MX2014001401A - Unidad movil de centro de datos con medios de enfriamiento eficientes. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una unidad móvil de centro de datos (1), la cual está adaptada para alojar una multiplicidad de estanterías (5) que están diseñadas para proporcionar espacio de almacenamiento para el equipo IT (6) La unidad móvil del centro de datos (1) está equipada con medios de enfriamiento pasivo y/o con componentes activos (25) ya presentes con el equipo IT (6) con el fin de proporcionar disipación de calor que está siendo generado por el equipo IT (6).

Description

UNIDAD MÓVIL DE CENTRO DE DATOS CON MEDIOS DE ENFRIAMIENTO EFICIENTES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una unidad móvil de centro de datos, la cual está adaptada para alojar al menos una estantería diseñada para proporcionar espacio de almacenamiento para el equipo electrónico. La unidad móvil de centro de datos está equipada con medios de enfriamiento con el fin de proporcionar disipación de calor que es generado por el equipo electrónico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el arte actual, existen diferentes estructuras de edificios de centros de datos para alojar una multiplicidad de estanterías, cada una de las cuales comprende espacio de almacenamiento para equipo electrónico.

Los centros de datos convencionales más típicamente son edificios que comprenden un piso falso para una infraestructura de computadora, que típicamente está alojada en recintos de estanterías de 48.26 cm (19 pulgadas) . El enfriamiento se logra por medio de aire frío, el cual se opera al interior de los pisos falsos que tienen agujeros en ubicaciones apropiadas en frente de las estanterías. De esta forma, se suministra aire frío en las tomas de aire de las estanterías de computadora.

Un edificio de centro de datos convencional típico de acuerdo con el arte actual se muestran en la Figura 1 del documento WO 2010/000440. Este diseño convencional es de una forma inconveniente, debido a que las estanterías únicas tienen que ser diseñadas como estanterías cerradas y el flujo de aire a través de las estanterías respectivas tiene que ser inspeccionado y controlado con el fin de evitar el número de cantidades innecesarias de aire frío desde el pasillo frío. Existen diferentes conceptos, que proporcionan una regulación del flujo de aire al interior del pasillo frío, de tal forma que los ventiladores que proporcionan el flujo de aire operan en la energía más baja posible. El aire caliente generado por el equipo dentro de la estantería se alimenta de regreso a los intercambiadores de calor que están ubicados en alguna otra parte en el edificio de centro de datos. El aire caliente se enfría nuevamente o se utiliza aire fresco con el fin de proporcionar una corriente de aire frío.

Además del edificio de centro de datos convencional típico de acuerdo con el arte actual, el documento WO 2010/000440 divulga una nueva arquitectura de energía eficiente para centros de datos de computadora de múltiples pisos utilizando medios de enfriamiento líquido para la disipación de calor que está siendo generado por el equipo IT. El llamado concepto Green-IT realizado por el documento O 2010/000440 permite la reducción del consumo de energía para propósitos de enfriamiento. Los centros de datos convencionales a menudo requieren el 50% o más de su consumo de energía de los componentes electrónicos para propósitos de enfriamiento. El concepto de enfriamiento novedoso del documento WO 2010/000440 habilitar centros de datos que requieren menos del 10% (PUE < 1.1; donde "PUE" significa efectividad de uso de energía "Power Usage Effectiveness" y se calcula por PUE = energía total de la instalación/energía del equipo IT) de su energía para el enfriamiento.

El centro de datos de computadora de múltiples pisos estacionario del documento WO 2010/000440 se vuelve un tipo de punto de referencia para conceptos posteriores de Green IT a seguir, ya que existe un desarrollo constante hacia centros de datos de energía eficiente. Sin embargo, los centros de datos de computadora estacionarios requieren una demanda constante de tales centros y por lo tanto se consideran como inversiones a largo plazo. Muy a menudo, sin embargo, existe una fuerte necesidad hacia los contenedores de centros de datos móviles, los cuales se pueden instalar fácilmente en la vecindad cercana y contener su propia infraestructura de tal forma que se pueden "conectar" donde los centros de datos de computadora estacionarios son indeseables y/o existe solamente una necesidad temporal de energía de computación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención trata de proporcionar tal unidad del centro de datos móvil.

Por lo tanto, se sugiere que una unidad móvil de centro de datos comprenda: (i) al menos un contenedor, (ü) dicho al menos un contenedor comprende al menos una estantería para alojar equipo electrónico, (iii) dicha al menos una estantería comprende al menos un medio de intercambio de calor que está adaptado para transferir el calor generado por el equipo electrónico que será contenido dentro del estantería a un fluido de enfriamiento, dicho medio de intercambio de calor está ubicado en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería, (iv) al menos un conducto de enfriamiento que está adaptado para suministrar el medio de intercambio de calor de dicha al menos una estantería con un fluido de enfriamiento y está además adaptado para transportar el fluido de enfriamiento caliente lejos de la sección de reflujo del conducto de enfriamiento, (v) medios de conexión para conectar dicho al menos un conducto de enfriamiento a por lo menos un dispositivo de intercambio de calor externo, (vi) dicha al menos una estantería está diseñada y acomodada en una forma que el flujo de aire interno dentro de la estantería se efectúa predominantemente por medios pasivos y/o por medios independientes a la estantería.

La presente unidad móvil de centro de datos puede proporcionar lo necesario para una unidad móvil de centro de datos, en particular para un contenedor y/o una pluralidad de contenedores, evitando la necesidad de guiar el aire de enfriamiento a través de las estanterías a través de ventilaciones de aire especiales. Además, la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida permite optimizar los requerimientos de energía y costo y/o permite acomodar las estanterías de computadoras más densamente con el fin de minimizar las longitudes requeridas de los cables de red y para mejorar las capacidades de comunicación del sistema.

La unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida puede proporcionar una estructura compacta que una unidad de centro de datos que comprende capacidades de almacenamiento más grandes, escalables y/o un volumen de almacenamiento aumentado. De acuerdo con un aspecto adicional de la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida, se puede acomodar más de una de las unidades móviles de centro de datos individuales, tal como contenedores, en un grupo {cluster) , p.ej., al acomodar y/o apilar las unidades/contenedores en dos o tres dimensiones. De acuerdo con tal modalidad, no hay necesidad de que cada unidad/contenedor móvil del centro de datos tenga su propio enfriador (o un tipo diferente de dispositivo intercambiador de calor externo para enfriar el fluido de enfriamiento) , debido a que los conductos de enfriamiento/circuitos de enfriamiento se pueden simplemente expandir a una unidad/contenedor móvil de centro de datos adicional utilizando el enfriador (o un tipo diferente de dispositivo intercambiador de calor externo) de un contenedor adyacente que tenga un enfriador (dispositivo intercambiador de calor externo) .

Además, la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida puede proporcionar una unidad de centro de datos, en particular un contenedor, con una densidad de empaquetado o almacenamiento aumentada para el equipo electrónico, tal como la electrónica de energía, equipo IT y/o hardware de computadora, que proporciona una disipación de calor suficiente, que puede incluso exceder una tasa volumétrica de disipación de calor de 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7 k por m3. Por razones prácticas, la tasa volumétrica de disipación de calor por lo general no excede los 8 kW por m3. En particular, es posible que al menos una estantería de la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida comprenda el equipo electrónico, en particular electrónica de energía, equipo IT y/o equipo de computadora. Sin embargo, en principio se pueden almacenar todos los tipos de equipo en una una pluralidad de estanterías de la unidad móvil de centro de datos. En particular, incluso equipo, produciendo una cantidad importante de calor (residual) se puede almacenar dentro de una o la pluralidad de estanterías.

Unidad De acuerdo con una modalidad preferida de la unidad móvil de centro de datos, la unidad comprende un contenedor o comprender incluso una pluralidad de contenedores. Preferiblemente, tal contenedor tiene el tamaño de un contenedor de acuerdo con los estándares aceptados los cuales preferiblemente pueden ser transportados, cargados y descargados, apilados y transportados eficientemente a lo largo de grandes distancias por http://en.wikipedia.org/wiki/Flatcar, barco, rieles, camiones, camiones de semirremolque o aviones. Como un ejemplo, se pueden utilizar para esto los contenedores ISO comunes. Los más preferidos son los contenedores de 6.1 m (20 pies) 12.2 m (40 pies), 13.7 m (45 pies), 14.6 m (48 pies), y 16.2 m (53 pies) de longitud. El ancho es típicamente de 3.0 m (10 pies) a 2.4 m (8 pies) y altura es típicamente de 2.9 m (9.5 pies). Sin embargo, también se pueden utilizar diferentes tipos de contenedores (estandarizados). Tan sólo para dar algunos ejemplos, los contenedores UIC (donde UIC unión internacional de ferrocarriles "Union Internationale de Chemin de Fer"), contenedores CC (un sistema de contenedor común en Europa), contenedores de barcaza (optimizados para paletas Europool; comunes en Europa), contenedores de carga aérea, contenedores de transporte para recoger y entregar fácil con camiones que pueden utilizarse convenientemente.

El contenedor o la pluralidad de contenedores pueden tener una entrada de energía eléctrica central, la cual se ubica preferiblemente en el exterior del contenedor, para suministrar electricidad al hardware de computadora, y medios para distribuir la energía eléctrica dentro del contenedor desde la entrada de energía central a las estanterías individuales .

Estanterías Típicamente las estanterías son recintos de estanterías de 48.26 cm (19 pulgadas). En una modalidad preferida, las estanterías son estanterías altas que particularmente ahorran espacio. Las estanterías se pueden colocar en el piso de la parte inferior del contenedor. Se pueden montar tubos o bandejas de cables por encima, por debajo y/o en el lado posterior de las estanterías (preferiblemente en una posición alta y/o baja en el lado posterior de la estantería) . Desde luego, también se pueden proporcionar canales de cables, en particular por encima, por debajo y/o en el lado posterior de las estanterías (preferiblemente en una posición alta y/o baja en el lado posterior de la estantería) . De acuerdo con una modalidad adicional preferida, las estanterías están conectadas al contenedor a través de medios de absorción de golpes, protegiendo de esta manera las estanterías y cualquier medio asociado/conectado, como medios de intercambio de calor y tubos de enfriamiento, contra la vibración y golpes durante el transporte y el ensamble.

Preferiblemente, en la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida, dicho al menos un medio de intercambio de calor está acomodado, al menos en parte, en la pared posterior de dicha al menos una estantería y/o dicha al menos una estantería está diseñada, al menos en parte, como una estantería abierta. El término "abierta" en relación con las presentes estanterías puede significar que la parte frontal de las estanterías está (parcialmente) abierta y permite que el equipo dentro de la estantería tome aire del lugar sin o al menos con poca resistencia de flujo. Como un ejemplo, puede ejercer completamente de una puerta frontal, al menos sobre un cierto intervalo de altura de la estantería. También es posible tener una puerta frontal fluidamente abierta, p.ej., una cuerda de enrejado, que permite que el aire lugar a través sin resistencia de flujo sustancial.

Otra posible ventaja de los medios de intercambio de calor basados en estantería es que las mismas estanterías no tengan que mantenerse cerradas y que el flujo de aire hacia adentro y hacia afuera de las estanterías no tenga que ser guiado en una forma controlada (p.ej., al proporcionar canales y/o ventilaciones de aire) . Como un beneficio adicional, dentro del contenedor del centro de datos, no se requiere necesariamente acondicionadores adicionales de aire, ya que la función de enfriamiento se puede tomar completamente por los medios de intercambio de calor dentro de las estanterías, al menos en el tiempo promedio. Por el desempeño sugerido "en el tiempo promedio" uno puede, por ejemplo, ejecutar el equipo electrónico contenido en un modo de " sobremarcha" por un lapso de tiempo limitado (típicamente en el orden de varios minutos) . Durante este lapso de tiempo, es posible que el interior del contenedor eleve su temperatura en una cierta cantidad. Si, sin embargo después de este intervalo de tiempo de "sobremarcha" se inicia un intervalo de tiempo de compensación, durante el cual el equipo electrónico se ejecuta en un modo, generando menos calor residual (en comparación con la cantidad de calor que se puede absorber por los medios de intercambio de calor) , la temperatura dentro del contenedor se puede llevar nuevamente a "normal".

Dicha al menos una estantería de la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida está diseñada y acomodado en una forma que el flujo de aire interno dentro de la estantería se efectúa al menos en parte y/o al menos en ocasiones predominantemente por medios masivos y/o por medios independientes de la estantería. Como un ejemplo para un "medio pasivo", se puede utilizar un efecto de chimenea debido al calentamiento del aire dentro de la estantería por el calor residual de los componentes, acomodados dentro de la estantería. Los inventores han descubierto sorprendentemente, que tal efecto de chimenea puede ser suficiente para generar una corriente de aire lo suficientemente fuerte, aun cuando (o particularmente cuando) el equipo, que genera una cantidad significativa de calor residual, está almacenado dentro de dicha al menos una estantería. En particular, dicha al menos una estantería puede estar diseñada y acomodada en una forma que se puede manejar una taza de disipación de calor de al menos 1 kW, preferiblemente al menos 5 kW, aún más preferido al menos 10 kW, particularmente al menos 15 kW por estantería. El diseño se puede relacionar particularmente a las dimensiones de dicho al menos un medio de intercambio de calor, acomodado en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería. Sin embargo, el diseño se puede relacionar con el tamaño de los espacios internos para permitir que el aire pase por y/o a la trayectoria prevista para el flujo de aire, por ejemplo. En particular, es posible que la misma estantería no tenga ningún otro medio, en particular ningún ventilador, para crear un flujo de aire en la estantería hacia los medios de intercambio de calor.

Es posible, sin embargo, que el flujo de aire interno dentro de dicha al menos una estantería se efectúe al menos en ocasiones y/o al menos en parte por medios activos de al menos una parte del equipo electrónico que estará contenido en la estantería. Como un ejemplo, si se acomoda equipo IT en las estanterías respectivas, tal equipo IT tiene típicamente medios activos, como ventiladores, para enfriar partes del equipo IT. Como un ejemplo bien conocido, la CPU y/o la GPU y/o bancos de memoria y/o hardware de almacenamiento del equipo IT están típicamente ya equipados con un ventilador de enfriamiento. Preferiblemente, tales medios activos que se proporcionan para enfriar las partes del equipo IT pueden crear al menos una (cierta o incluso una importante) parte de un flujo de aire en la estantería hacia los medios de intercambio de calor que están ubicados en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería.

Debido al diseño único, la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida no requiere necesariamente acomodos o diseños de pisos falsos y pasillos fríos.

Se prefiere utilizar un diseño para la unidad móvil de centro de datos, en donde al menos uno de los medios de intercambio de calor está diseñado al menos en parte como un medio de intercambio de calor penetrable por el flujo de aire. Típicamente, tal medio de intercambio de calor penetrable por el flujo de aire puede estar diseñado en una forma que se puede proporcionar una superficie de contacto grande con el aire que fluye a través de los medios de intercambio de calor, aumentando de esta manera la efectividad de los medios de intercambio de calor. En particular, los medios de intercambio de calor (en particular los medios de intercambio de calor penetrables por el flujo de aire) pueden estar diseñados con medios coordinados para aumentar adicionalmerite la superficie de contacto disponible para el aire que pasa a través. Son preferidos los intercambiadores de calor que tiene una profundidad de entre 50 mm y 80 mm, particularmente unos 65 mm que provocan solamente una contrapresión de aire muy baja, mientras aún se tiene una alta efectividad. Por lo tanto, el aire caliente que deja el equipo electrónico en las estanterías puede pasar al intercambiador de calor por sí mismo.

Medios de intercambio de calor Dicha al menos una estantería de la unidad móvil de centro de datos puede comprender al menos un medio de intercambio de calor, ubicado en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería. En particular, dicho al menos un medio de intercambio de calor puede estar ubicado en una pared exterior de dicha al menos una estantería, preferiblemente en una pared posterior (pared posterior) y/o parte superior de la estantería. Aún más preferido, la pared posterior (pared lateral) de la estantería puede comprender bisagras en una forma que tiene la funcionalidad de algún tipo de puerta oscilante.

De acuerdo con la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida, las dimensiones de los intercambiadores de calor se eligen con tanta manía que son capaces de remover todo el calor generado por el equipo electrónico que está almacenado dentro de la estantería (por ejemplo electrónica de energía, equipo IT y/o hardware de computadora), al menos en el tiempo promedio. Una implementación de acuerdo con una modalidad particularmente preferida de la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida puede soportar hasta 35 kW de energía de enfriamiento por estantería. Además de eso, se puede asegurar que no se libere nada de calor al centro de datos. El aire que entra a las estanterías, típicamente desde el lado frontal, y el aire que deja las estanterías, típicamente en el lado posterior, por lo general tiene la misma o esencialmente la misma temperatura y sustancialmente todo el calor generado se puede remover por medio del intercambiador de calor y el líquido de enfriamiento.

Además, los medios de intercambio de calor pueden recibir directamente el aire caliente generado por el equipo electrónico que está almacenado dentro de la estantería y pueden enfriar este aire caliente hasta una temperatura ambiente deseada al simplemente transferir el calor al fluido de enfriamiento dentro del conducto de enfriamiento. De esta forma, se puede evitar cualquier liberación y/o enrutamiento de aire caliente dentro del contenedor de centro de datos.

También, la distancia sobre la cual viaja el aire caliente se puede reducir a un mínimo. Por lo general, solamente se requiere transportar el aire caliente al interior de la estantería, en particular desde el equipo electrónico a los medios de intercambio de calor. De esta forma, se puede prevenir por lo general cualquier flujo de aire turbulento difícil de controlar.

De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, las estanterías y/o los mismos medios de intercambio de calor no comprenden ningún medio activo, tal como ventiladores, para guiar el aire caliente desde el equipo electrónico a la superficie de los medios de intercambio de calor. La corriente relativamente baja y laminar del aire que se establece por medios pasivos y/o que se obtiene de los medios de enfriamiento activos del equipo electrónico (por ejemplo de ventiladores de enfriamiento de CPU y/o ventiladores de enfriamiento de GPU) dentro de la estantería particular típicamente permite editar ventiladores adicionales y permite evitar cualquier consumo de energía de ventilador adicional.

Dependiendo del flujo del fluido de enfriamiento y el flujo de aire dentro del estantería, se pueden lograr capacidades de enfriamiento de hasta 35 kW ó 40 kW por estantería de 48.26 cm (19 pulgadas) . Para estanterías que exceden el tamaño mencionado anteriormente, las capacidades de enfriamiento pueden ser aún mayores.

Conducto de Enfriamiento/Circuito de Enfriamiento Los medios de intercambio de calor de las estanterías están preferiblemente conectados a un conducto de enfriamiento que suministra fluido de enfriamiento, preferiblemente líquido de enfriamiento, a cada uno de los medios de intercambio de calor, por ejemplo a través de un sistema de tubería. Cuando la unidad móvil de centro de datos se establece en un modo operacional, los conductos de enfriamiento están típicamente conectados con otra tubería para formar circuitos cerrados de enfriamiento. Desde luego, es posible diseñar el sistema en una forma que al menos en ocasiones al menos parte de un líquido de enfriamiento se evapore dentro de los medios de intercambio de calor, de tal forma que el calor latente consumido por la evaporación también se puede utilizar para propósitos de enfriamiento.

En una modalidad preferida de la invención, el conducto de enfriamiento comprende un sistema de tubería para guiar el líquido de enfriamiento lejos de los medios de intercambio de calor. El uso de un líquido de enfriamiento tal como el agua y otros fluidos de enfriamiento adecuados, particularmente con capacidades técnicas más grandes que el aire, a menudo es conveniente debido a numerosas razones. En primer lugar, la cantidad de calor total que se pueden transferir y transportar típicamente es mucho mayor, cuando se compara con los fluidos de enfriamiento gaseosos. En segundo lugar, es posible controlar y monitorear el flujo y transmisión del fluido de enfriamiento de manera más fácil, en comparación con un flujo típicamente al menos parcialmente turbulento de un fluido de enfriamiento gaseoso. En tercer lugar, las secciones transversales que se proporcionan para una corriente de fluido de enfriamiento se pueden mantener comparativamente pequeñas.

Más allá de eso, se recomienda que el fluido de enfriamiento se transporte dentro de al menos partes de un conducto de enfriamiento, que puede contener aqua o cualquier otro liquido que tenqa una capacidad térmica comparablemente alta, con una presión menor a 2 Bar, en particular menor a la presión atmosférica. Con base en esto, el riesgo de fracturas en el sistema de conducto de enfriamiento, y por lo tanto el riesgo de fuga se pueden mantener comparativamente bajos. Además, en tal presión comparativamente baja, el fluido por lo general no escapa en forma de un chorro bien desarrollado, de tal forma que incluso en el caso de una fuga, los efectos adversos se pueden controlar y/o minimizar mejor. Si la presión que se utiliza está por debajo de la presión atmosférica, es incluso posible que las grietas más pequeñas en el sistema de tubería no provoquen una pérdida- inmediata de fluido de enfriamiento fuera del sistema de tubería.

Además se sugiere proporcionar el conducto de enfriamiento, al menos una barrera de seguridad, diseñada y acomodada en una forma para prevenir que cualquier líquido (o fluido) , en particular cualquier fluido de fuga/líquido de fuga y/o cualquier líquido de condensación entre en contacto con el equipo electrónico. Para esto, se pueden proporcionar láminas, ranuras, huecos y/o sumideros de guia que pueden estar incluso diseñados en una forma para captar cualquier liquido tal. En cualquier caso, es posible prevenir que cualquier liquido tal (por ejemplo liquido de fuga/liquido de condensación) entre en contacto con el equipo electrónico (p.ej., hardware de computadora). Al menos parte de la tubería puede estar acomodada en la superficie exterior de la pared respectiva de la estantería (por ejemplo la puerta posterior de la estantería), lo cual puede proteger el equipo electrónico contra derramamientos de agua promedio de una estructura de intercambiador de calor granular fina (por ejemplo al proporcionar nervios corrugados estrechamente espaciados ) .

Adicionalmente y/o alternativamente, se puede proporcionar al menos un medio de sensor para detectar y/o monitorear la presión en el conducto de enfriamiento. De esta forma, es posible detectar cualquier fuga en el sistema de tubería y preferiblemente establecer una alarma permitiendo de esta manera tomar las medidas apropiadas contra tal fuga. En caso de un sistema de presión baja, las bombas se pueden detener.

Además, de acuerdo con modalidades típicas de la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida, no se requiere ningún aislamiento del sistema de tubería ya que la temperatura ambiente corresponde aproximadamente a la temperatura de retorno del fluido de enfriamiento frío. Evitar cualquier aire caliente dentro del lugar del contenedor permite tener temperaturas ambiente de 20°C o similares. Por lo tanto existe un riesgo reducido, o incluso nulo de condensación.

Los medios de intercambio de calor pueden estar acomodados dentro o en la vecindad directa de una estantería y/o están preferiblemente adaptados para transferir todo el calor generado dentro de la estantería al fluido de enfriamiento. Por lo tanto, los medios de intercambio de calor de cada estantería que será enfriada pueden proporcionar un acoplamiento de calor entre el enfriamiento proporcionado y el volumen interior de la estantería. Los medios de intercambio de calor típicamente se utilizan en el lado trasero/posterior de la estantería.

En resumen, la unidad/contenedor móvil de centro de datos comprende un conducto de enfriamiento para descargar el calor generado por el equipo electrónico. Típicamente, el conducto de enfriamiento está diseñado para proporcionar las estanterías con un fluido de enfriamiento, y el conducto de enfriamiento puede estar diseñado para remover el fluido de enfriamiento caliente por el hardware de computadora de las estanterías .

Además, el conducto de enfriamiento puede estar provisto con medios de conexión para conectar dicho al menos un conducto de enfriamiento por lo menos un dispositivo de intercambio de calor externo. Como medios de conexión, se pueden utilizar esencialmente todos los dispositivos conocidos en la materia. En particular, se pueden utilizar tuercas roscadas, extremos de tubo roscados, y bridas para este propósito. Preferiblemente, sin embargo, se pueden utilizar conectores de conexión rápida, de tal forma que la configuración y empaquetado de los componentes de la unidad móvil de centro de datos son más amigables con el usuario.

Dispositivo de Intercambio de Calor Externo/En riador La unidad móvil de centro de datos puede estar conectada a (o puede incluso comprender) al menos un dispositivo de intercambio de calor externo. Como un dispositivo de intercambio de calor externo, se puede utilizar al menos un enfriador, preferiblemente un enfriador de agua y/o un dispositivo enfriador híbrido. Por lo general, el dispositivo de intercambio de calor externo estará ubicado fuera de la unidad respectiva (contenedor) para enfriar el fluido de enfriamiento calentado durante la operación de la unidad móvil de centro de datos, y se proporcionarán medios para transportar el fluido de enfriamiento caliente al dispositivo de intercambio de calor externo. Sin embargo, en particular cuando la unidad móvil de centro de datos se empaca o se transporta, es posible que al menos una parte de dicho al menos un dispositivo de intercambio de calor se estibe en al menos un contenedor.

Preferiblemente, al menos partes de dicho al menos un conducto de enfriamiento y/o al menos partes de medios adicionales para transportar el fluido de enfriamiento están diseñadas como medios flexibles y/o comprenden metal, acero, acero inoxidable y/o materiales de polímero orgánico sintético. En particular, los tubos de metal pueden estar hechos flexibles si se diseñan como tubos corrugados.

Preferiblemente, dicho al menos un dispositivo de intercambio de calor externo (p.ej., un enfriador) está directamente unido a la unidad o contenedor. Para la transportación, es posible remover tal dispositivo de intercambio de calor externo/enfriador de manera reversible.

El enfriador es más típicamente una torre de enfriamiento de contraflujo, briza indirecta, húmeda, en la cual se pulveriza agua desde la parte superior de una columna y se pulveriza por la evaporación de parte del agua, mientras el agua que no se evapora se puede captar abajo. Con el fin de evitar la contaminación del interior del contenedor (y por lo tanto posiblemente del equipo electrónico dentro del contenedor) un primer circuito de enfriamiento (que por lo general está acomodado en el exterior del contenedor y donde una parte del circuito de enfriamiento primario se puede formar por el enfriador) está separado de un segundo circuito de enfriamiento (que está parcialmente ubicado dentro del contenedor), de acuerdo con una modalidad preferida. En este caso, el primer y el segundo circuito de enfriamiento pueden estar técnicamente conectados entre ellos por medio de un intercambiador de calor. Para aumentar la conflabilidad del sistema, típicamente se utilizan dos intercambiadores de calor redundantes. Por medio de esta modalidad, se puede prevenir que se transfiera cualquier contaminación del circuito de enfriamiento primario (el cual se puede contaminar por partículas de aire, tal como polen) , al segundo circuito de enfriamiento (parcialmente) dentro del contenedor. Los medios de intercambio de calor y las bombas necesarias por lo general se colocan dentro del contenedor.

Dependiendo del clima del entorno, en algunas áreas comunes los enfriadores de agua pueden provocar problemas, p.ej., durante periodos muy fríos /congelación y/o cuando la unidad móvil de centro de datos no está permanentemente en operación. En tales casos, se prefiere utilizar en su lugar las llamadas torres de enfriamiento híbridas. Más típicamente, tales enfriadores híbridos comprenden intercambiadores de calor de placa a través de la cual fluye el fluido de enfriamiento caliente a través y se enfria por medio del aire del entorno. Un ejemplo de un enfriador híbrido se muestra en el documento de Patente de los Estados Unidos No. 7864530.

Para aumentar la capacidad de enfriamiento en verano, es posible pulverizar agua sobre la superficie del intercambiador de calor de placa y para utilizar el enfriamiento de la evaporación de tal agua. Ya que estas torres de enfriamiento híbridas incluyen un intercambiador de calor no se requieren intercambiadores de calor adicionales. Sin embargo, el agua de enfriamiento típicamente requiere aditivos, tales como glicol con el fin de prevenir que se congele.

Además, el enfriador (u otro tipo de intercambiador de calor externo) puede tener medios para transportar el líquido de enfriamiento desde el enfriador hacia y desde los medios de conexión respectivos de la unidad móvil de centro de datos. Típicamente, tales medios son tubos, preferiblemente flexibles y/o hechos de diferentes materiales, tales como acero, acero inoxidable y/o materiales de polímero orgánico sintético.

Ventiladores del Equipo Electrónico La unidad/contenedor móvil de centro de datos contiene al menos una estantería para alojar equipo electrónico o preferiblemente ya aloja equipo electrónico. Tal equipo ubicado en las estanterías por lo general comprende medios activos, tales como ventiladores, para el enfriamiento del equipo respectivo (o partes del mismo) . Dichos medios activos, preferiblemente ventiladores, están preferiblemente integrados de tal forma que los medios activos, tales como ventiladores de enfriamiento, proporcionan o al menos soportan un flujo de aire a través de la estantería (por ejemplo desde la parte frontal del equipo a su parte posterior) , promoviendo de esta manera el calor generado por el equipo electrónico al calentar el aire, que fluye pasando por el equipo electrónico. Este flujo de aire ya presente se puede utilizar para crear y/o soportar y/o mantener un flujo de aire a través de la estantería. El aire, que sale de la estantería, se puede enfriar al colocar el intercambiador de calor en la vecindad de la abertura de salida del flujo de aire (por ejemplo en la parte posterior de las estanterías). Los intercambiadores de calor se pueden diseñar en una forma que generan muy poca contrapresión, de tal forma que la contrapresión no presenta un problema en el caso de que equipo electrónico genérico esté contenido en las estanterías. En una modalidad preferida de la invención, un flujo de aire de 3000 m3/h genera una contrapresión de menos de 20 Pa.

En particular, debido a que los medios de intercambio de calor por lo general comprenden una superficie bastante grande, la corriente relativamente lenta y laminar de aire obtenido de los medios pasivos y/o los medios activos del equipo electrónico (por ejemplo ventiladores de enfriamiento de CPU) dentro de la estantería particular permite evitar ventiladores adicionales y permite evitar cualquier consumo de energía de ventilador adicional.

Sistema general La presente invención se basa preferiblemente en un sistema de enfriamiento específico de estanterías completo dentro del acomodo de estantería (alto) y un mecanismo de transporte con el fin de evitar el problema de cómo proporcionar y controlar un flujo de aire de enfriamiento a través de todo el centro de datos. Además, el conducto de enfriamiento por lo general requiere poco espacio de instalación, reduciendo de esta manera el volumen necesario para el centro de datos.

Más típicamente, la mayoría o incluso todas las estanterías de hardware de computadora se conectan indi idualmente al conducto de enfriamiento, lo cual proporciona un instrumento eficiente para remover y descargar el calor del hardware de computadora.

Acoplar cada estantería que será enfriada al conducto de enfriamiento individualmente (en particular como una trayectoria de fluido separada, paralela a otras trayectorias de fluido), puede tener la ventaja adicional de que es posible controlar y monitorear la energía de enfriamiento y el desempeño de intercambio de calor individualmente y por separado para cada estantería individual dentro de la estructura del centro de datos. Enfriar el aire caliente exclusivamente dentro de la estantería hace posible instalar cualquier densidad de paquete de estanterías sin requerir un diseño de flujo de aire especial, tal como pasillos fríos o pasillos calientes.

Con base en esta infraestructura de enfriamiento individual separada, es posible acomodar las estanterías dentro del contenedor como sea necesario e incluso reacomodar el acomodo de la estantería dependiendo de las necesidades individuales .

Más allá de eso, el sistema de enfriamiento que se presentemente propuesto permite utilizar una llamada arquitectura de estantería abierta que asegura que las estanterías ya no necesitan estar herméticamente selladas. Tal estructura de estantería abierta además permite acceder más fácilmente al hardware de computadora dentro de la estantería, en caso de cualquier problema o mantenimiento necesario. Además, monitorear el equipo electrónico almacenado dentro de las estanterías se puede hacer de manera más fácil. Debido a la diferencia de presión baja a través del intercambiador de calor, las aventuras que normalmente están presentes dentro de las estanterías estándar (por ejemplo aberturas para pasar cables) no distribuyen el flujo de aire interno de la estantería respectiva de manera significativa .

Otra modalidad preferida de la unidad móvil de centro de datos presentemente sugerida se puede realizar si al menos algunas o todas las estanterías comprenden al menos un medio de control, preferiblemente al menos un medio de control de interruptor, que está adaptado para apagar el hardware, estantería y/o la porción relevante del conducto de enfriamiento y/o si al menos algunas o todas las estanterías comprenden al menos un medio de control de monitoreo, que comprende al menos un detector de fugas para el conducto de enfriamiento y/o al menos un detector de humo. De esta forma, todo el sistema puede reaccionar localmente de manera adaptable sobre fallas locales del sistema y puede iniciar automáticamente las acciones respectivas con el fin de compensar la falla.

De acuerdo con otra modalidad, los medios de control además comprenden sensores de temperatura, detectores de fugas para el conducto de enfriamiento y/o detectores de humo, por lo cual dichos detectores pueden estar acoplados a un sistema de alarma de emergencia, que está adaptado para apagar selectivamente el hardware, la estantería y/o la porción relevante del conducto de enfriamiento.

El sistema de emergencia puede estar diseñado y acomodado en cualquiera de dichas estanterías individualmente y puede estar diseñado y acomodado por separado de un sistema de emergencia de estanterías vecinas o adyacentes. Los detectores de humo y fugas pueden estar instalados por separado e independientemente uno del otro para apagar individualmente el equipo IT que se esté quemando o humeando y para ser capaces de mantener todas las demás operaciones del centro de datos. Alternativamente, se puede prever el uso de una combinación de detectores individuales y/o de utilizar un detector multifuncional .

Se prefiere, si la unidad móvil de centro de datos comprende al menos un medio de control de regulación, regular la funcionalidad de al menos un medio de intercambio de calor y/o al menos un dispositivo de intercambio de calor externo y/o al menos una parte de dicho al menos un conducto de fluido. El medio de intercambio de calor puede ser un medio de intercambio de calor interno (en particular, el medio de intercambio de calor de al menos una estantería) .

Un control se puede ser, por ejemplo, al variar la velocidad de dicha al menos una bomba para hacer circular fluido de enfriamiento (influenciando de esta manera el caudal del fluido de enfriamiento) y/o al variar la velocidad de al menos un ventilador (por ejemplo un ventilador de enfriamiento) de un medio de intercambio de calor externo, como un enfriador (agua) . También, la cantidad de agua pulverizada sobre un enfriador, se puede variar también por el medio de control de regulación.

De acuerdo con una modalidad adicional, las estanterías además comprenden medios de programación de energía que están adaptados para mantener una corriente eléctrica pico total por debajo de un umbral predefinido. Esta modalidad está adaptada para prevenir que todo el centro de datos extraiga una cantidad de energía que no pueda ser proporcionada por un suministro de energía externo. Por lo tanto, los medios de programación de energía están adaptados para regular que cada estantería o un/ /grupo de estanterías extraiga energía de un suministro de corriente eléctrica o suministro del voltaje de acuerdo con una hoja de tiempo dada.

Por ejemplo, una primera estantería puede energizarse después de un retraso de tiempo dado con relación a cualquier otra estantería del centro de datos. De esta forma, el consumo de energía máximo de todo el centro de datos se puede mantener por debajo de un umbral predeterminado, asegurando de esta manera que el suministro de energía externo no se dañe. El medio de programación de energía puede ser implementado como un algoritmo específico que asigna un retraso de tiempo predefinido individual, por lo tanto diferente a cualquiera de las estanterías del edificio de centro de datos .

Alternativamente, también es posible que se controle un encendido de energía de las diferentes estanterías por medio de una arquitectura centralizada. Sin embargo, también un sistema de emergencia interconectado está en el alcance de la presente invención, por lo cual una multiplicidad de detectores de fugas y/o detectores de humo están acoplados eléctricamente a un sistema de emergencia central, el cual puede iniciar automáticamente acciones respectivas con el fin de contrarrestar una falla del sistema.

De acuerdo con otra modalidad preferida, el centro de datos además comprende al menos un circuito de enfriamiento adicional, por ejemplo un segundo circuito de enfriamiento, que comprende la misma estructura principal que el primer circuito de enfriamiento que toma el control del servicio del primer circuito de enfriamiento en caso de cualquier fuga u otro problema.

De acuerdo con todavía otra modalidad preferida, todas las bombas en la unidad móvil de centro de datos tienen una bomba de respaldo redundante, la cual puede ser activada en caso de que una bomba primaria falle. Las válvulas de cierre apropiadas permiten el reemplazo de una bomba dañada mientras el sistema estaba todavía operando.

La arquitectura compacta de la modalidad preferida permite la operación de la unidad móvil de centro de datos en temperaturas ambiente relativamente altas. Tales temperaturas altas del fluido de enfriamiento permiten un enfriamiento más eficiente. En caso de que la temperatura de enfriamiento alcance los 30°C (en particular en la línea de reflujo del conducto de enfriamiento, esto es, después de que el fluido de enfriamiento es calentado por el calor residual) , el calor acumulado del hardware de computadora se puede utilizar para propósitos de calentamiento.

De acuerdo con una modalidad adicional, el contenedor de centro de datos móvil puede tener una estructura de soporte de acero adicional, preferiblemente una estructura de vigas T doble, para aumentar la estabilidad del contenedor y/o para servir como un soporte para las estanterías de hardware de computadora. Además, tal estructura de soporte de acero puede además seguir como una estructura de guía y soporte para un dispositivo de levantamiento, que está adaptado para transportar y para levantar estanterías completas o para soportar el manejo de artículos de hardware de computadora más pesados.

Eficiencia de Enfriamiento De acuerdo con otra modalidad preferida de la unidad móvil de centro de datos, un contenedor estándar de 3 m de ancho y 12.2 m de largo está equipado con un mínimo de 13 estanterías de 48.26 cm (19 pulgadas), que operan en 20 k cada una. La energía total de 260 kW es enfriada por medio de un enfriador híbrido. La bomba de agua requiere 14 kW y el enfriador híbrido requiere 4 kW adicionales. Si la temperatura exterior está por encima de un cierto margen (por ejemplo 15°C) , lo cual resulta en una efectividad de uso de energía de FUE = 1.06. Esta eficiencia se mejora incluso más si cada estantería tiene una densidad de energía de más de 20 kW hasta 35 kW.

Además, se sugiere un dispositivo de estantería, en particular una estantería, para alojar equipo electrónico, en donde: (i) el dispositivo de estantería comprende espacio de almacenamiento para el equipo electrónico, y (ii) se proporciona al menos un medio de intercambio de calor, que está adaptado para transferir el calor generado por el equipo electrónico que está contenido dentro de la estantería a un fluido de enfriamiento, dicho medio de intercambio de calor se ubica en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería, (iü) al menos un conducto de enfriamiento que está adaptado para suministrar los medios de intercambio de calor de dicha al menos una estantería con un fluido de enfriamiento que está además adaptado para transportar el fluido de enfriamiento caliente lejos a través de una sección de reflujo del conducto de enfriamiento, (iv) dicha al menos una estantería está diseñada y acomodada en una forma que el flujo de aire interno dentro de la estantería se efectúa predominantemente por medios pasivos y/o por medios independientes de la estantería.

La estantería presentemente sugerida puede tener al menos algunas de las funciones, características y ventajas, como se describió previamente, al menos en analogía. Además, también se puede modificar en el sentido descrito previamente. De esta forma, se pueden lograr las mismas características y ventajas con la estantería, también, al menos en analogía.

En particular, la estantería sugerida se puede utilizar para contener componentes electrónicos con disipación sustancial de calor. En particular, los números ya descritos para la disipación de calor también son aplicables en el presente contexto.

Sin embargo, la estantería presentemente sugerida se puede utilizar en un nivel más universal. En particular, su uso no está solamente restringido a unidades móviles de centro de datos. Más bien, la estantería se puede utilizar para diferentes propósitos, como para edificios estacionarios, también. En particular, la estantería presentemente sugerida no sólo se puede utilizar para actualizar los edificios de centro de datos existentes. En su lugar, por lo general es incluso posible "convertir" los edificios ya existentes que tienen un propósito diferente a edificios de centros de datos, cuando se utiliza la estantería presentemente sugerida. Esto es, debido a que la estantería presentemente sugerida no necesita una infraestructura especial, para ser suministrada por el edificio. En su lugar, se pueden utilizar los espacios normalmente estándar (quizás equipados con algún tipo de aire acondicionado) , si se emplea la estantería presentemente sugerida.

El alcance de protección puede incluir también un contenedor de centro de datos que es adecuado para alojar al menos una de las estanterías antes mencionadas, las cuales están equipadas con equipo electrónico, en particular equipo electrónico con una alta disipación de calor, como el equipo electrónico de almacenamiento o que puede estar equipado con equipo electrónico para un centro de datos de acuerdo con las características mencionadas anteriormente. El contenedor de centro de datos puede comprender una entrada de energía eléctrica central, preferiblemente ubicada en el exterior del contenedor y medios para distribuir la energía eléctrica central desde la entrada de energía central a las estanterías individuales. La densidad de energía del hardware de computadora en las estanterías puede exceder aquí hasta 35 o 40 kW, pero ser al menos más de 5, 10 ó 15 kW.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En lo siguiente, la invención será descrita a detalle al hacer referencia a los dibujos, en los cuales: La Figura 1 ilustra esquemáticamente una unidad móvil de centro de datos de acuerdo con la presente invención.

La Figura 2 ilustra esquemáticamente un ejemplo de una unidad de centro de datos que comprende un contenedor para las estanterías y un dispositivo de enfriamiento externo, esto es, un enfriador.

La Figura 3 ilustra esquemáticamente un ejemplo de un centro de datos más grande que comprende dos contenedores con estanterías y componentes adicionales y un solo enfriador.

La Figura 4 ilustra esquemáticamente un contenedor y un enfriador en un dispositivo móvil, p.ej., un camión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 se representa un contenedor 1 que puede formar una parte de un centro de computación móvil 2, 3, 4 (unidad móvil de centro de datos, ver también las Figuras 2, 3 y 4) .

La presente modalidad que se ilustra de un contenedor 1 comprende una pluralidad de estanterías 5 que se proporciona con un espacio interno para contener los componentes electrónicos 6 (presentemente se muestran esquemáticamente solamente), por ejemplo equipo IT u otros tipos de equipo de computadora como equipo para un servidor de centro de datos o unidad de almacenamiento de centro de datos. En la presente modalidad que se representa, cualquiera de las estanterías 5 comprende una unidad de intercambio de calor separada (medio de intercambio de calor) 7, en donde cada una de las unidades de intercambio de calor 7 comprende presentemente tres intercambiadores de calor 8 que están acomodados fluidamente en serie. Además, la unidad de intercambio de calor 7 está unida a una puerta 9 que puede oscilar de manera reversible para abrir o cerrar. Para esto, la puerta 9 está unida a bisagras (presentemente no mostradas) y las líneas de producción del fluido 10 para suministrar las unidades de intercambio de calor 7 están diseñadas flexibles. Las líneas de producción del fluido 10 forman un enlace entre el sistema de tubería 11 y las unidades de intercambio de calor 7. En la modalidad que presentemente se muestra, el líquido se utiliza como un enfriador, de tal forma que las unidades de intercambio de calor 7 operan con un líquido de enfriamiento para enfriar el flujo de aire 12, penetrando la unidad de intercambio de calor 7 respectiva.

Debido al concepto móvil del contenedor 1, las estanterías 5 están montadas en absorbedores de golpes 32 dentro del contenedor 1.

Como se puede observar a partir de la Figura 1, las estanterías 5 y/o las unidades de intercambio de calor 7 no comprenden ningún medio activo para generar/soportar un flujo de aire 12 a través de la estantería respectiva 5. En su lugar, el flujo de aire es efectuado en parte por medios pasivos (p.ej., una diferencia de altura entre el puerto de entrada de aire, donde el flujo de aire 12 entra a la estantería 5 y el puerto de salida de aire (que presentemente cae junto con la unidad de intercambio de calor 7), donde el flujo de aire 12 deja la estantería 5) . Otra parte del flujo de aire se efectúa por medios activos (por ejemplo los ventiladores de enfriamiento 25) de los componentes electrónicos 6, contenidos en la estantería respectiva 5.

Utilizar un fluido de enfriamiento (suministrado por medio de un sistema de tubería 10, 11) en combinación con el sistema presentemente propuesto es particularmente benéfico en que diferentes estanterías 5 pueden estar diseñadas para ser térmicamente pasivas con respecto al entorno interior del contenedor 1 (esto es, no se disipa ningún calor residual dentro del interior del contenedor 1). Además, las estanterías 5 ya no tienen que estar diseñadas como estanterías 5 cerradas, lo cual puede facilitar el monitoreo y reemplazo de componentes electrónicos 6. Además, debido a que la temperatura de los componentes electrónicos 6 y/o la corriente de aire 12 es comparativamente baja, incluso después de pasar por los componentes electrónicos 6, la disipación de calor al exterior de las diferentes estanterías 5 (por ejemplo a través de las paredes de la estantería 5) se puede reducir efectivamente a un mínimo. Por lo tanto, ya no es necesario controlar una corriente de aire global dentro del contenedor 1 (u otro tipo de estructura de edificio) . En particular, ya no son necesarios canales especiales para suministrar y remover el aire frío y caliente, respectivamente. De esta forma, se puede reducir o incluso evitar la generación de puntos calientes que podrían ocurrir debido a algún flujo de aire caliente no controlado fuera de las estanterías 5.

Adicionalmente, el flujo de aire a través del contenedor 1 (estructura de edificio del centro de datos) ya no tiene que ser controlado de manera activa, ya que la temperatura del ambiente alrededor de las estanterías 5 se mantiene en un nivel relativamente frío en comparación con la temperatura dentro de las estanterías 5.

Con el fin de implementar una tolerancia de falla aumentada de la infraestructura de enfriamiento, las estanterías 5 pueden ser operadas de una manera par/impar, donde cada segunda estanterías 5 está acoplada al mismo sistema de tubería 11, es decir cualquiera de un primer o segundo sistema de tubería interior 11. De esta forma, se puede mantener una capacidad de enfriamiento residual, incluso en el caso de una pared completa de uno de los sistemas de tubería interior 11.

En la modalidad que presentemente se muestra, el sistema de tubería 11 está provisto con algún tipo de artesa 26. En caso de una fuga de fluido a lo largo de un tubo del sistema de tubería 11, el fluido de fuga se puede captar en la artesa 26 y guiar a un sistema de drenaje, por ejemplo.

Una ventaja de esta modalidad es que los componentes electrónicos 6 pueden estar protegidos de entrar en contacto con el fluido. Esto es particularmente conveniente, si el fluido o líquido, en particular si el fluido es un líquido que es al menos parcialmente eléctricamente conductivo. De esta forma, los componentes electrónicos 6 se pueden proteger de cualquier daño.

Además, la artesa 26 puede estar provista con sensores de fuga 27. Si uno de los sensores de fuga 27 detectar la presencia de cualquier fluido (liquido) se envía una señal apropiada a una unidad de control 28, por ejemplo una pequeña computadora electrónica. Desde luego, esta unidad de control 28 se puede colocar en una de las es lan Ierras 5, también.

En caso de tal falla, por ejemplo debido a una fuga en las lineas de conexión de fluido 10 y/o uno de los intercambiadores de calor 8 de una estantería 5 particular, la estantería respectiva 5 se puede desacoplar selectivamente del sistema de tubería 11 por medio de las válvulas 30 accionables de manera activa que son controladas por el dispositivo de control 28. Esta función de control se puede llevar a cabo por medio de la unidad de control 28. Tal estantería 5 desacoplar típicamente agregar energía térmica al interior del (los) contenedor (es ) 1 debido a la unidad de intercambio de calor 7 deshabilitada, aumentando de esta manera la temperatura interior del contenedor. En una modalidad preferida, el contenedor 1 que se ilustra comprende al menos 13 estanterías. En caso de una falla de la única estantería 5 esto aumentará la temperatura del espacio en menos de 2°C debido a que los intercambiadores de calor 8 restantes de las otras estanterías 5 son todavía operacionales y enfrían la estantería defectuosa 5 por medio del intercambio de aire con el interior del contenedor 1.

Como un medio adicional para detectar una fuga en el sistema de tubería 11, se proporcionan los transductores de presión 31 (ver la Figura 2) que están conectados eléctricamente a una unidad de control 28.

Debido a que no es necesidad guiar ningún aire a través de canales especialmente proporcionados a través de la estructura de centro de datos, las estanterías del equipo IT/hardware de computadora 202 se pueden colocar cualquier acomodo arbitrario muy fácilmente.

Subir la temperatura del aire en el centro de datos (esto es, dentro del contenedor 1 y fuera de las estanterías 5) llevará eventualmente a un aumento de la temperatura de enfriamiento (fluido de enfriamiento, que deja los intercambiadores de calor 8), que a su vez aumenta la eficiencia de enfriamiento del enfriador exterior 15 y/o el circuito de enfriamiento 17, 18.

En un modo operacional, todo el aire que deja el hardware de computadora de una estantería 5 fluye a través de la unidad de intercambio de calor 7 apropiada. Por lo tanto, es posible detectar el sobrecalentamiento y la quema dentro de la estantería 5 al detectar humo en el flujo de aire 12. Para esto, se proporcionan los detectores de humo 29 que también están eléctricamente acoplados a la unidad de control 28. En caso de tal falla, se puede cortar la energía primaria a los componentes electrónicos 6 en la estantería 5 defectuosa por medio de la unidad de control 28, preferiblemente después de intentar un paro de emergencia de los componentes electrónicos 6 en la estantería 5. Las computadoras normales no presentan una carga de fuego significativa y por lo tanto la desconexión de la energía primaria por lo general prevendrá un aumento o escalada crítica del problema. Tener control sobre la energía primaria en una estantería 5 permite programar el evento de encendido, con el fin de limitar las corrientes pico. En una modalidad preferida de la invención, las estanterías 5 individuales negocian un programa para el encendido de las computadoras.

En la Figura 2, se muestra en una vista esquemática una primera modalidad posible de un centro de computación móvil 2, utilizando la modalidad sugerida de un contenedor 1 de acuerdo con la Figura 1. En un modo operacional (como se representa) , el centro de computación móvil 2 comprende esencialmente el contenedor 1 con el equipo electrónico 6 dentro, así como la torre de enfriamiento 14. Si el centro de computación móvil 2 se va a transportar, el contenedor 1 y torre de enfriamiento 14 se pueden desconectar uno de la otra, formando de esta manera dos subunidades transportables por separado. Para facilidad de conexión entre el contenedor 1 y torre de enfriamiento 14, se proporcionan conectores de fluido 13 para el contenedor 1 en la modalidad presentemente mostrada .

Además, de acuerdo con la presente modalidad de la Figura 2, la torre de enfriamiento 14 comprende un dispositivo enfriador de agua 15, el cual se conoce en el arte actual como tal. Se proporcionan componentes auxiliares 24 conectados al dispositivo enfriador de agua 15. En particular, en la modalidad de la Figura 2, se proporciona un intercambiador de calor de fluido a fluido 16. De esta forma, se proporcionan dos circuitos de enfriamiento separados 17, 18, es decir un primer circuito de enfriamiento 18 y un segundo circuito de enfriamiento 17. Los dos circuitos de enfriamiento 17, 18 están separados fluidamente uno del otro. Sin embargo, están térmicamente acoplados entre ellos por medio del intercambiador de calor de fluido a fluido 16. De esta forma, se puede prevenir que cualquier contaminación del fluido dentro del primer circuito de enfriamiento 18 se transfiera al fluido en el segundo circuito de enfriamiento 17. Además, es posible utilizar diferentes fluidos para los circuitos de enfriamiento 17, 18 respectivos, de tal forma que se puede escoger un fluido individualmente para cada circuito de enfriamiento 17, 18, de tal forma que el fluido respectivo es mejor adecuado para el propósito respectivo. Para circular el fluido respectivo en el primer y segundo circuito de enfriamiento 17, 18, se proporcionan dos bombas de fluido 19, 20. Preferiblemente, la tasa de bombeo de las dos bombas de fluido 19, 20 puede variar de acuerdo con las demandas de enfriamiento reales y/o las condiciones de entorno .

En la Figura 3 se representa una segunda modalidad de un centro de computación móvil 3. El centro de computación móvil 3 de acuerdo con la modalidad presentemente mostrada es muy similar al centro de computación móvil 2 de acuerdo con la modalidad que se muestra en la Figura 2. Sin embargo, presentemente se utilizan dos contenedores 1 para el centro de computación móvil 3, de tal forma que la energía de computación total del centro de computación móvil 3 resultante es significativamente mayor en comparación con una modalidad de un centro de computación móvil 2 de acuerdo con la Figura 2. Para reducir la complejidad total de centro de computación móvil 3, se conectan dos (segundos) circuitos de enfriamiento 17 de los dos contenedores 1 en paralelo a la torre de enfriamiento 14, común que se utiliza para enfriar el fluido dentro de los circuitos de enfriamiento 17.

"Circuitos de enfriamiento 17 paralelos" significa en el ejemplo presentemente mostrado que una sola línea de fluido que deja y entra a la torre de enfriamiento 14 se divide y se vuelve a unir en todos conectores en te 21 hacia/desde dos segundos circuitos de fluido 17 individuales.

En la Figura 4, finalmente, se muestra una modalidad de un centro de computación móvil 4 en un estado de transporte. En la modalidad presentemente mostrada, el contenedor 1 se carga sobre un remolque 23, mientras la torre de enfriamiento 14 se carga sobre un camión 22. En este estado, los tubos de conexión de agua entre el contenedor 1 y torre de enfriamiento 14 se desconectan para facilitar el transporte del centro de computación móvil 4.

Ejemplo 1 Un contenedor de centro de datos móvil que tiene 3 m de ancho, 2.9 m de alto y 12.2 m de largo está equipado con 13 estanterías de 48.26 cm (19 pulgadas), cada una con equipo IT que opera a 20 k . La energía total de 260 k se enfría por medio de un enfriador híbrido. La bomba de agua requiere 14 kW y el enfriador híbrido requiere 4 kW adicionales (si la temperatura exterior está por encima de un cierto límite, como 15°C) , lo cual resulta en una efectividad de uso de energía de PUE = 1.06.

Ejemplo 2 Un contenedor de centro de datos móvil que tiene 3 m de ancho, 2.9 m de alto y 12.2 m de largo está equipado con 13 estanterías de 48.26 cm (19 pulgadas), cada una con equipo IT que opera a 35 k . La energía total de 455 kW se enfría por medio de un enfriador híbrido. La bomba de agua requiere 20 kW y el enfriador híbrido requiere 5 kW adicionales, lo cual resulta en una efectividad de uso de energía de PUE = 1.05. La eficiencia de enfriamiento mejorada se basa en la mayor eficiencia de los intercambiadores de calor de la estantería debido a temperaturas internas mayores en este punto de operación .

Lista de números de referencia 1 contenedor 2 centro de computación móvil, centro de datos móvil 3 centro de computación móvil, centro de datos móvil 4 centro de computación móvil, centro de datos móvil 5 estantería 6 componentes electrónicos 7 unidad de intercambio de calor 8 intercambiador de calor 9 puerta 10 líneas de conexión de fluido 11 sistema de tubería 12 flujo de aire 13 conectores de fluido 14 torre de enfriamiento 15 enfriador de agua 16 intercambiador de calor de fluido a fluido 17 segundo circuito de fluido 18 primer circuito de fluido 19 segunda bomba de fluido 20 primera bomba de fluido 21 conector en te 22 camión 23 remolque 24 componentes auxiliares 25 ventilador de enfriamiento 26 artesa 27 sensor de fugas 28 unidad de control 29 detector de humo 30 válvula accionable 31 transductor de presión 32 absorbedor de golpes

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Una unidad de centro de datos (2, 3, 4), que comprende : (i) al menos un contenedor (1), (ii) dicho al menos un contenedor (1) comprende al menos una estantería (5) para alojar equipo electrónico (6), (iii) dicha al menos una estantería (5) comprende al menos un medio de intercambio de calor (7, 8) que está adaptado para transferir el calor contenido en un flujo de aire interno (12), donde el flujo de aire interno (12) ha sido calentado por el equipo electrónico (6) contenido dentro de la estantería (5) a un fluido de enfriamiento, dicho medio de intercambio de calor (7, 8) está ubicado en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería (5), (iv) al menos un conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18) que está adaptado para suministrar el medio de intercambio de calor (7, 8) de dicha al menos una estantería (5) con un fluido de enfriamiento y está además adaptado para transportar el fluido de enfriamiento caliente lejos de la sección de reflujo del conducto de enfriamiento, (v) medios de conexión (13) para conectar dicho al menos un conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18) a por lo menos un dispositivo de intercambio de calor externo (14, 15, 16) , caracterizado porque (vi) dicha al menos una estantería (5) está diseñada y acomodada en una forma que el flujo de aire interno (12) dentro de la estantería (5) se efectúa predominantemente por medios pasivos de generación de flujo de aire y/o por medios activos de generación de flujo de aire (25) de al menos una parte del equipo electrónico (6) que está contenido en la estantería (5) .

2. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una estantería (5) comprende equipo electrónico (6), en particular electrónica de energía, equipo IT y/o tipo de computadora .

3. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y caracterizada porque al menos una parte del flujo de aire interno (12) dentro de al menos una estantería (5) se efectúa al menos en parte y/o al menos en ocasiones por medios activos (25) de al menos una parte del equipo electrónico (6) que está contenido en la estantería (5) .

4. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las rei indicaciones anteriores, caracterizada porque dicha al menos una estantería (5) está diseñada y acomodada en una forma que se puede manejar una tasa de disipación de calor de al menos 1 kW, preferiblemente al menos 5 kW, incluso más preferido al menos 10 kW, particularmente al menos 15 kW por estantería (5) .

5. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenedor (1) tiene el tamaño de un contenedor (1) de acuerdo con los estándares aceptados, el cual es preferiblemente se puede transportar, cargar y descargar, apilar y transportar eficientemente a lo largo de grandes distancias por barco, rieles, camiones (22), camiones con semirremolque (22, 23) o aviones.

6. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha al menos una estantería (5) está colocada en el piso de al menos un contenedor (1) y/o dicha al menos una estantería está conectada a dicho al menos un contenedor (1) por medio de medios de absorción de golpes (32).

7. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho al menos un medio de intercambio de calor (7, 8) está acomodada al menos en parte en una pared posterior de dicha al menos una estantería (5) y/o en donde al menos un medio de intercambio de calor (7, 8) está acomodado al menos en parte en un medio de puerta (9) y/o en donde dicha al menos una estantería (5) está diseñada, al menos en parte, como una estantería (5) abierta.

8. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos uno de los intercambiadores de calor (7, 8) está diseñado al menos en parte como un medio de intercambio de calor (7, 8) de flujo de aire penetrable.

9. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho al menos un medio de intercambio de calor (7, 8) de al menos una estantería (5) está dimensionado y es capaz de transferir todo el calor generado por el equipo electrónico (6) al fluido de enfriamiento, al menos en el tiempo promedio.

10. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el fluido de enfriamiento es transportado dentro de al menos una parte del circuito de enfriamiento (10, 11, 17, 18), una presión menor a 2 Bar, preferiblemente menor a la presión atmosférica.

11. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos una parte del conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18) comprende al menos una barrera de seguridad (26), diseñada y acomodada en una forma para prevenir que ningún liquido, en particular ningún liquido de fuga y/o ningún liquido de condensación entre en contacto con el equipo electrónico (6) y/o en donde al menos una parte del conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18) comprende al menos un medio de sensor (27, 31) para detectar y/o monitorear la presión en el conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18).

12. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos un dispositivo intercambiador de calor externo (14, 15, 16), en particular un dispositivo enfriador (14, 15) que está preferiblemente diseñado como un dispositivo enfriador de agua (14, 15) y/o como un dispositivo enfriador híbrido.

13. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos parte de dicho al menos un conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18) y/o al menos una parte de un medio adicional para transportar el fluido de enfriamiento está diseñada como medios flexibles, y/o son materiales que comprenden acero, acero inoxidable y/o polímero orgánico sintético.

14. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos algunas o todas las estanterías (5) comprenden al menos un medio de control (28, 30), preferiblemente al menos un medio de control de interruptor (30) que está adaptado para apagar selectivamente el hardware (6), la estantería (5) y/o la porción relevante del conducto de enfriamiento (10, 11) y/o al menos un medio de control de monitoreo (28) que comprende al menos un detector de fugas (27, 31) para el circuito de enfriamiento (10, 11, 17, 18) y/o al menos un detector de humo (29) .

15. La unidad móvil de centro de datos (2, 3, 4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos un medio de control de regulación (28), que regula la funcionalidad de al menos un medio de intercambio de calor (7, 8) y/o de al menos un dispositivo de intercambio de calor externo (14, 15, 16) y/o al menos partes de dicho al menos un conducto de enfriamiento (10, 11, 17, 18) .

16. Un dispositivo de estantería, en particular la estantería (5) para alojar equipo electrónico (6), (i) el dispositivo de estantería (5) comprende espacio de almacenamiento para el equipo electrónico (6), y (ii) al menos un medio de intercambio de calor (7, 8) que está adaptado para transferir el calor contenido en un flujo de aire interno (12), donde el flujo de aire interno (12) ha sido calentado por el equipo electrónico (6) contenido dentro de la estantería (5) a un fluido de enfriamiento, dicho medio de intercambio de calor (7, 8) está ubicado en al menos una pared o elemento de dicha al menos una estantería (5), (iíi) al menos un conducto de enfriamiento (10) que está adaptado para suministrar los medios de intercambio de calor (7, 8) de dicha al menos una estantería (5) con un fluido de enfriamiento y está además adaptado para transportar el fluido de enfriamiento caliente lejos a través de una sección de reflujo del conducto de enfriamiento (10), caracterizado porque (iv) dicha al menos una estantería (5) está diseñada y acomodada en una forma que el flujo de aire interno (12) dentro de la estantería (5) se efectúa predominantemente por medios pasivos y/o por medios activos de generación de flujo de aire (25) de al menos una parte del equipo electrónico (6) que está contenido en la estantería (5) .