KR20200142704A

KR20200142704A - Pump array and control system for cooling water distribution control of multiple water-cooled electronic devices

Info

Publication number: KR20200142704A
Application number: KR1020190069820A
Authority: KR
Inventors: 박흥열; 이강석
Original assignee: 박흥열
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-12-23
Also published as: KR102196549B1

Abstract

The present invention relates to a pump array and control system for controlling distribution of cooling water of multiple water-cooled electronic devices. The system for collectively managing water-cooled electronic devices comprises: a water receiving unit of cooling water provided to multiple electronic devices; a drainage unit of the cooling water discharged after cooling the multiple electronic devices; a drainage sensor unit installed at a predetermined position of the water receiving unit and the drainage sensor unit installed at a predetermined position of the drainage unit; and a control unit connected to the water receiving sensor unit and the drainage sensor unit. The control unit is configured to receive a sensing signal of coolant from the water receiving sensor unit and the drainage sensor unit to control the supply of coolant and cooling status to the multiple electronic devices.

Description

Pump array and control system for cooling water distribution control of multiple water-cooled electronic devices}

본 발명은 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템에 관한 것이다. 더 상세하게는 다수의 수냉식 서버컴퓨터를 관리하는 시스템에 있어서, 서버컴퓨터의 수(증가 또는 감소)에 따라 필요로 하는 유량과 유수를 생성하기 위해 서버컴퓨터의 냉각순환시스템 내에 저전력 소형 펌프들을 배관 및 밸브를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결된 펌프 어레이를 구비하여 이를 전자식으로 조절함으로써 전자장치에의 최적의 냉각수 분배를 위한 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a pump array and a control system for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices. More specifically, in the system for managing a plurality of water-cooled server computers, in order to generate the required flow rate and running water according to the number of server computers (increase or decrease), low-power small pumps are piped and installed in the cooling circulation system of the server computer. The present invention relates to a pump array and a control system for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices for optimal cooling water distribution to an electronic device by providing an array of pumps connected in series or in parallel using a valve and electronically controlling it.

서버컴퓨터와 같은 전자장치의 방열을 위해 공냉식과 수냉식이 사용되고 있다. 팬에 의한 공냉식의 소음 및 전력 소비 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 수냉식 냉각 시스템이다. 또한, 다수의 서버컴퓨터를 집합 시설에서 관리하는 시스템에서 각각의 서버컴퓨터의 방열을 위한 수냉식 냉각 시스템도 개발되어 있다. Air cooling and water cooling are used for heat dissipation of electronic devices such as server computers. A water-cooled cooling system was developed to solve the problem of air-cooled noise and power consumption by fans. In addition, a water-cooled cooling system for heat dissipation of each server computer in a system for managing a plurality of server computers in a collective facility has also been developed.

그러나 종래의 수냉식 냉각 시스템은 다수의 서버를 수냉으로 냉각하기 위해 냉각수의 분배에 있어서, 대상으로 하는 서버의 수, 내부 유체 흐름에 따른 구성요소에 따라 필요로 하는 유량 및 유압이 다르기 때문에 이를 위해 필요한 유량 및 유압을 생성하는 대형 펌프 또는 강제 순환 펌프 ?v을 연결하여 필요 이상의 가동으로 에너지 낭비 및 소음이 증가하는 문제가 있었다. 이와 관련된 발명으로서, 대한민국 특허번호 제10-0465088호(등록일: 2004년12월27일)의 전자장치의 수냉식 냉각 시스템의 발명이 특허등록되어 있다.However, in the conventional water-cooled cooling system, in the distribution of cooling water to cool multiple servers with water cooling, the required flow rate and hydraulic pressure are different depending on the number of target servers and components according to the internal fluid flow. There was a problem that energy wasted and noise increased due to operation more than necessary by connecting a large pump or forced circulation pump ?v that generates flow and hydraulic pressure. As a related invention, the invention of a water-cooled cooling system for an electronic device of Korean Patent No. 10-0465088 (registration date: December 27, 2004) has been registered as a patent.

상기 특허발명은, 서로 분리가 가능한 냉매 순환유닛과 냉매 공급유닛을 구비하여 다수개의 냉매 순환유닛과 냉매 공급유닛을 직렬 또는 병렬로 서로 연결할 수 있게 하는 전자장치의 수냉식 냉각 시스템에 관한 것으로서, 전자장치 내부의 열원에 접촉되는 열교환기 및 상기 열교환기에 냉매를 순환시키는 전자장치 내부의 내부순환라인을 구비하여 이루어지는 냉매 순환유닛; 및 상기 냉매 순환유닛의 내부순환라인과 연결되어 냉매를 전자장치 외부로 순환시키도록 전자장치의 외부로 연장되는 외부순환라인과, 상기 외부순환라인에 연결되어 냉매의 열을 대기 중으로 방출하는 방열기와, 상기 외부순환라인에 연결되어 냉매의 순환을 위한 냉매의 유압을 형성하는 순환펌프와, 상기 냉매가 저장되는 냉매 탱크 및 상기 방열기, 순환펌프, 냉매 탱크를 보호하는 외장형 케이스를 구비하여 이루어지는 냉매 공급유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 전자장치 내부의 부품을 간소화함으로써 조립 및 수리작업을 편리하게 하고, 전자장치 내부의 온도를 낮출 수 있으며, 전자장치 내부의 소음과 진동을 줄일 수 있게 하고, 다수개의 전자장치를 직렬 또는 병렬로 연결 가능하여 소형 전자장치는 물론, 다수개 전자장치가 랙 타입으로 착탈되는 대형 전자장치를 수냉식으로 운영 가능하게 하는 효과를 갖는 발명이다.The above patented invention relates to a water-cooled cooling system of an electronic device that has a refrigerant circulation unit and a refrigerant supply unit that can be separated from each other so that a plurality of refrigerant circulation units and refrigerant supply units can be connected to each other in series or in parallel. A refrigerant circulation unit comprising a heat exchanger in contact with an internal heat source and an internal circulation line inside an electronic device for circulating the refrigerant to the heat exchanger; And an external circulation line connected to the internal circulation line of the refrigerant circulation unit and extending to the outside of the electronic device to circulate the refrigerant to the outside of the electronic device, and a radiator connected to the external circulation line to discharge heat of the refrigerant into the atmosphere. , A refrigerant supply comprising a circulation pump connected to the external circulation line to form hydraulic pressure of the refrigerant for circulation of the refrigerant, a refrigerant tank in which the refrigerant is stored, and an external case for protecting the radiator, circulation pump, and refrigerant tank Since it is characterized by including a unit; simplification of components inside the electronic device makes assembly and repair work convenient, the temperature inside the electronic device can be lowered, and noise and vibration inside the electronic device can be reduced. , A plurality of electronic devices can be connected in series or in parallel, and thus a small electronic device as well as a large electronic device in which a plurality of electronic devices are attached and detached in a rack type can be operated by water cooling.

그러나 상기 특허발명은 냉매의 공급유닛을 하나의 요소로 냉매 순환 유닛 의 직렬/병렬로 연결되도록 다수개의 포트를 구비한 것을 특징으로 하고, 냉매 유닛이 한 쌍의 푸쉬(push)펌프와 풀(pull)펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 각각의 전자장치 및 전체 시스템의 냉매 공급 상태를 알 수 없고, 설정된 대로만 냉매를 공급함으로써 상술한 종래 기술의 문제점을 그대로 가지고 있다.However, the patented invention is characterized in that it has a plurality of ports to connect the refrigerant supply unit as one element in series/parallel of the refrigerant circulation unit, and the refrigerant unit comprises a pair of push pumps and pulls. ) It is characterized by comprising a pump, so that the state of the refrigerant supply to each electronic device and the entire system is unknown, and the refrigerant is supplied only as set, thereby having the above-described problems of the prior art.

따라서, 목표 대상의 서버수(증가, 감소)에 따라 필요로 하는 유량과 유수를 생성하기 위해 냉각 순환 시스템내에 다수의 저전력 소형 펌프들을 배관 및 밸브를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결된 펌프 어레이를 구비하여, 이를 전자식으로 조절할 수 있는 제어장치와 시스템 내에 장착된 유수부 및 유출부에 연결된 기계식 또는 전자식 센서 및 제어부(또는 원격 관제)를 통하여 냉각수 분배 시스템이 필요로하는 유량 및 유수를 생성할 수 있도록 펌프어레이를 조절 및 관제할 수 있고, 또한, 상기 단일 시스템의 다수 개를 통합적으로 조절할 수 있는 발명이 요망된다. Therefore, in order to generate the required flow rate and running water according to the number of target servers (increase, decrease), a plurality of low-power small pumps in the cooling circulation system are provided with a pump array connected in series or in parallel using pipes and valves. , The pump to generate the flow rate and running water required by the cooling water distribution system through a control device that can electronically control it, and a mechanical or electronic sensor connected to the water flow and outlet installed in the system, and a control unit (or remote control). There is a need for an invention capable of controlling and controlling an array, and also capable of integrally controlling a plurality of the single systems.

대한민국 특허번호 제10-0465088호(등록일: 2004년12월27일)Korean Patent No. 10-0465088 (Registration date: December 27, 2004)

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 목표 대상의 서버수(증가, 감소)에 따라 필요로 하는 유량과 유수를 생성하기 위해 냉각 순환 시스템내에 다수의 저전력 소형 펌프들을 배관/벨브를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결된 펌프 어레이를 구비하여, 이를 전자식으로 조절할 수 있는 컨트롤러와 시스템 내에 장착된 유수부 및 유출부에 연결된 기계식 또는 전자식 센서 및 컨트롤부(또는 원격 관제)를 통하여 냉각수 분배 시스템이 필요로하는 유압 및 유속을 생성할 수 있도록 펌프어레이를 조절 및 관제할 수 있는 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템을 제공함에 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is a plurality of low-power small pumps in the cooling circulation system to generate the required flow rate and running water according to the number of servers (increase, decrease) of the target object. It is equipped with a pump array connected in series or parallel using pipes/valves, and a controller capable of electronically controlling it, and a mechanical or electronic sensor and a control unit (or remote control) connected to the water flow and outlet mounted in the system. It is intended to provide a pump array and a control system for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices capable of controlling and controlling a pump array to generate the hydraulic pressure and flow rate required by the cooling water distribution system.

본 발명의 다른 목적은 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 단일 시스템의 다수 개의 유압 및 유속을 통합적으로 조절할 수 있는 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is a pump array for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices, and a pump array and control for cooling water distribution control of a plurality of water-cooled electronic devices capable of integrally adjusting a plurality of hydraulic pressures and flow rates of a single system of a control system. To provide a system.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명의 제1 관점으로, 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템은, 냉각수의 입수부와; 상기 입수부를 통과하는 냉각수의 유속, 유온 및 유압을 감지하기 위한 입수센서부와; 상기 입수부의 단부와 결합되어 냉각수를 분배하는 입수측 매니폴드와; 상기 입수측 매니폴드로부터 냉각수를 다수의 전자장치 중 제1 전자장치의 저전력 소형펌프에 공급하는 냉각수 공급부와; 상기 제1 전자장치를 포함하는 다수의 전자장치의 각각의 저전력 소형 펌프의 냉각수를 배출하는 제1 연결관과; 상기 제1 전자장치의 제1 연결관과 결합되어 다수의 전자장치의 저전력 소형펌프에 냉각수를 공급하는 제2 연결관과; 상기 제1 전자장치를 포함하는 다수의 전자장치의 제1 연결관과 결합되어 각 전자장치의 냉각수를 배출하는 냉각수 배출관과; 상기 냉각수 배출관의 단부와 결합되어 냉각수를 받아 배출하기 위한 배수측 매니폴드와; 상기 배수측 매니폴드와 결합되어 냉각수를 배출시키는 배수부와; 상기 배수부를 통과하는 냉각수의 유속, 유온 및 유압을 감지하기 위한 배수센서부와; 상기 입수센서부와 상기 배수센서부와 접속되어 입수측 냉각수 및 배수측 냉각수의 유속, 유온 및 유압 데이터를 기초로 각각의 전자장치의 저전력 소형펌프 등을 제어하는 제어장치를 포함하는 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템이 제시된다.As a technical solution for achieving the object of the present invention, as a first aspect of the present invention, a pump array and a control system for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices include: a cooling water receiving unit; An ingestion sensor unit for sensing the flow rate, oil temperature, and hydraulic pressure of the cooling water passing through the intake unit; An inlet side manifold coupled to an end portion of the inlet portion to distribute cooling water; A coolant supply unit for supplying coolant from the receiving side manifold to a low-power small pump of a first electronic device among a plurality of electronic devices; A first connection pipe for discharging the cooling water of each low-power small pump of a plurality of electronic devices including the first electronic device; A second connection pipe coupled to the first connection pipe of the first electronic device to supply coolant to the low-power small pumps of the plurality of electronic devices; A cooling water discharge pipe coupled to a first connection pipe of a plurality of electronic devices including the first electronic device to discharge cooling water of each electronic device; A drain side manifold coupled to an end of the cooling water discharge pipe to receive and discharge cooling water; A drain unit coupled to the drain side manifold to discharge cooling water; A drain sensor unit configured to detect a flow rate, oil temperature, and hydraulic pressure of the coolant passing through the drain unit; A plurality of water-cooled electronic devices including a control device connected to the intake sensor unit and the drainage sensor unit to control a low-power small pump of each electronic device based on flow rate, oil temperature, and hydraulic data of the intake side coolant and the drain side coolant. A pump array and a control system for controlling the distribution of cooling water in a vehicle are presented.

본 발명에 의하면, 목표 대상의 서버수(증가, 감소)에 따라 필요로 하는 유량과 유수를 생성하기 위해 냉각 순환 시스템내에 다수의 저전력 소형 펌프들을 배관/밸브를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결된 펌프 어레이를 구비하여, 이를 전자식으로 조절할 수 있는 컨트롤러와 시스템 내에 장착된 유입부 및 유출부에 연결된 기계식 또는 전자식 센서 및 컨트롤부(또는 원격 관제)를 통하여 냉각수 분배 시스템이 필요로 하는 유압 및 유속 데이터를 생성할 수 있도록 펌프어레이를 조절 및 관제할 수 있는 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템늬 구성으로, 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 단일 시스템의 다수 개를 통합적으로 조절할 수 있는 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 효율적으로 구현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a plurality of low-power small pumps in a cooling circulation system are connected in series or in parallel using piping/valve in order to generate the required flow rate and running water according to the number of target servers (increase, decrease). It is equipped with a controller capable of electronically controlling this, and a mechanical or electronic sensor connected to the inlet and outlet mounted in the system and the control unit (or remote control) to generate hydraulic pressure and flow rate data required by the cooling water distribution system. It is a configuration of a pump array and control system for cooling water distribution control of a number of water-cooled electronic devices that can control and control the pump array so that it can be controlled. There is an effect of efficiently implementing the cooling water distribution control of a plurality of water-cooled electronic devices capable of integrally controlling a plurality of them.

도 1은 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 주요부인 냉각수의 센서부의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 주요부인 전자장치의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 주요부인 제어부의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 통합 관제 시스템의 실시예의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a pump array and a control system for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a pump array for controlling the distribution of cooling water in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention and a cooling water sensor unit, which is a main part of a control system.
3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an electronic device that is a main part of a control system and a pump array for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of a pump array for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention and a control unit, which is a main part of a control system.
5 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an integrated control system for controlling the distribution of cooling water in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템은, 냉각수의 입수부(100)와; 상기 입수부(100)를 통과하는 냉각수의 유속, 유온 및 유압을 감지하기 위한 입수센서부(200)와; 상기 입수부(100)의 단부와 결합되어 냉각수를 분배하는 입수측 매니폴드(300)와; 상기 입수측 매니폴드(300)로부터 냉각수를 다수의 전자장치(A)(B)(C) 중 제1 전자장치(A)의 저전력 소형펌프에 공급하는 냉각수 공급부(400)와; 상기 제1 전자장치(A)를 포함하는 다수의 전자장치의 각각의 저전력 소형 펌프의 냉각수를 배출하는 배수연결관(410)과; 상기 제1 전자장치(A)의 배수연결관(410)과 결합되어 다수의 전자장치의 저전력 소형펌프에 냉각수를 공급하는 냉각수연결관(420)과; 상기 제1 전자장치(A)를 포함하는 다수의 전자장치의 배수연결관(410)과 결합되어 각 전자장치의 냉각수를 배출하는 냉각수 배출관(430)과; 상기 냉각수 배출관(430)의 단부와 결합되어 냉각수를 받아 배출하기 위한 배수측 매니폴드(600)와; 상기 배수측 매니폴드(600)와 결합되어 냉각수를 배출시키는 배수부(800)와; 상기 배수부(800)를 통과하는 냉각수의 유속, 유온 및 유압을 감지하기 위한 배수센서부(700)와; 상기 입수센서부(200)와 상기 배수센서부(700)와 접속되어 입수측 냉각수 및 배수측 냉각수의 유속, 유온 및 유압 데이터를 기초로 각각의 전자장치(A)(B)(C)의 저전력 소형펌프 등을 제어하는 제어장치(900)을 포함하는 구성이다.1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a pump array and a control system for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention. 1, a pump array and a control system for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention includes: a cooling water receiving unit 100; An ingestion sensor unit 200 for sensing the flow rate, oil temperature, and hydraulic pressure of the cooling water passing through the intake unit 100; An inlet side manifold 300 coupled to an end portion of the inlet portion 100 to distribute cooling water; A cooling water supply unit 400 for supplying cooling water from the intake side manifold 300 to a low-power small pump of the first electronic device A among a plurality of electronic devices A, B, and C; A drain connection pipe 410 for discharging the cooling water of each of a plurality of electronic devices including the first electronic device A; A cooling water connection pipe 420 coupled to the drainage connection pipe 410 of the first electronic device A to supply cooling water to a low-power small pump of a plurality of electronic devices; A cooling water discharge pipe 430 coupled to a drain connection pipe 410 of a plurality of electronic devices including the first electronic device A to discharge cooling water of each electronic device; A drain side manifold 600 for receiving and discharging the coolant by being coupled to the end of the coolant discharge pipe 430; A drain part 800 coupled to the drain side manifold 600 to discharge cooling water; A drain sensor unit 700 for detecting a flow rate, oil temperature, and hydraulic pressure of the coolant passing through the drain unit 800; Low power of each electronic device (A) (B) (C) is connected to the intake sensor unit 200 and the drainage sensor unit 700 based on the flow rate, oil temperature and hydraulic data of the intake side coolant and the drain side coolant. It is a configuration including a control device 900 for controlling a small pump or the like.

상기 입수측 매니폴드(300)로부터 냉각수를 전자장치의 저전력 소형펌프가 냉각수 공급부로부터 공급 받고, 저전력 소형펌프와 연결된 배수연결관을 통하여 냉각수 배출관을 통하여 전자장치의 냉각수를 배출시킴과 동시에 인근 전자장치와 연결된 직렬 연결관을 통하여 인근 전자장치에 냉각수를 공급하는 방식의 다수의 시스템이 입수측 매니폴드(300)와 배수측 매니폴드(600)의 사이에 병렬로 다수 설치되는 구성이다. A low-power small pump of the electronic device receives cooling water from the intake side manifold 300 from the cooling water supply unit, and discharges the cooling water of the electronic device through the cooling water discharge pipe through a drain connection pipe connected to the low-power small pump, and at the same time A plurality of systems of a method of supplying coolant to a nearby electronic device through a series connection pipe connected with a plurality of systems are installed in parallel between the intake side manifold 300 and the drain side manifold 600.

도 2는 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 주요부인 냉각수의 센서부의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a pump array for controlling the distribution of cooling water in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention and a cooling water sensor unit, which is a main part of a control system.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 냉각수의 센서부는, 도 1에 설명한 바와 같이 냉각수의 입수측에 설치된 입수센서부(200)와 배수측의 배수센서부(700)로 구성되어 있다. 입수센서부(200)와 배수센서부(700)의 구성은 동일하게 구성될 수 있다. 따라서, 도 2의 실시예는 입수센서부(200)에 관한 설명으로 하고, 배수센서부(700)의 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 2, the pump array for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention and the cooling water sensor unit of the control system include a receiving sensor unit 200 installed on the receiving side of the cooling water as described in FIG. It consists of a drainage sensor unit 700 on the drain side. The configuration of the ingestion sensor unit 200 and the drainage sensor unit 700 may be configured identically. Accordingly, the embodiment of FIG. 2 is a description of the ingestion sensor unit 200, and a description of the drainage sensor unit 700 will be omitted.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 냉각수의 센서부(200)는, 상기 입수측 매니폴드(300)에 냉각수(110)를 공급하는 입수부(100)의 소정 위치에 설치되고 냉각수(110)의 유속을 감지하기 위한 유속센서(210)와, 상기 냉각수(110)의 온도를 감지하기 위한 유온센서(220)와, 상기 냉각수(110)의 유압을 감지하기 위한 유압센서(230)를 포함하는 구성이다.As shown in FIG. 2, the pump array for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention and the cooling water sensor unit 200 of the control system supply the cooling water 110 to the intake side manifold 300 A flow rate sensor 210 installed at a predetermined position of the receiving unit 100 to detect the flow rate of the cooling water 110, an oil temperature sensor 220 for sensing the temperature of the cooling water 110, and the cooling water ( It is a configuration including a hydraulic pressure sensor 230 for sensing the hydraulic pressure of 110).

도 3은 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 주요부인 전자장치의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an electronic device that is a main part of a control system and a pump array for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 전자장치(500)는, 예를 들면, 서버컴퓨터일 수 있다. 저전력으로 작동되는 저전력 소형 펌프(510)와; 상기 저전력 소형 펌프의 구동을 제어하는 펄스폭변조기(PWM)(520)와; 상기 저전력 소형 펌프(510)에 냉각수 공급부(400)와 배수연결관(410)을 빠르고 쉽게 연결과 분리가 가능하도록 설치된 퀵 디스커넥터(530)(540)와; 상기 저전력 소형 펌프(510)로부터 냉각수를 공급받아 냉각되는 전자장치부품(550)을 포함하는 구성이다. As shown in FIG. 3, the electronic device 500 of the present invention may be, for example, a server computer. A low-power small pump 510 operated with low power; A pulse width modulator (PWM) 520 for controlling driving of the low-power small pump; Quick disconnectors 530 and 540 installed to enable quick and easy connection and separation of the cooling water supply unit 400 and the drainage connection pipe 410 to the low power small pump 510; The configuration includes an electronic device component 550 that receives cooling water from the low-power small pump 510 and cools it.

도 4는 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템의 주요부인 제어부의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of a pump array for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention and a control unit, which is a main part of a control system.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 제어부(900)는, 본 발명의 시스템 내의 다수의 전자장치들의 냉각시스템 상태를 관리할 수 있도록 터치 기능을 갖는 사용자인터페이스 화면을 표시시키고 관리하는 사용자인터페이스관리모듈(910)과; 상기 사용자인터페이스 화면에 상기 입수센서부(200)와 배수센서부(700)의 유속센서에서 감지된 냉각수의 유속을 설정된 기간 또는 실시간으로 표시시키고 관리하기 위한 유속관리모듈(920)과; 상기 사용자인터페이스 화면에 상기 입수센서부(200)와 배수센서부(700)의 유온센서에서 감지된 냉각수의 온도를 설정된 기간 또는 실시간으로 표시시키고 관리하기 위한 유온관리모듈(930)과; 상기 사용자인터페이스 화면에 상기 입수센서부(200)와 배수센서부(700)의 유압센서에서 감지된 냉각수의 압력을 설정된 기간 또는 실시간으로 표시시키고 관리하기 위한 유압관리모듈(940)과; 시스템 내의 전자장치에 설치된 각각의 저전력 소형 펌프의 구동을 제어하도록 사용자인터페이스 화면에 각 저전력 소형 펌프의 구동 상태를 표시시키고 관리하는 펌프관리모듈(950)과; 상기 사용자인터페이스 화면에 표시되는 각 전자장치의 저전력 소형 펌프들의 구동 상태에 따라서 저전력 소형 펌프의 펄스폭을 변조하여 가동률을 조절할 수 있도록 상기 사용자인터페이스 화면에 표시시키고 관리하는 PWM 관리모듈(960)과; 본 발명의 시스템이 다수 연결되어 관제센터에서 통합관리되는 경우, 상기 관제센터와의 통신을 담담하는 관제센터 통신모듈(970)을 포함하는 구성이다.As shown in FIG. 4, the control unit 900 of the present invention displays and manages a user interface screen having a touch function so as to manage the cooling system state of a plurality of electronic devices in the system of the present invention. (910) and; A flow rate management module 920 for displaying and managing the flow rate of the coolant detected by the flow rate sensors of the ingestion sensor unit 200 and the drainage sensor unit 700 on the user interface screen in a set period or in real time; An oil temperature management module 930 for displaying and managing the temperature of the coolant detected by the oil temperature sensor of the ingestion sensor unit 200 and the drainage sensor unit 700 on the user interface screen in a set period or in real time; A hydraulic management module 940 for displaying and managing the pressure of the coolant detected by the hydraulic sensors of the intake sensor unit 200 and the drainage sensor unit 700 on the user interface screen in a set period or in real time; A pump management module 950 that displays and manages a driving state of each low-power small pump on a user interface screen to control driving of each small low-power pump installed in an electronic device in the system; A PWM management module 960 for displaying and managing an operation rate on the user interface screen by modulating a pulse width of a small low-power pump according to a driving state of the small-power pumps of each electronic device displayed on the user interface screen; When a plurality of systems of the present invention are connected to be integrated and managed in a control center, a control center communication module 970 in charge of communication with the control center is included.

도 1 내지 도 4의 발명의 구성에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템은, 목적 대상의 전자장치, 예를 들면 서버컴퓨터의 수(증가, 감소)에 따라 필요로 하는 유량과 유수를 생성하기 위해 냉각 순환 시스템내에 다수의 저전력 소형 펌프들을 배관 및 밸브를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결된 펌프 어레이를 구비하고, 이를 전자식으로 조절할 수 있는 제어부와 시스템 내에 장착된 입수부 및 배수부에 연결된 기계식 또는 전자식 유속, 유온 및 유압센서와 이와 연결된 제어부(또는 원격 관제부)를 통하여 냉각수 분배시스템이 필요로하는 유량 및 유수를 생성할 수 있도록 펌프어레이가 조절되는 것을 특징으로 하는 구성이다.As described in the configuration of the invention of FIGS. 1 to 4, the pump array and control system for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention include the number of target electronic devices, for example, server computers (increase, In order to generate the required flow rate and running water according to the reduction), a control unit and system capable of electronically controlling a plurality of low-power small pumps in the cooling circulation system are provided with a pump array connected in series or in parallel using pipes and valves. The pump array is controlled to generate the flow rate and running water required by the cooling water distribution system through a mechanical or electronic flow rate, oil temperature, and hydraulic sensor connected to the inlet and drain mounted inside and a control unit (or remote control unit) connected thereto. It is a configuration characterized by being.

또한, 본 발명의 시스템의 입수부 및 배수부에 설치된 센서의 유압 및 유속의 실시간 감지 정보를 통해 제어부에서 시스템의 냉각수 순환 상태를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the control unit can control the cooling water circulation state of the system through real-time detection information of the hydraulic pressure and flow rate of the sensors installed in the intake unit and the drain unit of the system of the present invention.

또한, 본 발명의 시스템의 입수부 및 배수부에 설치된 유온센서의 냉각수의 온도의 실시간 감지 정보를 통해 제어부가 냉각수의 유압을 조정하여 시스템의 냉각수 순환 상태를 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the control unit can control the coolant circulation state of the system by adjusting the hydraulic pressure of the coolant through real-time detection information of the temperature of the coolant from the oil temperature sensor installed in the intake part and the drain part of the system of the present invention.

또한, 본 발명의 시스템 내의 전자장치들을 직렬 연결함으로써 유압을 높일 수 있고, 제어부를 통해 각 전자장치의 저전력 소형 펌프의 가동 및 정지를 제어할 수 있다.In addition, hydraulic pressure can be increased by connecting electronic devices in the system of the present invention in series, and operation and stop of the low-power small pump of each electronic device can be controlled through the control unit.

또한, 본 발명의 시스템 내의 전자장치들을 병렬 연결함으로써 유속을 높일 수 있고, 제어부를 통해 각 전자장치의 저전력 소형 펌프의 가동 및 정지를 제어할 수 있다. In addition, by connecting the electronic devices in the system of the present invention in parallel, the flow rate can be increased, and the operation and stop of the low-power small pump of each electronic device can be controlled through the control unit.

또한, 본 발명의 시스템 내에 설치되는 전자장치의 저전력 소형 펌프에 냉각수를 공급하는 직렬 연결관과 배수연결관을 결합하는 구성에 퀵 디스커넥터를 채용함으로써 시스템 내의 전자장치의 증설과 감소의 시간과 노력을 절약할 수 있는 것이 특징이다.In addition, by adopting a quick disconnector in a configuration that combines a series connection pipe and a drainage connection pipe that supplies coolant to a low-power small pump of an electronic device installed in the system of the present invention, time and effort in the expansion and reduction of electronic devices in the system It is characterized by saving money.

또한, 본 발명의 시스템에서 전자장치들에 직렬 및 병렬로 연결된 저전력 소형 펌프를 제어부를 통해 실시간으로 조절할 수 있도록 미도시된 릴레이 시스템, 이와 연계된 배관 및 밸브 시스템이 당연히 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, in the system of the present invention, a relay system, not shown, and a piping and valve system connected thereto are naturally installed so that a low-power small pump connected in series and parallel to electronic devices can be controlled in real time through a control unit.

본 발명의 실시예에 의하면, 다수의 수냉식 전자장치의 냉각 순환 시스템에서 전자장치의 증설과 감소가 자유롭고, 특히 시스템 가동에 있어서 필요로 하는 만큼만 작동을 제어하여 에너지 절약 및 소음 감소의 특징이 있다.According to an embodiment of the present invention, in a cooling circulation system of a plurality of water-cooled electronic devices, it is possible to freely increase and decrease the number of electronic devices, and in particular, it is possible to save energy and reduce noise by controlling the operation only as needed for system operation.

도 5는 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 통합 관제 시스템의 실시예의 개략적인 구성도이다.5 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an integrated control system for controlling the distribution of coolant in a plurality of water-cooled electronic devices of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 다수 수냉식 전자장치의 냉각수 분배 제어를 위한 펌프 어레이 및 관제 시스템을 하나의 단일 시스템으로 구성된 클라이언트(1000~5000)들이 서로 유선 또는 무선으로 통신 연결되어 있고, 상기 다수의 클라이언트 중 하나가 동적으로 마스터(3000)로 동작하여, 상기 마스터(3000)는 또 다른 클라이언트 그룹(7000)과 통신 연결되어 있고, 상기 마스터(3000)가 통합관제시스템(6000)과 통신 접속된 구성이다. 상기 마스터(3000)가 다수의 클라이언트(1000~7000)를 관리하는 시스템의 구성이다. 본 발명의 통합관제시스템은 통신을 통한 가십 프로토콜(gossip protocol)을 활용하여 연결된 다수의 클라이언트 중 하나를 실시간으로 마스터로 선택하여, 선택된 마스터가 다른 클라이언트 시스템을 모니터링하고 관제하도록 구성될 수 있다. 이 경우 하이브리드 웹서버로 웹브라우저가 동작하는 모든 시스템에서 모니터링 및 관제가 가능하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the pump array and the control system for controlling the distribution of cooling water of the plurality of water-cooled electronic devices of the present invention described in FIGS. 1 to 4 are wired to each other. Alternatively, communication is connected wirelessly, and one of the plurality of clients dynamically operates as a master 3000, so that the master 3000 is communicatively connected with another client group 7000, and the master 3000 is It is a configuration that is connected to the integrated control system (6000). This is a configuration of a system in which the master 3000 manages a plurality of clients 1000 to 7000. The integrated control system of the present invention may be configured to select one of a plurality of connected clients as a master in real time using a gossip protocol through communication, so that the selected master monitors and controls other client systems. In this case, as a hybrid web server, it can be configured to enable monitoring and control in all systems where a web browser is running.

도 5에 도시한 바와 같이, 단일 시스템의 클라이언트를 유선 또는 무선 통신을 통하여 거리에 상관 없이 데이지 체인(daisy chain) 형식으로 구성할 수 있다.As shown in FIG. 5, a client of a single system can be configured in a daisy chain format regardless of distance through wired or wireless communication.

상술한 바와 같이 본 발명의 핵심은 펌프 어레이를 구비하여 입수한 물(냉각수)을 특정한 유속 및 유압으로 가공하여 출수 시키는시스템으로서, 이러한 시스템을 여러개 연결하게 되면 단일 시스템이 생성할 수 있는 유압 및 유속×N개의 시스템은 몇배의 유속 및 유압을 만들어 낼 수 있는 것을 특징으로 한다.As described above, the core of the present invention is a system that processes water (coolant) obtained by having a pump array at a specific flow rate and hydraulic pressure, and discharges water.If several such systems are connected, the hydraulic pressure and flow rate that a single system can generate. The ×N systems are characterized by being capable of producing several times the flow rate and hydraulic pressure.

또한, 본 발명의 펌프 어레이의 지렬 또는 병렬은 두가지 구성을 가지고 있는 것으로써, 첫째, 단일 시스템 내에서 펌프, 밸브 및 배관이 동적으로 직렬 또는 병렬로 작동하여 냉각수의 출수시 특정한 유속 및 유압을 만들어 낼 수 있고, 둘째, 이러한 단일 시스템 N개를 직렬 또는 병렬로 연결하면 단일 시스템이 생성할 수 있는 유속 및 유압을 한번 더 증폭시킬 수 있는 구성이다. In addition, the ground or parallel of the pump array of the present invention has two configurations.First, in a single system, pumps, valves, and pipes dynamically operate in series or parallel to create a specific flow rate and hydraulic pressure when cooling water is discharged. Second, it is a configuration that can amplify the flow rate and hydraulic pressure that a single system can generate once more by connecting N of these single systems in series or parallel.

따라서, 본 발명은 단일 시스템 내에 설치된 각각의 펌프제어(온/오프, PWM을 이용한 회전속도 조절) 그에 따른 기계 또는 전자식으로 연결되어 특정한 유속 및 유압을 생성시키기 위한 밸브 제어이며, 이러한 단일 시스템을 다수개 직렬 또는 병렬로 연결하는 구성이다.Therefore, the present invention is a valve control for generating a specific flow rate and hydraulic pressure by mechanically or electronically connected to each pump control (on/off, rotation speed control using PWM) installed in a single system, and such a single system It is a configuration that connects dogs in series or in parallel.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 일부에 불과하다. 본 발명의 목적 대상의 수냉식 전자장치, 예를 들면 서버컴퓨터의 수(증가, 감소)에 따라 필요로 하는 유량과 유수를 생성하기 위해 냉각 순환 시스템내에 다수의 저전력 소형 펌프들을 배관 및 밸브를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결된 저전력 소형 펌프의 어레이를 구비하여 이를 전자식으로 조절할 수 있는 제어와 시스템 내에 장착된 입수부 및 배수부에 연결된 기계식 또는 전자식 센서 및 제어부(또는 원격 관제부)를 통하여 냉각수 분배 시스템이 필요로하는 유량 및 유수를 생성할 수 있도록 각 전자장치의 저전력 소형 펌프의 어레이를 조절할 수 있는 기술적 사상에 포함되는 다양한 실시예가 본 발명의 보호범위에 포함되는 것은 당연하다.The embodiments of the present invention described above are only some of the various embodiments of the present invention. A water-cooled electronic device for the object of the present invention, for example, a plurality of low-power small pumps in a cooling circulation system using pipes and valves to generate the required flow rate and running water according to the number (increase, decrease) of server computers. The cooling water distribution system is equipped with an array of low-power small pumps connected in series or in parallel to control them electronically, and through a mechanical or electronic sensor and a control unit (or remote control unit) connected to the inlet and drain units installed in the system. It is natural that various embodiments included in the technical idea of adjusting the array of low-power small pumps of each electronic device to generate the required flow rate and running water are included in the protection scope of the present invention.

100: 입수부
200: 입수센서부
300: 입수측 매니폴드
600: 배수측 매니폴드
700: 배수센서부
800: 배수부
900: 제어부100: acquisition unit
200: ingestion sensor unit
300: inlet side manifold
600: drain side manifold
700: drainage sensor unit
800: drain
900: control unit

Claims

In a system that collectively manages water-cooled electronic devices,
A receiving unit for cooling water provided to a plurality of electronic devices; A drain portion of cooling water discharged after cooling a plurality of electronic devices; A water intake sensor part installed at a predetermined position of the water intake part and a drainage sensor part installed in a predetermined position in the drainage part; And a control unit connected to the ingestion sensor unit and the drainage sensor unit;
The control unit is a pump for controlling the distribution of coolant of a plurality of water-cooled electronic devices, characterized in that receiving a detection signal of coolant from the intake sensor unit and the drainage sensor unit to control coolant supply and cooling status to the plurality of electronic devices. Array and control system.

The method according to claim 1,
A pump array and a control system for controlling the distribution of coolant of a plurality of water-cooled electronic devices, characterized in that the plurality of electronic devices are equipped with low-power small pumps for supplying and discharging coolant to the electronic device parts.

The method according to claim 1,
A pump array and a control system for controlling the distribution of coolant of a plurality of water-cooled electronic devices, characterized in that a quick disconnector is installed in which the inlet pipe for receiving the coolant and the drain pipe for discharging the coolant are installed in the small low-power pumps installed in the plurality of electronic devices. .

The method according to claim 1,
The intake sensor unit and the drainage sensor unit, a pump array and control system for controlling the distribution of coolant of a plurality of water-cooled electronic devices, characterized in that it comprises a sensor for detecting the flow rate of the coolant, the oil temperature of the coolant, and the hydraulic pressure of the coolant.

The method according to claim 1,
A pump array and a control system for controlling the distribution of cooling water of a plurality of water-cooled electronic devices, further comprising: an inlet side manifold coupled to the inlet portion and a drain side manifold coupled to the drain portion.

The method of claim 5,
The low-power small pump of a plurality of electronic devices installed between the inlet side manifold and the drain side manifold is coupled in series to increase hydraulic pressure and is coupled in parallel to increase flow rate. Pump array and control system for cooling water distribution control.

The method according to claim 1,
The control unit includes: a user interface management module for displaying and managing a user interface screen having a touch function so as to manage a cooling system state of a plurality of electronic devices in the system; A flow rate management module for displaying and managing the flow rate of the cooling water detected by the flow rate sensors of the intake sensor unit and the drainage sensor unit on the user interface screen in a set period or in real time; An oil temperature management module for displaying and managing the temperature of the coolant detected by the oil temperature sensor of the intake sensor unit and the drainage sensor unit on the user interface screen in a set period or in real time; A hydraulic pressure management module for displaying and managing the pressure of the coolant detected by the hydraulic sensor of the intake sensor unit and the drain sensor unit on the user interface screen in a set period or in real time; A pump management module that displays and manages a driving state of each low-power small pump on a user interface screen to control driving of each small low-power pump installed in an electronic device in the system; A PWM management module that modulates a pulse width of a low-power small-sized pump according to a driving state of low-power small-sized pumps of each electronic device displayed on the user interface screen and displays and manages it on the user interface screen to control an operation rate; When a plurality of systems of the present invention are connected and integrated and managed in a control center, a pump array and control for cooling water distribution control of a plurality of water-cooled electronic devices comprising a control center communication module in charge of communication with the control center system.

A cooling water intake part; An ingestion sensor unit for sensing the flow rate, oil temperature, and hydraulic pressure of the cooling water passing through the intake unit; An inlet side manifold coupled to an end portion of the inlet portion to distribute cooling water; A coolant supply unit for supplying coolant from the receiving side manifold to a low-power small pump of a first electronic device among a plurality of electronic devices; A drain connection pipe for discharging the cooling water of each of a plurality of electronic devices including the first electronic device; A cooling water connection pipe coupled to the drainage connection pipe of the first electronic device to supply cooling water to the low-power small pumps of the plurality of electronic devices; A cooling water discharge pipe coupled to a drainage connection pipe of a plurality of electronic devices including the first electronic device to discharge cooling water of each electronic device; A drain side manifold coupled to an end of the cooling water discharge pipe to receive and discharge the cooling water; A drain portion coupled to the drain side manifold to discharge cooling water; A drain sensor unit for sensing a flow rate, oil temperature, and hydraulic pressure of the coolant passing through the drain unit; A plurality of water-cooled electronic devices including a control device connected to the inlet sensor unit and the drainage sensor unit to control the low-power small pump of each electronic device based on flow rate, oil temperature, and hydraulic data of the inlet side coolant and the drain side coolant. Pump array and control system for controlling the distribution of cooling water in

A plurality of clients composed of a pump array and a control system for cooling water distribution control of a plurality of water-cooled electronic devices of claim 1 as a single system are connected to each other by wire or wireless communication, and one of the plurality of clients is a dynamically master In operation, the master is connected in communication with another client group, the master is an integrated control system for cooling water distribution control of a plurality of water-cooled electronic devices communicatively connected with the integrated control system.

The method of claim 9,
The integrated control system selects one of a plurality of connected clients as a master in real time by utilizing a gossip protocol through communication, the selected master monitors and controls other client systems, and the client of the single system is wired or An integrated control system for controlling the distribution of coolant of a number of water-cooled electronic devices, characterized in that it is configured in a daisy chain format regardless of distance through wireless communication.