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Die
Erfindung betrifft einen Installationsschrank zur Aufnahme von elektrischen
oder elektronischen Geräten,
insbesondere von Recheneinrichtungen, der allseits sowie über wenigstens
eine, gegebenenfalls eine vordere und eine hintere Tür geschlossen
ist und eine Kühleinrichtung
zur Kühlung der
Innenluft aufweist oder dem eine solche zugeordnet ist.
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Derartige
Installationsschränke
kommen beispielsweise in größeren Rechenzentren
zum Einsatz und dienen der Aufnahme elektrischer oder elektronischer
Geräte,
insbesondere jedoch von Recheneinrichtungen. Die Recheneinrichtungen
werden im Schrank an einer entsprechenden Gestellhalterung übereinander
angeordnet. Im Hinblick auf die immer größer werdende Rechenleistung,
die ein solches Rechenzentrum zu vollziehen hat, werden immer leistungsfähigere Recheneinrichtungen
verwendet, so dass die pro Installationsschrank installierte Rechenleistung
immer weiter zunimmt. Dies geht einher mit einer immer weiter steigenden
Aufnahme elektrischer Leistung. In Zukunft werden Recheneinrichtungen
mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von mehr als 10 kW, bis
hin zu 20 kW und mehr, pro Schrank installiert werden. Nachdem ein
Großteil
der aufgenommenen elektrischen Energie in Wärme umgewandelt wird, ist für eine ausreichende
Kühlung
zu sorgen, um zu verhindern, dass die Recheneinrichtungen aufgrund
zu geringer Wärmeabfuhr überhitzen.
Dabei besteht das Problem, dass es bedingt durch die extrem hohe
Leistungsaufnahme im Falle eines Defekts der Kühlung innerhalb weniger Sekunden
zu einem Ausfall der Recheneinrichtungen aufgrund von Überhitzung
kommt. Um für
eine ausreichende Kühlung
zu sorgen, kommt deshalb eine Kühleinrichtung
zum Einsatz, die den Innenraum kühlt.
Eine solche Kühleinrichtung
wird in Form eines Luftkühlers
verwendet, der mit Wasser oder einem Wasser-Frostschutz-Gemisch
oder anderen Flüssigkeiten
als Kühlmittel
versorgt wird, das durch entsprechende Kühlmittelleitungen der Kühleinrichtung zirkuliert.
Der Kühleinrichtung
ist eine Umlufteinrichtung zugeordnet, über die die Luft im Schrankinneren umgewälzt wird,
so dass sie durch die Kühleinrichtung
strömt,
wobei sie gekühlt
wird, und anschließend
an den zu kühlenden
Recheneinrichtungen vorbei und zurück zur Kühleinrichtung gezogen wird.
Unter Verwendung einer solchen Kühleinrichtung
ist es möglich,
eine ausreichende Kühlung
zu erreichen. Bei Ausfall der Kühleinrichtung
ist jedoch sofort zu reagieren, um eine Beschädigung der Recheneinrichtungen
zu vermeiden. Hierfür
ist ein Temperaturwächter
vorgesehen, der die Innenraumtemperatur erfasst und bei Ausfall
der Kühlung
für ein
kontrolliertes Herunterfahren der Recheneinrichtungen sorgt. Der
damit verbundene Ausfall dieser Recheneinrichtungen bis zum erneuten
Hochfahren ist jedoch mit hohen Ausfallkosten verbunden und deshalb
wenn irgendwie möglich
zu vermeiden.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen Installationsschrank
anzugeben, der sicherheitstechnisch im Falle eines Schadens an der Kühleinrichtung
verbessert ist.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einem Installationsschrank der eingangs
genannten Art vorgesehen, dass die Kühleinrichtung zwei separate Kreise
bildende, gewunden geführte
und ineinander verwobene Kühlmittelleitungen
aufweist, die mit separaten, jeweils einem eigenständigen Kühlmittelkreislauf
zugeordneten Kühlmittelzu-
und -ableitungen verbindbar sind.
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Die
Erfindung schlägt
einen Installationsschrank mit einer Zwei-Kreis-Kühleinrichtung
vor, wobei die beiden Kreise ineinander verwoben sind. Jeder Kreis
besteht aus einer oder mehreren gewunden geführten Kühlmittelleitungen, wobei die
Kühlmittelleitungen
der einzelnen Kreise quasi ineinandergreifen bzw. miteinander verwoben
sind, so dass sich insgesamt eine kompakte Bauform der Kühleinrichtung
ergibt. Jeder Kreis kann mit den Kühlmittelzu- und -ableitungen
zweier separat betreibbarer, eigenständiger Kühlmittelkreisläufe verbunden
werden. Dies bietet nun die Möglichkeit,
den Installationsschrank hochsicher kühlen zu können, denn bei einem Defekt
in einem Kreis der Kühleinrichtung
oder in einem Zu- oder Ablauf des Kühlmittelkreislaufs kann gezielt
dieser Kühlmittelkreislauf
aus dem Netz genommen werden, während
der andere Kühlmittelkreislauf nach
wie vor die volle Kühlleistung
zur Verfügung
stellen kann. Kommt es also im einen Kreis zu einem Defekt, also
z. B. einem Leck, so kann der Kühlmittelfluss
in diesem sofort gestoppt werden, ohne dass dies in irgend einer
Weise einen Einfluss auf die Kühlung
der Recheneinrichtungen hätte,
die von nun an zu 100% von dem anderen Kühlmittelkreislauf bzw. Kreis
der Kühleinrichtung übernommen
wird. Diese redundante Kühlung
stellt nun in höchstem
Maße eine
kontinuierliche Kühlung
der Recheneinrichtungen sicher, so dass bei Ausfall eines Teils
der Kühlung
und dem kontinuierlichen, insbesondere über eine USV sichergestellten
Betrieb der Recheneinrichtungen stets die volle Kühlleistung über den
anderen Systemteil zur Verfügung
steht.
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Eine
konkrete Ausgestaltung einer kompakt aufgebauten Kühleinrichtung
kann derart sein, dass jeder Kreis einen mit der Kühlmittelzuleitung
verbindbaren Zulaufverteiler und einen mit der Kühlmittelableitung verbindbaren
Rücklaufverteiler
aufweist, wobei sich jede Kühlmittelleitung
von dem Zulaufverteiler zum Rücklaufverteiler
in einer U-förmigen
Schleife erstreckt, und die einander entgegengerichteten Schleifen
der beiden Kreise ineinander greifen. Die Kühlmittelleitungen, die gegebenenfalls
aufgezogene, seitlich abstehende Lamellen, z. B. aus Aluminium aufweisen
können,
laufen also quasi kammartig vom jeweiligen Zulaufverteiler zum jeweiligen
Rücklaufverteiler,
die beide an der gleichen Seite der Kühleinrichtung angeordnet sind.
Dies ermöglicht
es, die Leitungsschleifen einander entgegengerichtet ineinander
zu schieben, so dass sich insgesamt eine äußerst kompakte Bauform ergibt.
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Neben
dem Installationsschrank selbst betrifft die Erfindung ferner eine
Einrichtung umfassend mehrere erfindungsgemäße Installationsschränke. Diese
Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwei separate, getrennt
voneinander und parallel miteinander betreibbare Kühlmittelkreisläufe vorgesehen
sind, wobei die Kühlmittelleitungen
des einen Kreises aller Installationsschränke in den einen Kühlmittelkreislauf
und die Kühlmittelleitungen
des anderen Kreises aller Installationsschränke in den anderen Kühlmittelkreislauf
integriert sind. Die Einrichtung weist also zwei eigenständig betreibbare
Kühlmittelkreisläufe auf,
wobei in den einen Kühlmittelkreislauf alle
ersten Kreise aller Kühleinrichtungen
sämtlicher Schränke integriert
sind, also von diesem gespeist werden, während die zweiten Kreise aller
Kühleinrichtungen
sämtlicher
Installationsschränke
in den zweiten Kühlmittelkreislauf,
von diesem gespeist, integriert sind. Die Einrichtung verfügt selbstverständlich über eine
geeignete Leckageerfassung, die jedem Kühlmittelkreislauf zugeordnet
ist, vornehmlich über
eine geeignete Drucksensorik, die den Kühlmitteldruck in der Zu- und
Rücklaufleitung
erfasst. Sobald die Leckageerfassung eines Kühlmittelkreislaufs ein Leck
detektiert, wird dieser Kühlmittelkreislauf
abgeschaltet, das heißt,
die jeweiligen Kreise der Kühleinrichtungen
in den Installationsschränken
werden nicht mehr mit Kühlmittel
versorgt. Die 100%-ige Zurverfügungstellung
der Kühlleistung
wird nunmehr durch den anderen Kühlmittelkreislauf
zur Verfügung gestellt.
Als Kühlmittel
wird bevorzugt Wasser verwendet.
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Wenngleich
grundsätzlich
die Möglichkeit besteht,
den zweiten Kühlmittelkreislauf
erst dann zu betreiben, wenn tatsächlich ein Leck im ersten Kühlmittelkreislauf
erfasst wurde, was bei nur sehr wenigen integrierten Installationsschränken und
sehr kurzen Leitungslängen
grundsätzlich
möglich
wäre, da in
diesem Fall das Kühlmittel
noch hinreichend schnell im zweiten Kühlmittelkreislauf umgepumpt werden
und mithin die Kühlung
einsetzen kann, ist es vor allem bei größeren Einrichtungen zweckmäßig, beide
Kühlmittelkreisläufe stets
parallel miteinander zu betreiben, und zwar derart, dass jeder Kühlmittelkreislauf
die pro Installationsschrank benötigte
Kühlleistung
zu jeweils 100% zur Verfügung
stellt. Jeder Kühlmittelkreislauf
wird also so betrieben, als wenn er allein die volle Kühlleistung
pro Installationsschrank zur Verfügung stellen müsste, das
heißt,
die Wassermenge bzw. der Durchfluss in jeder Kühleinrichtung bzw. in jedem
Kreislauf ist stets 100%. In jedem Installationsschrank werden jedem
Kreis der Kühleinrichtung
aber nur 50% der Kühlleistung
entzogen, das heißt,
jeder Kreis wird nur mit 50% seiner Maximalkapazität belastet.
Fällt jedoch
ein Kreis aus, weil ein Kühlmittelkreislauf
defekt ist, so stehen sofort die 100% des anderen Kühlmittelkreislaufs
zur Verfügung,
der nunmehr zu 100% belastet wird. Es kommt folglich zu keinem Zeitpunkt
zu einer Einschränkung der
Kühlung,
mithin kann über
dieses hochsichere Kühlungssystem
zu jedem Zeitpunkt der volle Betrieb der Recheneinrichtungen sichergestellt
werden.
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Jedem
Kreislauf ist eine eigene Kühlmitteleinspeisung
zugeordnet. Hierüber
wird sichergestellt, dass immer ein Kreis voll funktionsfähig ist,
sollte der andere abgeschaltet werden, da die kreiseigene Einspeisung
unabhängig
von der Einspeisung des anderen, abgeschalteten Kreises arbeitet.
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Zweckmäßigerweise
ist jeweils eine Steuerungseinrichtung für jeden der beiden Kreisläufe vorgesehen,
die bei einem Leck in einer Kühlmittelleitung
einer Kühleinrichtung
oder einer Kühlmittelzu- oder
-ableitung die Zufuhr von Kühlmittel über den
jeweiligen Kühlmittelkreislauf,
in den die leckende Kühlmittelleitung
integriert oder Teil dessen die Kühlmittelzu- oder -ableitung
ist, über
ein Sperrmittel stoppt. Die Ansteuerung des Sperrmittels erfolgt
unmittelbar nach der Erfassung eines Lecks über die Leckageerfassungseinrichtung,
gegebenenfalls nach Plausibilisierungsprüfung des Erfassungsergebnisses.
Hierüber
wird vermieden, dass infolge eines Weiterbetriebs des Kühlmittelkreislaufs
bis zu einem späteren
Stopp kontinuierlich Kühlmittel,
hier also vornehmlich Wasser, austritt, was zu anderweitigen Schäden führen kann.
Vielmehr ist die maximale Kühlmittelmenge,
die austreten kann, auf das Volumen beschränkt, das sich noch im Kühlmittelkreislauf zwischen
dem Sperrmittel im Zu- und Ablauf befindet. Beide Steuerungseinrichtungen
arbeiten selbständig, so
dass stets die volle Funktionsfähigkeit
jedes der Kreisläufe
gewährleistet
ist. Gegebenenfalls kommunizieren beide Steuerungseinrichtungen
miteinander, um im Falle eines Lecks Informationen auszutauschen,
sofern dies erforderlich sein sollte.
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Weiterhin
kann in jedem Kreislauf eine die Kühlmittelleitungen und die Kühlmittelableitungen
eines Primärkreises
von denen eines Sekundärkreises trennende
Trenneinrichtung vorgesehen sein, über die der Fluss des Kühlmittels
vom Primärkreis
zum Sekundärkreis
sperrbar ist. Jeder Kreislauf ist also in eine Primär- und einen Sekundärkreislauf
ausgeteilt, die beide über
eine Trenneinrichtung, die das oben beschriebene Spreemittel bildet,
verbunden sind. Bei einer solchen Trenneinrichtung kann es sich
z. B. um einen Plattenwärmetauscher
handeln. Die Trenneinrichtungen stehen vorzugsweise außerhalb
des Raumes, in dem die Installationsschränke angeordnet sind. Diese
Trenneinrichtung, die im Falle eines Wärmetauschers auch für eine Temperierung
des Kühlmittels
im Zulauf und im Ablauf zuständig
ist, verfügt über geeignete
Elektromagnetventile, über
die die jeweilige Leitung sofort geschlossen werden kann.
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Ferner
kann in jedem Installationsschrank wenigstens eine Leckerfassungseinrichtung
und in jedem Kreislauf wenigstens eine weitere Leckerfassungseinrichtung
vorgesehen sein, wobei die schrankseitige Leckerfassungseinrichtung
mit jeder der Steuerungseinrichtungen kommuniziert und die kreislaufeigenen
weiteren Leckerfassungseinrichtungen mit der jeweiligen kreislaufeigenen
Steuerungseinrichtung kommuniziert. Über die schrankseitigen Leckerfassungseinrichtungen
kann unmittelbar in jedem Schrank sofort ein Leck erfasst werden.
Die Auflösung,
welcher Kreislauf von dem Leck betroffen ist, erfolgt über die
weiteren Leckerfassungseinrichtungen dem beiden Kreisläufe, die
z. B. als Drucksensoren ausgebildet sind. Wird über einen solchen Sensor ein
Druckabfall in einem der Kreisläufe
erfasst, was auf ein Leck hinweist, und wird über das Signal eines der schrankseitigen
Lecksensoren dieses Erfassungsergebnis verifiziert oder plausibilisiert,
so ist der entsprechende Kreislauf abzuschalten. Dies erfolgt auch,
wenn das Leck nicht in einem Installationsschrank gegeben ist, sondern
im Bereich der Zu- und Ableitungen. Dann wird nur über die
kreislaufeigenen Leckerfassungseinrichtungen ein Leckagesignal erfasst,
nicht aber über
die schrankseitigen Sensoren. Es kommt gleichwohl zum Abschalten
des Kreislaufs. In dem der Druckabfall erfasst wurde.
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Das
Kühlmittel
selbst ist bevorzugt Wasser, die Erfindung ist jedoch hierauf nicht
beschränkt.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zum Betreiben einer
solchen Einrichtung in Form einen Rechenzentrums, umfassend mehrere mit
Recheneinrichtungen belegte Installationsschränke, deren Kühleinrichtungen
in zwei separat und parallel betriebene Kühlmittelkreisläufe integriert sind,
wobei im Normalbetrieb die pro Installationsschrank benötigte Kühlleistung
zu jeweils 100% von jedem der beiden Kühlmittelkreisläufe zur
Verfügung gestellt
wird, und wobei bei Erfassung einer Störung der Kühlmittelzu- oder -abfuhr in
einem Kühlmittelkreislauf,
insbesondere eines Lecks in einer Kühlmittelleitung einer beliebigen
integrierten Kühleinrichtung
oder einer Kühlmittelzu-
oder -ableitung, der Kühlmittelfluss
in diesem Kühlmittelkreislauf
gestoppt wird und die Zufuhr von Kühlmittel ausschließlich über den
anderen Kreislauf unter gleichbleibender Bereitstellung von 100%
der benötigten
Kühlleistung erfolgt.
Als Kühlmittel
wird bevorzugt Wasser verwendet.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der
Zeichnungen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Installationsschranks in
einer Seitenansicht,
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2 den
Installationsschrank aus 1 in einer Fronansicht,
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3 eine
Prinzipdarstellung einer Kühleinrichtung
mit zwei separaten Kühlkreisen,
und
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4 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Installationsschrank 1,
bestehend aus einem oberen Schrankteil 2, bestehend aus
einem Rahmengestell 3, in dem ein weiteres Gestell 4 integriert
ist, in das wiederum eine Vielzahl einzelner Geräte, hier Recheneinrichtungen 5,
in an sich bekannter Weise eingeschoben werden können. Der Installationsschrank 1 umfasst
ferner ein unteres Teil 6, in dem eine Kühleinrichtung 7 sowie
zwei separate drehzahlgeregelte Ventilatoren 8 angeordnet
sind. Sowohl das obere Schrankteil 2 als auch das untere
Schrankteil 6 sind seitlich geschlossen, wozu entsprechende
Wandelemente 9 vorgesehen sind, die hier nur zum Teil gezeigt
sind. Frontseitig ist jeweils eine Tür 10 bzw. 11 vorgesehen,
die den Zugang zum Inneren des jeweiligen Schrankteils 2, 6 ermöglicht. Über die
beiden Ventilatoren wird Luft über
eine oder mehrere Rückschlagklappen 12,
die im Zwischenboden 13 zwischen den beiden Schrankteilen 2, 6 angeordnet sind,
wie durch den Pfeil dargestellt an der Vorderseite, also im Bereich
der Schranktür 10,
nach oben vor die Recheneinrichtung 5 geblasen. Wie durch
die weiteren Pfeile dargestellt, strömt die Luft an den Recheneinrichtungen
vorbei in den Bereich hinter den Recheneinrichtungen 5,
wo sie aufgrund des Ventilatorbetriebs an der Rückseite wieder nach unten strömt und durch
eine weitere Öffnung
im Zwischenboden 13 vor die Kühleinrichtung 7 gezogen
wird. Sie durchströmt
die Kühleinrichtung 7 und
wird von den Ventilatoren 8 wieder vor die Recheneinrichtungen 5 gefördert, so
dass sie insgesamt eine Zirkulation ergibt. Während der Passage durch die
Kühleinrichtung 7 wird
die Luft gekühlt,
das heißt,
die beim Vorbeiströmen
an den Recheneinrichtungen 5 aufgenommene und abgeführte Wärme wird
an die Kühleinrichtung
bzw. das dort zirkulierende Kühlmittel
abgegeben, so dass hinter der Kühleinrichtung 7 gekühlte Luft
von den Ventilatoren 8 vor die Recheneinrichtungen 5 gefördert werden
kann. Wie 2 zeigt, sind die beiden Ventilatoren 8 an
den Seiten des Schrankteils 6 angeordnet, ebenso die beiden
Rückschlagklappen 11,
so dass ersichtlich die Luft, wie durch die Pfeile in 2 gezeigt
ist, auch von der Seite her die Recheneinrichtungen 5 umströmt.
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Wie
in der Prinzipdarstellung in 1 gezeigt,
sind an der Kühleinrichtung 7 zwei
separate Kreise, in denen das Kühlmittel
durch die Kühleinrichtung 7 strömen kann,
realisiert, nämlich
ein Kreis A und ein Kreis B, die in 1 der Übersichtlichkeit
halber optisch getrennt als separate Abschnitte der Kühleinrichtung 7 gezeigt
sind. Jeder Kreis A, B verfügt über separate
Kühlmittelleitungen,
worauf nachfolgend noch eingegangen wird, und ist mit jeweils einer Kühlmittelzufuhrleitung 14 und
einer Kühlmittelableitung 15 verbunden,
die jeweils unterschiedlichen Kühlmittelkreisläufen I und
II zugeordnet sind. Das heißt,
jede der separaten Kühleinrichtungskreise
A und B ist einem separaten Kühlmittelkreislauf
I oder II zugeordnet. Im gezeigten Beispiel wird der Kreis A vom
Kühlmittelkreislauf
I und der Kreis B vom Kühlmittelkreislauf
II versorgt.
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Gezeigt
ist ferner eine schrankseitige Leckerfassungseinrichtung 23a,
z. B. ein Wassersensor, der, worauf nachfolgend noch eingegangen
wird, mit jeweiligen Steuerungseinrichtungen der beiden Kreise A
und B kommuniziert. Über
diesen Sensor kann sich im Installationsschrank im Falle eines Lecks
ansammelndes Wasser sofort und unter Erfassung des betroffenen Schranks
erfasst werden.
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Der
prinzipielle Aufbau der Kühleinrichtung 7 ist
in 3 dargestellt. Jede Kühlmittelzuleitung 14 mündet in
einen Zulaufverteiler 16, jede Kühlmittelableitung 15 ist
mit einem Rücklaufverteiler 17 verbunden.
Von den jeweiligen Zulaufverteilern 16 erstrecken sich
eine Vielzahl einzelner Kühlmittelleitungen 18 mit
aufgezogenen, radial abstehenden metallenen Lamellen 25 z.
B. aus Aluminium in einer U-förmigen Schleifenform
zum jeweils zugeordneten Rücklaufverteiler 17.
Während
in 3 aus Übersichtlichkeitsgründen der
Zulaufverteiler 16 und der Rücklaufverteiler 17 nebeneinander
angeordnet sind, sind diese tatsächlich
bevorzugt übereinander
angeordnet. Die beiden Kreise A und B sind in 3 gezeigt,
wobei die Kühlmittelleitungen 18 des
Kreises A der Übersichtlichkeit
halber gestrichelt gezeigt sind, während die Kühlmittelleitungen 18 des
Kreises B ausgezogen dargestellt sind. Infolge der Anordnung der
Zulauf- und Rücklaufverteiler 16, 17 übereinander
stehen folglich die einzelnen Kühlmittelleiterschleifen
leicht schräg,
so dass sich insgesamt eine ineinander greifende, verwobene Struktur
ergibt, das heißt,
die Kühlmittelleitungen 18 des
Kreises A sind in die ebenfalls kammartig verlaufenden, entgegengesetzt
gerichteten Kühlmittelleitungen 18 des
Kreises B gesteckt. Wenngleich 3 letztlich
nur eine Ebene an Kühlmittelleitungen 18 zeigt,
ist es selbstverständlich
denkbar, auch mehrere solcher Ebenen in der Kühleinrichtung vorzusehen, wobei
den Kühlmittelleitungen
des jeweiligen Kreises A oder B jeweils gemeinsame Zulauf- und Rücklaufverteiler
oder jeweils separate Zulauf- und Rücklaufverteiler zugeordnet
sind, die wiederum untereinander gekoppelt und mit den Kühlmittelzu-
und -ableitungen 14, 15 verbunden sind. Die Kühleinrichtung
weist einen rahmen 24 auf, an dem die Kühlmittelzu- und – ableitungen 14, 15 fixiert
sind.
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In
jedem Fall weist die Kühleinrichtung
eine verwobene Struktur auf, innerhalb welcher die Kühlmittelleitungen
der beiden separaten Kreise A und B in kompakter Weise eng benachbart
ineinander geschoben vorgesehen sind.
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Die
Verwendung eines solchen Zwei-Kreis-Kühlers 7 ermöglicht es,
ein komplett neues Einrichtungskonzept zu realisieren, wie es dem
Grunde nach in 4 gezeigt ist. 4 ist
ein Prinzipschema, in dem nur die für die Erläuterung der Erfindung nötigen Komponenten
gezeigt sind. Tatsächlich
sind eine Vielzahl von Venti len und Verbindungs- oder Kommunikationsleitungen
etc. vorgesehen, die hier der Übersichtlichkeit
halber nicht gezeigt sind. Gezeigt ist eine erfindungsgemäße Einrichtung 19,
umfassend eine Vielzahl von Installationsschränken 1, die mit einer
Vielzahl separater Recheneinrichtungen, hier nicht näher gezeigt,
bestückt
sind. Beispielsweise nimmt die installierte Rechnerkapazität jedes
Installationsschranks eine elektrische Leistung von 20 kW auf, so
dass allein von den Rechnern her rührend eine Wärmeleistung
von näherungsweise ebenfalls
rund 20 kW kühltechnisch
zu verarbeiten ist, wobei noch etwaige Wärme, die von den Ventilatoren 8 und
etwaigen Schalt- und Steuerteilen, die zum Betrieb der Ventilatoren
und gegebenenfalls weiteren installierten elektrischen oder elektronischen
Gerätschaften
dienen, abzuführen
ist.
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Wie
bereits bezüglich 1 beschrieben, sind
bei der erfindungsgemäßen Einrichtung 19 zwei separate
Kühlmittelkreise
I und II realisiert. Jeder der Kühlmittelkreise
I, II verfügt über eine
zentrale Kühlmittelzuleitung 20 sowie über eine
zentrale Kühlmittelrückleitung 21.
Von den Zuleitungen 20 zweigen die jeweiligen Kühlmittelzuleitungen 14 und
die Kühlmittelableitungen 15 der
jeweiligen Kreise A und B ab und führen zu den entsprechenden
Zulaufverteilern 16 bzw. von den Rücklaufverteilern 17 wieder
zurück. In 4 sind
die einzelnen Kühleinrichtungen 7 in den
Installationsschränken 1 nicht
näher gezeigt,
es ist lediglich dem Grunde nach der Rückfluss über die gebogenen Pfeile wie
auch die einzelnen Kreise A und B dargestellt. Zur Förderung
des Wassers, das hier das Kühlmittel
bildet, weist jeder Kühlmittelkreislauf
I, II eine Pumpe 22 auf, die in der jeweiligen Rücklaufleitung 21 angeordnet
ist. Ferner ist jeder der Leitungen 20, 21 und
damit jedem Kreislauf I, II eine weitere Leckerfassungseinrichtung 23 zugeordnet,
im gezeigten Beispiel entsprechende Drucksensoren, über die
ein etwaiger Druckabfall in jeder der Leitungen 20, 21 bzw.
den mit ihnen verbundenen Leitungen 14, 15 erfasst
werden kann. Wie bereits ausgeführt,
ist auch in jedem Installationsschrank eine Leckerfassungseinrichtung 23a vorgesehen. Vorgesehen
ist ferner in jedem der Kreisläufe
I, II eine diesen Einrichtungen nachgeschaltete Trenneinrichtung 24 (z.
B. ein Plattenwärmetauscherapparat), über die
jeder Kreislauf I, II in einen Primärkreislauf mit den der Kaltwasserzufuhr
dienenden Zu- und Ableitungen 20a, 21a und einen
Sekundärkreislauf
mit den zu den Schränken
führenden
Zu- und Ableitun gen 20, 21 getrennt wird. Jede
Trenneinrichtung 24 hat die zum einen die Funktion hat,
das ihr aus einer im jeweiligen Primärkreis jedes Kreises I, II
angeordneten Wassereinspeisung 25 über die jeweilige Zuleitung 20a zugeführte Wasser,
das eine Vorlauftemperatur von beispielsweise +8°C hat, auf eine Mindesttemperatur
von beispielsweise +12°C
zu erwärmen, sowie
das über
die Rücklaufleitung 21 von
den Installationsschränken 1 zurückströmende, erwärmte Wasser,
das beispielsweise eine Temperatur von +15°C hat, zu kühlen, beispielsweise auf +12°C, welches
Wasser im Primärkreis
sodann wieder an die jeweilige kreiseigene Einspeisung 25 zurückläuft und dort
weiter gekühlt
wird bzw. im Sekundärkreis über die
jeweiligen Zuleitungen 20 wieder zu den Installationsschränken zurückgeführt wird.
Die beiden Einspeisung 25, die separat voneinander arbeiten,
sind hier nur prinzipiell dargestellt.
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Eine
weitere Funktion der Trennstationen 24 ist, im Falle eines
erfassten Lecks innerhalb eines der Kühlmittelkreise I, II diesen
umgehend zu sperren, so dass in dem jeweiligen Kreislauf kein weiteres
Wasser mehr zirkuliert. Sie wirkt also als Sperrmittel. Jeder Einspeisung 25 ist
eine separate, kreislaufeigene Steuerungseinrichtung 26 zugeordnet, über die
der Betrieb der Einspeisung 25 bzw. der Betrieb des jeweiligen
Kreislaufs gesteuert wird. Die weiteren Leckerfassungseinrichtungen 23,
die jeweils einem Kreislauf zugeordnet sind, kommuniziert mit der
jeweiligen Steuerungseinrichtung 26. Sobald die Leckerfassungseinrichtungen 23 einen
Druckabfall im jeweiligen Kreis I oder II detektieren, wird dies
an eine jeweilige Steuerungseinrichtung 26, die den gesamten
Betrieb des jeweiligen Kühlmittelkreislaufs
I bzw. II sowie der entsprechenden Komponenten, steuert, gegeben.
Dieses steuert wiederum die jeweilige Trenneinrichtungen 24 des
betroffenen Kreislaufs I bzw. II an, gegebenenfalls auch die zentrale Einspeisung 25,
so dass die jeweilige Trenneinrichtung 24, die dem leckenden
Kreislauf I oder II zugeordnet ist, diesen sofort sperrt, wozu sie
entsprechende Ventile aufweist, die geschlossen werden können, oder
wozu über
sie an anderen Orten im jeweiligen Kreislauf befindliche Ventile
ansteuert.
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Ein
Leck in einem der Schränke
kann über die
dort vorgesehene Leckerfassungseinrichtung 23a erfasst
werden. Diese Leckerfassungseinrichtungen kommunizie ren mit beiden
Steuerungseinrichtungen. Wird also in einem Schrank ein Leck erfasst,
so wird ein entsprechendes Signal an beide Steuerungseinrichtungen
gegeben. Diese Signale können
eine Information darüber
enthalten, welche Leckerfassungseinrichtung 23a das Signal
sendet bzw. welcher Installationsschrank betroffen ist, um gegebenenfalls
sofort vor Ort nach Abschalten des Kreislaufs Gegenmaßnahmen
ergreifen zu können.
Um aufzulösen,
welcher der beiden Kreisläufe
I, II betroffen ist und abgeschaltete werden muss, wird das jeweilige
Signal der weiteren Leckerfassungseinrichtungen 23 von
beiden Steuerungseinrichtungen 26 ausgewertet. Im Falle
eines Lecks im Kreislauf I detektiert die z. B. als Drucksensor
ausgebildete Leckerfassungseinrichtung 23 einen Druckabfall,
die Steuerungseinrichtung des Kreislaufs I erhält ein entsprechendes Alarmsignal. Über diese
wird nun verifiziert, dass das von den Lecksensor 23a im
Schrank erfasste Leck im Kreislauf I gegeben ist, dar daraufhin über die
Steuerungseinrichtung 26 sofort abgeschaltet wird. Die
Leckerfassungseinrichtung 23 des Kreislaufs II erfasst
kein Leck bzw. keine Druckabfall, an der Steuerungseinrichtung 26 des
Kreislaufs II liegt nach wie vor ein kein Leck anzeigendes Signal an.
Infolgedessen registriert die Steuerungseinrichtung 26 des
Kreislaufs II zwar, dass im betroffenen Schrank ein Leck gegeben
ist, ordnet dieses aber nicht dem von ihr gesteuerten Kreislauf
zu. Vielmehr arbeitet sie bzw. ihr Kreislauf zu 100% weiter wie
bisher.
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Im
Normalbetrieb werden die beiden Kühlmittelkreisläufe I, II
parallel zu jeweils 100% betrieben, das heißt, in beiden Kreisläufen I,
II zirkuliert stets die Wassermenge mit der jeweiligen Vorlauftemperatur,
die benötigt
wird, um die 100% Wärmeleistung,
die in jedem Installationsschrank 1 anfällt und abzuführen ist,
auch tatsächlich
mit jeweils nur einem Kühlmittelkreis
I oder II abführen
zu können. Theoretisch
stehen also an Kühlleistung
200% zur Verfügung,
jeweils 100% von jeweils einem Kühlmittelkreislauf.
Im Betrieb wird jeder Kühlmittelkreislauf nur
zu jeweils 50% belastet, stellt also nur 50% der tatsächlich benötigten Kühlleistung
zur Verfügung, nachdem
die zu kühlende,
von den Recheneinrichtungen erhitzte Luft gleichförmig an
den Kühlmittelleitungen 18 beider
Kreise A und B vorbeiströmt.
Ausgehend von einer Vorlauftemperatur von +12°C beträgt die Rücklauftemperatur in beiden
Kreisläufen
I und II z. B. +15°C,
pro Kreislauf ist also ein ΔT
von 3°C
gegeben.
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Kommt
es nun zur Leckerfassung, und wird beispielsweise der Kühlmittelkreislauf
I abgeschaltet, so hat dies aufgrund des redundant vorgesehenen Kühlmittelkreislaufs
II keinerlei Auswirkungen auf den Kühlbetrieb. Denn vom Kühlmittelkreislauf
II stehen ohnehin 100% Kühlleistung
zur Verfügung,
die nunmehr vollständig
ausgenutzt werden, um die im Schrank anfallende warme Luft zu kühlen. Das
heißt, dass
der Ausfall eines der Kühlmittelkreisläufe I oder II
lediglich dazu führt,
dass der andere, kontinuierlich weiterarbeitende Kühlmittelkreislauf
nunmehr vollständig
belastet wird, die Kühlung
der Recheneinrichtungen in den jeweiligen Installationsschränken erfährt jedoch
keinerlei Einschränkung.
Die Rücklauftemperatur
beträgt
dann gemäß obigem
Beispiel +18°C,
das ΔT in
diesem einen dann voll belasteten Kreislauf folglich +6°C. Die Abschaltung
des leckenden Kühlmittelkreislaufs
ermöglicht
nun die Lecksuche und Reparatur desselben, wonach der Kühlmittelkreislauf
wieder angefahren werden kann, mithin also wieder dazugeschaltet
werden kann, ohne dass der nach wie vor betriebene andere Kühlmittelkreislauf
in irgendeiner Form hiervon tangiert oder anderweitig geregelt werden
müsste.
Beide liefern sodann wieder 100% Kühlleistung, ausgelegt auf die
in den Installationsschränken
abzuführende
Wärmeleistung und
werden wieder parallel betrieben.