Energie-efficient koelen in de ICT

Transcriptie

1 Energie-efficient koelen in de ICT GB versus GWh Niels Sijpheer en Robert de Boer

2 Energie en ICT: Datahotels en serverruimten

3 ICT voor de energievoorziening en omgekeerd B.v. Inpassing intermitterend vermogen en intelligente netten Energiegebruik voor hardware, koeling en de stroomvoorziening

4 Energiegebruik Datahotel of server-ruimte Verdeling energiegebruik (kwh) ICT-apparatuur klimaatbeheersing ononderbroken elektrische voeding Overig EUE = 100 / 70 = 1,

5 Houvast Nieuwbouw datahotels Bestaande datahotels Optimale vrije koeling (Koudewielen) SPF Compressie koelmachines met natte koeltorens 6 C / 12 C WKO, zonder inzet van compressiekoeling Compressie koelmachines en vrije koeling, 9 C / 15 C Compressie koelmachines en vrije koeling, 6 C / 12 C Compressie koelmachines met natte koeltorens 9 C / 15 C EUE Compressie koelmachines 9 C / 15 C Compressie koelmachines 6 C / 12 C

6 Conclusie Vergaande energiebesparing en duurzame energie in en door de ICT sector is mogelijk KANS! Je zichtbaar onderscheiden op het gebied van duurzaamheid is ook in de ICT mogelijk PROFILEREN!

7 Bent u achterblijver? Zit u in het peloton? Of bent u een van de koplopers?

8 Warmtegedreven koeltechniek

9 Indeling warmtegdreven koeltechniek Gesloten systemen Open systemen Koudwater bereiding Conditionering van (ventilatie) lucht - temperatuur en vochtgehalte Vloeistof sorptie LiBr-H 2 O 1-stage/2-stage NH 3 -H 2 O Vaste Stof sorptie Silicagel - H 2 O Zeoliet - H 2 O ActKool - MeOH ActKool/Zout-NH 3 Vaste Stof sorptie Desiccant wielen Silicagel LiCl Vloeistof sorptie LiCl-H 2 O Ejecteur systemen H

10 Karakteristieken van de warmtegedreven koeltechnieken DEC Ejecteur LiBr-H2O H2O-NH3 Silicagel-H2O Aandrijftemperatuur C COP Uitkoeling C systeemgrootte kw < Vermogensdichtheid kw/m Prijsniveau Euro/kW LiBr-H 2 O Silicagel-H 2 O

11 Adsorptiekoeling: werkingsprincipe Met twee reactorbedden krijgen we een quasi continu proces Droog sorbent materiaal (Zeoliet, Silicagel, Actieve kool) neemt koudemiddeldamp op (water, ammonia,methanol) dat bij verdamping koude levert Met warmte kan het verzadigde sorbent weer gedroogd worden zodat het weer klaar is voor de volgende cyclus

12 de componenten van een sorptiekoelsysteem Condensor Koeling naar omgeving C Koude levering 5-15 C Thermische compressor Thermische energie input Warmte bron C Koeling naar omgeving C Verdamper

13 Adsorptiekoelers: systeemopbouw

14 Huidige ontwikkelingen in adsorptiekoeling Kleinschaliger toepassingen: 5-20 kw Kleinzakelijke markt Lagere aandrijftemperatuur - verbeteringen in sorbent materiaal - Verbetering in warmte- en stofoverdracht Toepassingen warmtegedreven koeling Zongedreven koeling Trigeneratie (warmte-kracht-koude) (van micro- tot industrieel) Warmtedistributie net + decentrale koeling

15 ECN en adsorptiekoeling (1) Toepassing in vervoer Airconditioning voor auto s aangedreven met restwarmte van de motor. + geen extra brandstofverbruik voor AC + natuurlijk koudemiddel + stand alone bedrijf mogelijk (met standkachel) 15 Hoger volume en gewicht Geen directe koudelevering bij opwarmende motor risico van bevriezing

16 On-board prototype

17 ECN en adsorptiekoeling (2) Stationaire kleinschalige toepassing Micro-trigeneratie 2.5 kw 15 C COP t 0.5 Koppeling van adsorptiekoeler aan een stirling HRe ketel. + toename aantal draaiuren WK + alternatief voor compressie koeling + geen belasting op E-net - Systeemcomplexiteit, kosten, omvang

18 Demo

19 Het is nooit te vroeg om iets nieuws te doen Zuidpool

20 Waarmee kan het energiegebruik van de ICT branche worden verlaagd? Verdeling energiegebruik (kwh) ICT-apparatuur klimaatbeheersing ononderbroken elektrische voeding Overig

21 Wat is nieuw en wat niet?

22 DataCenter en Trigeneratie : Base Case park rendement 0.42 compressie koeling COP 3 koeling datacenter 30 MW Elektrisch Primair in 30 MWe 10 MWe 3 MWe 0.5 MWe 104 MW primair 60 MWth 43.5 MWe 40 MWth nood stroom o v Datacenter calculatie Base case BC met 50% vrije koeling EUE 1, CO 2 kton E-Kosten M

23 DataCenter en Warmtegedreven koeling: Trigeneratie Case WKK Elektrisch 0.42 thermisch 0.49 Gasmotor sorptie koeling COP 0.75 koeling datacenter 30 MW Elektrisch Primair in 30 MWe 0.5 MWe 3 MWe 0.5 MWe 81 MW primair 7 MWth 40 MWth 34 MWe 70 MWth nood stroom o v Datacenter calculatie Base case BC met 50% vrije koeling EUE 1, ,13 CO 2 kton E-Kosten M Trigen-Case

24 Bedankt voor uw aandacht

25 Adsorptiewarmtepompen voor koeling: werkingsprincipe Adsorptie reactie: Adsorbent damp + Warmte Adsorbent + Damp P /mbar Condensatie 5 silicagel isosteren 20%wt 2 Sorbent verwarmen %wt Verdamping 1.00 Sorbent koelen T-silica [ C]

26

27 ECN en adsorptiekoeling (3) Hybride thermische en mechanische compressie (verkenning) Toepassingsgebied: - Industrie: Warmtetransformator, Koelmachine + Lagere aandrijftemperaturen mogelijk 45 C restwarmtepotentieel groter + hogere bedrijfstemperaturen mogelijk + flexibiliteit ten aanzien van bedrijfscondities - Complexiteit - Primaire energie input

28