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Die Erfindung beschreibt ein Rechenzentrum-Modul mit einer Modulhülle und einem Modulraum, in dem elektronische Geräte angeordnet oder anordenbar sind, wobei im Modulraum wenigstens ein begehbarer Gang vorhanden ist.
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Durch die fortschreitende Digitalisierung der Gesellschaft ist es mittlerweile im privaten, beruflichen und behördlichen Umfeld üblich, viele anfallenden Daten digital zu speichern und zu verarbeiten.
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Dabei entstehen riesige Datenmengen, die in Rechenzentren verarbeitet und gespeichert werden. Diese Rechenzentren beinhalten zum Teil tausende Server (Computer), Speicher, Router und andere Netzwerkhardware, die im folgenden zusammenfassend Serverhardware genannt wird. Alle diese elektronischen Geräte haben eine recht hohe Verlustleistung, die in Form von Wärme abgegeben wird. Es entstehen dadurch in einem Rechenzentrum riesige Wärmemengen.
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Die Serverhardware ist relativ wärmeempfindlich und daher nur in einem begrenzten Temperaturbereich einsetzbar und leistungsfähig. Aus diesem Grund muss die anfallende Wärmemenge abtransportiert werden, damit die Temperatur nicht über einen kritischen Wert ansteigt und die Leistung beeinträchtigt. Daher müssen umfassende Vorrichtungen zur Kühlung der Serverhardware vorhanden sein, beispielsweise Klimaanlagen. Diese Kühlvorrichtungen benötigen teilweise mehr (elektrische) Energie als die Serverhardware selbst. Im Bestreben nach energieeffizienteren Rechenzentren muss daher auch die Kühlung mit einbezogen werden. Um Energie für die Kühlung zu sparen, werden Rechenzentren zum Teil bereits in kalten Regionen angesiedelt, wo die Umgebung, beispielsweise kaltes Meerwasser oder kalte Luft, zur Kühlung herangezogen werden kann.
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In der Regel sind die Server dabei in eigens dafür ausgelegten Gebäuden untergebracht, beispielsweise in großen Hallen, da hier das Aufstellen, die Verkabelung und die Wartung einfach handzuhaben ist. Nachteilig dabei ist, dass zumeist der ganze Raum oder das gesamte Gebäude auf die Betriebstemperatur der Serverhardware gekühlt werden muss.
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Eine Möglichkeit, die Kühlkosten zu reduzieren besteht darin, die Serverräume in einzelnen, in sich abgeschlossenen Rechenzentrum-Modulen anzuordnen. Die Kühlung kann sich dann auf die wesentlich kleineren Module beschränken, so dass nicht das ganze Rechenzentrumgebäude gekühlt werden muss.
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Ein weiterer Kostenfaktor beim Bau und Betrieb von Rechenzentren ist der benötigte Raum für die Serveranlagen oder die Module. Die Server-Räume benötigen eine große Fläche, wodurch insbesondere die Ansiedelung in klimatisch attraktiven Gegenden erschwert wird, da dort zumeist keine großen Flächen zur Verfügung stehen.
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Auch hier hat die Anordnung in einzelnen Rechenzentrum-Modulen den Vorteil, dass nahezu beliebige Räume einfach zu Rechenzentren eingerichtet werden können. Damit ist es auch leicht möglich, bereits bestehende, nicht mehr benötigte Gebäude, auszurüsten, die ursprünglich nicht als Rechenzentrum geplant und ausgestattet sind. Neben den Modulen zur Aufnahme der Serverhardware können auch die Kühlanlagen und die Stromversorgung modular aufgebaut sein. Die Rechenzentrum-Module können flexibel aufgestellt und bedarfsgerecht kombiniert werden, so dass eine einfache Skalierung der Rechenleistung ohne großen Aufwand möglich ist.
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Dennoch besteht der große Flächenbedarf weiter, da die Module hauptsächlich nebeneinander und in Einzelfällen auch übereinander stapelbar sind. Zudem kann nicht immer auf bereits vorhandene Gebäude zurückgegriffen werden, insbesondere in klimatisch attraktiven Regionen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Rechenzentrum-Modul zur Aufnahme der Elektronik zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist, das wenig Fläche benötigt und das effizient und kostengünstig kühlbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rechenzentrum-Modul mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen gelöst.
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Die Rechenzentrum-Module weisen einen Warmluftabzugsbereich auf, der durch eine sich verjüngende Modulhülle gebildet wird. Die warme Abluft steigt von sich aus auf. Aufgrund der sich verjüngenden Modulhülle sammelt sie sich in dem Warmluftabzugsbereich. Zusätzlich entsteht dadurch auch ein Sog wie in einem Kamin, der den Abtransport der warmen Luft aus dem Modulraum unterstützt. Die im Warmluftabzugsbereich gesammelte warme Luft kann von dort beispielsweise über eine Öffnung in der Modulhülle in die Umgebung ausgeleitet werden. Sie kann jedoch beispielsweise auch über einen Lüfter durch eine Abluftleitung abtransportiert werden.
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Aufgrund der thermischen Entlüftung des Modulraumes wird kein Lüfter und keine Klimatisierung benötigt oder es genügt eine Klimatisierung mit wesentlich geringerer Leistung als im Stand der Technik.
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Damit die thermische Lüftung funktioniert, ist eine nach oben zulaufende, sich verjüngende Modulhülle wesentlich. Die genaue Form spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Die Modulhülle kann beispielsweise pyramidenförmig ausgebildet sein. Insbesondere vorteilhaft ist jedoch, wenn die Modulhülle durch einen innen zumindest nach oben gerundeten Hohlkörper gebildet ist.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Modulhülle durch eine Röhre gebildet ist, die an den axialen Enden verschlossen oder verschließbar ist. Bei dieser Form ist eine sehr gute thermische Wirkung vorhanden und der Modulraum hat ein optimales Strömungsverhalaten.
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In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung weist die Modulhülle im Warmluftabzugsbereich eine nach oben gerichtete, kaminartige Öffnung auf, durch die die warme Abluft aus dem Modulraum austreten kann.
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Eine besonders effektive Kühlung entsteht dadurch, dass der Modulraum wenigstens eine Kaltluftzone und wenigstens eine Warmluftzone aufweist.
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Eine weitere Verbesserung der natürlichen Kühlung kann erzielt werden, wenn im Strömungspfad zum Warmluftabzugsbereich ein Strömungswiderstand vorhanden ist, an dem die Strömungsgeschwindigkeit der warmen Abluft erhöht wird. Somit wird der Abzug der Warmluft, der durch die Verjüngung der Modulhülle entsteht weiter verstärkt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist im Modulraum ein durchgehender Boden angeordnet, auf dem in Längsrichtung zwei parallel angeordnete Einschubregale angeordnet sind, die mit elektronischen Geräten bestückt oder bestückbar sind. Zwischen den Regalen ist ein begehbarer Gang als Kaltluftzone gebildet. Zwischen den Regalen und der Modulhülle liegen jeweils Warmluftzonen, die zu einem gemeinsamen Warmluftabzugsbereich zulaufen.
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Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn der Boden in der Kaltluftzone Öffnungen als Kaltluftzufuhr aufweist und die Kaltluftzone nach oben gegenüber dem Warmluftabzugsbereich dicht abgeschlossen ist. So entsteht eine bauliche und räumliche Trennung der Kaltluftzone von den Warmluftzonen. Die Luftströmung wird dadurch durch die Regale gezwungen, wo sie die Serverhardware kühlt.
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In dieser Ausführung kann der Strömungswiderstand dadurch gebildet sein, dass jeweils der Abstand zwischen der Oberkante der Einschubregale und der Modulhülle gering ist.
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In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist in der Warmluftzone ein Flüssigkeitskühlkörper angeordnet, der durch den Boden mit Kühlflüssigkeit versorgt ist. Dadurch kann die Kühlleistung zusätzlich erhöht werden, ohne dass die zugeführte Kühlluft aufwändig gekühlt werden muss. Es kann somit eine weitere Energieeinsparung erzielt werden. Diese Flüssigkeitskühlung kann insbesondere in kalten Regionen enorme Einsparungen erzielen, in dem kaltes Fluss- oder Meerwasser zur Kühlung herangezogen wird.
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Der Flüssigkeitskühlkörper kann auch in der Modulhülle angeordnet oder integriert sein.
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Jedes Rechenzentrum-Modul hat nur einen begrenzten Raum zur Aufnahme von Serverhardware. Um den Raum zu vergrößern können mehrere Module miteinander verbunden werden. Dazu ist es zweckmäßig wenn die Modulhülle wenigstens eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung mit der Modulhülle eines weiteren Moduls aufweist. Die Module sind vorzugsweise an der Kupplungsvorrichtung offen, so dass beim Verbinden zweier Module ein gemeinsamer Modulraum entsteht. Alle Module haben dadurch einen gemeinsamen Warmluftabzugsbereich, aus dem die Warmluft gesammelt abgeführt werden kann. Dadurch kann eine weitere Verbesserung der Kühleffizienz erreicht werden, da nicht jedes Modul getrennt mit Frischluft versorgt werden muss.
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Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Rechenzentrum-Module ist, dass sie flächensparend unterirdisch angeordnet werden können. Dazu ist die Modulhülle vorzugsweise so stabil, dass sie die Last des umgebenden Erdreiches und eventuell darauf stehenden Gebäude trägt. Insbesondere kann die Modulhülle sehr kostengünstig aus Beton gefertigt werden. Es sind jedoch alle anderen zweckmäßigen Materialien denkbar.
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Durch die unterirdische Anordnung der Rechenzentrum-Module benötigt ein Rechenzentrum praktisch keine Fläche. Die Module können unter Gebäuden, unter Parkplätzen, in Bergen oder unter Wasser angeordnet werden. Es besteht auch die Möglichkeit die Module in Regionen mit eigentlich nicht bebaubaren Böden, etwa Sumpf oder zeitweise auftauenden Permafrostboden, anzusiedeln.
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Die Module können beispielsweise in einem Graben angeordnet werden, der nach der Montage zugeschüttet wird. Die Module können jedoch auch in einen Tunnel oder Stollen eingeschoben werden, der zuvor bergmännisch erstellt wurde. Der Verlegung der Module sind aufgrund der einfachen Montage praktisch keine Grenzen gesetzt. Somit ist auch eine bedarfsgerechte Erweiterung ohne großen Aufwand möglich.
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Zur Verlegung der Module und der Modul-Ketten gibt es keine Einschränkungen. So können beispielsweise mehrere lineare Modul-Ketten um einen gemeinsamen zentralen Raum sternförmig angeordnet sein. Dabei kann der zentrale Raum höher gelegen sein und als zentraler Abluftausgang dienen. Dazu sind die Modul-Ketten vorzugsweise zu diesem Raum ansteigend angeordnet.
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Im Idealfall benötigen die Module, neben den elektrischen Leitungen, nur eine Kaltluftzufuhr und eine Warmlufabfuhr. Bei aneinanderkoppeln mehrerer Module zu einer Kette werden alle Anschlüsse mit gekoppelt, so dass die Versorgung aller Module einfach gewährleistet ist.
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Zur Unterstützung der natürlichen Lüftungsfunktion kann eine solche Modul-Kette insgesamt leicht geneigt eingebaut werden, so dass die warme Luft nicht nur in den Warmluftabzugsbereich aufsteigt sondern auch entlang der ansteigenden Modul-Kette.
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Zusätzlich kann die Umgebung der Module sogar zu Kühlung benutzt werden.
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Neben der effizienten Kühlung bietet die unterirdische Anordnung einen erhöhten Schutz vor Umweltereignissen, wie etwa Erdbeben, Tornados oder Überschwemmungen, vor Terroranschlägen oder kriegerischen Handlungen.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Moduls besteht auch darin, dass es vollständig vorgefertigt werden kann. Dies schließt auch den Einbau der Serverhardware ein. Somit muss das komplett fertige und betriebsbereite Modul lediglich zum Einbauort transportiert und dort eingebaut werden. Bei einem Rechenzentrum mit mehreren Modulen müssen die einzelnen Module noch miteinander verbunden werden. Bei röhrenförmigen Modulen können die axialen Enden der Röhren zum Transport mit einer Folie oder einem festen Deckel abgeschlossen sein. Dieser Verschluss kann am endständigen Modul auch in eingebautem Zustand verbleiben.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rechenzentrum-Moduls besteht in der Möglichkeit die Module einfach und kostengünstig herzustellen. Insbesondere vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem zunächst die Modulhülle hergestellt wird. Danach werden die Serverhardware und alle Zu- und Abluftleitungen betriebsbereit eingebaut. Schließlich wird das fertige Modul zum Einbauort transportiert und eingebaut. Die Herstellung des Moduls und der Einbau der Serverhardware können dabei am gleichen Standort erfolgen. Die Modulhülle kann jedoch auch in einem Zwischenschritt an einen anderen Standort zum Einbau der Serverhardware transportiert werden. Daneben kann die Serverhardware auch erst nach dem Einbau des Moduls erfolgen, was jedoch weniger vorteilhaft ist.
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Die Serverhardware kann auch an einem anderen Ort zu einer Elektronik-Einheit vormontiert werden, so dass sie nur noch als Einheit in die fertige Modulhülle eingebaut werden muss.
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Neben dem direkten Einbau der Module können sie auch in ein am Einbauort vorhandenes oder vorgefertigtes Mantelsystem eingeschoben werden.
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Die Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen an einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 einen erfindungsgemäßen Hohlkörper in Form einer Röhre mit bestückten Serverschränken,
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2 einen Querschnitt durch einen Servertunnel mit Luftkühlung,
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3 einen Querschnitt durch einen Servertunnel mit Flüssigkeitskühlung,
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4 einen Querschnitt durch einen Servertunnel mit Flüssigkeitskühlung und Abluftkamin,
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5 einen Querschnitt durch einen Servertunnel mit Mantelkühlung,
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6a eine Draufsicht einer Kupplung zwischen zwei Servertunneln,
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6b eine Kette mit mehreren aneinander gekoppelten Servertunneln,
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7 eine Detailansicht einer Kupplung,
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8 eine Variante des Servertunnels als Einschub für eine umgebende Röhre,
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9 einen Querschnitt des Servertunnels mit Einschub,
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10 ein Servertunnel-Einschub mit einer vorverlegten Einschub-Röhre,
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11 einzelne Produktionsschritte eines Servertunnels,
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12 Verfahrensschritte zur unterirdischen Verlegung eines Servertunnels,
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13 Verfahrensschritte zur teilunterirdischen Verlegung eines Servertunnels,
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14 eine Illustration der Verlegung eines Servertunnels unter der Erde und
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15 eine Illustration der Verlegung eines Servertunnels in einem Berg.
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Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Rechenzentrum-Moduls 1. Die Modulhülle 2 ist im Beispiel als Röhre ausgebildet und aus Beton gefertigt. Der Durchmesser und die Länge der Röhre betragen im Beispiel jeweils etwa 4 m. Selbstverständlich kann sowohl das Material, der Durchmesser als auch die Länge nahezu beliebig variiert werden. Diese Abmessungen ermöglichen jedoch eine einfache und kostengünstige Herstellung und einen einfachen Transport der Module 1.
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Die Modulhülle 2 begrenzt einen zylinderförmigen Modulraum 3. Im Modulraum 3 ist ein Modulboden 4 angeordnet. Auf dem Modulboden 4 sind in Längsrichtung Einschubregale 5 angeordnet, in denen Serverhardware 6, wie Rechner, Speicher, Switches, Router oder andere elektronische Komponenten angeordnet sind. Die Regale 5 sind parallel zueinander angeordnet, so dass in der Mitte ein begehbarer Gang 7 vorhanden ist. Der Gang 7 ist nach oben durch eine Decke 8 zwischen den oberen Enden der Einschubregale 5 abgeschlossen. Im Boden 4 des Gangs 7 sind mehrere Öffnungen 9 angeordnet, durch die frische, kalte Luft 10 in den Gang 7 einströmen kann. Die Luftzufuhr erfolgt durch Frischluftleitungen 11, die unter dem Boden 7 verlaufen.
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Der Gang 7 bildet somit eine Kaltluftzone 12. Die Serverhardware 6 ist in den Einschubregalen 5 so angeordnet, dass die kalte Luft 10 aus dem Gang 7 angesaugt wird und an der Rückseite der Regale 5 wieder ausgeblasen wird. Die Rückseite der Regale begrenzt mit der Modulhülle 2 daher jeweils eine Warmluftzone 13. Durch die Rundung der Röhre verjüngt sich die Modulhülle 2 nach oben. An der oberen Engstelle der Modulhülle 2 entsteht dadurch ein Warmluftabzugsbereich 14, in dem sich warme Luft 15 sammelt und von dort effizient abtransportiert werden kann.
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Die runde oder gerundete Form der Modulhülle 2 ist dabei nur eine mögliche Ausführung. Die Modulhülle kann auch spitz zulaufen oder mehrere Stufen aufweisen.
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Die 2 zeigt eine erste Ausführung der Erfindung, bei der kalte Luft 10 durch den Boden 4 in den Gang 7 geleitet wird. Wobei kalt relativ zur Temperatur der Serverhardware 6 ist. Je nach Wärmeentwicklung der Serverhardware 6 kann die Temperatur der kalten Luft 10 auch 20°C und mehr betragen.
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Die kalte Luft 10 strömt durch die Einschubregale 5 an der Serverhardware 6 entlang und tritt an der Rückseite der Regale 5 in die Warmluftzone 13 aus. Dort steigt die warme Luft 15 automatisch nach oben zum mittig gelegenen Warmluftabzugsbereich 14. Hier wird die warme Luft 15 über einen Lüfter 16 in axialer Richtung aus dem Modul 1 abgeleitet. Aufgrund der Rundung der Modulhülle 2 entsteht eine natürliche Luftströmung nach oben, so dass eine wesentlich geringere Lüfterleistung ausreicht, um die Warmluft 15 abzuführen. Zusätzlich sind die Einschubregale 5 so angeordnet, dass die obere Außenkante 17 nahe an der Modulhülle 2 liegt. Dadurch entsteht eine Engstelle 18 im Strömungspfad der warmen Luft 15. Dieser Strömungswiderstand 18 beschleunigt die warme Abluft 15, wodurch ein zusätzlicher Sog entsteht, der die kalte Luft 10 aus dem Gang 7 durch die Regale 5 zieht.
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Der Warmluftabzugsbereich 14 ist durch die Decke 8 gegenüber dem Gang 7, das heißt der Kaltluftzone 12, abgeschlossen, so dass die kalte Luft 10 nicht direkt aus dem Gang 7 abgesaugt wird.
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Die kalte Luft 10 wird durch eine Kaltluftleitung 11 unterhalb des Bodens 4 geführt und durch Öffnungen 9 im Boden 4 in den Gang 7 geleitet.
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Zusätzlich zur optimierten Strömung innerhalb des Modulraums 3 und der dadurch reduzierten Lüfterleistung ist das Volumen der Kaltluftzone 12 relativ gering, so dass die Menge an benötigter Kühlluft insgesamt geringer ist.
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Um die Kühlleistung weiter zu steigern, kann zusätzlich zur Luftkühlung eine Flüssigkeitskühlung vorhanden sein. Die 3 zeigt eine erste Ausführung einer solchen Flüssigkeitskühlung. Dazu sind in den Warmluftzonen 13 Kühlkörper 19 unmittelbar hinter den Regalen angeordnet. Die Kühlkörper 19 werden mit Kühlflüssigkeit durchströmt und entziehen der Warmluft 15 somit zusätzliche Wärme. Die Kühlflüssigkeit wird durch Kühlflüssigkeitsleitungen 20 unterhalb des Bodens 4 geleitet.
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In 4 ist eine alternative Ausführung gezeigt, bei der die warme Luft 15 nicht in axialer Richtung aus dem Modul 1 geleitet wird. Stattdessen ist im Warmluftabzugsbereich 14 ein senkrechter Kamin 21 angeordnet, durch den die warme Luft 15 nach oben aus dem Modul 1 geleitet wird. Dieser Kamin 21 ist, wie in 1 gezeigt, vorzugsweise etwa in der Mitte des Moduls 1 angeordnet. Er kann jedoch auch am Ende eines Moduls oder an einer anderen Stelle dazwischen angeordnet sein. Im Beispiel ist der Kamin 21 zusammen mit einer Flüssigkeitskühlung 19 gezeigt. Er ist jedoch davon völlig unabhängig.
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Die Flüssigkeitskühlkörper 19 können statt hinter den Regalen 5 auch in der Modulhülle 2 angeordnet sein, wie in 5 dargestellt. Die Kühlflüssigkeit ist hier durch mehrere Leitungen 22 in der Modulhülle 2 geführt. Zusätzlich kann die Modulhülle 2 im Bereich der Flüssigkeitsleitungen 22 aus einem anderen Material bestehen, insbesondere einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit.
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Die erfindungsgemäßen Rechenzentrums-Module 1 weisen eine natürliche Lüftung auf, die je nach klimatischen Bedingungen ganz ohne elektrische Belüftung oder Klimatisierung auskommt. Somit kann ein großer Teil der Energie eingespart werden, die zum Betrieb eines Rechenzentrums notwendig ist.
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Die einzelnen Rechenzentrum-Module 1 weisen relativ kompakte Abmessungen auf. Um den Einbauraum für Serverhardware zu erweitern, können zwei oder mehrere Module miteinander gekoppelt werden. Im Gegensatz zu Rechenzentrum-Modulen nach dem Stand der Technik werden dabei die Modulräume der einzelnen Module vorzugsweise miteinander verbunden, so dass ein gemeinsamer Modulraum entsteht. So kann eine effiziente gemeinsame Kühlung erzielt werden.
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Zur Kopplung zweier Module 1 weisen die Module 1 beispielsweise jeweils wenigstens eine bewegliche Kupplungsvorrichtung 23 (Gelenke) auf. In 6b ist eine Modulkette 24 aus sieben Modulen 1 gezeigt, die jeweils durch eine solche Kupplungsvorrichtung 23 miteinander verbunden sind. Dadurch wird verhindert, dass die Modulkette 24 bei Bodenbewegungen, beispielsweise aufgrund von Erdbeben, auseinanderbricht. Stattdessen ermöglichen die Gelenke den Modulen Ausgleichsbewegungen auszuführen, wie in 6a im Detail gezeigt.
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Eine mögliche Kupplungsvorrichtung 24 für röhrenförmige Module 1 ist beispielhaft in 7 dargestellt. Die Module 1 haben jeweils an einem Ende einen ringförmigen Flansch 25, der über den Modulrand 26 hervorsteht und einen geringeren Durchmesser hat. Dieser Flansch 25 greift in ein anderes Modul 1 ein, wobei eine am Außenumfang des Flanschs 25 sitzende Ringdichtung 27 den Modulraum 3 nach Außen abdichtet.
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Neben den Energiekosten spielt der Platzbedarf für ein Rechenzentrum eine entscheidende Rolle. Die Erfindung schlägt daher vor, die Rechenzentrum-Module 1 unterirdisch anzuordnen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise Fläche gespart werden. Insbesondere ist es dadurch auch möglich, Rechenzentren unter bereits bestehenden Gebäuden anzuordnen.
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Das erfindungsgemäße Rechenzentrum-Modul 1 kann beispielsweise eine stabile und dichte Modulhülle 2 haben, so dass die Module 1 direkt unterirdisch einbaubar sind. Beispielsweise kann die Modulhülle aus Beton gefertigt sein. Die Modulhülle 2 kann jedoch beispielsweise auch nur gerade so stabil sein, dass sie die Serverhardware 6 tragen kann. Diese Module 1 können dann beispielsweise in ein Mantelsystem 28 eingeschoben werden, wie es in 8 dargestellt ist. Dabei kann das Mantelsystem 28 ebenfalls aus einzelnen Mantel-Modulen 29 bestehen. Die Rechenzentrum-Module 1 und die Mantel-Module 29 haben dann jeweils eigene Kupplungsvorrichtungen, mit denen größere Einheiten konfigurierbar sind.
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In 9 ist ein Schnitt durch ein solches Mantelsystem 28 mit eingesetztem Rechenzentrum-Modul 1 gezeigt. Insbesondere bei solchen Mantelsystemen ist die Röhrenform vorteilhaft, da die Röhren beim ineinanderschieben nicht so leicht verkanten.
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Wie in 10 dargestellt ist, kann das Mantelsystem 28 beispielsweise in einem Berg 30 angeordnet sein. Die Rechenzentrum-Module 1 werden in das Mantelsystem 28 eingeschoben. Durch den begehbaren Gang 7 in den Rechenzentrum-Modulen 1 besteht ein einfacher Zugang zu den Modulkupplungen 23, so dass die Montagearbeiten vor Ort einfach und schnell durchführbar sind.
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Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Rechenzentrum-Moduls ist schematisch in 11 gezeigt. Zunächst wird die Modulhülle 2 hergestellt (11a). Bei einer Betonröhre als Modulhülle 2 kann diese beispielsweise in einer Form gegossen werden.
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Der Modulboden 4, die Regale 5, die Serverhardware 6 und alle weiter zum Betrieb notwendige Ausstattung wird zu einer Elektronik-Einheit 31 zusammengefügt (11b). Dabei kann auf individuelle Ausstattungswünsche einfach Rücksicht genommen werden. Beides kann unabhängig voneinander vorproduziert werden. Danach wird die betriebsbereite Elektronik-Einheit 31 in die Modulhülle 2 eingeschoben (11c) und das fertige Modul 1 für den Transport vorbereitet (11d). Schließlich wird das verpackte Modul 32 auf einem Tieflader 33 zum Einbauort transportiert (11e).
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Am Einbauort kann beispielsweise eine Grube 34 oder eine andere Vertiefung ausgehoben werden, wie in 12a gezeigt ist. In diese Grube 34 wird das betriebsbereite Modul 1 eingesetzt und eventuell mit weiteren Modulen 1 verbunden. Die Grube 34 ist im Beispiel so tief, dass die Module 1 vollständig unterhalb der Erdoberfläche 35 liegen. Schließlich wird die Grube 34 wieder aufgefüllt. Dabei kann beispielsweise das Aushubmaterial verwendet werden. Zur Erhöhung der Stabilität und der Widerstandsfähigkeit kann die Grube 34 auch vollständig mit Beton gefüllt werden.
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Alternativ kann die Grube 34 auch weniger tief sein, so dass die Module 1 nur teilweise unterhalb der Erdoberfläche 35 liegen, wie in 13a gezeigt ist. Dabei kann die Grube 34 gerade so tief sein, dass der Aushub ausreicht, um das Modul 1 vollständig zu bedecken (13b). So entsteht ein kleiner Erdhügel, der auch bepflanzt werden kann. Die Tiefe der Grube kann hierbei frei gewählt werden, auch wenn das Aushubmaterial die Module nicht überdeckt.
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Die 14 zeigt ein weiteres Beispiel, wie mehrere Rechenzentrum-Module 1 in einem unterirdischen Mantelsystem 28 angeordnet werden können. Das Mantelsystem 28 besteht hier aus Röhren 29, die zunächst in einem Graben 34 angeordnet werden, wie beispielsweise in 12a gezeigt. Die Rechenzentrum-Module 1 können dann eingeschoben werden, nachdem der Graben 34 bereist wieder zugeschüttet wurde.
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Ein solches Mantelsystem 28 kann auch in einem massiven Berg 30 angeordnet werden. Dieses kann beispielsweise mit einer Tunnelbohrung gefertigt werden. Wie im Beispiel zu sehen ist, ist am oberen Rand ein Abluftkamin 36 angeordnet, der mit dem Warmluftabzugsbereich der Module verbunden ist. Am Boden ist ein Warmwasserabfluss 37 angeordnet.
