DE2529235A1 - Verfahren und anordnung zur klimatisierung und elektrischen energieversorgung eines datenverarbeitungszentrums - Google Patents

Verfahren und anordnung zur klimatisierung und elektrischen energieversorgung eines datenverarbeitungszentrums

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DE2529235A1
DE2529235A1 DE19752529235 DE2529235A DE2529235A1 DE 2529235 A1 DE2529235 A1 DE 2529235A1 DE 19752529235 DE19752529235 DE 19752529235 DE 2529235 A DE2529235 A DE 2529235A DE 2529235 A1 DE2529235 A1 DE 2529235A1
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turbine
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DE19752529235
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Edmond Girard
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SERAIS ENGINEERING D E Ste
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SERAIS ENGINEERING D E Ste
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0085—Systems using a compressed air circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover

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Description

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL.-ING. PETER KOSEL PATENTANWÄLTE
3353 Bad Gandersheim, 30. JimX 1975 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim
Unsere Akten-Nr. 2758/3
SERAIS ENGINEERING, SOGIETE D'ETUDES ET REALISATION D1AMENAGEMENTs INDUSTRIEIS SPEGIAUX
Patentgesueh vom 30. Juni 1975
SERAIS ENGINEERING, SOGIETE D'ETUDES ET REALISATION D'AMENAGEMENTS INDUSTRIALS SPEGIAUX
111, Avenue Jean Jaurds
92120 Montrouge / Fx'ankreich
Verfahren und Anordnung zur Klimatisierung und elektrischen Energieversorgung eines Datenverarbeitungszentrums
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Klimatisierung und elektrischen Energieversorgung eines Datenverarbeitungszentrums·
Es ist bekannt6 daß das richtige Funktionieren von Elektronenrechnern und den ihnen zugeordneten Hilfsaggregaten eine im wesentlichen konstante und relativ hohe Temperatur der in ihnen enthaltenen Halbleitervorrichtungen und eine gute Klimatisierung des Raums erfordern, in dem die Rechner angeordnet sind, ferner die Versorgung der Rechner und HiIfsaggregate mit elektrischer Energie, deren Spannung und Frequenz in engen Grenzen geregelt sindo
Die elektrische Energie wird normalerweise dem Netz entnommen, entsprechend transformiert und geregelt·
509885/0854
Ra/Hn,
Hinsichtlich der Anordnung für die Klimatisierung '
kann man zwei getrennte Geräteanordnungen vorsehen, von j
denen die eine dazu dient, eine im wesentlichen konstante \
Arbeitstemperatur in den Rechnern aufrechtzuerhalten, und !
die andere dazu, den eigentlichen Raum zu klimatisieren,, ;
Jedoch ist es vorzuziehen, einen einzigen Klimatisierungs- j
kreis in Verbindung mit einem einfachen Blas- und Luft- !
rückführkreis für den oder die Rechner zu verwenden, !
Im einen oder im anderen Fall muß infolge der Wärme— ι abgabe durch die Rechner und ihre Hilfsaggregate (E/A-Werke; ;
periphere Geräte j Speicher etc.) eine solche Anordnung j notwendigerweise ein Kühlsystem bzw· eine Kältebatterie j aufweisen, welche zu ihrem Betrieb ebenfalls elektrische j
ί Energie aus dem öffentlichen- Hetz benötigt. j
Ein solches System, welches normalerweise einen j Kompressorsatz aufweist, erfordert eine komplexe und j schwierige Installation, welche infolgedessen störanfällig
ist und einen schlechten Wirkungsgrad hat.
Eine Aufgabe der Erfindung wird deshalb darin gesehen, j Hachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden» Insbesondere!
soll der futzeffekt des für die Rechner und ihre Hilfs- j
aggregate vorgesehenen Energieversorgungssystems und des |
Klimasystems möglichst groß gemacht werden, und anderer- ι
seits sollen diese Systeme möglichst einfach gehalten j
werden, um insbesondere eine höhere Betriebssicherheit ' zu gewährleisten»
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch die im Anspruch
1 angegebenen Maßnahmen«, Die mechanische Energie, die bei
der Entspannung frei wird, wird also in elektrische Energie
mit geregelter Spannung und !Frequenz für die Rechner und
ihre Hilfsaggregate umgesetzt. Außerdem werden die
thermodynamischen Effekte dazu ausgenutzt» um die Klimatisierung des Datenverarbeitungszentrums sicherzustellen.
Dabei wird der Umstand ausgenutzt, daß bei der Entspannung
eines komprimierten Gases Wärmeenergie absorbiert und daher
5-6-9-8 8 5 -Λ
Kälte erzeugt wird.
Es ist darauf hinzuweisen, daß ein erfindungsgemäßes System das Hauptsystem für Energieversorgung und Klimatisierung eines Datenverarbeitungszentrums darstellen kann, oder auch, nur als Hilfssystem (z.B. für Netzausfälle) Verwendung finden kann« Ein solches System kann auch mit "Vorrichtungen ausgestattet sein, welches es ermöglichen^ kurzfristige und/oder langfristige Unterbrechungen der Druckluftzufuhr wie auch Störungen im System selbst zu überbrücken· Solche Hilfsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik im Prinzip bekannt und werden daher hier nicht im einzelnen beschrieben·
Es ist also nochmals darauf hinzuweisen, daß es sich um den Einsatz zweier getrennter Mittel handelt, die miteinander gekoppelt sind, und die gleichgut als Hauptvorrichtung wie als !lötvorrichtung dienen können, wobei die Wahl ganz nach dem spezifischen Preis der verwendeten Energie von Pail zu Fall getroffen werden muß·
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind offensichtlich, insbesondere die Vorteile bei der Klimatisierung: Es ist nicht mehr erforderlich, hierfür ein komplexes Kühlsystem mit einem Kompressorsatz vorzusehen»
Eine Anordnung zur Durchführung eines erfindungs— gemäßen Verfahrens weist mit Vorteil die in Anspruch 4 genannten Maßnahmen aufo j
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen«, Es zeigt
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zur Energieversorgung und Klimatisierung eines Datenverarbeitungszentrums; diese Anordnung kann als Hauptanordnung oder als Hilfsanordnung (für Notbetrieb) verwendet werden, und
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Pig. 2 eine Abwandlung der Anordnung nach Pig. 1»
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zur Energieversorgung und Klimatisierung eines Datenverarbeitungszentrums 9 weist eine Gasturbine 1 auf, der ein unter Druck stehendes Gas zugeführt wird, insbesondere Preßluft, die z.B. aus einem vorhandenen Preßluftnetz kommen kanne. Die Drehzahl der Turbine 1 ist regelbar, um eine möglichst konstante Drehzahl zu erhalten. Hierzu dient eine auf der Zuströmseite der !Turbine 1 angeordnete Regelvorrichtung 2, welcher die dargestellt ein drehzahlabhängiges Signal zugeführt wird. Vor dem Eintritt in die Turbine 1 durchströmt die Druckluft notwendigerweise einen Lufttrockner und gegebenenfalls auch einen Ölabscheider. Der Turbine 1 ist ein Untersetzungsgetriebe 4 und ein Schwungrad 5 nachgeschaltet, welch letzteres kurzzeitige Unterbrechungen der Druckluftzufuhr überbrückt. Mit dem Schwungrad 5 ist ein mit Paradaystrom arbeitender elektrostatischer Kompensator 6 von einer Bauart gekuppelt, welche z.Bc unter dem Namen WE2JCOTRONW bekannt ist. Die Ausgangswelle des Kompensator 6 treibt über ein Schwungrad 7 einen Wechsel- oder Drehstromgenerator 8 an, der dazu dient, das Datenverarbeitungszentrum 9 mit elektrischer Energie zu versorgen«
Eiß Bruchteil der Spannung des Generators 8 wird über die zur Drehzahl-Peinregelung dienenden G-lieder 10 und 11 wieder dem Kompensator 6 zugeführt, um eine Peinregelung der Synchrondrehzahi des Generators 8 z.B„ auf 1500 U/min + 1 i° zu erreichen, und zwar bei Belastungsänderungen, die bis zu 1000 Wm (102 mkp) gehen könneno
Die beiden Schwungräder 5, 7 und der Kompensator 6 ermöglichen es durch die Rekuperation der gespeicherten Energie, kurzzeitige Störungen zu überbrücken, wobei die Zeit für den Wiederanlauf der Turbine 1, d.he die Zeit, bis diese wieder Energie abgibt, berücksichtigt wird. Hierzu kann man z.B. die Drehzahl auf der Primärseite des Kompensators 6 auf 1700 U/min festlegen für eine Synchrondrehzahl
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des Generators 8 von 1500 U/min, wobei die Turbine 1 selbst mit einer Drehzahl von 3000 U/min angetrieben wird, und zwar durch Druckluft mit einem Druck von 6 bar und einer Temperatur von 20° C (6 bar« 6 atü)„
Am Auslaß der Turbine 1 wird die Luft, die auf atmosphärischen Druck und auf eine Temperatur von etwa 40 C entspannt wurde, einem Wärmetauscher 12 zugeführt· Dies kann ein Luft/Luft-Wärmetauscher sein· Er dient als Kühlbatterie für die Klimaanlage des Datenverarbeitungszentrums 9· Es ist möglich, iür die Luftzirkulation mindestens einen
Ventilator 13 vorzusehen. j
i Fig. 2 zeigt eine Variante der Erfindung· Die Gas- j
turbine 14 ist hier mit einem Gleichstrommotor 15 gekoppelt, } der als Hilfsmotor für den Fall einer Unterbrechung der | Druckluftzufuhr oder einer Störung an der Turbine 14 dient· j Die Drehzahl der Turbine 14 wird über eine Eückführung 16 geregelt, welcher ein Signal von einem Tachogenerator 17
zugeführt wird und deren Stellglied ein Magnetventil 18 ist, I das die Druckluftzufuhr steuert. Ebenso kann der Gleichstrommotor 15 mithilfe des Tachogenerators 17 geregelt werden. Der Gleichstrommotor 15 kann über einen Gleichrichter 19 aus dem Netz gespeist werden, und eventuell über eine Batterie 20, die an den Ausgang des Gleichrichters 19 angeschlossen ist und einen Betrieb auch bei Netzausfall sicherstellt,,
Eine automatische Umschaltvorrichtung 21 ermöglicht das automatische Einschalten des Gleichstrommotors 15 bei ! einer Störung an der Turbine 14e
Der Gleichstrommotor 15 ist ebenfalls mit einem \
»V» «λΊ ■ .
j Schwungrad 22 gekoppelt, und dieses ist mit einem Wechsel- J oder Drehstromgenerator 23 gekoppelt, dessen Ausgangsspannung über einen Regelkreis 24 auf einen konstanten Wert geregelt wird«, Die Ausgangs spannung des Generators 23,. deren Spannung und !Frequenz geregelt sind, kann dann zur Stromversorgung eines Datenverarbeitungszentrums 25 dienen·
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Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig". 1
.kann die von der Turbine 14 abgegebene entspannte Luft 26 mittels Wärmetauschern zur Realisierung der Kältebatterie der.Klimaanlage des Datenverarbeitungszentrums 25 dienene
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß für einen längeren Stillstand der Turbine 14 eine HilfsMihlung vorgesehen werden muß, z.B. eine Hilfs-Kältebatterie in der Klimaanlage»
Patentanwälte
Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Koset
509885/0854

Claims (1)

  1. DlPL-ING. HORST ROSE DIFL.-ING. PETER KOSEL
    PATENTANWÄLTE
    3353 Bad Gandersheim, 30. Juni 1975
    Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842
    Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandarahalm
    Unsere Akten-Nr. 2758/3
    SBRAIS ENGINEERING, SOOIETE D'ETUDES ET REALISATION D·AMENAGEMENTS INDUSTRIELS SPEGIAUX
    Patentgesucli vom 30. Juni 1975
    Patentansprüche
    1· Verfahren (Haupt- oder Hilfsverfahren) zur Klimatisierung und elektrischen Energieversorgung eines Datenverarbeitungszentrums, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig die mechanischen und die thermodynamisehen Wirkungen der Entspannung eines Druckgases ausgenützt werden, wobei die bei der Entspannung frei werdende mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, während die Kälteerzeugung infolge der Absorption von Wärmeenergie bei der Entspannung für die Klimatisierung des Datenverarbeitungs— Zentrums ausgenutzt wird«
    2β Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das entspannte Gas direkt zur Klimatisierung des Daten— verarbeitungsZentrums verwendet wird«,
    3β Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das entspannte Gas indirekt über wenigstens einen Wärmetauscher zur Klimatisierung verwendet wird«.
    Ra/Hn»
    509885/0 8 54
    4· Anordnung (Haupt-' oder Hilfsanordnung) zur Klimatisierung und elektrischen Energieversorgung eines Datenverarbeitungszentrums unter Terwendung eines Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise für Druckluftbetrieb ausgelegte Gasturbine (1;14). vorgesehen ist, welche "beispielsweise von einem vorhandenen Druckluftnetz speisbar ist und welche eine Generator oder Generatorsatz (8;23) antreibt, dessen Spannung und !Frequenz geregelt sind und der zur Stromversorgung der Rechner und zugehörigen Aggregate dient, und daß die aus der Turbine (1;14) austretende entspannte und abgekühlte Luft (26) einen Wärmetauscher (12) durchströmt, der als Kältebatterie für das Datenverarbeitungszentrum (9;25) diento
    5ο Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet f daß die Turbine (1) über ein Reduziergetriebe (4) und ein Schwungrad (5) den Primärteil eines elektrostatischen, mit JFaradaystrom arbeitenden Kompensators (6) antreibt, dessen Ausgangswelle ihrerseits über ein Schwungrad (7) einen spannungsgeregelten Wechselstromgenerator (8) antreibt, der dazu dient, das Datenverarbeitungszentrum (9;25) mit elektrischer Energie zu versorgen0
    6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbine (14) ein Drehzahlregler (16,17,18) zugeordnet ist und daß sie mit einem Gleichstrommotor (15) gekoppelt ist, der als Notantrieb dient und bei Ausfall der Turbine (14) in Betrieb nehmbar ist, wobei der Gleichstrommotor (15) ein Schwungrad (22) und einen spannungsgeregelten Wechselstromgenerator (23) antreibt o
    Patentanwälte Dipl.-ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel
    50988 5/0 8 54
DE19752529235 1974-07-08 1975-07-01 Verfahren und anordnung zur klimatisierung und elektrischen energieversorgung eines datenverarbeitungszentrums Pending DE2529235A1 (de)

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DE19752529235 Pending DE2529235A1 (de) 1974-07-08 1975-07-01 Verfahren und anordnung zur klimatisierung und elektrischen energieversorgung eines datenverarbeitungszentrums

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FR2278043B1 (de) 1976-12-24
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