DE102008002789A1

DE102008002789A1 - Modular designed arrangement for heat-producing electronic device i.e. server, has supply air opening connected to warm and cold channel during multi-row arrangement of racks between channel and discharge air opening of conditioning device

Info

Publication number: DE102008002789A1
Application number: DE102008002789A
Authority: DE
Original assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Current assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: DE102008002789B4

Abstract

The arrangement has an air conditioning device embedded into a rack (30) and comprising a housing such that the air conditioning device is adapted to the 19 inch technology. A supply air opening of the conditioning device is connected with a chamber that surrounds a side of rows at a distance during single-row arrangement of the racks. The supply air opening is connected to a warm and cold channel during multi-row arrangement of racks between the warm and cold channel and a discharge air opening of the air conditioning device. An independent claim is also included for a method for cooling a heat-delivering electrical device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine modular aufgebaute Anordnung für wärmeerzeugende elektronische Einrichtungen, wie Server, umfassend in zumindest einer Reihe angeordnete Gestelle sowie zumindest eine Klimatisierungseinrichtung, wobei die Gestelle in 19''(Zoll)-Technik ausgebildet sind und in die Gestelle zumindest bereichsweise die wärmeerzeugenden elektronischen Geräte lösbar eingebaut sind. Auch nimmt die Erfindung Bezug auf ein Verfahren zum Kühlen von wärmeabgebenden elektrischen Einrichtungen, wie Server, die in Modulbauweise in in zumindest einer Reihe angeordneten Regalen in 19''(Zoll)-Technik eingebaut werden, wobei die Umgebung des Regals mittels zumindest eines Klimatisierungsgerätes gekühlt wird.The The invention relates to a modular arrangement for heat generating electronic devices, such as servers, comprising racks arranged in at least one row and at least an air conditioning device, wherein the racks in 19 '' (inch) technique are formed and in the racks at least partially the heat-generating electronic devices solvable are installed. Also, the invention makes reference to a method for cooling heat-emitting electrical equipment, like servers that are modular in arranged in at least one row Shelves are built in 19 '' (inch) technology, with the environment the shelf by means of at least one air conditioning unit is cooled.

Üblicherweise werden Komponenten von Kommunikations- und Informationstechnologie-Datenanlagen wie Server in Rechenzentren in Regale mit einer Netzbreite von 19''(Zoll), sogen. 19-Inch-Racks eingebaut. Die Rechenzentren sind gesonderte klimatisierte Räume.Usually become components of communication and information technology data systems like servers in data centers on shelves with a network width of 19 '' (inches), absorbed. 19-inch racks installed. The data centers are separate Air conditioned rooms.

Entsprechende 19''-Racks sind genormt (EIA/ECA 310, IEC 60297 , DIN 41494 ). Hierdurch ist der Einbau beliebiger Geräte möglich, sofern diese den genannten Normen entsprechen. Die Racks werden in Höheneinheiten (HE) unterteilt, wobei eine Höheneinheit 1,75'' (4,45 cm) entspricht. Standard-Racks für Server in Rechenzentren haben üblicherweise eine Nettohöhe von 42 HE, wobei es unterschiedliche Bautiefen gibt.Corresponding 19 "racks are standardized (EIA / ECA 310, IEC 60297 . DIN 41494 ). As a result, the installation of any device is possible, provided that they comply with the standards mentioned. The racks are divided into height units (HU), with a height unit corresponding to 1.75 "(4.45 cm). Standard racks for data center servers typically have a net height of 42U, with different depths.

Die Racks oder Regale weisen typischerweise Frontbefestigungsschienen auf, mit denen Server oder CPU's verbunden und vertikal übereinander in das Rack eingebaut werden.The Racks or shelves typically have front mounting rails on, with which servers or CPU's are connected and vertically one above the other be installed in the rack.

Rechnerräume, in denen entsprechende Racks in Reihen angeordnet werden, werden gekühlt. Hierzu kann der Rechnerraum einen Doppelboden aufweisen, über den gekühlte Luft eingeführt und erwärmte Luft abgeführt wird. Es erfolgt eine Unterteilung in Warm- und Kaltgänge, die zwischen den Reihen der Racks verlaufen, so dass die gekühlte Luft vom Kaltgang durch die Racks hindurchströmt, um über den Warmgang abgezogen zu werden.Computer rooms, in which corresponding racks are arranged in rows cooled. For this purpose, the computer room can be a double floor have introduced over the cooled air and heated air is removed. There is a Subdivision into hot and cold aisles between the rows the racks run so that the cooled air from the cold aisle flows through the racks to pass over the aisle to be deducted.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, in dem Raum Klimatisierungsgeräte einzubauen, die unmittelbar kühlen, ohne dass ein Doppelboden benutzt wird. Diese werden als gesonderte Geräte neben den Racks angeordnet. Entsprechende gesondert aufstellbare und üblicherweise eine geringere Breite als die Gestelle aufweisende Klimatisierungsgeräte werden von der American Power Conversion Corp., West Kingston, USA, angeboten. Durch die Aufstellung der gesonderten Klimatisierungsgeräte wird jedoch die Architektur der Regale gestört. Auch besteht nicht die Möglichkeit, Räume nachträglich mit entsprechenden Geräten zu bestücken, da der erforderliche Platz nicht zur Verfügung steht, es sei denn, dass Regale entfernt werden.It However, it is also possible in the room air conditioning units to install, which cool immediately, without a raised floor is used. These are next to separate devices arranged the racks. Corresponding separately deployable and usually a smaller width than the racks having air conditioning units are sold by American Power Conversion Corp., West Kingston, USA. offered. By installing the separate air conditioning units is However, the architecture of the shelves disturbed. Also exists not the possibility of rooms retrospectively to equip with appropriate equipment, since the required space is not available unless that Shelves are removed.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine problemlose individuelle Anpassung an die auftretende Wärmelast erfolgen kann, insbesondere dass bei Einbau von Servern höherer Leistung weiterhin eine Kühlung möglich ist, ohne dass die Architektur der aus den Gestellen bestehenden Reihe bzw. Reihen verändert werden muss.Of the The present invention is based on the object, an arrangement and to develop a method of the type mentioned at the outset, that a hassle-free customization to the occurring Heat load can be made, in particular that during installation of Higher performance servers continue to provide cooling is possible without the architecture of the racks existing row or rows must be changed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine modular aufgebaute Anordnung der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gelöst, dass das zumindest eine Klimatisierungsgerät in das Gestell mit einem Gehäuse eingebaut ist, dass an die 19''(Zoll)-Technik angepasst ist, dass bei einer einreihigen Anordnung der Gestelle die Zuluftöffnung des Klimatisierungsgerätes mit einem Raum verbunden ist, der eine Seite der Reihe beabstandet umgibt, oder dass bei einer mehrreihigen Anordnung eine Reihe zwischen einem Warm- und einem Kaltgang angeordnet ist und die Abluftöffnung des Klimatisierungsgerätes mit dem Warmgang und die Zuluftöffnung des Klimatisierungsgerätes mit dem Kaltgang verbunden ist.According to the invention the task by a modular arrangement of the aforementioned Art essentially solved by at least that an air conditioning unit in the frame with a housing built-in that is adapted to the 19 '' (inch) technique that in a single-row arrangement of the racks the supply air opening the air conditioning unit is connected to a room, which surrounds one side of the row at a distance, or that at one multi-row arrangement a row between a warm and a Cold aisle is arranged and the exhaust port of the air conditioning unit with the warm aisle and the supply air opening of the air conditioning unit connected to the cold aisle.

Abweichend von den dem Stand der Technik zu entnehmenden Vorschlägen wird in ein Regal ein Klimatisierungsgerät eingebaut, über das eine Kühlung der in den Gestellen, also in der Reihe bzw. Reihen eingebauten elektronischen Einrichtungen wie Servern oder CPU's erfolgt, ohne dass die Gestell-Architektur verändert werden muss. Die Klimatisierungsgeräte sind dabei an die 19''-Technik angepasst, so dass einproblemloses Einbauen möglich ist. Dabei wird insbesondere das Klimatisierungsgerät horizontal verschiebbar von dem Gestell aufgenommen, so dass sich ein slide-in-module ergibt.deviant from the prior art proposals is installed on a shelf an air conditioning unit, via the one cooling in the racks, so in the series or rows of built-in electronic devices such as servers or CPU's done without changing the rack architecture must become. The air conditioning units are to the 19 '' - adapted technology, so that a problem-free installation is possible. In particular, the air conditioning unit is horizontal slidably received by the frame, leaving a slide-in-module results.

Ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das Klimatisierungsgerät in einem Gestell einer Reihe eingebaut wird, die eine von mehreren Reihen und in einem geschlossenen Raum angeordnet ist, der über einen Doppelboden klimatisiert wird, so dass Vorder- und Rückseite der Reihen offen sind und eine Luftdurchströmung über das Klimatisierungsgerät in horizontaler Richtung erfolgt, so besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Klimatisierung von elektronischen Einbauten nur einer Reihe vorzunehmen. Hierzu wird eine Seite der Reihe der Regale eingehaust, also mit einer beabstandet die Seite verschließenden Abdeckung versehen, um über den so gebildeten Zwischenraum zwischen den Regalen der Reihe und der Abdeckung von dem Klimatisierungsgerät stammende Kühlluft durch die Regale der Reihe zu führen. Dabei ist die Abdeckung grundsätzlich an der Frontseite des Regals vorgesehen.It is preferably provided that the air conditioning unit is installed in a rack of a row, which is arranged in a plurality of rows and in a closed space, which is air conditioned via a double bottom, so that the front and back of the rows are open and an air flow over the Air conditioning unit in the horizontal direction, but it is also possible to make the air conditioning of electronic installations only one row. For this purpose, one side of the row of shelves is housed, that is provided with a spaced-apart the side occlusive cover, over the thus formed space between the shelves of the series and the cover originate from the air conditioning unit to guide cooling air through the row shelves. The cover is basically provided on the front side of the shelf.

Durch die erfindungsgemäße Lehre kann folglich eine individuelle Anpassung des Kühlbedarfs von wärmeerzeugenden elektronischen Einrichtungen wie Servern oder CPU's vorgenommen werden, wobei dann, wenn z. B. Server ausgetauscht und durch solche höherer Leistung ersetzt werden, gleichfalls eine Erhöhung der Kühlleistung dadurch erfolgen kann, dass in ein Gestell ein weiteres Kühlgerät eingebaut wird. Hierzu ist es nur er forderlich, dass eine elektronische Einrichtung wie ein Server ausgebaut wird, um in den so gebildeten Freiraum ein Klimatisierungsgerät einzusetzen. Hierdurch wird jedoch die Gesamtrechnerleistung eines entsprechenden Raums dann nicht reduziert, wenn mehrere Server durch solche höherer Leistung ersetzt werden, so dass die Rechnerleistung des Raums erhöht werden kann, ohne die Architektur der Gestelle bzw. Reihen zu ändern, gleichzeitig jedoch die Kühlleistung entsprechend erhöht werden kann.By The teaching of the invention can therefore be a individual adjustment of the cooling requirement of heat-generating electronic devices such as servers or CPU's made be, in which case if z. As exchanged servers and by such higher performance, also an increase The cooling capacity can be done by putting in a rack another cooling unit is installed. For this It is only necessary that an electronic device such as a server is expanded to enter the space thus formed Use air conditioner. This will however the total computer performance of a corresponding room then not reduced if multiple servers by such higher performance be replaced, so that the computing power of the room are increased can change without changing the architecture of the racks or rows, At the same time, however, the cooling capacity increased accordingly can be.

Zwar ist es bekannt, einen Schaltschrank mit einer Klimatisierungseinrichtung zu bestücken. Aufgabe der entsprechenden Klimatisierungseinrichtung ist es jedoch, ausschließlich das ober- bzw. unterhalb des Klimatisierungsgerätes vorhandene eingebaute Gerät zu kühlen. Hierzu ist der Zwischenraum zwischen dem Klimatisierungsgerät und dem angrenzenden Gerät über Bürstenleisten verschlossen ( DE-C-197 57 911 ). Die DE-C-22 35 564 sieht einen Lüftereinschubkasten zum Einschub in Gestelle oder Schränke vor, unter oder über andere in dem Gestell bzw. Schrank angeordnete wärmeerzeugende Bauteileaufgebaut wird. Um die entsprechenden Geräte zu kühlen, wird von dem Lüftereinschub über eine verschwenkbare Wand gezielt Kühlluft in das darüber bzw. darunter befindliche Gerät gelenkt. Folglich werden allein unmittelbar benachbarte Geräte gekühlt und nicht der das Gestell umgebende Raum.Although it is known to equip a cabinet with an air conditioning device. The task of the corresponding air conditioning device, however, is to cool only the built-in device above or below the air-conditioning unit. For this purpose, the space between the air conditioning unit and the adjacent device is closed by brush strips ( DE-C-197 57 911 ). The DE-C-22 35 564 provides a fan tray for insertion into racks or cabinets, under or over other cabinets disposed in the rack or heat generating components. In order to cool the corresponding devices, cooling air is specifically directed by the fan unit via a pivotable wall into the device located above or below it. Consequently, only immediately adjacent devices are cooled and not the space surrounding the frame.

Insbesondere ist vorgesehen, dass in ein Gestell über dessen gesamte Höhe ein oder zwei Klimatisierungsgeräte eingebaut werden, wobei insbesondere ein Klimatisierungsgerät eine Höhe von 20 HE aufweist.Especially is intended that in a frame over its entire Height one or two air conditioning units installed be, in particular, an air conditioning unit a Height of 20U.

Das Klimatisierungsgerät bzw. das Gehäuse selbst kann über Winkelstücke mit dem Gestell verbunden werden. Insbesondere wird das Gehäuse auf einem Schienensystem in 19''-Technik verschiebbar in dem Gestell angeordnet.The Air conditioning unit or the housing itself can over Elbows are connected to the frame. Especially the case is mounted on a 19 "rail system slidably disposed in the frame.

Um Sicherheitsanforderungen zu genügen, sollte das Klimatisierungsgerät zumindest in Bezug auf die Luftförderung redundant aufgebaut sein. Hierzu ist vorgesehen, dass das Klimatisierungsgerät zwei Radiallüfter aufweist, die bei Normalbetrieb jeweils in Teillast arbeiten. Fällt einer der Lüfter aus, so wird der andere Radiallüfter mit höherer Leistung betrieben.Around Safety requirements should be met by the air conditioning unit at least redundant in terms of air transport be. For this purpose, it is provided that the air conditioning unit two Radial fan has, in normal operation in each case in Part load to work. If one of the fans fails, so will the other radial fan with higher power operated.

Um den Installationsaufwand so gering wie möglich zu halten, kann das Klimatisierungsgerät durch Wasserkühlung betrieben werden. Ein Betrieb durch Direktverdampfung ist gleichfalls möglich.Around keep installation costs as low as possible can the air conditioning unit by water cooling operate. Operation by direct evaporation is likewise possible.

Um in hinreichendem Umfang eine Luftkühlung vorzunehmen, sollte in dem Klimatisierungsgerät über dessen Höhe und entlang einer Diagonalen ein Wärmetauscher angeordnet sein. Dieser ist insbesondere zusammen mit dem Lüfter und dem Kühlwasser derart ausgelegt, dass die durchströmende Luft um 15° bis 20° abgekühlt wird.Around should make sufficient air cooling, should in the air conditioning unit over its height and disposed along a diagonal a heat exchanger be. This one is in particular together with the fan and the cooling water designed so that the air flowing through is cooled by 15 ° to 20 °.

Durch die Anordnung des bzw. der Klimatisierungsgeräte in den Gestellen erfolgt eine horizontale Durchströmung, so dass eine gleichmäßige Kühlung der elektronischen Einbauten erfolgt.By the arrangement of the or the air conditioning in the Racks carried a horizontal flow, so that a uniform cooling of the electronic Built-in takes place.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass aus zumindest einem der Regale zumindest eine der elektronischen Einrichtungen ausgebaut wird und sodann in den so zur Verfügung gestellten Freiraum ein Klimatisierungsgerät in 19''(Zoll)-Technik eingebaut wird.One Method of the type mentioned above is characterized by that from at least one of the shelves at least one of the electronic devices is expanded and then in the so provided Free space is a 19 "(inch) air conditioning unit is installed.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das zumindest eine weitere Klimatisierungsgerät in einem Regal einer von mehreren in einem Raum angeordneten Reihen eingebaut wird, die von Warm- und Kaltgängen begrenzt sind, und dass Zuluftöffnung des zumindest einen weiteren Klimatisierungsgerätes mit einem Kaltgang und Abluftöffnung des zumindest einem weiteren Klimatisierungsgerätes mit einem Warmgang verbunden werden.there is provided in particular that the at least one further air conditioning unit on a shelf one of several rows arranged in a room installed, which are limited by hot and cold aisles, and that supply air opening of the at least one further air conditioning device with a cold aisle and exhaust port of at least one further air conditioning unit connected to a warm aisle become.

Die Kühleinheit ist solcherart, dass sie in jedes EIA 310 IT-Gehäuse passt. Die Anmeldung bezieht sich auf das Kühlen von elektronischem Equipment mit Gestelleinschüben – im Folgenden IT-Equipment – mit horizontaler Vor-Rück-Luftströmung in Räumen mit heißer und kalter Ganganordnung. Für Räume, in denen nur eine einzige Gestellreihe möglich ist, ist ein Luftsammelraum vorgesehen, der an die Rückseite des Gestellgehäuses der Kühleinrichtung anschließt und verlängert werden kann, um zur Bereitstellung eines einreihigen Abschirmungssystems die Rückseite von einem oder mehreren Gestellen einzuschließen.The Cooling unit is such that it fits into any EIA 310 IT enclosure fits. The application relates to the cooling of electronic Equipment with racks - in the following IT equipment - with horizontal forward-backward airflow in rooms with hot and cold gear arrangement. For rooms, in which only a single frame row is possible, is provided an air collecting space, which is attached to the back of the Frame housing the cooling device connects and can be extended to provide a Single tier shielding system the back of one or multiple racks.

Die Aggregate werden so platziert, wie es zur Sicherstellung vollständiger Erfassung von beispielsweise IT-Equipmentabluft aus dem heißen Gang und zur Vermeidung von Hitzeausströmung in den Raum in den Reihen erforderlich ist. Die Wärme wird durch einen Wärmetauscher gesogen, d. h., dessen Spule, und bei ungefähr 2°C unter der für in das IT-Equipment einfließende Luft gewünschten Soll-Temperatur in den Kaltluftgang ausgestoßen. Um zu vermeiden, dass Anlagenwartungsingenieure den heißen Gang betreten müssen, soll die Einheit vom kalten Gang aus 100% wartungsfähig sein, so dass unbeabsichtigten, störenden Eingriffen in Data-Kabeltrassen vorgebeugt wird. Das Aggregat kann ausgetauscht werden, ohne dass es eines Abstellens der gekühlten Wasserzufuhr bedarf.The units are placed as required to ensure complete coverage of, for example, IT equipment exhaust from the hot aisle and to prevent heat leakage into the room in the rows. The heat is sucked through a heat exchanger, ie, its coil, and at about 2 ° C below that for in the IT equipment ment flowing in desired setpoint temperature in the cold air passage. To prevent plant maintenance engineers from having to go hot, the unit should be 100% maintainable from the cold aisle to prevent unintentional, disruptive interferences in data cable trays. The unit can be replaced without the need for shutdown of the cooled water supply.

Der Rahmen sollte solcherart sein, dass er zwischen die vertikalen Befestigungsschienen eines standardisierten EIA 310 IT-Schranks passt. Flansche auf dem Rahmen sollen so konfiguriert sein, dass sie mit den Befestigungslöchern auf dem IT-Gehäuse übereinstimmen. Zur einfachen Installierung und Wartungsdemontage des Rahmens soll eine Schnell-Twistlock-Einrastbefestigung eingearbeitet sein. Der Rahmen sollte auf Schienen befestigt sein, so dass der vollständige Rahmen zur Wartung oder zum Austausch aus der Vorderseite des IT-Gestells herausziehbar ist. Die Seitenpanelen des Rahmens sollen leicht entfernbar sein, um auf alle Komponenten von allen Seiten Wartungszugriff zu haben. Ist der Rahmen aus dem Gestell herausgezogen, sollte dieser eine herunterklappbare Stütze beinhalten, um zu verhindern, dass das Gestell nach vorne kippt, je nachdem, wo sich der Schwerpunkt einer vollständig herausgezogenen Einheit befindet.Of the Frame should be such that it is between the vertical mounting rails of a standardized EIA 310 IT cabinet. Flanges on the Frames should be configured to fit with the mounting holes on the IT case. To the simple Installation and maintenance dismounting of the frame is intended to be a quick-twistlock snap-in attachment be incorporated. The frame should be mounted on rails, so that the complete framework for maintenance or replacement from the front of the IT rack is pulled out. The side panels The frame should be easily removable to access all components to have maintenance access from all sides. Is the frame out of the Pulled out frame, this should be a fold-down prop include to prevent the rack from tipping forward, depending on where the focus of a fully extracted Unit is located.

Bevorzugte Rahmenabmessungen sind 20 U Höhe in einer stapelbaren Konfiguration, um eine Kapazität von ca. 40 kW pro Gestell zu ermöglichen. Die abgepackten Abmessungen sollten bei der Planung mitberücksichtigt werden, um eine optimal ausgefüllte Containerladung für den Versand zu gewährleisten. Die Rahmenhöhe kann zur Optimierung von Containerladungsmengen geopfert werden. Die Komponenten sollten derart in dem Rahmen fixiert werden, dass der verpackte Rahmen in vertikaler oder horizontaler Position versandt werden kann. Zwei Einheiten können sich einen Regler und ein Ventil teilen, um als eine Einheit zu funktionieren. Eine Option für einen einzelnen Regler ist zur Benutzung erforderlich, wenn ein einzelner Rahmen für kleinere Ladungen allein verwendet wird.preferred Frame dimensions are 20 U height in a stackable configuration, to allow a capacity of about 40 kW per rack. The packaged dimensions should be taken into account in the planning to provide an optimally filled container load for to ensure the shipment. The frame height can sacrificed to optimize container load volumes. The components should be fixed in the frame so that the packaged Frame in vertical or horizontal position can. Two units can have a regulator and a valve share to function as a unit. An option for a single regulator is required for use when a single frame used for smaller loads alone becomes.

Der gesamte Boden des Rahmens sollte als eine Kondensatablaufwanne eingebaut sein. Für eine optionale Kondensatpumpe im Boden der Kondensatablaufwanne sollten Zwischenräume berücksichtigt werden.Of the entire bottom of the frame should be installed as a condensate drain pan be. For an optional condensate pump in the bottom of the condensate drain pan gaps should be taken into account.

Die Rohrwindung oder Schlange sollte vertikal (nicht geneigt) und auf einer diagonalen Innenseite des Rahmens befindlich sein, um eine größtmögliche Außenfläche zu erhalten. Für eine maximale Außenfläche sollten Umgriffsversorgung und Rückführventile hinter der Windung in Betracht gezogen werden. Rückhohltemperaturen zur Windung können zwischen 28°C und 45°C variieren.The Pipe turn or snake should be vertical (not tilted) and up a diagonal inside of the frame to be a largest possible outer surface to obtain. For a maximum outer surface should handle and return valves be considered behind the winding. Rear hollow temperatures can wind between 28 ° C and 45 ° C vary.

Wird für eine 40 U hohe Kühleinheit bzw. Klimatisierungseinheit nur eine Kühlschlange verwendet, so ist vorgesehen, dass die Schlange horizontal in zwei getrennte Schlangen auf gemeinsamen Verteilern aufgespalten ist, um als eine Kühlschlaufe zu funktionieren. Ziel ist es, den wasserseitigen Druckabfall durch die Windung zu minimieren. Es sollten zwei separate CW-Ventile möglich sein, wobei eines jede Hälfte der Windung speist. Sollte eine Windung versagen, würde die andere bis zur Nennkapazität der verbliebenen Hälfte der Windung volle Entlastung bieten. Beabsichtigt ist es, in einem einzigen Rahmen N + 1-Entlastung zur Verfügung zu stellen.Becomes for a 40 U high cooling unit or air conditioning unit only a cooling coil used, it is provided that the snake horizontally into two separate snakes on common Split manifolds to function as a cooling loop. The aim is to increase the water-side pressure drop through the winding minimize. There should be two separate CW valves possible with each feeding half of the turn. Should one turn would fail, the other up to the nominal capacity of the remaining half of the turn provide full relief. It is intended to provide N + 1 relief in a single framework To make available.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüche, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further Details, advantages and features of the invention do not arise only from the claims, the features to be taken from them - for themselves and / or in combination - but also from the following Description of the drawing to be taken preferred embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Gestell mit einem Server, 1 a rack with a server,

2 das Gestell gemäß 1 in Draufsicht, 2 the frame according to 1 in plan view,

3 das Gestell gemäß 1 mit zwei übereinander angeordneten Klimatisierungs- bzw. Kühleinrichtungen, 3 the frame according to 1 with two superimposed air conditioning or cooling devices,

4 das Gestell gemäß 3 in Rückenansicht, 4 the frame according to 3 in back view,

5 das Gestell gemäß 3 in Draufsicht, 5 the frame according to 3 in plan view,

6 eine erste Ausführungsform eines Rechnerraums und 6 a first embodiment of a computer room and

7 eine zweite Ausführungsform eines Rechnerraums. 7 a second embodiment of a computer room.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Daten- und Verarbeitungsanlagen erläutert, die in Räumen installiert sind, ohne dass die Erfindung eingeschränkt wird. Des Weiteren werden grundsätzlich für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.below the invention will be explained with reference to data and processing plants, which are installed in rooms without the invention is restricted. Furthermore, in principle for same elements used the same reference numerals.

So sind in den 6 und 7 rein beispielhaft Räume 10 dargestellt, in denen in Reihen 12, 14, 16, 18 angeordnete Regale oder Gestelle angeordnet sind, die in der standardisierten 12''-Technik hergestellt wird und in denen wärmeerzeugende elektronische Einrichtungen wie Server oder CPU's eingebaut sind. Beispielhaft sind einige der Regale mit den Bezugszeichen 20, 22, 24, 26 und die elektronischen Einbauten wie Server mit 28 gekennzeichnet.So are in the 6 and 7 purely exemplary spaces 10 shown in rows 12 . 14 . 16 . 18 arranged shelves or racks, which is manufactured in the standardized 12 '' - technology and in which heat generating electronic devices such as servers or CPU's turned are building. By way of example, some of the shelves are denoted by the reference numerals 20 . 22 . 24 . 26 and the electronic internals like server with 28 characterized.

In den Regalen, von denen eines beispielhaft in den 1 bis 5 mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet ist, sind z. B. Server 32 eingebaut. Die Regale sind dabei derart aufgebaut, dass sie eine genormte Nutzbreite von 19'' zur Verfügung stellen, um die Server 32 im Regal bzw. Gestell 30 montieren zu können. Die Gestelle 30 weisen des Weiteren bevorzugterweise eine Nettoraumhöhe von 42 Höheneinheiten auf. Entsprechende Racks 30 sind genormt (EIA 310-E bzw. EIA 310-IT, IEC 60297 , DIN 41494 ). Hierdurch wird der Einbau beliebiger Geräte ermöglicht, sofern diese den diesbezüglichen Normen entsprechen. Die elektronischen Einrichtungen wie der Server 32 können von der Frontseite 34 des Gestells 32 bedient werden. Entsprechende elektronische Einbauten können auch auf horizontal verlaufenden Schienen angeordnet werden, um ein Herausziehen aus dem Gestell 30 zu ermöglichen.On the shelves, one of which is exemplary in the 1 to 5 with the reference number 30 is characterized, for. For example server 32 built-in. The shelves are constructed in such a way that they provide a standard width of 19 "to the servers 32 on the shelf or frame 30 to mount. The racks 30 Furthermore, they preferably have a net room height of 42 height units. Corresponding racks 30 are standardized (EIA 310-E or EIA 310-IT, IEC 60297 . DIN 41494 ). This allows the installation of any device, provided that they comply with the relevant standards. The electronic devices like the server 32 can from the front 34 of the frame 32 to be served. Corresponding electronic fittings can also be arranged on horizontally extending rails to pull out of the frame 30 to enable.

Die Reihen 12, 14, 16, 18 sind folglich aus entsprechenden aneinander gereihten Regalen 20, 22, 24, 26 zusammengesetzt. Um eine Kühlung der in den Reihen 12, 14, 16, 18 vorhandenen elektronischen Geräten zu ermöglichen, ist nach dem Ausführungsbeispiel der 6 und 7 vorgesehen, dass entweder eine Kühlung über einen Doppelboden (Ausführungsbeispiel der 7) oder eine Kühlung über unmittelbar in dem Raum 10 angeordnete Klimatisierungseinrichtungen erfolgt. So können nach dem Ausführungsbeispiel 6 an einer Wand Klimatisierungsgeräte 36, 38 installiert werden, die den Raum 10 unmittelbar kühlen. Dabei strömt gekühlte Luft durch zwischen den Reihen 12, 14 bzw. 16, 18 verlaufende Kaltgänge 40, 42, um nach Durchströmen der Reihen 12, 14, 16, 18, d. h. der Gestelle 20, 22, 24, 26 und damit der elektronischen Einbauten die erwärmte Luft über Warmgänge 46, 48, 50 den Klimatisierungsgeräten 36, 38 wieder zuzuführen.The rows 12 . 14 . 16 . 18 are therefore from corresponding juxtaposed shelves 20 . 22 . 24 . 26 composed. To a cooling of the rows 12 . 14 . 16 . 18 To allow existing electronic devices, according to the embodiment of the 6 and 7 provided that either a cooling via a raised floor (embodiment of the 7 ) or cooling directly in the room 10 arranged air conditioning facilities takes place. Thus, according to the embodiment 6 on a wall air conditioning units 36 . 38 be installed, the the room 10 Cool immediately. Cooled air flows through between the rows 12 . 14 respectively. 16 . 18 running cold aisles 40 . 42 to after flowing through the rows 12 . 14 . 16 . 18 ie the racks 20 . 22 . 24 . 26 and thus the electronic fittings the heated air over hot aisles 46 . 48 . 50 the air conditioning units 36 . 38 feed again.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 sind Zuluftöffnungen von Klimatisierungsgeräten 52, 54, 56 mit einem Zwischenboden verbunden, über den über z. B. Schlitze oder Lamellen 58, 60 gekühlte Luft den Kaltgängen 40, 42 zugeführt wird, von denen die Luft durch die Regale 12, 14, 16, 18 und damit die elektronischen Einbauten hindurch zu den Warmgängen 46, 48, 50 strömt, die sodann von den Klimatisierungsgeräten angesaugt wird. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Warm- und/oder Kaltgänge 40, 42, 46, 48, 50 eingehaust sind. Im Ausführungsbeispiel der 7 sind die Kaltgänge 40, 42 eingebaut.In the embodiment of the 7 are air intake openings of air conditioning units 52 . 54 . 56 connected to an intermediate floor over the z. B. slots or slats 58 . 60 cooled air the cold aisles 40 . 42 is supplied, of which the air through the shelves 12 . 14 . 16 . 18 and thus the electronic fittings through to the hot aisles 46 . 48 . 50 flows, which is then sucked by the air conditioning units. There is the possibility that the hot and / or cold aisles 40 . 42 . 46 . 48 . 50 are housed. In the embodiment of 7 are the cold aisles 40 . 42 built-in.

Sollen elektronische Geräte in den Regalen durch solche höherer Leistung ausgetauscht werden, so ist es erforderlich, dass eine erhöhte Wärmeabfuhr sichergestellt wird, um eine unzulässige Erwärmung zu vermeiden. Um dies zu ermöglichen, ohne die Architektur des Raumes 10, d. h. der Regale 12, 14, 16, 18 zu verändern und ohne dass die Klimatisierungsgeräte 36, 38, 52, 54, 56 auszutauschen sind, was häufig mit erheblichen, insbesondere baulichen Maßnahmen verbunden wäre, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass aus zumindest einem Regal, vorzugsweise mehreren Regalen der Reihen 12, 14, 16, 18 elektronische Einbauten wie Server 22, 32 ausgebaut werden und in zumindest einen, vorzugsweise mehreren, ggfs. allen so geschaffenen Freiräumen als Kühleinrichtungen zu bezeichnende Klimatisierungseinrichtungen 58, 60 eingebaut werden. So ist anhand der 3 bis 5 erkennbar, dass aus dem Gestell 30 der Server 32 ausgebaut und durch zwei übereinander angeordnete Klimatisierungsgeräte ausgetauscht wird, von denen in 3 allein deren Gehäuse 62, 64 dargestellt sind. Die Gehäuse 62, 64 sind auf die 19''-Technik ausgelegt und können über nicht näher gekennzeichnete Winkel mit den Schienen des im 19''-Standard ausgelegten Gestells 30 montiert werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Gehäuse 62, 64 auf horizontal verschiebbaren Schienen befestigt werden, um ein Herausziehen aus dem Gestell 30 zu ermöglichen.If electronic devices on the shelves are to be replaced by such higher power, it is necessary that increased heat dissipation be ensured in order to avoid undue heating. To make this possible without the architecture of the room 10 ie the shelves 12 . 14 . 16 . 18 to change and without the air conditioning equipment 36 . 38 . 52 . 54 . 56 are exchanged, which would often be associated with considerable, in particular structural measures, the invention provides that from at least one shelf, preferably several shelves of the rows 12 . 14 . 16 . 18 electronic installations such as servers 22 . 32 be expanded and in at least one, preferably a plurality, if necessary. All so created free spaces as cooling facilities to be designated air conditioning 58 . 60 to be built in. So is based on the 3 to 5 recognizable from the frame 30 the server 32 expanded and replaced by two superposed air conditioning units, of which in 3 only their case 62 . 64 are shown. The housing 62 . 64 are designed for the 19 '' technology and can have unspecified angles with the rails of the designed in the 19 '' - standard frame 30 to be assembled. In particular, it is provided that the housing 62 . 64 be mounted on horizontally sliding rails to pull out of the rack 30 to enable.

Wie sich aus den Darstellungen der 4 und 5 ergibt, weist jede Kühleinrichtung zwei Lüfter 66, 68 bzw. 70, 72 auf, bei denen es sich um Radiallüfter handeln kann. Durch die zwei Lüfter 66, 68 bzw. 70, 72 pro Kühleinrichtung ergibt sich eine Redundanz. Im Normalbetrieb werden die beiden Lüfter 66, 68 bzw. 70, 72 mit geringer Last betrieben. Sollte einer der Lüfter 66 bzw. 68 bzw. 70 bzw. 72 ausfallen, so wird die Leistung des weiter im Betrieb befindlichen Lüfters 68 bzw. 66 bzw. 72 bzw. 70 entsprechend erhöht.As can be seen from the representations of 4 and 5 results, each cooling device has two fans 66 . 68 respectively. 70 . 72 on, which may be radial fans. Through the two fans 66 . 68 respectively. 70 . 72 per cooling device results in a redundancy. In normal operation, the two fans 66 . 68 respectively. 70 . 72 operated at low load. Should be one of the fans 66 respectively. 68 respectively. 70 respectively. 72 Failure, then the performance of the fan is still in operation 68 respectively. 66 respectively. 72 respectively. 70 increased accordingly.

Bei den Kühleinrichtungen 58, 60 sollte sich insbesondere um wassergekühlte Einrichtungen handeln, wobei der Wärmetauscher 73 (5) über die Höhe des Kühlgerätes 58, 60, also des Gehäuses 62, 64 und entlang der Diagonalen verläuft, um eine große Kühlfläche zur Verfügung zu stellen. Die Abluftöffnung der Kühleinrichtungen 58, 60 ist dem jeweiligen Warmgang 46, 48 zugewandt. Die Zuluftseite, also die Lüfter 66, 68, 70, 72 verlaufen auf der Seite des Kaltgangs 58, 60. Somit ergibt sich eine Luftströmung, die durch die Pfeile 74, 76 rein beispielhaft angegeben ist. Die die elektronischen Einbauten wie die Server 28, 32 durchströmende Luft, d. h. deren Richtung, wird durch die Pfeile 78, 80 symbolisiert.At the cooling facilities 58 . 60 should in particular be water-cooled devices, the heat exchanger 73 ( 5 ) about the height of the refrigerator 58 . 60 , that is the case 62 . 64 and along the diagonal runs to provide a large cooling surface. The exhaust air opening of the cooling devices 58 . 60 is the respective warm aisle 46 . 48 facing. The supply side, so the fan 66 . 68 . 70 . 72 run on the side of the cold aisle 58 . 60 , This results in an air flow through the arrows 74 . 76 is given purely by way of example. The electronic fixtures like the servers 28 . 32 flowing air, ie their direction, is indicated by the arrows 78 . 80 symbolizes.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Architektur des Raumes 10 nicht verändert. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass Gestelle ausgebaut bzw. zusätzliche Gehäuse neben den Gestellen in dem Raum 10 eingebaut werden. Letzteres ist im Übrigen aufgrund der durch die Regale 12, 14, 16, 18 erfolgten Raumausnutzung häufig nicht möglich.By the measures according to the invention is the architecture of the room 10 not changed. In particular, it is not necessary that frames removed or additional housing next to the racks in the room 10 to be built in. The latter, by the way, is due to the shelves 12 . 14 . 16 . 18 Frequently, space utilization was not possible Lich.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre kann die Kühlleistung für den Raum 10 mit der Erhöhung der Leistungen der zum Einsatz gelangenden elektronischen Geräte wie Server mitwachsen. Hierzu ist es nur erforderlich, dass Geräte wie Server geringer Leistung ausgetauscht und durch solche höherer Leistung ersetzt werden, wobei in den Regalen 12, 14, 16, 18 im erforderlichen Umfang Freiräume zu schaffen sind, um in diese sodann Kühleinrichtungen zuvor beschriebener Art in 19''-Technik einbauen zu können.Due to the teaching of the invention, the cooling capacity for the room 10 grow with the increase in performance of the used electronic devices such as servers. This only requires that devices such as low power servers be replaced and replaced with those of higher performance, being on the shelves 12 . 14 . 16 . 18 to create the necessary extent of free space to install in this then cooling devices previously described type in 19 '' - technology.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19757911 C [0012]
- DE 2235564 C [0012]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- IEC 60297 [0003]
- DIN 41494 [0003]
- IEC 60297 [0039]
- DIN 41494 [0039]

Claims

Modular structure for heat-generating electronic devices ( 28 . 32 ) as servers in at least one row ( 12 . 14 . 16 . 18 ) racks ( 20 . 22 . 24 . 26 . 30 ) and at least one air-conditioning device, wherein the racks are formed in 19 "(inch) technology and in the racks at least partially the heat-generating electronic devices are detachably installed, characterized in that the at least one air conditioning unit in the frame with a housing ( 62 . 64 ) that is adapted to the 19 "(inch) technique, that in a single-row arrangement of the racks ( 20 . 22 . 24 . 26 . 30 ) the supply air opening of the air conditioning unit is connected to a room which is one side of the row ( 12 . 14 . 16 . 18 ) spaced surrounds, or that a row between a hot and a cold aisle is arranged in a multi-row arrangement and the exhaust port of the air conditioning unit is connected to the hot aisle and the supply air opening of the air conditioning unit with the cold aisle.

Modular assembly according to claim 1, characterized in that an air conditioning unit or more air conditioning units over the entire height of the frame ( 30 ) are installed.

Modular assembly according to claim 1 or 2, characterized in that in the frame ( 30 ) are installed one above the other two air conditioning units.

Modular structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning unit has a height of 20 U.

Modular assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 62 . 64 ) of the air conditioner via elbows with the frame ( 30 ) connected is.

Modular assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 62 . 64 ) on a 19 "(inch) rail system in the rack ( 30 ) is arranged.

Modular structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning unit in terms of air delivery is constructed redundant.

Modular structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the air-conditioning device has two radial fans ( 66 . 68 . 70 . 72 ) having.

Modular structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning unit operated by water cooling is.

Modular structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning unit operated by direct evaporation is.

Modular assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the air conditioning unit in the longitudinal direction and along a diagonal extending heat exchanger ( 73 ) is arranged.

Modular structure according to at least one of the preceding claims, characterized in that exhaust side opening of the air conditioning unit covered with a filter, preferably in the form of a metal mesh is.

Modular assembly according to claim 1, characterized in that the warm aisle ( 46 . 48 . 50 ) and / or the cold aisle ( 40 . 42 ) are housed.

Method for cooling heat-emitting electrical facilities such as servers that are modular in in at least one row arranged shelves in 19 '' (inch) technique be installed, the environment of the shelf by means of at least one Air conditioning unit is cooled, characterized that from at least one of the shelves at least one of the electronic Facilities will be expanded and then available in the so Free space provided an air conditioning unit in 19 '' (inch) technology is installed.

Method according to claim 14, characterized in that that the at least one further air conditioning unit in a shelf of one of several rows arranged in a room is installed, which are limited by hot and cold aisles, and that supply air opening of the at least one further air conditioning device with a cold aisle and exhaust port of at least one further air conditioning unit connected to a warm aisle becomes.

Method according to claim 14 or 15, characterized that the air conditioning unit operated water cooled becomes.

Method according to at least one of the claims 14 to 16, characterized in that air conditioning unit operated by internal evaporation.

Method according to at least one of the claims che 14 to 17, characterized in that the air conditioning unit is connected to the frame via a rail system in 19 '' (inch) technology.

Method according to at least one of the claims 14 to 18, characterized in that the hot and / or cold aisle is housed.

Method according to at least one of the claims 14 to 19, characterized in that by means of the air conditioning unit a substantially horizontal air flow through the shelf is done.