Система стеллажей и способ определения климатических условий для такой системы

Система стеллажей и способ определения климатических условий для такой системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе стеллажей, в которую подается охлаждающая среда, например охлажденный воздух. Изобретение, далее, относится к способу определения климатических условий для такой системы стеллажей. Климатические условия системы стеллажей могут, например, определяться в связи с управлением одним или несколькими параметрами в системе стеллажей.

Уровень техники

Электропитаемое оборудование, включая такие электронные приборы, как компьютеры, устройства памяти большой емкости и коммутаторы, часто объединяются в так называемые центры обработки данных. В этих центрах обработки данных общепринятым стало хранение такого рода оборудования на стеллажах. Для облегчения обслуживания таких стеллажей они часто располагаются рядами. Между двумя соседними рядами образуется, таким образом, проход, обеспечивающий возможность доступа обслуживающего персонала к оборудованию с целью его установки, техобслуживания и изъятия.

Большая часть оборудования, помещенного на стеллажах, потребляет достаточно электроэнергии, чтобы нагреть окружающее пространство. Но поскольку часто имеется температурный предел, до которого может эксплуатироваться это оборудование, то необходимо предпринимать меры по удержанию эксплуатационной температуры ниже некоторого критического уровня. Например, многие электроприборы, в частности компьютеры, оснащены вентиляторами или иными внутренними охлаждающими механизмами. Эти механизмы создают поток охлаждающей среды, например окружающего воздуха, сквозь соответствующие приборы для охлаждения внутренних электронных компонентов.

Однако часто, в частности в тех случаях, когда электроприборы расположены на стеллажах вплотную друг к другу, охлаждающего воздействия окружающего воздуха бывает недостаточно. Кроме того, окружающий воздух имеет склонность нагреваться в центрах обработки данных, и этот факт дополнительно снижает эффективность охлаждения. Один из подходов в борьбе с нагревом окружающего воздуха - это установка систем управления климатом в центрах обработки данных. Системы управления климатом выполняются так, чтобы управлять параметрами окружающей среды, например температурой и влажностью воздуха внутри центров обработки данных.

Было замечено, что во многих центрах обработки данных созданный системами управления климатом поток охлажденного и/или осушенного воздуха вокруг стеллажей и в стеллажах более или менее произволен. В результате эффективность охлаждения низка. Другими словами, системы управления климатом потребляют больше электроэнергии, чем в действительности необходимо.

Для увеличения эффективности охлаждения предлагались различные методики концентрации и направления потока охлаждающей среды к стеллажам. Так, в документе US 6672955 B2 описана система управления воздушным потоком, в которой проходы между двумя соседними рядами стеллажей закрыты сверху. Это перекрытие не дает охлаждающей среде, подаваемой сквозь пол прохода, выходить из прохода вверх. Кроме того, предлагается управлять объемом охлаждающей среды, подаваемой в проход через отверстия в полу, при этом статическим давлением в проходе также можно управлять. Другой пример: в документе WO 2006/124240 А2 предложены перегородки и двери, не позволяющие окружающей среде поступать в проход сбоку. Это может предотвратить смешивание окружающей среды с охлаждающей средой (которая и в этом примере подается сквозь пол прохода) и повысить тем самым эффективность охлаждения. Еще один пример: в документе US 2005/0099770 А1 предлагается полностью закрыть проход и подавать охлаждающую среду снаружи через стеллажи. При таком подходе нагретая охлаждающая среда затем собирается в закрытом проходе и легко может быть удалена без смешивания с охлаждающей средой.

Раскрытие изобретения

Существует потребность в усовершенствованной системе стеллажей и в методике определения преобладающих климатических условий в проходе, определенном несколькими рядами стеллажей, образующих систему стеллажей. Далее, существует потребность в эффективном управлении параметрами охлаждающей среды в зависимости от определенных климатических условий.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается система стеллажей, включающая несколько стеллажей, расположенных так, что между ними образуется, по меньшей мере, один проход, причем этот проход уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход, проходит через стеллажи, и систему датчиков, позволяющую сравнивать давление среды внутри и вне прохода. Результат этого сравнения давлений (например, перепад давлений) можно рассматривать как индикатор или показатель климатических условий в системе стеллажей.

Охлаждающая среда может быть газовой средой. К примеру, в этом качестве можно использовать воздух или азот. Однако можно использовать и другие среды, известные специалистам.

В первом варианте осуществления настоящего изобретения стеллажи отвечают соответствующему промышленному стандарту. Один из промышленных стандартов, взятый для примера, определяет ширину стеллажа в 19 дюймов (48,3 см), а высоту стеллажа задает в виде определенного числа заранее заданных единиц высоты, причем одна единица высоты равна 1,75 дюйма (4,4 см). В других вариантах осуществления стеллажи могут иметь размеры, определенные заказчиком. Все стеллажи, составляющие систему стеллажей, могут иметь одну и ту же высоту, ширину и глубину. Каждый из стеллажей может иметь сторону подачи, к которой подается среда, охлаждающая стеллаж, и противолежащую стороне подачи сторону отвода, от которой отводится среда, охлаждающая стеллаж. В одном из вариантов стеллажи расположены так, что их стороны подачи обращены к проходу. Стеллажи, образующие проход, могут быть заключены в один или несколько шкафов.

Система датчиков может включать первичный датчик давления, расположенный внутри прохода, и вторичный датчик давления, расположенный вне прохода. В определенных случаях система датчиков может включать несколько первичных датчиков, расположенных в разных местах внутри прохода, и/или несколько вторичных датчиков, расположенных в разных местах вне прохода.

В трактовке настоящего описания пространство вне прохода может быть связано по жидкотекучей среде с внутренностью прохода. В одном из вариантов эта связь по жидкотекучей среде может составлять часть контура охлаждающей среды. Контур охлаждающей среды может быть замкнутым, чтобы создавался контур циркуляции, а первичный и вторичный датчики могут располагаться в этом контуре циркуляции.

По меньшей мере, часть системы датчиков (например, первичный датчик и/или вторичный датчик) может располагаться у верхнего края прохода. Система датчиков или ее часть может, например, располагаться над стеллажами или над электропитаемым оборудованием, размещенным на стеллажах.

Система может включать управляющий механизм (например, блок управления), приспособленный для управления, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков. Этот, по меньшей мере, один параметр охлаждающей среды, управляемый механизмом управления, может быть выбран из группы, включающей температуру, влажность и расход охлаждающей среды. В некоторых случаях может быть полезно управлять, по меньшей мере, двумя или всеми тремя этими параметрами. Кроме того, один или два из этих параметров могут также управляться независимо от сигнала, выработанного системой датчиков (например, управляться по сигналам, выработанным дополнительным датчиком, не входящим в систему датчиков). Поскольку между температурой и влажностью охлаждающей среды существует физическая связь, управление одним параметром (например, температурой) может в то же время приводить к сопутствующему управлению другим параметром (например, влажностью).

Управляющий механизм может реагировать на результат сравнения давлений (например, на перепад давлений внутри и вне прохода, зарегистрированный системой датчиков). В одном из примеров управляющий механизм приспособлен для того, чтобы, по меньшей мере, поддерживать заранее заданное избыточное давление внутри прохода относительно пространства вне прохода. Так, например, управляющий механизм может работать при заранее заданном избыточном давлении или обеспечивать режим, при котором избыточное давление не опускается ниже установленного предела. Заданное избыточное давление или предельное значение по избыточному давлению может быть выбрано в пределах примерно от 1 до 20 Па (например, в пределах от 2 до 10 Па или примерно равным 5 Па).

Ниже будут более подробно обсуждены различные варианты осуществления и компоненты управляющего механизма для управления одним или несколькими параметрами охлаждающей среды. Например, может быть предусмотрено, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающей среды в проход. Это, по меньшей мере, одно подающее устройство может располагаться в потоке охлаждающей среды выше или ниже по потоку относительно прохода. В варианте расположения выше по потоку подающее устройство будет нагнетать охлаждающую среду в проход, а в варианте расположения ниже по потоку подающее устройство будет отсасывать охлаждающую среду из прохода.

Подающее устройство может быть приспособлено для манипулирования (например, для управления) расходом охлаждающей среды, подаваемой в проход, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков. Далее, подающее устройство может быть приспособлено для манипулирования расходом охлаждающей среды в зависимости от сигналов одного или нескольких дополнительных датчиков, не являющихся датчиками давления системы датчиков (например, датчиков температуры, влажности или расхода). Подающее устройство может, например, включать вентилятор с регулируемой скоростью вращения. Этой скоростью может управлять управляющий механизм по сигналам, выработанным системой датчиков.

Система стеллажей может дополнительно включать, по меньшей мере, один блок управления климатом для манипулирования (например, для управления), по меньшей мере, одним из параметров: температурой и/или влажностью охлаждающей среды, подаваемой в проход. В первом варианте подающее устройство совмещено с блоком управления климатом (например, помещено в одном с ним кожухе). Во втором варианте подающее устройство расположено на удалении от блока управления климатом.

По меньшей мере, один блок управления климатом может быть приспособлен для управления, по меньшей мере, одним из параметров: температурой и/или влажностью охлаждающей среды, в зависимости от сигнала, выработанного системой датчиков. Дополнительно - или в качестве альтернативы - такое изменение или управление может осуществляться на основе сигналов, выработанных одним или несколькими дополнительными датчиками, не являющимися датчиками давления системы датчиков (например, датчиками температуры, влажности или расхода).

Как отмечалось выше, в дополнение к системе датчиков, выполненной для сравнения давления среды внутри и вне прохода, может быть предусмотрен, по меньшей мере, еще один датчик. Соответственно, по меньшей мере, один из узлов: механизм управления, подающее устройство и блок управления климатом - может дополнительно или альтернативно управляться в зависимости от сигнала, выработанного дополнительным датчиком. Дополнительный датчик может располагаться на расстоянии от системы датчиков. В одном из вариантов дополнительный датчик расположен далеко от группы стеллажей. Например, дополнительный датчик может быть расположен вблизи от блока управления климатом и/или подающего устройства. В этом случае дополнительный датчик может быть выполнен для определения параметров среды до того, как среда поступает в блок управления климатом и/или подающее устройство.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система датчиков включает несколько первичных датчиков и/или несколько вторичных датчиков, а также главный блок управления, соединенный, по меньшей мере, с одним из нескольких первичных датчиков и нескольких вторичных датчиков. Главный блок управления выполнен так, чтобы управлять, по меньшей мере, одним из узлов: подающим устройством (например, по сигналам нескольких первичных и вторичных датчиков) и/или блоком управления климатом (например, по сигналам нескольких первичных и вторичных датчиков).

В случае когда предусмотрено несколько первичных и вторичных датчиков, к каждому проходу могут привязываться некоторые первичные и вторичные датчики. Кроме того, в случае, когда несколько стеллажей располагаются, образуя несколько проходов, к каждому проходу может привязываться, по меньшей мере, один первичный и один вторичный датчик. При таких исполнениях управляющее действие главного блока управления может осуществляться по сигналу пары датчиков - первичного и вторичного, - чувствующей наименее благоприятное климатическое условие (например, перепад давлений).

Каждый из узлов: по меньшей мере, один блок управления климатом и, по меньшей мере, одно подающее устройство - может включать подчиненный блок управления, соединенный с главным блоком управления. Подчиненный блок управления может быть приспособлен для связи с главным блоком управления и для приема управляющих команд от главного блока управления. В одном из вариантов осуществления подчиненные блоки управления выполнены для управления, по меньшей мере, одним из параметров: температурой охлаждающей среды (через посредство, по меньшей мере, одного блока управления климатом) и расходом охлаждающей среды (через посредство, по меньшей мере, одного подающего устройства).

Проход, далее, может включать, по меньшей мере, одно продувочное отверстие, позволяющее выдуть охлаждающую среду из прохода (и, опционно, впустить окружающую среду в проход). Система датчиков может быть расположена в непосредственной близости от продувочного отверстия или на расстоянии от него (например, на расстоянии от него в контуре циркуляции охлаждающей среды). В общем случае продувочное отверстие может располагаться в произвольной позиции относительно прохода. Например, продувочное отверстие может располагаться у верхнего края прохода, у его нижнего края или где-то в промежутке между верхом и низом прохода. Продувочное отверстие может располагаться напротив того места, в котором охлаждающая среда подается в проход. Если, к примеру, охлаждающая среда подается в проход снизу, продувочное отверстие может располагаться у верхнего края прохода, и наоборот.

В определенных ситуациях продувочное отверстие может быть такого размера, чтобы предотвратить накопление нагретой охлаждающей среды у верхнего края прохода (т.е. позволить нагретой охлаждающей среде выйти из прохода через продувочное отверстие). Далее, по меньшей мере, один из блоков управления климатом и, по меньшей мере, одно подающее устройство может управляться в зависимости от направления потока среды через продувочное отверстие. Такое управление основано на понимании того, что в определенных ситуациях (и в зависимости от размера и расположения продувочного отверстия) направление потока среды через продувочное отверстие можно рассматривать как индикатор или показатель климатических условий в системе стеллажей.

Система, далее, может включать элемент крыши, уплотняющий проход в его верхней краевой части. Элемент крыши может быть прозрачным, чтобы свет наружного освещения мог проникать в проход. Кроме того, элемент крыши может включать распорные элементы, непроницаемые для среды, или может отделяться такими элементами от стеллажей. В одном из вариантов осуществления, по меньшей мере, одно продувочное отверстие размещено в, по меньшей мере, одном из распорных элементов или элементе крыши.

Система, далее, может включать один или несколько концевых элементов, уплотняющих проход на одном или нескольких его боковых концах. Один или несколько боковых концов прохода могут также закрываться стеллажами. Концевые элементы могут включать двери, чтобы обслуживающий персонал мог входить в проход и выходить из него. Двери могут быть изготовлены из прозрачного или непрозрачного материала и выполнены в виде навесных или сдвижных дверей. В одном из вариантов осуществления двери навесные, раскрываемые на угол до 180°, чтобы обеспечить аварийный выход для обслуживающего персонала.

В другом варианте осуществления система включает одну или несколько решеток для подачи охлаждающей среды в проход. Эти решетки могут, например, располагаться у верхнего края (например, в элементе крыши прохода), если охлаждающая среда подается сверху, или в полу прохода, если охлаждающая среда подается снизу. Для увеличения проницаемости каждой из решеток для охлаждающей среды, по меньшей мере, 70%, а предпочтительно - более 80% (например, 90%) площади решетки проницаемо для охлаждающей среды. В одном из вариантов решетка расположена в полу прохода и выполнена так, что обслуживающий персонал может ходить по ней.

Система может также включать канал, выполненный для подачи охлаждающей среды в проход. Канал может располагаться по существу над или под стеллажами. Канал может определяться нижней и верхней плоскостями, причем верхняя плоскость определяет пол, на котором размещены стеллажи. Расстояние между нижней и верхней плоскостями может быть, например, в диапазоне от 150 мм до 1200 мм.

Часть пространства между нижней и верхней плоскостями канала может быть занята коммуникациями, включая электропроводку и линии связи (например, проводные или волоконно-оптические), а также линиями подачи и отвода текучих сред, таких как жидкости или газы. Поблизости от стеллажей коммуникации могут выходить сквозь верхнюю плоскость в стеллажи и/или в проход. Места, в которых коммуникации проходят сквозь верхнюю плоскость, могут быть уплотнены с использованием, например, щеточных полос или аналогичных средств.

Канал может быть частью контура циркуляции среды. Например, канал может пролегать между, по меньшей мере, одним блоком управления климатом и/или, по меньшей мере, одним подающим устройством, с одной стороны, и проходом - с другой. В зависимости от того, подается ли охлаждающая среда в проход сверху или снизу, канал может проходить (по крайней мере, частично) либо над проходом, либо под ним. Кроме того, канал может быть выполнен так, чтобы охлаждающая среда подавалась одновременно в несколько проходов.

Каждый из стеллажей может включать одно или несколько установочных пространств для приема полезной нагрузки. Установочные пространства, не занятые полезной нагрузкой, могут быть уплотнены (например, панелями-заглушками) для предотвращения значительного притока окружающей среды в проход и/или значительной утечки охлаждающей среды из прохода. Следует отметить, что, как правило, не требуется стопроцентного уплотнения, но любые утечки обычно снижают общую эффективность охлаждения системы.

Полезная нагрузка, размещенная в установочных пространствах, может включать электропитаемое оборудование. Такое оборудование может включать компьютеры (например, серверы), устройства памяти большой емкости, блоки центральных процессоров, сетевые элементы, такие, например, как коммутаторы, расширители, маршрутизаторы и т.д. Полезная нагрузка, и в частности электропитаемое оборудование, может включать собственное устройство подачи среды (например, внутренний вентилятор) для подачи охлаждающей среды со стороны подачи к стороне отвода стеллажа. В одном из вариантов вся полезная нагрузка внутри стеллажа располагается так, что стороны подачи собственных устройств подачи среды соответствуют стороне подачи стеллажа, а стороны отвода собственных устройств подачи среды соответствуют стороне отвода стеллажа.

Каждая единица оборудования полезной нагрузки может включать контроллер для управления собственным устройством подачи среды (например, на основе таких параметров полезной нагрузки, как замеры датчиков или зарегистрированное состояние полезной нагрузки). Каждая единица оборудования полезной нагрузки может дополнительно включать механизм связи с другими приборами для обмена информацией о внутреннем состоянии оборудования, а также о работе и текущей рабочей точке собственного устройства подачи среды. Эти другие приборы могут включать главный блок управления, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающей среды в проход и, по меньшей мере, один блок управления климатом.

Система, далее, может включать кожух, в который заключается проход. Этот кожух может быть приспособлен для создания закрытого контура циркуляции охлаждающей среды. Кожух может включать пол, потолок и стены помещения центра обработки данных. В одном из вариантов осуществления внутри или вблизи кожуха располагаются, по меньшей мере, одно подающее устройство и/или, по меньшей мере, один блок управления климатом. Разумеется, блок управления климатом может также располагаться вне кожуха. В этом случае могут быть предусмотрены дополнительные каналы, обеспечивающие поток окружающей среды из кожуха к блоку управления климатом и обратный поток охлаждающей среды (например, охлажденной окружающей среды). Подобно блоку управления климатом, по меньшей мере, одно подающее устройство для подачи охлаждающей среды в проход также может располагаться как внутри, так и вне кожуха.

Блок управления климатом может запитываться окружающей средой (включая, в случае замкнутого контура циркуляции, нагревшуюся охлаждающую среду, выходящую из стеллажей), осуществлять управление климатом окружающей среды, с тем чтобы превратить окружающую среду в охлаждающую среду и затем подать эту охлаждающую среду (с помощью, по меньшей мере, одного подающего устройства) по каналу в проход. В этом случае может быть создан замкнутый контур циркуляции.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ определения климатических условий для системы стеллажей, включающей несколько стеллажей, расположенных так, что между ними образуется проход. Способ включает подачу охлаждающей среды в проход, причем проход уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход, идет к стеллажам, и сравнение давления среды внутри и вне прохода для определения климатических условий. Результат этого сравнения давлений (например, перепад давлений) можно рассматривать как индикатор или показатель климатических условий, существующих в системе стеллажей.

Способ может, далее, включать управление, по меньшей мере, одним параметром охлаждающей среды, подаваемой в проход, в зависимости от результата этого сравнения. Этот, по меньшей мере, один параметр может быть выбран из группы, включающей температуру, влажность и расход охлаждающей среды. В одном из вариантов управление расходом осуществляется таким образом, что, по меньшей мере, поддерживается (т.е. не превышается и/или не занижается) заранее заданный перепад давлений в проходе.

Краткое описание графических материалов

Ниже дальнейшие преимущества и детали настоящего изобретения обсуждаются со ссылкой на сопроводительные фигуры, на которых представлены:

на ФИГ.1 представлена аксонометрическая проекция варианта осуществления системы стеллажей;

на ФИГ.2 представлен вариант осуществления расположения элементов управления системы стеллажей;

на ФИГ.3 представлена блок-схема первого варианта осуществления способа;

на ФИГ.4 представлена блок-схема второго варианта осуществления способа;

на ФИГ.5 показан вид сверху центра обработки данных, включающего многопроходную систему стеллажей;

на ФИГ.6а и 6b показаны два примера серверных стеллажей, которые могут быть использованы для реализации одного из вариантов осуществления системы стеллажей;

на ФИГ.7 приведена фотография прохода, показывающая решетку пола и два ряда параллельных стеллажей;

на ФИГ.8 показано расположение системы стеллажей без разделения холодного и теплого проходов; и

на ФИГ.9 показано расположение другой системы стеллажей с разделением холодного и теплого проходов.

Осуществление изобретения

На ФИГ.1 представлена аксонометрическая проекция варианта осуществления стеллажной системы 100. Стеллажная система 100 размещена в помещении (не показано) центра обработки данных, который может, кроме нее, включать дополнительные системы стеллажей.

Стеллажная система 100 включает несколько отдельных стеллажей 105. Эти стеллажи 105 расположены «лицом к лицу» в двух параллельных рядах 110, 115 так, что между ними образуется проход 120. В варианте осуществления, показанном на ФИГ.1, каждый ряд 110, 115 стеллажей 105 дополнительно заключен в соответственный шкаф 125, 130.

Отдельные стеллажи 105 определяют установочные пространства для электропитаемого оборудования (не показано). В данном варианте осуществления электропитаемое оборудование включает серверы и устройства памяти большой емкости с внутренними собственными устройствами подачи среды (например, вентиляторами) для подачи охлаждающей среды сквозь их каркасы. Электропитаемое оборудование размещено в стеллажах 105 таким образом, что сторона подачи среды каждого блока электропитаемого оборудования обращена к проходу 120, а сторона отвода среды обращена в противоположную сторону. Стороны подачи среды и стороны отвода среды электропитаемого оборудования определяют, таким образом, стороны подачи среды и стороны отвода среды отдельных стеллажей 105.

Как показано на ФИГ.1, проход 120 уплотнен таким образом, что по существу вся охлаждающая среда, поданная в проход 120, проходит через стеллажи 105. Другими словами, по существу предотвращен выход охлаждающей среды из прохода 120 в иных направлениях, кроме как через стеллажи 105. Части стеллажей, не занятые требующим охлаждения электропитаемым оборудованием, могут быть уплотнены с использованием, например, панелей-заглушек. В этом отношении следует отметить, что не требуется полного уплотнения прохода 120 (да оно и технически невозможно при технически разумных усилиях). Другими словами, определенные утечки охлаждающей среды во многих случаях терпимы - до тех пор, пока эти утечки не приводят к значительному снижению эффективности охлаждения.

В варианте осуществления, показанном на ФИГ.1, предусмотрено несколько уплотнительных элементов для закрытия прохода 120 в тех частях прохода, которые не ограничены стеллажными шкафами 125, 130, заключающими в себе стеллажи 105. Конкретно, элемент крыши 135 уплотняет проход 120 с его верхнего края. Элемент крыши 135 изготовлен из прозрачного материала, например из акрилового стекла, пропускающего свет освещения центра обработки данных в проход 120. Элемент крыши 135 включает боковые распорные элементы 140, 145, так что плоскость, определяемая этим элементом крыши 135, отделена от плоскости, определяемой верхними поверхностями двух шкафов 125, 130.

Уплотняющие элементы, закрывающие проход 120, дополнительно включают два боковых концевых элемента 150, 155. Эти концевые элементы 150, 155 выполнены в виде навесных дверей, позволяющих обслуживающему персоналу входить в проход 120 и выходить из него. Следует отметить, что один из боковых концевых элементов 150, 155 может быть заменен шкафом, вмещающим один или несколько дополнительных стеллажей 105. Кроме того, могут использоваться и альтернативные конструкции дверей, например сдвижные двери.

Охлаждающая среда, например воздух, подается в проход 120 через пол прохода, т.е. снизу. Для этого предусмотрена приподнятая система пола 160. Эта приподнятая система пола 160 определяет канал 165 между нижней плоскостью 170 и верхней плоскостью 175 приподнятой системы пола 160. Как показано на ФИГ.1, стеллажные шкафы 125, 130 и определяемый ими проход 120 между ними расположены на верхней плоскости 175.

Эта верхняя плоскость 175 приподнятой системы пола 160 включает несколько отверстий (не показаны на ФИГ.1) для соединения по жидкотекучей среде прохода 120 с каналом 165. Таким образом, охлаждающая среда, поданная в канал 165, как показано стрелками 180, может войти в проход 120 через его пол. Благодаря уплотняющим элементам, закрывающим проход 120, охлаждающая среда, входящая в проход 120, может выйти из прохода 120 только через стеллажи 105, как показано стрелками 185. Конкретно, собственные устройства подачи среды электропитаемого оборудования, помещенного в установочных пространствах стеллажей 105, подают или нагнетают входящую в проход 120 охлаждающую среду через стеллажи 105. Проведенная таким образом через стеллажи 105 охлаждающая среда нагревается теплом, рассеянным электропитаемым оборудованием, и выходит из стеллажей 105, как показано стрелками 190.

Контур нагретой охлаждающей среды, выходящей из стеллажей 105, может быть замкнут посредством охлаждения (и, опционно, осушения) нагретой охлаждающей среды, выходящей из стеллажей 105, и подачей этой охлажденной (и, опционно, осушенной) среды вновь в канал 165. Следует отметить, что в других вариантах осуществления контур потока среды не обязательно замкнут внутри центра обработки данных. В таких вариантах осуществления нагретая охлаждающая среда, выходящая из стеллажей 105, может просто выбрасываться из центра обработки данных в окружающую среду.

Очевидно, что для уверенности в том, что тепло, выделенное электропитаемым оборудованием, может быть эффективно рассеяно, параметрами охлаждающей среды, подаваемой через канал 165, нужно строго управлять, предотвращая этим какое-либо нежелательное повышение температуры в стеллажах 105. С другой стороны, ясно, что для экономии электроэнергии следует избегать избыточной регулировки параметров охлаждающей среды (например, избыточного охлаждения).

Для эффективного управления одним или несколькими параметрами охлаждающей среды, подаваемой в проход 120, у верхнего края прохода 120 предусмотрена система датчиков 195. Эта система датчиков 195 включает два или несколько датчиков давления для сравнения давления среды внутри и вне прохода 120.

Ниже будет рассмотрен один пример варианта осуществления управления параметром охлаждающей среды на основе сигналов, полученных от системы датчиков 195 в контексте схемы расположения элементов управления ФИГ.2. В данном конкретном варианте осуществления, показанном на ФИГ.2, теми же номерами позиций, что и на ФИГ.1, обозначены идентичные или подобные элементы.

Вариант осуществления управления, показанный на ФИГ.2, выполнен на основе замкнутого контура циркуляции охлаждающей среды. Этот замкнутый контур циркуляции включает, по меньшей мере, один блок нисходящего потока 205, расположенный в помещении центра обработки данных, где находится и проход 120. В альтернативном варианте осуществления блок нисходящего потока 205 может располагаться вне этого помещения при условии, что он остается связан с ним по жидкотекучей среде способом, подобным изображенному на ФИГ.2.

Блок нисходящего потока 205 включает два специализированных компонента в одном корпусе, а именно блок управления климатом 210, с одной стороны, и устройство 215 подачи охлаждающей среды - с другой. Блок управления климатом 210 это так называемый охладитель, соединенный с трубой 220 подачи холодной воды и трубой 225 отвода теплой воды. Холодная вода, подаваемая по трубе 220, может иметь температуру примерно от 5 до 15°С (например, от 11 до 13°С). Теплая вода, отводимая по трубе 225, может иметь температуру примерно от 12 до 22°С (например, от 16 до 19°С).

Окружающая среда, проходящая через блок управления климатом 210, приводится в термический контакт с холодной водой и, таким образом, охлаждается. В то же самое время холодная вода нагревается и отводится от блока управления климатом 210 по трубе 225 отвода теплой воды. Опционно окружающая среда дополнительно проходит стадию осушения в блоке управления климатом 210.

Устройство 215 подачи подает охлажденную окружающую среду в качестве охлаждающей среды в канал 165. Поблизости от места ввода охлаждающей среды в канал 165 предусмотрен термодатчик 235, соединенный с блоком управления 240. Термодатчик 235 выполнен для определения температуры охлаждающей среды в данный момент. Затем в блоке управления 240 температура охлаждающей среды в данный момент сравнивается с заданной температурой, и клапан 245 подачи холодной воды, расположенный в трубе 220 подачи холодной воды, управляется в зависимости от результата этого сравнения.

Клапан 245 подачи холодной воды управляет расходом холодной воды через блок управления климатом 210 таким образом, что температура среды, замеряемая датчиком 235, приближается к конкретной заданной температуре или достигает ее. Как показано на ФИГ.2, значение температуры охлаждающей среды, поступающей в канал 165, как правило, задается в диапазоне примерно от 18 до 26°С (например, 20, 21, 22, 23 или 24°С).

В варианте осуществления, показанном на ФИГ.2, управление температурой охлаждающей среды осуществляется автономно. Другими словами, блок управления 240 работает исключительно по сигналу термодатчика 235. В других вариантах осуществления блок управления 240 может дополнительно или альтернативно учитывать сигналы одного или нескольких других датчиков, показанных на ФИГ.2 и описанных ниже.

Как было отмечено выше, окружающая среда, охлажденная блоком управления климатом 210, нагнетается устройством 215 подачи в канал 165. Устройство 215 подачи выполнено в виде вентилятора, оборотами которого можно управлять для регулировки расхода (скорости потока) охлаждающей среды, подаваемой в канал 165 под управлением специального блока управления 250. При штатной работе устройство 215 подачи может нагнетать охлаждающую среду со скоростью от 1 до 3 м/с (например, примерно от 1,5 до 2,2 м/с).

Скорость потока, требуемая для достижения желаемого расхода охлаждающей среды, зависит от высоты канала 165, по которому охлаждающая среда нагнетается от блока нисходящего потока 205 в проход 120. Вышеупомянутые значения скорости потока среды соответствуют номинальной высоте канала, приблизительно от 400 до 600 мм. При меньших высотах канала (например, 150 мм) может потребоваться увеличить эту скорость, а при бóльших высотах канала (например, 800 мм) может потребоваться уменьшить эту скорость. Обычно значения скорости потока среды и высоты канала 165 выбирают так, чтобы давление среды в канале 165 было сравнительно мало, например не более чем на 20 Па (например, не более чем на 10 Па) выше давления среды в центре обработки данных вне прохода 120.

Как показано на ФИГ.2, охлаждающая среда, нагнетаемая через канал 165 (на скорости приблизительно 1,7 м/с и при давлении, превышающем давление в центре обработки данных, менее чем на приблизительно 10 Па), поступает в проход 120 через отверстия 255 в верхней плоскости пола 175. Таким образом, внутри прохода 120 может поддерживаться температура среды, обычно равная 22-26°С, что значительно ниже окружающей температуры, составляющей от 32 до 38°С. Как показано стрелками на ФИГ.2, охлаждающая среда, поступающая в проход 120, собственными устройствами подачи среды электропитаемого оборудования подается, или выдувается, из прохода 120 и в то же время нагревается, поглощая тепло внутри электропитаемого оборудования. Нагретая охлаждающая среда, выходя из стеллажей, становится частью окружающей среды и течет обратно к блоку нисходящего потока 205, образуя тем самым замкнутый контур циркуляции.

Продолжая рассмотрение ФИГ.2, обратимся теперь к управлению параметрами охлаждающей среды на основе применения датчиков; система датчиков 195 включает первичный датчик давления 195А, расположенный у верхнего края внутри прохода 120, а также вторичный датчик давления 195В, расположенный вне прохода. Система датчиков 195, включающая два датчика давления 195А и 195В, выполнена для сравнения давления среды внутри и вне прохода 120. С этой целью первичный датчик давления 195А чувствует давление среды внутри прохода 120, а вторичный датчик давления 195В замеряет величину давления вне прохода 120.

Как видно из ФИГ.2, два датчика давления 195А и 195В расположены в местах, связанных друг с другом по жидкотекучей среде с точки зрения контура потока охлаждающей среды через стеллажи. По этой причине перепад давлений, определенный к