Procedimiento y dispositivo para reducir el consumo de energía de un centro que consta de unos equipos que consumen mucha energía.

Chimenea de extracción de aire caliente (3), especialmente diseñada para integrarse en un centro (1),

como un centro (1) de tratamiento de datos, que consta de al menos una sala principal (4) en la que se encuentran una multitud de hileras de bastidores (8) en los cuales se instalan una multitud de equipos funcionales (2) que consumen mucha energía, como unos equipos electrónicos, informáticos o de telecomunicaciones, que tiene, por una parte, unos pasos de entrada de aire (9a) situados funcionalmente en el lado de su cara delantera (9) y unos pasos de salida de aire (10a) situados en el lado de su cara trasera (10) y, por otra parte, unos medios (11) de enfriamiento mediante ventilación asociados a los pasos de entrada y de salida (9a, 10a), centro en el cual:

- la disposición de los bastidores (8) y de los equipos funcionales (2) es tal que un par al menos de dos hileras adyacentes (12a, 12b), cuyas caras espalda con espalda de los equipos funcionales (2) son las caras traseras (10), define un pasillo caliente (13) limitado por estas caras traseras (10) y en el que son accesibles los pasos de salida de aire (9b), en el cual el aire está caliente, a una temperatura T3 superior a la temperatura T2 del aire templado que se encuentra en la parte (14) de la sala principal (4) exterior al o a los pasillos calientes (13), y desde la cual son accesibles las caras delanteras (9) y los pasos de entrada de aire (9a);

- se prevén unos medios de acondicionamiento de aire adaptados para procurar a las caras delanteras (9a) de los equipos funcionales (2) aire filtrado cuyo caudal, temperatura T2 y grado higrométrico se mantienen o están comprendidos en los intervalos de caudales, de temperaturas y de grados higrométricos adaptados al funcionamiento óptimo de los equipos funcionales (2);

- el o los pasillos calientes (13) forman parte de una o de varias cámaras de confinamiento de aire caliente (16) aisladas de la parte (14) de la sala principal (4) exterior a esta o estas cámaras de confinamiento (16),

- los medios de los medios de acondicionamiento de aire adaptados para procurar a los equipos funcionales (2) aire cuyo caudal se mantiene en el intervalo de caudales adaptado al funcionamiento óptimo de los equipos funcionales (2) comprenden al menos una sala de mezcla de aire (20) y la combinación de los medios (11) de enfriamiento mediante ventilación de los equipos funcionales (2) y de medios (19) de convección natural que equipan el centro (1), tales que el centro (1) carece de ventiladores de extracción de aire caliente y/o de ventiladores de conducción de aire fresco, distintos de los que están provistos los equipos funcionales (2);

constando la chimenea de:

- un conducto (3a) con longitud y sección adaptadas para maximizar la circulación del aire mediante convección natural;

- una entrada de extracción aguas arriba de aire (17a) adaptada para comunicar con la al menos una cámara de confinamiento (16);

- una salida de descarga aguas abajo (17b) de aire hacia el exterior de la al menos una sala principal (4);

- al menos una válvula de aire caliente (26b, 26a) dispuesta en el conducto (3a) en una ubicación destinada para, una vez instalada la chimenea (3) en su ubicación en el centro (1), encontrarse en la al menos una sala principal (4) o en la al menos una sala de mezcla (20), estando la apertura y el cierre de la válvula de aire caliente (26b, 26a) controlados mediante unos medios de regulación térmica (27a) asociados a unos medios de medición de temperatura del aire (28a) de la sala principal.

Procedimiento y dispositivo para reducir el consumo de energía de un centro que consta de unos equipos que consumen mucha energía Sector de la técnica La invención pretende reducir el consumo de energía de un centro que consta de unos equipos que consumen mucha energía, como unos equipos electrónicos, informáticos o de telecomunicaciones, esto es el consumo de energía vinculado al acondicionamiento de aire que requiere el funcionamiento de un centro de este tipo. Dicho centro es, por ejemplo, un centro de tratamiento de datos (conocido habitualmente con el nombre de centro de datos o data center) . Sin embargo, la invención se aplica a cualquier otro tipo de centro que consta de unos equipos que consumen mucha energía.

De manera más particular, la invención tiene por objeto, en primer lugar, un centro, como un centro de tratamiento de datos, que consta al menos de una sala principal en la que se encuentran una multitud de hileras de bastidores sobre los cuales se instalan una multitud de equipos funcionales que consumen mucha energía que tiene, por una parte, unos pasos de entrada de aire situados funcionalmente en el lado de su cara delantera y unos pasos de salida de aire situados en el lado de su cara trasera y, por otra parte, unos medios de enfriamiento mediante ventilación asociados a los pasos de entrada y de salida de aire. La invención tiene por objeto, en segundo lugar, una chimenea de extracción de aire caliente, especialmente diseñada para integrarse en dicho centro. La invención tiene por objeto, en tercer lugar, un procedimiento de acondicionamiento de aire de dicho centro.

Estado de la técnica Dicho centro de tratamiento de datos ocupa, según su importancia, una o varias salas, e incluso la totalidad de las salas (habitualmente llamadas " salas informáticas ") de un inmueble. Dicha sala (denominada de aquí en adelante y por convención en el marco de la invención " sala principal ") está equipada con una multitud de muebles que forman unos bastidores (habitualmente llamados " bastidores " o " racks ") , sobre los cuales se instalan -apoyados, fijados..., en caso necesario apilados, superpuestos... los armarios de los equipos electrónicos, informáticos o de telecomunicaciones diseñados para el funcionamiento de los diferentes servicios albergados en el centro (dichos equipos que consumen mucha energía se denominan de aquí en adelante y por convención en el marco de la invención " equipos funcionales ") . Estos equipos funcionales constan de numerosas conexiones eléctricas, de telecomunicaciones o de transmisiones de datos diseñadas para asociarse a las conexiones correspondientes previstas en la sala principal. Por ejemplo, en una realización posible, los bastidores están a su vez cableados para permitir el cableado de los equipos funcionales.

Las salas principales permiten alojar un gran número de equipos funcionales en una superficie de suelo dada. En funcionamiento, dichos equipos funcionales generan una cantidad apreciable de calor que se debe evacuar con el fin de que el funcionamiento de los equipos funcionales no se vea afectado. Para ello, dicho equipo funcional está provisto de uno o de varios pasos de entrada de aire de ventilación situados funcionalmente en el lado de una de sus caras -la cara delantera-y de uno o de varios pasos de salida de aire situados en el lado de otra de sus caras, opuesta a la anterior -la cara trasera-. Dicho equipo funcional está provisto, por una parte, de unos medios de enfriamiento mediante ventilación asociados a los pasos de entrada y de salida. Por ejemplo, y sin que esto sea limitativo, dichos medios de enfriamiento incluyen unos ventiladores adaptados, en combinación con los pasos de entrada y de salida de aire, para que pase por el equipo funcional aire de ventilación templado que enfría el equipo funcional, al menos evacua el calor que produce durante su funcionamiento, evacuándose a continuación el aire así calentado.

Tradicionalmente, bastidores como los que se han considerado con anterioridad están en formato 19 chips (pero pueden estar en otro formato) y constan de unas estructuras portadoras, de unos paneles laterales y de unas disposiciones como cajones, correderas, paneles, pasacables, puertas delantera y/o trasera..., adaptadas para permitir la instalación -apoyo, fijación..., apilamiento, superposición... y el cableado de los equipos funcionales. Sin embargo, estos bastidores también pueden ser específicos de un sistema construido por los fabricantes de equipos (grandes servidores, calculadores, unidades de almacenamiento de datos...) y aunque identificados como equipo de tipo " standalone " permanecen en esta aplicación considerada del mismo modo que los bastidores anteriormente mencionados.

Por otra parte, la mayoría de las veces, los bastidores constan de unos pasos de entrada de aire situados funcionalmente en el lado de una de sus caras -la cara delantera-y de unos pasos de salida de aire situados en el lado de su otra cara -la cara trasera-y/o en el lado de su cara superior (a veces llamada " tejado de bastidor ") , en caso necesario con unas puertas delantera y/o trasera. Estos bastidores están dispuestos y estructurados de tal modo que los armarios de los equipos funcionales forman unas pilas simples. Se disponen y ubican para formar unas hileras simples separadas por unos pasillos delanteros y unos pasillos traseros, de tal modo que prepara un acceso para cada armario de equipo funcional.

Dicho acceso es necesario para colocar y retirar, respectivamente, los armarios de los equipos funcionales, así como para las ramificaciones eléctricas e informáticas o de telecomunicaciones, pero también para el ajuste, el control, y por último para la ventilación.

Por otra parte, el centro de tratamiento consta de unos medios de acondicionamiento de aire adaptados para procurar en las caras delanteras de los equipos funcionales aire filtrado cuyo caudal, la temperatura T2 -por ejemplo del orden de 21 º C-y el grado higrométrico se mantienen o están comprendidos en los intervalos de caudales, de temperaturas y de grados higrométricos adaptados para el funcionamiento óptimo de los equipos funcionales.

En determinadas realizaciones, los bastidores se apoyan sobre un falso suelo sobreelevado, que prepara un espacio para el paso y la distribución de los cables eléctricos y electrónicos o de telecomunicaciones, pero también para la circulación y la distribución del aire de ventilación. En otras realizaciones, este espacio de circulación, de distribución y de paso está colocado en la parte superior, en el techo.

Históricamente, los equipos se implantaban en las salas en función de la configuración y de las necesidades, sin preocuparse por el impacto energético. El acondicionamiento de aire de la sala se realizaba la mayoría de las veces por medio de armarios con flujo inverso que toma el aire ambiente y/o en los falsos suelos y que insufla aire fresco en los falsos suelos con sobrepresión. Por medio de unas baldosas perforadas y/o de unas rejillas regulables distribuidas por la sala se disipa el aire fresco por la sala para mantener una temperatura ambiente en las condiciones indicadas previamente.

De ahí en adelante, los equipos se han implantado en hileras, como se ha indicado más arriba, en particular de acuerdo con una estructura repetitiva cara delantera /cara trasera -cara delantera/ cara trasera. El acondicionamiento de aire se realizaba la mayoría de las veces por medio de armarios de flujo inverso como se ha indicado con anterioridad. Esta solución ha encontrado rápidamente sus límites debido a la existencia de puntos calientes, como consecuencia del aumento de la potencia de los centros de tratamiento de datos.

A continuación, los equipos se han implantado espalda con espalda para formar unos pasillos fríos y unos pasillos calientes, desembocando todas las caras delanteras de los equipos de dos hileras a ambos lados de un pasillo frío y desembocando todas las caras traseras de los equipos de dos hileras a ambos lados de un pasillo caliente. Con dicha disposición, se ha podido considerar que ya no era decisivo pretender una temperatura media de 21 º C, sino tener en los pasillos fríos una temperatura mantenida a 21 º C o 22 º C, mientras que se podía aceptar tener en los pasillos calientes una temperatura que puede alcanzar los 35 º C, en función de las características de los equipos instalados.

Se ha propuesto perfeccionar esta disposición confinando los pasillos fríos por medio de puertas dispuestas en los extremos de los pasillos fríos y de una cubierta dispuesta por encima. Esta disposición permite conservar el frío y evitar que se pierda.

Uno de los problemas cruciales de dichos centros es la importancia del consumo energético eléctrico... [Seguir leyendo]

1. Chimenea de extracción de aire caliente (3) , especialmente diseñada para integrarse en un centro (1) , como un centro (1) de tratamiento de datos, que consta de al menos una sala principal (4) en la que se encuentran una multitud de hileras de bastidores (8) en los cuales se instalan una multitud de equipos funcionales (2) que consumen mucha energía, como unos equipos electrónicos, informáticos o de telecomunicaciones, que tiene, por una parte, unos pasos de entrada de aire (9a) situados funcionalmente en el lado de su cara delantera (9) y unos pasos de salida de aire (10a) situados en el lado de su cara trasera (10) y, por otra parte, unos medios (11) de enfriamiento mediante ventilación asociados a los pasos de entrada y de salida (9a, 10a) , centro en el cual:

- la disposición de los bastidores (8) y de los equipos funcionales (2) es tal que un par al menos de dos hileras adyacentes (12a, 12b) , cuyas caras espalda con espalda de los equipos funcionales (2) son las caras traseras (10) , define un pasillo caliente (13) limitado por estas caras traseras (10) y en el que son accesibles los pasos de salida de aire (9b) , en el cual el aire está caliente, a una temperatura T3 superior a la temperatura T2 del aire templado que se encuentra en la parte (14) de la sala principal (4) exterior al o a los pasillos calientes (13) , y desde la cual son accesibles las caras delanteras (9) y los pasos de entrada de aire (9a) ; -se prevén unos medios de acondicionamiento de aire adaptados para procurar a las caras delanteras (9a) de los equipos funcionales (2) aire filtrado cuyo caudal, temperatura T2 y grado higrométrico se mantienen o están comprendidos en los intervalos de caudales, de temperaturas y de grados higrométricos adaptados al funcionamiento óptimo de los equipos funcionales (2) ; -el o los pasillos calientes (13) forman parte de una o de varias cámaras de confinamiento de aire caliente (16) aisladas de la parte (14) de la sala principal (4) exterior a esta o estas cámaras de confinamiento (16) , -los medios de los medios de acondicionamiento de aire adaptados para procurar a los equipos funcionales (2) aire cuyo caudal se mantiene en el intervalo de caudales adaptado al funcionamiento óptimo de los equipos funcionales (2) comprenden al menos una sala de mezcla de aire (20) y la combinación de los medios (11) de enfriamiento mediante ventilación de los equipos funcionales (2) y de medios (19) de convección natural que equipan el centro (1) , tales que el centro (1) carece de ventiladores de extracción de aire caliente y/o de ventiladores de conducción de aire fresco, distintos de los que están provistos los equipos funcionales (2) ; constando la chimenea de: -un conducto (3a) con longitud y sección adaptadas para maximizar la circulación del aire mediante convección natural; -una entrada de extracción aguas arriba de aire (17a) adaptada para comunicar con la al menos una cámara de confinamiento (16) ; -una salida de descarga aguas abajo (17b) de aire hacia el exterior de la al menos una sala principal (4) ; -al menos una válvula de aire caliente (26b, 26a) dispuesta en el conducto (3a) en una ubicación destinada para, una vez instalada la chimenea (3) en su ubicación en el centro (1) , encontrarse en la al menos una sala principal (4) o en la al menos una sala de mezcla (20) , estando la apertura y el cierre de la válvula de aire caliente (26b, 26a) controlados mediante unos medios de regulación térmica (27a) asociados a unos medios de medición de temperatura del aire (28a) de la sala principal.

2. Chimenea de extracción de aire caliente (3) , de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque consta de:

- al menos una válvula de aire caliente (26b) dispuesta en el conducto (3a) en una ubicación diseñada para, una vez instalada la chimenea (3) en su ubicación en el centro (1) , encontrarse en la al menos una sala principal (4) , -y al menos una válvula de aire caliente (26a) dispuesta en el conducto (3a) en una ubicación diseñada para, una vez instalada la chimenea (3) en su ubicación en el centro (1) , encontrarse en la al menos una sala de mezcla (20) .

3. Chimenea de extracción de aire caliente (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el conducto (3a) tiene una sección transversal interior cuya superficie es la más grande hacia la entrada de extracción aguas arriba de aire (17a) y cuya superficie es la más pequeña hacia la salida de descarga aguas abajo (17b) de aire hacia el exterior de la al menos una sala principal (4) .

4. Chimenea de extracción de aire caliente (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque consta, además, de unos medios (39) de fijación a la al menos una cámara de confinamiento

(16) y/o al techo (6) de la al menos una sala principal (4) y/o al suelo (21a) de la al menos una sala de mezcla (20) y/o al techo (21c) de la al menos una sala de mezcla (20) y/o al techo (37b) de la sala caliente de mezcla (34) .

5. Chimenea de extracción de aire caliente (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el conducto (3a) consta de un revestimiento de aislamiento térmico (3b) .

6. Chimenea de extracción de aire caliente (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque consta de dos tramos distintos separados, un tramo aguas arriba (32a) que tiene la entrada de extracción aguas arriba (17a) y una salida intermedia aguas abajo (33a) , y un tramo aguas abajo (32b) que tiene una entrada intermedia aguas arriba (33b) y la salida de descarga aguas abajo (17b) .