Rechenzentren
Reduzieren Sie Ihre Chemikalien um 30 bis 50% und verbessern Sie die Effizienz Ihrer Kühlung.
Hauptvorteile
Warum Kalkablagerungen die Effizienz von Rechenzentren gefährden
Kalk ist der unsichtbare Feind der Kühlinfrastruktur in Rechenzentren. Jeder Kühlturm verarbeitet Tausende Liter Wasser pro Stunde, und durch die Verdunstung werden gelöste Mineralsalze auf natürliche Weise konzentriert – hauptsächlich Calciumcarbonat (CaCO₃). Dieses Phänomen führt zu einer fortschreitenden Verkalkung der Wärmetauscher, Kondensatoren und Kühlkreislaufleitungen. Die Auswirkungen auf die Energieeffizienz sind erheblich: Laut ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) führt eine Kalkablagerung von nur 1 mm auf den Wärmetauscherflächen zu einem Anstieg des Energieverbrauchs von Kühlgeräten um 7 %. Für ein 2-MW-IT-Rechenzentrum mit einem PUE (Power Usage Effectiveness) von 1,6 bedeutet dies zusätzliche jährliche Stromkosten von 80.000 bis 120.000 Euro. Kalkablagerungen in Kühltürmen verringern außerdem den Wärmeübertragungskoeffizienten von Kondensatoren um 20 bis 40 %, sodass die Kältemaschinen länger und intensiver arbeiten müssen, um die eingestellte Temperatur aufrechtzuerhalten. Das wassergekühlte Rechenzentrum ist besonders anfällig in Gebieten mit hartem Wasser (über 25 °F TH), wo die Ablagerung in einer einzigen Kühlsaison 3 bis 5 mm erreichen kann. Ohne geeignete Kalkbehandlung häufen sich die Folgen: Verschlechterung des PUE, erhöhte Betriebskosten, Gefahr von Überhitzung und Betriebsunterbrechung. Die Behandlung von Kalkstein-Kühltürmen wird dann zu einem strategischen Thema für jeden Rechenzentrumsbetreiber, der seine betriebliche und finanzielle Leistung aufrechterhalten möchte.
Die versteckten Kosten der Skalierung von Kühltürmen
Die tatsächlichen Kosten der Skalierung in einem Rechenzentrum übersteigen die reinen Skalierungsrechnungen bei weitem. Für ein mittelgroßes Rechenzentrum (1 bis 5 MW IT) ist das mit der Skalierung von Kühltürmen verbundene Jahresbudget in vier Hauptposten unterteilt. Erster Punkt: Die chemische Behandlung kostet 25.000 bis 60.000 Euro pro Jahr, einschließlich Biozide (Chlor, Brom oder nicht oxidierende Biozide), Korrosionsinhibitoren und chemische Antiscalants (Polyphosphate, Polycarboxylate). Diese Produkte erfordern eine sichere Lagerung, Handhabung durch geschultes Personal und eine ständige Überwachung der Dosierung. Zweiter Punkt: Der übermäßige Energieverbrauch aufgrund des Effizienzverlusts von Wärmetauschern beträgt 40.000 bis 80.000 Euro pro Jahr, je nach Skalierungsgrad und Preis pro kWh. Eine verschmutzte Kältemaschine verbraucht bei gleicher Kühlleistung 15 bis 30 % mehr Energie. Dritter Punkt: Sanierende Wartung – mechanische oder chemische Entkalkung von Kondensatoren, Austausch von Turmauskleidungen, Reinigung von Becken – Kosten zwischen 15.000 und 40.000 € pro Jahr, ohne Verluste im Zusammenhang mit teilweisen Abschaltungen der Kühlkapazität. Vierter Punkt: Die Wasserverschwendung durch übermäßiges Abschlämmen beläuft sich auf 10.000 bis 20.000 Euro, abhängig von den örtlichen Sätzen. Kumuliert betragen die Gesamtkosten für die Skalierung eines durchschnittlichen Rechenzentrums zwischen 90.000 und 200.000 Euro pro Jahr. Diese Kosten werden oft unterschätzt, da sie sich auf mehrere Budgets verteilen (Energie, Wartung, Verbrauchsmaterialien). Mit dem Antikalk-Kühlturm LIMPEO können Sie jede dieser Positionen drastisch reduzieren.
So funktioniert LIMPEO im Kühlkreislauf
Die LIMPEO-Kühlturm-Kalksteinbehandlung basiert auf einer patentierten elektromagnetischen Technologie, die die Kristallisation von Calciumcarbonat ohne jeglichen chemischen Zusatz verändert. Das wissenschaftliche Prinzip ist folgendes: Das LIMPEO-Gerät erzeugt ein elektromagnetisches Signal variabler Frequenz, das durch die Rohrwände dringt und auf die im Wasser gelösten Calcium- (Ca²⁺) und Carbonat-Ionen (CO₃²⁻) einwirkt. Unter der Wirkung dieses Feldes bewegt sich die Kristallisation von CaCO₃ eher in Richtung der Aragonitform als in Richtung der Calcitform. Calcit, die übliche kristalline Form von Ablagerungen, erzeugt flache, anhaftende Kristalle, die sich an den Metalloberflächen von Wärmetauschern, Kondensatoren und Rohren festsetzen. Aragonit hingegen bildet nadelförmige, nicht haftende Kristalle, die im Wasser schweben bleiben und beim Abblasen aus dem Kühlturm auf natürliche Weise ausgetragen werden. Diese Kalksteinbehandlung im Rechenzentrum hat mehrere entscheidende Vorteile für die Kühlkreisläufe. Dem Wasser werden keine Chemikalien zugesetzt: Die chemische Zusammensetzung bleibt unverändert, nur die kristalline Form wird verändert. Die Installation ist nicht-invasiv – das Gerät wird um vorhandene Rohrleitungen herum befestigt, ohne den Stromkreis zu durchtrennen oder zu unterbrechen. Die Behandlung erfolgt sofort und kontinuierlich, 24 Stunden am Tag. Der Anti-Kalk-Kühlturm LIMPEO wirkt auch auf bestehende Ablagerungen ein: Der alte Kalk wird nach und nach weicher und löst sich in Form feiner Partikel, die durch Spülen entfernt werden. Dieser allmähliche Skalierungsprozess ist je nach Dicke der anfänglichen Ablagerungen im Allgemeinen in 4 bis 8 Wochen abgeschlossen.
Gemessene Ergebnisse: 88 % Reduzierung des Zahnsteins
Die Wirksamkeit der LIMPEO-Kalksteinbehandlung wurde durch unabhängige wissenschaftliche Studien bestätigt. Die bedeutendste Studie wurde von der Universität Freiburg (Schweiz) unter der Leitung von Professor Heinrich unter kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt, bei der die Parameter eines industriellen Kühlkreislaufs nachgebildet wurden. Die Ergebnisse sind eindeutig: LIMPEO reduziert die Bildung harter Kalkablagerungen auf Wärmetauscherflächen um 88 %. Die Röntgenbeugungsanalyse (XRD) bestätigte den Wirkungsmechanismus: Das Calcit/Aragonit-Verhältnis reicht von 85/15 (unbehandeltes Wasser) bis 15/85 (mit LIMPEO behandeltes Wasser). Die gebildeten Aragonitkristalle haben eine charakteristische nadelartige Morphologie mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2 bis 5 Mikrometern, was ihre Unfähigkeit bestätigt, an Metallwänden zu haften. Zusätzliche Tests, die von unabhängigen COFRAC-akkreditierten Laboren durchgeführt wurden, ergaben eine Verringerung der Wärmeleitfähigkeit der Restablagerung um 75 %, was bedeutet, dass selbst die verbleibenden 12 % der Ablagerung eine vernachlässigbare Energieauswirkung haben. Messungen vor Ort in mit LIMPEO ausgestatteten Kühltürmen bestätigen diese Laborergebnisse. Bei der Sichtprüfung der Kondensatorrohre sind nach 6-monatiger Nutzung saubere Oberflächen zu erkennen, im Vergleich zu 2 bis 3 mm Ablagerungen in den unbehandelten Steuerkreisläufen. Diese Ergebnisse machen LIMPEO zur effektivsten Kalksteinbehandlungslösung für Rechenzentren, die wissenschaftlich dokumentiert ist. Alle Validierungsdaten finden Sie auf unserer der Wissenschaft gewidmeten Seite.
Auswirkungen auf PUE und Energieeffizienz
PUE (Power Usage Effectiveness) ist der Schlüsselindikator für die Energieeffizienz eines Rechenzentrums. Es misst das Verhältnis zwischen der gesamten vom Rechenzentrum verbrauchten Energie und der tatsächlich von der IT-Ausrüstung verbrauchten Energie. Ein PUE von 1,0 wäre perfekt; Der Branchendurchschnitt liegt laut Uptime Institute (Bericht 2024) bei etwa 1,58. Das Kühlsystem macht 30 bis 40 % des Nicht-IT-Energieverbrauchs aus – es ist der erste Optimierungshebel des PUE-Rechenzentrums. Die Kalksteinbehandlung des LIMPEO-Kühlturms wirkt direkt auf diesen Hebel. Durch die Beseitigung von 88 % der Kalkablagerungen auf Wärmetauscherflächen stellt LIMPEO den nominalen Wärmeübertragungskoeffizienten von Kondensatoren und Wärmetauschern wieder her. Kältemaschinen arbeiten mit optimaler Effizienz, mit niedrigeren Kondensationstemperaturen und kürzeren Betriebszeiten. Messungen vor Ort zeigen eine Verbesserung des PUE um 0,08 auf 0,15 Punkte – beispielsweise von 1,58 auf 1,45-1,50. Für ein 2-MW-IT-Rechenzentrum bedeutet diese Verbesserung der PUE-Rechenzentrumsoptimierung eine Einsparung von 15 bis 25 % der Kühlenergierechnung oder 60.000 bis 150.000 € pro Jahr, abhängig vom Preis pro kWh und der installierten Leistung. Diese Reduzierung des Energieverbrauchs steht im Einklang mit den Zielen der europäischen Energieeffizienzrichtlinie (EED 2023/1791), die von Rechenzentren über 500 kW verlangt, ihren PUE anzugeben und kontinuierliche Fortschritte nachzuweisen. LIMPEO trägt auch zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks bei: Jede eingesparte MWh bedeutet je nach nationalem Energiemix 50 bis 400 kg vermiedenes CO₂. Das von LIMPEO optimierte Wasserkühlungs-Rechenzentrum wird somit zu einem Gewinn in der CSR- und ESG-Reporting-Strategie des Betreibers.
Reduzierung von Bioziden und Einhaltung der Umweltvorschriften
Die chemische Behandlung von Kühltürmen umfasst den regelmäßigen Einsatz von Bioziden zur Bekämpfung des Bakterienwachstums (insbesondere Legionella pneumophila), Korrosionsinhibitoren und chemischen Antikalkmitteln. Diese Produkte stellen wachsende ökologische, regulatorische und finanzielle Herausforderungen dar. Die europäische REACH-Verordnung (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) regelt den Einsatz von Bioziden in Kühlkreisläufen streng mit Deklarations-, Überwachungs- und Rückverfolgbarkeitspflichten. Bestimmte oxidierende Biozide (bromierte Verbindungen, Chlorgas) unterliegen aufgrund der Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (DBP), die für Gewässer giftig sind, zunehmenden Beschränkungen. Der Antikalk-Kühlturm LIMPEO reduziert den Bedarf an Bioziden um 50 bis 80 %. Dieses Ergebnis kann durch zwei komplementäre Mechanismen erklärt werden. Erstens wird durch die Entfernung des kalkhaltigen Biofilms das primäre Substrat für die Bakterienbesiedlung entfernt – Bakterien, einschließlich Legionellen, wachsen bevorzugt in den Spalten des Zahnsteins. Zweitens üben in Wasser suspendierte Aragonitkristalle eine leichte abrasive Wirkung aus, die die Bildung von Biofilmen stört. Die Behandlungshäufigkeit mit Bioziden reicht typischerweise von 12 Injektionen pro Jahr bis zu 3 oder 4, mit reduzierten Konzentrationen. Diese Reduzierung trägt direkt zur Erlangung von Umweltzertifizierungen bei, die im Rechenzentrumssektor geschätzt werden. Die Norm ISO 14001 (Umweltmanagement) fördert die Reduzierung chemischer Einleitungen in das Abwasser. Die LEED-Zertifizierung (Leadership in Energy and Environmental Design) vergibt spezifische Punkte für die Effizienz des Wassermanagements (Kategorie „Wassereffizienz“) und die Reduzierung von Chemikalien. Mit LIMPEO können Sie Punkte in den Kategorien WE (Wassereffizienz) und EA (Energie & Atmosphäre) des LEED-Standards sammeln.
Installation und Dimensionierung für ein Rechenzentrum
Die Dimensionierung einer LIMPEO-Lösung für Rechenzentren basiert auf der Analyse des hydraulischen Kühlnetzes. Für ein typisches IT-Rechenzentrum mit 1 bis 5 MW kombiniert die empfohlene Konfiguration ein J-1100-P-Gerät an der Hauptstromleitung (Ø 100 bis 110 mm) und mehrere J-630-Geräte an den sekundären Verteilungsschleifen (Ø 50 bis 63 mm). Der J-1100-P deckt Rohre bis Ø 110 mm mit einem maximalen Durchfluss von 80 m³/h ab und eignet sich für Primärkreisläufe von Kühltürmen. Jeder J-630 schützt einen Sekundärkreislauf, der einen oder mehrere CRAHs (Computer Room Air Handler) oder CDUs (Cooling Distribution Units) versorgt. Die Installation erfolgt völlig ohne Eingriff: LIMPEO-Geräte werden mit einem integrierten Klemmsystem um das bestehende Rohr herum befestigt, ohne Schneiden, ohne Schweißen, ohne Änderungen an den Rohrleitungen. Es ist keine Unterbrechung des Kühlkreislaufs erforderlich – die Installation erfolgt in einem Produktionsrechenzentrum, ohne Ausfallzeiten. Die durchschnittliche Installationszeit beträgt 1–2 Stunden pro Gerät bzw. 4–6 Stunden für eine vollständige Einrichtung. Die Inbetriebnahme erfolgt sofort: Sobald der Strom eingeschaltet wird (Standard-230-V-Stromversorgung), beginnt die Kalkbehandlung im Kühlturm. LIMPEO-Geräte sind rund um die Uhr im Dauerbetrieb und haben einen Stromverbrauch von weniger als 5 W pro Einheit. Es ist keine Wartung erforderlich – kein Filterwechsel, kein Nachfüllen von Salz, keine Bestellung von Verbrauchsmaterialien. Bei bestehenden Rechenzentren (Retrofit) passt sich die Installation ohne bauliche Veränderungen an die vorhandenen Schaltkreise an. Bei Neubauten kann LIMPEO in Abstimmung mit dem Planungsbüro bereits in der Planungsphase des Wassernetzes integriert werden.
ROI und Return on Investment
Die Investition in eine LIMPEO-Rechenzentrumslösung amortisiert sich je nach Anlagengröße und Wasserhärte vor Ort in 4 bis 8 Monaten. Bei der Berechnung der Kapitalrendite werden vier Bereiche messbarer Einsparungen berücksichtigt. Energieeinsparungen: Durch die Wiederherstellung des Wärmeübertragungskoeffizienten der Wärmetauscher wird der Verbrauch an Kältemaschinen um 15 bis 25 % reduziert, was 30.000 bis 100.000 € pro Jahr für ein 2-MW-IT-Rechenzentrum entspricht. Einsparungen bei Chemikalien: Die 50- bis 80-prozentige Reduzierung von Bioziden, Kesselstein- und Korrosionsinhibitoren führt zu Einsparungen von 15.000 bis 45.000 Euro pro Jahr, einschließlich Lager- und Handhabungskosten. Wartungseinsparungen: Der praktische Wegfall der mechanischen und chemischen Entkalkung, der geringere Austausch von Turmpackungen und verlängerte Wartungsintervalle senken die Kosten um 40–60 % bzw. 10.000–25.000 € pro Jahr. Wassereinsparungen: Die Reduzierung der Abschlämmungen um 20 bis 30 % durch die Erhöhung der Konzentrationszyklen entspricht 5.000 bis 15.000 € pro Jahr. Die jährlichen Gesamteinsparungen liegen zwischen 60.000 und 185.000 Euro für ein 2 bis 5 MW IT-Rechenzentrum. Bei einer Anfangsinvestition von 15.000 bis 35.000 Euro für eine komplette Konfiguration (J-1100-P + J-630-Multiples) wird die Kapitalrendite in 4 bis 8 Monaten erreicht. Die garantierte Lebensdauer der LIMPEO-Geräte beträgt 25 Jahre, ohne Verbrauchs- und Verschleißteile. Die kumulierten Einsparungen beliefen sich in diesem Zeitraum auf 1,5 bis 4,6 Millionen Euro – ein außergewöhnliches Investitions-Rendite-Verhältnis für industrielle Wasseraufbereitungsanlagen. Die PUE-Rechenzentrumsoptimierung durch LIMPEO generiert kontinuierliche finanzielle Vorteile über die gesamte Lebensdauer der Infrastruktur.
LIMPEO-Rechenzentrum: die Kennzahlen
88 %
Im Labor gemessene Reduzierung von Kalkablagerungen
-50 bis -80 %
Reduzierung des Bedarfs an Bioziden und Antikalkmitteln
4-8 Monate
Durchschnittliche Rendite der Investition in ein Rechenzentrum
25 Jahre alt
Garantierte Lebensdauer, keine Verbrauchsmaterialien
Fallstudie: Tier-III-Rechenzentrum in der Île-de-France
Dieses Tier-III-Rechenzentrum in der Île-de-France beherbergt eine IT-Last von 2 MW, verteilt auf 4 Computerräume. Für die Kühlung sorgen 6 Kühltürme mit offenem Kreislauf, die 8 Kälteeinheiten (Kältemaschinen) mit jeweils 500 kW versorgen. Das Wasser im örtlichen Netz hat eine Härte von 32°f TH (sehr hartes Wasser), was zu einer schnellen Verkalkung von Kondensatoren und Türmen führt. Vor der Installation von LIMPEO belief sich das jährliche Budget für die Wasseraufbereitung auf 85.000 €, aufgeteilt in Biozide (32.000 €), chemische Antikalkmittel (18.000 €), Entkalkungswartung (22.000 €) und Wasserreinigungen (13.000 €). Der gemessene PUE betrug 1,58. Die eingesetzte Lösung umfasst ein LIMPEO J-1100-P-Gerät, das an der Hauptwasserversorgungsleitung der Stadt (Ø 110 mm) installiert ist, und drei J-630-Geräte an den sekundären Kühlkreisläufen, die die CRAHs versorgen. Die komplette Installation wurde von einem LIMPEO-Techniker in 4 Stunden ohne Kühlunterbrechung durchgeführt – die Server blieben während des gesamten Betriebs in Produktion. Der elektrische Anschluss ist auf 4 handelsübliche 230 V-Steckdosen beschränkt. Die Kalksteinbehandlung im LIMPEO-Rechenzentrum zeigte ab der dritten Woche sichtbare Auswirkungen: Wasseranalysen zeigten einen Anstieg des Aragonitanteils in der Suspension und einen Rückgang der Leitfähigkeit des Spülwassers.
Ergebnisse nach 12 Monaten
Die nach 12 Monaten Betrieb mit LIMPEO gemessenen Ergebnisse bestätigen die erwartete Leistung. Reduzierung der Kalkablagerungen: 88 % Reduzierung der harten Ablagerungen, gemessen anhand der in den Kreisläufen installierten Wiegekontrollcoupons. Eine Sichtprüfung der Kondensatorrohre zeigt saubere Metalloberflächen ohne anhaftende Ablagerungen. Biozide: Die Behandlung mit Bioziden ist von 12 Injektionen pro Jahr auf 3 Erhaltungsinjektionen gestiegen, was einer Reduzierung um 75 % entspricht. Bakteriologische Analysen entsprechen weiterhin den gesetzlichen Grenzwerten (Legionellen < 1.000 KBE/l). Wartung: Die Wartungskosten sind um 55 % von 22.000 € auf 9.900 € pro Jahr gesunken. In diesem Zeitraum war keine mechanische Entkalkung erforderlich. PUE: Der PUE stieg von 1,58 auf 1,47, eine Verbesserung um 0,11 Punkte. Diese Verbesserung entspricht einer Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs des Rechenzentrums um 7 %. Säuberungen: Die Häufigkeit der Säuberungen wurde um 30 % reduziert, wodurch die Konzentrationszyklen von 3 auf 4,5 erhöht werden konnten. Gesamteinsparung: 62.000 € jährliche Einsparung (Energie: 28.000 €, Chemikalien: 19.000 €, Wartung: 12.100 €, Wasser: 2.900 €). Der Return on Investment wurde in 5 Monaten erreicht. Durch die Kalksteinbehandlung des LIMPEO-Kühlturms konnte dieses Rechenzentrum seine Ziele erreichen, die Betriebskosten zu senken und gleichzeitig seine Umweltleistung zu verbessern.