MEJORAS EN LA REFRIGERACION DE UN CENTRO DE DATOS.

Una cabina (30) para alojar una serie vertical de unidades productoras de calor,

comprendiendo la cabina una cámara (70) de equipo y una cámara (38) de unidad refrigerante de equipo separada por una partición vertical (68), comprendiendo dicha cámara (38) de unidad refrigerante de equipo un intercambiador de calor (92) para eliminar calor de un flujo de aire, y estando adaptada dicha cámara (70) de equipo para soportar la serie de tal manera que la serie coopera con la cabina para definir una primera cámara impelente (82) y una segunda cámara impelente (84), teniendo la primera cámara impelente una entrada (88) para recibir un flujo de aire refrigerante desde la cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo en una dirección sustancialmente horizontal y una salida definida por una pluralidad de aberturas a través de la serie, donde la entrada se extiende una distancia vertical que es mayor que una anchura de la cámara del equipo, por lo que la primera cámara impelente se comunica con las aberturas en uso para expulsar sustancialmente todo el flujo de aire refrigerante a través de las aberturas y así a través de la serie, y recibiendo la segunda cámara impelente (84) el flujo de aire que sale de la serie y entregar el flujo de aire a la cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo; caracterizado porque la cabina (30) está configurada de tal manera que el flujo de aire circula en un modelo horizontal dentro de la cabina

Mejoras en la refrigeración de un centro de datos.

Este invento se refiere a la técnica de centros de datos y, en particular, a centros de procesamiento de datos en los que bancos de servidores u otros equipos están alojados en un ambiente protegido. Aspectos específicos del invento se refieren a alojamientos o cabinas para equipos electrónicos para usar tanto en ambientes controlados (por ejemplo salas de datos/ordenadores) como en ambientes no controlados (por ejemplo, oficinas ordinarias, fábricas, lugares externos, etc). Aunque actualmente está destinado para alojar equipos electrónicos, el invento no está limitado a este uso y en cambio puede ser utilizado con respecto a cualquier equipo que requiera refrigeración de aire forzado.

Los centros de datos son instalaciones de negocios importantes que intentan proporcionar ambientes protegidos para alojar equipos electrónicos, tales como ordenadores y sistemas de telecomunicaciones, para un amplio rango de aplicaciones. Para un número en continuo aumento de individuos y negocios que utilizan internet, dando lugar por tanto a instalaciones de electrónica tales como proveedores de servicio de aplicaciones, proveedores de servicios de internet, centros de funcionamiento de red y lugares de alojamiento web y proporcionar conexiones de red, los centros de datos se vuelven más ocupados y más comunes. En particular, el crecimiento de internet ha dado lugar a niveles sin precedentes de computación basada en servidores. Los proveedores han encontrado que muchas de sus infraestructuras de red y aplicaciones web trabajan mejor en servidores especializados.

Aunque este invento se describirá en el contexto de equipos relacionados con internet, hay una necesidad más general para proteger equipos electrónicos sensibles y valiosos. Las referencias a centros de datos en esta memoria descriptiva se han de interpretar por tanto ampliamente para abarcar instalaciones que no necesariamente se refieren a internet, tales como las que se refieren a telecomunicaciones o cualquier otro conjunto de equipo que requiera refrigeración forzada por aire.

Los sistemas de telecomunicaciones y ordenadores son reunidos comúnmente en centros de datos ya que su delicada electrónica requiere protección de peligros en el entorno que los rodea tal como polvo trasmitido por el aire, derrames y fluctuaciones en la temperatura y humedad, además del peligro omnipresente por perturbaciones en la energía tales como cortes de suministro, sobretensiones y picos. También se requieren sistemas de supervisión/supresión de fuego e inundaciones. Es de sentido comercial que estas instalaciones protectoras sean compartidas.

El equipo alojado en centros de datos puede ser muy valioso, pero los datos almacenados por ese equipo es potencialmente de valor mucho mayor, como lo es el tiempo de parada si el equipo falla. Consecuentemente, los operadores de centros de datos asumen una gran responsabilidad para asegurar la protección y funcionamiento continuo sin fallos del equipo que alojan. Se puede esperar que los inquilinos reclamen daños sustanciales si esos objetivos no se cumplen.

En los últimos años, los elementos de equipos electrónicos tales como servidores han disminuido de tamaño en la medida de ser adecuados para el montaje en estantes. Ahora, por tanto, los servidores en un centro de datos están alojados usualmente en cabinas o estantes de equipos de una forma y tamaño generalmente estándar que permite que los servidores y sus equipos de soporte sean alojados de una forma modular e intercambiable. Las cabinas o estantes están apoyadas típicamente en suelos elevados por debajo de la cuales se pueden poner las redes complejas de cables para interconexiones eléctricas tanto para el suministro de energía como la comunicación del sistema a la vez que se permite de acceso para el mantenimiento y cambios de trayecto.

Un estante de equipos es una estructura abierta con un sistema de montantes que tienen agujeros separados en centros modulares establecidos, a los que se hace referencia como separadores de unidad o, para acortar, U's. 1U representa una separación vertical de 44,45 mm (1,75 pulgadas). La anchura entre los montantes (una anchura unitaria de separación) conforma usualmente un estándar de 483 mm (19 pulgadas) o 675 mm (27 pulgadas). El equipo electrónico está fabricado típicamente en forma de chasis para el montaje en estantes de acuerdo con estos módulos estándar, aunque por supuesto son posibles tamaños no estándar para aplicaciones específicas.

Una cabina de equipo es esencialmente un estante como se ha descrito antes pero montado dentro de una cabina. La cabina tiene puertas de acceso delante y detrás para permitir acceso de mantenimiento al equipo dentro y proporciona un grado de seguridad física al equipo. Una denominada típicamente "cabina estándar" tendría una anchura externa de 600 mm ó 800 mm, una profundidad externa de 800 mm ó 900 mm y una altura externa de al menos 2100 mm. Tal cabina sería capaz de acomodar un estante de 42 a 45 unidades 1U y sería denominada cabina 42U ó 45U según sea apropiado.

Unidades montadas dentro de una cabina o estante no necesitan ser necesariamente unidades de servidor: por ejemplo, unidades de suministro de energía ininterrumpida (UPS) se instalan a menudo para mantener y atenuar el suministro de energía a otras unidades.

Las puertas de acceso de una cabina pueden ser sólidas, acristaladas, perforadas o una combinación de estas, y usualmente serán bloqueables por medio de llaves o teclados digitales. También son posibles cierres más sofisticados basados en escáneres tales como lectores de palma o huella digital.

Las cabinas o estantes de equipos están dispuestos típicamente en filas en un denominado espacio técnico en un centro de datos con un espacio de pasillo entre ellas de aproximadamente 1200 mm y a veces tan pequeño como 900 mm. Este espacio de pasillo, también conocido en la técnica como "espacio blanco", permite el acceso al personal técnico para fines de mantenimiento, supervisión, instalación, etc.

Como se ha mencionado antes, algunos centros de datos pueden ser compartidos por varios inquilinos que alojan equipos ahí y así requerir acceso al centro. Aunque esto aumenta la preocupación por la seguridad, estas preocupaciones pueden ser parcialmente superadas con acceso restringido al personal al espacio técnico. Sin embargo, cuanto más accesos tienen lugar, más difícil se hace mantener un ambiente cerrado en el que se pueda controlar la temperatura, humedad y entrada de polvo u otros contaminantes. Por ejemplo, para conseguir una clasificación IP (del inglés Ingress Protection) de entorno limpio bajo estándares británicos y europeos, se requiere un sistema de filtrado cerrado herméticamente que es difícil cuando el sistema cerrado herméticamente es una habitación entera. También, una facilidad para múltiples clientes aumenta también los riesgos de daños accidentales al equipo, tal como daño al impacto o vertido de líquidos.

Los detectores de humo y de fuego y las dotaciones para combatir el fuego son características importantes de los centros de datos. La detección rápida del fuego y los sistemas de eliminación del fuego eficaces son vitales para minimizar el daño de los equipos, la pérdida de datos, el tiempo de parada del sistema y la interrupción del servicio en el caso de un fuego existente o inminente.

Para minimizar el daño de los equipos, muchos usuarios y operarios prefieren los gases inertes a los sistemas rociadores de agua para sofocar fuegos. Sin embargo, en los últimos años, algunos operarios han omitido la protección del gas debido al alto coste de capital del sistema y el elevado coste de recarga del sistema una vez que se ha descargado. Muchos gases también son medioambientalmente poco seguros. En sistemas de centros de datos acondicionados medioambientalmente conocidos, el sistema de agua o gas normalmente descarga en el espacio técnico como un todo, y se debe cerrar la habitación entera, y apagarse los equipos que están dentro de ella, mientras que el servidor particular u otra unidad del equipo que falle se detecta y se elimina.

Los fabricantes de equipos y los estándares de la industria especifican estrechas tolerancias para condiciones ambientales para asegurar el rendimiento óptimo del equipo. Por ejemplo, fluctuaciones relativamente pequeñas pero súbitas en la temperatura recomendada de funcionamiento (por ejemplo a una velocidad de cambio de temperatura tan pequeña como 10ºC por hora) pueden provocar un choque térmico y dañar circuitos delicados. La alta humedad puede...

1. Una cabina (30) para alojar una serie vertical de unidades productoras de calor, comprendiendo la cabina una cámara (70) de equipo y una cámara (38) de unidad refrigerante de equipo separada por una partición vertical (68), comprendiendo dicha cámara (38) de unidad refrigerante de equipo un intercambiador de calor (92) para eliminar calor de un flujo de aire, y estando adaptada dicha cámara (70) de equipo para soportar la serie de tal manera que la serie coopera con la cabina para definir una primera cámara impelente (82) y una segunda cámara impelente (84), teniendo la primera cámara impelente una entrada (88) para recibir un flujo de aire refrigerante desde la cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo en una dirección sustancialmente horizontal y una salida definida por una pluralidad de aberturas a través de la serie, donde la entrada se extiende una distancia vertical que es mayor que una anchura de la cámara del equipo, por lo que la primera cámara impelente se comunica con las aberturas en uso para expulsar sustancialmente todo el flujo de aire refrigerante a través de las aberturas y así a través de la serie, y recibiendo la segunda cámara impelente (84) el flujo de aire que sale de la serie y entregar el flujo de aire a la cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo; caracterizado porque la cabina (30) está configurada de tal manera que el flujo de aire circula en un modelo horizontal dentro de la cabina.

2. La cabina de la reivindicación 1, en la que la entrada se extiende verticalmente la mayoría de una altura de la cabina.

3. La cabina de la reivindicación 1, que tiene una pluralidad de impulsores (94) dispuestos en una serie sustancialmente vertical.

4. Una instalación de un centro de datos, que comprende al menos una cabina (30) como se define en la reivindicación 1, donde al menos una puerta (74, 78) da acceso a la cámara (70) de equipo basado en (1) una compatibilidad ambiental entre regiones dentro y adyacente a un exterior de la cabina, y/o (2) si se cierra un cierre exterior (34).

5. La instalación del centro de datos de la reivindicación 4, en la que se dispone una unidad refrigerante (36) y se configura para controlar la temperatura y/o la humedad del gas entre el cierre exterior (34) y la cabina (30).

6. Un método para enfriar una serie vertical de unidades productoras de calor alojadas en una cabina (30), comprendiendo dicha cabina una cámara (70) de equipo y una cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo que están separadas por una partición vertical (68), comprendiendo dicha cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo un intercambiador de calor (92) y estando adaptada dicha cámara (70) de equipo para soportar dicha serie de tal manera que la serie coopera con la cabina para definir una primera cámara impelente (82), la cual se comunica con una primera pluralidad de aberturas en dicha serie, y una segunda cámara impelente (84) que se comunica con una segunda pluralidad de aberturas a través de la serie, definiendo dicha serie un recorrido de flujo de aire entre dichas primera y segunda pluralidades de aberturas, teniendo dicha primera cámara impelente (82) una entrada (88) para recibir un flujo de aire refrigerante desde la cámara (38) de unidad refrigerante de equipo y teniendo dicha segunda cámara impelente (84) una salida (86) que se comunica con dicha cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo; donde la entrada se extiende una distancia vertical que es mayor que una anchura de la cámara del equipo; caracterizado porque dicho método comprende aire circulante en un modelo horizontal dentro de la cabina, de tal manera que la primera cámara impelente (82) recibe un flujo de aire refrigerante de la cámara (38) de unidad refrigerante de equipo a través de sustancialmente un área entera de dicha entrada (88) sustancialmente de forma horizontal y sale sustancialmente todo dicho flujo de aire refrigerante a través de dicha primera pluralidad de aberturas y así a través de la serie, y dicha segunda cámara impelente recibe dicho flujo de aire que sale de la serie a través de dicha segunda pluralidad de aberturas y entrega dicho flujo de aire en la cámara (38) de unidad refrigeradora de equipo.

7. El método de la reivindicación 6, que comprende dirigir el flujo de aire, a través de la entrada horizontalmente sobre la mayoría de una altura de la cabina.

8. El método de la reivindicación 1, que comprende dar acceso a la cámara (70) de equipo basado en (1) una compatibilidad ambiental entre regiones dentro y adyacente a un exterior de la cabina, y/o (2) si se cierra un cierre exterior (34).

9. El método de la reivindicación 8, que comprende controlar la temperatura y/o la humedad del gas entre el cierre exterior (34) y la cabina (30).