Система охлаждения компьютерного оборудования

Использование: полезная модель относится к системам охлаждения, в частности к воздушному охлаждению информационно-технологического оборудования, размещенного на стойках, за счет циркуляции воздуха через информационно-технологическое и охлаждающее оборудование. Задача: повышение эксплуатационных возможностей охлаждающего оборудования за счет снижения неравномерности поступления воздуха на охлаждаемое и охлаждающее оборудование. Сущность полезной модели: система воздушного охлаждения информационно-технологического оборудования, размещенного в стойках, установленных в помещении на расстоянии от его боковых стенок, содержит экран, отделяющий «холодный» коридор от «горячего», при этом «холодный» коридор с нисходящим потоком приточного воздуха ограничен фронтальной плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, «горячий» коридор с восходящим потоком вытяжного воздуха ограничен задней плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения. В отличие от прототипа в коридорах установлены вентиляторы перемешивания создаваемого системой охлаждения и охлаждаемым оборудованием потоков воздуха внутри коридора. Вентиляторы могут быть установлены внутри воздуховодов. Стойки с оборудованием со стороны «горячего» коридора могут быть снабжены съемными направляющими поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетками. 1 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к системам охлаждения, в частности к охлаждению информационно-технологического (ИТ) оборудования, размещенного в стойках, за счет циркуляции охлаждающего воздуха в замкнутом объеме вдоль стен помещения, в котором оно располагается.

По мере увеличения производительности вычислительных устройств с одновременным возрастанием энергопотребления и уменьшением в размерах, растет тепловая нагрузка на стойку с ИТ-оборудованием. Отвод тепла, в частности, в центрах обработки данных, содержащих, как правило, относительно большое число стоек с ИТ-оборудованием в одном помещении, связан с постоянно возрастающими инвестиционными и эксплуатационными расходами на кондиционирование.

Это электронное оборудование, например серверы, центральные процессоры и т.п., нередко размещают в виде модульной конструкции в стандартном корпусе и монтируют, как правило, друг над другом, а также рядом друг с другом в приборном или сетевом шкафу на вертикальных стойках. Для отвода возникающего тепла эти электронные модули снабжены, по меньшей мере, одним вентилятором, а также воздуховпускными и воздуховыпускными отверстиями, которые могут быть выполнены в боковых стенках или в передней и задней сторонах корпуса. Кроме того, известно использование воздушно-водяных теплообменников для охлаждения закрытых внутренних пространств приборных шкафов.

Так, например, известна система охлаждения для приборных и сетевых шкафов с герметизированным внутренним пространством (п. РФ 2318299, опубл. 27.02.2008 Бюл. 6), в котором электронные модули расположены друг над другом, снабженная замкнутым контуром охлаждающего воздуха для отвода тепла потерь электронных модулей и воздушно-водяным теплообменником для охлаждения нагретого вытяжного воздуха контура охлаждающего воздуха, который расположен в нижней части шкафа и связан с приточным каналом и вытяжным каналом. Вытяжной канал содержит первый участок для восходящего потока вытяжного воздуха и второй участок для нисходящего потока вытяжного воздуха.

Известна система воздушного охлаждения компьютерного оборудования (п. РФ 79366, опубл. 27.12.2008), размещенного в компьютерных стойках, установленных в замкнутом объеме на расстоянии от его боковых стенок, содержит экран, делящий объем на «холодный» и «горячий» коридоры, и установленные в нем вентиляторные модули охлаждения. Система снабжена, по крайней мере, одним клапаном избыточного давления, установленным между «холодным» и «горячим» коридорами в пространстве, свободном от компьютерного оборудования, и ограничивающим перепад давления между «холодным» и «горячим» коридорами заданной величиной.

Основным недостатком аналогов и прототипа является неравномерное поступление приточного холодного воздуха на вход охлаждаемого оборудования и неравномерное поступление вытяжного горячего воздуха к модулям охлаждения, что может привести к выходу из строя как охлаждающего, так и охлаждаемого оборудования.

Задачей полезной модели является повышение эксплуатационных возможностей охлаждающего оборудования за счет снижения неравномерности поступления воздуха на охлаждаемое и охлаждающее оборудование.

Для решения поставленной задачи система воздушного охлаждения ИТ оборудования, размещенного в стойках, образующих непрерывный ряд, установленный в помещении на расстоянии от его стен, содержащая экран, отделяющий «холодный» коридор от «горячего», при этом «холодный» коридор с нисходящим потоком приточного воздуха ограничен фронтальной плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, «горячий» коридор с восходящим потоком вытяжного воздуха ограничен задней плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, дополнена вентиляторами перемешивания создаваемого системой охлаждения и охлаждаемым оборудованием потоков воздуха внутри коридора, не менее чем в одном коридоре. Вентиляторы могут быть установлены не менее чем на одной из торцевых стен одного или двух коридоров. Вентиляторы могут быть установлены внутри воздуховода. На стойках с ИТ оборудованием со стороны «горячего» коридора могут быть установлены съемные направляющие поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетки.

На фиг.1 показана схема системы охлаждения ИТ и вспомогательного оборудования, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2.

ИТ оборудование (на фиг. не показано) размещено на стойках 1, установленных, в свою очередь, в помещении 2. Помещение 2 оборудовано экраном 3, делящим помещение 2 на «холодный» 4 и «горячий» 5 коридоры. В экране 3 имеются отверстия, в которых установлены вентиляторные модули охлаждения 6. В «горячем» коридоре 5 на одной из торцевых стен помещения 2 сверху установлены вентиляторы продольного перемешивания вытяжного воздуха 7, на противоположной стене того же коридора вентиляторы установлены снизу. В «холодном» коридоре 4 аналогичным образом установлены вентиляторы продольного перемешивания вытяжного воздуха 8. Вентиляторы в коридорах установлены в воздуховодах 9. На стойках с ИТ оборудованием со стороны «горячего» коридора установлены съемные направляющие поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетки 10.

Система воздушного охлаждения компьютерного оборудования работает следующим образом.

Вентиляторные модули охлаждения 6 забирают воздух из «горячего» коридора 5 и через окна в экране 3 выбрасывают охлажденный воздух в «холодный» коридор 4. Холодный воздух проходит через ИТ оборудование, размещенное в стойках 1, и вспомогательное оборудование, и, охлаждая его, нагревается. Далее цикл повторяется. Для того чтобы вытяжной горячий воздух равномерно поступал на вентиляторные модули охлаждения 6, воздушные потоки внутри «горячего» коридора 5 перемешиваются при помощи вентиляторов 7. Для обеспечения равномерного поступления приточного холодного воздуха к охлаждаемому оборудованию воздушные потоки внутри «холодного» коридора 4 перемешиваются при помощи вентиляторов 8. Воздух к вентиляторам, расположенным внизу коридора, поступает через воздуховод, причем засасывается в воздуховод из верхней части соответствующего коридора, а выбрасывается в нижнюю. На противоположной стене того же коридора воздух засасывается в воздуховод из нижней части коридора, проходит через воздуховод и выбрасывается вентиляторами в верхней части коридора. При таком расположении вентиляторов обеспечивается циркуляция воздуха в направлении, перпендикулярном направлению циркуляции воздуха, создаваемого охлаждающим и охлаждаемым оборудованием, то есть обеспечивается эффективное перемешивание воздушно-тепловых потоков от разных стоек и вентиляторных модулей охлаждения. Для еще более эффективного перемешивания данных воздушно-тепловых потоков на стойках с ИТ оборудованием со стороны «горячего» коридора установлены съемные направляющие поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетки 10, которые поворачивают выходящий поток в сторону потока, создаваемого вентиляторами, установленными в торце на той же высоте коридора. Перемешивание воздушно-тепловых потоков, создаваемое вентиляторами, установленными в торцах коридоров и направляющими решетками, установленными на стойках, снижает неравномерность охлаждения ИТ оборудования и неравномерность нагрузки на охлаждающее оборудования. При этом, в особенности для энергонасыщенного оборудования и небольшой ширины «холодного» и «горячего» коридоров, существенно снижается риск возникновения локального перегрева и выхода оборудования из строя.

1. Система воздушного охлаждения информационно-технологического оборудования, размещенного в стойках, образующих непрерывный ряд, установленный в помещении на расстоянии от его стен, содержащая экран, отделяющий «холодный» коридор от «горячего», при этом «холодный» коридор с нисходящим потоком приточного воздуха ограничен фронтальной плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, «горячий» коридор с восходящим потоком вытяжного воздуха ограничен задней плоскостью стоек с охлаждаемым оборудованием и боковой стеной помещения, отличающаяся тем, что не менее чем в одном коридоре установлены вентиляторы перемешивания создаваемого системой охлаждения и охлаждаемым оборудованием потоков воздуха внутри коридора.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вентиляторы установлены не менее чем на одной из торцевых стен не менее чем одного коридора.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что вентиляторы установлены внутри воздуховода.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что стойки с оборудованием со стороны «горячего» коридора снабжены съемными, направляющими поток выходящего из охлаждаемого оборудования воздуха решетками.