DE102007051048A1

DE102007051048A1 - Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen mit Kühlsystem und Verfahren zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen

Info

Publication number: DE102007051048A1
Application number: DE102007051048A
Authority: DE
Inventors: Andreas Brinner
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-04-23
Also published as: EP2212624A1; WO2009050034A1

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.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen, welche mit einem Kühlsystem versehen ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen.
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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auf effektive Weise kühlbar ist.
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.
Um die Wärmequellen steigt erwärmte Luft zu der Decke auf. Diese erwärmte Luft wird über die Abluftöffnung mittels des Kamineffekts der Kaminturmeinrichtung abgesogen.
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.
Das Kühlsystem lässt sich dadurch mit neutraler oder sogar positiver Energiebilanz realisieren.
Das Kühlsystem lässt sich auf einfache Weise konstruieren.
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.
Die Ausbildung des Aufstellungsraums außerhalb einer direkten Umgebung der zentralen Abluftöffnung ist nur gering durch die Kaminturmeinrichtung beeinflusst.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn ein Boden des Aufstellungsraums eine glatte Oberfläche hat.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Es ist dabei möglich, dass der Generator und/oder der Antrieb in einem Innenraum der Kaminturmeinrichtung angeordnet sind.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Beispielsweise ist der Strömungskegel als Hausung für einen Generator und/oder Antrieb eines Schaufelrads ausgebildet. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Anlage.
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.
Insbesondere ist der Strömungskegel an einem Boden des Aufstellungsraums angeordnet, um eine möglichst wirbelfreie Einkopplung von erwärmter Abluft in die Kaminturmeinrichtung zu ermöglichen.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Aufstellungsraum benachbarte Schränke (Racks) für die Wärmequellen angeordnet sind.
Insbesondere stehen die Schränke auf einem Boden des Aufstellungsraums. Dadurch ist auf einfache Weise eine Ausrüstung möglich.
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.
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.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn Strömungswege diagonal oder radial zu dem Aufstellungsraum angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine effektive Kühlung mit hohem Homogenisierungsgrad.
Es ist ferner günstig, wenn die Schränke sektorweise angeordnet sind, um eine effektive Abführung von erwärmter Abluft und eine Kühlung zu ermöglichen.
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.
Es ist ferner günstig, wenn Strömungswege zwischen Sektoren auf die zentrale Abluftöffnung orientiert sind, um eine effektive Abführung von erwärmter Abluft zu ermöglichen.
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.
Beispielsweise sind die Kühleinrichtungen als Lamellenkühler ausgebildet. Es lässt sich dadurch eine große Fläche über einen Luftstrom kühlen.
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.
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.
Insbesondere sind die Wärmequellen elektrische Geräte wie beispielsweise Computer und Server.
Beispielsweise ist die Anlage als Rechenzentrum ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich effektiv Wärme abführen mit neutraler oder positiver Energiebilanz.
Erfindungsgemäß wird eine Aufwind-Kaminturmeinrichtung zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen verwendet.
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.
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.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage erläuterten Vorteile auf.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anlage erläutert.
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.
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.
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.
Insbesondere sind in dem Aufstellungsraum definierte Strömungswege zu der zentralen Abluftöffnung gebildet. Dadurch lässt sich eine effektive Kühlung erreichen.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage mit räumlich verteilten Wärmequellen;
2 eine Draufsicht auf die Anlage gemäß 1 in der Richtung A;
3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 gemäß 1;
4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs B gemäß 3 in einer Seitenansicht; und
5 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs B gemäß 3 in einer Vorderansicht.
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.
Ein Ausführungsbeispiel eines Rechenzentrums, welches in 1 schematisch in einer Schnittansicht gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Aufstellungsraum 12. Der Aufstellungsraum 12 ist durch einen Boden 14, eine Decke 16 und Wände 18 begrenzt. Der Aufstellungsraum 12 hat eine zentrale Höhenachse 20, welche bezogen auf die Schwerkraftrichtung g vertikal ausgerichtet ist. Der Aufstellungsraum 12 weist bezogen auf die zentrale Höhenachse 20 eine mindestens zweizählige Symmetrie auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Aufstellungsraum 12 einen rechteckigen Querschnitt (3). Im Idealfall hat der Aufstellungsraum 12 einen Kreisquerschnitt.
Ein Durchstoßpunkt der zentralen Höhenachse 20 auf dem Boden 14 ist ein Schnittpunkt von Diagonalen 22a, 22b des Aufstellungsraums 12. Im Idealfall eines kreisrunden Aufstellungsraums 12 liegt der Schnittpunkt der Höhenachse 20 an dem Boden 14 am Kreismittelpunkt.
Der Boden 14 ist im Wesentlichen eben ausgebildet mit einer glatten Oberfläche 24. In dem Aufstellungsraum 12 sind auf dem Boden 14 Schränke 26 und insbesondere Racks aufgestellt, welche die elektrischen Geräte aufnehmen; diese geben im Betrieb Wärme ab.
Dem Aufstellungsraum 12 ist ein Doppelboden zugeordnet mit dem Boden 14 und einem Unterboden 28 (4). Zwischen dem Unterboden 28 und dem Boden 14 liegt ein Zwischenraum 30. Der Zwischenraum 30 dient zur Anordnung von Installationsleitungen; insbesondere sind elektrische Leitungen in dem Zwischenraum 30 angeordnet. Es können auch Fluidführungsleitungen und/oder weitere Einrichtungen in dem Zwischenraum 30 angeordnet sein.
Die Decke 16 ist gegenüber einer Horizontalen (bezogen auf die Schwerkraftrichtung g) geneigt, das heißt sie weist eine schräge Untersicht auf. Die Decke 16 steigt von den Wänden 18 ausgehend zu der zentralen Höhenachse 20 hin an. Eine Höhe des Aufstellungsraums 12 nimmt in Richtung der zentralen Höhenachse 20 hin zu.
Die Decke 16 hat eine Oberfläche 32, welche glatt ausgebildet ist.
An der Decke 16 ist um die zentrale Achse 20 eine Abluftöffnung 34 gebildet. Diese hat einen Kreisquerschnitt, wobei ein Mittelpunkt des Kreises auf der zentralen Höhenachse 20 liegt. An die zentrale Abluftöffnung 34 schließt sich eine Kaminturmeinrichtung 36 an. Die Kaminturmeinrichtung 36 weist eine Wandung 38 beispielsweise in Form eines Rohrs auf, welche sich in vertikaler Richtung (bezogen auf die Schwerkraftrichtung g) nach oben erstreckt. Über eine Kaminöffnung 40 mündet die Kamineinrichtung 36 in den Außenraum.
Die Kamineinrichtung 36 hat einen Innenraum 42, welcher im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet ist. Eine Zylinderachse liegt dabei koaxial zur zentralen Höhenachse 20.
Die Kamineinrichtung 36 mündet über die zentrale Abluftöffnung 34 in den Aufstellungsraum 12.
Eine Querschnittsfläche bzw. ein Durchmesser des Innenraums 42 ist kleiner als eine Querschnittsfläche bzw. ein Durchmesser der zentralen Abluftöffnung 34.
An einem Übergangsbereich der zentralen Abluftöffnung 34 erweitert sich der Innenraum 42 trichterförmig; an dem Übergangsbereich 44 hat der Innenraum 42 die Gestalt eines Hohl-Kegelstumpfs.
Die Höhe der Kaminturmeinrichtung 36 (gemessen von der zentralen Abluftöffnung 34 ab) ist mindestens dreifach größer als die Höhe des Aufstellungsraums 12 an der zentralen Höhenachse 20. Die Kamineinrichtung 36 ist bezüglich Höhe des Innenraums 40 und Querschnittsfläche des Innenraums 42 an die erwartete Abwärmeleistung angepasst, wobei Witterungsverhältnisse und Umgebungsverhältnisse des Rechenzentrums 10 (wie beispielsweise Temperatur, Windbelastung, Geländegegebenheiten, Vegetation, Bebauung) und die erforderliche Frischluftzufuhr in den Aufstellungsraum 12 berücksichtigt werden.
Das Rechenzentrum 10 ist in einem Gebäude 46 angeordnet, welches ein Gebäudedach 48 hat. Die Kaminturmeinrichtung 36 ragt über das Gebäudedach 48 mit einem Bereich 50 hinaus. Dieser Bereich 50 kann in dem Gebäude 46 über zusätzliche Fixierungselemente 51 wie Drahtseile fixiert sein.
Es ist grundsätzlich möglich, dass das Gebäude 46 zusätzlich zu dem Aufstellungsraum 12 weitere Stockwerke 52 aufweist. An einem Stockwerk 52 können dabei eine oder mehrere Abluftöffnungen 54 vorgesehen sein, über welche Stockwerksabluft in den Innenraum 42 strömen kann und über die Kaminturmeinrichtung 36 abgeführt werden kann.
Die Kaminturmeinrichtung 36 ist so angeordnet und ausgebildet, dass sich ein Kamineffekt ausbilden kann.
In dem Innenraum der Kaminturmeinrichtung 36 ist ein Schaufelrad 56 angeordnet. Eine Rotationsachse 57 des Schaufelrads 56 ist koaxial zur zentralen Höhenachse 20. Das Schaufelrad 56 ist in dem zylindrischen Bereich des Innenraums 42 direkt oberhalb der Abluftöffnung 34 angeordnet. Dem Schaufelrad 56 ist ein Generator 58 zur elektrischen Energieerzeugung zugeordnet. Weiterhin kann dem Schaufelrad 56 ein Antrieb 60 zum Rotationsantrieb zugeordnet sein. Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass der Generator 58 und/oder der Antrieb 60 in dem Innenraum 42 mit entsprechender Strömungsverkleidung angeordnet sind. Der Generator 58 und der Antrieb 60 können durch dieselbe elektrische Maschine realisiert sein.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist an dem Boden 14 unterhalb der Abluftöffnung 34 ein Strömungskegel 62 angeordnet. Dieser weist eine Kegelachse auf, welche koaxial zur zentralen Höhenachse 20 ist. Der Strömungskegel 62 dient zur Strömungsführung von Abluft in Richtung der Abluftöffnung 34. Der Strömungskegel 62 bildet eine Hausung 64 für den Generator 58 und den Antrieb 60. Das Schaufelrad 56 sitzt an einer Welle 66, welche von diesem zu dem Generator 58 und dem Antrieb 60 innerhalb der Hausung 64 führt.
Durch die Luftströmung an dem Schaufelrad 56 vorbei kann dieses in Rotation um die Rotationsachse 57 versetzt werden. Die mechanische Rotationsenergie kann durch den Generator 58 in elektrische Energie gewandelt werden.
Es ist auch möglich, durch den Antrieb 60 das Schaufelrad 56 in Rotation zu versetzen, um beispielsweise bei entsprechenden äußeren Witterungsverhältnissen einen verstärkten Abluftstrom zu erzeugen.
An der Kamineinrichtung 36 können auch noch ein oder mehrere weitere Schaufelräder 68 angeordnet sein. Einem entsprechenden weiteren Schaufelrad 68 ist ein Generator 70 und/oder ein Antrieb 72 zugeordnet. Diese können getrennt sein oder in einer Maschine integriert sein. Das weitere Schaufelrad 68 ist oberhalb des Schaufelrads 56 angeordnet.
Der Generator 70 und/oder der Antrieb 72 sind in dem Innenraum 42 der Kamineinrichtung 36 angeordnet und durch eine Strömungsverkleidung 74 abgedeckt. Eine Rotationsachse des weiteren Schaufelrads 68 ist koaxial zur zentralen Höhenachse 20 ausgerichtet.
Über das weitere Schaufelrad 68 lässt sich zusätzlich elektrischer Strom erzeugen bzw. die Abluftabführung, wenn das Schaufelrad 68 über den Antrieb 72 angetrieben wird, bei ungünstigen Witterungsverhältnissen verbessern.
Ein maximaler Durchmesser des Schaufelrads 56 und des Schaufelrads 68 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Innenraums 42.
Dem Aufstellungsraum 12 ist eine Zuführungseinrichtung 76 für die Frischluftzuführung zugeordnet. Die Zuführungseinrichtung 76 umfasst eine oder mehrere Öffnungen 78, welche an den Wänden 18 gebildet sind und den Außenraum fluidwirksam mit dem Aufstellungsraum 12 verbinden. Die Öffnung oder Öffnungen 78 sind dabei vorzugsweise direkt an dem Boden 14 oder in der Nähe des Bodens 14 gebildet. Ein Abstand einer Öffnung 78 zu dem Boden 14 ist kleiner als der Abstand zu der Decke 16.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgeben die Öffnungen 78 allseitig den Aufstellungsraum 12. Es ist vorgesehen, dass eine Gesamtlänge der Öffnung oder Öffnungen 78 mindestens 70% der Umfangslänge des Aufstellungsraums 12 beträgt.
Eine maximale Öffnungsfläche der Öffnungen 78 ist so groß, dass in dem Aufstellungsraum 12 kein Unterdruck entstehen kann; durch den Kamineffekt wird Abluft über die zentrale Abluftöffnung 34 und die Kaminturmeinrichtung 36 abgeführt. Durch die Zuführungseinrichtung 76 ist die Frischluftzuführung ohne Entstehung eines Unterdrucks im Aufstellungsraum 12 gewährleistet.
Es kann dabei eine Einstelleinrichtung 80 vorgesehen sein, über welche die Größe der Öffnung oder Öffnungen 78 einstellbar ist. Dadurch ist eine Anpassung an Witterungsverhältnisse möglich.
Die Einstelleinrichtung 80 umfasst beispielsweise eine einer jeweiligen Öffnung 78 zugeordnete Klappe oder Klappen 82, welche schwenkbar angeordnet sind. Eine Schwenkachse ist vorzugsweise parallel zum Boden 14.
In dem Aufstellungsraum 12 ist eine Mehrzahl von Schränken 26 aufgestellt. Die Schränke 26 wiederum nehmen jeweils Wärmequellen auf und insbesondere Computer auf. Die Wärmequellen weisen lokale Kühler und insbesondere Lüfter auf.
Die Schränke 26 sind in einer definierten Anordnung positioniert. Im Idealfall eines kreisrunden Aufstellungsraums 12 sind die Schränke radial ausgerichtet, wobei benachbarte Schränke beabstandet zueinander sind. Zwischen benachbarten Schränken sind Strömungswege gebildet, welche in Richtung der Abluftöffnung 34 führen.
Wenn der Aufstellungsraum 12 eine n-zählige Symmetrie aufweist (mit n ≥ 2 eine natürliche Zahl), dann ist der Aufstellungsraum 12 in Sektoren wie Sektoren 82a, 82b, 82c, 82d bei zweizähliger Symmetrie unterteilt, wobei die Schränke 26 in den jeweiligen Sektoren 82a, 82b, 82c, 82d definiert angeordnet sind.
Wenn ein Aufstellungsraum 12 rechteckig ist (einschließlich des Sonderfalls der quadratischen Ausbildung), dann sind die Sektoren 82a, 82b, 82c, 82d durch die Diagonalen 22a, 22b getrennt. Auf den Diagonalen 22a, 22b sind zwischen dem Boden 14 und der Decke 16 Strömungswege 86 gebildet, welche auf die zentrale Abluftöffnung 34 ausgerichtet sind.
In den einzelnen Sektoren 82a, 82b, 82c, 82d sind die Schränke 26 parallel aufgestellt, wobei sie quer und insbesondere senkrecht zu einer Öffnungsfläche der Öffnung oder Öffnungen 78, welche dem jeweiligen Sektor zugeordnet sind, ausgerichtet sind. Dadurch sind Strömungswege 84 zwischen parallel aufgestellten Schränken 26 eines Sektors gebildet. Die Strömungswege 84 führen von einer Öffnung 78 zu einem Diagonalen-Strömungsweg.
Die Strömungswege 84 bilden auch Wege, durch welche ein Zugang zu den Schränken 26 ermöglicht ist.
Es können ferner verbreiterte Installationswege 88 vorgesehen sein, welche beispielsweise in einem mittleren Bereich des Aufstellungsraums 12 angeordnet sind.
An den Schränken 26 sind passive Kühleinrichtungen 90 angeordnet (4 und 5). An diesen kann Luft, welche über die zentrale Abluftöffnung 34 dann abgeführt wird, vorbeiströmen und eine lokale Kühlung direkt an dem jeweiligen Schrank 26 ermöglichen.
Kühleinrichtungen 90 sind dabei beispielsweise an einer Oberseite 92 der jeweiligen Schränke 26 angeordnet. Insbesondere ist dann an einem Schrank 26 an der Oberseite 92 eine Mehrzahl von beabstandeten Kühleinrichtungen 90 angeordnet.
Es können auch einseitig oder beidseitig eines Schranks 26 an Längsseiten Kühleinrichtungen 90 angeordnet sein. Diese sind insbesondere um eine Schwenkachse 94 schwenkbar. Die Schwenkachse 94 ist eine vertikale Achse (bezogen auf die Schwerkraftrichtung g). Wenn ein Zugang zu einem Schrank 26 notwendig ist, dann lassen sich die entsprechenden Kühleinrichtungen 90 über die Schwenkachse 94 wegschwenken ("einklappen"), um einen Zugangsweg zwischen benachbarten Schränken 26 bereitzustellen.
Die Kühleinrichtungen 90 sind beispielsweise als Lamellenkühler ausgebildet, welche eine Strömungsführung für eine Kühlungsflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf aufweisen. Die vorbeiströmende Luft kühlt die Flüssigkeit ab, welche durch die Wärmequelle oder Wärmequellen an dem Schrank 26 aufgewärmt wurde. Die Luft, welche an der Kühleinrichtung 90 vorbeigeführt wird, erwärmt sich dadurch. Diese Wärme wird über die Kaminturmeinrichtung 36 abgeführt.
Insbesondere sind zwischen parallel beabstandeten Rohren 96 der Kühleinrichtungen 90 Zwischenräume gebildet, durch die Luft durchströmen kann, um eine effektive Kühlwirkung zu erzielen.
Die Kühleinrichtungen 90 sind autark; sie benötigen keine Energiezuführung.
Die Kühleinrichtungen 90 auf der Oberseite 92 der Schränke 26 sind vorzugsweise feststehend.
Das Rechenzentrum 10 als Anlage mit räumlich verteilten Wärmequellen, welche in den Schränken 26 angeordnet sind, ist mit einem Kühlsystem versehen, welches mittels der Kaminturmeinrichtung 36 gebildet ist.
Dem Aufstellungsraum 12 ist eine Einrichtung 98 zur Erhöhung der Wärmekapazität (der thermischen Masse) zugeordnet. Beispielsweise sind dazu ein oder mehrere Materialblöcke aus einem Material mit hoher Wärmekapazität in dem Zwischenraum 30 unterhalb des Bodens 14 angeordnet. Der Boden 14 ist aus einem solchen Material hergestellt, dass ein genügend hoher Wärmedurchgang möglich ist.
Durch die Einrichtung 98 lassen sich Leistungsschwankungen in der Abwärmeabführung in einem gewissen Bereich (welcher beispielsweise in der Größenordnung bis zu 15% liegt) ausgleichen.
Das Kühlsystem funktioniert wie folgt:
Im Betrieb geben die elektrischen Geräte, welche in den Schränken 26 angeordnet sind, Wärme ab. Es erfolgt eine lokale Kühlung über in die elektrischen Geräte integrierte Lüfter. Über die Kühleinrichtungen 90 erfolgt eine lokale Kühlung an den Schränken 26. Die erwärmte Luft steigt auf.
Erwärmte Luft wird über die zentrale Abluftöffnung 34 abgeführt. Diese wird aufgrund des Kamineffekts eingesogen und steigt in der Kaminturmeinrichtung 36 auf und wird über die Kaminöffnung 40 an die Umgebungsluft abgegeben.
Innerhalb des Aufstellungsraums 12 bildet sich ein Strömungsfeld aus; es erfolgt gewissermaßen eine zentrale Absaugung von Warmluft durch die zentrale Abluftöffnung 34.
Die Luftströmung zu der Abluftöffnung 34 wird im Aufstellungsraum 12 durch die schräge Untersicht der Decke 16 befördert. Ferner sind definierte Strömungswege 84, 86 bereitgestellt. Die Schränke 26 sind so angeordnet, dass sich eine optimierte Kühlleistung ergibt.
Das oder die Schaufelräder 56, 68 an der Kaminturmeinrichtung 36 werden durch die in der Kaminturmeinrichtung 36 hochsteigende erwärmte Luft angetrieben. Über den jeweiligen zugeordneten Generator 58 bzw. 70 kann elektrischer Strom erzeugt werden.
Die Kaminturmeinrichtung 36 mit dem oder den Schaufelrädern 56 und 68 bildet ein Aufwindkraftwerk, über welches eine Kühlung der Wärmequellen in dem Aufstellungsraum 12 erfolgt und gleichzeitig elektrischer Strom erzeugt wird.
Über den oder die Antriebe 60, 72 kann ein Sogeffekt erzeugt werden, wenn der Kamineffekt beispielsweise aufgrund äußerer Witterungsverhältnisse nicht ausreichend ist.
Frischluft strömt über die Öffnung oder Öffnungen 78 in den Aufstellungsraum 12. Die glatte Ausbildung der Decke 16 und des Bodens 14 unterstützt die definierte Ausbildung eines Strömungsfelds zur optimierten Kühlung in dem Aufstellungsraum 12. Durch Verstellung der Öffnungsweite mittels der Einstelleinrichtung 80 ist eine Anpassung an die aktuell vorliegenden Verhältnisse (insbesondere beeinflusst durch Witterungsbedingungen) möglich.
Durch entsprechende Ausbildung der Öffnung 78 ist ferner dafür gesorgt, dass in dem Aufstellungsraum 12 kein Unterdruck aufgrund der Abführung von Abwärmeluft entstehen kann.
Aufgrund der geringeren Wichte der erwärmten Luft steigt diese von den Wärmequellen zu der Decke 16 auf und wird an der Deckenunterseite gesammelt. Über den Kamineffekt wird diese erwärmte Luft abgesaugt. Die abströmende Warmluft wird durch nachströmende Frischluft, welche durch die Öffnung oder Öffnungen 78 eintritt, ersetzt.
Die Warmluft strömt durch den Innenraum 42 und wird über die Kaminöffnung 40 an den Außenraum abgegeben.
Durch den Strömungskegel 62 unterhalb der zentralen Abluftöffnung 34 lassen sich Wirbel und andere Strömungsverluste am Einlauf in die Kaminturmeinrichtung 36 zumindest erniedrigen.
Es ist grundsätzlich auch möglich, Abwärme auch an weiteren Stockwerken 52, welche oberhalb des Aufstellungsraums 12 liegen, abzuführen.
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 58, 70 erzeugte elektrische Energie berücksichtigt wird.
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 12 verteilt über die Raumfläche aufgestellt sind. Die Abwärme lässt sich zur Rückgewinnung von elektrischer Energie nutzen.
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 12 für die elektrischen Geräte wird durch das Kühlsystem nicht beeinflusst; lediglich ein Bereich unterhalb der zentralen Abluftöffnung 34 muss freigehalten werden. Durch eine angepasste Anordnung der Schränke 26 erhält man eine für die Kühlwirkung optimierte Luftströmung.
Wie oben erwähnt, können auch Abwärmeanteile in weiteren Stockwerken 52 des Gebäudes 46 mittels entsprechender Zuluftöffnungen in einem Stockwerk 52 und Abluftöffnungen 54 in die Kaminturmeinrichtung 36 zumindest zu einem gewissen Anteil auch für die Gewinnung elektrischer Energie berücksichtigen.
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.

Claims

Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen, welche mit einem Kühlsystem versehen ist, umfassend einen Aufstellungsraum (12), in welchem die Wärmequellen angeordnet sind, eine zentrale Abluftöffnung (34), welche an einer Decke (16) des Aufstellungsraums (12) angeordnet ist, und eine Kaminturmeinrichtung (36), welche in die zentrale Abluftöffnung (34) mündet.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstellungsraum (12) eine zentrale Höhenachse (20) aufweist, an welcher die zentrale Abluftöffnung (34) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Abluftöffnung (34) rotationssymmetrisch um die zentrale Höhenachse (20) ausgebildet ist.
Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenraum (42) der Kaminturmeinrichtung (36) rotationssymmetrisch zu der zentralen Höhenachse (20) ausgebildet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstellungsraum (12) eine mindestens zweizählige Symmetrie bezogen auf die zentrale Höhenachse (20) aufweist.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Decke (16) geneigt ist und eine Höhe zwischen einem Boden (14) des Aufstellungsraums (12) und der Decke (16) in Richtung der zentralen Abluftöffnung (34) ansteigt.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Decke (16) eine für eine Luftströmung glatte Oberfläche hat.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (14) des Aufstellungsraums (12) eine für eine Luftströmung glatte Oberfläche hat.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergangsbereich (44) zwischen der Kaminturmeinrichtung (36) und der zentralen Abluftöffnung (34) trichterförmig ausgebildet ist.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aufstellungsraum (12) eine Zuführungseinrichtung (76) zur Zuführung von Frischluft in den Aufstellungsraum (12) zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungseinrichtung (76) an einer oder mehreren Wänden (18), welche den Aufstellungsraum (12) begrenzen, angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungseinrichtung (76) mindestens eine Öffnung (78) aufweist, welche den Aufstellungsraum (12) und den Außenraum fluidwirksam verbindet.
Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Öffnungsfläche der Zuführungseinrichtung (76) mindestens so groß ist wie eine Öffnungsfläche einer Kaminöffnung (40) der Kaminturmeinrichtung (36) in den Außenraum.
Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnungsweite der mindestens einen Öffnung (78) durch eine Einstelleinrichtung (80) einstellbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (78) oberhalb eines Bodens (14) des Aufstellungsraums (12) benachbart zu dem Boden (14) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der mindestens einen Öffnung (78) zu dem Boden (14) kleiner ist als der Abstand zu der Decke (16).
Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtlänge der Öffnung oder Öffnungen (78) mindestens 70% der Umfangslänge des Aufstellungsraums (12) beträgt.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaminturmeinrichtung (36) über eine Kaminöffnung (40) in den Außenraum mündet.
Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen der zentralen Abluftöffnung (34) und der Kaminöffnung (40) mindestens dreifach so groß ist wie der Abstand zwischen der zentralen Abluftöffnung (34) und einem Boden (14) des Aufstellungsraums (12).
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaminturmeinrichtung (36) bezogen auf die Schwerkraftrichtung (g) vertikal orientiert ist.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Innenraum (42) der Kaminturmeinrichtung (36) mindestens ein Schaufelrad (56; 68) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Schaufelrad (56; 68) ein Generator (58; 70) zur Erzeugung elektrischer Energie zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Schaufelrad (56; 68) ein Antrieb (60; 72) zur Rotation des mindestens einen Schaufelrads (56; 68) zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (70) und/oder der Antrieb (72) in einem Innenraum (42) der Kaminturmeinrichtung (36) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Generator (58; 70) und/oder dem Antrieb (60; 72) eine Strömungsverkleidung zugeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (58) und/oder der Antrieb (60) in dem Aufstellungsraum (12) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationsachse (57) des mindestens einen Schaufelrads (56) im Wesentlichen vertikal bezogen auf die Schwerkraftrichtung (g) orientiert ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaufelrad (56) oberhalb der zentralen Abluftöffnung (34) benachbart zu dieser angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schaufelrad (56; 68) in einem laminaren Strömungsbereich der Kaminturmeinrichtung (36) angeordnet ist.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aufstellungsraum (12) eine Einrichtung (98) zur Erhöhung der Wärmekapazität der Anlage zugeordnet ist.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufstellungsraum (12) unterhalb der zentralen Abluftöffnung (34) ein Strömungskegel (62) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskegel (62) als Hausung (64) für einen Generator (58) und/oder einen Antrieb (60) für ein Schaufelrad (56) ausgebildet ist.
Anlage nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kegelachse koaxial zu einer zentralen Höhenachse (20) des Aufstellungsraums (12) ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskegel (62) an einem Boden (14) des Aufstellungsraums (12) angeordnet ist.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufstellungsraum (12) benachbarte Schränke (26) für die Wärmequellen angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Schränke (26) auf einem Boden (14) des Aufstellungsraums (12) stehen.
Anlage nach Anspruch 35 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schränken (26) Installationswege (88) angeordnet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schränken (26) Strömungswege (86) ausgerichtet auf die zentrale Abluftöffnung (34) und/oder Strömungswege (84) ausgehend von einer oder mehreren Öffnungen (78) in den Außenraum liegen.
Anlage nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungswege (86) diagonal oder radial bezogen auf den Aufstellungsraum (12) angeordnet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass Schränke (26) sektorweise angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Schränken innerhalb eines Sektors (82a; 82b; 82c; 82d) ein oder mehrere Strömungswege (84) liegen.
Anlage nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungswege (84) zwischen benachbarten Sektoren (82a; 82b; 82c; 82d) auf die zentrale Abluftöffnung (34) orientiert sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schränken (26) passive Kühleinrichtungen (90) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass Kühleinrichtungen (90) als Lamellenkühler ausgebildet sind.
Anlage nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite (92) von Schränken (26) und/oder an einer oder mehreren Längsseiten Kühleinrichtungen (90) angeordnet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass Kühleinrichtungen (90) schwenkbar angeordnet sind.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequellen elektrische Geräte sind.
Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Rechenzentrum (10).
Verwendung einer Aufwind-Kaminturmeinrichtung zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen.
Verfahren zur Kühlung einer Anlage mit räumlich verteilt angeordneten Wärmequellen, bei dem am Aufstellungsraum der Wärmequellen Abluft über eine zentrale Abluftöffnung, welche in eine Kaminturmeinrichtung mündet, abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass Frischluft dem Aufstellungsraum über mindestens eine Öffnung in einer oder mehreren Wänden zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitspunktbetrieb mindestens so viel Frischluft zugeführt wird wie über die Kaminturmeinrichtung abgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Abluft mindestens eine Rotorschaufel in der Kaminturmeinrichtung angetrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufstellungsraum definierte Strömungswege zu der zentralen Abluftöffnung gebildet sind.