KR100807935B1 - 정보통신기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도 조절 장치의 전력 사용을 줄여 백업 배터리의 백업 시간을 연장할 수 있도록 한 정보통신기기용 옥외형 함체의 다이렉트 쿨링 방식의 온도 조절 장치에 관한 것이다. 본 발명의 정보 통신 기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치는 히터와, 냉각 팬과, 상기 히터 및 상기 냉각 팬의 동작을 제어하는 제어 유닛과, 상기 제어 유닛에 연결되고, 함체 내부의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 제어 유닛과 상기 히터 사이에 연결되어 온도 센서의 검출 온도에 따른 제어 유닛의 명령에 의해 히터를 동작시키는 스위칭 부재와, AC 전원 공급의 중단을 검출하고, 검출된 신호를 상기 제어 유닛에 전달하는 검출 부재를 포함한다. 상기 제어 유닛은 상기 검출 부재로부터 전달되는 AC 전원의 공급 중단 신호에 따라 냉각 팬의 동작을 정지시킨다. 본 발명에 따르면, 정보통신기기용 옥외형 함체 운용 시 저온 상태에서 AC 전원 공급이 중단되었을 때, 온도 조절 장치의 냉각 팬과 히터의 동작을 중단시켜 냉각 팬과 히터의 사용 전력을 절약함으로써 백업 배터리의 백업 시간을 종래에 비해 두 배 이상 증가시키는 효과를 제공한다.

옥외형 함체, 온도 조절 장치, 백업 배터리, 정보통신기기

Description

정보통신기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치 {AIR-CONDITIONING UNIT USING FOR OURDOOR CASING OF INFORMATION COMMUNICATION EQUIPMENT}

도1은 옥외형 함체의 사시도.

도2는 도어가 개방된 상태의 도1의 옥외형 함체의 사시도.

도3은 도1의 옥외형 함체 내에서의 공기의 흐름을 개략적으로 도시한 도면.

도4는 상측에서 본 온도 조절 장치의 사시도.

도5는 하측에서 본 도4의 온도 조절 장치의 사시도.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치의 회로도.

도7은 종래의 온도 조절 장치의 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 옥외형 함체 바디

4: 옥외형 함체 도어

6: 옥외형 함체 프린스(Plinth)

8: 정보 통신 기기

10: 온도 조절 장치

12: 온도 센서

14: 백업 배터리

16: 정류기

18: 온도 조절 장치 본체

20: 온도 조절 장치 전면판

22: 전원 커넥터

24: 냉각 팬

26: 히터

28: 스위칭 부재

30: 제어 유닛

32: 제1 디버그 포트 (Debug Port)

34: 온도 센서 포트

36: 검출 부재

38: 제2 디버그 포트

40: 디버그 포트 케이블

42: 교류 검출용 릴레이 케이블

본 발명은 정보통신기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치에 관한 것으로, 특히 정보통신기기용 옥외형 함체 내부로 외부 공기를 직접 끌어들여 함체 내부의 발열 부품들을 공냉하는 다이렉트 쿨링 방식의 온도 조절 장치에 관한 것이다.

각종 통신기기를 외부의 충격이나 자연 재해로부터 보호하기 위해 박스 형태로 실외에 설치된 정보통신기기용 옥외형 함체는 내부의 온도와 습도가 주위 환경 변화에 관계없이 적정한 수준을 유지하도록 하는 온도 조절 장치를 구비하고 있다.

온도 조절 장치는 외부 공기를 유입하는 냉각 팬과, 외부 온도가 저온일 경우 찬 외부 공기를 가열하여 따뜻한 공기를 함체 내부의 통신 기기로 보내기 위한 히터와, 온도에 따라 히터의 온/오프(ON/OFF)를 제어하기 위한 제어 유닛과, 함체 내부의 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하고 있다. 냉각 팬은 함체 내부로 외부 공기를 유입하기 위해 항상 작동 상태를 유지한다.

도7은 종래의 온도 조절 장치의 회로도를 도시한다. 온도 센서(44)의 온도가 섭씨 0도 이하일 때 제어 유닛(46)은 릴레이(48)를 통해 히터(도시않음)를 작동시킨다. 온도 센서(44)의 온도가 섭씨 5도 이상일 때 제어 유닛(46)은 릴레이(48)를 통해 히터를 오프(OFF)한다. 따라서, 섭씨 -30도 이하와 같은 저온 상태에서는, 옥외형 함체의 내부 온도를 적정 수준으로 유지하기 위해 온도 조절 장치의 냉각 팬(50)과 히터가 계속 작동 중인 상태로 유지된다.

한편, 옥외형 함체는 비상시 주 전원의 공급이 차단되는 경우에 각종 통신기기의 작동이 중단되지 않도록 하기 위해 백업 배터리(backup battery)를 구비하고 있다. 주 전원이 차단되면, 전원 공급이 다시 원활하게 될 때까지의 시간(즉, 백업 시간) 동안 백업 배터리에서 공급되는 전원으로 옥외형 함체가 운용된다.

저온 상태에서는 온도 조절 장치의 팬과 히터가 계속 작동 중이기 때문에, 주 전원의 전력이 팬과 히터에 계속 공급된다. 저온 상태에서 주 전원의 공급이 차단되는 경우에는, 백업 배터리의 전력이 팬과 히터에 계속 공급되어야 하기 때문에, 히터를 작동시킬 필요가 없는 상온에서의 경우보다 백업 시간이 단축된다.

또한, 섭씨 -30도 이하와 같은 저온 상태에서는 백업 배터리의 자체 성능이 현저히 감소되기 때문에, 배터리 백업 시간은 더욱 현저히 감소한다.

따라서, 저온 상태에서도 충분한 백업 시간이 유지되는 백업 배터리를 제공하기 위해서는 배터리의 용량이 커야 하고, 그에 따라 배터리의 크기도 커지게 된다. 그러나 옥외형 함체에 공간적 제약이 있는 경우는 배터리의 크기가 제한되기 때문에, 배터리의 백업 시간도 제한되어 통신 사업자가 요구하는 배터리 백업 시간을 충족하기가 어렵다. 결국 배터리 백업 시간을 늘리기 위해서는 배터리 함체를 별도로 설치해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주 전원의 공급이 중단된 경우 저온 상태에서도 옥외형 함체에 대한 백업 배터리의 백업 시간을 연장할 수 있는 온도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 온도 조절 장치는 히터와, 냉각 팬과, 상기 히터 및 상기 냉각 팬의 동작을 제어하는 제어 유닛과, 상기 제어 유닛에 연결되고, 함체 내부의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 제어 유닛과 상기 히터 사이에 연결되어 온도 센서의 검출 온도에 따른 제어 유닛의 명령에 의해 히터를 동작시키는 스위칭 부재와, AC 전원 공급의 중단을 검출하고, 검출된 신호를 상기 제어 유닛에 전달하는 검출 부재를 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 검출 부 재로부터 전달되는 AC 전원의 공급 중단 신호에 따라 냉각 팬의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 온도 조절 장치는 상기 검출 부재와 상기 제어 유닛을 연결하기 위한 디버그 포트를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 온도 조절 장치에서, 상기 검출 부재는 교류 전원 검출용 릴레이일 수 있다.

본 발명의 온도 조절 장치에서, 상기 히터는 교류 히터일 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1 내지 도2는 정보통신기기용 다이렉트 쿨링 방식의 옥외형 함체를 도시한다. 도1에 도시된 바와 같이, 옥외형 함체의 외부는 옥외형 함체 바디(2), 옥외형 함체 도어(4), 옥외형 함체 프린스(Plinth)(6)로 이루어진다. 외부 공기는 옥외형 함체의 하부에 배치된 옥외형 함체 프린스(6)로부터 유입되어 옥외형 함체 도어의 개구부(4)를 통해 배출된다. 구체적인 냉각 방식은 후술한다.

도2에 도시된 바와 같이, 옥외형 함체 바디(2)의 내부에는 정보 통신 기기(8), 온도 조절 장치(10), 백업 배터리(14)가 구비되어 있다. 옥외형 함체 프린스(6)의 상부에 온도 조절 장치(10)와 정보 통신 기기(8)가 차례로 배치되며, 온도 조절 장치(10) 및 정보 통신 기기(8)의 측면에 백업 배터리(14)가 배치되어 있다.

도3은 옥외형 함체의 냉각 방식을 도시한다. 옥외형 함체의 내부에 배치된 정보 통신 기기(8)와 온도 조절 장치(10)와 온도 센서(12) 등에는 교류(AC) 전원의 전력이 정류기(16)에 의해 직류(DC)로 정류된 전력이 공급된다. 도3에 도시된 바와 같이, 옥외형 함체는 외부 공기가 옥외형 함체 프린스(6)를 통하여 함체의 하부로부터 유입되어 온도 조절 장치(10)을 통과한 뒤, 공기가 정보 통신 기기(8)에서 발생되는 열을 받아 데워진 후, 함체 상단을 지나 옥외형 함체 도어(4)의 개구부(도1 참조)를 통해 외부로 배출된다.

도4 및 도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 조절 장치(10)을 도시한다. 온도 조절 장치(10)는 본체(18)와 전면판(20)을 구비한다. 온도 조절 장치(10)의 본체(18)에는 냉각 팬(24), 히터(26), 스위칭 부재(28) 및 제어 유닛(PIC)(30)이 구비되어 있다. 온도 조절 장치의 전면판(20)에는 전원 커넥터(22)와, 제1 디버그 포트(32)와, 제2 디버그 포트(38)와, 온도 센서 포트(34)가 구비되어 있다.

저온 상태에서 옥외형 함체의 운용 시에는, 옥외형 함체 프린스(6)를 통하여 함체 내부로 유입된 외부 공기가 히터(26)에 의해 가열되고, 회전하는 냉각 팬(24)을 통해 정보 통신 기기(8)로 전달된다. 냉각 팬(24)의 회전 속도(RPM)는 온도 센서 포트(34)를 통해 온도 센서(12)(도3 참조)와 연결된 제어 유닛(30)에 의해 조절된다. 온도 센서(12)는 정보 통신 기기(8)의 하단에 배치되어 정보 통신 기기 주위의 온도를 감지한다(도3 참조). 옥외형 함체의 운용 가능 온도인 섭씨 -33도에서 +50도 사이의 온도에서 냉각 팬(24)은 계속 켜진 상태로 외부 공기를 유입한다.

본 발명에 따른 실시예에서 히터(26)는 종래의 직류(DC) 히터 대신에 교 류(AC) 히터를 사용한다. 스위칭 부재(28)는 직류(DC) 릴레이를 사용한다. 히터(26)는 스위칭 부재(28)를 통해 제어 유닛(30)에 연결되어 있고, 제어 유닛(30)은 온도 센서 포트(34)를 통해 온도 센서(12)에 연결되어 있다. 온도 센서(12)가 감지한 온도에 따라 제어 유닛(30)이 스위칭 부재(28)에 신호를 전달하여, 스위칭 부재(28)에 의해 히터(26)가 켜지거나 꺼진다. 구체적으로, 온도 센서(12)의 온도가 섭씨 0도 이하일 때 히터(26)가 켜지고, 섭씨 5도 이상일 때 히터(26)가 꺼진다.

도6은 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 장치(10)의 회로도이다. 옥외형 함체는 외부로부터 교류(AC) 전원이 주 전원으로 공급되지만, 함체 내부의 직류 방식의 장치에는 이 교류 전원의 전력이 정류기(16)에 의해 -48V의 직류(DC) 전력으로 정류되어 공급된다. 교류 전원 공급의 중단 시 사용되는 배터리도 직류 전력을 공급한다. 냉각 팬(24)은 직류 방식으로 작동된다.

도6을 참조하면, 온도 조절 장치(10)는 온도 조절 장치 전면판(20)에 전원 커넥터(22)를 구비하고 있다. 온도 조절 장치(10)는 전원 커넥터(22)를 통해 전력(비상 시에는 백업 배터리의 전원)을 공급받는다.

스위칭 부재(즉, DC 릴레이)(28)와 히터(26) 사이에는 검출 부재(36)가 배치되어 있다. 바람직하게는, 검출 부재(36)는 교류 전원 검출용 릴레이(relay)를 사용한다. 검출 부재(36)는 교류 검출용 릴레이 케이블(42)을 통해 전원 커넥터(22), 스위칭 부재(28), 히터(26), 제2 디버그 포트(38)와 각각 연결된다. 온도 조절 장치 전면판(20)에서 제2 디버그 포트(38)는 디버그 포트 케이블(40)을 통해 제1 디버그 포트(32)와 연결된다. 제1 및 제2 디버그 포트(32, 38)를 통해 검출 부재(36)의 제어 유닛(30)으로의 연결이 보다 용이해진다.

이하에서는, 교류 전원이 중단된 경우 본 발명에 따른 옥외형 함체의 동작을 설명한다.

일반적으로, 다이렉트 쿨링 방식의 옥외형 함체에서는 냉각 팬과 히터에서 소비되는 전력의 양이 전체 함체의 소비 전력의 절반 이상이다. 따라서, 교류 전원이 중단된 경우 냉각 팬(24)과 히터(26)의 동작을 중단시키면, 백업 배터리의 백업 가능 시간은 종전에 비해 이론적으로 두 배로 연장된다.

먼저, 본 발명에 따른 온도 조절 장치에서 교류 전원의 공급이 중단된 경우 냉각 팬(24)을 중단시키는 것을 설명한다.

교류 전원의 공급이 중단되면 검출 부재(36)는 닫힌 상태가 되고, 교류 전원이 공급되면 검출 부재(36)는 열린 상태가 된다. 따라서, 검출 부재(36)를 통해 교류 전원의 공급의 중단을 검출할 수 있다. 검출 부재(36)를 통해 검출된 교류 전원 공급의 중단은 교류 검출용 릴레이 케이블(42)을 통해 제2 디버그 포트(38)로 전달되고, 그 검출된 교류 전원 공급 중단의 신호는 제2 디버그 포트(38)로부터 디버그 포트 케이블(40)을 통해 제어 유닛(30)으로 전달된다. 이와 같이 온도 조절 장치의 제어 유닛(30)으로 전달된 교류 전원 공급 중단의 신호에 의해 제어 유닛(30)이 냉각 팬(24)의 동작을 정지시키도록 제어할 수 있다.

배터리에 의해 전력이 공급되는 백업 시간 중이라도 온도 센서(12)의 온도가 섭씨 0도 이상이 되면 냉각 팬(24)이 다시 동작되어야 한다. 이때 멈추어 있는 냉 각 팬(24)을 다시 작동시킬 수 있도록 하는 기능은 제어 유닛(30)에 구비되어 있으며, 이러한 기능은 공지된 소프트웨어 기술을 이용하여 구현 가능하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 옥외형 함체의 온도 조절 장치에서는 교류 히터를 사용하기 때문에 교류 전원이 중단되면 히터도 자동으로 중단된다.

상기와 같이 온도 조절 장치 회로를 구성함으로써, 교류 전원이 중단될 경우 냉각 팬(24)과 히터(26)의 동작을 중단시킬 수 있다. 일반적으로 냉각 팬(24)과 히터(26)에서 소비되는 전력의 양은 전체 함체의 소비 전력의 절반 이상이다. 따라서, 교류 전원의 중단 시 냉각 팬(24)과 히터(26)의 동작을 중단시키면 배터리 백업 시간은 종전보다 이론적으로 두 배로 연장된다.

저온 상태에서 교류 전원이 공급되는 중에서는 정보 통신 기기(8)로 유입되는 공기의 온도가 온도 조절 장치의 제어 유닛(30)에 의한 냉각 팬(24) 및 히터(26)의 조절을 통해 섭씨 0도 이상 유지되도록 운용된다. 냉각 팬(24)의 구동에 의한 강제 대류인 상태로 외부 공기가 유입되다가 냉각 팬(24)이 멈추면 자연 대류 상태로 변하기 때문에 소정의 시간 동안은 외부 공기의 유입이 유지되어 좀처럼 온도의 변화가 발생되지 않는다. 또한 정보 통신 기기(8)로부터 발생되는 열에 의해 함체 내부의 온도는 배터리의 전원이 인가되는 시간 동안 충분히 유지될 수 있다. 만일 함체 내부 온도가 적정 온도 범위를 벗어나게 되면, 온도 센서(12)가 이를 감지하여 제어 유닛(30)를 통해 냉각 팬(24)과 히터(26)를 다시 작동시킬 수 있다. 따라서, 교류 전원의 중단 시 냉각 팬(24)과 히터(26)의 동작을 중단시키더라도 소정의 시간 동안 함체 내부의 온도가 적정 온도 범위 내로 유지될 수 있다.

본 발명에 따른 옥외형 함체의 온도 조절 장치에서는 교류 전원이 중단될 경우 냉각 팬(24)과 히터(26)의 동작을 중단시켜 냉각 팬과 히터에서 소비되는 전력을 절약함으로써, 백업 배터리 백업 시간을 크게 연장할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면에 도시된 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 본 발명의 기능을 수행하기 위하여 상기 실시예와 유사한 실시예를 사용할 수 있고, 상기 실시예를 변경할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 임의의 단일 실시예에 한정되지 않고, 청구항에 기재된 범위 및 그 기술 사상으로부터 파악해야 한다.

본 발명에 따르면, 다이렉트 쿨링 방식의 정보통신기기용 옥외형 함체 운용 시 저온 상태에서 교류 전원 공급이 중단되었을 때, 온도 조절 장치의 냉각 팬과 히터의 동작을 중단시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 전체 함체의 소비 전력의 절반 이상을 차지하는 냉각 팬과 히터의 소비 전력을 절약함으로써 백업 배터리의 전원으로 함체를 운용할 수 있는 시간(즉, 배터리 백업 시간)을 종래에 비해 두 배 이상 증가시키는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 히터와,

   냉각 팬과,

   상기 히터 및 상기 냉각 팬의 동작을 제어하는 제어 유닛과,

   상기 제어 유닛에 연결되고, 함체 내부의 온도를 검출하는 온도 센서와,

   상기 제어 유닛과 상기 히터 사이에 연결되어 온도 센서의 검출 온도에 따른 제어 유닛의 명령에 의해 히터를 동작시키는 스위칭 부재와,

   교류 전원 공급의 중단을 검출하고, 검출된 신호를 상기 제어 유닛에 전달하는 검출 부재를 포함하고,

   상기 제어 유닛은 상기 검출 부재로부터 전달되는 교류 전원의 공급 중단 신호에 따라 냉각 팬의 동작을 정지시키는 정보 통신 기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 검출 부재와 상기 제어 유닛을 연결하기 위한 디버그 포트를 더 포함하는 정보 통신 기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 검출 부재는 교류 전원 검출용 릴레이인 정보통신기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 히터는 교류 히터인 정보통신기기용 옥외형 함체의 온도 조절 장치.

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