APARATO Y MÉTODO PARA REFRIGERAR UN ESPACIO DENTRO DE UNA CENTRALITA DE DATOS MEDIANTE AIRE DE RECIRCULACIÓN.

Una centralita de datos que comprende un espacio (1) acondicionado con respecto a la humedad y la temperatura del aire,

en el que se ha dispuesto un equipo (2) de ICT y/o de telecomunicaciones, y un aparato que refrigera el espacio (1) utilizando aire de recirculación, caracterizado por que el aparato comprende un intercambiador de calor de aire a aire (8) del tipo rotativo, diseñado como una rueda de calor, de tal manera que se suministra aire de recirculación calentado por el equipo, como una primera corriente de aire (10), al intercambiador de calor de aire a aire, y de modo que la primera corriente de aire es enfriada utilizando una segunda corriente de aire independiente (12).

La invención se refiere a un aparato y a un método para refrigerar un espacio dentro de una centralita de datos utilizando aire de recirculación, de tal manera que dicho espacio es acondicionado con respecto a la humedad y la temperatura del aire y dentro de él se ha dispuesto un equipo de ICT y/o de telecomunicaciones.

Las centralitas de datos son generalmente conocidas y, por lo común, comprenden al menos un espacio en el que se ha dispuesto un equipo de ICT y/o de telecomunicaciones, tal como una computadora, un servidor o un equipo de red. Para un funcionamiento adecuado del equipo, son importantes una temperatura y una humedad del aire adecuadas y estables. Una temperatura de funcionamiento adecuada para el dispositivo se encuentra comprendida entre aproximadamente 20ºC y aproximadamente 25ºC, y una humedad adecuada del aire está comprendida entre aproximadamente el 45% y aproximadamente el 55%. A la vista de la producción de calor del equipo de ICT y/o de telecomunicaciones, es deseable refrigerar el espacio con el fin de mantener el espacio a una temperatura y una humedad del aire estables. Una centralita de datos se encuentra, por lo común, en funcionamiento las 24 horas del día, los siete días de la semana, y, por lo tanto, el equipo de ICT y/o de telecomunicaciones debe ser refrigerado de forma prácticamente continua. Los espacios acondicionados dentro de las centralitas de datos son accesibles por las personas y, para este propósito, son ventilados.

Para refrigerar el espacio, este está provisto, habitualmente, de un suelo elevado bajo el cual es impulsada o soplada una corriente de aire frío. A través de unas aberturas existentes en el suelo, la corriente de aire es soplada al interior del espacio. En la parte superior del espacio, la corriente de aire, calentada, es extraída y, tras su enfriamiento, la corriente de aire enfriada es soplada de nuevo bajo el suelo elevado. De esta forma, la corriente de aire se hace recircular al interior del espacio.

La corriente de aire es enfriada por medio de una unidad de enfriamiento, por lo común, una unidad de enfriamiento por compresión en la que se comprime un refrigerante. La corriente de aire calentada cede su calor al refrigerante o a un líquido de enfriamiento que funciona como medio intermedio. Habitualmente, se utiliza agua como medio intermedio para transportar el calor liberado fuera del espacio.

El equipo de ICT y/o de telecomunicaciones se coloca, por lo común, en un armario de sistema. Los armarios de sistema conocidos pueden ser refrigerados de una manera vertical o de una manera horizontal. Con la refrigeración de una manera vertical, un flujo de aire frío es soplado al interior del armario de sistema por el fondo del mismo y, a continuación, por medio de ventiladores, se transporta hacia arriba, a lo largo del recorrido que refrigera el equipo. Una desventaja de ello es que la corriente de aire frío se calienta gradualmente, de tal manera que la corriente de aire en la región superior del armario de sistema está más caliente que la corriente de aire en la región inferior del armario de sistema. Debido a este calentamiento gradual de la corriente de aire dentro del armario de sistema para la refrigeración del equipo, solo puede colocarse dentro del armario de sistema una cantidad limitada de equipo, de tal manera que no es posible utilizar todo el armario de sistema.

Con la refrigeración de una manera horizontal, la corriente de aire enfriada se hace pasar horizontalmente a través del equipo instalado en el armario de sistema, por medio de unos ventiladores del equipo de ICT y/o de telecomunicaciones. La corriente de aire calentada abandona el armario de sistema por la parte trasera. Una desventaja de ello es que la corriente de aire calentada de un armario de sistema puede mezclarse con la corriente de aire enfriada de otro armario de sistema. Otra desventaja de la refrigeración vertical es que el flujo de aire enfriado puede mezclarse con aire calentado sin refrigerar equipo alguno.

La refrigeración mediante la recirculación de aire de un espacio acondicionado con respecto a la humedad y a la temperatura del aire, en el interior de una centralita de datos en la que se ha instalado un equipo de ICT y/o de telecomunicaciones, no se realiza de un modo eficiente de la manera conocida. Habitualmente, la corriente de aire es enfriada hasta una temperatura que es considerablemente más baja que la temperatura de funcionamiento. Por otra parte, se hace uso de unidades de refrigeración relativamente complejas y la refrigeración implica muchas pérdidas. Como consecuencia de ello, se requiere mucha energía y los costes de electricidad de una centralita de datos son elevados. Especialmente en el caso de una centralita de datos de gran tamaño, los costes del consumo de energía, en consecuencia, ascienden a una parte considerable de los costes de funcionamiento totales de la centralita de datos. Puesto que el refrigerante es, típicamente, un agente propelente, en el caso de fuga del refrigerante desde la unidad de refrigeración, el agente propelente puede terminar en la atmósfera, lo que tiene un impacto en el medioambiente. Por otra parte, como consecuencia del uso de agua para disipar el calor liberado desde el espacio, están presentes unos conductos de agua dentro del espacio. Estos pueden empezar a tener fugas y, entonces, constituir un peligro para el equipo de ICT y/o de telecomunicaciones dispuesto dentro del espacio.

El documento US 6.684.853 describe el uso de intercambiadores de calor de aire a aire para la refrigeración por medio de aire de recirculación, de casetas o cabinas, armarios y recintos con equipo que genera calor y que no requiere ventilación, tal como equipo electrónico. Se indica que el intercambiador de calor de aire a aire puede ser, entonces, del tipo de placas o de tubos, y que no se utilizan intercambiadores de calor de tipo rotativo debido a lo difícil que es garantizar que no haya fugas entre las corrientes de aire.

El documento US 2003/005003 describe una centralita de datos de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, en la cual el aire que ha sido calentado por el equipo de la centralita de datos transmite sus calorías a un fluido de refrigeración que circula dentro de conductos. Por otra parte, se describe un sistema de gestión de flujo de aire para una centralita de datos de Internet, mediante el cual se suministra aire de refrigeración frío a los procedimientos de datos que general calor, de forma independiente a través de un corredor frío.

El documento WO 03/073012 describe un aparato de refrigeración para refrigerar un espacio que contiene electrónica que genera calor. El aparato de refrigeración tiene un modo de refrigeración en el que la refrigeración se realiza utilizando aire de recirculación. En este modo, el aire de recirculación es enfriado de una manera convencional por medio de un evaporador.

El documento US 6.004.384 describe un aparato para extraer humedad de una corriente de aire o de gas mediante el uso de una rueda dispuesta de forma rotativa y con un material absorbente de la humedad regenerable.

El documento US 5.649.428 divulga un sistema para enfriar aire de recirculación, que incluye una rueda de calor.

El propósito de la invención consiste en proporcionar un aparato del tipo mencionado en el párrafo inicial de la presente memoria, que, aunque conserve las ventajas antes mencionadas, pueda eludir las desventajas anteriormente referidas.

A tal fin, la invención proporciona una centralita de datos que incluye un aparato para la refrigeración, por medio de aire de recirculación, de un espacio acondicionado con respecto a la humedad y a la temperatura del aire, dentro de una centralita de datos en la que se ha dispuesto un equipo de ICT y/o de telecomunicaciones, de acuerdo con la reivindicación 1.

La invención reivindicada está basada en el hallazgo de que, para la recirculación de aire de refrigeración dentro de una centralita de datos, es específicamente una rueda de calor, esto es, un intercambiador de calor de aire a aire del tipo rotativo, lo que puede emplearse de forma satisfactoria. Precisamente con la rueda de calor, puede conseguirse una gran capacidad de refrigeración para una centralita de datos, al tiempo que, sorprendentemente, no se presentan fugas en absoluto que causen problema alguno para tales aplicaciones.

En ninguna de las referencias se ha mencionado o sugerido la invención reivindicada. Por el contrario, el documento US 6.664.653, en realidad, apunta lejos de esta invención.

Al proporcionar... [Seguir leyendo]

1. Una centralita de datos que comprende un espacio (1) acondicionado con respecto a la humedad y la temperatura del aire, en el que se ha dispuesto un equipo (2) de ICT y/o de telecomunicaciones, y un aparato que refrigera el espacio (1) utilizando aire de recirculación, caracterizado por que el aparato comprende un intercambiador de calor de aire a aire (8) del tipo rotativo, diseñado como una rueda de calor, de tal manera que se suministra aire de recirculación calentado por el equipo, como una primera corriente de aire (10), al intercambiador de calor de aire a aire, y de modo que la primera corriente de aire es enfriada utilizando una segunda corriente de aire independiente (12).

2. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual la primera corriente de aire (9) enfriada por el intercambiador de calor de aire a aire (8) es suministrada al equipo (2) independientemente de la primera corriente de aire (10) calentada por el equipo (2).

3. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la cual la segunda corriente de aire (12) es suministrada desde el exterior del espacio acondicionado (1).

4. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la segunda corriente de aire (12) es aire exterior.

5. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el intercambiador de calor de aire a aire (8) está dispuesto fuera del espacio (1).

6. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el intercambiador de calor de aire a aire está dispuesto fuera de la centralita de datos.

7. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la rueda de calor (8) comprende un cuerpo de intercambio de calor con forma de placa (13) que se desplaza sucesivamente a través de la primera corriente de aire (10) y de la segunda corriente de aire (12).

8. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 8, en la cual el cuerpo de intercambio de calor (13) se extiende a través de una partición o división existente entre dos cámaras, cámaras a cuyo través son guiadas, respectivamente, las primera y segunda corrientes de aire.

9. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la primera corriente de aire, enfriada, es introducida dentro del espacio a través de un suelo (3), y la primera corriente de aire, calentada, (10) es extraída del espacio (1) a través de un techo (7).

10. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la primera corriente de aire, enfriada, (9) se suministra por una parte delantera o frontal (16) del equipo (2), y la primera corriente de aire, calentada, (10) se extrae por una parte posterior o trasera (17) del equipo (2).

11. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la primera corriente de aire, enfriada, (9) se suministra desde una abertura de salida (19), a través de un conducto de suministro (15), de forma independiente de la primera corriente de aire calentada (10), a la parte frontal (16) del equipo (2).

12. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el aparato de enfriamiento está provisto de una abertura de salida (19) y de un conducto de suministro (15) conectado a la misma, el cual suministra la primera corriente de aire enfriada (9), preferiblemente como corriente de aire independiente, al equipo (2) que se ha de refrigerar.

13. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el aparato de enfriamiento está provisto de una abertura de entrada (18) y de un conducto de descarga conectado a la misma, el cual descarga la primera corriente de aire calentada desde el espacio (1) que se ha de refrigerar.

14. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el equipo

(2) se ha dispuesto dentro del espacio, en el interior de la centralita de datos, de tal manera que las partes frontales se encuentran de cara unas a otras.

15. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 14, en la cual las partes frontales (16) del equipo (2) están situadas en un espacio sustancialmente cerrado dentro de la centralita de datos, al cual se suministra la primera corriente de aire enfriada (9).

16. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 15, en la cual la primera corriente de datos calentada

(10) es descargada al exterior del espacio cerrado, por las partes traseras (17) del equipo (2).

17. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el caudal de flujo de la primera corriente de aire (9, 10) es ajustable.

18. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual la temperatura de la primera corriente de aire enfriada (9) es mayor o igual que 20ºC.

19. La centralita de datos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la cual el aparato comprende una refrigeración adicional para suplementar la refrigeración por medio del intercambiador de calor de aire a aire (8).

20. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 19, en la cual la refrigeración adicional comprende un almacenamiento en el suelo.

21. La centralita de datos de acuerdo con la reivindicación 19, en la cual la refrigeración adicional comprende una refrigeración de una manera adiabática.

22. Un método de refrigeración por medio de aire de recirculación, de un espacio (1) acondicionado con respecto a la humedad y la temperatura del aire, contenido dentro de una centralita de datos en la que se ha instalado un equipo de ICT y/o de telecomunicaciones, según el cual una corriente de aire (10) calentada por el equipo (2) es suministrada como una primera corriente de aire (10) a un intercambiador de calor de aire a aire (8) del tipo rotativo, diseñado como rueda de calor, en el cual la primera corriente de aire (9) es enfriada utilizando una segunda corriente de aire independiente (12).

23. Un método de refrigeración de un espacio acondicionado contenido en una centralita de datos, de acuerdo con la reivindicación 22, en el cual, dependiendo de la demanda de refrigeración del equipo (2), se ajusta el caudal de flujo del aire de recirculación.

24. Un método de refrigeración de un espacio acondicionado contenido en una centralita de datos, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21-23, en el cual, dependiendo de la diferencia de temperaturas entre la primera corriente de aire calentada (10) y la segunda corriente de aire (12), se ajusta el caudal de flujo de la segunda corriente.

25. Uso de un intercambiador de calor de aire a aire del tipo rotativo, diseñado como una rueda de calor, para enfriar aire de recirculación de un espacio (1) acondicionado con respecto a la humedad y la temperatura del aire, perteneciente a una centralita de datos en la que se ha dispuesto un equipo (2) de ICT y/o de telecomunicaciones.