ES2371194B1 - Método de acondicionamiento de aire para salas de equipos informáticos e instalación para llevar a cabo dicho método. - Google Patents

Método de acondicionamiento de aire para salas de equipos informáticos e instalación para llevar a cabo dicho método. Download PDF

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Abstract

Método de acondicionamiento de aire para salas de equipos informáticos e instalación para llevar a cabo dicho método, determinando una circulación de salida y entrada de aire entre el interior y el exterior de la sala de aplicación por medio de una unidad (3) de extracción y absorción, y una recirculación del aire interior de la sala, a través de una unidad (4) refrigeradora, combinando ambas actividades mediante un control automático, el cual determina la actuación individual de una u otra actividad o de ambas a la vez, en función de rangos de la temperatura exterior.

Description

activa la circulación de aire respecto del exterior.
Método de acondicionamiento de aire para salas de equipos informáticos e instalación para llevar a cabo dicho método. Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con el acondicionamiento de aire para mantener unas condiciones ambientales adecuadas en las salas de equipos informáticos, proponiendo un sistema que optimiza el consumo energético mediante la combinación de una circulación de entrada y salida de aire respecto del exterior y una recirculación del aire interior, realizando la función del acondicionamiento en condiciones particulares para distintos rangos de la temperatura exterior. Estado de la técnica
Los equipos informáticos generan en su funcionamiento un calor que se va acumulando, por lo que es necesaria una refrigeración que evite la elevación de la temperatura hasta valores perjudiciales para el funcionamiento o la conservación de los equipos.
El calor que generan los aparatos de los equipos, afecta al ambiente del conjunto en las salas de equipos informáticos, de manera que en dichas salas es necesario efectuar de modo continuo un acondicionamiento del aire, para mantener la temperatura y la humedad en valores adecuados para el funcionamiento y la conservación de los equipos instalados en el interior de las salas.
Convencionalmente el acondicionamiento del aire en las salas de equipos informáticos se efectúa mediante una recirculación del aire interior de la sala a través de una unidad refrigeradora, lo cual requiere el tratamiento continuo de un gran volumen de aire, resultando el consumo de la unidad refrigeradora muy elevado. Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un sistema para acondicionar el aire en las salas de equipos informáticos, mediante el cual se consigue una acción eficaz del acondicionamiento ambiental de las salas de aplicación, con un consumo energético considerablemente reducido.
Este sistema objeto de la invención comprende una circulación de entrada y salida de aire entre el interior de la sala de aplicación y el exterior, por medio de una unidad de extracción y absorción, y una recirculación del aire interior de la sala, a través de una unidad refrigeradora, combinando ambas formas operativas en función de rangos de la temperatura exterior.
El funcionamiento de las formas operativas del sistema se establece mediante un control automático que actúa en función de las señales de sondas medidoras de la temperatura en el exterior y en el interior de la sala de operación, de forma que en un rango bajo, del orden de entre -5ºC y 14ºC, de la temperatura exterior se establece un funcionamiento de la entrada y salida de aire respecto del exterior, mediante la unidad de extracción y absorción, permaneciendo inactiva la recirculación por la unidad refrigeradora; en un rango intermedio, del orden de entre 14ºC y 21ºC, de la temperatura exterior se establece un funcionamiento simultáneo de las dos formas operativas del sistema; y en un rango alto, por encima de un valor del orden de 21ºC, de la temperatura exterior se establece un funcionamiento de la recirculación del aire interior, a
Se obtiene así un sistema que, cuando la temperatura exterior es baja, aprovecha el aire exterior para refrigerar el ambiente interior de la sala de aplicación, sin ningún consumo de la unidad refrigeradora; en tanto que cuando la temperatura exterior es de un valor comprendido en un rango medio, la refrigeración del interior de la sala de aplicación se realiza mediante acción combinada del aire exterior y de la unidad refrigeradora, utilizándose por lo tanto solo de una forma parcial la acción de la unidad refrigeradora; mientras que cuando la temperatura exterior supera un valor determinado, la refrigeración del interior de la sala de aplicación se realiza solo mediante recirculación del aire interior a través de la unidad refrigeradora.
De este modo, el consumo energético global de la refrigeración de una sala, resulta significativamente reducido, ya que el consumo energético lo determina mayoritariamente el funcionamiento de la unidad refrigeradora, la cual solo se utiliza cuando la temperatura exterior de la sala de aplicación es de unos valores determinados.
La unidad de extracción y absorción de aire consta de una conducción de salida y una conducción de entrada, provistas con ventiladores de impulsión del aire, yendo dispuestas en relación con dichas conducciones sendas compuertas practicables de comunicación respecto del exterior de la sala a refrigerar, mientras que entre ambas conducciones se incluye otra compuerta practicable de comunicación entre dichas conducciones, por medio de las cuales compuertas se establece la apertura y cierre de paso del aire, según corresponda, para el funcionamiento del sistema en las formas operativas correspondientes a los distintos rangos de la temperatura exterior.
Por todo ello, el sistema de la invención resulta de unas características ventajosas para la función a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los sistemas convencionales que se utilizan para la misma aplicación. Descripción de las figuras
La figura 1 muestra esquemáticamente una vista parcial de una sala de equipos informáticos equipada con el sistema acondicionador de aire preconizado.
La figura 2 es la vista de la figura anterior indicando el funcionamiento del sistema acondicionador de aire en un rango de, por ejemplo, entre -5ºC y 9ºC de la temperatura exterior.
La figura 3 es la misma vista indicando el funcionamiento del sistema acondicionador de aire en un rango de, por ejemplo, entre 9ºC y 14ºC de la temperatura exterior.
La figura 4 es la misma vista indicando el funcionamiento del sistema acondicionador de aire en un rango de, por ejemplo, entre 14ºC y 21ºC de la temperatura exterior.
La figura 5 es la misma vista indicando el funcionamiento del sistema acondicionador de aire cuando la temperatura del exterior de la sala de aplicación supera los 21ºC. Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un sistema acondicionador de aire para salas de equipos informáticos, mediante el cual se hace pasar una corriente de aire de refrigeración por los equipos informáticos (1), por ejemplo a través de un suelo técnico (2), de
3 ES 2371194A1 4
terminando dicha corriente de aire de refrigeración, mediante una operatividad combinada de circulación de aire entre el interior y el exterior de la sala de aplicación y una recirculación del aire interior de la sala.
La circulación de aire entre el interior y el exterior de la sala se realiza por medio de una unidad (3) de extracción y absorción, en tanto que la recirculación del aire interior de la sala se realiza a través de una unidad (4) refrigeradora, entrando ambas corrientes de aire por la parte inferior del suelo técnico (2), para ascender pasando por los equipos informáticos
(1) arrastrando el calor de los mismos.
La unidad (4) refrigeradora es una unidad de las que se utilizan de manera convencional para acondicionar por recirculación el aire ambiente en el interior de recintos o salas de aplicación.
La unidad (3) de extracción y absorción, consta de una conducción (5) de salida de aire desde el interior de la sala de aplicación al exterior, y una conducción
(6) de entrada de aire desde el exterior al interior de la sala, yendo dispuestos en ambas conducciones (5 y 6) unos ventiladores (7) de impulsión del aire, y en la conducción (6) de entrada de aire desde el exterior, además, un grupo (8) de filtración y humidificación adiabática del aire.
La conducción (5) de salida de aire y la conducción (6) de entrada de aire, disponen de sendas compuertas practicables (9 y 10) en la comunicación con el exterior, mientras que entre ambas conducciones (5 y 6) hay una comunicación provista con otra compuerta practicable (11); en tanto que entre la conducción (6) de entrada de aire y el interior de la sala de aplicación, hay dos vías de comunicación provistas a su vez con respectivas compuertas practicables (12 y 13), la primera de comunicación directa hacia la parte inferior del suelo técnico (2) y la segunda de comunicación hacia la unidad (4) refrigeradora.
Todo el conjunto funcional del sistema acondicionador es controlado automáticamente por un sistema electrónico en función de las señales que proporcionan varias sondas medidoras de la temperatura-humedad en el exterior e interior de la sala de operación así como en los conductos de aportación y extracción (14), poniendo en funcionamiento la circulación de salida y entrada de aire respecto del exterior, y/o la recirculación del aire interior, en combinación con la apertura y cierre de cada una de las compuertas practicables (9, 10, 11, 12 y 13), según corresponda, para el funcionamiento operativo del sistema acondicionador en función de la temperatura exterior.
De acuerdo con ello, se prevé una forma operativa de funcionamiento, para un rango entre -5ºC y 9ºC de la temperatura exterior, con funcionamiento de la unidad (3) de extracción y absorción, estando abiertas las compuertas practicables (9, 10, 11 y 12), mientras que la compuerta practicable (13) permanece cerrada y la unidad (4) refrigeradora inactiva, de forma que, como se observa en la figura 2, se produce una circulación de aire desde el interior de la cámara hacia el exterior a través de la conducción (5) y desde el exterior hacia el interior a través de la conducción (6), a la vez que una parte del aire que se extrae del interior pasa desde la conducción (5) de salida hasta la conducción
(6) de entrada, a través de la compuerta practicable (11), entrando el aire que se introduce a la cámara por la parte inferior del suelo técnico (2), para salir por la parte superior. Es decir que, en este caso, el acondicionamiento se produce mezclando aire procedente del interior de la sala con aire que se introduce desde el exterior, sin refrigeración complementaria.
En un rango entre 9ºC y 14ºC de la temperatura exterior, el funcionamiento es en las mismas condiciones, pero con la compuerta practicable (11) cerrada, es decir que todo el aire que se extrae de la cámara es enviado al exterior a través de la compuerta practicable (9) y todo el aire que se introduce se toma del exterior a través de la compuerta practicable (10), como se observa en la figura 3. Es decir que, en este caso, el acondicionamiento se produce solo con aire que se introduce desde el exterior, sin refrigeración complementaria.
En un rango entre 14ºC y 21ºC de la temperatura exterior, todo el aire que se extrae de la cámara es enviado al exterior y todo el aire que se introduce se toma del exterior, como en el rango anterior, pero con la compuerta practicable (12) cerrada y la compuerta practicable (13) abierta, funcionando a la vez la unidad (3) de extracción y absorción y la unidad (4) refrigeradora, de manera que el aire que se introduce pasa por la unidad (4) refrigeradora hacia la parte inferior del suelo técnico (2), como se observa en la figura 4. Es decir que, en este caso, el acondicionamiento se produce con aire que se introduce desde el exterior, pasando por una refrigeración complementaria.
Cuando la temperatura exterior es superior a 21ºC, la unidad (3) de extracción y absorción permanece inactiva y la unidad (4) refrigeradora en funcionamiento, produciéndose una recirculación del aire interior de la sala a través de la unidad (4) refrigeradora, como se observa en la figura 5. Es decir que, en este caso, no se produce circulación de entrada y salida de aire respecto del exterior, ya que la influencia del aire exterior no resulta significativa para el mantenimiento de las condiciones necesarias del ambiente interior de la sala y por lo tanto no compensa el funcionamiento de la unidad (3) de extracción y absorción.
De esta forma, la unidad (4) refrigeradora solo funciona totalmente cuando la temperatura exterior de la cámara de aplicación supera un valor determinado, y en un rango por debajo de ese valor de la temperatura exterior, dicha unidad (4) refrigeradora solo funciona parcialmente, con lo cual el conjunto global de consumo del sistema de acondicionamiento resulta muy reducido respecto de los sistemas convencionales que realizan el acondicionamiento solo mediante recirculación con refrigeración del aire interior de las cámaras de aplicación.
Los rangos indicados de la temperatura exterior para el funcionamiento del sistema en las distintas formas operativas, se deben entender como un ejemplo práctico, sin carácter limitativo, ya que en función de las características estructurales y dimensiones de las salas de aplicación y de los equipos informáticos
(1) que se hallen instalados en ellas, pueden variar los rangos de la temperatura exterior para los que se determinen las distintas formas operativas del sistema.
Por debajo de -5ºC de la temperatura exterior, la unidad (3) de extracción y absorción de aire puede tener problemas de desescarche y producirse bloqueos en la entrada del aire, así como daños en el grupo (8) de filtración y humidificación, por la impulsión de aire con fragmentos de hielo, por lo que en este rango de la temperatura exterior no es recomendable el funcionamiento de dicha unidad (3) de extracción y absorción del aire entre el interior y el exterior de la cámara de aplicación.
5 ES 2371194A1 6

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método de acondicionamiento de aire para salas de equipos informáticos, del tipo destinado para refrigerar los equipos informáticos (1) instalados en las salas de aplicación y mantener el ambiente interior de dichas salas en unas condiciones adecuadas para el funcionamiento y conservación de los equipos informáticos (1), caracterizado porque comprende una circulación de salida y entrada de aire entre el interior y el exterior de la sala de aplicación, por medio de una unidad (3) de extracción y absorción, y una recirculación del aire interior de la sala, a través de una unidad
    (4) refrigeradora, combinando ambas actividades mediante control automático en función de rangos de la temperatura exterior, de modo que en un rango bajo, del orden de entre -5ºC y 14ºC, de dicha temperatura exterior solo actúa la circulación de salida y entrada de aire entre el interior y el exterior de la sala, mientras que en un rango medio, del orden de entre 14ºC y 21ºC, de la temperatura exterior actúan conjuntamente la circulación de salida y entrada de aire respecto del exterior y la recirculación del aire interior de la sala, en tanto que por encima de un determinado valor, del orden de 21ºC, de la temperatura exterior solo funciona la recirculación del aire interior de la sala.
  2. 2. Instalación de acondicionamiento de aire para, llevar a cabo el método de la primera reivindicación, comprendiendo una unidad (3) de extracción y absorción para realizar una circulación de salida y entrada de aire entre el interior y el exterior de la sala de aplicación, y una unidad (4) refrigeradora para realizar a través de ella una recirculación del aire interior de la sala, caracterizada porque la unidad (3) de extracción y absorción de aire comprende una conducción
    (5) de salida de aire, y una conducción (6) de entrada de aire, provistas con ventiladores (7) de impulsión del aire, yendo dispuestas en relación con dichas conducciones sendas compuertas practicables (9 y 10) de comunicación respecto del exterior de la sala de aplicación, mientras que entre ambas conducciones (5 y 6) se incluye una compuerta practicable (11) de comunicación entre ellas.
  3. 3. Instalación de acondicionamiento de aire, de acuerdo con la segunda reivindicación, caracterizada porque entre la conducción (6) de entrada de aire de la unidad (3) de extracción y absorción y el interior de la cámara de aplicación se establecen dos vías de comunicaciones provistas con respectivas compuertas practicables (12 y 13), la primera de comunicación directa hacia la parte inferior de un suelo técnico (2) por encima del cual se encuentran los equipos informáticos (1) y la segunda de comunicación hacia la unidad
    (4) refrigeradora, desde la cual el aire pasa a su vez hacia la parte inferior del suelo técnico (2).
  4. 4. Instalación de acondicionamiento de aire, de acuerdo con la segunda reivindicación, caracterizada porque en la conducción (6) de entrada de aire de la unidad (3) se incluye un grupo (8) de filtración y humidificación adiabática del aire que se introduce desde el exterior hacia el interior de la cámara de aplicación.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201000760
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 09.06.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    EP 1217879 A2 (SIEMENS INF & COMM NETWORKS) 26.06.2002, 1,2,4
    párrafos 1,7,8,14,16,16-24; figuras 3-5.
    X
    US 7430118 B1 (NOTEBOOM SCOTT et al.) 30.09.2008, 1,2,4
    resumen; columna 6, línea 62 – columna 7 línea 20; columna 7, línea 45 – columna 8, línea 4;
    columna 8, líneas 21-38; figuras 5,6.
    X
    US 2009210096 A1 (STACK JOHN F et al.) 20.08.2009, 1
    resumen; párrafos 2-5,9,12,40,41,43,44,51-60,73,74,84; figuras 1,2,4.
    A
    US 4995307 A (FLOYD BOBBY) 26.02.1991, 1,2,4
    resumen; columna 2, líneas 56-63; columna 3, líneas 38-45,59-64; figuras.
    A
    US 2008185446 A1 (TOZER ROBERT M) 07.08.2008, 1,2,4
    resumen; párrafos 11,13-15,21,31,37-41,45,48-52; figuras.
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 12.08.2011
    Examinador P. Del Castillo Penabad Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201000760
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD H05K7/20 (2006.01)
    F24F11/00 (2006.01) F24F13/02 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    H05K, F24F
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201000760
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 12.08.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 3 1, 2, 4 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201000760
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    EP 1217879 A2 (SIEMENS INF & COMM NETWORKS) 26.06.2002
  5. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    Se considera que el documento D01 es, del estado de la técnica, el más próximo al objeto reivindicado.
    Este documento D01 (las referencias se refieren a este documento) describe (párrafos 1, 8, 9, 15, 17-25; figuras 3-5) un método para el acondicionamiento de cabinas de equipos electrónicos. Comprende entrada y salida de aire y recirculación de aire a través de una unidad refrigeradora, combinando ambas actividades mediante control automático en función de rangos de temperatura exterior:
    -A temperaturas bajas solo actúa la circulación de salida y entrada de aire -A temperaturas altas solo funciona la recirculación a través de la unidad refrigeradora -A temperaturas intermedias el sistema utiliza la salida y entrada de aire exterior y la unidad refrigeradora
    También describe una instalación para llevar a cabo este método que comprende:
    -Una entrada de aire exterior y una salida de aire al exterior, -Una unidad refrigeradora a través de la que se puede recircular el aire interior -Una compuerta con dos brazos con diversas opciones de posicionamiento de forma que permite/impide la entrada del aire exterior o la salida de aire interior, así como la comunicación entre la salida y la entrada de aire.
    Las únicas diferencias entre las reivindicaciones 1 y 2 de la solicitud y D01 estriban en la existencia de unidades de extracción con ventiladores y conducciones así como varias compuertas en lugar de una sola, que son opciones de diseño conocidos en el sector técnico del acondicionamiento del aire en instalaciones de equipos informáticos y electrónicos y que el experto en la materia implementaría en la invención objeto de solicitud sin hacer uso de actividad inventiva. Por tanto estas reivindicaciones carecen de actividad inventiva.
    La reivindicación 4 dependiente de la reivindicación 2 carece de actividad inventiva puesto que la utilización de filtros y humidificadores es de general conocimiento en el sector del acondicionamiento de aire.
    Por todo lo anterior las reivindicaciones 1, 2 y 4 de la solicitud son nuevas pero carecen de actividad inventiva según los artículos 6 y 8 de la Ley 11/86 de Patentes.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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