RU94791U1

RU94791U1 - COMPUTER EQUIPMENT COOLING SYSTEM

Info

Publication number: RU94791U1
Application number: RU2009149539/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Анисимов; Александр Георгиевич Богданович; Николай Федорович Березкин; Константин Николаевич Васильев; Владимир Петрович Крылов
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2010-05-27

Abstract

1. Система воздушного охлаждения информационно-технологического оборудования, размещенного в стойках, образующих непрерывный ряд, установленный в помещении на расстоянии от его стен, содержащая экран, отделяющий «холодный» коридор от «горячего», при этом «холодный» коридор с нисходящим потоком приточного воздуха ограничен фронтальной плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, «горячий» коридор с восходящим потоком вытяжного воздуха ограничен задней плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, отличающаяся тем, что не менее чем в одном коридоре установлены вентиляторы перемешивания создаваемого системой охлаждения и охлаждаемым оборудованием потоков воздуха внутри коридора. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вентиляторы установлены не менее чем на одной из торцевых стен не менее чем одного коридора. ! 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что вентиляторы установлены внутри воздуховода. ! 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что стойки с оборудованием со стороны «горячего» коридора снабжены съемными, направляющими поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетками. 1. The air cooling system of information technology equipment located in racks forming a continuous row installed in the room at a distance from its walls, containing a screen separating the "cold" corridor from the "hot", while the "cold" corridor with a downward flow of supply air is limited by the front plane of racks with the cooled equipment and a side wall of the room, the "hot" corridor with an upward flow of exhaust air is limited by the back plane of racks with the cooled equipment and side nd wall of the room, characterized in that at least in one corridor there are installed mixing fans created by the cooling system and the equipment to be cooled by the air flows inside the corridor. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the fans are installed on at least one of the end walls of at least one corridor. ! 3. The system according to claim 2, characterized in that the fans are installed inside the duct. ! 4. The system according to claim 1, characterized in that the racks with equipment from the "hot" corridor are equipped with removable air guides guiding the flow of air leaving the cooled equipment.

Description

Полезная модель относится к системам охлаждения, в частности к охлаждению информационно-технологического (ИТ) оборудования, размещенного в стойках, за счет циркуляции охлаждающего воздуха в замкнутом объеме вдоль стен помещения, в котором оно располагается.The utility model relates to cooling systems, in particular to cooling information technology (IT) equipment located in racks due to the circulation of cooling air in a closed volume along the walls of the room in which it is located.

По мере увеличения производительности вычислительных устройств с одновременным возрастанием энергопотребления и уменьшением в размерах, растет тепловая нагрузка на стойку с ИТ-оборудованием. Отвод тепла, в частности, в центрах обработки данных, содержащих, как правило, относительно большое число стоек с ИТ-оборудованием в одном помещении, связан с постоянно возрастающими инвестиционными и эксплуатационными расходами на кондиционирование.As the performance of computing devices increases while energy consumption and size decrease, the thermal load on the rack with IT equipment increases. Heat removal, in particular in data centers, containing, as a rule, a relatively large number of racks with IT equipment in one room, is associated with constantly increasing investment and operating costs for air conditioning.

Это электронное оборудование, например серверы, центральные процессоры и т.п., нередко размещают в виде модульной конструкции в стандартном корпусе и монтируют, как правило, друг над другом, а также рядом друг с другом в приборном или сетевом шкафу на вертикальных стойках. Для отвода возникающего тепла эти электронные модули снабжены, по меньшей мере, одним вентилятором, а также воздуховпускными и воздуховыпускными отверстиями, которые могут быть выполнены в боковых стенках или в передней и задней сторонах корпуса. Кроме того, известно использование воздушно-водяных теплообменников для охлаждения закрытых внутренних пространств приборных шкафов.This electronic equipment, such as servers, central processors, etc., is often placed in a modular design in a standard case and mounted, as a rule, on top of each other, as well as next to each other in a dashboard or network cabinet on vertical racks. To remove the heat generated, these electronic modules are equipped with at least one fan, as well as air inlets and outlets, which can be made in the side walls or in the front and rear sides of the housing. In addition, it is known to use air-water heat exchangers for cooling closed interior spaces of instrument cabinets.

Так, например, известна система охлаждения для приборных и сетевых шкафов с герметизированным внутренним пространством (п. РФ №2318299, опубл. 27.02.2008 Бюл. №6), в котором электронные модули расположены друг над другом, снабженная замкнутым контуром охлаждающего воздуха для отвода тепла потерь электронных модулей и воздушно-водяным теплообменником для охлаждения нагретого вытяжного воздуха контура охлаждающего воздуха, который расположен в нижней части шкафа и связан с приточным каналом и вытяжным каналом. Вытяжной канал содержит первый участок для восходящего потока вытяжного воздуха и второй участок для нисходящего потока вытяжного воздуха.For example, there is a known cooling system for instrument and network cabinets with a sealed interior space (Cl. RF No. 2318299, publ. 02.27.2008 Bull. No. 6), in which the electronic modules are located one above the other, equipped with a closed cooling air circuit for exhaust heat losses of electronic modules and an air-water heat exchanger for cooling heated exhaust air of the cooling air circuit, which is located in the lower part of the cabinet and is connected to the supply duct and exhaust duct. The exhaust duct comprises a first portion for an upward flow of exhaust air and a second portion for a downward flow of exhaust air.

Известна система воздушного охлаждения компьютерного оборудования (п. РФ №79366, опубл. 27.12.2008), размещенного в компьютерных стойках, установленных в замкнутом объеме на расстоянии от его боковых стенок, содержит экран, делящий объем на «холодный» и «горячий» коридоры, и установленные в нем вентиляторные модули охлаждения. Система снабжена, по крайней мере, одним клапаном избыточного давления, установленным между «холодным» и «горячим» коридорами в пространстве, свободном от компьютерного оборудования, и ограничивающим перепад давления между «холодным» и «горячим» коридорами заданной величиной.A known system of air cooling of computer equipment (p. RF No. 79366, publ. 12/27/2008) located in computer racks installed in a closed volume at a distance from its side walls, contains a screen dividing the volume into "cold" and "hot" corridors , and the fan cooling modules installed in it. The system is equipped with at least one overpressure valve installed between the “cold” and “hot” corridors in a space free of computer equipment, and limiting the pressure drop between the “cold” and “hot” corridors to a predetermined value.

Основным недостатком аналогов и прототипа является неравномерное поступление приточного холодного воздуха на вход охлаждаемого оборудования и неравномерное поступление вытяжного горячего воздуха к модулям охлаждения, что может привести к выходу из строя как охлаждающего, так и охлаждаемого оборудования.The main disadvantage of the analogues and the prototype is the uneven supply of fresh cold air to the input of the cooled equipment and the uneven supply of exhaust hot air to the cooling modules, which can lead to failure of both the cooling and the cooled equipment.

Задачей полезной модели является повышение эксплуатационных возможностей охлаждающего оборудования за счет снижения неравномерности поступления воздуха на охлаждаемое и охлаждающее оборудование.The objective of the utility model is to increase the operational capabilities of cooling equipment by reducing the uneven flow of air to the cooled and cooling equipment.

Для решения поставленной задачи система воздушного охлаждения ИТ оборудования, размещенного в стойках, образующих непрерывный ряд, установленный в помещении на расстоянии от его стен, содержащая экран, отделяющий «холодный» коридор от «горячего», при этом «холодный» коридор с нисходящим потоком приточного воздуха ограничен фронтальной плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, «горячий» коридор с восходящим потоком вытяжного воздуха ограничен задней плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, дополнена вентиляторами перемешивания создаваемого системой охлаждения и охлаждаемым оборудованием потоков воздуха внутри коридора, не менее чем в одном коридоре. Вентиляторы могут быть установлены не менее чем на одной из торцевых стен одного или двух коридоров. Вентиляторы могут быть установлены внутри воздуховода. На стойках с ИТ оборудованием со стороны «горячего» коридора могут быть установлены съемные направляющие поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетки.To solve this problem, the air cooling system of IT equipment placed in racks forming a continuous row installed in the room at a distance from its walls, containing a screen separating the "cold" corridor from the "hot", while the "cold" corridor with a downward flow of supply air is limited by the front plane of racks with the cooled equipment and the side wall of the room, the "hot" corridor with an upward flow of exhaust air is limited by the rear plane of the racks with cooled equipment and the sides the walls of the room, supplemented by mixing fans created by the cooling system and the cooled equipment, the air flows inside the corridor, at least in one corridor. Fans can be installed on at least one of the end walls of one or two corridors. Fans can be installed inside the duct. On racks with IT equipment from the "hot" corridor, removable air flow guides coming out of the cooled equipment can be installed.

На фиг.1 показана схема системы охлаждения ИТ и вспомогательного оборудования, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2.Figure 1 shows a diagram of an IT cooling system and auxiliary equipment, in Fig. 2 a section A-A in Fig. 1, in Fig. 3 a section B-B in Fig. 2.

ИТ оборудование (на фиг. не показано) размещено на стойках 1, установленных, в свою очередь, в помещении 2. Помещение 2 оборудовано экраном 3, делящим помещение 2 на «холодный» 4 и «горячий» 5 коридоры. В экране 3 имеются отверстия, в которых установлены вентиляторные модули охлаждения 6. В «горячем» коридоре 5 на одной из торцевых стен помещения 2 сверху установлены вентиляторы продольного перемешивания вытяжного воздуха 7, на противоположной стене того же коридора вентиляторы установлены снизу. В «холодном» коридоре 4 аналогичным образом установлены вентиляторы продольного перемешивания вытяжного воздуха 8. Вентиляторы в коридорах установлены в воздуховодах 9. На стойках с ИТ оборудованием со стороны «горячего» коридора установлены съемные направляющие поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетки 10.IT equipment (not shown in FIG.) Is located on racks 1, installed, in turn, in room 2. Room 2 is equipped with a screen 3, dividing the room 2 into “cold” 4 and “hot” 5 corridors. Screen 3 has openings in which fan cooling modules are installed 6. In the “hot” corridor 5, fans for longitudinal mixing of exhaust air 7 are installed on one of the end walls of room 2, and fans are installed on the opposite wall of the same corridor from below. In the “cold” corridor 4, fans for longitudinal mixing of the exhaust air are similarly installed 8. Fans in the corridors are installed in the ducts 9. On racks with IT equipment from the side of the “hot” corridor, removable air guides of the grill air 10 leaving the cooled equipment are installed.

Система воздушного охлаждения компьютерного оборудования работает следующим образом.The air cooling system of computer equipment operates as follows.

Вентиляторные модули охлаждения 6 забирают воздух из «горячего» коридора 5 и через окна в экране 3 выбрасывают охлажденный воздух в «холодный» коридор 4. Холодный воздух проходит через ИТ оборудование, размещенное в стойках 1, и вспомогательное оборудование, и, охлаждая его, нагревается. Далее цикл повторяется. Для того чтобы вытяжной горячий воздух равномерно поступал на вентиляторные модули охлаждения 6, воздушные потоки внутри «горячего» коридора 5 перемешиваются при помощи вентиляторов 7. Для обеспечения равномерного поступления приточного холодного воздуха к охлаждаемому оборудованию воздушные потоки внутри «холодного» коридора 4 перемешиваются при помощи вентиляторов 8. Воздух к вентиляторам, расположенным внизу коридора, поступает через воздуховод, причем засасывается в воздуховод из верхней части соответствующего коридора, а выбрасывается в нижнюю. На противоположной стене того же коридора воздух засасывается в воздуховод из нижней части коридора, проходит через воздуховод и выбрасывается вентиляторами в верхней части коридора. При таком расположении вентиляторов обеспечивается циркуляция воздуха в направлении, перпендикулярном направлению циркуляции воздуха, создаваемого охлаждающим и охлаждаемым оборудованием, то есть обеспечивается эффективное перемешивание воздушно-тепловых потоков от разных стоек и вентиляторных модулей охлаждения. Для еще более эффективного перемешивания данных воздушно-тепловых потоков на стойках с ИТ оборудованием со стороны «горячего» коридора установлены съемные направляющие поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетки 10, которые поворачивают выходящий поток в сторону потока, создаваемого вентиляторами, установленными в торце на той же высоте коридора. Перемешивание воздушно-тепловых потоков, создаваемое вентиляторами, установленными в торцах коридоров и направляющими решетками, установленными на стойках, снижает неравномерность охлаждения ИТ оборудования и неравномерность нагрузки на охлаждающее оборудования. При этом, в особенности для энергонасыщенного оборудования и небольшой ширины «холодного» и «горячего» коридоров, существенно снижается риск возникновения локального перегрева и выхода оборудования из строя.Fan cooling modules 6 take air from the “hot” corridor 5 and discharge cooled air through the windows in the screen 3 into the “cold” corridor 4. Cold air passes through the IT equipment located in racks 1 and auxiliary equipment, and heats it when it cools . Next, the cycle repeats. In order for the exhaust hot air to flow uniformly to the cooling fan modules 6, the air flows inside the “hot” corridor 5 are mixed by means of fans 7. To ensure a uniform supply of fresh cold air to the cooled equipment, the air flows inside the “cold” channel 4 are mixed by means of fans 8. The air to the fans located at the bottom of the corridor enters through the duct, and is sucked into the duct from the top of the corresponding corridor, and the exhaust bows to the bottom. On the opposite wall of the same corridor, air is sucked into the duct from the bottom of the corridor, passes through the duct and is discharged by fans in the upper part of the corridor. With this arrangement of fans, air is circulated in a direction perpendicular to the direction of air circulation created by the cooling and cooling equipment, that is, efficient mixing of air-heat flows from different racks and fan cooling modules is ensured. For even more efficient mixing of these air-heat flows on racks with IT equipment from the side of the "hot" corridor, removable guides for the flow of air coming out of the cooled equipment of the grill 10 are installed, which rotate the outgoing flow in the direction of the flow created by fans installed in the end face on the same the height of the corridor. The mixing of air-heat flows created by fans installed at the ends of the corridors and guide rails mounted on racks reduces the unevenness of cooling IT equipment and the uneven load on cooling equipment. At the same time, especially for energy-saturated equipment and the small width of the “cold” and “hot” corridors, the risk of local overheating and equipment failure significantly decreases.

Claims

1. The air cooling system of information technology equipment located in racks forming a continuous row installed in the room at a distance from its walls, containing a screen separating the "cold" corridor from the "hot", while the "cold" corridor with a downward flow of supply air is limited by the front plane of racks with the cooled equipment and a side wall of the room, the "hot" corridor with an upward flow of exhaust air is limited by the back plane of racks with the cooled equipment and side nd wall of the room, characterized in that at least in one corridor there are installed mixing fans created by the cooling system and the equipment to be cooled by the air flows inside the corridor.

2. The system according to claim 1, characterized in that the fans are installed on at least one of the end walls of at least one corridor.

3. The system according to claim 2, characterized in that the fans are installed inside the duct.

4. The system according to claim 1, characterized in that the racks with equipment from the "hot" corridor are equipped with removable air guides guiding the flow of air leaving the cooled equipment.