EP3763179A1 - Kühlanordnung in einem gebäude einer technischen funktionseinheit, insbesondere zum kühlen eines rechenzentrums - Google Patents

Kühlanordnung in einem gebäude einer technischen funktionseinheit, insbesondere zum kühlen eines rechenzentrums

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EP3763179A1
EP3763179A1 EP19723343.0A EP19723343A EP3763179A1 EP 3763179 A1 EP3763179 A1 EP 3763179A1 EP 19723343 A EP19723343 A EP 19723343A EP 3763179 A1 EP3763179 A1 EP 3763179A1
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EP
European Patent Office
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data center
cooling
building section
building
air
Prior art date
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Pending
Application number
EP19723343.0A
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English (en)
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Inventor
Jörg Tennigkeit
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INNOVIT AG
Original Assignee
Apelsin Enterprises GmbH
Apelsin Entpr GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Apelsin Enterprises GmbH, Apelsin Entpr GmbH filed Critical Apelsin Enterprises GmbH
Publication of EP3763179A1 publication Critical patent/EP3763179A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F24F5/0089—Systems using radiation from walls or panels
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20745—Forced ventilation of a gaseous coolant within rooms for removing heat from cabinets, e.g. by air conditioning device
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20836—Thermal management, e.g. server temperature control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54—Free-cooling systems

Definitions

  • the invention relates to a cooling arrangement, in particular a cooling arrangement for operating an energy-efficient data center.
  • the term data center is to be understood in particular as buildings and / or parts of buildings or premises in which IT components (eg servers, storage and network systems, but also the infrastructure required for operation) of a company and / or other organizational unit and / or multiple companies and / or multiple organizational units.
  • the invention relates to a data center for a city, a municipality or another organizational unit which has at least one further technical functional unit, in particular also a water-processing organizational unit.
  • a water-processing organizational unit is meant in particular a waterworks, a pumping station and / or an operating room for a water storage.
  • a method for cooling / conditioning of heated air wherein a liquid medium can be used as the coolant, which can be in particular water, well or tap water.
  • JP 09 178 205 A it is proposed to position a water tank below a house in order to guide air for cooling through this water tank.
  • the water tank should be filled or fed with cool drinking water.
  • the invention has for its object to provide an energy-efficient data center available, in particular, only a small energy consumption for heat dissipation and compliance with the necessary
  • a cooling arrangement according to the invention is realized in at least one building with a refrigeration functional unit which is arranged in a refrigeration unit section, wherein a refrigeration medium is processed, provided, passed through and / or at least temporarily present in at least part of the refrigeration unit building section ,
  • a cooling medium in particular water, air or other fluids are understood, regardless of whether these fluids are in gaseous or liquid form.
  • the refrigeration medium has, in an arrangement according to the invention, at least temporarily a lower Tempe temperature than the atmospheric surrounding outside air surrounding the building, wherein arranged in said at least one building or in another adjacent building or an adjacent housing a data center in a data center building section is.
  • a cabinet of an arrangement according to the invention preferably has a body and provided in the body means for receiving a
  • These may be, in particular, vertically extending rails designed to bolt 17 ", 19", 21 ", or other standard sized systems.
  • the planes e.g. a 19-inch plane, also be designed to be displaceable.
  • the invention relates not only to compact cabinets with a cabinet volume designed to accommodate from 1 to 12 height units or less, but in particular cabinets having a height of at least one meter, preferably at least 1.5 meters, more preferably at least 1, 8 meters and more preferably at least 2.0 meters, 2.2 meters or even 2.5 meters.
  • An above-mentioned height unit corresponds to a height of 1% inch.
  • insbesonde re buildings are understood that are not separated more than 100 meters apart, is to be understood as the distance of the direct, shortest distance between the two buildings from outer wall to outer wall.
  • a distance of 100 meters can be bridged in particular with the help of supporting measures men, with supporting measures in particular a fan or more fans are located in a leading from one building to the other building fluid line and one to the respective fan occurring pressure drop at least partially compensates and generates new delivery pressure.
  • Distances between a first building with a refrigeration function unit building section and a second building with a data center building section of a maximum of 50 meters can also be realized without supporting measures in order to provide an inventive To realize cooling arrangement, in particular without the above-mentioned additional measures in the form of a fan or multiple fans at several points.
  • a cooling arrangement according to the invention has the advantage that an energy-efficient data center can be provided which has only a low energy requirement for heat dissipation and compliance with the necessary temperature limits within the data center.
  • Core idea here is to use an existing based on the refrigerant cooling energy in the refrigeration unit building section directly or indirectly for the cooling of the room air in the data center building section.
  • a direct or indirect at least partial use of the refrigeration medium is to be understood as meaning both a temporary and a supplementary use as well as a continuous and / or permanent use of the refrigeration medium.
  • the at least one means for direct or indirect at least partial use of the refrigeration medium for cooling the room air in the data center building section is the only means for cooling said room air.
  • At least one water-processing operation is part of the arrangement as the refrigeration functional unit.
  • a water-processing operation is to be understood as meaning, in particular, those operations which process, provide, pass through and / or at least partially store or store water as a cooling medium.
  • Kältefunktionsein units in the form of water works, pumping stations and / or water storage.
  • As a water-processing operation in the context of the invention are in particular those companies to understand that process water independently of the data center.
  • the water of such farms is called Primary purpose is not processed for the data center, but it serves a different primary purpose and is additionally used to achieve a secondary purpose, namely for cooling the room air in the data center building section.
  • a fluid line for conveying air and / or a fluid line for conveying the cooling medium from the cooling unit unit building section into the data center building section is provided as means for directly or indirectly using the cooling medium.
  • a fluid line for conveying air is provided as a means for the direct or indirect use of the medium, a particularly simple and safe system results, which uses a usually cool room air from a refrigeration unit building section indirectly or directly in order to use it To direct fluid line for conveying air in the direction of the data center building section and in particular to initiate directly into this.
  • a fluid line for conveying the refrigeration medium from the refrigeration unit unit building section into the data center building section is provided as the means for direct or indirect use of the medium
  • this fluid line can either be a fluid line for conveying a gaseous fluid or to act a fluid line for conveying a liquid fluid, depending on which refrigerant is present in the refrigeration unit.
  • the refrigerant medium is water
  • a fluid line for conveying water from the refrigeration unit building section to the data center building section is provided. In this case, in contrast to the air-to-air cooling described above, this is water-based cooling.
  • Such a water-based cooling for the realization of a water-air cooling or alternatively also to a water-water cooling can be used.
  • a water-air-cooling is meant a system in which the cooling medium is used in the form of a liquid to use the air provided for cooling in the refrigeration unit building section.
  • the cold medium is introduced in the form of a liquid in the data center building section or transferred by means of a suitable perennialtau shear to another liquid, which in turn is then introduced into the data center building section to realize the cooling , wherein one or more heat exchangers in the data center is traversed by the exhaust air of the IT components and thereby absorbs the heat from the data center and one or more heat exchangers is traversed by the water of the water-processing operation and thus the heat is released to this water.
  • the water-air cooling has the advantage that it provides a higher level of security in the data center building section insofar as suitable sealing concepts for preventing the entry of the liquid and a subsequent potential damage to the IT, EDP, network and / or Telecommunications systems remains excluded.
  • a particularly high transfer performance can be achieved.
  • At least one mixing chamber for conditioning the cooling medium conveyed through the fluid line is provided in the refrigeration unit building section in the data center building section and / or in a fluid path leading from the cold function unit to the data center building section ,
  • two or more mixing chambers can be arranged sequentially in succession, in order in the case of large temperature differences or high humidity values a stepwise Reduce the temperature and / or humidity to cause and thus counteract condensation on fluid lines, especially in non-insulated portions of such fluid lines.
  • a plurality of mixing chambers can be arranged in parallel to produce a higher cooling capacity.
  • sensors may be provided at suitable locations inside or outside the building, in particular sensors connected to industrial sensors.
  • valves in particular analogue signals, are used to regulate shutter flaps in the range between 0 V and 10 V.
  • control valves can also be the ratio of outside air or ambient air from the cold function building section and exhaust air, which is mixed together to supply air, change and adjust as needed.
  • the outside air and the exhaust air flaps are opened until the set supply air temperature is reached. In such a control phase, the bypass flap runs in opposite directions to the aforementioned exhaust air flap and outside air damper.
  • the temperature is controlled in the opposite direction.
  • a switch to a heat exchanger-based or mechanical refrigeration in a fire after its direct or indirect detection can be provided.
  • a so-called delta-T control This is to be understood in particular as follows:
  • the Delta-T control uses the effect that an increase in the spread between supply air and exhaust air allows a reduction of the volumetric flow rate (fan speed), while still providing the same cooling capacity. This means that - when the outside temperature drops below the setpoint temperature - the delta-T, so the spread, be increased, thereby saving energy by a lower fan speed can be saved.
  • a multi-stage filter system is provided in the fluid path, immediately before or immediately at the outlet of the fluid path.
  • a coarse filter with the filter stage G4 and a fine filter with the filter stage F7 may be provided to ensure a clean air.
  • Such a filter system is preferably arranged in the supply air duct.
  • the mixing chamber has a fluid path leading from the data center building section into the mixing chamber, to warm exhaust air from the data center building section for heating via said fluid path, which of the refrigeration functional unit Building section leads to the data center building section, to heat up efficiently and without additional energy costs and thus be able to condition properly.
  • At least one air line is provided as means for direct or indirect at least partial use of the cooling medium for cooling the room air in the data center building section, in order to supply air from the cooling function unit for cooling the room air into the room air To initiate the data center building section.
  • An at least partial use is understood to mean both a temporary and / or supplementary use and a continuous and / or permanent use of the refrigeration medium as a source of cooling energy.
  • the cooling medium is used as the only means for cooling the room air in the data center building section.
  • Cooling arrangement according to the invention can be realized particularly efficiently without required inverter. In this case, no power dissipation of inverters occurs, so that the cooling arrangement can be operated highly efficiently.
  • primary energy sources in the form of photovoltaic systems (PV systems) or wind power plants come into consideration as sources of energy on a DC basis. With such a cooling arrangement, a particularly efficient Rechenzent rum can be realized.
  • only individual parts e.g. the fans are powered by DC power and / or DC power is fed into the uninterruptible power supply to save the input inverter.
  • At least one row of cabinets is arranged in the data center such that on one side of the cabinets, especially on the front side, a cold aisle and on another side of the cabinets, in particular on the back Warm aisle is formed.
  • at least one access path to a room via a temperature lock is provided in the at least one data center building section.
  • a direct free cooling with atmospheric outside air is additionally provided.
  • refrigerant medium only a natural refrigerant is preferably provided, or it is provided as cold media exclusively natural refrigerant medium.
  • one or more of the refrigeration medium or natural refrigeration media is particularly preferably air and / or water. These are climate neutral and available in practice free of charge and practically in any quantity as needed.
  • one fire damper or more fire dampers can be provided.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic representation of a second embodiment of a cooling arrangement according to the invention, which extends over two be adjacently arranged building,
  • FIG. 3 is a schematic representation of a data center
  • a first embodiment of a erfindungsge MAESSEN cooling arrangement 10 is shown schematically, which is realized in a building or a housing 12.
  • the building 12 is at least arranged in a refrigeration unit building section 14 with only one therein shown schematically refrigeration unit 16 and in a data center building section 18 with a data center 20 shown only schematically.
  • additional building sections (not shown) can optionally be provided.
  • a refrigeration medium (not shown) is processed, provided, passed through and / or at least temporarily stored by means of the refrigeration functional unit 16.
  • the refrigeration functional unit 16 can be, for example, a waterworks that serves drinking water treatment or other treatment of water.
  • Atmospheric ambient air of the building 12 can enter the interior of the refrigeration unit building section 14 through at least one opening (not shown) of the outer wall of the refrigeration unit building section 14 according to arrow A.
  • the air present in the refrigeration unit building section 14 usually has a temperature of below 20 ° C., in particular in the range between 10 ° C. and 18 ° C.
  • the air can flow from the refrigeration unit building section 14 according to the arrow B into a mixing chamber 22 and from this mixing chamber 22 according to the arrow C into the data center building section 18.
  • air from the data center building section 18 according to the arrow D flow into the mixing chamber 22.
  • air from the data center building section 18 according to the arrow E shown only by dashed lines, it is provided that atmospheric air can flow directly into the mixing chamber 22.
  • air from the data center building section 18 can flow back into the atmosphere according to the arrow F (exhaust air).
  • the mixing chamber 22 may be equipped with control elements and / or control elements, not shown, in particular in the form of flaps, regulators, sensors and / or other control and regulating elements to the according to the arrows B and C of the Kältefunktionsechs- building section 14 in the Computer center building section 18 conditioned te air, that is, the temperature and / or the humidity of the air flowing into the data center building section 18 according to the arrow C air into predetermined tolerance limits to bring.
  • tolerance limits can be defined in particular as follows:
  • the air streams A-F are - at least partially or completely - passed through channel work and moved by unillustrated air conveyors, e.g. by means of fans (not shown).
  • the fans are provided at least partially redundant, so that the failure of a fan is largely unproblematic.
  • Fans can be arranged both in the supply air duct 52 and in the exhaust duct 54. Likewise fans may be arranged in the cold aisle and / or in the warm aisle of a data center 20.
  • FIG. 2 shows a second embodiment in which the same reference numerals are used for identical or at least functionally identical elements as in FIG. 1. This also applies to elements which can be recognized in the following figures.
  • the refrigeration functional unit 16 is arranged in a first building 12, and the data center 20 is arranged in a separate, spaced-apart building 12 '.
  • the distance between the first building 12 and the second building 12 ' is indicated in Fig. 2 with a. It is in the embodiment shown less than 50 meters, here about 30 meters.
  • a fluid conduit 24 is provided for conveying air.
  • the mixing chamber 22 is disposed within the data center building section 18 in the embodiment shown in FIG. For the sake of completeness, however, it is then pointed out that this mixing chamber 22 can alternatively also be arranged extending within the fluid line 24 or within the refrigeration unit building section 14 or extending over all these elements.
  • the mode of operation of the alternative embodiment of the inventive cooling arrangement 10 shown in FIG. 2 corresponds to the mode of operation explained above in connection with FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a detailed representation of a data center building section 18.
  • this data center building section 18 is divided into a first room 26, a second room 28, a third room 30, a fourth room 32, a fifth Room 34 and a sixth room 36.
  • room 26 is provided as "engineering room A" 40
  • room 34 is provided as "engineering room B” 38.
  • Room 28 serves as a plant space 46 for an air conveyor system and mixing chamber 42 with one or more fans or other air conveyors (not shown).
  • Room 30 serves as a lock 44.
  • Room 32 serves as a data center 20 for the arrangement of a plurality of cabinets 48.
  • a generator 50 is arranged in space 36.
  • Air can be conveyed to the air conveyor system 42 and from this air conveyor system 42 in the Rechenzent rum 20 starting from the arrow Z via a serving as a supply air channel 52 fluid channel 24.
  • Air can be conveyed out of the data center 20 as exhaust air in the reverse direction.
  • a non-dargestell te separation of air flows is provided in the conveyor system 42.
  • the supply air flowing in via the arrow Z is conveyed into the cold aisles K shown only schematically in FIG. It is then passed as cooling air according to the arrows S through the cabinets 48 to an aisle W and discharged from the warm gear W again through the air conveyor 42 and the exhaust duct 54
  • the supply air duct 52 and the exhaust air duct 54 symbolically represent in FIG. 3 fluid ducts which, according to the arrows B and C shown in FIGS. 1 and 2, can lead from a refrigeration unit building section 14 into a data center building section 18 (supply air duct 52).
  • this supply air channel 52 can also be the supply air channel marked with the arrow E in FIGS. 1 and 2, which flows from the atmosphere surrounding a building 12, 12 'into the computer center building section 18 or the data center 20 itself leads into it.
  • the channel which is visualized by the arrow E, formed thermally insulated to the mixing chamber 22 in order to avoid condensation in outside air below the dew point.
  • individual or all channels can be equipped with silencers to reduce or completely eliminate noise emissions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung in mindestens einem Gebäude (12) mit einer Kältefunktionseinheit (16), welche in einem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt (14) angeordnet ist, wobei zumindest in einem Teil des Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitts (14) ein Kältemedium verarbeitet wird, bereitgestellt wird, durchgeleitet wird und/oder zumindest zeitweise vorhanden ist, wobei das Kältemedium zumindest zeitweise eine geringere Temperatur aufweist als die das Gebäude (12) umgebende atmosphärische Außenluft, wobei in dem genannten mindestens einen Gebäude (12) oder in einem anderen, benachbarten Gebäude (12') ein Rechenzentrum (46) in einem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) angeordnet ist, wobei in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) eine Vielzahl von Schränken (48) zur Installation von IT-, EDV-, Netzwerk- und/oder Telekommunikationssystemen angeordnet sind, wobei mindestens ein Mittel zur direkten oder indirekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) vorgesehen ist.

Description

Kühlanordnung in einem Gebäude einer technischen Funktionseinheit, insbesondere zum Kühlen eines Rechenzentrums
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung, insbesondere eine Kühlanord- nung zum Betreiben eines energieeffizienten Rechenzentrums. Dabei sind mit dem Begriff Rechenzentrum insbesondere Gebäude und/oder Teile von Gebäuden bzw. Räumlichkeiten zu verstehen, in denen IT-Komponenten (z.B. Server, Storage und Netzwerksysteme, aber auch die zum Betrieb notwendige Infrastruktur) eines Unternehmens und/oder einer sonstigen Organisationseinheit und/oder mehrerer Unternehmen und/oder mehrerer Organisationseinheiten untergebracht ist. Insbesondere betrifft die Erfin- dung ein Rechenzentrum für eine Stadt, eine Gemeinde oder eine sonstige Organisationseinheit, die über mindestens eine weitere technische Funkti- onseinheit verfügt, insbesondere auch über eine wasserverarbeitende Organisationseinheit. Mit einer wasserverarbeitenden Organisationseinheit sind insbesondere ein Wasserwerk, ein Pumpwerk und/oder ein Betriebs- raum für einen Wasserspeicher gemeint.
Aus DE 44 19 441 C2 ist ein Verfahren zum Kühlen/Konditionieren von erwärmter Luft bekannt, wobei als Kühlmittel ein flüssiges Medium verwen- det werden kann, welches insbesondere Gewässer-, Brunnen- oder Lei- tungswasser sein kann.
In JP 09 178 205 A wird vorgeschlagen, einen Wassertank unterhalb eines Hauses zu positionieren, um Luft zur Abkühlung durch diesen Wassertank zu führen. Der Wassertank soll dazu mit kühlem Trinkwasser befüllt bzw. gespeist werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energieeffizientes Rechen- zentrum zur Verfügung zu stellen, das insbesondere einen nur geringen Energiebedarf zur Wärmeabfuhr und zur Einhaltung der notwendigen
Temperaturgrenzen innerhalb des Rechenzentrums hat.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem Rechenzentrum mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere praktische Ausführungsfor- men und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Kühlanordnung ist in mindestens einem Gebäude mit einer Kältefunktionseinheit realisiert, welche in einem Kältefunktionsein- heits-Gebäudeabschnitt angeordnet ist, wobei zumindest in einem Teil des Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitts ein Kältemedium verarbeitet wird, bereitgestellt wird, durchgeleitet wird und/oder zumindest zeitweise vorhanden ist. Als ein solches Kältemedium werden insbesondere Wasser, Luft oder sonstige Fluide verstanden, unabhängig davon, ob diese Fluide in gasförmiger oder flüssiger Form vorliegen. Das Kältemedium weist in einer erfindungsgemäßen Anordnung zumindest zeitweise eine geringere Tempe ratur auf als die das Gebäude umgebende atmosphärische Außenluft, wobei in dem genannten mindestens einen Gebäude oder in einem anderen, benachbarten Gebäude bzw. einer benachbarten Umhausung ein Rechen zentrum in einem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt angeordnet ist. Dabei sind in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt eine Vielzahl von Schrän ken zur Installation von IT-, EDV-, Netzwerk- und/oder Telekommunikati onssystemen angeordnet. Ferner ist mindestens ein Mittel zur direkten oder indirekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt vorgesehen. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend genannten Schränke zur Installation von IT-, EDV-, Netzwerk- und/oder Telekommunikationssystemen in der Fachsprache auch als Racks oder Serverschränke bezeichnet werden. Ein Schrank einer erfindungsgemäßen Anordnung weist vorzugsweise einen Korpus sowie in dem Korpus vorgesehene Mittel zur Aufnahme einer
Haltevorrichtung und/oder eine Haltevorrichtung zur Aufnahme von und Verbindung mit IT-, EDV-, Netzwerk- und/oder Telekommunikationssyste- men in genormten Standardgrößen auf. Dies können insbesondere sich in vertikaler Richtung erstreckende Schienen sein, die zur Verschraubung von 17-Zoll, 19-Zoll, 21 -Zoll oder anderen Standardgrößen gebauten Systemen ausgelegt sind. Optional können die Ebenen, z.B. eine 19-Zoll-Ebene, auch verschiebbar ausgebildet sein.
Die Erfindung betrifft nicht nur kompakte Schränke mit einem Schrankvolu- men, das zur Aufnahme von 1 bis 12 Höheneinheiten oder weniger ausge- legt, sondern insbesondere Schränke mit einer Höhe von mindestens einem Meter, bevorzugt mindestens 1 ,5 Meter, weiter bevorzugt mindestens 1 ,8 Meter und besonders bevorzugt mindestens 2,0 Meter, 2,2 Meter oder sogar 2,5 Meter. Eine vorstehend genannte Höheneinheit entspricht einem Hö henmaß von 1 %-Zoll.
Unter benachbarten Gebäuden im Sinne der Erfindung werden insbesonde re Gebäude verstanden die nicht weiter als 100 Meter voneinander getrennt sind, wobei als Entfernung der direkte, kürzeste Abstand der beiden Gebäude von Außenmauer zu Außenmauer zu verstehen ist. Eine Entfernung von 100 Metern kann insbesondere mit Hilfe von unterstützenden Maßnah men überbrückt werden, wobei unterstützende Maßnahmen insbesondere ein Ventilator ist oder mehrere Ventilatoren sind, die in einer von dem einen Gebäude zu dem anderen Gebäude führenden Fluidleitung angeordnet sind und einen bis zu dem jeweiligen Ventilator auftretenden Druckabfall zumindest teilweise ausgleicht und neuen Förderruck erzeugt.
Abstände zwischen einem ersten Gebäude mit einem Kältefunktionsein- heits-Gebäudeabschnitt und einem zweiten Gebäude mit einem Rechen- zentrums-Gebäudeabschnitt von maximal 50 Metern können auch ohne unterstützende Maßnahmen realisiert werden, um eine erfindungsgemäße Kühlanordnung zu realisieren, insbesondere ohne die vorstehend erwähnten Zusatzmaßnahmen in Form von einem Ventilator oder mehreren Ventilato- ren an mehreren Stellen.
Eine erfindungsgemäße Kühlanordnung hat den Vorteil, dass ein energieeffizientes Rechenzentrum zur Verfügung gestellt werden kann, das einen nur geringen Energiebedarf zur Wärmeabfuhr und Einhaltung der notwendigen Temperaturgrenzen innerhalb des Rechenzentrums hat. Kernidee dabei ist es, eine basierend auf dem Kältemedium vorhandene Kühlenergie in dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt mittelbar oder unmittelbar für die Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt zu nutzen.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass unter einer direkten oder indirekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums sowohl eine temporäre und auch eine ergänzende Nutzung genauso zu verstehen ist wie eine kontinuierliche und/oder dauerhafte Nutzung des Kältemediums. Von der erfindungsgemäßen Kühlanordnung ebenfalls umfasst sind Anordnungen, in welchen das mindestens eine Mittel zur direkten oder indirekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt das einzige Mittel für eine Kühlung der genannten Raumluft darstellt.
In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanord- nung ist als Kältefunktionseinheit mindestens ein wasserverarbeitender Betrieb Teil der Anordnung. Unter einem wasserverarbeitenden Betrieb sind insbesondere solche Betriebe zu verstehen, die Wasser als Kältemedium verarbeiten, bereitstellen, durchleiten und/oder zumindest teilweise bevorraten bzw. Vorhalten. Diesbezüglich wird insbesondere auf Kältefunktionsein heiten in Form von Wasserwerken, Pumpwerken und/oder Wasserspeicher verwiesen. Als wasserverarbeitender Betrieb im Sinne der Erfindung sind insbesondere solche Betriebe zu verstehen, die Wasser unabhängig von dem Rechenzentrum verarbeiten. Das Wasser derartiger Betriebe wird als Primärzweck nicht für das Rechenzentrum verarbeitet, sondern es dient einem anderen Primärzweck und wird zur Erzielung eines Sekundärzwecks, nämlich zur Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt, zusätzlich genutzt.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung ist als Mittel zur direkten oder indirekten Nutzung des Kältemediums eine Fluidleitung zur Förderung von Luft und/oder eine Fluidleitung zur Förderung des Kältemediums aus dem Kältefunktionsein- heits-Gebäudeabschnitt in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt vorge sehen.
Wenn als Mittel zur direkten oder indirekten Nutzung des Mediums eine Fluidleitung zur Förderung von Luft vorgesehen ist, ergibt sich ein beson ders einfaches und sicheres System, das eine üblicherweise kühle Raumluft aus einem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt mittelbar oder unmit- telbar nutzt um diese mittels der genannten Fluidleitung zur Förderung von Luft in Richtung des Rechenzentrums-Gebäudeabschnitts zu leiten und insbesondere unmittelbar in dieses einzuleiten.
Wenn als Mittel zur direkten oder indirekten Nutzung des Mediums eine Fluidleitung zur Förderung des Kältemediums aus dem Kältefunktionsein- heits-Gebäudeabschnitt in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt vorge- sehen ist, kann es sich bei dieser Fluidleitung entweder um eine Fluidlei tung zur Förderung eines gasförmigen Fluides oder um eine Fluidleitung zur Förderung eines flüssigen Fluides handeln, je nachdem welches Kältemedium in der Kältefunktionseinheit vorhanden ist. In Bezug auf das vorstehend genannte Ausführungsbeispiel, bei welchem es sich bei dem Kältemedium um Wasser handelt, ist eine Fluidleitung zur Förderung von Wasser aus dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt in den Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt vorgesehen. In diesem Fall handelt es sich - im Gegen- satz zu der vorstehend beschrieben Luft-Luft-Kühlung - um eine wasserbasierte Kühlung. Der Vollständigkeit halber wird daraufhin gewiesen, dass eine derartige wasserbasierte Kühlung zur Realisierung einer Wasser-Luft- Kühlung oder alternativ auch zu einer Wasser-Wasser-Kühlung genutzt werden kann. Unter einer Wasser-Luft-Kühlung ist ein System zu verstehen, in welchem das Kältemedium in Form einer Flüssigkeit genutzt wird, um die zur Kühlung in dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt vorgesehene Luft zu verwenden. Bei der vorstehend genannten Wasser-Wasser-Kühlung wird das Kältemedium in Form einer Flüssigkeit in den Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt eingeleitet oder mittels eines geeigneten Wärmetau schers auf eine andere Flüssigkeit übertragen, die dann wiederum in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt zur Realisierung der Kühlung eingelei- tet wird, wobei einer oder mehrere Wärmetauscher im Rechenzentrum von der Abluft der IT-Komponenten durchströmt wird und dadurch die Wärme aus dem Rechenzentrum aufnimmt und einer oder mehrere Wärmetauscher vom Wasser des wasserverarbeitenden Betriebs durchflossen wird und somit die Wärme an dieses Wasser abgegeben wird.
Die Wasser-Luft-Kühlung hat den Vorteil, dass diese eine höhere Sicherheit in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt insoweit bietet, als geeignete Dichtkonzepte zum Verhindern des Eintretens der Flüssigkeit und einer darauf resultierenden potentiellen Schädigung der IT-, EDV-, Netzwerk- und/oder Telekommunikationssystemen ausgeschlossen bleibt. Mittels einer Wasser-Wasser-Kühlung hingegen kann eine besonders hohe Übertra gungsleistung realisiert werden.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung ist in dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt und/oder in einem von dem Kältefunkti- onseinheits-Gebäudeabschnitt zu dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt führenden Fluidpfad mindestens eine Mischkammer zur Konditionierung des durch die Fluidleitung geförderten Kältemediums vorgesehen. Diesbezüglich wird zunächst darauf verwiesen, dass auch zwei oder mehr Mischkammern sequentiell hintereinander angeordnet werden können, um im Falle großer Temperaturdifferenzen oder hoher Luftfeuchtigkeitswerte eine schrittweise Reduzierung der Temperatur und/oder der Luftfeuchtigkeit zu bewirken und somit einer Kondensation an Fluidleitungen, insbesondere in nicht isolierten Abschnitten solcher Fluidleitungen, entgegenzuwirken. Des Weiteren können mehrere Mischkammern parallel angeordnet werden, um eine höhere Kühlleistung zu erzeugen.
Zur Steuerung und/oder Regelung der Temperatur und/oder des Feuchte- grades der aus der Mischkammer ausströmenden Luft ist der Einsatz von Mess-, Steuer- und/oder Regelungstechnik (auch MSR-Technik genannt) vorteilhaft. Dazu können an geeigneten Stellen innerhalb oder außerhalb des Gebäudes Sensoren vorgesehen sein, insbesondere an Industrierech ner angeschlossene Sensoren. In Abhängigkeit der mit der MSR-Technik gemessenen Werte werden dann über Signale, insbesondere Analogsigna le, im Bereich zwischen 0 V und 10 V jalousieklappenartige Regelklappen geregelt. Über derartige Regelklappen lässt sich auch das Verhältnis von Außenluft bzw. Umgebungsluft aus dem Kältefunktions-Gebäudeabschnitt und Abluft, welches zusammen zur Zuluft gemischt wird, ändern und bedarfsweise anpassen. Dabei werden zunächst die Außenluft- und die Abluftklappen so lange geöffnet, bis die eingestellte Zulufttemperatur erreicht wird. In einer solchen Regelphase läuft die Bypassklappe gegenläufig zu den vorstehenden genannten Abluftklappe und Außenluftklappe.
Wenn die Außen- und die Abluftklappen zu 100 Prozent geöffnet sind und die Zulufttemperatur immer noch zu hoch ist, wird die Drehzahl von Ventila toren bzw. Lüftern erhöht. Ist die Lüfterdrehzahl auf Maximum eingestellt und ist die Temperatur immer noch zu hoch, wird eine - ggf. nur optional vorhandene - mechanische Kälteerzeugung aktiviert.
Analog zu Vorstehendem und somit energieoptimiert wird die Temperatur in die entgegengesetzte Richtung geregelt.
Optional kann auch eine Umschaltung auf eine wärmetauscherbasierte oder mechanische Kälteerzeugung in einem Brandfall nach dessen unmittelbarer oder mittelbarer Detektion vorgesehen sein. Ebenfalls explizit verwiesen wird auf die Möglichkeit, eine sogenannte Delta-T-Regelung vorzusehen. Darunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen:
Die Delta-T-Regelung nutzt den Effekt, dass eine Erhöhung der Spreizung zwischen Zuluft und Abluft eine Reduzierung des Volumenstroms (Ventila- tordrehzahl) ermöglicht, wobei trotzdem die gleiche Kühlleistung erbracht wird. Dies bedeutet, dass - wenn die Außentemperatur unter die Solltemperatur sinkt - das Delta-T, also die Spreizung, erhöht werden und dadurch Energie durch eine niedrigere Ventilatordrehzahl eingespart werden kann.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist in dem Fluidpfad, unmit telbar vor oder unmittelbar am Ausgang des Fluidpfades, ein mehrstufiges Filtersystem vorgesehen. Beispielsweise können ein Grobfilter mit der Filterstufe G4 und ein Feinfilter mit der Filterstufe F7 vorgesehen sein, um eine reine Luft zu gewährleisten. Ein derartiges Filtersystem ist vorzugswei- se im Zuluftkanal angeordnet.
In Verbindung mit einer wie vorstehend beschriebenen Mischkammer kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Mischkammer einen von dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt in die Mischkammer führenden Fluidpfad aufweist, um warme Abluft aus dem Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt zur Aufheizung von über den genannten Fluidpfad, welcher von dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt zu dem Rechen- zentrums-Gebäudeabschnitt führt, effizient und ohne zusätzliche Energie kosten aufheizen und somit geeignet konditionieren zu können.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung ist als Mittel zur direkten oder indirekten zumindest teilwei- sen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt mindestens eine Luftleitung vorgese hen, um Luft aus der Kältefunktionseinheit zur Kühlung der Raumluft in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt einzuleiten. Diesbezüglich wird noch einmal auf die vorstehend bereits beschriebene Luft-Luft-Kühlung verwiesen. Unter einer zumindest teilweisen Nutzung ist sowohl eine temporäre und/oder ergänzende Nutzung zu verstehen als auch eine kontinuierliche und/oder dauerhafte Nutzung des Kältemediums als Kälteenergiequelle. In einer besonders effizienten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung wird das Kältemedium als einziges Mittel für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt genutzt.
Wenn die Kältefunktionseinheit und/oder das Rechenzentrum unmittelbar funktional gekoppelt und somit die erfindungsgemäße Anordnung mit einem Energieerzeugungselement ausgestattet ist, das eine Energiequelle auf Gleichstrombasis aufweist und darüber hinaus alle Elemente des Rechen- zentrums auf Gleichstrombasis arbeitende Elemente sind, kann das gesam- te System einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung besonders effizient ohne erforderliche Wechselrichter realisiert werden. In diesem Fall tritt keine Verlustleistung von Wechselrichtern auf, so dass die Kühlanordnung hocheffizient betrieben werden kann. Als Energiequellen auf Gleichstrom- basis kommen insoweit insbesondere Primär-Energiequellen in Form von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) oder Windkraftanlagen in Betracht. Mit einer solchen Kälteanordnung kann ein besonders effizientes Rechenzent rum realisiert werden.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform können auch nur einzelne Teile, z.B. die Ventilatoren, mit Gleichstrom betrieben werden und/oder Gleichstrom in die unterbrechungsfreie Stromversorgung eingespeist werden, um auch hier den Eingangswechselrichter einzusparen.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung ist in dem Rechenzentrum mindestens eine Reihe von Schränken derart angeordnet, dass auf einer Seite der Schränke, insbeson- dere auf der Vorderseite, ein Kaltgang und auf einer anderen Seite der Schränke, insbesondere auf deren Rückseite, ein Warmgang gebildet ist. In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung ist in dem mindestens einen Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt mindestens ein Zugangsweg zu einem Raum über eine Temperaturschleuse vorgesehen. Damit ist insbesondere ein Zwischenraum gemeint, der pas- siert werden muss, um in einen bestimmten Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt zu gelangen, wobei der Zugang über einen Schleusenraum erfolgt, der eine zum Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt führende Tür und eine weitere, zu einem anderen Raum führende Tür aufweist, wobei sich jeweils nur eine der Türen öffnen lässt, um die Temperatur in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt möglichst nicht durch zwei geöffnete Türen kurzfristig stark absenken oder ansteigen zu lassen, wenn die Temperatur jenseits der weiteren Tür stark von der Temperatur in dem Rechen- zentrums-Gebäudeabschnitt abweicht.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung ist zusätzlich eine direkte freie Kühlung mit atmosphärischer Außenluft vorgesehen.
Als Kältemedium ist bevorzugt ausschließlich ein natürliches Kältemittel vorgesehen, oder es sind als Kältemedien ausschließlich natürliche Kälte mittel vorgesehen. Dabei handelt es sich bei dem einen Kältemedium oder den mehreren natürlichen Kältemedien besonders bevorzugt um Luft und/oder Wasser. Diese sind klimaneutral und in der Praxis kostenfrei und praktisch in beliebiger Menge bedarfsweise verfügbar.
Weiter bevorzugt ist es, wenn mit Wasser und/oder Luft als Kältemedium bzw. als Kältemedien ein redundantes Kühlkonzept realisiert ist, das eine besonders hohe Ausfallsicherheit aufweist. Ferner kann ein solches Kühl konzept ohne die Verwendung von Öl, Glykol oder sonstige - insbesondere die Umwelt - potentiell gefährdende Stoffe realisiert werden. Der Vollständigkeit halber wird noch darauf verwiesen, dass es neben den vorstehend genannten Lösungen auch noch andere Kühllösungen gibt, die mit natürlichen Kältemitteln realisierbar sind, insbesondere eine Geother miekühlung und/oder eine bereits erwähnte direkte freie Kühlung. Derartige Lösungen werden in der Praxis allerdings regelmäßig mit einer zusätzlichen mechanischen Kälteerzeugung mit Hilfe anderer Kältemittel kombiniert.
Ebenfalls wird auf folgende Elemente verwiesen, die optional einzeln oder in Kombination realisierbar sind:
In Fluidleitungen können, insbesondere wenn diese verschiedene Gebäu deabschnitte miteinander verbinden, jeweils eine Brandschutzklappe oder mehrere Brandschutzklappen vorgesehen sein.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung, die in einem einzigen Gebäude realisiert ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung, die sich über zwei be nachbart angeordneten Gebäude erstreckt,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Rechenzentrums-
Gebäudeabschnitts einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung.
In Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Kühlanordnung 10 dargestellt, die in einem Gebäude oder einer Umhausung 12 realisiert ist. Das Gebäude 12 ist zumindest in einen Kälte- funktionseinheits-Gebäudeabschnitt 14 mit einer darin angeordneten, nur schematisch dargestellten Kältefunktionseinheit 16 sowie in einen Rechen- zentrums-Gebäudeabschnitt 18 mit einem nur schematisch dargestellten Rechenzentrum 20 gegliedert. Neben dem Kältefunktionseinheits- Gebäudeabschnitt 14 und dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 können optional weitere Gebäudeabschnitte (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
In dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt 14 wird mittels der Kälte- funktionseinheit 16 ein Kältemedium (nicht dargestellt) verarbeitet, bereitgestellt, durchgeleitet und/oder zumindest zeitweise bevorratet. Dabei kann es sich bei der Kältefunktionseinheit 16 beispielsweise um ein Wasserwerk handeln, das der Trinkwasseraufbereitung oder einer sonstigen Aufberei- tung von Wasser dient.
Atmosphärische Umgebungsluft des Gebäudes 12 kann gemäß dem Pfeil A durch mindestens eine Öffnung (nicht dargestellt) der Außenwand des Kältefunktionseinheit-Gebäudeabschnitts 14 in das Innere des Kältefunkti- onseinheits-Gebäudeabschnitts 14 gelangen. Die sich in dem Kältefunkti- onseinheits-Gebäudeabschnitt 14 befindende Luft weist üblicherweise eine Temperatur von unter 20°C, insbesondere im Bereich zwischen 10°C und 18°C auf.
Bei der erfindungsgemäßen Kühlanordnung 10 ist vorgesehen, dass die Luft aus dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt 14 gemäß dem Pfeil B in eine Mischkammer 22 und von dieser Mischkammer 22 gemäß dem Pfeil C in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 strömen kann. Zusätzlich kann Luft aus dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 gemäß dem Pfeil D in die Mischkammer 22 einströmen. Alternativ oder in Ergänzung ist gemäß dem nur gestrichelt dargestellten Pfeil E vorgesehen, dass atmo sphärische Außenluft unmittelbar in die Mischkammer 22 einströmen kann. Ferner kann Luft aus dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 gemäß dem Pfeil F in die Atmosphäre zurückströmen (Abluft). Die Mischkammer 22 kann mit nicht dargestellten Steuerorganen und/oder Regelorganen, insbesondere in Form von Klappen, Reglern, Sensoren und/oder sonstigen Steuer- und Regelelementen, ausgestattet sein, um die gemäß den Pfeilen B und C von dem Kältefunktionseinheits- Gebäudeabschnitt 14 in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 geleite te Luft zu konditionieren, das heißt die Temperatur und/oder die Luftfeuch- tigkeit der in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 gemäß dem Pfeil C einströmenden Luft in vorgegebene Toleranzgrenzen zu bringen. Solche Toleranzgrenzen können insbesondere wie folgt definiert sein:
- Temperatur: 18°C bis 25°C
- Luftfeuchtigkeit relativ: 20 % bis 80 %
Die Luftströme A-F werden - zumindest teilweise oder vollständig - durch Kanalwerk geführt und mittels nicht dargestellter Luftfördereinrichtungen bewegt, z.B. mittels Ventilatoren (nicht dargestellt). Vorzugsweise sind die Ventilatoren zumindest teilweise redundant vorgesehen, so dass der Ausfall eines Ventilators weitestgehend unproblematisch ist. Entsprechende
Ventilatoren können sowohl im Zuluftkanal 52 als auch im Abluftkanal 54 angeordnet sein. Ebenso können Ventilatoren im Kaltgang und/oder im Warmgang eines Rechenzentrums 20 angeordnet sein.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, in welcher für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden wie in Fig. 1. Dies gilt auch für in nachfolgend dargestellten Figuren erkennbare Elemente.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Kältefunktionseinheit 16 in einem ersten Gebäude 12 angeordnet, und das Rechenzentrum 20 ist in einem separaten, beabstandet angeordneten Gebäude 12' angeordnet. Der Abstand zwischen dem ersten Gebäude 12 und dem zweiten Gebäude 12‘ ist in Fig. 2 mit a gekennzeichnet. Er beträgt in der gezeigten Ausfüh rungsform weniger als 50 Meter, hier ca. 30 Meter. Um den Abstand a zwischen dem ersten Gebäude 12 und dem zweiten Gebäude 12' zu überbrücken und die Möglichkeit zu schaffen, Luft aus dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt 14 in den Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt 18 leiten zu können, ist eine Fluidleitung 24 zur Förderung von Luft vorgesehen. Die Mischkammer 22 ist in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform innerhalb des Rechenzentrums-Gebäudeabschnitts 18 angeordnet. Der Vollständigkeit halber wird aber daraufhin gewiesen, dass diese Mischkammer 22 alternativ auch innerhalb der Fluidleitung 24 oder innerhalb des Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitts 14 oder sich über all diese Elemente erstreckend angeordnet sein kann.
Im Übrigen entspricht die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellten, alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlanordnung 10 der vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Funktionsweise.
Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung eines Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18. Dieser Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt 18 gliedert sich in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform in einen ersten Raum 26, einen zweiten Raum 28, einen dritten Raum 30, einen vierten Raum 32, einen fünften Raum 34 und einen sechsten Raum 36. Dabei ist Raum 26 als „Technikraum A“ 40 vorgesehen, und Raum 34 ist als„Technikraum B“ 38 vorgesehen. Raum 28 dient als Anlagenraum 46 für eine Luftförderanlage und Mischkammer 42 mit einem oder mehreren Ventilatoren oder sonstigen Luftfördermitteln (nicht dargestellt).
Raum 30 dient als Schleuse 44. Raum 32 dient als Rechenzentrum 20 zur Anordnung von einer Vielzahl von Schränken 48. In Raum 36 ist ein Generator 50 angeordnet.
Über einen als Zuluftkanal 52 dienenden Fluidkanal 24 kann Luft zu der Luftförderanlage 42 und von dieser Luftförderanlage 42 in das Rechenzent rum 20 ausgehend von dem Pfeil Z hineingefördert werden. Über einen als Abluftkanal 54 dienenden Fluidkanal 24 kann Luft in umgekehrter Richtung gemäß dem Pfeil A als Abluft wieder aus dem Rechenzentrum 20 herausge- fördert werden. Dazu ist in der Förderanlage 42 eine nicht näher dargestell te Trennung von Luftströmungen vorgesehen. Die über den Pfeil Z einströ- mende Zuluft wird in die in Fig. 3 nur schematisch dargestellten Kaltgänge K gefördert. Sie wird dann als Kühlluft gemäß den Pfeilen S durch die Schränke 48 hindurchgeleitet zu einem Warmgang W und von dem Warm gang W wieder durch die Luftförderanlage 42 und den Abluftkanal 54 abgeführt
Der Zuluftkanal 52 und der Abluftkanal 54 stehen in Fig. 3 symbolisch für Fluidkanäle, die gemäß den in Fig. 1 und 2 dargestellten Pfeilen B und C von einem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt 14 in einen Rechen- zentrums-Gebäudeabschnitt 18 führen können (Zuluftkanal 52). Alternativ oder in Ergänzung kann es sich bei diesem Zuluftkanal 52 auch um den in den Fig. 1 und 2 mit dem Pfeil E gekennzeichneten Zuluftkanal handeln, der von der ein Gebäude 12, 12‘ umgebenden Atmosphäre in den Rechenzent- rums-Gebäudeabschnitt 18 bzw. das Rechenzentrum 20 selbst hinein führt. Vorzugsweise ist der Kanal, welcher durch den Pfeil E visualisiert ist, bis zur Mischkammer 22 thermisch isoliert ausgebildet, um eine Kondensierung bei Außenluft unterhalb des Taupunktes zu vermeiden.
Ebenfalls optional können einzelne oder alle Kanäle mit Schalldämpfern ausgestattet werden, um Geräuschemissionen zu verringern oder vollstän dig zu vermeiden.
Der in Fig. 3 dargestellte Fluidkanal 54 (Abluftkanal), aus welchem gemäß dem Pfeil A Luft in die Atmosphäre strömt, entspricht dem in den in Fig. 1 und 2 mit F gekennzeichneten Pfeil.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
* * * * * * *
Bezugszeichenliste
10 Kühlanordnung
12 Gebäude
12' Gebäude
14 Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt
16 Kältefunktionseinheit
18 Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt
20 Rechenzentrum
22 Mischkammer
24 Fluidleitung
26 Raum
28 Raum
30 Raum
32 Raum
34 Raum
36 Raum
38 Technikraum A
40 Technikraum B
42 Luftförderanlage
44 Schleuse
46 Anlagenraum
48 Schränke
50 Generator
52 Zuluftkanal
54 Abluftkanal

Claims

Patentansprüche
1. Kühlanordnung in mindestens einem Gebäude (12) mit einer Kälte funktionseinheit (16), welche in einem Kältefunktionseinheits- Gebäudeabschnitt (14) angeordnet ist, wobei zumindest in einem Teil des Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitts (14) ein Kältemedium verarbeitet wird, bereitgestellt wird, durchgeleitet wird und/oder zu mindest zeitweise vorhanden ist, wobei das Kältemedium zumindest zeitweise eine geringere Temperatur aufweist als die das Gebäude (12) umgebende atmosphärische Außenluft, wobei in dem genannten mindestens einen Gebäude (12) oder in einem anderen, benachbar- ten Gebäude (12‘) ein Rechenzentrum (46) in einem Rechenzent- rums-Gebäudeabschnitt (18) angeordnet ist, wobei in dem Rechen- zentrums-Gebäudeabschnitt (18) eine Vielzahl von Schränken (48) zur Installation von IT-, EDV-, Netzwerk- und/oder Telekommunikati onssystemen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel zur direkten oder indirekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) vorgesehen ist.
2. Kühlanordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass als Kältefunktionseinheit (16) mindestens ein wasser- verarbeitender Betrieb Teil der Anordnung ist.
3. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur direkten oder indi rekten Nutzung des Kältemediums eine Fluidleitung (24) zur Förde rung von Luft und/oder eine Fluidleitung (24) zur Förderung des Kältemediums aus dem Kältefunktionseinheits-Gebäudeabschnitt (14) in den Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) vorgesehen ist.
4. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältefunktionseinheits- Gebäudeabschnitt (14), in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) des Rechenzentrums (20) und/oder in einem von dem Kältefunk- tionseinheits-Gebäudeabschnitt (14) zu dem Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt (18) führenden Fluidpfad mindestens eine Misch kammer (22) zur Konditionierung des durch die Fluidleitung (24) ge förderten Kältemediums vorgesehen ist.
5. Kühianordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Fluidpfad von dem Rechenzentrums- Gebäudeabschnitt (18) in die Mischkammer (22) vorgesehen ist.
6. Kühlanordnung nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fluidpfad, unmittelbar vor oder unmittelbar am Ausgang des Fluidpfades ein mehrstufiges Filtersystem vorgesehen ist.
7. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur direkten oder indi rekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) mindestens eine Luftleitung vorgesehen ist, um Luft aus der Kälte funktionseinheit (16) zur Kühlung der Raumluft in den Rechenzent- rums-Gebäudeabschnitt (18) einzuleiten.
8. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemedium ein flüssiges Fluid ist und als Mittel zur direkten oder indirekten zumindest teilweisen Nutzung des Kältemediums für eine Kühlung der Raumluft in dem Rechenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) mindestens eine Flüssig- keitsleitung vorgesehen ist, um das Kältemedium von der Kältefunktionseinheit (16) in das Rechenzentrum (20) oder in einen funktional mit dem Rechenzentrum (20) gekoppelten Wärmetauscher zu leiten.
9. Kühlanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher oder mehrere Wärmetau- scher im Rechenzentrum von der Abluft der IT-Komponenten durch strömt wird/werden und dadurch die Wärme aus dem Rechenzentrum aufnimmt und einer oder mehrere Wärmetauscher vom Wasser des wasserverarbeitenden Betriebs durchflossen wird und somit die Wär me an dieses Wasser abgegeben wird.
10. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältefunktionseinheit (16) und/oder das Rechenzentrum (20) unmittelbar funktional gekoppelt und somit die Kühlanordnung (10) mit einem Energieerzeugungsele- ment ausgestattet ist, das eine Energiequelle auf Gleichstrombasis aufweist, und ferner alle oder zumindest mehrere Elemente des Re chenzentrums (20) auf Gleichstrombasis arbeitende Elemente sind.
1 1. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rechenzentrum- Gebäudeabschnitt (18) mindestens eine Reihe von Schränken (48) derart angeordnet ist, dass auf einer Seite der Schränke (48) ein Kaltgang und auf einer anderen Seite der Schränke (48) ein Warm gang gebildet ist.
12. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Re- chenzentrums-Gebäudeabschnitt (18) mindestens ein Zugangsweg zu einem Raum über eine Temperaturschleuse vorgesehen ist.
13. Kühlanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine direkte freie Küh lung mit atmosphärischer Außenluft vorgesehen ist.
14. Kühlanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältemedium ausschließlich ein natürliches Kältemittel vorgesehen ist oder als Kältemedien ausschließlich natür- liche Kältemittel vorgesehen sind.
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