ES2301074T3 - Disposicion para refrigeracion de unidades modulares electrocnicas en armarios de equipos y de distribucion. - Google Patents
Disposicion para refrigeracion de unidades modulares electrocnicas en armarios de equipos y de distribucion. Download PDFInfo
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Abstract
Disposición para la refrigeración de unidades modulares electrónicas en armarios de equipos y de distribución, en particular armarios de servidores, situados en un recinto de instalación, con una alimentación frontal de aire de refrigeración procedente del entorno del armario (2), con un intercambiador de calor aire - líquido (7) y con ventiladores (5) que están dispuestos en la zona de una cara posterior del armario (2) para la evacuación del calor de pérdidas producido por las unidades modulares electrónicas, y que aspiran el aire de salida (10) cargado con el calor de pérdidas de las unidades modulares electrónicas procedente del armario (2), y que antes de su entrega al aire del entorno del armario pasa a través del intercambiador de calor aire - líquido para su enfriamiento, caracterizada porque los ventiladores (5) están integrados en una puerta y está formada una puerta de ventiladores (6) que en la posición cerrada tapa una zona de acceso (8) de la cara posterior del armario (2), y porque el intercambiador de calor aire - líquido (7) está situado a lo largo contiguo a la puerta de ventiladores (6) y cubriendo una zona residual (9) de la cara posterior del armario (2).
Description
Disposición para la refrigeración de unidades
modulares electrónicas en armarios de equipos y de distribución.
La invención se refiere a una disposición para
la refrigeración de unidades modulares electrónicas en armarios de
equipos y de distribución, en particular de armarios de servidores,
en un recinto de instalación conforme al preámbulo de la
reivindicación 1.
Por el documento DE 195 15 121 C2 se conoce un
conjunto de carcasa para equipos eléctricos y/o electrónicos, para
instalación a la intemperie. El conjunto de carcasa para la
intemperie se compone de un armario interior y de un armario
exterior separado de aquél. Un ventilador de aire de refrigeración
situado en el armario exterior por el lado del suelo aspira una
corriente de aire de refrigeración del entorno al armario exterior,
que en la parte superior presenta orificios de salida. Un
intercambiador de calor de aire situado en el armario interior, al
cual se conduce el aire de refrigeración procedente del armario
exterior, y unos ventiladores de recirculación se ocupan de que
haya una corriente de aire interior conducida en circuito cerrado.
Los equipos eléctricos y electrónicos están además situados sobre
disipadores de calor que van sujetos en orificios pasantes de la
pared del armario interior y que están en comunicación con el
espacio interior del armario interior.
En el documento DE 102 10 418 A1 se describe un
armario de distribución con un dispositivo de refrigeración
realizado como pared posterior, que presenta un intercambiador de
calor aire - agua y unos soplantes. Las corrientes parciales de
aire caliente procedentes del espacio interior del armario de
distribución se aspiran y se devuelven al espacio interior del
armario como aire refrigerado, a través de un canal de ventilación
situado debajo del espacio interior y de una cámara de remanso de
aire situada en la cara frontal.
Un sistema de armario de distribución modular
del documento DE 198 25 602 C2 está equipado con un conjunto de
puertas que presentan respectivamente por lo menos un soplante,
intercambiable y para alojamiento de un módulo de refrigeración,
p.ej. un equipo de refrigeración de compresor, un intercambiador de
calor aire-aire o un intercambiador de calor
aire-agua, de acuerdo con las necesidades.
Por el documento DE 20 2004 006 552.5 U1 se
conoce un armario para equipos y de distribución, en particular un
armario de servidor, con unidades modulares electrónicas dispuestas
en un recinto interior, en particular servidores, y un
intercambiador de calor aire-agua dispuesto en la
zona inferior del armario, que va conectado a la red de agua fría
del edificio.
Mediante una conducción del aire con unos
recorridos de aire de igual longitud, y por lo tanto de igual
resistencia al flujo, para las distintas unidades modulares y
mediante la separación aerotécnica entre el aire frío que entra y
el aire caliente que sale se pueden alimentar las distintas unidades
modulares con aire frío de entrada, con una temperatura del aire de
entrada casi uniforme. La evacuación del calor de pérdidas de las
unidades modulares electrónicas, que van alojadas en una carcasa
con ventilador, se realiza por medio de un circuito cerrado de aire
de refrigeración, que presenta un canal de aire de entrada situado
encima de la disposición de las unidades modulares electrónicas, en
particular del lado frontal, para el aire de entrada refrigerado en
el intercambiador de calor aire-agua situado por el
lado del suelo, y un canal de aire de salida que detrás de las
unidades modulares electrónicas presenta un primer tramo de canal
para un flujo de salida de aire ascendente y un segundo tramo de
canal para un flujo de aire de salida descendente, que está situado
en la pared posterior del armario. El cambio de sentido del flujo
de aire de salida tiene lugar mediante ventiladores en la parte
superior de la puerta trasera, estando previsto ventajosamente en la
puerta trasera un canal de salida de aire derecho y uno izquierdo
descendente, a través de los cuales se conduce el aire de salida al
intercambiador de calor aire-agua.
Por el documento US 6 819 563 B1 se conoce un
armario de equipos para equipos electrónicos o componentes
dispuestos unos sobre otros, y dotado de un soplante, instalable en
un recinto En este armario de equipos para interior se alimenta
aire ambiente climatizado para la refrigeración de los componentes
electrónicos. Este aire ambiente se refrigera mediante un
intercambiador de calor de entrada dispuesto en el armario de
equipos, que está alimentado con agua de refrigeración, se enfría,
pasa a continuación a los equipos electrónicos apilados unos sobre
otros y se devuelve al recinto de instalación como aire de salida
caliente. Adicionalmente puede estar dispuesto en el armario de
equipos un intercambiador de calor de salida que enfría el aire de
salida calentado antes de que este se descargue éste al
ambiente.
En el armario de equipos del documento US
2004/0100770 se evacua el calor de pérdidas de componentes
electrónicos dispuestos unos sobre otros sirviéndose de soplantes y
de una refrigeración combinada de aire - líquido. Por lo menos en
un lado del armario está montado un intercambiador de calor aire -
líquido y los soplantes van montados en una carcasa independiente
comunicada con el recinto de alojamiento. Alternativamente, las
unidades del intercambiador de calor aire - agua pueden estar
dispuestas como pared frontal y pared posterior. Mediante la
formación de un recinto de alimentación o evacuación en las puertas
así como un recinto de comunicación debajo y/o sobre el conjunto
apilado resulta posible crear un circuito de aire de refrigeración
cerrado, pudiendo haber ventiladores adicionales dispuestos en el
recinto de alimentación y de evacuación. Las puertas
intercambiadoras de calor van articuladas en el cuerpo del armario
para tener acceso al recinto de alojamiento y a los componentes y
equipos
electrónicos.
electrónicos.
En el documento DE 102 10 417 B4 se describe una
disposición para la refrigeración de un armario de distribución en
el cual se evacua el calor residual de los elementos instalados
dispuestos unos sobre otros que generan calor, sirviéndose de una
pared posterior intercambiadora de calor o de un armario
intercambiador de calor de la pared posterior así como un flujo de
aire de refrigeración de una instalación de refrigeración central.
El flujo de aire de refrigeración de la instalación de refrigeración
central pasa desde un doble fondo situado debajo del armario de
distribución a un conducto de entrada de aire realizado
especialmente por el lado frontal, y el aire de salida calentado se
enfría mediante ventiladores dispuestos a continuación en la pared
posterior intercambiadora de calor o en el armario intercambiador
de calor de la pared posterior, especialmente mediante un
intercambiador de calor aire - agua, y, o bien se devuelve al doble
fondo debajo del armario de distribución o se descarga al aire del
entorno del armario de distribución. La instalación de refrigeración
central alimenta con aire de refrigeración no sólo el aire del
entorno del armario de distribución sino también el doble fondo y
con ello el espacio interior del armario de distribución, por lo que
se necesita una regulación relativamente compleja para conseguir la
potencia de refrigeración necesaria en cada caso.
Por el documento WO 01/72099 A2 y US
2001/0042616 A1 se conoce un sistema de refrigeración para armarios
de equipos y de distribución, que está destinado a evacuar de modo
flexible y efectivo el calor de pérdidas de unidades modulares
electrónicas de potencia densamente empaquetadas en una pluralidad
de armarios alineados unos junto a otros en un recinto de
instalación. El sistema de refrigeración trata de complementar la
climatización del recinto y hacerla más económica, al conducir
mediante ventiladores el aire de salida calentado en un armario a
un intercambiador de calor aire - fluido, enfriándolo a la
temperatura ambiente y descargándolo al aire del entorno. Los
ventiladores y el intercambiador de calor están alojados en una
carcasa adicional que va fijada a la cara posterior del armario. El
aire de salida procedente del armario pasa a través de un orificio
a la pared posterior del armario o a la puerta posterior del
armario, y por un orificio complementario en la carcasa de
ventiladores del intercambiador de calor adosada, al espacio
interior de esta carcasa, y se conduce a través del intercambiador
de calor aire - fluido dispuesto próximo al orificio de la carcasa
mediante los ventiladores situados a continuación, y se descarga al
entorno a través de la pared exterior de la carcasa.
De acuerdo con una hoja de características de la
Solicitante del documento WO 01/7209912 y del documento US
2001/0042616 A1, la Firma Liebert, de Estados Unidos, Columbos, Ohio
43229: RackCooler, System Configuration Guide, Drawing Number
171439, Rev.07, 6/12/2002, pág. 1 a 8 y el correspondiente Manual de
Instalación, SL-16810 (9/01), pág. 1 a 10, el
denominado "RackCooler", es decir la unidad de carcasa con un
intercambiador de calor aire - agua y los ventiladores dispuestos
unos sobre otros, se fija por la cara exterior a la pared posterior
de los armarios, y el agua de refrigeración que descarga el calor de
pérdidas acumulado fuera del recinto de instalación del armario, se
conduce a cada RackCooler a través de un sistema de tuberías
tendidas por el suelo y mangueras de conexión entre este sistema de
tuberías y cada uno de los RackCooler. Los inconvenientes de estas
puertas destinadas a instalación posterior son los tiempos de parada
del sistema durante la instalación posterior, posibles sobrecargas
de los elementos de cierre y bisagras existentes, un rendimiento
reducido en relación con el espacio necesario debido a la
limitación de los recintos disponibles para la refrigeración por
tener en cuenta los dispositivos existentes de cierre y bisagras,
así como un ángulo de apertura relativamente pequeño de la puerta
equipada con posterioridad.
Las mangueras de conexión que van desde los
puntos de conexión por el lado del suelo hasta las conexiones en
cada uno de los RackCooler, deben estar realizadas relativamente
flexibles debido a la disposición de los RackCooler en las puertas
posteriores, y han de poder seguir el movimiento de giro de las
puertas. Junto con esto están los inconvenientes de que las
mangueras de conexión solamente presentan una estabilidad y robustez
mecánica deficiente, y además no presentan la necesaria
estanqueidad a los gases, de modo que debido a una difusión de gas
puede llegar a producirse una corrosión de los tubos del
intercambiador de calor.
La invención tiene como objetivo, crear
una disposición para la refrigeración de unidades modulares
electrónicas en armarios de equipos y de distribución, en
particular filas de armarios en un recinto de instalación, que con
una construcción sencilla y una realización robusta garantice la
necesaria accesibilidad al recinto de alojamiento y una evacuación
extraordinariamente eficaz del calor de pérdidas de las unidades
electrónicas modulares.
De acuerdo con la invención se resuelve el
objetivo por las características de la reivindicación 1. Unas
realizaciones convenientes y ventajosas figuran en las
reivindicaciones subordinadas y en la descripción de las
Figuras.
Puede considerarse como una idea básica de la
invención la de realizar una disposición de refrigeración situada
en el lado posterior con un intercambiador de calor aire - fluido y
ventiladores, de tal modo que se pueda prescindir de un movimiento
de abatimiento del intercambiador de calor o de la unidad
intercambiadora de calor y por lo tanto pueda desaparecer la
necesidad de unas mangueras de conexión flexibles, quedando
garantizada al mismo tiempo una zona de acceso en la cara posterior
del armario. Se entiende por intercambiador de calor aire - fluido
un intercambiador de calor aire - líquido.
De acuerdo con la invención se separa
constructivamente una disposición con un intercambiador de calor
aire - fluido, en particular un intercambiador de calor aire -
agua, que va conectado a la red de agua fría del edificio y que
evacua el calor de pérdidas hacia el exterior del recinto de
instalación del armario, de una disposición de ventiladores que
conduce al intercambiador de calor aire - fluido el aire de salida
de las unidades modulares electrónicas de un armario. De acuerdo
con la invención, los ventiladores se integran en una puerta y
preferentemente en una puerta trasera de un armario. Una puerta de
ventiladores realizada de este modo cubre preferentemente toda la
altura del armario, pero por lo menos la altura del recinto de
alojamiento para las unidades modulares electrónicas, por ejemplo
servidores, y permite acceder también a los servidores desde la
cara posterior. Un acceso de esta clase desde la cara posterior
resulta especialmente ventajoso en una disposición de servidores de
tipo cuchilla, que por lo general están alojados en un conjunto
apilado de modo extraíble, no hacia adelante sino hacia atrás.
De acuerdo con la invención, el intercambiador
de calor aire - fluido está dispuesto separado constructivamente de
la puerta de ventiladores, fijo en la cara posterior del armario,
cubriendo una zona restante de la cara posterior del armario, es
decir por lo menos la zona que no queda cubierta por la puerta de
ventiladores.
La ventaja que ofrece una disposición rígida
convenientemente desmontable del intercambiador de calor aire -
fluido situada a lo largo y preferentemente en dirección vertical
junto a la puerta de ventiladores y contigua a ésta y unida
preferentemente mediante bisagras, consiste en que para la unión del
sistema de tuberías para líquido refrigerante tendidas debajo del
piso, con cada uno de los intercambiadores de calor aire - fluido
de un armario, se pueden disponer tuberías rígidas. Ya no es
necesario emplear mangueras de unión flexibles, ya que el
intercambiador de calor aire - fluido va sujeto fijo y no abatible
en la cara posterior del armario. Los tubos rígidos pueden estar
fabricados de un material estanco a la difusión de los gases, tal
como se conocen por principio de la técnica de calefacción. Al
excluir una difusión de gases en la zona de los tubos de unión no
hay tampoco ningún riesgo de corrosión en la zona del intercambiador
de calor, o sólo uno muy reducido. Esto lleva consigo una vida útil
ventajosamente más larga.
Es ventajoso que la puerta de ventiladores y el
intercambiador de calor aire - fluido contiguo longitudinalmente
estén realizados como una unidad para instalación posterior, y
puedan sustituir a una pared trasera de armario o puerta trasera de
armario convencional cuando exista la necesidad de una evacuación de
calor de pérdidas considerablemente más eficaz.
El posible equipamiento posterior abre además la
ventajosa posibilidad de poder dotar con unos gastos de inversión y
explotación relativamente reducidos un sistema de refrigeración de
alto rendimiento, especialmente en centros de cálculo comerciales
que tengan hasta 100 armarios, equipando selectivamente distintos
armarios con la puerta de ventiladores conforme a la invención y el
intercambiador de calor aire - agua contiguo dispuesto fijo. De
este modo se puede optimizar la dotación de los armarios así como
también la ocupación del recinto con esta clase de armarios,
reduciendo al mismo tiempo los costes de climatización del
recinto.
En la puerta de ventiladores están dispuestos
convenientemente unos soplantes, preferentemente soplantes radiales,
equidistantes y en particular unos sobre otros, y fijados de forma
directa o indirecta en una cara interior y en una cara exterior de
la puerta de ventiladores de forma semejante a una carcasa. En la
cara interior de la puerta de ventiladores están realizados unos
orificios complementarios para evacuar el aire de salida del
recinto de alojamiento del armario, y después de un reenvío de unos
90º el aire sale al intercambiador de calor de aire - fluido
contiguo a través de un lado de unión de la puerta de ventiladores,
al menos parcialmente permeable al aire. Un lado de entrada de la
carcasa del intercambiador de calor puede estar realizado
convenientemente del mismo modo que el lado de comunicación de la
puerta de ventiladores, permeable al aire o perforado, y un lado de
salida de la carcasa del intercambiador de calor paralela realizado
permeable al aire permite la salida del aire enfriado al entorno
del armario.
La alimentación de aire de refrigeración
procedente del entorno de los armarios en el recinto de instalación
se realiza por lo general en la zona de la puerta del lado frontal
del armario, y las unidades electrónicas modulares dispuestas en
particular en forma apilada pueden presentar respectivamente un
ventilador en sus carcasas.
La puerta de ventiladores está articulada
convenientemente al intercambiador de calor por medio de bisagras,
y se puede girar desde una posición cerrada a una posición abierta.
Una posición de apertura de 180º resulta especialmente ventajosa ya
que ésta permite un acceso ventajoso a las unidades modulares
electrónicas y a la zona de cableado situada en la parte posterior
del armario. Convenientemente hay dispuestas las correspondientes
juntas en la zona de la cara posterior del armario y/o de las
puertas de ventiladores contiguas así como entre la puerta de
ventiladores y la carcasa del intercambiador de calor, para que en
la posición de trabajo, es decir estando cerrada la puerta de
ventiladores, se asegure una evacuación eficiente del aire de salida
calentado, su enfriamiento y su descarga al aire del entorno.
Es ventajoso que la puerta de ventiladores y/o
el intercambiador de calor de aire - fluido pueda estar realizado
para armarios de diferente anchura y para zonas de acceso de la cara
posterior de diferente anchura. Para armarios con una anchura de
unos 750 mm y una unidad intercambiadora de calor con una anchura de
unos 210 mm se puede conseguir mediante la disposición del
intercambiador de calor que sobresalga lateralmente, una zona de
acceso de unos 665 mm de ancho. Si junto al lado de cierre de la
puerta de ventiladores la cara exterior de la puerta de
ventiladores está realizada achaflanada se permite un movimiento
ventajoso de giro de la puerta de ventiladores del lado posterior
del armario contiguo.
También es ventajoso que para un armario que
presente por ejemplo una anchura de 600 mm y que está previsto
preferentemente para servidores de cuchilla, se pueda fijar la misma
unidad intercambiadora de calor en la cara posterior del armario, y
en particular al ras de una pared lateral. En ese caso la puerta de
ventiladores presenta una anchura menor, por ejemplo de unos 350 a
400 mm, que sin embargo es suficiente para el accionamiento de los
servidores de cuchilla desde el lado posterior. La puerta de
ventiladores puede estar articulada al intercambiador de calor
mediante bisagras dispuestas en la pared exterior, y por medio de un
eje de giro vertical se puede girar 180º a una posición abierta.
Los ventiladores dispuestos unos sobre otros están fijados a la
cara interior de la puerta en la zona de unos orificios de entrada
que tienen por ejemplo forma de tobera, y llegan preferentemente
hasta la pared exterior de la puerta de ventiladores, pudiendo estar
previsto aquí un soporte distanciador. El dispositivo de cierre de
la puerta de ventiladores está adaptado convenientemente a la
configuración de la puerta, y está prevista en el lado de cierre de
la puerta de ventiladores situada opuesta al lado del
intercambiador de calor.
Dentro del marco de la invención está previsto
disponer otras variantes de realización para la disposición
conforme a la invención de un intercambiador de calor de aire -
fluido fijado rígidamente y una disposición de ventiladores
realizada como puerta de ventiladores. La puerta de ventiladores se
puede articular por ejemplo en la pared posterior del armario por
su lado opuesto al intercambiador de calor. En ese caso, el lado de
cierre de la puerta estaría por el lado del intercambiador de calor.
Las ventajas de una configuración de esta clase consisten en que la
puerta de ventiladores no tiene por qué ser soportada por la unidad
intercambiadora de calor, y las cargas se distribuyen
simétricamente sobre el armario que se trata de equipar. Igualmente
cabe esperar que la junta estanca por el lado de unión entre la
puerta de ventiladores y el módulo intercambiador de calor se pueda
dominar mejor, al no depender la estanqueidad del ángulo de giro
cuando ceda la tensión inicial de la junta, y que además se pueda
influir en la presión de apriete por el dispositivo de cierre.
Igualmente es ventajoso que en una realización constructiva de esta
clase la sección de flujo libre entre la puerta de ventiladores y
el intercambiador de calor se pueda realizar mayor, lo que trae
consigo unas pérdidas de presión menores.
En una variante se puede disponer el conjunto de
bisagras de la puerta de ventiladores en una estructura adicional,
de modo que el eje de giro quede situado distanciado de la cara
posterior del armario. Al establecer el punto de giro de la puerta
de ventiladores distanciado de la cara posterior del armario se
obtienen mayores grados de libertad en cuanto al ángulo de apertura
de la puerta de ventiladores.
En un perfeccionamiento de la invención puede
estar previsto que el intercambiador de calor esté situado rígido,
pero que su carcasa esté realizada giratoria, al menos parcialmente.
De este modo se pueden evitar los inconvenientes de una disposición
giratoria del intercambiador de calor. Al mismo tiempo, el módulo
intercambiador de calor puede estar dotado de una puerta
intercambiadora de calor que está articulada en un eje de giro
vertical y que permite el acceso al intercambiador de calor. El
plano de separación entre la puerta de ventiladores y la puerta del
intercambiador de calor viene determinado por la disposición y las
necesidades de espacio de los ventiladores así como del
intercambiador de calor. Al poder girar ambas puertas alrededor de
ejes de giro situados lateralmente y opuestos entre sí se puede
conseguir una junta estanca conveniente en la zona de los planos de
separación o de junta contiguos entre sí. Además es posible
conseguir ventajosamente un mayor acceso al armario desde la cara
posterior cuando están abiertas ambas puertas.
Una disposición rígida de por lo menos un
intercambiador de calor y una puerta de ventiladores giratoria se
puede conseguir en otra variante también por el hecho de que la cara
posterior del armario presente dos medias puertas, y en cada media
puerta se encuentren ventiladores de un intercambiador de calor. En
este caso cada intercambiador de calor está dispuesto rígido
conforme a la invención y cada puerta o cada media puerta con los
ventiladores, p.ej. dos ventiladores, está articulada giratoria
alrededor de un eje, por ejemplo en la zona del intercambiador de
calor. También esta variante constructiva permite buen acceso al
armario. Además hay una redundancia al estar libre el plano de
separación de entre las medias puertas, de modo que los ventiladores
pueden actuar sobre ambos intercambiadores de calor. Se consigue
una evacuación uniforme del calor en la cara posterior de las
unidades modulares dispuestas al estar abiertas las puertas.
En una configuración, el por lo menos un
intercambiador de calor y los ventiladores pueden estar dispuestos
en una ala de la puerta que esencialmente cubra toda la cara
posterior del armario. El intercambiador de calor va fijado rígido
y la puerta de ventiladores está dispuesta giratoria alrededor de un
eje longitudinal. Las ventajas adicionales esenciales de esta
disposición son el buen acceso desde la cara posterior del armario
y un rendimiento de refrigeración incluso estando abiertas las
puertas.
La disposición de refrigeración conforme a la
invención está prevista preferentemente para una conducción del
aire en la que el aire de salida procedente del recinto de
alojamiento del armario pasa a la puerta de ventiladores y a
continuación al intercambiador de calor instalado fijo. Queda dentro
del marco de la invención el hecho de conducir el flujo de aire de
salida procedente del armario, primeramente a través del
intercambiador de calor y después descargarlo al entorno a través
de la puerta de ventiladores.
Se obtiene una impresión estética de conjunto
ventajosa si la carcasa del intercambiador de calor y la puerta de
ventiladores presentan aproximadamente la misma profundidad al menos
en la zona de la disposición de ventiladores.
Las ventajas esenciales de la disposición de
refrigeración conforme a la invención son la posibilidad del
equipamiento posterior y la posibilidad de emplear tubos de unión
estancos a los gases y rígidos para el medio de refrigeración
gracias a la fijación rígida de la unidad intercambiadora de
calor.
Debido a la disposición rígida del
intercambiador de calor existe además la ventajosa posibilidad de
poder realizar de forma rígida el interfaz con diferentes
construcciones de armarios, por ejemplo mediante uniones
atornilladas, y que las bisagras y apoyos giratorios necesarios para
el movimiento de giro de la parte móvil, en particular de la puerta
de ventiladores, se pueden realizar uniformemente para todos los
tipos y tamaños de armario. De este modo se simplifica
considerablemente el equipamiento posterior de los armarios de
equipos o de distribución existentes.
La invención se describe a continuación con
mayor detalle sirviéndose de un dibujo, que muestra:
Fig. 1 una vista de la cara posterior de un
armario de equipos y de distribución con la disposición conforme a
la invención;
Fig. 2 una sección longitudinal según la línea
II-II del armario de equipos y de distribución de la
Fig. 4;
Fig. 3 una sección longitudinal según la línea
III-III del armario de equipos y de distribución de
la Fig. 4;
Fig. 4 una sección de la disposición conforme a
la invención y de la zona posterior del armario de equipos y de
distribución según la Fig. 1 en posición cerrada;
Fig. 5 una sección análoga a la Fig. 4, pero
estando en posición abierta la disposición conforme a la
invención;
Fig. 6 una vista sobre la cara posterior de un
armario de equipos y de distribución con una disposición alternativa
conforme a la invención;
Fig. 7 una sección de la disposición conforme a
la invención y de la zona posterior del armario de equipos y de
distribución según la Fig. 6 en posición cerrada;
Fig. 8 una sección análoga a la Fig. 7, pero
estando la disposición conforme a la invención en posición
abierta;
Fig. 9 a 13 de forma muy esquemática, unas
realizaciones alternativas de la disposición conforme a la
invención.
En las Fig. 1 a 5 se puede ver un armario 2, en
particular un armario de servidores, con la disposición de
refrigeración conforme a la invención en la cara posterior del
armario 2. Para la refrigeración de los servidores (no
representados), dispuestos en particular de forma apilada en un
espacio de alojamiento 3 para unidades modulares electrónicas,
están dispuestos en la zona de la cara posterior del armario una
puerta de ventiladores 6 y un intercambiador de calor aire - fluido
7, que contiguos entre sí a lo largo y cubriendo toda la altura del
armario sustituyen una pared posterior o puerta trasera
convencional.
En este ejemplo de realización, la puerta de
ventiladores 6 presenta cuatro ventiladores 5 dispuestos uno sobre
el otro (véase la Fig. 2), que cubren desde una cara interior 16
hasta una cara exterior 18 de la puerta de ventiladores y que
aspiran aire de salida 10 del espacio de alojamiento 3 del armario 2
a través de orificios 17 en la cara interior 16 y lo someten a un
cambio de sentido de unos 90º (véase también la Fig. 4). De este
modo el aire de salida 10 pasa a un recinto de aire de salida 15 de
la puerta de ventiladores 6, que está formado por la cara interior
y la cara exterior 16, 18 así como por una cara de cierre 19 y una
cara de unión 20. En la cara de cierre 19 está previsto un
dispositivo de cierre 29 mediante el cual se puede cerrar la puerta
de ventiladores 6 en la posición de trabajo representada en la Fig.
4. El espacio de alojamiento 15 de la puerta de ventiladores 6 está
en comunicación con el intercambiador de calor aire - fluido 7 a
través de una cara de unión 20 sellada y al menos parcialmente
permeable al aire o perforada, estando la cara de entrada 21 de una
carcasa de intercambiador de calor 11 realizada de modo permeable al
aire o perforada, directamente junto a la cara de unión 20 de la
puerta de ventiladores 6 (véase la Fig. 4). El aire de salida 10 que
llega al intercambiador de calor 7 se enfría y se descarga, en
forma de aire de salida refrigerado 30 al aire del entorno del
recinto de instalación de los armarios 2, preferentemente a la
temperatura ambiente, a través de un lado de salida 22 realizado
paralelo al lado de entrada 1.
Al estar los ventiladores 5 dispuestos separados
uniformemente y cubriendo toda la altura del armario o la altura
del espacio de alojamiento 3 (véase la Fig. 2), se garantiza un
enfriamiento eficaz y adaptable a las necesidades respectivas del
aire de salida. El intercambiador de calor aire - fluido 7, que en
este ejemplo de realización es un intercambiador de calor de
láminas y que presenta un paquete de tubos de láminas 12 a base de
tubos 13 orientados verticalmente, por ejemplo tubos de cobre y
láminas de cobre, permite la evacuación del calor de pérdidas hacia
el exterior del recinto de instalación del armario gracias a la
conexión al suministro de agua de refrigeración del edificio.
Dado que el intercambiador de calor 7 con su
carcasa de intercambiador de calor 11 está dispuesto fijo pero
desmontable en la zona de la cara posterior del armario 2 y no toma
parte en el movimiento de giro de la puerta de ventiladores 6, se
pueden emplear tubos de unión rígidos (no representados) entre el
intercambiador de calor 7 y el sistema de tuberías de suministro de
agua fría del edificio. Esta clase de tubos de unión rígidos son
estancos a los gases y evitan la corrosión de los tubos 13 que en
los tubos de unión flexibles necesarios para intercambiadores
dispuestos de modo giratorio resulta inevitable.
La articulación de la puerta de ventiladores 6
en el intercambiador de calor de aire - fluido 7 dispuesto fijo se
realiza mediante bisagras 14 que están situadas en la zona de la
cara exterior 18 de la puerta de ventiladores 6 y de la pared
exterior 23 de la carcasa del intercambiador de calor 11, y que
permiten el giro alrededor de un eje de giro vertical 25.
El armario de las Fig. 1 a 5 tiene una anchura
de unos 750 mm, y la puerta de ventiladores 6 presenta un chaflán
27 entre el dispositivo de cierre 29 y los ventiladores 5. Este
chaflán es ventajoso para lograr una posición de apertura generosa
(véase la Fig. 5) para acceder a través de una zona de acceso 8. La
zona de acceso 8 relativamente ancha se consigue también por la
disposición sobresaliente del intercambiador de calor aire - fluido
7 (véanse las Fig. 4 y 5). En ese caso, un armario contiguo está
situado debidamente distanciado, y la realización achaflanada de la
puerta de ventiladores 6 permite también el acceso a un armario
contiguo, incluso si están abiertas las puertas de ventiladores 6
de ambos armarios según la Fig. 5.
El intercambiador de calor aire - fluido 7 que
sobresale cubre sólo una zona residual 9 relativamente estrecha de
la cara posterior del armario 2.
En una disposición alternativa que está
representada en las Fig. 6 a 8, el intercambiador de calor aire -
fluido 7, realizado esencialmente de forma idéntica, está dispuesto
al ras de una pared lateral 26 del armario 2 (véanse las Fig. 7 y
8). De este modo, el intercambiador de calor 7 tapa una zona
residual 9 más ancha de la cara posterior del armario 2, y la zona
de acceso 8, que está cerrada cuando la puerta de ventiladores 6 se
encuentra en posición cerrada, resulta más estrecha. Esta zona de
acceso 8 permite sin embargo extraer las unidades modulares
electrónicas cuando está abierta la puerta de ventiladores 6 según
la Fig. 8, en particular cuando se trata de servidores del tipo de
cuchilla (no representados).
También en la puerta de ventiladores 6 del
armario 2 de las Fig. 6 a 8, los cuatro ventiladores 5 están
dispuestos uno sobre otro y aspiran el aire de salida 10 del
espacio de alojamiento 3 al espacio de salida de aire de la puerta
15. Después de un cambio de sentido de unos 90º, el aire de salida
10 pasa al intercambiador de calor 7, y después de ser enfriado
mediante el líquido refrigerante que pasa por los tubos 13, en
particular agua de refrigeración, se descarga al medio ambiente a
través de un lado de salida 22.
En las Fig. 6 a 8 se han empleado idénticas
referencias para características idénticas. La disposición de
refrigeración que puede fabricarse como unidad modular a base de una
puerta de ventiladores 6 giratoria y un intercambiador de calor 7
dispuesto fijo, pueden sustituir a una cara posterior o puerta
posterior de un armario. La puerta de ventiladores 6 de las Fig. 6
a 8, que es más estrecha que la de las Fig. 1 a 5, presenta un
dispositivo de cierre 29 debidamente adaptado, y también se puede
llevar alrededor de un eje de giro vertical 25 a una posición
abierta girada 180º (Fig. 8).
Las Fig. 9 a 13 muestran realizaciones
alternativas para la colocación de la disposición de refrigeración
para instalación posterior. En la Fig. 9, a diferencia de las Fig. 6
a 8, la puerta de ventiladores 6 no está articulada en el
intercambiador de calor aire - fluido 7 o en la carcasa del
intercambiador de calor 11 sino en la cara posterior del armario 2.
La puerta de ventiladores 6 y el intercambiador de calor aire -
fluido 7 cubren toda la cara posterior del armario 2, y el lado de
unión 20 de la puerta de ventiladores 6 está realizado con una
inclinación complementaria al lado de entrada 21 de la carcasa del
intercambiador de calor 11, con lo cual se incrementa la sección
para el paso del aire.
La Fig. 10 muestra una puerta de ventiladores 6
que está articulada en el lado opuesto al intercambiador de calor
aire - fluido 7. Sin embargo el eje de giro 25 no está situado
directamente en el armario 2 o en la zona de una pared lateral 28
del armario 2, sino que se encuentra en una estructura auxiliar 32,
p.ej. de la pared lateral 28, y por lo tanto distanciada de la cara
posterior del armario. Debido al mayor ángulo de apertura
resultante por este motivo se obtiene mejor accesibilidad al
armario.
En la Fig. 11, la puerta de ventiladores 6 se
puede girar alrededor del eje de giro 25 situado en el lado
exterior, y la carcasa del intercambiador de calor 11 se puede girar
hacia el exterior alrededor del eje de giro vertical 35 opuesto, de
modo que la anchura de acceso es casi ilimitada. En la zona de los
lados de unión 20 y lado de entrada 21 contiguos entre sí está
prevista la junta correspondiente que ventajosamente puede ser
asistida por el dispositivo de cierre (no representado) que ha de
disponerse aquí.
En la Fig. 12 está representado un
perfeccionamiento en el cual la disposición conforme a la invención
de ventiladores y de intercambiador de calor dispuesto rígido (no
representado), están realizados respectivamente en una puerta
izquierda 40 y en una puerta derecha 41, que pueden estar realizadas
por ejemplo como mitades de puerta, tal como está representado. A
cada intercambiador de calor se le puede conducir el aire de salida
procedente del armario 2 por medio de ventiladores (no
representados) dispuestos en cada puerta 40, 41, con lo cual se
consigue una evacuación de calor especialmente uniforme.
En la realización alternativa según la Fig. 13
se ha previsto solamente una puerta 44 en la cara posterior del
armario 2. En la zona de esta puerta 44, que se puede situar en una
posición abierta alrededor de un eje de giro 45, vuelve a estar
alojado rígido un intercambiador de calor (no representado), y con
la puerta 44 se giran únicamente los ventiladores dispuestos en su
interior.
Claims (23)
-
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1. Disposición para la refrigeración de unidades modulares electrónicas en armarios de equipos y de distribución, en particular armarios de servidores, situados en un recinto de instalación,con una alimentación frontal de aire de refrigeración procedente del entorno del armario (2), con un intercambiador de calor aire - líquido (7) y con ventiladores (5) que están dispuestos en la zona de una cara posterior del armario (2) para la evacuación del calor de pérdidas producido por las unidades modulares electrónicas, y que aspiran el aire de salida (10) cargado con el calor de pérdidas de las unidades modulares electrónicas procedente del armario (2), y que antes de su entrega al aire del entorno del armario pasa a través del intercambiador de calor aire - líquido para su enfriamiento,caracterizada porque los ventiladores (5) están integrados en una puerta y está formada una puerta de ventiladores (6) que en la posición cerrada tapa una zona de acceso (8) de la cara posterior del armario (2), yporque el intercambiador de calor aire - líquido (7) está situado a lo largo contiguo a la puerta de ventiladores (6) y cubriendo una zona residual (9) de la cara posterior del armario (2). - 2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada porque como ventiladores (5) están dispuestos en la puerta de ventiladores (6) unos soplantes radiales, y porque el aire de salida (10) procedente del armario (2) se puede conducir al intercambiador de calor aire - líquido (7) contiguo después de un cambio de dirección de 90º en el interior de la puerta de ventiladores (6).
- 3. Disposición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) está articulada en el intercambiador de calor aire - líquido (7) y se puede girar hasta 180º desde una posición cerrada a una posición abierta.
- 4. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el líquido de refrigeración del intercambiador de calor aire - líquido (7) descarga el calor de pérdidas absorbido en el exterior del recinto de instalación del armario.
- 5. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como intercambiador de calor aire - líquido (7) está dispuesto un intercambiador de calor aire - agua.
- 6. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el intercambiador de calor
aire - líquido (7) presenta un paquete de tubos de láminas (12) con tubos (13) orientados verticalmente para el líquido de refrigeración, en particular para agua fría procedente de la red de agua fría del edificio, dentro de una carcasa del intercambiador de calor (11). - 7. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) está realizada a modo de carcasa y presenta una cara interior (16) con orificios (17) para el aire de salida (10) que se ha de aspirar del armario (2), una cara exterior (18) dispuesta al menos en la zona de los ventiladores (5) paralela a la cara interior (16), una cara de cierre (19) y en paralelo a ésta una cara de unión (20) que queda contigua a un lado de entrada (21) de la carcasa del intercambiador de calor (11) y que igual que aquella está realizada perforada al menos por zonas.
- 8. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa del intercambiador de calor (11) presenta frente al lado de entrada (21) un lado de salida (22) a través del cual sale el aire de salida (30) enfriado en el intercambiador de calor aire - líquido (7) aproximadamente hasta la temperatura ambiente.
- 9. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) está realizada para armarios (2) de diferentes anchuras y/o para zonas de acceso (6) de la cara posterior de diferente anchura.
- 10. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el intercambiador de calor
aire - líquido (7) va fijado desmontable en la zona de la cara posterior del armario (2). - 11. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el intercambiador de calor
aire - líquido (7) está situado al ras con una pared lateral (26) del armario (2), o sobresaliendo de la pared lateral (26) del armario (2). - 12. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) se puede girar alrededor de un eje vertical (5) mediante bisagras (14) que están dispuestas en la cara exterior (18) de la puerta de ventiladores (5) y en una pared exterior (23) de la carcasa del intercambiador de calor (11).
- 13. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el paquete de tubos de láminas (12) del intercambiador de calor aire - líquido (7) está unido a la red de agua fría del edificio a través de mangueras de unión que son de un material estanco a la difusión del gas.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 14. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la puerta de ventiladores (6) van dispuestos varios ventiladores (5) unos sobre otros o junto a otros, y fijados en la cara interior y en la cara exterior (16, 18).
- 15. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el intercambiador de calor
aire - líquido (7) cubre, la altura del armario (2), igual que la puerta de ventiladores (6), por lo menos hasta la altura del recinto de alojamiento (3). - 16. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) y el intercambiador de calor aire - líquido (7) están realizados como unidades para instalación posterior.
- 17. Disposición según una de las reivindicaciones 1, 2, 4 a 16, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) está articulada en el armario (2) y se puede girar hasta 180º desde una posición cerrada a una posición abierta.
- 18. Disposición según la reivindicación 17, caracterizada porque la puerta de ventiladores (6) asienta estanca contra un lado de entrada (21) de la carcasa del intercambiador de calor (11) por una cara de unión inclinada (20).
- 19. Disposición según la reivindicación 17 ó 18, caracterizada porque el eje de giro (25) está situado en una estructura auxiliar (32) del armario (2).
- 20. Disposición según una de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizada porque el intercambiador de calor aire - líquido (7) está dispuesto rígido en la cara posterior del armario (2), y la carcasa del intercambiador de calor (11) se puede llevar a una posición abierta alrededor de un eje de giro (35).
- 21. Disposición según una de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizada porque en la cara posterior del armario (2) están previstas dos puertas de ventiladores (40, 41) en cuyas zonas está dispuesto respectivamente un intercambiador de calor, y que se pueden llevar a una posición abierta alrededor de ejes de giro (25).
- 22. Disposición según una de las reivindicaciones 17 a 21, caracterizada porque en la cara posterior del armario (2) está prevista una puerta de ventiladores (44) que cubre toda la cara posterior y que alrededor de un eje de giro (45) se puede llevar a una posición abierta, estando fijado rígido por lo menos un intercambiador de calor en la zona de la puerta de ventiladores abatible (44).
- 23. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los ventiladores (5), que conducen al intercambiador de calor aire - líquido (7) el aire de salida (10) procedente del armario (2) cargado con el calor de pérdidas, están dispuestos a continuación del intercambiador de calor aire - líquido (7).
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