-Installation

 

Das Ergebnis

Die Klimatisierungslösung im neuen Rechenzentrum am Standort Pluto in Herne-Wanne wurde den Ansprüchen der RAG vollumfänglich gerecht. Bei höheren Temperaturen sorgt der gleitende Mischbetrieb zwischen Freikühlmodus und DX-Kühlung für eine jederzeit zuverlässige Kühlung der IT-Infrastruktur. Aufgrund der Systemtemperaturen von 16 / 22 °C, kann bis etwa 10 °C die gewünschte Freie Kühlung sogar zu 100 Prozent umgesetzt werden. Darüber hinaus lassen sich durch den reduzierten Kompressorbetrieb Energiekosten einsparen. Zudem müssen auch in den nächsten Jahren, in denen sich die Leistung um mehr als 500 % erhöht, keine Änderungen am System vorgenommen werden.

 

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