DE202012100482U1

DE202012100482U1 - Cooling arrangement

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Publication number: DE202012100482U1
Application number: DE201220100482
Authority: DE
Original assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Current assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-05-17
Anticipated expiration: 2022-02-15

Abstract

Klimatisierungsanordnung umfassend zumindest einen Kaltgang (20, 22), der von zumindest einer wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Begrenzung, wie Reihe (12, 14, 16, 18) von Racks begrenzt ist, die von dem Kaltgang zugeführter über eine Kühleinrichtung (32, 34) konditionierter Luft durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltgang (20, 22) kopfseitig über die Kühleinrichtung (32, 34) verschlossen ist, über die dem Kaltgang die konditionierte Luft zuführbar ist.An air-conditioning arrangement comprising at least one cold aisle (20, 22) delimited by at least one heat-generating device, such as series (12, 14, 16, 18), of racks conditioned by the cold aisle via a cooler (32, 34) Air can be flowed through, characterized in that the cold aisle (20, 22) on the head side via the cooling device (32, 34) is closed, via which the cold aisle, the conditioned air can be supplied.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsanordnung umfassend zumindest einen Kaltgang, der von zumindest einer wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Begrenzung, wie Reihe von Racks, begrenzt ist, die von dem Kaltgang zugeführter über eine Kühleinrichtung konditionierter Luft durchströmbar ist. The invention relates to an air conditioning arrangement comprising at least one cold aisle, which is bounded by at least one heat-generating devices containing limit, such as series of racks, which is flowed through by the cold aisle supplied via a cooling device conditioned air.

Eine entsprechende Anordnung ist der DE-U-20 2009 002 033 zu entnehmen. Dabei ist eine Vielzahl von Kaltgänge begrenzenden wärmeerzeugende Geräte enthaltenden Racks auf einem Hohlboden angeordnet, über den den Kaltgängen mittels eines Klimatisierungsgerätes konditionierte Luft zuführbar ist. A corresponding arrangement is the DE-U-20 2009 002 033 refer to. In this case, a plurality of cold running limiting racks containing heat generating devices is arranged on a hollow floor, via which the cold aisles conditioned air can be supplied by means of an air conditioning unit.

Bei einer Klimaanlage nach der DE-A-10 2009 030 114 begrenzt ein Wärmetauscher einen Teilbereich einer Begrenzungswandung eines Raums, in dem gleichfalls in Racks angeordnete wärmeerzeugende Geräte angeordnet sind. Aus dem Raum wird über den Wärmetauscher Warmluft angesaugt, die sodann als Kühlluft über einen Hohlboden dem Raum wieder zugeführt wird. In an air conditioner after the DE-A-10 2009 030 114 a heat exchanger delimits a portion of a boundary wall of a room, are arranged in the likewise arranged in racks heat-generating devices. Hot air is drawn in from the room via the heat exchanger, which is then returned to the room as cooling air via a hollow floor.

Der DE-U-20 2009 013 664 ist ein klimatisierter Raum zu entnehmen, in dem zur Kühlung in Reihen elektronische Geräte angeordnet sind, wobei jede Reihe auf einer Seite einen Warmgang begrenzt, der zwischen zwei Reihen verläuft. Eine den Raum begrenzende Wandung ist als Kühlwand ausgebildet, über die dem Raum gekühlte Luft zuführbar ist, die aus dem Warmgang abgesaugt wird, der gegenüber dem Raum strömungstechnisch getrennt ist. Of the DE-U-20 2009 013 664 is to remove a conditioned space in which are arranged for cooling in rows electronic devices, each row on one side defines a hot aisle, which runs between two rows. A wall bounding the space is formed as a cooling wall, via which cooled air can be supplied to the space, which is sucked out of the warm aisle, which is fluidically separated from the space.

Der DE-U-20 2004 003 309 ist eine sogenannte Clusterkühlung zu entnehmen, bei der in Reihen angeordnete Racks einen Warmgang begrenzen, der kopfseitig über eine eine Absaugöffnung aufweisende Kopfplatte abgedeckt ist. In den Warmgang wird gekühlte Luft über Lüfter angesaugt, die in den Racks vorgesehen sind. Of the DE-U-20 2004 003 309 is to take a so-called cluster cooling, in which arranged in rows racks limit a warm aisle, which is covered on the head side via a suction opening having a top plate. In the warm aisle, cooled air is sucked in via fans provided in the racks.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Klimatisierungsanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine effiziente Kühlung der in der zumindest eine Begrenzung vorhandenen wärmeerzeugenden Geräte erfolgt, ohne dass es erforderlich ist, dass der die wärmeerzeugenden Geräte aufnehmende Raum durch einen Hohlboden begrenzt ist, über den konditionierte Luft zuführbar oder Warmluft abführbar ist. The present invention is based on the object, an air conditioning arrangement of the type mentioned in such a way that with structurally simple measures efficient cooling of existing in the at least one limitation heat generating devices, without it being necessary that the heat generating devices receiving space is limited by a hollow floor, can be supplied via the conditioned air or hot air is discharged.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der Kaltgang kopfseitig über eine Kühleinrichtung verschlossen ist, über die dem Kaltgang die konditionierte Luft zuführbar ist. Dabei ist die Kühleinrichtung insbesondere ein Wärmetauscher, dem gegebenenfalls eine Ventilatoreinrichtung zugeordnet ist. Diese ist im Kopfbereich des Kaltgangs, insbesondere auf kaltgangabgewandter Seite des Wärmetauschers angeordnet. The object is achieved essentially by the fact that the cold aisle is closed on the head side via a cooling device, via which the cold aisle, the conditioned air can be supplied. In this case, the cooling device is in particular a heat exchanger, which is optionally associated with a fan device. This is arranged in the head region of the cold aisle, in particular on Kaltgangabgewandter side of the heat exchanger.

Eine diesbezügliche Anordnung ist insbesondere bei hoher thermischer Last der Begrenzung, also der die Begrenzung bildenden Racks zu bevorzugen. Der Ventilator dient als Stützlüfter und ist vorzugsweise auf dem Wärmetauscher angeordnet. An arrangement in this regard is to be preferred in particular at high thermal load of the boundary, that is, the racks forming the boundary. The fan serves as a support fan and is preferably arranged on the heat exchanger.

Zumindest einige der in der Begrenzung wie in einem Rack vorhandenen wärmeerzeugenden Geräte wie Server weisen Lüfter auf, über die die konditionierte Luft über die Kühleinrichtung ansaugbar ist. Somit erfolgt eine aktive Luftbewegung über die Lüfter sowie schwerkraftbedingt durch die Dichteunterschiede der Luft in dem Kaltgang. Eine zusätzliche externe Pressung für die Lüfter ist nicht erforderlich. At least some of the heat generating devices in the enclosure, such as servers, have fans that allow the conditioned air to be drawn in via the cooling device. Thus, there is an active air movement over the fan as well as gravity caused by the density differences of the air in the cold aisle. An additional external pressure for the fans is not required.

Erfindungsgemäß gelangt dann, wenn ausschließlich Lüfter der wärmeerzeugenden Geräte, also insbesondere Server-Lüfter benutzt werden, damit Luft über die Kühleinrichtung in den Kaltgang strömt, eine lüfterfreie Kühleinrichtung zum Einsatz. Hierin ist ein hervorstechendes Merkmal der Erfindung zu sehen. According to the invention, when only fans of the heat-generating devices, that is to say in particular server fans, are used so that air flows via the cooling device into the cold aisle, a fan-free cooling device is used. Herein is a salient feature of the invention.

Insbesondere bei der lüfterfreien bzw. lüfterlosen Ausführung, also derjenigen, bei der der Kühleinrichtung nicht unmittelbar ein Lüfter zugeordnet ist, vielmehr die in den wärmeerzeugenden Geräten integrierten Lüfter zum Ansaugen von Luft benutzt werden, ergibt sich der Vorteil, dass der Service- und Wartungsaufwand reduziert wird. Die Kühleinrichtung selbst arbeitet nahezu geräuschlos. Durch die geringe Anzahl an drehenden Teilen ergibt sich eine hohe Verfügbarkeit. In particular, in the fan-free or fanless design, ie those in which the cooling device is not directly associated with a fan, but the integrated in the heat generating devices fan for sucking air are used, there is the advantage that reduces the service and maintenance costs becomes. The cooling device itself works almost noiselessly. The low number of rotating parts results in a high availability.

Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass aus Redundanz- und Sicherheitsgründen die Kühleinrichtung in Einzelwärmetauscher sequenziert, also aufgeteilt sein kann, wobei die Einzelwärmetauscher bevorzugterweise aneinander gereiht sind. Durch die Verwendung von Einzelwärmetauschern, um die einem Kaltgang zugeordnete Kühleinrichtung zu bilden, kann im Falle einer Leckage nur eine geringe Menge von Leckwasser austreten. Furthermore, the invention provides that, for reasons of redundancy and safety, the cooling device can be sequenced in individual heat exchangers, that is to say can be split, wherein the individual heat exchangers are preferably lined up with one another. By using individual heat exchangers to form the cooling device associated with a cold aisle, only a small amount of leakage water can escape in the event of leakage.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass jeder Wärmetauscher mit einem Rückschlagventil sowie Taupunkt- und Leckagesensor ausgestattet wird. Furthermore, there is the possibility that each heat exchanger is equipped with a check valve and dew point and leakage sensor.

Bei der lüfterlosen Kühleinrichtung ergibt sich des Weiteren der Vorteil, dass die die Kühleinrichtung durchtretende Luft eine geringe Geschwindigkeit aufweist, so dass im Falle einer Leckage austretendes Leckwasser nicht im Raum verteilt wird. In the case of the fanless cooling device, there is also the advantage that the air passing through the cooling device has a low velocity, so that leakage water leaking in the event of a leak is not distributed in space.

Erfindungsgemäß werden zur Kühlung von Servern in einem Rechenzentrum diese in Reihen ausgerichteten Racks angeordnet, die Warm- und Kaltgänge begrenzen. Die Abschottung der Kaltgänge von den Wärmegängen erfolgt über die Racks. Jeder Kaltgang ist kopfseitig über eine Kühldecke, insbesondere in Form eines Wärmetauschers verschlossen, über den gekühlte Luft von oben dem jeweiligen Kaltgang zugeführt wird. Dabei weist jeder Kaltgang eine entsprechende Kühldecke auf. Dadurch, dass die gekühlte Luft den Kaltgängen zugeführt wird, wird die natürliche Luftbewegung, d.h. die Konvektion ausgenutzt. Somit kann ein energetisch günstiges Kühlen der wärmeerzeugenden Geräte erfolgen. According to the invention, these racks, which are aligned in rows, are arranged for cooling servers in a data center and delimit warm and cold aisles. The foreclosure of the cold aisles from the heat passages takes place via the racks. Each cold aisle is closed on the head side via a cooling ceiling, in particular in the form of a heat exchanger, via which cooled air is supplied from above to the respective cold aisle. Each cold aisle has a corresponding cooling ceiling. The fact that the cooled air is supplied to the cold aisles, the natural air movement, ie the convection is exploited. Thus, an energetically favorable cooling of the heat-generating devices can take place.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen- für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen. Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken from them - alone and / or in combination - but also from the following description of preferred embodiments.

Es zeigen: Show it:

1 eine Prinzipdarstellung eines Rechnerraums im Längsschnitt mit einer ersten Ausführungsform einer Klimatisierungsanordnung und 1 a schematic diagram of a computer room in longitudinal section with a first embodiment of an air conditioning arrangement and

2 eine der 1 entsprechende Schnittdarstellung mit einer zweiten Ausführungsform einer Klimatisierungsanordnung. 2 one of the 1 corresponding sectional view with a second embodiment of an air conditioning arrangement.

Anhand der Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, werden erfindungsgemäße Klimatisierungsanordnungen beschrieben, mittels derer in einem Raum 10 wie Rechnerraum angeordnete wärmeerzeugende elektronische Geräte wie Server energiegünstig und effizient gekühlt werden können. With reference to the figures, in which the same elements are provided with the same reference numerals, air conditioning arrangements according to the invention are described, by means of which in a room 10 how computer room arranged heat-generating electronic devices such as servers can be cooled energiegünstig and efficient.

Die nicht dargestellten elektronischen Geräte sind in Aufnahmen wie Racks angeordnet, die ihrerseits in Reihen 12, 14, 16, 18 angeordnet sind, um Begrenzungen für Kaltgänge 20, 22 und Warmgänge 24, 26, 28 zu bilden. Die Racks 12, 14, 16, 18 sind auf dem Boden 30 des Raums 10 angeordnet, ohne dass es sich hierbei um einen Hohlboden handeln muss, der nach dem Stand der Technik dafür benutzt wird, um über diesen konditionierte, d. h. gekühlte Luft den Kaltgängen zuzuführen oder über diese aus den Warmgängen erwärmte Luft abzusaugen. The electronic devices, not shown, are arranged in recordings such as racks, which in turn in rows 12 . 14 . 16 . 18 are arranged to boundaries for cold aisles 20 . 22 and warm aches 24 . 26 . 28 to build. The racks 12 . 14 . 16 . 18 are on the ground 30 of the room 10 arranged, without this must be a hollow floor, which is used in the prior art for supplying this conditioned, ie cooled air to the cold aisles or to suck it out of the warm aisles heated air.

Um ungeachtet dessen effizient die in den Racks vorhandenen elektronischen Geräte wie Server kühlen zu können, sind die Kaltgänge 20, 22 kopfseitig über Kühldecken 32, 34 verschlossen, die insbesondere durch wassergekühlte Wärmetauscher gebildet werden. In spite of this, in order to efficiently cool the electronic devices in the racks such as servers, the cold aisles are 20 . 22 on the head above cooling ceilings 32 . 34 closed, which are formed in particular by water-cooled heat exchangers.

Über die Kühldecken 32, 34 strömt die von den Warmgängen 24, 26, 28 stammende Luft in die Kühlgänge 20, 22, wodurch die Luft konditioniert, also gekühlt wird. Dadurch, dass die gekühlte Luft vom Kopfbereich in die Kaltgänge 20, 22 strömt, wird die natürliche Konvektion benutzt, wodurch ein energetisch günstiger Betrieb möglich ist. Von den Kaltgängen 20, 22 durchströmt die gekühlte Luft die Racks und damit die wärmeerzeugenden elektronischen Geräte zu den Warmgängen 24, 26, 28 hin. About the cooling ceilings 32 . 34 that flows from the warm aisles 24 . 26 . 28 originating air in the cooling passages 20 . 22 , whereby the air is conditioned, that is cooled. By allowing the cooled air from the head area into the cold aisles 20 . 22 flows, the natural convection is used, whereby an energetically favorable operation is possible. From the cold aisles 20 . 22 The cooled air flows through the racks and thus the heat generating electronic devices to the hot aisles 24 . 26 . 28 out.

Dabei werden nach dem Ausführungsbeispiel der 1 zur Unterstützung der Luftbewegung ausschließlich die in den wärmeerzeugenden Geräten wie Servern vorhandenen Lüfter benutzt. Mit anderen Worten nutzt man zum einen die Schwerkraftwirkung der Luft in den Kaltgängen 20, 22 auf Grund der Dichteunterschiede und zum anderen die Serverlüfter aus, um Luft über die Kühldecken 32, 34 den Kaltgängen 20, 22 zuzuführen. In this case, according to the embodiment of the 1 to support the air movement, only the fans used in the heat generating devices such as servers are used. In other words, one uses the gravitational effect of the air in the cold aisles on the one hand 20 . 22 due to the density differences and on the other hand, the server fan out to air over the cooling ceilings 32 . 34 the cold aisles 20 . 22 supply.

Es gelangt folglich eine lüfterfreie Kühleinrichtung zum Einsatz, da für die Kühleinrichtung, d. h. den Wärmetauscher 32, 34 ein gesonderter diesem zugeordneter Lüfter bzw. Ventilator nicht benötigt wird. Consequently, a fan-free cooling device is used, since for the cooling device, ie the heat exchanger 32 . 34 a separate associated with this fan or fan is not needed.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist eine Anordnung beschrieben, bei der zusätzlich ein Ventilator 36, 38 einem jeden Wärmetauscher 32, 34 zugeordnet ist. Entsprechend der Zeichendarstellung ist der Ventilator auf der dem Kaltgang abgewandten Seite des Wärmetauschers 32, 34 angeordnet. Eine diesbezügliche Ausbildung der erfindungsgemäßen Lehre ist dann zu bevorzugen, wenn eine hohe thermische Last in den in Reihen 12, 14, 16, 18 angeordneten Racks gegeben ist. In the embodiment of the 2 an arrangement is described, in addition to a fan 36 . 38 every heat exchanger 32 . 34 assigned. According to the character representation of the fan is on the side facing away from the cold side of the heat exchanger 32 . 34 arranged. A relevant embodiment of the teaching according to the invention is to be preferred when a high thermal load in the rows 12 . 14 . 16 . 18 arranged racks is given.

Ferner sind die Reihen 12, 14, 16, 18 stirnseitig geschlossen, so dass die gekühlte Luft ausschließlich von den Kaltgängen 20, 22 durch die die Reihen 12, 14, 16, 18 bildenden Racks, die die wärmeerzeugenden elektronischen Geräte wie Server enthalten, strömen kann, ohne aus den Stirnseiten austreten zu können. Entsprechend sind die Kaltgänge 20, 22 gleichfalls an den Enden verschlossen. Further, the rows 12 . 14 . 16 . 18 closed on the front side, so that the cooled air exclusively from the cold aisles 20 . 22 through the rows 12 . 14 . 16 . 18 forming racks that contain the heat-generating electronic devices such as servers, can flow without being able to escape from the end faces. Accordingly, the cold aisles 20 . 22 also closed at the ends.

Mit anderen Worten sind die Kaltgänge 20, 22 von den Reihen 12, 14, 16, 18, den stirnseitigen Begrenzungen sowie durch die Wärmetauscher 32, 34 begrenzt, sofern sich diese über die gesamte Länge der Kaltgänge 20, 22 erstrecken. Sollte die Längenerstreckung der Wärmetauscher 32, 34 nicht der der Kaltgänge 20, 22 entsprechen, so wird der verbleibende Bereich gleichfalls verschlossen. In other words, the cold aisles 20 . 22 from the ranks 12 . 14 . 16 . 18 , the frontal boundaries and through the heat exchangers 32 . 34 limited, provided that this over the entire length of the cold aisles 20 . 22 extend. Should the length extension of the heat exchanger 32 . 34 not that of the cold aisles 20 . 22 correspond, the remaining area is also closed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202009002033 U [0002]
DE 102009030114 A [0003]
DE 202009013664 U [0004]
DE 202004003309 U [0005]

Claims

Air conditioning arrangement comprising at least one cold aisle ( 20 . 22 ), the boundary containing at least one heat-generating device, such as 12 . 14 . 16 . 18 ) is limited by racks which are supplied by the cold aisle via a cooling device ( 32 . 34 ) conditioned air is flowed through, characterized in that the cold aisle ( 20 . 22 ) at the head over the cooling device ( 32 . 34 ) is closed, via the cold aisle, the conditioned air can be supplied.

Air conditioning arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling device ( 32 ), such as heat exchangers, a fan device ( 36 . 38 ), which in the head region of the cold aisle ( 20 . 22 ), in particular on Kaltgangabgewandter side of the cooling device is arranged.

Air conditioning arrangement according to at least claim 1, wherein at least some of the electronic devices include a fan, characterized in that the conditioned air via the fan is sucked.

Air conditioning arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cold aisle ( 20 . 22 ) of two boundaries, especially in rows ( 12 . 14 . 16 . 18 ) arranged racks is limited, the rows Kaltgangabgewandt each a warm aisle ( 24 . 26 . 28 ) limit.

Air conditioning arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the boundary ( 12 . 14 . 16 . 18 ) passing air over the at least one warm aisle ( 24 . 26 . 28 ) to the cooling device ( 32 . 34 ) flows.

Air conditioning arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cooling device ( 32 . 34 ) is a fan-free cooling device.

Air conditioning arrangement according to claim 3, characterized in that the conditioned air exclusively via the present in the electronic devices fan in the cold aisles ( 20 . 22 ) is sucked.

Air-conditioning arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cooling device ( 32 . 34 ) is sequenced in single heat exchanger.

Air-conditioning arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cooling device ( 32 . 34 ) or the heat exchanger or the heat exchangers is assigned in each case a dew point and / or leakage sensor.

Air conditioning arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that each heat exchanger has a check valve.