Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos.

Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos,

que comprende una estructura de soporte (10) portátil, en cuyo interior se dispone de una cámara de recirculación (20) configurada para recibir un flujo de aire de retorno (2) procedente de un espacio interior, a través de una abertura de retorno (21); una unidad de enfriamiento (40) configurada para enfriar un flujo de aire de impulsión (3) procedente de la cámara de recirculación (20); y uno o más ventiladores de impulsión (31) configurados para permitir la circulación del flujo de aire de impulsión (3) a través de la unidad de enfriamiento (40), e impulsarlo hacia el espacio interior a través de una abertura de impulsión (32). Donde la cámara de recirculación (20) se encuentra configurada para recibir directamente un flujo de aire exterior (4) procedente de un espacio exterior, a través de una abertura de aportación (22) libre de conducciones.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un módulo de refrigeración compacto para el acondicionamiento del aire del espacio interior de un centro de procesamiento de datos (CPD), resultando especialmente útil para su aplicación en CPDs de construcción modular.

Antecedentes de la invención

Los centros de procesamientos de datos (CPDs) están formados por grandes salas o edificios, en cuyo interior se concentran un importante número de equipos electrónicos destinados a procesar la información de una determinada compañía u organización.

La creciente demanda de nuevos CPDs, o cada vez con más frecuencia, la ampliación de los ya existentes, ha promovido la aparición de los denominados centros de procesamiento de datos modulares. Su objetivo es facilitar la construcción de los mismos, haciendo que su implantación sea más rápida y optimizando en la medida de lo posible el espacio disponible.

En la actualidad, esta modularidad constructiva no siempre ha ido acompañada de la misma modularidad en la implantación de una de sus infraestructuras básicas de funcionamiento, en concreto, los sistemas de acondicionamiento del aire del espacio interior del CPD, necesarios para absorber el elevado calor que generan los equipos electrónicos instalados en el mismo. Así pues, una vez construido el centro de procesamiento de datos modular, se procede normalmente a la instalación de equipos o sistemas de refrigeración convencionales, que en poco o nada facilitan su montaje, no optimizan el espacio existente y suponen limitaciones de crecimiento importantes en los CPDs existentes.

El documento US2013/0107448A1 muestra un aparato de refrigeración modular para CPDs que trata de resolver algunos de los problemas anteriores. En concreto, dicho documento muestra un aparato de refrigeración portátil que conforma una cara frontal, una cara dorsal y dos caras laterales, delimitadas por una cara inferior en la que se apoya dicho aparato y por una cara superior. Este aparato está especialmente diseñado para quedar alojado entre dos filas de racks y/o armarios especiales con equipos electrónicos, de manera que el calor disipado por éstos es recogido por las caras frontal y dorsal. Una vez dentro, el calor

absorbido pasa a través de una unidad de enfriamiento formada por dos serpentines de enfriamiento dispuestos en V, saliendo el flujo de aire enfriado por la cara superior con la ayuda de unos ventiladores de impulsión. Al mismo tiempo, las caras laterales se encuentran configuradas para recibir un flujo de aire de retorno a través de unas aberturas habilitadas en las mismas, de modo que dicho flujo de retorno entra en dirección paralela a la disposición de la unidad de enfriamiento.

Este tipo de aparatos de refrigeración modular presenta numerosos inconvenientes. Para empezar, su implantación queda reducida a una disposición interior entre racks y/o armarios especiales, hecho que condiciona el diseño de la sala entera para adaptarla al sistema de refrigeración. Por lo que resulta un aparato poco versátil para su uso en ampliaciones o reformas de CPDs existentes, y además limita considerablemente el espacio de mantenimiento útil de dichos racks y/o armarios especiales. Asimismo, tampoco contempla que a través del mismo pueda recogerse directamente un flujo de aire exterior, sino que éste precisa de una instalación adicional, contigua al CPD, cuyo objeto es recoger dicho aire exterior y tratarlo previamente, antes de hacerlo llegar mediante las conducciones oportunas a cada uno de los aparatos instalados en la sala. Aspecto que, al margen de suponer un mayor espacio de implantación, también limita ciertas posibilidades constructivas, como por ejemplo la disposición en altura de CPDs modulares, apilados uno encima de otro.

Otros problemas destacados están más relacionados con la configuración estructural y funcional del propio aparato. En este sentido, la disposición de sus elementos principales con respecto a sus caras hace realmente difícil su mantenimiento. Hecho que, sumado a la disposición interior entre racks y/o armarios especiales previamente comentada, no deja espacio accesible al mismo más allá de su cara superior, en la que se encuentran los ventiladores de impulsión. Asimismo, dicha disposición entre racks y/o armarios especiales condiciona su reducido tamaño, de modo que el aparato no puede integrar todos los elementos esenciales para su correcto funcionamiento, dejando fuera del mismo los equipos hidráulicos y/o refrigerantes, armarios de potencia eléctrica y control, elementos de acondicionamiento de aire auxiliares (sistemas de refrigeración adiabáticos, resistencias eléctricas calefactoras, compuertas de regulación del paso de aire, etc...). Este reducido tamaño del aparato también afecta a su correcto funcionamiento, pues el movimiento de flujos de aire dentro del mismo no resulta el más idóneo, más aún cuando el flujo de aire de retorno entra en dirección paralela a la unidad de enfriamiento. Aspectos que cuestionan el verdadero grado de modularidad de dichos aparatos.

El módulo de refrigeración de la presente invención resuelve los problemas anteriormente expuestos, gracias a una configuración estructural y funcional que permite su fácil montaje y adaptabilidad a todo tipo de posibilidades constructivas. Presentándose como un equipo compacto de refrigeración libre directa, es decir con una aportación directa de aire exterior libre de conducciones, que integra todos los elementos básicos para su correcto funcionamiento, que sólo precisa de su conexión a los circuitos hidráulicos, eléctricos y de control del propio CPD, y que además cuenta con los accesos necesarios para su correcto mantenimiento. Configuración que a su vez permite una disposición interior o exterior en relación al CPD, al lado o encima del mismo, flexible a la disposición de los racks y/o armarios especiales, y que libera sus caras laterales para permitir su montaje modular, resultando especialmente idóneo para su empleo en CPDs modulares.

Descripción de la invención

El módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos de la presente invención comprende una estructura de soporte portátil que conforma una cara frontal, una cara dorsal y dos caras laterales, delimitadas por una cara inferior de apoyo del módulo y por una cara superior, en cuyo interior se dispone de:

una cámara de recirculación configurada para recibir un flujo de aire de retorno procedente de un espacio interior de un centro de procesamiento de datos, a través de una abertura de retorno;

una unidad de enfriamiento configurada para enfriar un flujo de aire de impulsión procedente de la cámara de recirculación; y

uno o más ventiladores de impulsión configurados para permitir la circulación del flujo de aire de impulsión a través de la unidad de enfriamiento, e impulsarlo hacia el espacio interior a través de una abertura de impulsión.

Dicho módulo de refrigeración se caracteriza por que la cámara de recirculación se encuentra configurada para recibir directamente un flujo de aire exterior procedente de un espacio exterior al centro de procesamiento de datos, a través de una abertura de aportación libre de conducciones, es decir, sin que sean precisas otras infraestructuras o conducciones para el aporte de aire exterior. Presentándose como un módulo de refrigeración, de montaje modular, especialmente idóneo para su empleo en CPDs modulares.

Ello permite realizar una refrigeración libre directa (DFC, en su acrónimo inglés) del centro de procesamiento de datos.

Para facilitar el montaje modular del módulo de refrigeración, la abertura de retorno se encuentra dispuesta en una de las caras frontal, inferior o superior. A su vez, la abertura de impulsión se encuentra dispuesta en una de las caras frontal o inferior; mientras que la abertura de aportación se encuentra dispuesta en una de las caras dorsal o superior. De este modo quedan libres las caras laterales, resultando especialmente útiles para permitir el ensamblaje lateral de los módulos, ocupando el mínimo espacio. Asimismo, las caras del módulo de refrigeración integran aberturas, y/o cerramientos formados con los materiales más apropiados para garantizar la adecuada rigidez y estanqueidad del mismo.

Al mismo tiempo, para facilitar la instalación y las posteriores tareas de mantenimiento y uso habitual del módulo de refrigeración, la cara dorsal del mismo, por considerarse la más accesible, concentra la mayoría de conexiones y equipos para su correcto funcionamiento. En este sentido la cara dorsal comprende:

conexiones hidráulicas de la unidad de enfriamiento;

conexiones de potencia eléctrica y control; y

un armario...

1Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos, que comprende una estructura de soporte (10) portátil que conforma una cara frontal (11), una cara dorsal (12) y dos caras laterales (13), delimitadas por una cara inferior (14) de apoyo del módulo (1) y por una cara superior (15), en cuyo interior se dispone de:

una cámara de recirculación (20) configurada para recibir un flujo de aire de retorno (2) procedente de un espacio interior de un centro de procesamiento de datos, a través de una abertura de retorno (21);

una unidad de enfriamiento (40) configurada para enfriar un flujo de aire de impulsión (3) procedente de la cámara de recirculación (20); y

uno o más ventiladores de impulsión (31) con figurados para permitir la cir culación del flujo de aire de impulsión (3) a través de la unidad de enfriamiento (40), e impulsarlo hacia el espacio interior a través de una abertura de impulsión (32);

dicho módulo (1) caracterizado por que la cámara de recirculación (20) se e ncuentra configurada para recibir directamente un flujo d e aire exterior (4) procedente de un espacio exterior al centro de pr ocesamiento de datos, a través de una abertura de aporta ción (22) libre de conducciones.

2.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos según la reivindicación 1 caracterizado por que la abertura de retorno (21) se encuentra disp uesta en un a de las caras fronta I (11) o inferior (14); y po r que la abertura de impulsión (32) se encuentra dispuesta en una de las caras frontal (11) o inferior (14); y por que la abertura de aportación (22) se encuentra dispuesta en la cara dorsal (12); quedando libres las caras laterales (13).

3.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque la cara dorsal (12) comprende un acceso d e mantenimiento (16).

4 - Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por que la cara dorsal (12) comprende conexiones hidráulicas (17) de la unidad de enfriamiento (3).

5.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la cara dorsal (12) comprende conexiones de potencia eléctrica y control (18).

6.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque la cara dorsal (12) comprende un armario de potencia eléctrica y control (19).

7.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que comprende un filtro de aire (23) co nfigurado para recibir el flujo de aire de impulsión (3).

8.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por q ue comprende un sist ema de ref rigeración adiabático auxiliar (24).

9.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos seg ún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado por q ue comprende una resistencia eléctrica calefactora auxiliar (25).

10.- Módulo de refrige ración para centro de procesamiento de datos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado por que comprende una primera comp uerta de regulación (26) del flujo de aire de retorno (2) contigua a la abertura de retorno (21).

11.- Módulo de refrige ración para centro de procesamiento de datos según cualq uiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado por que comprende una segunda compuerta de regulación (27) del flujo de aire de exterior (4) contigua a la abertura de aportación (22).

12.- Módulo de refrige ración para centro de procesamiento de datos según cualq uiera de las reivindicaciones 1 a 11 caracterizado por que la cámara de recircu lación (20) comprende:

una primera cámara (20a) configurada para recibir el flujo de aire de retorno (2); y

una segunda cámara (20b) configurada para recibir el flujo de aire exterior (4);

donde la primera (20a) y la segund a (20b) cámara se encu entran separadas entre sí, para evitar la contaminación cruzada de aire entre el flujo de aire retorno (2) y el flujo de aire exterior (4).

13.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos se gún la reivindicación 12 caracterizado por que la unidad de enfriamiento (40) comprende un intercambiador aire-

aire pasivo que presenta una primera parte inte rcambiadora (40a) dispu esta en la p rimera cámara (20a) y una se gunda parte intercambiadora (40b) dispuesta en la segund a cámara (20b).

14.- Módulo de refrigeración para centro de procesamiento de datos se gún la reivindicación

13 caracterizado por que comprende uno o más ventiladores de aporta ción (33) configurados para permitir la circula ción del flujo de aire exterior (4) a través de la segunda parte intercambiadora (40b) y expulsarlo ha cia el espacio exterior a través de una abertura de extracción (34).

15.- Módulo de refrige ración para centro de procesamiento de datos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 caracterizado por que la unidad de enfriamiento (3) se selecciona entre un ser pentín de e nfriamiento por agua y un serpentí n de enfria miento por gas.