Zeitgenössische und konventionelle Rechenzentren besitzen in der Regel einen linearen auf Luftkühlung basierenden Energiekreislauf. Das Abfallprodukt bei diesem Prozess ist primär heiße Luft mit einer Temperatur von ca. 45°.
Im Gegensatz zum gängigen Prinzip der Luftkühlung ermöglicht ein System der Wasserkühlung die Abwärmeenergie zu nutzen, da die Abwärme in Form von heißem Wasser mit deutlich höheren Temperaturen von 60° bis 85°C mit geringem Aufwand weitergeleitet und weiterverwendet werden kann. Dies erlaubt einen Energiekreislauf zu entwerfen bei dem keine Energie verschwendet werden muss.
Das Konzept dieser Arbeit besteht darin, die entstehende Abwärme eines auf Wasserkühlung basierenden Rechenzentrums zu recyceln und nutzbar zu machen. Die Abwärme ist als Nebenprodukt enorm viel Energie und es wäre reine Verschwendung, diese Energie ungenutzt in die Atmosphäre zu entlassen.
Im Gegensatz zum gängigen Prinzip der Luftkühlung ermöglicht ein System der Wasserkühlung die Abwärmeenergie zu nutzen, da die Abwärme in Form von heißem Wasser mit deutlich höheren Temperaturen von 60° bis 85°C mit geringem Aufwand weitergeleitet und weiterverwendet werden kann. Dies erlaubt einen Energiekreislauf zu entwerfen bei dem keine Energie verschwendet werden muss.
Das Konzept dieser Arbeit besteht darin, die entstehende Abwärme eines auf Wasserkühlung basierenden Rechenzentrums zu recyceln und nutzbar zu machen. Die Abwärme ist als Nebenprodukt enorm viel Energie und es wäre reine Verschwendung, diese Energie ungenutzt in die Atmosphäre zu entlassen.
Die Wärme wird aus den Racks im Rechenzentrum direkt in mobile Wärmespeicher weitergeleitet, dort gespeichert und kann anschliessend an jeden Ort transportieren werden, an welchem sie benötigt wird. Mögliche Abnehmer dafür wären Krankenhäuser (Verbrauch von ca. 27.629 kWh/Bett im Jahr), Gewächshäuser oder Schwimmbäder (Verbrauch von ca. 3506 kWh/m2a)
Es entsteht so eine Verzahnung von Rechen- und Distributionszentrum und durch diese funktionale und räumliche Überlagerung eine neue Typologie.
Es kann als eine Art Tankstelle für mobile Wärmeenergie betrachtet werden. Während die Racks fixiert sind, also starr an einer Stelle im Rechenzentrum gelagert werden, müssen die mobilen Wärmespeicher flexibel distribuiert werden und bedürfen folglich einer anderen Form der Architektur.
Mit der Annahme, dass eine Rack Unit in einer Stunde einen Liter Wasser auf ca. 85°C erwärmt und die Speicherung dieser Energie durch feste Adsorber wie Silicagel (40° - 100° C) mit einer Speicherdichte von 200 - 300 kWh/m3 (Wasser - 60 kWh/m3) funktioniert, ergibt sich eine sinnvoll nutzbare Speichermasse bei einem Tank von 50 m³ mit mindestens 10.000 kWh oder einem Tank von 93 m³ mit mehr als 18.600 kWh.
So kann ein Tank mit Abwärme den Jahresbedarf eines Krankenhauses um die hälfte wenn nicht in Gänze decken.
Das Schienennetz bietet sich zudem als günstigste Form der Distribution an. Eine typische Zuglänge von 40 Wagons mit 2 Zugmaschinen an den Enden generiert die Größe des Entwurfs. Wie bei einem Sackbahnhof ist die Verteilung auf einen Punkt konzentriert, von dem aus die einzelnen Wagons in ihre Park und Ladestation manövriert werden. Hier entstehen 42 Stellplätze Ringförmig um den Drehpunkt herum. Die Serverracks sowie die dazugehörigen Büroräume und Anlagen schließen in Form eines Betonringes die Ladestationen und Drehanlage ein. Nachdem die Speicher aufgeladen sind addiert sich der Zug in der vorherigen Choreographie wieder zusammen. Dieser bringt die Speichermedien zu den verschiedenen Einsatzorten in einem wirtschaftlichen Umkreis von ca. 400 km. Das Rechenzentrum liegt aufgrund dessen an einem bestmöglichen Knotenpunkt des Internets, des Schienen- und Autobahnnetzes und zudem in Deutschlands einwohnerdichtesten Gebiet.
Es entsteht so eine Verzahnung von Rechen- und Distributionszentrum und durch diese funktionale und räumliche Überlagerung eine neue Typologie.
Es kann als eine Art Tankstelle für mobile Wärmeenergie betrachtet werden. Während die Racks fixiert sind, also starr an einer Stelle im Rechenzentrum gelagert werden, müssen die mobilen Wärmespeicher flexibel distribuiert werden und bedürfen folglich einer anderen Form der Architektur.
Mit der Annahme, dass eine Rack Unit in einer Stunde einen Liter Wasser auf ca. 85°C erwärmt und die Speicherung dieser Energie durch feste Adsorber wie Silicagel (40° - 100° C) mit einer Speicherdichte von 200 - 300 kWh/m3 (Wasser - 60 kWh/m3) funktioniert, ergibt sich eine sinnvoll nutzbare Speichermasse bei einem Tank von 50 m³ mit mindestens 10.000 kWh oder einem Tank von 93 m³ mit mehr als 18.600 kWh.
So kann ein Tank mit Abwärme den Jahresbedarf eines Krankenhauses um die hälfte wenn nicht in Gänze decken.
Das Schienennetz bietet sich zudem als günstigste Form der Distribution an. Eine typische Zuglänge von 40 Wagons mit 2 Zugmaschinen an den Enden generiert die Größe des Entwurfs. Wie bei einem Sackbahnhof ist die Verteilung auf einen Punkt konzentriert, von dem aus die einzelnen Wagons in ihre Park und Ladestation manövriert werden. Hier entstehen 42 Stellplätze Ringförmig um den Drehpunkt herum. Die Serverracks sowie die dazugehörigen Büroräume und Anlagen schließen in Form eines Betonringes die Ladestationen und Drehanlage ein. Nachdem die Speicher aufgeladen sind addiert sich der Zug in der vorherigen Choreographie wieder zusammen. Dieser bringt die Speichermedien zu den verschiedenen Einsatzorten in einem wirtschaftlichen Umkreis von ca. 400 km. Das Rechenzentrum liegt aufgrund dessen an einem bestmöglichen Knotenpunkt des Internets, des Schienen- und Autobahnnetzes und zudem in Deutschlands einwohnerdichtesten Gebiet.
