ES2595802T3

ES2595802T3 - Sistema y método para climatización

Info

Publication number: ES2595802T3
Application number: ES11008439.9T
Authority: ES
Inventors: Martin Gallmann; Olivier Honold; Rupert Reiter
Original assignee: Knuerr GmbH
Current assignee: Vertiv Integrated Systems GmbH
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2017-01-03
Anticipated expiration: 2027-11-09
Also published as: ES2361646T3; EP2059105A1; BRPI0817381A2; US8690651B2; US20100304657A1; EP2421349B1; RU2433578C1; EP2208406B1; EP2218313A1; ES2357875T3; JP2011503853A; US20110014862A1; CN101861764A; ATE540566T1; JP5033239B2; CN101861764B; ATE505939T1; WO2009059649A1; AU2008324374A1; EP2421349A1

Abstract

Un dispositivo para controlar parámetros de clima de una pluralidad de bandejas (305, 310) dispuestas de tal forma de conforman al menos un pasillo (315) entre ellas y de modo que para cada uno de los al menos un pasillo, uno de entre los lados de suministro y los lados de extracción de todas las bandejas adyacentes al pasillo están orientados hacia el pasillo, mientras que al menos un elemento de cubierta sella el pasillo en una parte superior, comprendiendo el elemento de cubierta una abertura de purga, y donde los extremos del pasillo están cerrados por al menos uno de entre bandejas y elementos de terminación, estando caracterizado el dispositivo por - al menos un sensor (335; 345) adaptado para determinar una dirección del flujo de medio en la abertura (340) de purga dispuesto para purgar el medio desde o hacia el pasillo de modo que la dirección es indicativa del exceso de aire dentro del pasillo o una caída de presión dentro del pasillo, donde el medio es aire; y - una unidad de control conectada al al menos un sensor y adaptada para controlar las prestaciones de un transportador que transporta el medio a lo largo de un camino a lo largo del cual el medio se intercambia entre una unidad (320) de climatización y la pluralidad de bandejas.

Description

imagen1

imagen2

imagen3

imagen4

imagen5

5

15

25

35

45

55

65

La unidad 320 de climatización también comprende un transportador (no mostrado) para impulsar aire frío hacia un conducto 325. Durante el funcionamiento normal, el transportador puede impulsar el aire de refrigeración a una velocidad de aire de 1 a 3 m por segundo. En una realización, la velocidad del aire puede estar entre 1,5 y 2,2 m por segundo. La velocidad del aire está relacionada con una altura del conducto 330 a lo largo del cual se impulsa el aire frío desde la unidad 320 de climatización hacia el pasillo 315. La altura del conducto puede estar entre 150 y 800 mm. En una realización, la altura puede estar entre 300 y 600 mm. En otra realización más, la altura puede estar entre 400 y 500 mm. Dependiendo de la velocidad del aire y de la altura del conducto 330, la presión de aire dentro del conducto 330 puede ser baja, por ejemplo no más de 10 Pascal por encima de la presión del aire dentro del centro de datos (no mostrado).

En un extremo superior del pasillo 315 se sitúa un sensor 335 de temperatura cerca de un orificio (o conducto) 340 de purga. Durante el funcionamiento normal, la temperatura determinada por el sensor 335 de temperatura puede estar entre 18 y 30ºC. En otra realización, la temperatura puede estar entre 22 y 26ºC.

Otro sensor 345 de temperatura está situado cerca de una admisión de la unidad 320 de climatización. Aquí, el aire calentado por los armarios de servidor puede tener una temperatura de alrededor de 32 hasta 38ºC. Bajo ciertas condiciones, la temperatura puede aumentar hasta valores entre 35 y 42ºC.

Comenzando por el funcionamiento normal, en caso de que el equipamiento dentro de una de las cabinas 305 y 310 de servidor disipe más calor y por tanto requiera más refrigeración, utilizará los ventiladores internos para impulsar más aire de refrigeración por unidad de tiempo desde el pasillo 315 a través del armario 305 y 310 de servidor. Debido a esto, la presión dentro del pasillo 315 con respecto del resto del centro de datos caerá ligeramente. En consecuencia, se absorberá una cierta cantidad de aire caliente a través del orificio 340 de purga en dirección al interior del pasillo 315. Como este aire absorbido pasará por el sensor 335 de temperatura, se puede determinar la diferencia de temperatura entre la temperatura determinada por el sensor 335 de temperatura y la temperatura determinada por el sensor 325. Esto puede interpretarse como una necesidad de más aire de refrigeración dentro del pasillo 315. Usando un transportador (no mostrado) integrado en la unidad 320 de climatización, se impulsa más aire frío por unidad de tiempo a través del conducto 330. Como existe un sistema de regulación que mantiene la temperatura del aire que sale de la unidad 320 de climatización en una temperatura constante, hay efectivamente más aire frío por unidad de tiempo disponible para los armarios 305 y 310 de servidor. Por tanto, ya no existirá diferencia de presión entre el pasillo 315 y el resto del centro de datos y ya no se absorberá más aire caliente a través del orificio 340 de purga. Por tanto, la temperatura registrada por el sensor 335 de temperatura caerá a un valor más normal.

Similarmente, en caso de que los dispositivos situados en los armarios 305 y 310 de servidor tengan menos potencia para disipar y por tanto impulsen menos aire desde el pasillo 315 a través de los armarios 305 y 310 de servidor, la temperatura registrada por el sensor 335 de temperatura caerá con respecto de la temperatura registrada por el sensor 325 de temperatura. Esto puede interpretarse como un exceso de aire frío dentro del pasillo 315, y puede disminuirse la impulsión de aire frío desde la unidad 320 de climatización al conducto 330.

Regulación de temperatura del aire ambiente de unidades de flujo descendente “tradicional”

Las regulaciones existentes relativas a las unidades de flujo descendente se concentran en la regulación del aire ambiente o de retorno. Eso tiene sentido si no se usa una contención de tipo pasillo caliente y frío. Si el flujo de aire no se controla, es difícil garantizar el aire ambiente. Por tanto, la mejor manera de garantizar la temperatura ambiente para los sistemas IT es refrigerar toda la habitación a 22-26ºC. El aire ambiente o de retorno controla la válvula de agua fría. El aire suministrado puede tener una temperatura de 16-24ºC dependiendo de la temperatura del aire de retorno.

Regulación de temperatura del aire de suministro de unidades descendentes “nuevo”

La idea de la nueva estrategia de control se centra en un flujo de aire controlado al pasillo frío. Basándose en el hecho de que los sistemas IT llevan el aire frío fuera del pasillo frío por sí mismos, calientan el aire internamente e impulsan el aire caliente hacia el pasillo caliente, no es necesario refrigerar la totalidad de la habitación del centro de datos. Este es el motivo por el que se cambia la estrategia de control desde regulación del aire ambiente y de retorno a regulación del aire suministrado.

Regulación de temperatura ambiente del pasillo frío “nuevo”

La idea básica es suministrar tanto aire frío al pasillo frío como demande el pasillo frío. Los sensores situados en el pasillo frío miden la temperatura en la parte superior de las bandejas de servidor. El valor de referencia de temperatura es de dos hasta cinco grados mayor que el valor de referencia de temperatura de suministro. Si la temperatura en la parte superior de los servidores es menor que el valor de referencia, es una indicación de que las unidades de flujo descendente suministran demasiado aire frío al pasillo frío. Si la temperatura es más alta que el valor de referencia, esto es una indicación de que las unidades de flujo descendente no suministran suficiente aire

7

imagen6

imagen7

Panel maestro

Toda la información se visualizará a través de un panel táctil. Puede modificarse el estado, valores de referencia, y parámetros del controlador maestro y las unidades de flujo descendente. 5 Luces de control

-Alarma T1mech (roja) -Alarma T1elek (roja) -Operación anormal (blanca) -Watchdog (roja)

No hay luces de control en las luces de flujo descendente.

15 Otros comentarios relativos a las realizaciones anteriores.

 Aumentar la densidad en una habitación del Centro de Datos usando CAC.

-Disposición de bandejas sin pasillos frío y caliente / CAC = 0 – 500 W/m2 -Disposición de bandejas con pasillos frío y caliente = 0 – 1’000 W/m2 -Disposición de bandejas con contención de pasillo frío = 0 – 1’500 W/m2 (con CAC puede ser posible ir incluso más allá pero aún no hemos hecho pruebas).

 Elevar la eficiencia de las unidades de flujo Descendente disminuyendo el flujo de aire. En una habitación 25 de 300 m2 con 1’000 W/m2 de densidad podemos evitar ~ 36’000 CHF de coste de energía al año -Este resultado está basado en la mayor eficiencia de los DFUs.

 Evitar “puntos calientes” y usar la totalidad del espacio de bandeja. El volumen de aire en los pasillos fríos puede controlarse mejor en entornos cerrados. -Es posible una carga multi IT (temperatura y humedad homogéneamente distribuidos)

Ventajas de CAC

 Fácil instalación o mejora en todas las posibles habitaciones DC con un mínimo de suele elevado (30 cm o 35 un pie (30,48 cm)).

 No es necesaria una disposición significativa de DFUs en las habitaciones DC.

 La menor velocidad de ventilador de los DFUs fuerza menos ruido en las habitaciones DC.

 Temperatura y humedad homogéneamente distribuidas por todos los sistemas IT.

 Disposición flexible de los sistemas IT en los armarios.

45  Se pueden usar completamente todos los armarios (sin armarios vacíos).

 Los problemas en el DFU tienen menos impacto (puede perderse < 50% de los DFUs).

 Costo energético y de funcionamiento de los DFUs reducido.

 Máximo ahorro posible elevando la temperatura del agua fría en la planta de refrigeración (se puede conseguir aumentar el tiempo de refrigeración libre).

 Aumento de la densidad en una habitación de Centro de Datos mediante el uso de CAC para conseguir la 55 máxima capacidad de una bandeja.

-Carga de bandeja de 03,6 kW (Planta: 3,5 m2 = 1’030 W/m2) = Pasado! -Carga de bandeja de 07,2 kW (Planta: 3,5 m2 = 2’060 W/m2) = Pasado! -Carga de bandeja de 10,8 kW (Planta: 3,5 m2 = 3’090 W/m2) = Pasado! -Carga de bandeja de 14,4 kW (Planta: 3,5 m2 = 4’120 W/m2) = Pasado! (Aún por definir la distribución eléctrica para más de 10 kW por bandeja)

Con CAC puede ser posible un aumento incluso mayor pero no hemos podido determinar el límite con la instalación de prueba existente. La instalación de prueba no era capaz de superar los 312 kW o 4’120 65 W/m2, en otras palabras, no hemos podido demostrar el límite de una instalación de contención de pasillo

10

imagen8

L10UC

12

imagen9

imagen10

La herramienta de cálculo está limitada a una temperatura de entrada de aire máxima de unidad < 30ºC y un flujo de aire mínimo de unidad < 12’400 m3/h. Es posible y se ha demostrado una mejora adicional.

14

imagen11

Claims

imagen1

imagen2