СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

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.