DE102015001556A1

DE102015001556A1 - Method and system for utilizing the waste heat of a data processing system

Info

Publication number: DE102015001556A1
Application number: DE102015001556.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-11
Also published as: CH710738A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage (1) mit einer Mehrzahl von Prozessoren mittels eines Kühlwasserkreislaufs. Für das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise System ist kennzeichnend, dass die Abwärme zur Erwärmung wenigstens eines für wasserlebende Pflanzen oder Tiere bestimmten Aufzuchtbeckens (2) oder zur Erwärmung einer unterhalb einer Pflanzenanbaufläche (5) angeordneten Bodenheizung (4) verwendet wird.The invention relates to a method and a system for utilizing the waste heat of a data processing system (1) with a plurality of processors by means of a cooling water circuit. It is characteristic of the method or system according to the invention that the waste heat is used for heating at least one rearing tank (2) intended for aquatic plants or animals or for heating a floor heating system (4) arranged below a plant cultivation surface (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage mit einer Mehrzahl von Prozessoren mittels eines Kühlwasserkreislaufs.The invention relates to a method for utilizing the waste heat of a data processing system with a plurality of processors by means of a cooling water circuit.

Darüber hinaus befasst sich die vorliegende Erfindung auch mit einem zur Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens bestimmten System zur Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage mit einer Mehrzahl von Prozessoren, mit einer Kühlvorrichtung zum Abführen der Abwärme sowie mit wenigstens einer Vorrichtung zur Nutzbarmachung der Abwärme der Datenverarbeitungsanlage.In addition, the present invention also relates to a system for using the waste heat of a data processing system with a plurality of processors, which is intended for carrying out the method mentioned above, with a cooling device for removing the waste heat and with at least one device for utilizing the waste heat of the data processing system.

Die Internetnutzung wächst rasant und führt zu einer Verschlechterung auch des Klimas, weil der Energiehunger des Datennetzes kaum zu stillen ist. Besonders die Großrechner von Firmen verbrauchen Unmengen an Strom. Man geht davon aus, dass der CO₂-Ausstoß des gesamten Internets inzwischen so groß ist wie der des weltweiten Flugverkehrs. Fluggesellschaften, Flughäfen, Anbieter und Hersteller von Flugservice-Leistungen haben sich verpflichtet, die Energieeffizienz bis zum Jahre 2020 um 1,5% pro Jahr zu verbessern, die Netto-Kohlenstoff-Emissionen ab dem Jahr 2020 zu begrenzen und sie bis zum Jahre 2050 um die Hälfte gegenüber dem Jahre 2005 zu reduzieren. Auf dem Flugverkehr entfallen 2% der globalen CO₂-Emissionen, was beim Transport von 5 Milliarden Passagieren und 46 Millionen Tonnen Fracht jährlich etwa 650 Millionen Tonnen CO₂ entspricht. Geht man davon aus, dass die weltweit zu sogenannten Serverfarmen zusammengestellten und eine Mehrzahl von Prozessoren aufweisenden Datenverarbeitungsanlagen einen zumindest vergleichbar großen CO₂-Ausstoß aufweisen, drängt sich die Herausforderung auf, den weltweiten CO₂-Ausstoß solcher Serverfarmen deutlich zu reduzieren.The Internet use is growing rapidly and leads to a deterioration of the climate, because the energy hunger of the data network is hard to quench. Especially the mainframes of companies consume tons of electricity. It is assumed that the CO ₂ emissions of the entire Internet are now as high as those of global air traffic. Airlines, airports, air navigation service providers and manufacturers have committed to improve energy efficiency by 1.5% per year by 2020, to limit net carbon emissions from 2020, and to reduce them by 2050 half compared to 2005. Air traffic accounts for 2% of global CO ₂ emissions, equivalent to approximately 650 million tonnes of CO ₂ per year for the transport of 5 billion passengers and 46 million tonnes of cargo. Assuming that the compiled worldwide so-called server farms and having a plurality of processors data processing systems have at least a comparably large CO ₂ emissions, the challenge arises to significantly reduce the global CO ₂ emissions of such server farms.

Aus der DE 10 2007 062 143 B3 kennt man bereits ein Verfahren sowie ein System der eingangs erwähnten Art, die zur Nutzung der Abwärme eines Computersystems mit einer Mehrzahl von Prozessoren bestimmt ist. Dabei sieht das vorbekannte Verfahren vor, dass die Abwärme der Prozessoren durch eine Kühlvorrichtung abgeführt und an zumindest eine Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme übertragen wird. Die zur Nutzung der Abwärme bestimmte Vorrichtung kann als Heizungssystem oder als System zur Bereitstellung von Warmwasser ausgebildet sein. Möglich ist aber auch, dass die Abwärme der im Computersystem vorgesehenen Prozessoren eine Wärmekraftmaschine anzutreiben hat.From the DE 10 2007 062 143 B3 One knows already a method and a system of the type mentioned, which is intended to use the waste heat of a computer system with a plurality of processors. Here, the previously known method provides that the waste heat of the processors is removed by a cooling device and transmitted to at least one device for utilizing the waste heat. The device used to utilize the waste heat may be designed as a heating system or as a system for providing hot water. But it is also possible that the waste heat of the processors provided in the computer system has to drive a heat engine.

Aus der WO 2010/022800 A1 kennt man bereits eine sogenannte Aquaponik-Anlage, die eine zur Fischzucht bestimmte Aquakultur mit einer zur Aufzucht wasserlebender Pflanzen vorgesehenen Hydroponik-Einheit kombiniert. Dabei sieht die vorbekannte Anlage vor, dass die Aquakultur-Einheit mindestens einen Wasserabfluss aufweist, der über ein Einweg-Ventil mit der Hydroponik-Einheit derart funktional verbunden ist, dass das Wasser aus der Aquakultur-Einheit der Hydroponik-Einheit zugeführt werden kann. Somit fließt das benutzte Wasser der Aquakultur-Einheit der Hydroponik-Einheit zu. Dort wird das Wasser verwendet, um die Pflanzen zu wässern und mit Nährstoffen zu versorgen. Die Pflanzen nehmen das Wasser und die Nährstoffe, u.a. Nitrat, auf, um dann im Wege der Pflanzentranspiration das Wasser ohne Nährstoffe wieder an die Luft in der Hydroponik-Einheit abzugeben. Dieses Transpirationswasser der Pflanzen wird mittels einer Kühlfalle in der Hydroponik-Einheit gesammelt und in die Aquakultur-Einheit zurückgeführt. Dadurch entsteht ein geschlossener Wasserkreislauf in der vorbekannten Aquaponik-Anlage, bei dem die Pflanzen der Hydroponik-Einheit als natürlicher Filter für Nitrat und als natürliches Korrektiv für den pH-Wert des Wassers dienen. Der vorbekannten Aquaponik-Anlage muss die u. a. zur Temperaturregulation des Wassers benötigte Energie von außen, beispielsweise über eine Fotovoltaik-Anlage, zugeführt werden.From the WO 2010/022800 A1 One already knows a so-called aquaponic plant, which combines an aquaculture intended for fish farming with a hydroponics unit intended for the cultivation of aquatic plants. In this case, the previously known plant provides that the aquaculture unit has at least one water outlet, which is so functionally connected via a one-way valve with the hydroponic unit, that the water from the aquaculture unit of the hydroponic unit can be supplied. Thus, the used water flows to the aquaculture unit of the hydroponic unit. There, the water is used to water the plants and provide them with nutrients. The plants absorb the water and the nutrients, including nitrate, and then, by means of plant transpiration, return the water without nutrients to the air in the hydroponic unit. This transpiration water of the plants is collected by means of a cold trap in the hydroponic unit and returned to the aquaculture unit. This results in a closed water cycle in the previously known aquaponic system, in which the plants of the hydroponic unit serve as a natural filter for nitrate and as a natural corrective for the pH of the water. The previously known aquaponic system, the energy required, inter alia, for the temperature regulation of the water from the outside, for example via a photovoltaic system, are supplied.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren sowie ein System der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die CO₂-reduzierte oder gar CO₂-neutrale Verwertung der in einer Datenverarbeitungsanlage erzeugten Abwärme ermöglicht.It is therefore the object to provide a method and a system of the type mentioned above, which allows the CO ₂ -reduced or even CO ₂ -neutral utilization of the waste heat generated in a data processing system.

Bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art besteht die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe darin, dass die Abwärme zur Erwärmung wenigstens eines für wasserlebende Pflanzen oder Tiere bestimmten Aufzuchtbeckens genutzt wird.In the method of the type mentioned above, the solution according to the invention of this task is that the waste heat is used to heat at least one breeding tank for aquatic plants or animals.

Das erfindungsgemäße Verfahren strebt die CO₂-neutrale Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage vor, die eine Mehrzahl von Prozessoren aufweist. Um die insbesondere in den Prozessoren erzeugte Abwärme einer solchen Datenverarbeitungsanlage abführen zu können, ist ein Kühlwasserkreislauf vorgesehen. Dabei wird die Abwärme zur Erwärmung wenigstens eines für wasserlebende Pflanzen oder Tiere bestimmten Aufzuchtbeckens genutzt. Während die Abwärme von der Datenverarbeitungsanlage abgeführt werden muss, wird die Aufzucht wasserlebender Pflanzen oder Tiere in einem erwärmten Aufzuchtbecken wesentlich begünstigt.The method according to the invention aims for the CO ₂ -neutral use of the waste heat of a data processing system, which has a plurality of processors. In order to dissipate the waste heat generated in particular in the processors of such a data processing system, a cooling water circuit is provided. The waste heat is used to heat at least one breeding tank for aquatic plants or animals. While the waste heat has to be dissipated from the data processing system, the rearing of aquatic plants or animals in a heated rearing tank is much favored.

Eine weitere Lösung der oben genannten gestellten Aufgabe, die zusätzlich oder statt dem bereits oben beschriebenen Erfindungsvorschlag verwirklicht werden kann, sieht vor, dass die Abwärme zur Erwärmung einer unterhalb einer Pflanzenanbaufläche angeordneten Bodenheizung verwendet wird. Die Wachstumsbedingungen der im erfindungsgemäßen Verfahren angebauten Pflanzen wird wesentlich begünstigt, wenn das im Boden befindliche Wurzelwerk dieser Pflanzen verbesserte und insbesondere erwärmte Bodenbedingungen vorfindet.A further solution to the above stated problem, which can be implemented in addition to or instead of the inventive proposal already described above, provides that the waste heat is used to heat a arranged below a plant cultivation area bottom heating. The growth conditions of the plants grown in the process according to the invention is significantly favored when the root system of these plants located in the soil improved and especially heated soil conditions finds.

Eine etwa 500 m² große Serverfarm benötigt jährlich ca. 860000 kW/h Strom. Bei einer Einsparung von 50% könnte der Verbrauch um 430000 kW/h sinken. Da im Jahre 2013 die CO₂-Emission pro kW/h bei 559 g lag, könnte mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Serverfarm jährlich ca. 240370 kg CO₂ eingespart werden. Darüber hinaus ist eine Wärmeeinsparung in einem für wasserlebende Pflanzen oder Tiere bestimmten Aufzuchtbecken zu erzielen, die ohne weiteres bis zu 2,2 Mio. kW/h Wärmeeinsparung mit sich bringen kann. Bei einem Gas BHKW würde 1 kW/h Wärme ca. 260 g CO₂ produzieren, so dass sich eine weitere Einsparung von ca. 572000 kg CO₂ jährlich erreichen lässt. Addiert man die gesamt CO₂-Einsparung, die sich im erfindungsgemäßen Verfahren erreichen lässt, so könnte in einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Serverfarm im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen ohne weiteres 812370 kg CO₂ eingespart werden.An approximately 500 m ² large farm requires about 860000 kW / h of electricity per year. With a saving of 50%, the consumption could decrease by 430000 kW / h. Since the CO ₂ emission per kW / h was 559 g in 2013, it would be possible with the aid of the method according to the invention in a server farm to save approximately 240370 kg CO ₂ per year. In addition, a saving of heat can be achieved in a breeding pond for aquatic plants or animals, which can easily provide up to 2.2 million kW / h of heat savings. With a gas CHP, 1 kW / h heat would produce approx. 260 g CO ₂ , so that a further saving of approx. 572000 kg CO ₂ per year can be achieved. If one adds to the total CO ₂ savings that can be achieved in the process according to the invention, 812370 kg of CO ₂ could easily be saved in a server farm operated according to the method according to the invention in comparison with conventional plants.

Dabei wird eine Ausführungsform gemäß der Erfindung bevorzugt, bei der die Abwärme zunächst zur Erwärmung des wenigstens einen Aufzuchtbeckens und anschließend zur Erwärmung der Bodenheizung verwendet wird.An embodiment according to the invention is preferred in which the waste heat is first used to heat the at least one rearing tank and then to heat the floor heating.

In dem wenigstens einen Aufzuchtbecken können wasserlebende Pflanzen, Krustentiere und/oder Fische aufgezogen werden. Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht dabei vor, dass das wenigstens eine Aufzuchtbecken zur Aquakultur oder zur Hydroponik verwendet wird.In the at least one breeding tank aquatic plants, crustaceans and / or fish can be reared. A particularly simple and advantageous embodiment according to the invention provides that the at least one rearing tank is used for aquaculture or for hydroponics.

Um die Abwärme nicht nur der Prozessoren, sondern der gesamten Datenverarbeitungsanlage abführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Kühlwasserkreislauf zur Kühlung von Racks und/oder von Serverschränken der Datenverarbeitungsanlage verwendet wird.In order to be able to dissipate the waste heat not only of the processors, but of the entire data processing system, it is advantageous if the cooling water circuit is used for cooling of racks and / or server cabinets of the data processing system.

Die im Aufzuchtbecken lebenden Pflanzen oder Tiere erzeugen ihrerseits CO₂, welches das Wachstum der auf einer Pflanzenanbaufläche befindlichen Pflanzen steigern kann. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht daher vor, dass die Abluft des wenigstens einen Aufzuchtbeckens der Pflanzenanbaufläche zugeführt wird.The plants or animals living in the rearing tank in turn generate CO ₂ , which can increase the growth of the plants located on a plant cultivation area. A particularly advantageous development according to the invention therefore provides that the exhaust air of the at least one rearing tank is fed to the plant cultivation area.

Um die optimale Ausnutzung der in der Datenverarbeitungsanlage entstehenden Abwärme noch zusätzlich zu begünstigen, kann es voreilhaft sein, wenn die Abwärme zur Erwärmung von Büro- oder Wohnräumen genutzt wird und wenn diese Büro- oder Wohnräume vorzugsweise mittels einer Fußbodenheizung erwärmt werden.In order to additionally favor the optimal utilization of the waste heat generated in the data processing system, it can be premature if the waste heat is used for heating office or living spaces and if these office or living spaces are preferably heated by means of underfloor heating.

Bei dem eingangs erwähnten System zur Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage besteht die erfindungsgemäße Lösung der bereits oben geschilderten Aufgabe darin, dass die wenigstens eine Vorrichtung ein für wasserlebende Pflanzen oder Tiere bestimmtes Aufzuchtbecken ist und/oder dass die wenigstens eine Vorrichtung eine Pflanzenanbaufläche ist.In the aforementioned system for utilizing the waste heat of a data processing system, the solution according to the invention of the above-described object is that the at least one device is a breeding tank intended for aquatic plants or animals and / or that the at least one device is a plant cultivation surface.

Die in einer Serverfarm oder dergleichen Datenverarbeitungsanlage entstehende Abwärme lässt sich besonders leicht und vorteilhaft einer weiteren Nutzung in einer im Kühlkreislauf nachfolgenden Vorrichtung nutzen, wenn die Kühlvorrichtung einen Wasserkühlkreislauf zum Abführen der Abwärme hat.The waste heat produced in a server farm or the like data processing system can be used particularly easily and advantageously for further use in a downstream device in the cooling circuit, if the cooling device has a water cooling circuit for removing the waste heat.

Dabei sieht eine besonders einfache und bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass der Wasserkühlkreislauf über das wenigstens eine Aufzuchtbecken geführt ist.In this case, a particularly simple and preferred embodiment according to the invention provides that the water cooling circuit is guided over the at least one rearing tank.

Um das Wachstum der auf einer Pflanzenanbaufläche stehenden Pflanzen zu begünstigen, ist es vorteilhaft, wenn der Wasserkühlkreislauf über eine Bodenheizung geführt ist, über der die Pflanzenanbaufläche vorgesehen ist.In order to promote the growth of plants planted on a plant surface, it is advantageous if the water cooling circuit is passed over a floor heating over which the plant cultivation area is provided.

Die optimale Ausnutzung der in der Datenverarbeitungsanlage entstehenden Abwärme wird noch zusätzlich begünstigt, wenn der Wasserkühlkreislauf über eine Fußbodenheizung geführt ist, die zum Erwärmen von Büro- und/oder Wohnraum dient.The optimal utilization of the heat generated in the data processing system waste heat is further favored when the water cooling circuit is passed through a floor heating, which is used for heating office and / or living space.

Um das erfindungsgemäße System in einer besonders kompakten und platzsparenden Anlage verwirklichen zu können, sieht eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der Erfindung vor, dass die Pflanzenanbaufläche und das Aufzuchtbecken in übereinanderliegenden Geschossen eines Gebäudes vorgesehen sind. Dabei kann ein solches Gebäude auch aus übereinander- und nebeneinanderliegenden Containern gebildet sein.In order to be able to realize the system according to the invention in a particularly compact and space-saving plant, a preferred development according to the invention provides that the plant cultivation area and the breeding basin are provided in superposed floors of a building. In this case, such a building can also be formed from one above the other and adjacent containers.

Im Vergleich zu den wasserlebenden Pflanzen oder Tieren benötigen die auf einer Pflanzenanbaufläche stehenden Pflanzen möglichst viel Sonneneinstrahlung. Vorteilhaft ist es daher, dass die Pflanzenanbaufläche im Dachgeschoss des Gebäudes vorgesehen ist und dass das Dachgeschoss zumindest bereichsweise verglast ist.Compared to the aquatic plants or animals, the plants on a plant cultivation area need as much sunlight as possible. It is therefore advantageous that the plant acreage is provided in the attic of the building and that the attic is glazed at least partially.

Da die auf einer Pflanzenanbaufläche stehenden Pflanzen regelmäßige Wasserzugaben benötigen und da diese Pflanzen insbesondere die Zugabe warmen Wassers lieben, ist es vorteilhaft, wenn in den Wasserkühlkreislauf eine Kühlwasserzisterne zwischengeschaltet ist, und wenn ein Ablauf der Kühlwasserzisterne zu dem wenigstens einen Aufzuchtbecken oder der mindestens einen Pflanzenanbaufläche führt, zur Entnahme und Verwendung von Kühlwasser als Nutzwasser.Since the standing on a plant growing area plants require regular water additions and because these plants love in particular the addition of warm water, it is advantageous if a cooling water tank is interposed in the water cooling circuit, and if a flow of the Cooling water cistern leads to the at least one rearing tank or the at least one plant acreage, for the removal and use of cooling water as useful water.

An heißen Sommertagen kann die Abfuhr der in einer Datenverarbeitungsanlage entstehenden Abwärme eventuell nicht in ausreichendem Maß sichergestellt werden. Um an solchen heißen Sommertagen eine ausreichende Kühlung der Datenverarbeitungsanlage sicherzustellen, kann es daher vorteilhaft sein, wenn in den Wasserkreislauf bedarfsweise wenigstens ein Wasserkühler zuschaltbar ist.On hot summer days, the removal of waste heat generated in a data processing system may not be sufficiently ensured. In order to ensure adequate cooling of the data processing system on such hot summer days, it may therefore be advantageous if at least one water cooler can be switched into the water cycle as required.

Um den Kühlkreislauf nach Bedarf zu steuern und an die optimalen Temperaturen im Aufzuchtbecken einerseits beziehungsweise im Bereich der Pflanzenanbaufläche andererseits einzuregeln, ist es zweckmäßig, wenn der Kühlvorrichtung eine elektronische Steuereinheit zugeordnet ist, die mit wenigstens einem zur Messung der Kühlwassertemperatur bestimmten Temperatursensor sowie mit mindestens einem Steuerungsventil für die Führung des Wasserkühlkreislaufs in Steuerverbindung steht.In order to control the cooling circuit as needed and to regulate the optimal temperatures in the breeding tank on the one hand or in the field of plant cultivation area, it is expedient if the cooling device is assigned an electronic control unit with at least one temperature sensor for measuring the cooling water temperature and at least one Control valve for the management of the water cooling circuit is in control connection.

Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen in Verbindung mit der Zeichnung sowie der Beschreibung. Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben.Further developments according to the invention will become apparent from the claims in conjunction with the drawings and the description. The invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments.

Es zeigt:It shows:

1 ein in einer schematischen Darstellung gezeigtes System zur Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage, wobei dieses System eine Kühlvorrichtung zum Abführen der Abwärme sowie Vorrichtungen zur Nutzbarmachung der Abwärme der Datenverarbeitungsanlage umfasst, und 1 a system shown in a schematic representation for utilizing the waste heat of a data processing system, said system comprising a cooling device for removing the waste heat and devices for utilization of the waste heat of the data processing system, and

2 ein mit 1 vergleichbares System, bei dem sowohl die Datenverarbeitungsanlage als auch die zur Nutzung der in der Datenverarbeitungsanlage entstehenden Abwärme dienenden Vorrichtungen in übereinanderliegenden Geschossen eines Gebäudes untergebracht sind. 2 one with 1 Comparable system in which both the data processing system as well as the use of the waste heat generated in the data processing system devices are housed in the superposed floors of a building.

In den 1 und 2 sind verschiedenen Ausführungen eines Systems dargestellt, das zur Nutzung der Abwärme einer Datenverarbeitungsanlage 1 bestimmt ist. Das in den 1 und 2 gezeigte System weist eine auch als Serverfarm bezeichnete Datenverarbeitungsanlage 1 mit einer Mehrzahl von Prozessoren auf. Der Betrieb dieser Datenverarbeitungsanlage 1 und insbesondere auch der darin befindlichen Prozessoren ist mit einer hohen Wärmeentwicklung verbunden. Um die Abwärme dieser Datenverarbeitungsanlage 1 abführen zu können, ist eine Kühlvorrichtung vorgesehen, die einen Wasserkreislauf hat. Dieser Wasserkreislauf ist in den 1 und 2 durch mit Pfeilen versehene Linien angedeutet.In the 1 and 2 are presented in different versions of a system that uses the waste heat of a data processing system 1 is determined. That in the 1 and 2 shown system has a designated also as a server farm data processing system 1 with a plurality of processors on. The operation of this data processing system 1 and in particular also the processors therein is associated with a high heat development. To the waste heat of this data processing system 1 To be able to discharge, a cooling device is provided which has a water cycle. This water cycle is in the 1 and 2 indicated by arrows with arrows.

In 1 ist erkennbar, dass die Kühlvorrichtung zum Kühlen der Racks oder der Serverschränke 2 der Datenverarbeitungsanlage 1 dient. Das von der Datenverarbeitungsanlage 1 kommende und dort erwärmte Wasser wird zunächst zumindest einem Aufzuchtbecken 3 zugeführt, das zur Aufzucht wasserlebender Pflanzen oder Tiere dient. Das Aufzuchtbecken 3 kann insbesondere für eine Aquakultur vorgesehen sein oder auch als Hydroponik-Einheit dienen, um möglichst große Mengen von als Nahrungsmittel dienenden Pflanzen, Krustentieren und/oder Fischen aufzuziehen.In 1 It can be seen that the cooling device for cooling the racks or the server cabinets 2 the data processing system 1 serves. That of the data processing system 1 next and there heated water will be at least one rearing tank 3 fed, which serves for the rearing of aquatic plants or animals. The breeding tank 3 may in particular be intended for aquaculture or serve as a hydroponics unit to raise as large quantities of food-serving plants, shellfish and / or fish.

Wie in 2 angedeutet ist, kann das System auch eine Vielzahl solcher Aufzuchtbecken 3 umfassen, die bei Bedarf auch unterschiedlich genutzt werden können. Nachdem das im Kühlwasserkreislauf geführte Wasser die Temperatur in den Aufzuchtbecken 3 beispielsweise auf 20°C bis 24°C erwärmt hat, wird dieses die Abwärme der Datenverarbeitungsanlage 1 transportierende Kühlwasser anschließend einer Bodenheizung 4 zugeführt, oberhalb der einer Pflanzenanbaufläche 5 vorgesehen ist. In dieser Pflanzenanbaufläche 5 wird die Bodenfläche mittels der Bodenheizung 4 derart erwärmt, dass die dort befindlichen Pflanzen 6 optimale Anbaubedingungen vorfinden. Um das Pflanzenwachstum noch zusätzlich zu begünstigen, kann die Abluft im Bereich des wenigstens einen Aufzuchtbeckens 3, die durch die Pflanzen oder Tiere mit Feuchtigkeit und mit CO₂ angereichert wurde, in den Bereich der Pflanzenanbaufläche 5 weitergeführt werden. Dort begünstigt das warme und feuchte Klima und die dort erhöhte CO₂-Konzentration das rasche Wachstum der Pflanzen 6.As in 2 is indicated, the system can also a variety of such breeding tanks 3 include, which can be used differently if necessary. After the run in the cooling water circuit water temperature in the breeding tank 3 For example, heated to 20 ° C to 24 ° C, this is the waste heat of the data processing system 1 transporting cooling water then a floor heating 4 fed, above the plant cultivation area 5 is provided. In this plant cultivation area 5 The floor area is heated by means of underfloor heating 4 heated so that the plants there 6 find optimal growing conditions. In order to promote plant growth even further, the exhaust air in the area of at least one breeding tank 3 , which has been enriched by the plants or animals with moisture and CO ₂ , in the area of the plant acreage 5 be continued. Here, the warm and humid climate and the increased CO ₂ concentration there favor the rapid growth of the plants 6 ,

In 2 ist angedeutet, dass das dort über die Geschosse 0, I, II und III eines Gebäudes 7 verteilte System auch eine Kühlvorrichtung aufweisen kann, dessen Kühlwasserkreislauf über eine Fußbodenheizung 8 geführt ist, die zum Erwärmen von Büro- und/oder Wohnraum dient. Bei dem in 2 dargestellten System ist beispielsweise die Pflanzenanbaufläche 5 und die Aufzuchtbecken 3 in übereinanderliegenden Geschossen I und III des Gebäudes 7 vorgesehen. Dabei ist die Pflanzenanbaufläche 5 im Dachgeschoss III des Gebäudes 7 vorgesehen, welches Dachgeschoss III zumindest bereichsweise verglast ist. Da das Dachgeschoss III des Gebäudes 7 hier über seine gesamte Dachfläche verglast ist, wird eine hohe Sonneneinstrahlung in dem Bereich der Pflanzenanbaufläche 5 erreicht.In 2 it is implied that this is above the floors 0, I, II and III of a building 7 Distributed system may also have a cooling device, the cooling water circuit via a floor heating 8th is led, which serves for heating office and / or living space. At the in 2 The system shown is, for example, the plant acreage 5 and the breeding tanks 3 in superimposed storeys I and III of the building 7 intended. Here is the plant cultivation area 5 in the attic III of the building 7 provided which attic III is at least partially glazed. As the attic III of the building 7 here is glazed over its entire roof surface, is a high solar radiation in the area of plant cultivation area 5 reached.

In 1 ist angedeutet, dass in den Kühlwasserkreislauf eine Kühlwasserzisterne 9 zwischengeschaltet sein kann, deren Ablauf beispielsweise zu den Aufzuchtbecken 3 und/oder der Pflanzenanbaufläche 5 führt, um dort die Entnahme und Verwendung von Kühlwasser als Nutzwasser zu ermöglichen. In der im Unter- oder Erdgeschoss 0 befindlichen Datenverarbeitungsanlage 1 wird das im Kühlwasserkreislauf geführte Kühlwasser aufgeheizt. Das dort erwärmte Kühlwasser wird anschließend dem Aufzuchtbecken zugeführt, wo die Wärme für die Aufzucht von Fischen, Krustentieren und/oder wasserlebenden Pflanzen genutzt wird. In den Aufzuchtbecken 3 erfolgt eine Abkühlung des Kühlwassers. Von den Aufzuchtbecken 3 wird das Kühlwasser, gegebenenfalls durch die Fußbodenheizung 8 hindurch, zu der Pflanzenanbaufläche 5 geführt, die im Dachgeschoss III eine Dachfarm bildet. Im Bereich der Pflanzenanbaufläche wird das im Wasserkreislauf geführte Kühlwasser noch weiter runtergekühlt, um anschließend der Zisterne 9 im Kühlwasserkreislauf zugeführt zu werden. In der Kühlwasserzisterne 9 wird das Kühlwasser auf eine handwarme Temperatur erwärmt, damit das Kühlwasser anschließend auch als Nutzwasser genutzt und beispielsweise den auf der Pflanzenanbaufläche 5 befindlichen Pflanzen 6 zugeführt werden kann, zumal die Pflanzen 6 insbesondere lauwarmes Wasser lieben. Das von Stufe zu Stufe runtergekühlte Wasser wird anschließend wieder der Datenverarbeitungsanlage 1 zugeführt, um dort erneut durch die Datenverarbeitungsanlage 1 aufgeheizt zu werden, damit der Kühlwasserkreislauf anschließend wieder von vorne beginnen kann.In 1 is indicated that in the cooling water circuit a cooling water tank 9 may be interposed, their expiry, for example, to the breeding tank 3 and / or the plant acreage 5 leads to the removal there and Use of cooling water as utility water. In the data processing system located on the lower or ground floor 0 1 the cooling water guided in the cooling water circuit is heated up. The heated cooling water is then fed to the rearing tank, where the heat is used for the rearing of fish, crustaceans and / or aquatic plants. In the breeding tank 3 Cooling of the cooling water takes place. From the breeding tanks 3 is the cooling water, possibly through the floor heating 8th through, to the plant acreage 5 led, which forms a roof farm in the attic III. In the area of the plant cultivation area, the cooling water led in the water cycle is cooled even further down to the cistern 9 to be supplied in the cooling water circuit. In the cooling water tank 9 the cooling water is heated to a hand warm temperature, so that the cooling water then used as a useful water and, for example, on the plant cultivation area 5 located plants 6 can be supplied, especially the plants 6 especially love lukewarm water. The water cooled down from stage to stage is then returned to the data processing system 1 fed to it again through the data processing system 1 be heated, so that the cooling water cycle can then start again from the beginning.

In den 1 und 2 ist nicht weiter dargestellt, dass der Kühlvorrichtung der hier dargestellten Systeme auch eine elektronische Steuereinheit zugeordnet sein kann, die mit wenigstens einem zur Messung der Kühlwassertemperatur bestimmten Temperatursensor sowie mit mindestens einem Steuerungsventil 12 für die Führung des Kühlwasserkreislaufs in Steuerverbindung steht. Mit Hilfe dieser Steuereinheit kann der Kühlwasserkreislauf in den zur Nutzung der Abwärme bestimmten Vorrichtungen geändert und beispielsweise an dort optimale Temperaturbedingungen angepasst werden. Für heiße Sommertage kann es vorteilhaft sein, wenn im Kühlwasserkreislauf vorsorglich auch eine Kühleinheit 11 zuschaltbar ist, mit der die Temperatur des zur Datenverarbeitungsanlage 1 rückströmenden Kühlwassers noch zusätzlich abgesenkt werden kann.In the 1 and 2 is not further shown that the cooling device of the systems shown here may also be associated with an electronic control unit having at least one temperature sensor for measuring the cooling water temperature and at least one control valve 12 is in control connection for the guidance of the cooling water circuit. With the help of this control unit, the cooling water circuit can be changed in the devices used for the use of waste heat and adapted, for example, there optimal temperature conditions. For hot summer days, it may be advantageous if in the cooling water circuit as a precaution also a cooling unit 11 is switchable, with the temperature of the data processing system 1 back flowing cooling water can be additionally lowered.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007062143 B3 [0004]
WO 2010/022800 A1 [0005]

Claims

Method for using the waste heat of a data processing system ( 1 ) Having a plurality of processors by means of a cooling water circuit, characterized in that the waste heat (for heating at least one particular for water living plants or animals breeding basin 3 ) is being used.

Method according to the preamble of claim 1, in particular according to claim 1, characterized in that the waste heat for heating a below a plant growing area ( 5 ) arranged floor heating ( 4 ) is used.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the waste heat first for heating the at least one rearing tank ( 3 ) and then to heat the floor heating ( 4 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one breeding tank ( 3 ) is used for aquaculture or hydroponics.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling water circuit for cooling of racks and / or server cabinets ( 10 ) of the data processing system ( 1 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the exhaust air of the at least one rearing tank ( 3 ) of the crop acreage ( 5 ) is supplied.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the waste heat is used for heating of office or living spaces and that these office or living spaces preferably by means of a floor heating ( 8th ) are heated.

System for utilizing the waste heat of a data processing system, in particular according to the method of one of claims 1 to 7, with a plurality of processors, with a cooling device for removing the waste heat and with at least one device for utilization of the waste heat of the data processing system, characterized in that the at least one device is a rearing tank intended for aquatic plants or animals ( 3 ).

System according to the preamble of claim 8, in particular according to claim 8, characterized in that the at least one device a plant cultivation area ( 5 ).

System according to claim 8 or 9, characterized in that the cooling device has a water cooling circuit for removing the waste heat.

System according to one of claims 8 to 10, characterized in that the water cooling circuit via the at least one rearing tank ( 3 ) is guided.

System according to one of claims 8 to 11, characterized in that the water cooling circuit via a floor heating ( 4 ) over which the crop acreage ( 5 ) is provided.

System according to one of claims 8 to 12, characterized in that the water cooling circuit via a floor heating ( 8th ), which is used for heating office and / or living space.

System according to one of claims 8 to 13, characterized in that the cooling device for cooling racks or server cabinets ( 10 ) of the data processing system ( 1 ) serves.

System according to one of claims 8 to 14, characterized in that the plant growing area ( 5 ) and that at least one rearing tank ( 3 ) in superimposed storeys (0, I, II, III) of a building ( 7 ) are provided.

System according to one of claims 8 to 15, characterized in that the plant growing area ( 5 ) in the attic (III) of the building ( 7 ) is provided.

System according to one of claims 8 to 16, characterized in that the attic (III) is at least partially glazed.

System according to one of claims 8 to 17, characterized in that in the water cooling circuit a cooling water tank ( 9 ) is interposed and that a drain of the cooling water cistern ( 9 ) to the at least one rearing tank ( 3 ) or the at least one plant cultivation area ( 5 ) leads to the removal and use of cooling water as working water.

System according to one of claims 8 to 18, characterized in that in the water cycle, if necessary, at least one cooler ( 11 ) is switchable.

System according to one of claims 8 to 19, characterized in that the cooling device is associated with a control unit having at least one temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water and with at least one control valve ( 12 ) is in control connection for the guidance of the cooling water circuit.