Система стеллажей и способ определения климатических условий для такой системы
Стеллажная система предназначена для установки электропитаемого оборудования, включая электронные приборы, такие как компьютеры, устройства памяти большой емкости и коммутаторы, которые объединяются в центры обработки данных. Стеллажная система (100) включает несколько стеллажей (105), расположенных с образованием между ними, по меньшей мере, одного прохода (120). Этот проход (120) уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход (120), проходит через стеллажи (105). Предусмотрена система датчиков (195) для сравнения давлений среды внутри и вне прохода (120). В одном из вариантов осуществления сигнал, выработанный системой датчиков (195), используется для управления, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход (120). В качестве примера, может быть осуществлено управление расходом охлаждающей среды. Изобретение обеспечивает создание эффективной системы охлаждения и позволяет управлять параметрами охлаждающей среды в зависимости от определенных климатических условий. 2. н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе стеллажей, в которую подается охлаждающая среда, например охлажденный воздух. Изобретение, далее, относится к способу определения климатических условий для такой системы стеллажей. Климатические условия системы стеллажей могут, например, определяться в связи с управлением одним или несколькими параметрами в системе стеллажей.
Уровень техники
Электропитаемое оборудование, включая такие электронные приборы, как компьютеры, устройства памяти большой емкости и коммутаторы, часто объединяются в так называемые центры обработки данных. В этих центрах обработки данных общепринятым стало хранение такого рода оборудования на стеллажах. Для облегчения обслуживания таких стеллажей они часто располагаются рядами. Между двумя соседними рядами образуется, таким образом, проход, обеспечивающий возможность доступа обслуживающего персонала к оборудованию с целью его установки, техобслуживания и изъятия.
Большая часть оборудования, помещенного на стеллажах, потребляет достаточно электроэнергии, чтобы нагреть окружающее пространство. Но поскольку часто имеется температурный предел, до которого может эксплуатироваться это оборудование, то необходимо предпринимать меры по удержанию эксплуатационной температуры ниже некоторого критического уровня. Например, многие электроприборы, в частности компьютеры, оснащены вентиляторами или иными внутренними охлаждающими механизмами. Эти механизмы создают поток охлаждающей среды, например окружающего воздуха, сквозь соответствующие приборы для охлаждения внутренних электронных компонентов.
Однако часто, в частности в тех случаях, когда электроприборы расположены на стеллажах вплотную друг к другу, охлаждающего воздействия окружающего воздуха бывает недостаточно. Кроме того, окружающий воздух имеет склонность нагреваться в центрах обработки данных, и этот факт дополнительно снижает эффективность охлаждения. Один из подходов в борьбе с нагревом окружающего воздуха - это установка систем управления климатом в центрах обработки данных. Системы управления климатом выполняются так, чтобы управлять параметрами окружающей среды, например температурой и влажностью воздуха внутри центров обработки данных.
Было замечено, что во многих центрах обработки данных созданный системами управления климатом поток охлажденного и/или осушенного воздуха вокруг стеллажей и в стеллажах более или менее произволен. В результате эффективность охлаждения низка. Другими словами, системы управления климатом потребляют больше электроэнергии, чем в действительности необходимо.
Для увеличения эффективности охлаждения предлагались различные методики концентрации и направления потока охлаждающей среды к стеллажам. Так, в документе US 6672955 B2 описана система управления воздушным потоком, в которой проходы между двумя соседними рядами стеллажей закрыты сверху. Это перекрытие не дает охлаждающей среде, подаваемой сквозь пол прохода, выходить из прохода вверх. Кроме того, предлагается управлять объемом охлаждающей среды, подаваемой в проход через отверстия в полу, при этом статическим давлением в проходе также можно управлять. Другой пример: в документе WO 2006/124240 А2 предложены перегородки и двери, не позволяющие окружающей среде поступать в проход сбоку. Это может предотвратить смешивание окружающей среды с охлаждающей средой (которая и в этом примере подается сквозь пол прохода) и повысить тем самым эффективность охлаждения. Еще один пример: в документе US 2005/0099770 А1 предлагается полностью закрыть проход и подавать охлаждающую среду снаружи через стеллажи. При таком подходе нагретая охлаждающая среда затем собирается в закрытом проходе и легко может быть удалена без смешивания с охлаждающей средой.
Раскрытие изобретения
Существует потребность в усовершенствованной системе стеллажей и в методике определения преобладающих климатических условий в проходе, определенном несколькими рядами стеллажей, образующих систему стеллажей. Далее, существует потребность в эффективном управлении параметрами охлаждающей среды в зависимости от определенных климатических условий.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается система стеллажей, включающая несколько стеллажей, расположенных так, что между ними образуется, по меньшей мере, один проход, причем этот проход уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход, проходит через стеллажи, и систему датчиков, позволяющую сравнивать давление среды внутри и вне прохода. Результат этого сравнения давлений (например, перепад давлений) можно рассматривать как индикатор или показатель климатических условий в системе стеллажей.
Охлаждающая среда может быть газовой средой. К примеру, в этом качестве можно использовать воздух или азот. Однако можно использовать и другие среды, известные специалистам.
В первом варианте осуществления настоящего изобретения стеллажи отвечают соответствующему промышленному стандарту. Один из промышленных стандартов, взятый для примера, определяет ширину стеллажа в 19 дюймов (48,3 см), а высоту стеллажа задает в виде определенного числа заранее заданных единиц высоты, причем одна единица высоты равна 1,75 дюйма (4,4 см). В других вариантах осуществления стеллажи могут иметь размеры, определенные заказчиком. Все стеллажи, составляющие систему стеллажей, могут иметь одну и ту же высоту, ширину и глубину. Каждый из стеллажей может иметь сторону подачи, к которой подается среда, охлаждающая стеллаж, и противолежащую стороне подачи сторону отвода, от которой отводится среда, охлаждающая стеллаж. В одном из вариантов стеллажи расположены так, что их стороны подачи обращены к проходу. Стеллажи, образующие проход, могут быть заключены в один или несколько шкафов.
Система датчиков может включать первичный датчик давления, расположенный внутри прохода, и вторичный датчик давления, расположенный вне прохода. В определенных случаях система датчиков может включать несколько первичных датчиков, расположенных в разных местах внутри прохода, и/или несколько вторичных датчиков, расположенных в разных местах вне прохода.
В трактовке настоящего описания пространство вне прохода может быть связано по жидкотекучей среде с внутренностью прохода. В одном из вариантов эта связь по жидкотекучей среде может составлять часть контура охлаждающей среды. Контур охлаждающей среды может быть замкнутым, чтобы создавался контур циркуляции, а первичный и вторичный датчики могут располагаться в этом контуре циркуляции.
По меньшей мере, часть системы датчиков (например, первичный датчик и/или вторичный датчик) может располагаться у верхнего края прохода. Система датчиков или ее часть может, например, располагаться над стеллажами или над электропитаемым оборудованием, размещенным на стеллажах.
Система может включать управляющий механизм (например, блок управления), приспособленный для управления, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков. Этот, по меньшей мере, один параметр охлаждающей среды, управляемый механизмом управления, может быть выбран из группы, включающей температуру, влажность и расход охлаждающей среды. В некоторых случаях может быть полезно управлять, по меньшей мере, двумя или всеми тремя этими параметрами. Кроме того, один или два из этих параметров могут также управляться независимо от сигнала, выработанного системой датчиков (например, управляться по сигналам, выработанным дополнительным датчиком, не входящим в систему датчиков). Поскольку между температурой и влажностью охлаждающей среды существует физическая связь, управление одним параметром (например, температурой) может в то же время приводить к сопутствующему управлению другим параметром (например, влажностью).
Управляющий механизм может реагировать на результат сравнения давлений (например, на перепад давлений внутри и вне прохода, зарегистрированный системой датчиков). В одном из примеров управляющий механизм приспособлен для того, чтобы, по меньшей мере, поддерживать заранее заданное избыточное давление внутри прохода относительно пространства вне прохода. Так, например, управляющий механизм может работать при заранее заданном избыточном давлении или обеспечивать режим, при котором избыточное давление не опускается ниже установленного предела. Заданное избыточное давление или предельное значение по избыточному давлению может быть выбрано в пределах примерно от 1 до 20 Па (например, в пределах от 2 до 10 Па или примерно равным 5 Па).
Ниже будут более подробно обсуждены различные варианты осуществления и компоненты управляющего механизма для управления одним или несколькими параметрами охлаждающей среды. Например, может быть предусмотрено, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающей среды в проход. Это, по меньшей мере, одно подающее устройство может располагаться в потоке охлаждающей среды выше или ниже по потоку относительно прохода. В варианте расположения выше по потоку подающее устройство будет нагнетать охлаждающую среду в проход, а в варианте расположения ниже по потоку подающее устройство будет отсасывать охлаждающую среду из прохода.
Подающее устройство может быть приспособлено для манипулирования (например, для управления) расходом охлаждающей среды, подаваемой в проход, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков. Далее, подающее устройство может быть приспособлено для манипулирования расходом охлаждающей среды в зависимости от сигналов одного или нескольких дополнительных датчиков, не являющихся датчиками давления системы датчиков (например, датчиков температуры, влажности или расхода). Подающее устройство может, например, включать вентилятор с регулируемой скоростью вращения. Этой скоростью может управлять управляющий механизм по сигналам, выработанным системой датчиков.
Система стеллажей может дополнительно включать, по меньшей мере, один блок управления климатом для манипулирования (например, для управления), по меньшей мере, одним из параметров: температурой и/или влажностью охлаждающей среды, подаваемой в проход. В первом варианте подающее устройство совмещено с блоком управления климатом (например, помещено в одном с ним кожухе). Во втором варианте подающее устройство расположено на удалении от блока управления климатом.
По меньшей мере, один блок управления климатом может быть приспособлен для управления, по меньшей мере, одним из параметров: температурой и/или влажностью охлаждающей среды, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков. Дополнительно - или в качестве альтернативы - такое изменение или управление может осуществляться на основе сигналов, выработанных одним или несколькими дополнительными датчиками, не являющимися датчиками давления системы датчиков (например, датчиками температуры, влажности или расхода).
Как отмечалось выше, в дополнение к системе датчиков, выполненной для сравнения давления среды внутри и вне прохода, может быть предусмотрен, по меньшей мере, еще один датчик. Соответственно, по меньшей мере, один из узлов: механизм управления, подающее устройство и блок управления климатом - может дополнительно или альтернативно управляться в зависимости от сигнала, выработанного дополнительным датчиком. Дополнительный датчик может располагаться на расстоянии от системы датчиков. В одном из вариантов дополнительный датчик расположен далеко от группы стеллажей. Например, дополнительный датчик может быть расположен вблизи от блока управления климатом и/или подающего устройства. В этом случае дополнительный датчик может быть выполнен для определения параметров среды до того, как среда поступает в блок управления климатом и/или подающее устройство.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система датчиков включает несколько первичных датчиков и/или несколько вторичных датчиков, а также главный блок управления, соединенный, по меньшей мере, с одним из нескольких первичных датчиков и нескольких вторичных датчиков. Главный блок управления выполнен так, чтобы управлять, по меньшей мере, одним из узлов: подающим устройством (например, по сигналам нескольких первичных и вторичных датчиков) и/или блоком управления климатом (например, по сигналам нескольких первичных и вторичных датчиков).
В случае когда предусмотрено несколько первичных и вторичных датчиков, к каждому проходу могут привязываться некоторые первичные и вторичные датчики. Кроме того, в случае, когда несколько стеллажей располагаются, образуя несколько проходов, к каждому проходу может привязываться, по меньшей мере, один первичный и один вторичный датчик. При таких исполнениях управляющее действие главного блока управления может осуществляться по сигналу пары датчиков - первичного и вторичного, - чувствующей наименее благоприятное климатическое условие (например, перепад давлений).
Каждый из узлов: по меньшей мере, один блок управления климатом и, по меньшей мере, одно подающее устройство - может включать подчиненный блок управления, соединенный с главным блоком управления. Подчиненный блок управления может быть приспособлен для связи с главным блоком управления и для приема управляющих команд от главного блока управления. В одном из вариантов осуществления подчиненные блоки управления выполнены для управления, по меньшей мере, одним из параметров: температурой охлаждающей среды (через посредство, по меньшей мере, одного блока управления климатом) и расходом охлаждающей среды (через посредство, по меньшей мере, одного подающего устройства).
Проход, далее, может включать, по меньшей мере, одно продувочное отверстие, позволяющее выдуть охлаждающую среду из прохода (и, опционно, впустить окружающую среду в проход). Система датчиков может быть расположена в непосредственной близости от продувочного отверстия или на расстоянии от него (например, на расстоянии от него в контуре циркуляции охлаждающей среды). В общем случае продувочное отверстие может располагаться в произвольной позиции относительно прохода. Например, продувочное отверстие может располагаться у верхнего края прохода, у его нижнего края или где-то в промежутке между верхом и низом прохода. Продувочное отверстие может располагаться напротив того места, в котором охлаждающая среда подается в проход. Если, к примеру, охлаждающая среда подается в проход снизу, продувочное отверстие может располагаться у верхнего края прохода, и наоборот.
В определенных ситуациях продувочное отверстие может быть такого размера, чтобы предотвратить накопление нагретой охлаждающей среды у верхнего края прохода (т.е. позволить нагретой охлаждающей среде выйти из прохода через продувочное отверстие). Далее, по меньшей мере, один из блоков управления климатом и, по меньшей мере, одно подающее устройство может управляться в зависимости от направления потока среды через продувочное отверстие. Такое управление основано на понимании того, что в определенных ситуациях (и в зависимости от размера и расположения продувочного отверстия) направление потока среды через продувочное отверстие можно рассматривать как индикатор или показатель климатических условий в системе стеллажей.
Система, далее, может включать элемент крыши, уплотняющий проход в его верхней краевой части. Элемент крыши может быть прозрачным, чтобы свет наружного освещения мог проникать в проход. Кроме того, элемент крыши может включать распорные элементы, непроницаемые для среды, или может отделяться такими элементами от стеллажей. В одном из вариантов осуществления, по меньшей мере, одно продувочное отверстие размещено в, по меньшей мере, одном из распорных элементов или элементе крыши.
Система, далее, может включать один или несколько концевых элементов, уплотняющих проход на одном или нескольких его боковых концах. Один или несколько боковых концов прохода могут также закрываться стеллажами. Концевые элементы могут включать двери, чтобы обслуживающий персонал мог входить в проход и выходить из него. Двери могут быть изготовлены из прозрачного или непрозрачного материала и выполнены в виде навесных или сдвижных дверей. В одном из вариантов осуществления двери навесные, раскрываемые на угол до 180°, чтобы обеспечить аварийный выход для обслуживающего персонала.
В другом варианте осуществления система включает одну или несколько решеток для подачи охлаждающей среды в проход. Эти решетки могут, например, располагаться у верхнего края (например, в элементе крыши прохода), если охлаждающая среда подается сверху, или в полу прохода, если охлаждающая среда подается снизу. Для увеличения проницаемости каждой из решеток для охлаждающей среды, по меньшей мере, 70%, а предпочтительно - более 80% (например, 90%) площади решетки проницаемо для охлаждающей среды. В одном из вариантов решетка расположена в полу прохода и выполнена так, что обслуживающий персонал может ходить по ней.
Система может также включать канал, выполненный для подачи охлаждающей среды в проход. Канал может располагаться по существу над или под стеллажами. Канал может определяться нижней и верхней плоскостями, причем верхняя плоскость определяет пол, на котором размещены стеллажи. Расстояние между нижней и верхней плоскостями может быть, например, в диапазоне от 150 мм до 1200 мм.
Часть пространства между нижней и верхней плоскостями канала может быть занята коммуникациями, включая электропроводку и линии связи (например, проводные или волоконно-оптические), а также линиями подачи и отвода текучих сред, таких как жидкости или газы. Поблизости от стеллажей коммуникации могут выходить сквозь верхнюю плоскость в стеллажи и/или в проход. Места, в которых коммуникации проходят сквозь верхнюю плоскость, могут быть уплотнены с использованием, например, щеточных полос или аналогичных средств.
Канал может быть частью контура циркуляции среды. Например, канал может пролегать между, по меньшей мере, одним блоком управления климатом и/или, по меньшей мере, одним подающим устройством, с одной стороны, и проходом - с другой. В зависимости от того, подается ли охлаждающая среда в проход сверху или снизу, канал может проходить (по крайней мере, частично) либо над проходом, либо под ним. Кроме того, канал может быть выполнен так, чтобы охлаждающая среда подавалась одновременно в несколько проходов.
Каждый из стеллажей может включать одно или несколько установочных пространств для приема полезной нагрузки. Установочные пространства, не занятые полезной нагрузкой, могут быть уплотнены (например, панелями-заглушками) для предотвращения значительного притока окружающей среды в проход и/или значительной утечки охлаждающей среды из прохода. Следует отметить, что, как правило, не требуется стопроцентного уплотнения, но любые утечки обычно снижают общую эффективность охлаждения системы.
Полезная нагрузка, размещенная в установочных пространствах, может включать электропитаемое оборудование. Такое оборудование может включать компьютеры (например, серверы), устройства памяти большой емкости, блоки центральных процессоров, сетевые элементы, такие, например, как коммутаторы, расширители, маршрутизаторы и т.д. Полезная нагрузка, и в частности электропитаемое оборудование, может включать собственное устройство подачи среды (например, внутренний вентилятор) для подачи охлаждающей среды со стороны подачи к стороне отвода стеллажа. В одном из вариантов вся полезная нагрузка внутри стеллажа располагается так, что стороны подачи собственных устройств подачи среды соответствуют стороне подачи стеллажа, а стороны отвода собственных устройств подачи среды соответствуют стороне отвода стеллажа.
Каждая единица оборудования полезной нагрузки может включать контроллер для управления собственным устройством подачи среды (например, на основе таких параметров полезной нагрузки, как замеры датчиков или зарегистрированное состояние полезной нагрузки). Каждая единица оборудования полезной нагрузки может дополнительно включать механизм связи с другими приборами для обмена информацией о внутреннем состоянии оборудования, а также о работе и текущей рабочей точке собственного устройства подачи среды. Эти другие приборы могут включать главный блок управления, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающей среды в проход и, по меньшей мере, один блок управления климатом.
Система, далее, может включать кожух, в который заключается проход. Этот кожух может быть приспособлен для создания закрытого контура циркуляции охлаждающей среды. Кожух может включать пол, потолок и стены помещения центра обработки данных. В одном из вариантов осуществления внутри или вблизи кожуха располагаются, по меньшей мере, одно подающее устройство и/или, по меньшей мере, один блок управления климатом. Разумеется, блок управления климатом может также располагаться вне кожуха. В этом случае могут быть предусмотрены дополнительные каналы, обеспечивающие поток окружающей среды из кожуха к блоку управления климатом и обратный поток охлаждающей среды (например, охлажденной окружающей среды). Подобно блоку управления климатом, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающей среды в проход также может располагаться как внутри, так и вне кожуха.
Блок управления климатом может запитываться окружающей средой (включая, в случае замкнутого контура циркуляции, нагревшуюся охлаждающую среду, выходящую из стеллажей), осуществлять управление климатом окружающей среды, с тем чтобы превратить окружающую среду в охлаждающую среду и затем подать эту охлаждающую среду (с помощью, по меньшей мере, одного подающего устройства) по каналу в проход. В этом случае может быть создан замкнутый контур циркуляции.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ определения климатических условий для системы стеллажей, включающей несколько стеллажей, расположенных так, что между ними образуется проход. Способ включает подачу охлаждающей среды в проход, причем проход уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход, идет к стеллажам, и сравнение давления среды внутри и вне прохода для определения климатических условий. Результат этого сравнения давлений (например, перепад давлений) можно рассматривать как индикатор или показатель климатических условий, существующих в системе стеллажей.
Способ может, далее, включать управление, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход, в зависимости от результата этого сравнения. Этот, по меньшей мере, один параметр может быть выбран из группы, включающей температуру, влажность и расход охлаждающей среды. В одном из вариантов управление расходом осуществляется таким образом, что, по меньшей мере, поддерживается (т.е. не превышается и/или не занижается) заранее заданный перепад давлений в проходе.
Краткое описание графических материалов
Ниже дальнейшие преимущества и детали настоящего изобретения обсуждаются со ссылкой на сопроводительные фигуры, на которых представлены:
на ФИГ.1 представлена аксонометрическая проекция варианта осуществления системы стеллажей;
на ФИГ.2 представлен вариант осуществления расположения элементов управления системы стеллажей;
на ФИГ.3 представлена блок-схема первого варианта осуществления способа;
на ФИГ.4 представлена блок-схема второго варианта осуществления способа;
на ФИГ.5 показан вид сверху центра обработки данных, включающего многопроходную систему стеллажей;
на ФИГ.6а и 6b показаны два примера серверных стеллажей, которые могут быть использованы для реализации одного из вариантов осуществления системы стеллажей;
на ФИГ.7 приведена фотография прохода, показывающая решетку пола и два ряда параллельных стеллажей;
на ФИГ.8 показано расположение системы стеллажей без разделения холодного и теплого проходов; и
на ФИГ.9 показано расположение другой системы стеллажей с разделением холодного и теплого проходов.
Осуществление изобретения
На ФИГ.1 представлена аксонометрическая проекция варианта осуществления стеллажной системы 100. Стеллажная система 100 размещена в помещении (не показано) центра обработки данных, который может, кроме нее, включать дополнительные системы стеллажей.
Стеллажная система 100 включает несколько отдельных стеллажей 105. Эти стеллажи 105 расположены «лицом к лицу» в двух параллельных рядах 110, 115 так, что между ними образуется проход 120. В варианте осуществления, показанном на ФИГ.1, каждый ряд 110, 115 стеллажей 105 дополнительно заключен в соответственный шкаф 125, 130.
Отдельные стеллажи 105 определяют установочные пространства для электропитаемого оборудования (не показано). В данном варианте осуществления электропитаемое оборудование включает серверы и устройства памяти большой емкости с внутренними собственными устройствами подачи среды (например, вентиляторами) для подачи охлаждающей среды сквозь их каркасы. Электропитаемое оборудование размещено в стеллажах 105 таким образом, что сторона подачи среды каждого блока электропитаемого оборудования обращена к проходу 120, а сторона отвода среды обращена в противоположную сторону. Стороны подачи среды и стороны отвода среды электропитаемого оборудования определяют, таким образом, стороны подачи среды и стороны отвода среды отдельных стеллажей 105.
Как показано на ФИГ.1, проход 120 уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход 120, проходит через стеллажи 105. Другими словами, по существу предотвращен выход охлаждающей среды из прохода 120 в иных направлениях, кроме как через стеллажи 105. Части стеллажей, не занятые требующим охлаждения электропитаемым оборудованием, могут быть уплотнены с использованием, например, панелей-заглушек. В этом отношении следует отметить, что не требуется полного уплотнения прохода 120 (да оно и технически невозможно при технически разумных усилиях). Другими словами, определенные утечки охлаждающей среды во многих случаях терпимы - до тех пор, пока эти утечки не приводят к значительному снижению эффективности охлаждения.
В варианте осуществления, показанном на ФИГ.1, предусмотрено несколько уплотнительных элементов для закрытия прохода 120 в тех частях прохода, которые не ограничены стеллажными шкафами 125, 130, заключающими в себе стеллажи 105. Конкретно, элемент крыши 135 уплотняет проход 120 с его верхнего края. Элемент крыши 135 изготовлен из прозрачного материала, например из акрилового стекла, пропускающего свет освещения центра обработки данных в проход 120. Элемент крыши 135 включает боковые распорные элементы 140, 145, так что плоскость, определяемая этим элементом крыши 135, отделена от плоскости, определяемой верхними поверхностями двух шкафов 125, 130.
Уплотняющие элементы, закрывающие проход 120, дополнительно включают два боковых концевых элемента 150, 155. Эти концевые элементы 150, 155 выполнены в виде навесных дверей, позволяющих обслуживающему персоналу входить в проход 120 и выходить из него. Следует отметить, что один из боковых концевых элементов 150, 155 может быть заменен шкафом, вмещающим один или несколько дополнительных стеллажей 105. Кроме того, могут использоваться и альтернативные конструкции дверей, например сдвижные двери.
Охлаждающая среда, например воздух, подается в проход 120 через пол прохода, т.е. снизу. Для этого предусмотрена приподнятая система пола 160. Эта приподнятая система пола 160 определяет канал 165 между нижней плоскостью 170 и верхней плоскостью 175 приподнятой системы пола 160. Как показано на ФИГ.1, стеллажные шкафы 125, 130 и определяемый ими проход 120 между ними расположены на верхней плоскости 175.
Эта верхняя плоскость 175 приподнятой системы пола 160 включает несколько отверстий (не показаны на ФИГ.1) для соединения по жидкотекучей среде прохода 120 с каналом 165. Таким образом, охлаждающая среда, поданная в канал 165, как показано стрелками 180, может войти в проход 120 через его пол. Благодаря уплотняющим элементам, закрывающим проход 120, охлаждающая среда, входящая в проход 120, может выйти из прохода 120 только через стеллажи 105, как показано стрелками 185. Конкретно, собственные устройства подачи среды электропитаемого оборудования, помещенного в установочных пространствах стеллажей 105, подают или нагнетают входящую в проход 120 охлаждающую среду через стеллажи 105. Проведенная таким образом через стеллажи 105 охлаждающая среда нагревается теплом, рассеянным электропитаемым оборудованием, и выходит из стеллажей 105, как показано стрелками 190.
Контур нагретой охлаждающей среды, выходящей из стеллажей 105, может быть замкнут посредством охлаждения (и, опционно, осушения) нагретой охлаждающей среды, выходящей из стеллажей 105, и подачей этой охлажденной (и, опционно, осушенной) среды вновь в канал 165. Следует отметить, что в других вариантах осуществления контур потока среды не обязательно замкнут внутри центра обработки данных. В таких вариантах осуществления нагретая охлаждающая среда, выходящая из стеллажей 105, может просто выбрасываться из центра обработки данных в окружающую среду.
Очевидно, что для уверенности в том, что тепло, выделенное электропитаемым оборудованием, может быть эффективно рассеяно, параметрами охлаждающей среды, подаваемой через канал 165, нужно строго управлять, предотвращая этим какое-либо нежелательное повышение температуры в стеллажах 105. С другой стороны, ясно, что для экономии электроэнергии следует избегать избыточной регулировки параметров охлаждающей среды (например, избыточного охлаждения).
Для эффективного управления одним или несколькими параметрами охлаждающей среды, подаваемой в проход 120, у верхнего края прохода 120 предусмотрена система датчиков 195. Эта система датчиков 195 включает два или несколько датчиков давления для сравнения давления среды внутри и вне прохода 120.
Ниже будет рассмотрен один пример варианта осуществления управления параметром охлаждающей среды на основе сигналов, полученных от системы датчиков 195 в контексте схемы расположения элементов управления ФИГ.2. В данном конкретном варианте осуществления, показанном на ФИГ.2, теми же номерами позиций, что и на ФИГ.1, обозначены идентичные или подобные элементы.
Вариант осуществления управления, показанный на ФИГ.2, выполнен на основе замкнутого контура циркуляции охлаждающей среды. Этот замкнутый контур циркуляции включает, по меньшей мере, один блок нисходящего потока 205, расположенный в помещении центра обработки данных, где находится и проход 120. В альтернативном варианте осуществления блок нисходящего потока 205 может располагаться вне этого помещения при условии, что он остается связан с ним по жидкотекучей среде способом, подобным изображенному на ФИГ.2.
Блок нисходящего потока 205 включает два специализированных компонента в одном корпусе, а именно блок управления климатом 210, с одной стороны, и устройство 215 подачи охлаждающей среды - с другой. Блок управления климатом 210 это так называемый охладитель, соединенный с трубой 220 подачи холодной воды и трубой 225 отвода теплой воды. Холодная вода, подаваемая по трубе 220, может иметь температуру примерно от 5 до 15°С (например, от 11 до 13°С). Теплая вода, отводимая по трубе 225, может иметь температуру примерно от 12 до 22°С (например, от 16 до 19°С).
Окружающая среда, проходящая через блок управления климатом 210, приводится в термический контакт с холодной водой и, таким образом, охлаждается. В то же самое время холодная вода нагревается и отводится от блока управления климатом 210 по трубе 225 отвода теплой воды. Опционно окружающая среда дополнительно проходит стадию осушения в блоке управления климатом 210.
Устройство 215 подачи подает охлажденную окружающую среду в качестве охлаждающей среды в канал 165. Поблизости от места ввода охлаждающей среды в канал 165 предусмотрен термодатчик 235, соединенный с блоком управления 240. Термодатчик 235 выполнен для определения температуры охлаждающей среды в данный момент. Затем в блоке управления 240 температура охлаждающей среды в данный момент сравнивается с заданной температурой, и клапан 245 подачи холодной воды, расположенный в трубе 220 подачи холодной воды, управляется в зависимости от результата этого сравнения.
Клапан 245 подачи холодной воды управляет расходом холодной воды через блок управления климатом 210 таким образом, что температура среды, замеряемая датчиком 235, приближается к конкретной заданной температуре или достигает ее. Как показано на ФИГ.2, значение температуры охлаждающей среды, поступающей в канал 165, как правило, задается в диапазоне примерно от 18 до 26°С (например, 20, 21, 22, 23 или 24°С).
В варианте осуществления, показанном на ФИГ.2, управление температурой охлаждающей среды осуществляется автономно. Другими словами, блок управления 240 работает исключительно по сигналу термодатчика 235. В других вариантах осуществления блок управления 240 может дополнительно или альтернативно учитывать сигналы одного или нескольких других датчиков, показанных на ФИГ.2 и описанных ниже.
Как было отмечено выше, окружающая среда, охлажденная блоком управления климатом 210, нагнетается устройством 215 подачи в канал 165. Устройство 215 подачи выполнено в виде вентилятора, оборотами которого можно управлять для регулировки расхода (скорости потока) охлаждающей среды, подаваемой в канал 165 под управлением специального блока управления 250. При штатной работе устройство 215 подачи может нагнетать охлаждающую среду со скоростью от 1 до 3 м/с (например, примерно от 1,5 до 2,2 м/с).
Скорость потока, требуемая для достижения желаемого расхода охлаждающей среды, зависит от высоты канала 165, по которому охлаждающая среда нагнетается от блока нисходящего потока 205 в проход 120. Вышеупомянутые значения скорости потока среды соответствуют номинальной высоте канала, приблизительно от 400 до 600 мм. При меньших высотах канала (например, 150 мм) может потребоваться увеличить эту скорость, а при бóльших высотах канала (например, 800 мм) может потребоваться уменьшить эту скорость. Обычно значения скорости потока среды и высоты канала 165 выбирают так, чтобы давление среды в канале 165 было сравнительно мало, например не более чем на 20 Па (например, не более чем на 10 Па) выше давления среды в центре обработки данных вне прохода 120.
Как показано на ФИГ.2, охлаждающая среда, нагнетаемая через канал 165 (на скорости приблизительно 1,7 м/с и при давлении, превышающем давление в центре обработки данных, менее чем на приблизительно 10 Па), поступает в проход 120 через отверстия 255 в верхней плоскости пола 175. Таким образом, внутри прохода 120 может поддерживаться температура среды, обычно равная 22-26°С, что значительно ниже окружающей температуры, составляющей от 32 до 38°С. Как показано стрелками на ФИГ.2, охлаждающая среда, поступающая в проход 120, собственными устройствами подачи среды электропитаемого оборудования подается, или выдувается, из прохода 120 и в то же время нагревается, поглощая тепло внутри электропитаемого оборудования. Нагретая охлаждающая среда, выходя из стеллажей, становится частью окружающей среды и течет обратно к блоку нисходящего потока 205, образуя тем самым замкнутый контур циркуляции.
Продолжая рассмотрение ФИГ.2, обратимся теперь к управлению параметрами охлаждающей среды на основе применения датчиков; система датчиков 195 включает первичный датчик давления 195А, расположенный у верхнего края внутри прохода 120, а также вторичный датчик давления 195В, расположенный вне прохода. Система датчиков 195, включающая два датчика давления 195А и 195В, выполнена для сравнения давления среды внутри и вне прохода 120. С этой целью первичный датчик давления 195А чувствует давление среды внутри прохода 120, а вторичный датчик давления 195В замеряет величину давления вне прохода 120.
Как видно из ФИГ.2, два датчика давления 195А и 195В расположены в местах, связанных друг с другом по жидкотекучей среде с точки зрения контура потока охлаждающей среды через стеллажи. По этой причине перепад давлений, определенный как результат сравнения давлений среды, замеренных двумя датчиками давления 195А и 195В, характеризует поток (например, примерное направление потока или расход) среды через стеллажи. Следовательно, определенный таким образом перепад давлений может быть оценен и использован для целей управления одним или несколькими параметрами охлаждающей среды.
Датчики давления 195А и 195В соединены с блоком управления 250, связанным с подающим устройством 215. По этому соединению соответствующие сигналы замеров давления этих датчиков давления 195А и 195В подаются в блок управления 250. Блок управления 250 оценивает замеры давления, сравнивая давления среды внутри и вне прохода 120 для определения таким образом перепада давлений. Программа сравнения, применяемая блоком управления 250, может рассматриваться как часть системы датчиков 195, однако в других вариантах осуществления это сравнение может также выполняться специализированным блоком сравнения, относящимся к системе датчиков 195 и соединенным с блоком управления 250.
Исходя из перепада давлений, характеризующего поток среды через стеллажи, блок управления 250 управляет скоростью (и, тем самым, расходом) охлаждающей среды, нагнетаемой подающим устройством 215, таким образом, чтобы в проход 120 подавался надлежащий объем охлаждающей среды. В другом режиме подающее устройство 215 может дополнительно управляться в зависимости от сигнала одного или нескольких дополнительных датчиков, например опционного термодатчика 260, расположенного вне прохода 120, предпочтительно в непосредственной близости от входа блока нисходящего потока 205.
Ниже управление подающим устройством 215, осуществляемое блоком управления 250 по замерам перепада давлений, будет более подробно описано со ссылкой на блок-схему 300 ФИГ.3.
Как показано на блок-схеме 300 ФИГ.3, операция управления подающим устройством 215 начинается с подачи охлаждающей среды в проход 120 (шаг 302). Охлаждающая среда, таким образом, заполняет проход 120 снизу до тех пор, пока не достигнет элемента крыши 135. Так как проход 120 уплотнен как сбоку, так и сверху (см. ФИГ.1), по существу вся охлаждающая среда, входящая в проход 120 через отверстие 255, проходит через стеллажи 105 и может, таким образом, быть использована для эффективного рассеяния тепла внутри электропитаемого оборудования, установленного в стеллажах 105. Поток охлаждающей среды через стеллажи заявляет о себе определенным избыточным давлением внутри прохода 120 в сравнении с окружением прохода 120.
Если оборудование в стеллажах 105 требует рассеяния большего количества тепла (и, следовательно, требует большего охлаждения), собственные устройства подачи среды этого оборудования подадут больше охлаждающей среды из прохода 120 через стеллажи 105. В результате давление в проходе 120, замеренное датчиком давления 195А, слегка упадет относительно давления в окружающей среде, замеренного датчиком давления 195В. Это падение перепада давлений (и результирующее снижение избыточного давления внутри прохода 120) будет зарегистрировано посредством сравнения, выполняемого на шаге 304 блоком управления 250 (т.е. посредством сравнения замеренного избыточного давления или перепада давлений с заранее заданной величиной давления). Снижение давления может интерпретироваться как запрос на подачу большего количества охлаждающей среды в проход 120. В результате блок управления 250 управляет подающим устройством 215 таким образом, что скорость (и, тем самым, расход) среды возрастает. Соответственно, через канал 165 нагнетается больше охлаждающей среды в единицу времени.
Поскольку в единицу времени в проход 120 вводится несколько больше охлаждающей среды, чем выводится из прохода 120 собственными устройствами подачи среды через стеллажи 105, давление охлаждающей среды внутри прохода 120 вновь постепенно поднимается. В то же время перепад давлений между проходом 120 и окружением увеличивается. Таким образом, блок управления 250 может, исходя из увеличения перепада давлений, определить, что в проход 120 подано достаточно охлаждающей среды, и может начать постепенное уменьшение скорости (и, тем самым, расхода) охлаждающей среды через канал 165, продолжающееся до тех пор, пока не будет вновь достигнуто конкретное заданное давление.
Вышеупомянутое заданное давление, используемое блоком управления, может лежать в диапазоне от 2 до 10 Па (например, составлять приблизительно 4, 5 или 6 Па) и может определяться динамически, исходя из регулируемой блоком управления 240 температуры охлаждающей среды (замеряемой термодатчиком 235). Любое заданное значение обладает тем преимуществом, что блок управления 250 может реализовать сценарий управления, не ограниченный увеличением расхода, начиная с конкретного номинального значения расхода, но может также начать с уменьшения начального расхода. Соответственно, если электропитаемое оборудование, размещенное в стеллажах, требует рассеяния меньшего количества тепла (и, следовательно, собственные устройства подачи среды должны подавать меньше охлаждающей среды из прохода 120 через стеллажи 105), перепад давлений может расти относительно заданной величины давления. Этот рост перепада давлений может интерпретироваться блоком управления 250 как избыток охлаждающей среды, поданной в проход 120, и нагнетание охлаждающей среды в канал 165 (т.е. значение скорости потока среды) может быть уменьшено. Разумеется, могут применяться и стратегии управления, не связанные с заданной величиной давления. Такие стратегии управления могут, например, исходить из минимального предела перепада давлений, при этом падение ниже предела не допускается (но превышение предельного значения допустимо).
Возвращаясь к ФИГ.2, кратко объясним функцию опционного продувочного отверстия 197, создаваемого у верхнего края прохода 120 в элементе крыши 135. Хотя на схематической иллюстрации продувочное отверстие 197 располагается на расстоянии от датчиков давления 195А и 195В, оно может также располагаться рядом с одним или обоими датчиками 195А и 195В. Кроме того, хотя показано только одно продувочное отверстие 197, очевидно, что в проходе 120 может быть обеспечено несколько таких продувочных отверстий.
Опционное продувочное отверстие 197 имеет постоянный или регулируемый диаметр и размеры в диапазоне, например, от полностью закрытого (или малого, например площадью 10 см2) до 500 см2 (например, от 80 см2 до 200 см2). Продувочное отверстие 197 может быть предусмотрено, чтобы иметь возможность выдуть охлаждающую среду из прохода 120 (и - опционно - впустить окружающую среду в проход 120). В определенных эксплуатационных условиях есть вероятность того, что охлаждающая среда внутри прохода 120 будет нагреваться вследствие теплопередачи от более теплых стеллажей и от корпусов хранящегося в них электропитаемого оборудования. Эта нагретая охлаждающая среда, накапливаясь у верхнего края прохода 120, будет снижать эффективность охлаждения, если будет всосана внутренними вентиляторами электропитаемого оборудования. Продувочное отверстие 197 обеспечивает преимущество, позволяя этой нагретой охлаждающей среде выйти из прохода 120, что повышает общую эффективность охлаждения. Благодаря одновременно поддерживаемому избыточному давлению внутри прохода 120 окружающая среда при нормальных эксплуатационных условиях не будет входить в проход 120 через продувочное отверстие 197.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, не показанном на чертежах, может быть предусмотрен опционный дополнительный датчик вблизи от этого продувочного отверстия 197 (или второго продувочного отверстия, находящегося на расстоянии от этого продувочного отверстия 197), который может быть выполнен для определения направления потока среды через продувочное отверстие. Этот дополнительный датчик может, например, представлять собой термодатчик. Температура, замеренная термодатчиком, как правило, будет выше, когда охлаждающая среда вытекает через продувочное отверстие 197 в окружающую среду, в сравнении с тем случаем, когда более теплая среда втекает из окружающего пространства через продувочное отверстие 197 в проход 120. Втекание среды через продувочное отверстие 197 в проход 120 может, например, быть следствием аварии системы датчиков 195 или необычных эксплуатационных условий.
Направление потока среды, определенное термодатчиком, выступает как индикатор или показатель климатических условий в проходе 120, связанных с охлаждающей средой. В зависимости от определенного термодатчиком направления потока среды можно управлять одним или несколькими параметрами охлаждающей среды (например, расходом) для обеспечения энергосберегающего охлаждения электропитаемого оборудования, установленного на стеллажах 105. Для этого блок управления 250 может дополнительно соединяться с термодатчиком и выполнять задачи управления в зависимости также и от температуры, замеренной вблизи от продувочного отверстия.
Ниже еще один вариант осуществления управления подающим устройством 215 будет описан со ссылкой на блок-схему 400 ФИГ.4. Вариант управления, показанный на ФИГ.4, может осуществляться альтернативно варианту управления, обсуждавшемуся выше в связи с ФИГ.3, или одновременно с ним.
На первом шаге 402 поддерживается заранее заданное значение перепада давлений (в качестве параметра, взятого для примера) охлаждающей среды внутри и вне данного прохода. На шаге 404 охлаждающая среда подается подающим устройством 215 через канал 165 в проход 120 и к сторонам подачи среды стеллажей 105. Затем, на шаге 406, определяется, отличается ли опрокидывание потока охлаждающей среды через стеллажи 105 от опрокидывания потока охлаждающей среды через подающее устройство 215. Такое различие опрокидывания потока может проявиться в изменении перепада давлений внутри и вне прохода 120 и, таким образом, может быть зафиксировано системой датчиков 195.
На следующем шаге 408 осуществляется управление подающим устройством 215 в зависимости от различий опрокидывания потока, определенных на шаге 406. Такое управление может, например, иметь целью минимизацию различий опрокидывания потока или сохранение различий опрокидывания на заранее заданном уровне.
Следует отметить, что шаги 402-408 в типовом сценарии выполняются параллельно и повторно. Кроме того, как было объяснено выше, различия опрокидывания потока и любые изменения в этих различиях могут быть обнаружены на основе сравнения значений давления, замеренных датчиками давления 195А и 195В. Другими словами, если опрокидывание потока через стеллажи выше по давлению, чем опрокидывание потока через подающее устройство, перепад давлений будет расти, и наоборот.
В результате осуществления управления подающим устройством 215, проиллюстрированного на ФИГ.1-4, энергопотребление подающего устройства 215 может быть снижено, так как скорость его вентилятора может выборочно уменьшаться в тех случаях, когда электропитаемое оборудование, размещенное в стеллажах 105, требует меньшего охлаждения.
Хотя вышеописанные варианты включают лишь одну систему датчиков 195, включающую единственный датчик давления 195А внутри прохода 120 и единственный датчик давления 195В вне прохода 120, следует понимать, что два или несколько таких датчиков давления 195А могут быть размещены в пространственно разнесенных, например, верхних частях прохода 120. Кроме того - или в качестве альтернативы - два или несколько датчиков давления 195В могут быть размещены в пространственно разнесенных местах вне прохода 120. В этом случае каждый из нескольких датчиков давления соединяется с блоком управления 250. Блок управления 250 может тогда выполнять свои задачи управления, например, исходя из предельного давления, зарегистрированного любым из датчиков внутреннего давления 195А, и предельного давления, зарегистрированного любым из датчиков внешнего давления 195В. Кроме того, следует понимать, что и количество проходов 120, подсоединенных к каналу 165, может быть увеличено соответственно потребностям. В этом плане делается ссылка на схему расположения системы стеллажей, показанную на ФИГ.5. И здесь также идентичные или подобные элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.
Согласно расположению системы стеллажей, показанной на ФИГ.5, имеется четыре параллельных прохода 120, причем каждый проход 120 определен двумя параллельными рядами 110, 115 стеллажей (на ФИГ.5 позиции проставлены только для двух конкретных рядов). Все отдельные проходы 120 соединены с одним и тем же каналом (см. позицию 165 на ФИГ.1 и 2). Каждый ряд 110, 115 стеллажей включает 9 или 10 стеллажных блоков. Каждый проход 120 включает, по меньшей мере, одну систему датчиков 195.
Проходы 120 снабжаются охлаждающей средой от шести отдельных блоков нисходящего потока 205. Главный блок управления (не показан) управляет блоками нисходящего потока, и шесть блоков нисходящего потока 205 подсоединены в качестве подчиненных блоков к главному блоку управления. Главный блок управления осуществляет вышеописанные функции управления, связанные с блоком управления 250, а также дополнительные функции управления блоками нисходящего потока.
Главный блок управления выполнен так, что осуществляет операции управления исходя из наименее благоприятного (например, наименьшего положительного или наибольшего отрицательного) перепада давлений, зарегистрированного любой из измерительных систем 195, распределенных по отдельным проходам 120. В зависимости от потребностей в охлаждении главный блок управления включает, выключает или переводит в резервный режим блоки нисходящего потока. Кроме того, главный блок управления управляет, в зависимости от зарегистрированного наименее благоприятного перепада давлений, скоростью (в диапазоне от 30 до 100% максимальной скорости) вентиляторов подающих устройств, связанных с блоками нисходящего потока 205, которые были включены. В то время как главный блок управления таким образом централизованно управляет суммарным расходом охлаждающей среды, каждый блок нисходящего потока 205 может осуществлять местное автономное управление температурой и влажностью охлаждающей среды, проходящей через данный отдельный блок нисходящего потока 205. Управление температурой и влажностью, осуществляемое отдельными блоками нисходящего потока, может производиться на основе заданной температуры, полученной от главного блока управления.
Общий принцип управления идентичен принципу управления, описанному выше в связи с ФИГ.1-4. Другими словами, на первом шаге наименее благоприятный перепад давлений, зарегистрированный любой из распределенных систем датчиков 195, сравнивается с заданным давлением. Если наименее благоприятный перепад давлений выше давления, заданного главным блоком управления, это является указанием на то, что блоки нисходящего потока 205 подают слишком много охлаждающей среды в отдельные проходы 120. Соответственно, расход охлаждающей среды будет снижен. С другой стороны, если наименее благоприятный перепад давлений ниже заданного давления, это можно рассматривать как указание на то, что блоки нисходящего потока 205 подают недостаточно охлаждающей среды в отдельные проходы 120. Соответственно, расход охлаждающей среды будет увеличен. Как отмечалось выше, к числу возможных мер управления расходом относятся включение или выключение отдельных блоков нисходящего потока 205 и управление скоростями вентиляторов включенных блоков нисходящего потока 205. Стратегии управления, которые могут быть применены контроллерами 240, 250, показанными на ФИГ.2, и главным блоком управления, включают пропорционально-интегральное регулирование, известное специалистам.
На ФИГ.6 показан вариант осуществления стеллажа 105, включающего несколько установочных пространств для приема полезной нагрузки, включая электропитаемое оборудование. Конкретно, на ФИГ.6а показан пустой стеллаж 105, могущий служить основой систем стеллажей, описанных выше в связи с ФИГ.1-5. Неиспользуемые установочные пространства стеллажа 105 могут быть закрыты панелями-заглушками, как показано на ФИГ.6b. Панели-заглушки предотвращают утечку охлаждающей среды, поданной в проход 120, из стеллажей 105. Вновь следует отметить, что для возможности эффективного охлаждения не требуется стопроцентного уплотнения.
На ФИГ.7 показан пол прохода 120. Как можно видеть на ФИГ.7, пол прохода полностью перекрыт решеткой 705. Эта решетка 705 оставляет большие открытые площади поверхности. Конкретно, около 90% площади поверхности решетки 705 проницаемо для охлаждающей среды. В результате применения решетки 705, показанной на ФИГ.7, требуется лишь сравнительно небольшой перепад давлений между каналом 165, с одной стороны, и окружающей средой прохода 120 - с другой, для эффективной подачи охлаждающей среды в проход 120, что опять-таки позволяет эксплуатировать подающие устройства в блоках нисходящего потока на малых скоростях. Как отмечалось выше, во многих случаях оказывается достаточно перепада давлений менее 10 Па.
Различные методики охлаждения, обсужденные в настоящем описании, обеспечивают значительные преимущества в сравнении с известными методиками охлаждения, что иллюстрируют, например, ФИГ.8 и 9. На ФИГ.8 показано расположение системы стеллажей без разделения холодного и теплого проходов. Этот тип расположения системы стеллажей обычен для центров обработки данных с системами старого образца, не приспособленными специально для поддержания вентиляции в центре обработки данных. Как видно из выделений эллипсами, имеются различные зоны, в которых происходит смешивание свежей охлаждающей среды, подаваемой от пола, и нагретой охлаждающей среды, выходящей из стеллажей. Такое смешивание значительно снижает эффективность охлаждения в центре обработки данных. На ФИГ.9 показан другой вариант расположения системы стеллажей в центре обработки данных, на этот раз с разделением холодного и теплого проходов. Как видно из выделения эллипсом, все еще имеется зона, в которой может происходить смешивание свежей и нагретой охлаждающей среды.
Из сравнения эксплуатационных параметров для расположений систем, показанных на ФИГ.8 и 9, с эксплуатационными параметрами, приведенными на ФИГ.2, очевидно, что изложенная в настоящем описании методика охлаждения может быть реализована с использованием значительно меньших скоростей и перепадов давлений среды. Кроме того, охлаждающую среду, выходящую из блоков нисходящего потока 205, не требуется охлаждать так сильно, как в старых методиках, что также повышает общую эффективность охлаждения.
Хотя изобретение описано на примере частных вариантов осуществления, специалисту понятно, что изобретение не ограничивается описанными и проиллюстрированными конкретными вариантами его осуществления. Поэтому следует понимать, что раскрытое здесь является лишь иллюстрацией. Соответственно, изобретение ограничивается только объемом прилагаемой формулы изобретения.
1. Стеллажная система (100), включающая стеллажи (105), расположенные с образованием между ними, по меньшей мере, одного прохода (120), который уплотнен таким образом, что, по существу, вся охлаждающая среда, подаваемая в проход (120), проходит через стеллажи (105), при этом верхний край прохода (120) уплотнен элементом крыши (135); и систему датчиков (195), выполненную с возможностью сравнения давлений среды внутри и вне прохода (120).
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что система датчиков (195) включает первичный датчик давления (195А), расположенный внутри прохода (120), и вторичный датчик давления (195В), расположенный вне прохода (120).
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что предусмотрен контур циркуляции охлаждающей среды, причем первичный датчик (195А) и вторичный датчик (195В) расположены в этом контуре циркуляции.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть системы датчиков (195) расположена у верхнего края прохода (120).
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что включает управляющий механизм для управления, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход (120), в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков (195).
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один параметр выбран из группы, включающей температуру, влажность и расход охлаждающей среды.
7. Система по п.5, отличающаяся тем, что управляющий механизм выполнен с возможностью реагирования на перепад давлений внутри и вне прохода (120), зарегистрированный системой датчиков (195).
8. Система по любому из пп.5-7, отличающаяся тем, что управляющий механизм выполнен с возможностью, по меньшей мере, поддержания заранее заданного избыточного давления внутри прохода (120) относительно пространства вне прохода (120).
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что избыточное давление выбрано в пределах от 1 до 20 Па.
10. Система по п.1, отличающаяся тем, что включает, по меньшей мере, одно подающее устройство (215) для подачи охлаждающей среды в проход (120).
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно подающее устройство (215) выполнено с возможностью манипулирования расходом охлаждающей среды, подаваемой в проход (120), в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков (195).
12. Система по п.1, отличающаяся тем, что включает, по меньшей мере, один блок управления климатом (210) для манипулирования температурой и/или влажностью охлаждающей среды, подаваемой в проход (120).
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один блок управления климатом (210) выполнен с возможностью манипулирования температурой и/или влажностью охлаждающей среды, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков (195).
14. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, одно продувочное отверстие (197), позволяющее выдуть охлаждающую среду из прохода (120), причем продувочное отверстие (197) предпочтительно расположено у верхнего края прохода (120).
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что система датчиков (195) расположена на расстоянии от продувочного отверстия (197) в контуре циркуляции охлаждающей среды.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что включает один или более концевых элементов (150, 155), уплотняющих проход (120) на одном или более его боковых концах.
17. Система п.1, отличающаяся тем, что включает решетку (705) для подачи охлаждающей среды в проход (120), причем решетка (705) расположена в полу прохода (120).
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что включает канал (165) для подачи охлаждающей среды в проход (120).
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что канал (165) выполнен с возможностью подачи охлаждающей среды к нескольким проходам (120).
20. Система по п.18 или 19, отличающаяся тем, что канал (165) расположен, по существу, под несколькими стеллажами (105).
21. Способ определения климатических условий для стеллажной системы (100), включающей стеллажи (105), которые расположены с образованием между ними прохода (120), включающий следующие шаги:
- подают охлаждающую среду в проход (120), который уплотнен таким образом, что, по существу, вся охлаждающая среда, подаваемая в проход (120), проходит через стеллажи (105), при этом верхний край прохода (120) уплотнен элементом крыши (135); и
- сравнивают давления среды внутри и вне прохода (120) для определения климатических условий.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что управляют, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход (120), в зависимости от результата сравнения.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один параметр выбирают из группы, включающей температуру, влажность и расход охлаждающей среды.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что управление расходом осуществляют с обеспечением, по меньшей мере, поддержания заранее заданного избыточного давления внутри прохода (120) относительно пространства вне прохода (120).
