TR2023008709A2 - Veri̇ merkezi̇ sürücüleri̇ni̇ soğutmak üzere kullanilan bi̇r adyabati̇k si̇stem ve buna uygun bi̇r yöntem - Google Patents

Abstract

Buluş, nozul, pompa, vana ve ısı geri kazanım plakasına haiz adyabatik sistem entegreli soğutma ünitelerinde, pompanın çalışma ömrünü uzatan, pompa ile adyabatik sisteminin daha düşük enerji-su tüketimiyle verimliliğini artıran ve ısı geri kazanım plakalı eşanjörün daha düzenli bir eş yaşlanmasını sağlayarak sistemin ömrünü uzatan bir teknik ilgilidir.

Description

Tarifname konusu bulus burada bahsedilen adyabatik sistemler ile ilgilidir. Adyabatik sistemler, nozul, isi geri kazanim plakasi, vanalar ve su pompasi temel elemanlarindan meydana gelir. Nozul, adyabatik sogutma yapan ünitelerde su püskürtme islemi için borularin ucuna baglanan elemandir. Püskürtülen su, ters akista olan hava ile temas ettiginde, havanin isisini alarak buharlasir. lsi geri kazanim plakasi, iki farkli hava hattindaki havanin birbiri ile temas etmeden ve karismadan isi transferi yapmasina olanak veren sistemdir. Bu tür sistemlere de indirekt havalandirma sistemi denir. Su pompasi, elektrik enerjisini hidrolik enerjiye çevirerek, su aktariminda gerekli olan su debisini ve su basincini mekanik güç ile saglayan motor ekipmanidir. Vana, akiskan içeren tesisatlarda, sivi aktarimina olanak saglayan veya engelleyen ve motor ile kontrol edilebilen bir ekipmandir. Klasik adyabatik sogutma yapan ünitelerde 3 farkli olumsuz etki olusma ihtimali yer almaktadir; Su pompasi, adyabatik sogutma gerektiren sistemlerde aktif olarak rol almaktadir. Sistem ve kosullar, geçis sinirinda oldugunda, pompa, olmamasi gerektigi sekilde gereginden fazla devreye girip devreden çikmaktadir. Pompa çalisirken, nominal akima ulasana kadar nominal akimin ortalama 5 katindan daha fazla akim harcar. Pompanin sürekli olarak tekrar çalistirilmasi, pompanin ömrünü kisaltmakta ve toplam sürede tükettigi enerjiyi artirmaktadir. Kesintisiz su kaynagi ile beslenen isi geri kazanim plakalarinda, hava akisina ters yönde su akisi olmasindan dolayi plakalar arasindaki geçen havada fark basinç sensörü ile rahatlikla ölçülebilecek hava basinç farki olusmaktadir. Bu durum, adyabatik sistemin verimliligini azaltmaktadir. Su, yukaridan asagiya dogru püskürtülürken, dis hava, plakanin alt tarafindan üst tarafina dogru yönlendirilmektedir. Nozullardan püskürtülen su, ters yönde akisi olan havadan dolayi, isi geri kazanim plakasinin üst kisimlarinda kalmakta ve sadece plakanin üst kisimlarinda buharlasmasina neden olmaktadir. Bu durum, plakanin termal iç yüzeylerinin esit kullanilamamasina sebebiyet vermektedir. Bu sebepten dolayi, isi geri kazanim plakasinin üst tarafi olmasi gerekenden daha hizli bozuluma ugrayacak ve alt taraf daha az kullanilacaktir. Yapilan literatür arastirmasinda karsilasilan U numarali ABD patent dokümaninda bir adyabatik sogutma sistemi tarif edilmistir. Tarif edilen sistemde, by-pass hatti ve basinç farkini ölçen bir sensöre rastlanmamistir. Sonuç olarak teknigin bilinen durumunun asildigi ve dezavantajlarinin giderildigi yeni bir adyabatik sisteme ihtiyaç duyulmaktadir. Bulusun Kisa Açiklanmasi: Bulus, teknigin bilinen durumunun asildigi, dezavantajlarinin giderildigi, ilave olarak ekstra avantajlar içeren bir adyabatik sistemdir. Bulusun amaci, pompanin çalisma ömrünü uzatan, pompa ile adyabatik sisteminin daha düsük enerji-su tüketimiyle verimliligini artiran ve isi geri kazanim plakali esanjörün daha düzenli bir es yaslanmasini saglayan bir adyabatik sistem ortaya koymaktir. Bulus ile asagidaki avantajlar elde edilmektedir: Bu bulusta, pompanin sürekli durdurulup tekrar çalismasinin önüne geçilerek, pompanin çalisma ömrü uzatilmakta ve güç tüketimi azaltilmaktadir. Bu durum, pompanin tamir ile bakim masraflarini da azaltmaktadir. lsi geri kazanim plakasindan, gereginden daha fazla su geçmesi engellenmektedir. Ayrica isi geri kazanim plakasinin üzerine su püskürtülmesinden dolayi olusabilecek tamir ile bakim masraflari da azaltilmaktadir. lsi geri kazanim plakasindan, gereginden fazla su geçmemesi, ayni zamanda, sistemdeki isi geri kazanim plakasindan dolayi olusacak hava fark basincini azaltmaktadir. Bu sayede, sistemdeki fanlarin çalisma hizlari daha düsük devirde çalisarak daha az enerji harcamaktadir. Bundan dolayi, sistem daha az enerji harcayarak optimum verimde çalismaya devam edebilmektedir. Sekillerin Açiklanmasi: Bulus, ilisikteki sekillere atifta bulunularak anlatilacaktir, böylece bulusun özellikleri daha net anlasilacaktir. Ancak, bunun amaci bulusu bu belli düzenlemeler ile sinirlamak degildir. Tam aksine, bulusun ilisikteki istemler tarafindan tanimlandigi alani içine dâhil edilebilecek bütün alternatif, degisiklik ve denkliklerinin kapsanmasi da amaçlanmistir. Gösterilen ayrintilar, sadece mevcut bulusun tercih edilen düzenlemelerinin anlatimi amaciyla gösterildigi ve hem yöntemlerin sekillendirilmesinin, hem de bulusun kurallari ve kavramsal özelliklerinin en kullanisli ve kolay anlasilir tanimini saglamak amaciyla sunulduklari anlasilmalidir. Bu çizimlerde; Sekil- 1 Bulus konusu adyabatik sistem temsili görünümü. Sekil- 2 Bulusta püskürtme hatti ve by-pass hattinin çalismasini gösteren görünüm. Sekil-3 Bulusta fark basinç sensörünün nasil çalistigini gösteren detay görünüm. Sekil-4 Bulusta püskürtme vanasi ve by-pass vanasinin çalisma seklini gösteren sematik görünüm. Sekil - 5 Bulusta fark basinç sensörü, püskürtme vanasi ve by-pass vanasi iliskisini gösteren sematik görünüm. Sekil - 6 Sistemin baslamasini gösteren sematik görünüm. Bu bulusun anlasilmasina yardimci olacak sekiller ekli resimde belirtildigi gibi numaralandirilmis olup isimleri ile beraber asagida verilmistir. Referanslarin Açiklanmasi: Su tanki Su pompasi Püskürme vanasi P9P." By-pass vanasi lsi geri kazanim plakasi Elektrik panosu Taze hava fani 99°."959" Veri merkezi fani .Kontrolör 11.Kontrol algoritmasi 12.Adyabatik sistem 13.Hava fark basinç sensörü 14.Püskürtme hatti .By-pass hatti A. Hava akis yönü Bulusun Açiklanmasi: Bu detayli açiklamada bulus konusu adyabatik sistem (12) sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak, hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Klasik bir adyabatik sistemde (12) suyun depolandigi bir su tanki (1) bulunmaktadir. Su tankindaki (1) su, su pompasi tarafindan çekilmektedir. Çekilen su, püskürtme vanasindan (3) geçerek püskürtme hattina (14) alinmaktadir. Püskürtme hatti (14) çikisinda sirali nozullar (5) bulunmaktadir. Bu nozullar (5) suyu bir isi geri kazanim plakasi (6) bosluguna püskürtmektedir. lsi geri kazanim plakasi (6), sogutulmak istenen ortam havasinin bulundugu bölümdedir. Püskürtülen su iç ortam havasini sogutmakta ve dis ortam havasi ile isi transferi yapmaktadir. Burada bahsedilen dis ortam adyabatik sistemdeki hava iken, iç ortam sogutulmak istenen alani tarif etmektedir. Bu etkiyi artirmak adina, taze hava fanlari (8) iç ortam havasini, hava akis yönünde (A) hareket ettirmektedir. Soguyan iç ortam havasi, veri merkezi fanlari (9) ile asil sogutulmak istenen cihaz olan veri merkezi sürücülerine verilmektedir. Bu çevrim bu sekilde tekrar edilmektedir. Bu islemler gerçeklesirken ihtiyaç duyulan enerji bir elektrik panosu (7) üzerinden karsilanmaktadir. Burada anlatilan çalisma prensibi, genel anlamda bütün adyabatik sistemler (12) için aynidir. Bulusun ayirt edici özelligi ise sahip oldugu by-pass vanasi (4) ve by-pass hattidir (15). Bulusta kullanilan by-pass vanasi (4) ve by-pass hatti (15) sayesinde su pompasi (2) sürekli olarak durmak ve tekrar çalismaya baslamak zorunda kalmamaktadir. Bu durumda daha az enerji harcanmaktadir. Bilinen teknikteki durumda dolasimdaki su basinci belirli bir seviyeye ulastiginda su pompasi (2) kapanarak tekrarli bir sekilde çalismaktadir. Tarifnameye konu bulusta ise by-pass vanasi (4) devreye girmektedir. By-pass vanasi (4) devreye girdiginde su, püskürtme vanasina (3) aktarilmadan, by-pass hatti (15) üzerinden tekrar su tankina (1) gönderilmektedir. Bu durum sekil 1 ve sekil 2 üzerinden görülebilmektedir. Bulusta by-pass vanasi (4) ve püskürtme vanasinin (3) hangi durumlarda açik hangi durumlarda kapali olacagi bir kontrolör (10) ve kontrolöre (10) entegre edilmis bir kontrol algoritmasi (11) üzerinden kontrol edilmektedir. Kontrol algoritmasinda (11) isi geri kazanim plakasindaki (6) su debisine göre püskürtme vanasini (3) açma-kapama ve by-pass vanasini (4) açma-kapama komutlari girilmektedir. lsi geri kazanim plakasindaki (6) su püskürtülmesinden dolayi olusan fark basinci, hava fark basinç sensörü (13) ile ölçülmektedir. Bu deger kontrol algoritmasina (11) set edilen degerden büyükse, püskürtme vanasi (3) kapatilmakta ve by-pass vanasi (4) açilmaktadir. Fark basinci, set edilen degerin altina indiginde ise by-pass vanasi (4) kapatilarak, püskürtme vanasi (3) açilmaktadir. Görüldügü üzere sistemde açilip kapanan unsurlar sadece vanalar olup, su pompasi (2) düsük devirde çalisarak durup tekrar baslama hareketi yapmamaktadir. Bu sayede önemli derecede enerji tasarrufu saglanmaktadir. Tekrar özetlemek gerekirse, adyabatik sistem (12), isi geri kazanim plakasinin (6) optimum verimli oldugu su debisi degerinden daha fazla su debisi saglamaya basladiginda, ortalama su debisini azaltmak için belirli araliklarla püskürtme hattindan (3) gelen su, durdurulup tekrar baslatilmalidir. Pompanin (2) belirli aralikla durdurulup tekrar çalistirilmasi, pompanin (2) çalisma ömrüne zarar vereceginden dolayi, tasarimdaki by-pass hatti (15) kullanilacak ve by- pass hatti (15) ile su tankindan (1), su pompasi (2) ile çekilen su, by-pass hattindan (15), su tankina (1) tekrar aktarilacaktir. Bu durumda püskürtme hatti (14), vana araciligiyla kapatilir ve su akisi engellenir. Bu sayede asagidaki avantajlar elde edilecektir; 0 Su pompasinin (2) çalisma ömrü uzatilacak ve sistemde daha az enerji harcanacaktir. o lsi geri kazanim plakasindaki (6) hava bosluklarinin, pompalanan fazla sudan dolayi olusturacagi hava basinç farki, hava fark basinç sensörü (13) ile ölçülecektir. Ardindan, gerekli oldugu durumlarda olusan hava fark basinci azaltilacaktir. Böylece fanlarin enerji tüketimi optimumda tutulacaktir. o lsi geri kazanim plakasindan (6) elde edilebilecek maksimum verim yakalanarak sistemde kullanilan su miktari azaltilacaktir. TR TR

Claims (6)

STEMLER

1. Bulus, nozullar (5), isi geri kazanim plakasi (6), püskürtme vanasi (3), su tanki (1) ve su pompasi (2) temel elemanlarina sahip, 0 Su tankindaki (1) su, su pompasi (2) tarafindan çekildigi, o çekilen suyun, püskürtme vanasindan (3) geçerek püskürtme hattina (14) alindigi, o püskürtme hatti (14) çikisinda sirali nozullarin (5) suyu bir isi geri kazanim plakasi (6) bosluguna püskürttügü, veri merkezi sürücülerini sogutmak üzere bir adyabatik sistem (1) olup, özelligi; isi geri kazanim plakasindaki (6) püskürtülen su fark basinci set edilen degerin üzerine çiktiginda su pompasinin (2) durdurulmasini engelleme amaci ile devreye girerek, su tankindaki (1) suyu tekrar su takina (1) aktaran en az bir by-pass vanasi (4) ve by-pass hatti (15) içermesi ile karakterize edilmesidir.

. Istem 1'e uygun bir adyabatik sistem (1) olup, özelligi; püskürtme vanasi (3) ve by-pass vanasinin (4) açilip kapanmasini denetleyen en az bir kontrolör (10) ve en az bir kontrol algoritmasi (11) içermesidir.

. Istem 1'e uygun bir adyabatik sistem (1) olup, özelligi; isi geri kazanim plakasindaki (6) su püskürtülmesinden dolayi olusan fark basincini ölçerek elde ettigi degeri kontrolöre (10) hava fark basinç sensörü (13) içermesidir.

. Bulus, nozullar (5), isi geri kazanim plakasi (6), püskürtme vanasi (3), su tanki (1) ve su pompasi (2) temel elemanlarina sahip, 0 Su tankindaki (1) su, su pompasi (2) tarafindan çekildigi, o çekilen suyun, püskürtme vanasindan (3) geçerek püskürtme hattina (14) alindigi, o püskürtme hatti (14) çikisinda sirali nozullarin (5) suyu bir isi geri kazanim plakasi (6) bosluguna püskürttügü, veri merkezi sürücülerini sogutmak üzere bir adyabatik sisteme (1) yönelik bir yöntem olup, özelligi; o isi geri kazanim plakasindaki (6) püskürtülen su fark basinci set edilen degerin üzerine çiktiginda by-pass vanasinin (4) açilmasi, püskürtme vanasinin (3) kapatilmasi, o by-pass vanasinin (4) su tankindaki (1) suyu, by-pass hatti (15) üzerinden su tankina (1) geri göndermesi 0 fark basinci set edilen degerin altina indiginde by-pass vanasinin (4) kapatilmasi, püskürtme vanasinin (3) açilmasi ile karakterize edilmesidir.

5. Istem 1'e uygun bir adyabatik sistemin (1) bir yöntemi olup, özelligi; bir hava fark basinç sensörünün (13) isi geri kazanim plakasindaki (6) su püskürtülmesinden dolayi olusan fark basincini ölçerek elde ettigi degeri bir kontrolöre (10) iletmesidir.

6. Istem 1'e uygun bir adyabatik sistemin (1) bir yöntemi olup, özelligi; bahsedilen kontrolörün (10) bir kontrol algortimasi (11) kullanarak fark basinci set edilen degerin altinda veya üstünde olmasina göre by-pass vanasi (4) ve püskürtme vanasini (3) açip kapatmasidir.