DE102007051048A1 - Plant with spatially distributed heat sources with cooling system and method for cooling a system with spatially distributed heat sources - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen vorgeschlagen, welche mit einem Kühlsystem versehen ist, umfassend einen Aufstellungsraum, in welchem die Wärmequellen angeordnet sind, eine zentrale Abluftöffnung, welche an einer Decke des Aufstellungsraums angeordnet ist, und eine Kaminturmeinrichtung, welche in die zentrale Abluftöffnung mündet.It is proposed a system with spatially distributed heat sources, which is provided with a cooling system comprising a installation space in which the heat sources are arranged, a central exhaust opening, which is arranged on a ceiling of the installation space, and a fireplace tower device, which in the central Exhaust opening opens.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen, welche mit einem Kühlsystem versehen ist.The The invention relates to a system arranged spatially distributed Heat sources, which with a cooling system is provided.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen.The The invention further relates to a method for cooling a system with spatially distributed arranged heat sources.
Ein Beispiel einer solchen Anlage ist ein Rechenzentrum. Die räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen sind elektrische Geräte, welche beispielsweise über Lüfter lokal gekühlt sind. Diese Lüfter stellen die Abwärme der Umgebung bereit.One An example of such a system is a data center. The spatially distributed arranged heat sources are electrical appliances, which for example over Fan locally refrigerated are. These fans put the waste heat ready for the environment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auf effektive Weise kühlbar ist.Of the Invention is based on the object, a system of the aforementioned To provide a type which is effectively coolable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Aufstellungsraum vorgesehen ist, in welchem die Wärmequellen angeordnet sind, eine zentrale Abluftöffnung vorgesehen ist, welche in einer Decke des Aufstellungsraums angeordnet ist, und eine Kaminturmeinrichtung vorgesehen ist, welche in die zentrale Abluftöffnung mündet.These Task is inventively characterized solved, that a installation space is provided, in which the heat sources are arranged, a central exhaust port is provided, which is arranged in a ceiling of the installation room, and a chimney tower device is provided, which opens into the central exhaust port.
Um die Wärmequellen steigt erwärmte Luft zu der Decke auf. Diese erwärmte Luft wird über die Abluftöffnung mittels des Kamineffekts der Kaminturmeinrichtung abgesogen.Around the heat sources rises warmed up Air on to the ceiling. This heated Air is over the exhaust opening sucked by the chimney effect of the chimney tower device.
Dadurch lässt sich auf einfache und effektive Weise Abwärme aus der Anlage entfernen. Der dazu nötige Energieaufwand lässt sich gering halten. Es ist sogar möglich, wenn die Kaminturmeinrichtung als Aufwindkraftwerk genutzt wird und eine oder mehrere Turbinenschaufeln (Schaufelräder) vorgesehen werden, elektrischen Strom aus der Abwärme zu generieren.Thereby let yourself Remove waste heat from the system in a simple and effective way. The necessary Energy expenditure leaves keep yourself low. It is even possible if the chimney tower is used as an updraft power plant and one or more turbine blades (Impellers) be provided to generate electrical power from the waste heat.
Das Kühlsystem lässt sich dadurch mit neutraler oder sogar positiver Energiebilanz realisieren.The cooling system let yourself thereby realize with neutral or even positive energy balance.
Das Kühlsystem lässt sich auf einfache Weise konstruieren.The cooling system let yourself construct in a simple way.
Es ist beispielsweise nicht notwendig, eine Kühlmittelzufuhr lokal zu den Wärmequellen zu verwenden; durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich über eine Luftströmung, welche über die zentrale Abluftöffnung abgeführt wird, eine gewissermaßen globale Kühlung erreichen. Durch eine geeignete Ausbildung eines Strömungsfelds mittels einfacher konstruktiver Maßnahmen lässt sich dadurch eine effektive Kühlung erreichen.It For example, it is not necessary to have a coolant supply locally to the heat sources to use; by the solution according to the invention can be via an air flow, which over the central exhaust opening dissipated becomes, so to speak, global cooling to reach. By a suitable formation of a flow field By means of simple constructive measures can be an effective cooling to reach.
Die Ausbildung des Aufstellungsraums außerhalb einer direkten Umgebung der zentralen Abluftöffnung ist nur gering durch die Kaminturmeinrichtung beeinflusst.The Training the installation room outside a direct environment the central exhaust opening is only slightly influenced by the chimney tower.
Günstig ist es, wenn der Aufstellungsraum eine zentrale Höhenachse aufweist, an welcher die zentrale Abluftöffnung angeordnet ist. Dadurch lässt sich ein symmetrisiertes Strömungsfeld erreichen, um eine gleichmäßige Kühlung zu erreichen.Cheap is it, if the installation space has a central elevation axis at which the central exhaust opening is arranged. This can be done a symmetrized flow field achieve uniform cooling to reach.
Insbesondere ist es dann günstig, wenn die zentrale Abluftöffnung rotationssymmetrisch um die zentrale Höhenachse ausgebildet ist. Dadurch lassen sich gleichmäßige Strömungsverhältnisse erreichen und dadurch lässt sich eine große Fläche des Aufstellungsraums mit hohem Homogenitätsgrad effektiv kühlen.Especially is it then cheap if the central exhaust opening is formed rotationally symmetrical about the central elevation axis. Thereby can be uniform flow conditions reach and thereby let a big one area effectively cool the installation room with a high degree of homogeneity.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn ein Innenraum der Kaminturmeinrichtung rotationssymmetrisch zu der zentralen Höhenachse ausgebildet ist. Über den Innenraum wird erwärmte Abluft abgeführt und dann in den Außenraum abgegeben.Out for the same reason it is favorable if an interior of the chimney tower device is rotationally symmetrical to the central elevation axis is trained. about the interior is heated Exhaust air discharged and then outside issued.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Aufstellungsraum eine mindestens zweizählige Symmetrie bezogen auf die zentrale Höhenachse aufweist. Im Idealfall ist der Aufstellungsraum kreisrund und rotationssymmetrisch ausgebildet. Dadurch lässt sich ein Strömungsfeld mit hohem Symmetriegrad ausbilden. Üblicherweise weisen Gebäude einen rechteckigen Querschnitt (einschließlich des Sonderfalls eines quadratischen Querschnitts) auf. Durch entsprechende Anordnung der zentralen Abluftöffnungen und der zentralen Höhenachse lässt sich ein optimiertes homogenisiertes Strömungsfeld erreichen.All It is particularly advantageous if the installation space is at least one twofold Symmetry based on the central elevation axis has. Ideally the installation space is circular and rotationally symmetrical. This can be done a flow field form with a high degree of symmetry. Usually, buildings have a rectangular Cross section (including the special case of a square cross-section). By appropriate Arrangement of the central exhaust air openings and the central elevation axis let yourself achieve an optimized homogenized flow field.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Decke geneigt ist und eine Höhe zwischen einem Boden des Aufstellungsraums und der Decke in Richtung der zentralen Abluftöffnungen ansteigt. Die Decke weist dann eine schräge Untersicht in Richtung der zentralen Abluftöffnung auf. Dadurch wird eine effektive Strömungsführung bereitgestellt; erwärmte Abluft lässt sich auf effektive Weise abführen, um so wiederum eine effektive Kühlung in dem Aufstellungsraum zu erreichen.All It is particularly advantageous if the ceiling is inclined and a Height between a floor of the installation room and the ceiling towards the central exhaust air openings increases. The ceiling then has an oblique bottom view in the direction of central exhaust opening on. As a result, an effective flow guidance is provided; heated exhaust air let yourself effectively dissipate, in turn, effective cooling to reach in the room.
Günstig ist es dann, wenn die Decke eine für eine Luftströmung glatte Oberfläche hat. Dadurch erhält man eine aerodynamisch vorteilhafte Strömungsführung, um die Abführung erwärmter Luft zu optimieren.Cheap is it is when the ceiling is one for one airflow smooth surface Has. This preserves one aerodynamically advantageous flow guidance to the removal of heated air to optimize.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn ein Boden des Aufstellungsraums eine glatte Oberfläche hat.Out for the same reason it is favorable if a floor of the installation room has a smooth surface.
Es ist ferner günstig, wenn ein Übergangsbereich zwischen der Kaminturmeinrichtung der Abluftöffnung trichterförmig ausgebildet ist. Es lassen sich dadurch Wirbel und dergleichen vermeiden. Man erhält dadurch eine effektive Abfuhr von erwärmter Abluft, um so wiederum eine effektive Kühlung zu erreichen.It is also advantageous if a transition region between the chimney tower of the exhaust air Opening funnel-shaped. It can be avoided by vortex and the like. This gives an effective removal of heated exhaust air, so in turn to achieve effective cooling.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Aufstellungsraum eine Zuführungsseinrichtung zur Zuführung von Frischluft in den Aufstellungsraum zugeordnet ist. Dadurch lässt sich eine ausgeglichene Luftbilanz erreichen; die abgeführte erwärmte Abluft wird durch zugeführte Frischluft ersetzt.All It is particularly advantageous if the installation space has a feed device to the feeder of fresh air is assigned to the installation room. This can be done achieve a balanced air balance; the discharged heated exhaust air is supplied by Fresh air replaced.
Günstigerweise ist die Zuführungseinrichtung an einer oder mehreren Wänden, welche den Aufstellungsraum umgeben, angeordnet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Strömungsführung erreichen, bei welcher die Strömungsrichtung zu der zentralen Abluftöffnung gerichtet ist. Dadurch wiederum lässt sich auf effektive Weise eine Kühlung erreichen.conveniently, is the feeder on one or more walls, which surround the installation space arranged. This can be done easily achieve flow guidance, at which the flow direction to the central exhaust port is directed. This in turn can be done effectively a cooling to reach.
Bei einer einfachen Ausführungsform weist die Zuführungseinrichtung mindestens eine Öffnung auf, welche den Außenraum mit dem Aufstellungsraum fluidwirksam verbindet. Über die mindestens eine Öffnung kann Frischluft aus dem Außenraum in den Aufstellungsraum strömen.at a simple embodiment has the feeding device at least one opening, which the outside space fluidly connected with the installation space. About the at least one opening can fresh air from the outside space pour into the installation room.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine maximale Öffnungsfläche der Zuführungseinrichtung mindestens so groß ist wie eine Öffnungsfläche einer Kaminöffnung der Kaminturmeinrichtung in den Außenraum. Dadurch ist sichergestellt, dass durch die Abführung von erwärmter Abluft kein Unterdruck in dem Aufstellungsraum entstehen kann.All It is particularly advantageous if a maximum opening area of Feeding device at least so big as an opening area of a chimney opening the Chimney tower in the outdoor area. This ensures that the removal of heated exhaust air no negative pressure can occur in the installation room.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Öffnungsweite der mindestens einen Öffnung durch eine Einstelleinrichtung einstellbar ist. Dadurch lässt sich der Gesamtvolumenstrom von Frischluft, welche in den Aufstellungsraum einströmt, steuern. Dadurch ist eine Anpassung beispielsweise an bestimmte Witterungsverhältnisse möglich.It can be provided that an opening width the at least one opening is adjustable by an adjustment. This allows the Total flow of fresh air, which in the installation room flows, Taxes. This is an adaptation, for example, to certain weather conditions possible.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Öffnung oberhalb eines Bodens des Aufstellungsraums benachbart zu dem Boden angeordnet ist. Dadurch lässt sich Frischluft an oder in der Nähe des Bodens in den Aufstellungsraum einkoppeln. Dadurch erhält man eine effektive Kühlung.Cheap is it if the at least one opening above a floor of the installation room adjacent to the floor is arranged. By doing so leaves fresh air at or near of the ground into the installation room. This gives you a effective cooling.
Insbesondere ist dann der Abstand der mindestens einen Öffnung zu dem Boden kleiner als der Abstand zu der Decke, um eine effektive Kühlung zu erreichen.Especially then the distance between the at least one opening to the bottom is smaller as the distance to the ceiling, to achieve effective cooling.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn eine Gesamtlänge der Öffnung oder Öffnungen mindestens 70% der Umfangslänge des Aufstellungsraums beträgt. Dadurch lässt sich gleichmäßig über einen großen Umfangsbereich des Aufstellungsraums Frischluft einkoppeln.It is also advantageous if an overall length of the opening or openings at least 70% of the circumferential length of the installation room amounts to. Thereby let yourself evenly over one large peripheral area of the installation room to inject fresh air.
Günstig ist es, wenn die Kaminturmeinrichtung über eine Kaminöffnung in den Außenraum mündet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise erwärmte Abluft in den Außenraum abgeben.Cheap is it when the chimney tower over a chimney opening in the outside space opens. Thereby let yourself heated in a simple manner Exhaust air in the outdoor area submit.
Zur Erzielung eines Kamineffekts, über welchen erwärmte Abluft aus dem Aufstellungsraum abgesogen wird, ist günstigerweise ein Abstand zwischen der Abluftöffnung und der Kaminöffnung mindestens dreifach so groß wie der Abstand zwischen der Abluftöffnung und einem Boden des Aufstellungsraums. Die Dimensionierung bezüglich des Abstands zwischen der Abluftöffnung und der Kaminöffnung und dem Durchmesser eines Innenraums der Kaminturmeinrichtung hängen von den lokalen Gegebenheiten ab.to Achieving a chimney effect, over which heated Exhaust air is sucked out of the room, is conveniently a distance between the exhaust port and the fireplace opening at least three times as big as the distance between the exhaust port and a floor of the installation room. The dimensioning regarding the Distance between the exhaust opening and the fireplace opening and the diameter of an interior of the chimney tower depend on the local conditions.
Insbesondere ist ein Innenraum der Kaminturmeinrichtung, über welchen erwärmte Abluft abgeführt wird und in den Außenraum abgegeben wird, bezogen auf die Schwerkraftrichtung vertikal orientiert. Dadurch lässt sich ein Kamineffekt erreichen.Especially is an interior of the chimney tower over which heated exhaust air dissipated will and in the outdoor space is discharged, based on the direction of gravity vertically oriented. By doing so leaves to reach a chimney effect.
Günstig ist es, wenn in einem Innenraum der Kamineinrichtung mindestens ein Schaufelrad angeordnet ist. Das Schaufelrad ist insbesondere als Rotorrad ausgebildet. Es kann durch Abluft, welche durch die Kaminturmeinrichtung strömt, in Rotation versetzt werden. Dadurch kann mechanische Energie in elektrische Energie gewandelt werden. Falls der Kamineffekt nicht ausreicht, kann das Schaufelrad auch angetrieben werden, um eine zusätzliche Sogwirkung zu erreichen.Cheap is it, if in an interior of the fireplace at least one Paddle wheel is arranged. The paddle wheel is in particular as Rotor wheel formed. It can be exhausted through the chimney tower flows, be set in rotation. This allows mechanical energy in electrical energy to be converted. If the chimney effect is not sufficient, the paddle wheel can also be driven to a additional suction effect to reach.
Es ist dann günstig, wenn dem mindestens einen Schaufelrad ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie zugeordnet ist. Es lässt sich dann durch das Kühlsystem zusätzlich elektrische Energie erzeugen. Dadurch lässt sich eine positive Energiebilanz für das Kühlsystem erreichen.It is then cheap, if the at least one paddle wheel, a generator for generating electrical Energy is assigned. It leaves then through the cooling system additionally generate electrical energy. This leaves a positive energy balance for the cooling system to reach.
Es ist auch möglich, dass dem mindestens einen Schaufelrad ein Antrieb zur Rotation des mindestens einen Schaufelrads zugeordnet ist. Dadurch kann beispielsweise ein Anfahren des Kühlsystems erleichtert werden oder, wenn beispielsweise aufgrund externer Witterungsbedingungen der Kamineffekt nicht ausreicht, kann für eine zusätzliche Sogwirkung gesorgt werden.It is possible, too, that the at least one paddle wheel, a drive for rotation of the associated with at least one paddle wheel. This can, for example a startup of the cooling system easier or, for example, due to external weather conditions the chimney effect is insufficient, can provide for an additional suction effect become.
Es ist dabei möglich, dass der Generator und/oder der Antrieb in einem Innenraum der Kaminturmeinrichtung angeordnet sind.It is possible that the generator and / or the drive in an interior of the chimney tower device are arranged.
Insbesondere ist dann dem Generator und/oder dem Antrieb eine Strömungsverkleidung zugeordnet, damit die Strömung der erwärmten Abluft möglichst gering beeinflusst wird und insbesondere sowenig Wirbel wie möglich ausgebildet werden.In particular, then the generator and / or the drive is a flow lining assigned, so that the flow of heated exhaust air is minimized and in particular as little vortex formed as possible.
Es ist alternativ möglich, dass der Generator und/oder der Antrieb in dem Aufstellungsraum angeordnet sind. Dadurch wird die Luftströmung in einem Innenraum der Kaminturmeinrichtung minimal beeinflusst.It is alternatively possible that the generator and / or the drive in the installation space are arranged. As a result, the air flow in an interior of the Kaminturmeinrichtung minimally influenced.
Es ist ferner günstig, wenn eine Rotationsachse des mindestens einen Schaufelrads im Wesentlichen vertikal bezogen auf die Schwerkraftrichtung orientiert ist. Dadurch lässt sich das Schaufelrad auf einfache Weise durch Strömung der erwärmten Abluft in Rotation versetzen bzw. es lässt sich auf einfache Weise ein Sogeffekt erzeugen.It is also cheap when an axis of rotation of the at least one paddle wheel substantially oriented vertically with respect to the direction of gravity. Thereby let yourself the paddle wheel in a simple manner by the flow of heated exhaust air set in rotation or leaves it Create a Sogeffekt in a simple way.
Es ist günstig, wenn ein Schaufelrad oberhalb der Abluftöffnung benachbart zu dieser angeordnet ist. An der Abluftöffnung ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft am größten. Es lässt sich dort eine effektive Rotation des Schaufelrads erreichen.It is cheap, if a paddle wheel above the exhaust port adjacent to this is arranged. At the exhaust port is the flow velocity the largest air. It let yourself reach there an effective rotation of the paddle wheel.
Insbesondere ist das mindestens eine Schaufelrad in einem laminaren Strömungsbereich der Kaminturmeinrichtung angeordnet. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Rotation und dadurch eine effektive Erzeugung von elektrischer Energie erreichen.Especially is the at least one paddle wheel in a laminar flow region of Chimney tower arranged. This allows a uniform rotation and thereby achieve effective generation of electrical energy.
Günstig ist es, wenn dem Aufstellungsraum eine Einrichtung zur Erhöhung der Wärmekapazität der Anlage zugeordnet ist. Die Einrichtung stellt thermische Massen bereit. Durch eine erhöhte Wärmekapazität lassen sich Temperaturschwankungen ausgleichen. Die Einrichtung ist beispielsweise durch entsprechende Elemente aus einem Material hoher Wärmekapazität gebildet.Cheap is it, if the installation room a means of increasing the Heat capacity of the plant assigned. The device provides thermal masses. By an increased Leave heat capacity compensate for temperature fluctuations. The device is for example formed by appropriate elements of a material of high heat capacity.
Günstig ist es, wenn in dem Aufstellungsraum unterhalb der Abluftöffnung ein Strömungskegel angeordnet ist. Durch diesen lässt sich die Wirbelbildung beim Eintritt der Strömung in die Kaminturmeinrichtung gering halten.Cheap is it, if in the installation room below the exhaust opening flow cone is arranged. Through this leaves the vortex formation at the entrance of the flow in the chimney tower device keep low.
Beispielsweise ist der Strömungskegel als Hausung für einen Generator und/oder Antrieb eines Schaufelrads ausgebildet. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Anlage.For example is the flow cone as a houshold for formed a generator and / or drive a paddle wheel. This results in a simple structure of the system.
Es ist ferner günstig, wenn eine Kegelachse koaxial zu einer zentralen Höhenachse des Aufstellungsraums ist. Dadurch ergibt sich eine effektive Strömungsführung mit hohem Symmetriegrad, wodurch sich wiederum der Aufstellungsraum effektiv und homogen kühlen lässt.It is also cheap when a cone axis coaxial with a central elevation axis of the showroom is. This results in an effective flow control with high degree of symmetry, which in turn results in the installation space cool effectively and homogeneously leaves.
Insbesondere ist der Strömungskegel an einem Boden des Aufstellungsraums angeordnet, um eine möglichst wirbelfreie Einkopplung von erwärmter Abluft in die Kaminturmeinrichtung zu ermöglichen.Especially is the flow cone arranged on a floor of the installation room to a possible vortex-free coupling of heated To allow exhaust air in the chimney tower device.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Aufstellungsraum benachbarte Schränke (Racks) für die Wärmequellen angeordnet sind.All it is particularly advantageous if adjacent in the room Cabinets (racks) for the heat sources are arranged.
Insbesondere stehen die Schränke auf einem Boden des Aufstellungsraums. Dadurch ist auf einfache Weise eine Ausrüstung möglich.Especially stand the cabinets on a floor of the installation room. This is easy on Way an equipment possible.
Es ist ferner günstig, wenn zwischen Schränken Installationswege angeordnet sind. Dadurch ist eine Wartung von elektronischen Geräten oder dergleichen in den Schränken auf einfache Weise möglich, da ein Zugang auf einfache Weise ermöglicht ist.It is also cheap if between cabinets Installation paths are arranged. This is a maintenance of electronic devices or the like in the cabinets easily possible, because access is easily possible.
Es ist ferner günstig, wenn zwischen Strömungen Strömungswege liegen, welche auf die zentrale Abluftöffnung ausgerichtet sind und/oder von mindestens einer Öffnung in dem Außenraum ausgehen. Dadurch ergibt sich eine effektive Strömungsführung, wobei erwärmte Abluft abgeführt wird und Frischluft definiert die Schränke anströmen kann.It is also cheap when between currents flow paths lie, which are aligned with the central exhaust opening and / or from at least one opening in the outside space out. This results in an effective flow guidance, wherein heated exhaust air dissipated is defined and fresh air can flow to the cabinets.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn Strömungswege diagonal oder radial zu dem Aufstellungsraum angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine effektive Kühlung mit hohem Homogenisierungsgrad.All it is particularly advantageous if flow paths diagonal or radial are arranged to the installation room. This results in an effective cooling with a high degree of homogenization.
Es ist ferner günstig, wenn die Schränke sektorweise angeordnet sind, um eine effektive Abführung von erwärmter Abluft und eine Kühlung zu ermöglichen.It is also cheap if the cabinets are arranged sector by sector to ensure effective discharge of heated Exhaust air and cooling to enable.
Insbesondere liegen zwischen benachbarten Sektoren ein oder mehrere Strömungswege. Durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der Sektoren lässt sich eine effektive Abluftabführung und effektive Kühlung erreichen.Especially lie between adjacent sectors one or more flow paths. By appropriate arrangement and training of the sectors can be an effective exhaust air discharge and effective cooling to reach.
Es ist ferner günstig, wenn Strömungswege zwischen Sektoren auf die zentrale Abluftöffnung orientiert sind, um eine effektive Abführung von erwärmter Abluft zu ermöglichen.It is also cheap if flow paths between Sectors on the central exhaust port are oriented to an effective removal of heated exhaust air to enable.
Es ist ferner günstig, wenn an den Schränken passive Kühleinrichtungen angeordnet sind. Diese sind insbesondere autark ausgebildet. Dadurch lässt sich die Kühlung auf einfache Weise ermöglichen. Durch die passiven Kühleinrichtungen lässt sich die Strömungskühlung effektiver nutzen.It is also cheap when at the cupboards passive cooling equipment are arranged. These are especially self-sufficient. This can be done the cooling in a simple way. Through the passive cooling devices let yourself the flow cooling more effective use.
Beispielsweise sind die Kühleinrichtungen als Lamellenkühler ausgebildet. Es lässt sich dadurch eine große Fläche über einen Luftstrom kühlen.For example are the cooling devices as finned radiator educated. It leaves This is a big one Surface over one Cool airflow.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind Kühleinrichtungen schwenkbar angeordnet. Dadurch ist auf einfache Weise ein Zugang zu den Schränken ermöglicht. Im Betriebsfall sind die Kühleinrichtungen ausgeschwenkt und dem Luftstrom in dem Aufstellungsraum ausgesetzt, um eine effektive Kühlung zu ermöglichen. Wenn ein Zugang zu den Schränken notwendig wird, können diese weggeklappt werden, um Installationswege freizugeben.at an embodiment are cooling facilities arranged pivotally. This is an easy way to access to the cabinets allows. In case of operation, the cooling devices are swung out and the air flow in the installation space exposed to an effective cooling to enable. If an access to the cabinets necessary will, can these are folded away to release installation paths.
Kühleinrichtungen können dabei an einer Oberseite der Schränke und/oder an einer oder mehreren Längsseiten angeordnet sein. Vorzugsweise sind sie sowohl an der Oberseite als auch an den gegenüberliegenden Längsseiten von Schränken angeordnet.cooling equipment can doing so on an upper side of the cabinets and / or on one or several long sides be arranged. Preferably, they are both at the top than also to the opposite long sides from cabinets arranged.
Insbesondere sind die Wärmequellen elektrische Geräte wie beispielsweise Computer und Server.Especially are the heat sources electronical devices such as computers and servers.
Beispielsweise ist die Anlage als Rechenzentrum ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich effektiv Wärme abführen mit neutraler oder positiver Energiebilanz.For example the system is designed as a data center. By the solution according to the invention can be effectively heat lead away with neutral or positive energy balance.
Erfindungsgemäß wird eine Aufwind-Kaminturmeinrichtung zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen verwendet.According to the invention is a Aufwind-Kaminturmeinrichtung for cooling a system with spatially distributed arranged heat sources used.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen bereitzustellen, welches auf einfache und effektive Weise durchführbar ist.Of the Invention is also the object of a method for cooling a Plant with spatial distributed heat sources to provide, which is feasible in a simple and effective manner.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem Aufstellungsraum der Wärmequellen Abluft über eine zentrale Abluftöffnung abgeführt wird, welche in eine Kaminturmeinrichtung mündet.These The object is achieved according to the invention in the method mentioned solved that in a room of the heat sources exhaust air over a central exhaust opening is discharged, which opens into a chimney tower.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage erläuterten Vorteile auf.The inventive method has the already in connection with the inventive system explained Advantages.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage erläutert.Further advantageous embodiments were also already in connection with the plant according to the invention explained.
Insbesondere wird Frischluft dem Aufstellungsraum über mindestens eine Öffnung in einer oder mehreren Wänden zugeführt. Dadurch lässt sich auf einfache Weise Luft, welche als erwärmte Abluft abgeführt wurde, ersetzen.Especially Fresh air is introduced to the installation room via at least one opening one or more walls fed. This can be done in a simple way air, which was removed as heated exhaust air, replace.
Es ist ferner günstig, wenn einem Arbeitspunktbetrieb soviel Frischluft zugeführt wird, wie über die Kaminturmeinrichtung abgeführt wird. Dadurch kann sich in dem Aufstellungsraum kein Unterdruck ausbilden.It is also cheap if so much fresh air is supplied to a working point operation, how about the Chimney tower removed becomes. As a result, no negative pressure can form in the installation space.
Bei einer Ausführungsform wird durch die Abluft mindestens ein Schaufelrad in der Kaminturmeinrichtung angetrieben. Es lässt sich dadurch über die Abluft elektrische Energie erzeugen, die genutzt werden kann. Dadurch lässt sich ein Kühlsystem mit positiver Energiebilanz bereitstellen, das heißt für den Betrieb des Kühlsystems wird keine Energie benötigt und das Kühlsystem selber stellt noch elektrische Energie bereit.at an embodiment By the exhaust air is at least one paddle wheel in the chimney tower device driven. It leaves thereby over the Exhaust air generate electrical energy that can be used. Thereby let yourself a cooling system provide a positive energy balance, that is, for operation of the cooling system no energy is needed and the cooling system itself still provides electrical energy.
Insbesondere sind in dem Aufstellungsraum definierte Strömungswege zu der zentralen Abluftöffnung gebildet. Dadurch lässt sich eine effektive Kühlung erreichen.Especially are defined in the installation space flow paths to the central exhaust vent educated. By doing so leaves an effective cooling to reach.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings of the closer explanation the invention. Show it:
Ein Beispiel einer Anlage mit räumlich verteilten Wärmequellen ist ein Rechenzentrum; die Wärmequellen sind dann elektrische Geräte und insbesondere Computer beispielsweise in der Form von Servern.One Example of a plant with spatial distributed heat sources is a data center; the heat sources are then electrical devices and in particular computers, for example in the form of servers.
Ein
Ausführungsbeispiel
eines Rechenzentrums, welches in
Ein
Durchstoßpunkt
der zentralen Höhenachse
Der
Boden
Dem
Aufstellungsraum
Die
Decke
Die
Decke
An
der Decke
Die
Kamineinrichtung
Die
Kamineinrichtung
Eine
Querschnittsfläche
bzw. ein Durchmesser des Innenraums
An
einem Übergangsbereich
der zentralen Abluftöffnung
Die
Höhe der
Kaminturmeinrichtung
Das
Rechenzentrum
Es
ist grundsätzlich
möglich,
dass das Gebäude
Die
Kaminturmeinrichtung
In
dem Innenraum der Kaminturmeinrichtung
Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist an dem Boden
Durch
die Luftströmung
an dem Schaufelrad
Es
ist auch möglich,
durch den Antrieb
An
der Kamineinrichtung
Der
Generator
Über das
weitere Schaufelrad
Ein
maximaler Durchmesser des Schaufelrads
Dem
Aufstellungsraum
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgeben
die Öffnungen
Eine
maximale Öffnungsfläche der Öffnungen
Es
kann dabei eine Einstelleinrichtung
Die
Einstelleinrichtung
In
dem Aufstellungsraum
Die
Schränke
Wenn
der Aufstellungsraum
Wenn
ein Aufstellungsraum
In
den einzelnen Sektoren
Die
Strömungswege
Es
können
ferner verbreiterte Installationswege
An
den Schränken
Kühleinrichtungen
Es
können
auch einseitig oder beidseitig eines Schranks
Die
Kühleinrichtungen
Insbesondere
sind zwischen parallel beabstandeten Rohren
Die
Kühleinrichtungen
Die
Kühleinrichtungen
Das
Rechenzentrum
Dem
Aufstellungsraum
Durch
die Einrichtung
Das
Kühlsystem
funktioniert wie folgt:
Im Betrieb geben die elektrischen Geräte, welche
in den Schränken
In operation, give the electrical equipment, which in the cabinets
Erwärmte Luft
wird über
die zentrale Abluftöffnung
Innerhalb
des Aufstellungsraums
Die
Luftströmung
zu der Abluftöffnung
Das
oder die Schaufelräder
Die
Kaminturmeinrichtung
Über den
oder die Antriebe
Frischluft
strömt über die Öffnung oder Öffnungen
Durch
entsprechende Ausbildung der Öffnung
Aufgrund
der geringeren Wichte der erwärmten
Luft steigt diese von den Wärmequellen
zu der Decke
Die
Warmluft strömt
durch den Innenraum
Durch
den Strömungskegel
Es
ist grundsätzlich
auch möglich,
Abwärme auch
an weiteren Stockwerken
Durch
die erfindungsgemäße Lösung lässt sich
ein Kühlsystem
bereitstellen, welches im Wesentlichen autark betreibbar ist, das
heißt
welches in der Energiebilanz neutral ist oder sogar positiv ist, wenn
die durch den Generator
Durch
die erfindungsgemäße Lösung lässt sich
eine effektive, energiesparende Kühlung erreichen, wenn Wärmequellen
beispielsweise in der Form von elektrischen Geräten in einem großflächigen flachen
Aufstellungsraum
Es
ist keine aufwendige lokalisierte bzw. dezentrale Kühlmittelzuführung zu
den elektrischen Geräten
notwendig. Entsprechende Systemkomponenten wie Kühlmittelverteiler usw. sind
dann nicht mehr notwendig. Ein Aufstellungsbereich des Aufstellungsraums
Wie
oben erwähnt,
können
auch Abwärmeanteile
in weiteren Stockwerken
Bei einem Hochleistungs-Rechenzentrum geht man heutzutage von einer mittleren Wärmebelastung von ca. 1 kW pro m2 aus. Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich eine effektive Kühlung über Abwärmeabführung erreichen.In a high-performance data center today, one assumes an average heat load of about 1 kW per m 2 . By means of the solution according to the invention, effective cooling via waste heat removal can be achieved.
Claims (54)
Priority Applications (3)
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