Un centro modular (10, 210) de datos para alojar y refrigerar equipos electrónicos,

el centro de datos comprende: una pluralidad de alojamientos, una primera parte de los alojamientos configurados para contener equipos electrónicos (18, 218) productores de calor y una segunda parte de los alojamientos contienen por lo menos una unidad de refrigeración (16, 216), cada uno de los alojamientos de la primera parte tiene una parte frontal (230, 232) y una parte posterior y están configurados para contener los equipos electrónicos productores de calor de tal manera que se arrastra gas en el equipo desde las partes frontales de los equipos, se calienta por el equipo para convertirse en gas calentado y se expulsa mediante los equipos electrónicos a través de las partes posteriores de los alojamientos; y por lo menos un panel (52, 56, 220, 222) acoplado a una pareja de alojamientos para unir un hueco entre la pareja de alojamientos; en el que los alojamientos y el por lo menos un panel se disponen y acoplan para formar una disposición encerrada lateralmente que encierra lateralmente a una zona caliente (22, 228) y delimita una abertura superior (229) que permite que salga gas verticalmente de la zona caliente; en el que la por lo menos una unidad de refrigeración se configura para arrastrar gas calentado desde la zona caliente a la por lo menos una unidad de refrigeración, enfriar el gas calentado para convertirse en un gas relativamente frío y expulsar el gas calentado desde la por lo menos una unidad de refrigeración a una zona fría que está separada de la zona caliente de los alojamientos; y en el que las partes posteriores de los alojamientos de la primera parte se disponen junto a la zona caliente de tal manera que los equipos generadores de calor, cuando se montan en los alojamientos, expulsarán el gas calentado a la zona caliente

ÁMBITO DE LA INVENCIÓN

Unas realizaciones de la invención se dirigen a la refrigeración de dispositivos montados en bastidores y, más particularmente, a una infraestructura de centro de datos que tiene un sistema de refrigeración. 5

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los equipos de la tecnología de la información y las comunicaciones se diseñan comúnmente para el montaje en bastidores y para alojarse dentro de recintos. Los recintos y bastidores de equipos se utilizan para contener y organizar equipos de tecnología de la información y comunicaciones tales como servidores, CPU, equipos de conectividad de internet y dispositivos de 10 almacenamiento, en pequeños cuartos de cableado, así como salas de equipos y grandes centros de datos. Un bastidor de equipos puede ser una configuración abierta y puede alojarse dentro de un recinto de bastidores. Un bastidor estándar suele incluir rieles de montaje frontal en los que varias unidades de equipos, tales como servidores y CPU, se montan y apilan verticalmente en el bastidor. La capacidad de equipos de un bastidor estándar se relaciona con la altura de los rieles de montaje. La altura se establece 15 con un incremento estándar de 4,5 cm (1,75 pulgadas), que se expresa como unidades "U" o capacidad de altura "U" de un bastidor. Un valor o altura típicos de U de un bastidor es de 42 U. Un bastidor estándar en un momento dado puede estar poco o densamente poblado con una variedad de diferentes componentes, así como con componentes de diferentes fabricantes.

La mayoría de los equipos de tecnología de la información y comunicaciones montados en 20 bastidores consumen energía eléctrica y generan calor. El calor producido por los equipos montados en bastidores puede tener efectos adversos sobre el rendimiento, la fiabilidad y la vida útil de los componentes de los equipos. En particular, los equipos montados en bastidores alojados en un recinto son particularmente vulnerables a la acumulación de calor y los puntos calientes producidos dentro de los límites del recinto durante el funcionamiento. La cantidad de calor generado por un bastidor depende de la 25 cantidad de energía eléctrica consumida por los equipos en el bastidor durante su funcionamiento. La producción de calor de un bastidor puede variar desde unos pocos vatios por unidad U de capacidad de bastidor hasta 500 vatios por unidad U, o incluso más, dependiendo del número y el tipo de componentes montados en el bastidor. Los usuarios de equipos de tecnología de la información y las comunicaciones agregan, quitan y reorganizan los componentes montados en bastidor según cambian sus necesidades y 30 se producen nuevas necesidades. La cantidad de calor que un bastidor o recinto determinados puede generar, por lo tanto, puede variar considerablemente desde unas pocas decenas de vatios hasta cerca de 10.000 vatios o más.

Los equipos montados en bastidores normalmente se refrigeran por sí mismos mediante el arrastre de aire a lo largo de una parte frontal o lateral de entrada de aire de un bastidor o recinto, el 35 arrastre de aire a través de sus componentes y posteriormente la salida del aire por un respiradero posterior o lateral del bastidor o recinto. Las necesidades de flujo de aire para proporcionar suficiente aire para la refrigeración, por lo tanto, pueden variar considerablemente como resultado del número y el tipo de componentes montados en el bastidor y de las configuraciones de los bastidores y los recintos.

Las salas de equipos y centros de datos suelen estar equipados con un sistema 40 refrigeración o acondicionador de aire que suministra y distribuye aire frío a los equipos montados en bastidores y recintos. Muchos sistemas de refrigeración o acondicionamiento de aire, tales como el sistema descrito en la patente de EE.UU. N º 6.494.050, necesitan que una sala de equipos o centro de datos tenga una construcción de suelo elevado para facilitar las funciones de distribución y acondicionamiento de aire del sistema. Estos sistemas suelen utilizar baldosas de suelo abiertas y rejillas 45 de suelo o respiraderos para suministrar aire frío desde el pasaje de aire dispuesto por debajo del suelo elevado de una sala de equipos. Las baldosas de suelo abiertas y rejillas de suelo o respiraderos se encuentran normalmente en frente de los recintos y bastidores de equipos, y a lo largo de pasillos entre las filas de bastidores y recintos dispuestas lado con lado.

Los métodos y sistemas de refrigeración que necesitan una construcción de suelo elevado 50 no suelen cumplir de manera eficiente las necesidades de refrigeración de los equipos montados en bastidor. En particular, los bastidores que incluyen equipos de alta potencia con una salida térmica de escape de aire por encima de 5.000 vatios y hasta 10.000 vatios presentan un desafío particular para tales sistemas y métodos. Una construcción de suelo elevado suele proporcionar una baldosa de suelo abierta o una rejilla de suelo o un respiradero que tiene una zona de ventilación de aproximadamente 30,5 55 por 30,5 cm (12 por 12 pulgadas) y se configura para proporcionar desde aproximadamente 5,7 m3/min (200 pies cúbicos por minuto, pcm) a aproximadamente 14,1 m3/min (500 pcm) de aire fresco. Un bastidor de equipos de alta potencia que arrastra hasta 10.000 vatios o más y que necesita un flujo de aire de

aproximadamente 45,3 m3/min (1.600 pcm), por lo tanto, necesitaría de aproximadamente 3,2 a aproximadamente 8 baldosas de suelo abiertas, rejillas o respiraderos dispuestos alrededor del perímetro del bastidor para suministrar suficiente aire fresco para satisfacer sus necesidades de refrigeración. Tal configuración de suelo sería difícil de conseguir en las salas de equipos abarrotadas de bastidores y recintos, e imposible de implementar si los bastidores y recintos se disponen lado con lado en filas. Los 5 métodos y sistemas de refrigeración de aire que incorporan configuraciones de suelo elevado, por lo tanto, normalmente sólo se utilizan con bastidores y recintos separados para proporcionar suficiente superficie de suelo para dar cabida a varias baldosas de suelo abiertas, rejillas o respiraderos. Para una separación típica de bastidores, esto pone un límite a la densidad de equipos que se puede lograr. Cuando no se usa un suelo elevado, el problema de distribución de aire frío desde uno o más sistemas 10 centralizados acondicionadores de aire es incluso mayor, ya que el aire frío normalmente debe distribuirse a través de una sala que contiene filas de bastidores.

Las salas de equipos y los centros de datos suelen volverse a configurar para cumplir con las nuevas y/o diferentes necesidades de equipos que requieren la reubicación y/o sustitución de bastidores y recintos individuales. En este contexto, los métodos y sistemas de refrigeración de aire de 15 suelo elevado son inflexibles y, normalmente, sólo se pueden volver a configurar y/o adaptar para dar servicio a bastidores de equipos reorganizados, recolocados y/o instalados como nuevos con un coste considerable. Las configuraciones de suelo elevado no pueden dar cabida fácil y económica a la manera en que los usuarios suelen implementar los bastidores de equipos y volver a configurar las salas de equipos y centros de datos para satisfacer sus necesidades nuevas o cambiantes. 20

Además, los métodos y sistemas de refrigeración que requieren la construcción de suelo elevado carecen de flexibilidad física y capacidad de transporte para tener en cuenta en sentido operativo una amplia variación en el consumo de energía eléctrica entre diferentes bastidores y recintos en una sala de equipos, y, en particular, entre bastidores y recintos ubicados en la misma fila. Los métodos y sistemas de refrigeración que dependen de pasadizos de aire de suelo elevado y baldosas de suelo abiertas, 25 rejillas o respiraderos para suministrar aire frío no pueden variar o concentrar con facilidad y económicamente aire fresco en los bastidores de alta potencia que consumen cantidades relativamente grandes de energía eléctrica y tienen una alta producción de escape de aire térmico. Además, los nuevos equipos instalados pueden consumir más energía eléctrica que los equipos sustituidos o existentes y con ello crear zonas termales problemáticas en las salas de equipos en funcionamiento. 30

Además, un problema particular de las soluciones existentes de acondicionamiento de aire es que se pueden desarrollar puntos calientes en una sala debido a la falta de recirculación adecuada del aire de escape desde los bastidores del lado de retorno de un acondicionador de aire de la sala. Esto puede provocar que los bastidores...

1. Un centro modular (10, 210) de datos para alojar y refrigerar equipos electrónicos, el centro de datos comprende:

una pluralidad de alojamientos, una primera parte de los alojamientos configurados para contener equipos electrónicos (18, 218) productores de calor y una segunda parte de los alojamientos 5 contienen por lo menos una unidad de refrigeración (16, 216), cada uno de los alojamientos de la primera parte tiene una parte frontal (230, 232) y una parte posterior y están configurados para contener los equipos electrónicos productores de calor de tal manera que se arrastra gas en el equipo desde las partes frontales de los equipos, se calienta por el equipo para convertirse en gas calentado y se expulsa mediante los equipos electrónicos a través de las partes posteriores de los alojamientos; y 10

por lo menos un panel (52, 56, 220, 222) acoplado a una pareja de alojamientos para unir un hueco entre la pareja de alojamientos;

en el que los alojamientos y el por lo menos un panel se disponen y acoplan para formar una disposición encerrada lateralmente que encierra lateralmente a una zona caliente (22, 228) y delimita una abertura superior (229) que permite que salga gas verticalmente de la zona caliente; 15

en el que la por lo menos una unidad de refrigeración se configura para arrastrar gas calentado desde la zona caliente a la por lo menos una unidad de refrigeración, enfriar el gas calentado para convertirse en un gas relativamente frío y expulsar el gas calentado desde la por lo menos una unidad de refrigeración a una zona fría que está separada de la zona caliente de los alojamientos; y

en el que las partes posteriores de los alojamientos de la primera parte se disponen junto a 20 la zona caliente de tal manera que los equipos generadores de calor, cuando se montan en los alojamientos, expulsarán el gas calentado a la zona caliente.

2. El centro de datos de la reivindicación 1, en el que la por lo menos una unidad de refrigeración se configura para dirigir el gas frío hacia las partes frontales de la primera parte de los alojamientos.

3. El centro de datos de la reivindicación 2, en el que por lo menos una unidad de refrigeración se 25 configura para dirigir el gas frío hacia las partes inferiores de las partes frontales de la primera parte de los alojamientos.

4. El centro de datos de la reivindicación 1, en el que la por lo menos una unidad de refrigeración se configura para enfriar el gas, y expulsar el gas, a aproximadamente 22ºC (72 F).

5. El centro de datos de la reivindicación 1, que comprende además un sistema de alimentación 30 ininterrumpida (12, 212) acoplado a la por lo menos una unidad de refrigeración y configurado para proporcionar alimentación de respaldo a la por lo menos una unidad de refrigeración.

6. El centro de datos de la reivindicación 1, en el que el por lo menos un panel es una puerta configurada para abrirse para proporcionar acceso a la zona caliente y para cerrarse para impedir que el gas caliente de la zona caliente salga del centro de datos lateralmente de la zona caliente a través del 35 hueco.

7. El centro de datos de la reivindicación 1, en el que el por lo menos un panel tiene por lo menos aproximadamente la altura de la más corta de las partes primera y segunda de los alojamientos.

8. El centro de datos de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de alojamientos se disponen en dos filas paralelas (32, 226, 34, 224), y en el que el por lo menos un panel incluye dos puertas dispuestas 40 en extremos opuestos de las filas y acopla las dos filas entre sí en extremos opuestos.

9. Un método para hacer funcionar y refrigerar equipos electrónicos montados en bastidores, el método comprende:

alimentar los equipos electrónicos (18, 218) montados en bastidores para arrastrar gas a los alojamientos que contienen los equipos a través de las partes frontales de los alojamientos, calentar el 45 gas para producir gas calentado y expulsar el gas calentado a la zona caliente (22, 228);

impedir que el gas calentado salga lateralmente de la zona caliente, excepto a un mecanismo de refrigeración (16, 216), utilizando los alojamientos que contienen los equipos y por lo menos un panel (52, 56, 220, 222) acoplado a por lo menos dos de los alojamientos a la vez que se permite que el gas calentado salga hacia arriba de la zona caliente substancialmente sin obstáculos por lo 50 menos hasta que el gas asciende por encima de las partes superiores de los alojamientos;

arrastrar dentro por lo menos algo del gas calentado desde la zona caliente al mecanismo de refrigeración y refrigerar el gas arrastrado para producir gas frío; y

suministrar el gas frío a las partes frontales de los alojamientos.

10. El método de la reivindicación 9, en el que el impedimento incluye inyectar más gas calentado a la zona caliente e impedir el flujo lateral del gas calentado con por lo menos una barrera acoplada entre un 5 hueco entre un par de los alojamientos.

11. El método de la reivindicación 9, en el que el suministro incluye dirigir el gas frío hacia las partes inferiores de las partes frontales de los alojamientos.

12. El método de la reivindicación 10, en el que el suministro incluye dirigir el gas frío hacia las partes inferiores de las partes frontales de los alojamientos. 10