Egal, aus welchem Sektor unsere Kunden stammen, ob sie nun in der Indoor-Landwirtschaft tätig sind, Archive betreiben oder mit Medizintechnik zu tun haben – immer wieder kommt die Frage auf, welche Unterschiede es zwischen der gerade für diese Bereiche notwendigen Präzisionsklimatisierung und einer Komfortklimatisierung gibt.
Was versteht man unter Präzisionsklimatisierung?
Lassen Sie uns versuchen, das komplexe Thema Präzisionsklimatisierung vs. Komfortklimatisierung in einfachen Worten zu erklären:
- Die Präzisionskühlung ist eine Art der Klimatisierung, die auf die Notwendigkeiten von IT-Geräten zugeschnitten ist. Sie kommt demnach in Computerräumen oder Data Centers zum Einsatz. Darüber hinaus wird die Präzisionskühlung auch in der Indoor-Landwirtschaft eingesetzt – etwa für Vertikalkulturen oder den heiklen Anbau von Cannabis.
- Anders als die Präzisionsklimatisierung ist die Komfortklimatisierung auf die Bedürfnisse von Menschen ausgerichtet.
Mit dieser Unterscheidung vor Augen, wird klar, dass eine Präzisionsklimaanlage in Räumen, in denen Menschen leben oder arbeiten, die falsche Entscheidung ist. Schließlich ist Kühlung nicht gleich Kühlung, Kälte nicht gleich Kälte. Büros und Arbeitsplätze unterscheiden sich wesentlich von Computer- oder Serverräumen, weil darin sehr viel weniger (und stetiger) Wärme produziert wird. Dazu kommt, dass die Luft in Arbeitsstätten sehr viel stärker entfeuchtet werden muss. Das liegt daran, dass Menschen Feuchtigkeit produzieren, IT-Geräte aber nicht.
Sensible Kühlung und latente Kühlung: Wie spielen diese in Präzisionsklimaanlagen zusammen?
Das Prinzip der sensiblen Kühlung kommt dann zum Einsatz, wenn Wärme abgeführt werden muss, während die latente Kühlung der Feuchtigkeitsabfuhr dient. Räume mit hoher Wärmelast, aber einer geringen Notwendigkeit der Entfeuchtung verlangen deshalb eine hohe sensible Kühlleistung, während eine weit geringere latente Kühlleistung ausreicht. Wir sprechen hier von einem sensiblen Wärmeverhältnis (SHR) zwischen 0,8 und 1,0. Der SHR-Wert ergibt sich aus dem Anteil der sensiblen Kühlleistung an der Gesamtkühlleistung. Räume mit den angeführten Eigenschaften müssen daher mit einer Präzisionsklimaanlage ausgestattet werden.
In Serverräumen, in denen die Temperaturen mitunter rapide wechseln, kann sich eine zu hohe oder niedrige Luftfeuchtigkeit negativ auf die Elektronik auswirken. Selbiges gilt für zu hohe, zu niedrige oder schwankende Temperaturen, die ganze Datensysteme beschädigen oder gar zum Absturz bringen können. Deshalb ist bei Präzisionsklimaanlagen mit einem SHR-Wert unter 1 oft ein Luftbefeuchter notwendig, um Feuchtigkeit in den Raum zurückzubringen.
Präzise Feuchtigkeitsregelung in der Präzisionsklimatisierung
Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit führt zu Kondensation, Schäden und Korrosion von IT-Geräten, während eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit für einen Anstieg der statischen Elektrizität sorgt und dadurch elektrische Komponenten beschädigen kann. Und weil IT-Geräte nun einmal 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr in Betrieb sind, muss auch das Präzisionskühlsystem ständig in Betrieb sein.
Komfortkühlung ist etwas völlig anderes als Präzisionskühlung. Menschen produzieren nicht annähernd so viel Wärme wie Server, dafür aber Feuchtigkeit. Dies bringt mit sich, dass eine sehr viel höhere latente Kühlleistung notwendig ist, durch die Räume entfeuchtet werden. Das heißt, dass der SHR-Wert von Komfortklimaanlagen zwischen 0,65 und 0,8 liegen muss. Dazu kommt, dass Komfortklimaanlagen meist nicht rund um die Uhr in Betrieb sind, sondern meist nur acht bis zwölf Stunden täglich und auch nicht an allen Tagen im Jahr. Noch einen weiteren wichtigen Unterschied gibt es: Wenn eine Komfortklimaanlage ausfällt, wird es für die Menschen zwar ungemütlich, es ist aber nicht unbedingt notwendig, das System umgehend wieder in Betrieb zu nehmen, wie dies in einem Data Center der Fall ist, dessen ungestörter Betrieb für ein Unternehmen überlebenswichtig ist.
Die Standard-Komfortkühlung ist auf geringe Wärmelasten ausgelegt, also nicht auf hohe Wärmelasten oder eine hochpräzise Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung, wie sie für IT-Räume unumgänglich ist. Eine Präzisionsklimatisierung sichern dagegen einen zuverlässigen Betrieb rund um die Uhr – und die nötige Flexibilität, die eine Anpassung an alle Bedürfnisse zulässt. Fehlt es also an der richtigen, einer hochpräzisen Kühlung, können temperatur- und/oder feuchtigkeitsempfindliche Geräte beeinträchtigt werden. Das heißt: Ihre Betriebszeit, Zuverlässigkeit und Effizienz leiden – und darunter auch die Rentabilität eines Unternehmens.
Lassen Sie uns kurz zusammenfassen:
Präzisionsklimatisierung
- Ausgelegt auf eine hohe Wärmelast
- Präzise Steuerung von Temperatur und Feuchtigkeit
- Entwickelt, um 24/7 im Einsatz zu sein
- 80-100 Prozent sensibel / bis zu 20 Prozent latent
Komfortklimatisierung
- Ausgelegt auf niedrigere Wärmelast
- Sorgt für optimale Bedingungen für Menschen
- Entwickelt, um acht bis zwölf Stunden täglich im Einsatz zu sein
- 65-80 Prozent sensibel / bis zu 35 Prozent latent
Wie funktioniert eine Präzisionsklimaanlage?
Funktionsprinzip einer Präzisionsklimaanlage
Präzisionsklimageräte erzeugen nicht etwa kalte Luft, sie führen vielmehr die erwärmte Luft aus einem Raum ab und leiten diese ins Freie. Um allerdings das Funktionsprinzip von Präzisionsklimaanlagen zu verstehen, muss man zunächst ein paar Grundlagen kennen. Dazu gehört: Schmelzen, Verdampfen und Sublimation sind endotherme Prozesse, während Gefrieren, Kondensieren und Ablagerung exotherme Prozesse sind. Der Ablauf der Präzisionskühlung ist deshalb der folgende:
1. Phase: Die Wärme wird von der Verdampferschlange aufgenommen.
Die warme Luft im Raum wird durch eine Entlüftungsöffnung angesaugt und über die kalte Verdampferschlange geblasen. Sobald das Kältemittel Wärme aus der vorbeiströmenden Luft aufnimmt, geht es vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über und bewegt sich im Kreislaufsystem weiter zum Kompressor.
2. Phase: Im Kompressor wird das Kühlmittel komprimiert.
Der Kompressor sorgt dafür, dass das Volumen des Gases verkleinert wird. Das geschieht im Normalfall dadurch, dass das Gas hermetisch zwischen zwei festen Teilen komprimiert wird. Dadurch steigen Druck und Temperatur des Kältemittels, wodurch es auf den Kondensationsprozess vorbereitet wird.
3. Phase: Wärme wird nach außen abgegeben.
Das Kältemittel erreicht nun als überhitzter Dampf den Kondensator, der sich im Freien befindet. Dort wird es der Außenluft ausgesetzt, die Wärme aus dem Kältemittel aufnimmt. Dadurch sinkt die Temperatur des Kältemittels, sein Aggregatzustand verändert sich wieder von gasförmig zu flüssig.
4. Phase: Das Kältemittel kühlt ab, der Prozess beginnt von neuem.
Sobald das Kältemittel seine Wärme nach außen abgegeben hat, kehrt es – nun kalt – wieder zum Verdampfer zurück und der Prozess beginnt von neuem, und zwar so lange, bis die Temperatur im Raum die vorgegebene Temperatur erreicht hat.
Es gibt verschiedene Arten von Präzisionskühltechniken, von der Luftkühlung über die freie Kühlung bis zu Doppelkühlung, Kaltwasser und den Kältemitteln R410A und R407C. Alle diese Kühlungsarten arbeiten nach demselben Prinzip, verwenden aber ein anderes Medium, um die im Data Center erzeugte Wärme nach außen zu transportieren.