KR100997045B1 - 서버랙 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐구조로 서버랙을 구성하여 내부에 먼지침입 염려가 없는 먼지차폐구조의 방진(防塵)기능과 먼지차폐구조로 밀폐된 내부의 발열부하를 효율적으로 제거하고 항온(恒溫), 항습(恒濕)의 냉각기능을 구비시킨 방진과 냉각기능을 함께 갖춘 서버랙에 관한 것으로,
본 발명은 유기물 미립자 등 먼지에 의한 유해 요인을 차단하기 위한 방진(防塵)기능을 제공하기 위해 먼지차폐구조로 서버랙(1)을 구성하고, 차폐된 서버랙 (1)내의 발열부하를 제거하기 위한 냉각챔버파트(2)와, 저수챔버파트(3), 콘트롤챔버파트(4), 응축기챔버파트(5)로 구성하여 냉각기능을 갖춘 것에 특징이 있다.

Description

서버랙{SERVER RACK}

본 발명은 서버랙에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀폐구조로 서버랙을 구성하여 내부에 먼지침입 염려가 없는 먼지차폐구조의 방진(防塵)기능과 먼지차폐구조로 밀폐된 내부의 발열부하를 효율적으로 제거하고 항온(恒溫), 항습(恒濕)의 냉각기능을 구비시킨 방진과 냉각기능을 함께 갖춘 서버랙에 관한 것이다.

본 발명에서 서버랙이란 서버나 허브 등의 각종 정보처리장치들을 올려놓는 선반으로 이루어진 서버랙, 허브랙, 통신랙을 통칭한다.

일반적으로 서버랙은 작은 공간을 효율적으로 이용하여 정보처리장치들을 국제규격(IEC)의 요구사항에 맞게 수납, 장착하고 안전하게 보호할 수 있도록 하는 것으로서 서버나 네트워크 장비 등의 각종 정보처리장치들을 랙마운트에 수용한 상태로 랙에 설치하기 위한 프레임 등이 마련된다.

참고로 랙마운트 방식은 서버나 허브 등의 정보처리장치들의 구성 및 설치수납을 위하여 층별로 쌓아두는 방식으로 사용자의 요구에 따라 자유로이 각각의 기능을 가진 장치들을 자유롭게 구성할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 서버랙의 정보처리장치들은 고집적 고성능화에 의해 발열을 가져오며 이러한 발열부하를 제거하지 않을 경우 시스템정지, 고장 등의 치명적인 결과를 가져올 수 있다. 이에 따라 서버랙의 일반적인 냉각방법은 별도의 전산실을 구성하고 랙함 내부에 공조 유닛을 거친 냉각된 공기를 불어넣어서 열부하를 제거하고 있으며, 비용, 공간 등의 문제로 전산실을 별도 운영할 수 없는 경우에는 랙함 내부에 배풍용 팬을 구비하여 열부하에 대응하도록 구성하고 있다.

그러나 서버랙을 위한 전산실을 별도 운영하는 경우에도 랙함 내부에 공조유닛을 거친 냉각공기를 급기하여야 하므로 먼지 유입에 대한 차단방법이 전무하고 각종 정보처리장치들의 접속케이블 연결 및 전산실 내의 열섬현상으로 인한 온도제어의 불균형으로 효율을 높이기 위해 서버랙의 뒷면이 개봉된 경우가 많고 이러한 경우 먼지 유입에 대비할 수 없다.

한편, 랙함(서버 등 각종 정보처리장치들이 설치되는 캐비넷)에 있어서 정보처리장치들의 장착시 공간 절약화를 위해 랙함에 장착할 수 있는 송풍팬이 소형화되고 있어 발열량의 제거가 원활치 못하고 이러한 발열량의 제거가 원활치 못할 경우에는 서버나 정보처리장치들의 치명적인 손상을 가져오게 되어 경제적 손실 및 데이터 정보의 복구 불가능 등의 손실을 가져온다.

이와 같이 서버랙의 서버 및 정보처리장치들의 주요 고장의 큰 이유중 하나는 온도 제어실패에 의한 과부하이다. 따라서 랙함 내의 온도 상승으로 인한 문제점을 막기 위하여 이미 전술한 바와 같이 랙함 내의 발열량 제거를 위한 전산실(서버룸)을 운영하는 경우가 일반적인 데 이에 대한 문제점을 구체적으로 살펴보면 이하와 같다.

서버랙이 설치되는 전산실은 실내의 온도제어를 위하여 중앙집중방식 냉각으로 전산실 내부에 열부하 제거용 공기를 공급하고, 전산실 내의 서버랙은 랙함 내부의 공기의 급배기를 원활히 하기 위하여 측면에 다공판 등을 사용하여 충분한 통풍이 되도록 만들어지게 된다. 따라서 서버랙 내의 발열량 제거를 위해서는 전산실 내부 공간 전체의 발열량 제거가 이루어져야 함으로 에너지 손실이 매우 크다는 단점이 있다.

또 고집적 서버에 충분한 풍량을 공급하지 못하고 랙함 후면의 열기가 랙함 전면의 흡입구로 재순환하는 구조를 가지게 되는 데 이는 랙함 내의 열부하를 충분히 제거할 수 없게 되고 전산실 운영과 관리에 대한 과대한 비용투자와 관리인력의 비용이 발생된다.

그리고 전산실 내의 서버랙 뿐만 아니라 기본 방식의 서버랙은 온도관리를 위하여 랙함 자체의 열교환을 위한 통풍면적의 증대를 위해 다공판 등을 이용하여 강제 냉각된 공기를 랙함의 내부로 유입 및 배출되게 하는 구조가 되어야 한다. 따라서 이러한 급배기 방식으로 인하여 항온, 항습의 관리는 전산실을 별도로 두어 관리할 수 있으나 랙함 내부로 유입되는 미세먼지로 인한 정전기발생에 따른 누전, 스파크, 장비의 오작동, 하드디스크 에러 등의 문제점은 전산실의 운영, 관리에도 불구하고 그 발생우려가 높다.

이와 같이 미세먼지(탄소,아연, 유기미립자 등)는 쇼트나 라인장애를 유발시켜 서버나 장비의 고장을 가져오는 치명적인 요인으로 뒷면이 케이블배선, 모니터링 등을 위하여 개봉되어 운영되고 함내의 발열부하 제거를 위한 통풍구조를 가질 수밖에 없어 기존의 서버랙 구조는 전산실 운영과 크게 상관없이 이와 같은 문제점에 항시 직면하고 있다.

랙함의 냉각에 대한 기술은 이하에서와 같이 다양하게 개발되고 있으나 먼지의 유입을 차폐하고 이와 동시에 냉각기능을 적용시키는 기술은 확인할 수 없다.

일본 공개특허공보 제2004-63755호에 공조 유닛으로부터 송풍되는 냉기를 랙의 하부 급기구에 공급하고 이 냉기로 랙 내의 기기를 냉각하는 동시에 기기에 의해 데워진 랙의 상부에 배기구로부터 배출되는 공기를 공조 유닛으로 복귀시켜 순환시키는 랙의 냉각구조가 개시되어 있다.

또 일본 공개특허공보 제2006-93388호에는 쿨러 유닛으로부터 교환패널을 통해 서버랙 내의 전방면 상부에 착탈가능하게 설치된 다운 플로우 유닛에 냉기를 공급하고, 이 다운 플로우 유닛에 의해 냉기를 하방으로 강제적으로 불어넣어 전자기기를 냉각하고 또한 쿨러 유닛의 폐열을 실외 배기용 덕트를 통해 실외로 배기하도록 한 서버랙의 냉각 장치가 개시되어 있다.

공개특허공보 제10-2010-0019308호에는 열원에서 발생하는 열기를 랙으로부터 배출시키는 복수의 팬이 배열된 팬 유닛과 그들 팬의 회전에 의해 랙으로부터 배출되는 열기를 제열하는 냉매를 안내하는 파이프가 배열된 라디에이터 유닛과, 상기 팬 유닛 및 라디에이터 유닛을 일체적으로 형성하는 프레임 유닛과, 상기 랙의 배기면측에 장착한 랙과, 상기 파이프에 연결된 냉매를 유통하기 위한 호스에 연결된 열교환기로 이루어진 전자장치의 냉각시스템이 개시되어 있다.

공개특허공보 제10-2004-73983호에는 랙 캐비넷에 메인 순환배관, 메인 순환용 펌프, 냉각부를 설치하고 메인순환배관을 통해 냉각시키고 또 수열부와 장치 내부 펌프를 설치한 복수의 서버모듈을 상기 메인 순환배관에 병열로 접속하여 냉각액을 급배수하고 각 서버 모듈 내의 발열부를 냉각하도록 하여 액냉 방식을 채용하여 서버모듈에 탑재된 고발열 부품의 방열을 원활하게 행하는 랙마운트 서버 시스템의 냉각방법이 게재되어 있다.

한편, 특허문헌1(대한민국 공개특허공보 제10-2005-0084871호)에는 랙 유닛을 완전히 둘러싸는 캐비넷으로 구성하고 랙 유닛과 랙함 사이에 플래넘을 형성하여 여기에 필러물질을 충진시켜 흡음재에 의한 소음차단을 주목적으로 한 서버랙이 개시되어 있다.

상기 특허문헌1의 서버랙은 캐비넷 한쪽 측면에 공기 및 액체 병합 열교환기로 이루어진 냉각장치를 장착하고 있으나 상기 폐쇄구조는 흡음재에 의한 소음차단을 목적으로 내부에 필러물질이 둘러싸고 있고 이렇게 밀폐된 내부 공기의 재순환방지에 주목적을 둔 냉각기능에 그치고 있어 항온, 항습이 요구되는 서버랙의 효율적인 냉각장치로서 부족하고, 필러물질에 의한 미세먼지의 유입을 차폐시킬 수 없어 미세먼지 등의 유입우려를 그대로 가지고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0084871호, 2005.08.29.

상기와 같이 랙마운트 방식의 서버랙을 선호하여 널리 사용하고 있으나 자체 냉각기능을 가지지 못하여 항온 유지를 위한 전산실을 별도로 운영함으로써 전산실 운영에 막대한 에너지 소비의 부담을 가질 수 없고, 또 전산실을 별도 운영하지 않는 경우에는 사무실 혹은 공장동 내의 빈공간에 위험소지를 가지고 방치된 상태로 서버 및 정보처리장치들을 운영하고 있으며, 또는 전산실을 별도 운영하여 관리하는 경우에 있어서도 미세먼지유입으로 인한 오작동, 고장 등의 문제를 해결할 수 없다.

이러한 문제해결을 위해서는 서버랙을 먼지차폐구조로 구성하는 것이 가장 바람직하나 먼지차폐구조는 발열량 제거를 위한 통풍구조가 되어야 한다는 점과 전원선, 광케이블 인입, UPS, 분배기, RJ-25(통신), 서버 등 각종 정보처리장치들의 배선 및 연결 등으로 인해 랙함의 뒷면을 거의 개봉상태로 운영할 수 밖에 없어 전술한 미세먼지에 그대로 노출되는 오작동, 고장 등의 문제점을 해결할 수 없다.

한편, 특허문헌1에 개시된 방음목적의 폐쇄구조 역시 뜨거운 공기의 재순환 방지에 주안점을 두고 있고 밀폐구조를 취하고 있으나 내부 필러물질 등에 의한 미세먼지의 유입을 막을 수 없어 본 발명의 여러 목적 중 하나인 미세먼지의 차폐구조를 달성할 수 없고 또한 먼지차폐구조 하에서 밀폐된 내부의 효율적인 냉각기능과 항온, 항습기능을 제대로 제공할 수 없다.

이에 본 발명에서는 서버랙 내의 차폐구조를 위하여 서버랙함의 전원선 인입구, 광케이블인입구, 분배기, RJ-25잭 등을 모듈화시켜 서버랙을 먼지차폐구조로 구성함으로써 서버 및 정보처리장치들의 작동 및 모니터링에 문제가 없도록 한다.

또, 상기 먼지차폐구조로 서버랙 내부에 미세먼지유입을 원천적으로 차단하여 미세먼지에 의한 상기 문제를 해결하고자 한다.

또, 상기 먼지차폐구조로 이루어진 서버랙 내부에 냉각공기의 공급과 함께 가습효과를 함께 제공하여 항온(恒溫), 항습(恒濕)으로 양질의 공기를 공급할 수 있게 함으로써 발열부하에 의해 발생될 수 있는 상기 문제를 해결하고 서버랙을 더욱 안정적이고 효율적으로 운영, 관리할 수 있게 하고자 한다.

또, 상기 열교환과정에서 에너지 소비를 최소화하여 서버랙의 냉각에 소요되는 에너지를 절감할 수 있게 하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은;

[청구항 1]에 기재된 발명에 따르면;내부에 정보처리장치 및 서버를 적층 수납할 수 있는 프레임이 내장되고 전면에 내부를 개폐하는 도어가 설치되며, 후면에는 케이블인입구가 형성된 랙함과; 상기 랙함 측면에 결합되고 증발기(EVAPORATION)가 설치되어 랙함 내부 공기를 흡입하여 냉각시키는 냉각챔버파트와; 상기 랙함과 냉각챔버파트 하부에 결합되고 냉각챔버파트의 증발기에서 발생된 응축수가 자연 낙하되어 저수되고, 냉각챔버파트의 냉각된 공기를 응축수와 접촉시켜 랙함 내부로 송풍하는 저수챔버파트와; 상기 랙함 저부에 결합되고 냉각챔버파트의 증발기와 고온고압의 냉매를 응축시키는 응축기(CONDENSER)로 냉매를 순환,응축,공급하는 냉매압축기(COMPRESSOR)가 설치된 콘트롤챔버파트와; 냉매를 방열, 응축시키는 응축기가 설치되는 응축기챔버파트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

[청구항 2]에 기재된 발명에 따르면; 제1항에 있어서, 상기 랙함 측면에 냉각챔버파트와 연통되는 흡입구를 형성하고 흡입팬을 설치하여 랙함 내부 공기를 냉각챔버파트 내부로 흡입할 수 있게 하고, 상기 냉각챔버파트 하부의 저수챔버파트에는 냉각챔버파트의 증발기에서 발생된 응축수가 자연 낙하되어 저수되는 드레인판(DRAIN PAN)을 형성하며, 상기 저수챔버파트는 송풍구로 랙함과 연통되게 하여 냉각챔버파트의 냉각공기가 드레인판을 경유하여 랙함 내로 송풍되게 한 것을 특징으로 한다.

[청구항 3]에 기재된 발명에 따르면; 제1항에 있어서, 상기 냉매압축기와 응축기 사이에 응축수증발 냉매라인이 경유하는 응축수증발팬을 형성한 것을 특징으로 한다.

[청구항 4]에 기재된 발명에 따르면; 제3항에 있어서, 상기 응축수증발팬은 저수챔버파트의 드레인판과 응축수 회수관으로 연결하여 드레인판의 응축수가 구배(句配) 차이에 의해 응축수증발팬 내부로 자연 유입되게 한 것을 특징으로 한다.

[청구항 5]에 기재된 발명에 따르면; 제1항에 있어서, 상기 콘트롤챔버파트에는 외기 도입을 위한 외기도입구와 송풍팬을 형성하여 외기를 응축기챔버파트로 송풍하여 응축기를 방열시키도록 하고, 상기 응축기가 설치된 응축기챔버파트는 응축기의 방열을 위해 상부를 개방하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 먼지차폐구조의 랙함을 구성하여 미세먼지등의 유입을 근본적으로 차단할 수 있고 이와 함께 발열부하에 의한 공기를 냉각 순환시켜 냉각기능을 동시에 제공함으로써 먼지유입과 발열부하에 의한 문제를 동시에 해결할 수 있으며,

특히, 가습기능에 의한 항온, 항습으로 양질의 공기를 공급하여 최적의 조건으로 서버랙을 운영, 관리할 수 있으며, 냉각기능에 소요되는 에너지 소비를 크게 절감하여 경제적 이익 등의 효과도 함께 기대할 수 있다

도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 분리상태를 예시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 정면도이다.
도 4,5,6은 본 발명의 배면도, 측면도, 평면도이다.
도 7, 7a는 본 발명중 랙함의 구성을 보인 사시도이다.
도 8은 본 발명중 랙함의 일부 발췌 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명중 냉각챔버파트의 구성도이다.
도 10, 10a는 본 발명중 저수챔버파트의 구성도이다.
도 11은 본 발명중 콘트롤챔버파트의 구성도이다.

본 발명은 유기물 미립자 등 먼지에 의한 유해 요인을 차단하기 위한 방진(防塵)기능을 제공하기 위해 먼지차폐구조로 서버랙을 구성하고, 차폐된 서버랙 내의 발열부하를 제거하기 위한 냉각기능을 갖추도록 서버랙을 구성한 것이다.

랙함은 내부에 IEC규격 등에 의해 호환장착이 가능하도록 정보처리장치 및 서버를 적층 수납할 수 있는 프레임이 내장된 구조로 구성하고, 랙함의 전면부에는 랙함을 개폐하는 도어을 설치한다. 상기 랙함 측면 상부에는 랙함 내부 공기를 흡입하는 흡입구를 형성하고, 저면에는 냉각 공기를 랙함 내부로 송풍시키는 송풍구를 형성한다.

상기 랙함의 후면에는 전원선, 통신선, 광케이블 등의 각종 케이블의 인입구를 형성하여 랙함 내부를 밀폐구조로 구성한다.

상기 랙함 일측면에는 측면 상부 배출구와 연통되는 냉각챔버파트를 결합한다. 상기 냉각챔버파트에는 랙함의 측면 상부 배출구로부터 랙함 내부 공기를 흡입하는 흡입팬을 설치하고, 냉각챔버파트 하부에는 흡입된 공기를 냉각시키기 위한 증발기(EVAPORATION)을 설치한다.

그리고 상기 냉각챔버파트 하부에는 냉각챔버파트의 증발기에서 발생된 응축수가 자연 낙하하여 저수되는 저수챔버파트를 결합한다.

상기 저수챔버파트는 일부를 냉각챔버파트 저부에 결합하여 저수챔버파트의 드레인판(DRAIN PAN)에 응축수를 저장할 수 있게 하고, 나머지는 송풍구가 형성된 랙함 저부에 결합하여 드레인판을 통해 랙함과 냉각챔버파트를 연통시킨다.

또 상기 랙함 저부에는 콘트롤챔버파트를 결합하는 데, 상기 콘트롤챔버파트는 후술하는 응축기챔버파트에 걸쳐 결합한다. 상기 콘트롤챔버파트에는 냉각챔버파트의 증발기와 응축기챔버파트의 응축기(CONDENSER)로 냉매를 순환,공급하는 냉매압축기(COMPRESSOR)를 설치한다.

또 냉매압축기와 응축기 사이에는 응축수증발팬 내부를 경유하도록 응축수증발 냉매라인을 형성하고, 상기 응축수증발팬은 저수챔버파트의 드레인판과 응축수 회수관으로 연결하여 드레인판의 응축수가 구배(句配) 차이에 의해 응축수증발팬 내부로 자연 유입되게 한다.

상기 냉매압축기에 연결된 응축기는 응축기챔버파트 내에 설치하고 응축기챔버파트는 응축기의 응축열 방열을 위해 상부를 개방하여 구성한다.

그리고 상기 콘트롤챔버파트에는 외기 도입을 위한 외기도입구와 송풍팬을 형성하여 외기를 응축기챔버파트로 송풍하여 응축기를 방열시키도록 한다.

이하에 본 발명의 실시내용을 첨부도면과 함께 구체적으로 살펴보면 하기와 같다. 도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 전체 사시도, 도 2는 본 발명의 분리상태를 예시한 사시도, 도 3은 본 발명의 정면도, 도 4는 본 발명의 배면도, 도 5는 본 발명의 측면도, 도 6은 본 발명의 평면도, 도 7, 7a는 본 발명중 랙함의 구성을 보인 사시도, 도 8은 본 발명중 랙함의 일부 발췌 확대 단면도, 도 9는 본 발명중 냉각챔버파트의 구성도, 도 10, 10a는 본 발명중 저수챔버파트의 구성도, 도 11은 본 발명중 콘트롤챔버파트의 구성도이다.

랙함(1)은 내부에 IEC규격 등에 의해 각종 정보처리장치 및 서버를 호환 장착할 수 있도록 프레임을 설치하고, 전면에는 도어(11)를 개폐가능하게 결합하며 측면 상부에는 내부 공기를 냉각챔버파트(2)에서 흡입할 수 있도록 흡입구(12)를 마련하고, 저면에는 냉각된 공기를 랙함(1) 내부로 송풍시키기 위한 송풍구(13)를 형성한다.

상기 랙함(1)의 전면부에는 내부의 서버 및 정보처리장치들의 상태를 육안으로 볼 수 있도록 투명재질(강화유리 또는 대진아크릴판 등)로 된 도어(11)를 개폐가능하게 결합하여 도어(11) 개방없이 관찰할 수 있게 하고, 서버가 여러 개 장착될 경우를 위하여 각 서버별 모니터링 및 조정을 위한 작업이 가능하도록 분배기(15)를 장착하여 언제든지 서버별 선택이 가능하도록 한다. 셀렉터 버턴(SELECTOR BUTTON) 등을 통해 각 서버를 선택할 수 있는 등으로 구성되는 분배기는(15) 일반적이며, 상기 랙함(1)의 도어(11)에는 필요에 따라 모니터링을 할 수 있도록 모니터를 장착할 수 있다.

또 상기 랙함(1)의 후면에는 도 8과 같이 전원선, 통신선, 광케이블 등의 각종 케이블의 인입할 수 있도록 내, 외부 실링플레이트(16)로 케이블인입구(14,14')를 형성하여 케이블인입구(14,14')를 통해 서버 및 정보처리장치들에 접속할 수 있게 함으로써 랙함(1) 내부를 밀폐하여 먼지차폐구조로 구성한다.

이를 위하여 랙함(1)은 제작시 서버 및 정보처리장치들의 배열에 대한 정보를 가지고 이에 맞추어 미리 전원 케이블인입구(14,14'), 통신라인의 입을 위한 인입구(15,15')를 가공하여 구성한다.

상기 밀폐된 랙함(1)은 외부로부터 먼지 유입이 차단되는 먼지차폐구조를 갖게 되어 먼지에 의한 고장, 오작동 등의 문제를 근본적으로 해결하게 된다.

상기 랙함(1) 측면에는 측면 상부 흡입구(12)와 연통되는 냉각챔버파트(2)를 결합한다. 상기 냉각챔버파트(2)는 랙함(1)의 측면 상부 흡입구(12)와 연통되고 흡입구(12)로부터 랙함(1) 내부 공기를 흡입하는 흡입구(22)를 형성하고 흡입구(22)에는 흡입팬(21)을 설치한다. 상기 흡입구(22)에 흡입팬(21)을 설치한 냉각챔버파트(2) 하부에는 랙함(1) 내부에서 흡입된 공기를 냉각시키기 위한 증발기(EVAPORATION)(23)를 설치한다.

상기 증발기(23)는 냉매와 공기의 열교환을 통해 냉각된 공기를 얻을 수 있는 것으로, 이러한 증발기(23)의 구성은 일반적이다.(FINE & TUBE TYPE 등)

그리고 상기 냉각챔버파트(2) 하부에 냉각챔버파트(2)의 증발기에서 발생된 응축수가 자연 낙하되어 저수되는 저수챔버파트(3)를 결합한다. 상기 저수챔버파트(3)는 냉각챔버파트(3) 하부에 일부가 연통되도록 결합하여 저수챔버파트(3) 전체에 걸쳐 형성된 드레인판(DRAIN PAN)(31)에 증발기(23)에서 발생된 응축수가 저장되게 한다.

또 상기 냉각챔버파트(2)와 결합된 저수챔버파트(3)의 나머지는 랙함(1) 저면부에 결합한다. 상기 저수챔버파트(3)는 랙함(1) 저면의 송풍구(13)와 연통되는 송풍구(32)가 형성되어 랙함(1) 저부에 결합되게 하고 저수챔버파트(3) 전체에 걸쳐 형성된 드레인판(31)을 통해 랙함(1)과 냉각챔버파트(2)를 연통시켜 냉각챔버파트(2)의 증발기(23)를 통해 냉각된 공기가 드레인판(31)을 경유하여 송풍구(32)(13)를 통해 랙함(1) 내부로 송풍되게 한다.

즉, 랙함(1) 내부의 공기가 흡입구(12)를 통해 냉각챔버파트(2)와 흡입되어 증발기(23)와 열교환되고, 열교환으로 냉각된 공기가 저수챔버파트(3)를 이송통로로 하여 다시 송풍구(32)(13)를 통해 랙함(1) 내부로 유입되게 하는 것이다.

특히 상기 과정에서 증발열교환에 의해 드레인판(31)에 고이게 되는 응축수는 일반적인 냉각싸이클과 달리 항시 증발기(23)를 통과한 냉각공기를 가습하여 항온, 항습의 공기를 랙함(1) 내부로 공급하게 된다.

즉, 증발기(23)를 통과하는 냉각공기는 일반적인 냉각싸이클과 달리 응축수가 저장된 드레인판(31)을 경유하면서 드레인판(31)에 저수된 응축수 표면을 통과하게 되고 이때 물의 증발에 의해 상대습도의 증가를 가져온다.

예를 들면 랙함(1) 내부의 공기를 권장기준인 온도 22~25℃로 관리한다면 증발기(23)를 통과하여 응축수 표면과 접한 후 다시 랙함(1) 내부로 송풍되는 공기는 상대습도 50%± 5%의 일정한 양질의 공기를 공급하게 되어 자체 온도제어(공냉)과 함께 항습기능을 함께 제공하여 응축수의 증발과 함께 일정한 습도를 유지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 랙함(1) 저부에는 냉각챔버파트(2)의 증발기(23)와 응축기챔버파트(5)의 응축기(CONDENSER)(51)로 냉매를 순환,공급하는 냉매압축기(COMPRESSOR)(41) 등을 설치한 콘트롤챔버파트(4)를 결합한다.

상기 냉매압축기(41)는 냉각챔버파트(2)의 증발기(23)와 모세관(CAPILLARY TUBE)(24)으로 연결되고 또 응축기챔버파트(5)의 응축기(51)와 연결되어 냉매를 순환, 응축시키는 것으로, 상기 냉매압축기(41)와 응축기(51) 사이에는 응축수증발팬 (42)내부를 경유하도록 응축수증발 냉매라인(52)을 형성한다.

상기 응축수증발팬(42)은 저수챔버파트(3)의 드레인판(31)과 응축수회수관(34)으로 연결하여 드레인판(31)의 응축수가 구배(句配)에 의한 압력 차이에 의해 응축수증발팬(42) 내부로 자연 유입되게 한다. 상기 냉매압축기(41)와 응축기(51) 사이의 응축수증발 냉매라인(52)은 응축기(51)의 일부로 구성하는 것으로, 응축수증발팬 (42) 내부에 지그재그형으로 촘촘히 배열시켜 드레인판(31)으로부터 유입된 응축수를 증발시킬 수 있도록 함으로써 응축기(51)의 냉각을 도와 에너지 절감에 기여하는 것이다.

즉, 응축수가 내입된 응축수증발팬(42)내에는 응축수증발 냉매라인(52)이 촘촘히 지그재그형으로 배열되어 냉매압축기(41)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 응축수와 열교환이 이루어지면서 응축수를 증발시키게 된다.

랙함(1)은 밀폐순환구조의 냉각으로 구성되어 응축수의 발생량이 적고 이에 따라 응축수증발팬(42)에서 발생된 응축수를 증발시켜 제거하게 되어 응축수 처리를 위한 별도의 설비가 필요없다.

한편 과다한 응축수가 발생하는 경우를 고려해 볼 수 있는 데(일반적으로 랙함 내부의 사용온도조건을 보면 현실성이 낮지만) 이와 같은 경우 저수챔버파트(3)의 드레인팬(31) 내부에 응축수를 흡수할 수 있는 흡수카트리지를 도입할 수 있을 것이다.

또 완전 증발이 되지 않더라도 응축수는 응축기(51)를 냉각시키는 수냉식 응축의 1차적인 효과를 제공하여 수냉에 의한 1차 방열 후에 2차 공냉으로 응축기(51)의 방열이 이루어져 이에 필요한 에너지 절감에 크게 기여할 수 있는 것이다.

냉매압축기(41)와 연결된 응축기(5)는 응축기챔버파트(5)내에 설치되고 상기 수냉과정후에 공냉과정이 이루어지는 데 응축기챔버파트(5)는 랙함(1) 측면에 그리고 상기 콘트롤챔버파트(4) 상부 일측에 콘트롤챔버파트(4)와 연통되게 설치한다.

상기 응축기챔버파트(5)은 응축기(51)의 응축열 방열을 위해 상부를 개방하여 개방구(53)를 구성하고 상기 콘트롤챔버파트(4)에는 외기 도입을 위한 외기도입구(44)(외기 먼지를 제거하기 위한 필터를 구비한다.)와 송풍팬(43)을 형성하여 흡입한 외기를 응축기챔버파트(5)로 송풍함으로써 응축기(51)를 방열시킨다.

따라서 응축기(51)는 전술한 수냉에 의한 방열후 2차 공기와 응축 열교환되는 이중 응축열교환이 이루어짐으로써 응축기(51)의 방열을 위한 에너지 소비를 크게 절감시키는 것이다.

본 발명의 실시내용을 구체적으로 설명하기 위하여 첨부한 도면에 사용된 부호에 대하여 설명하면 이하와 같다.
1: 랙함 11:도어
12:흡입구 13:송풍구
14.14':케이블인입구 16:실링게이트
2:냉각챔버파트 21:흡입팬
22:흡입구 23:증발기
24:모세관
3:저수챔버파트 31:드레인판
32:송풍구 33:회수관
4:콘트롤챔버파트 41:냉매압축기
42:응축수증발팬(PAN) 43:송풍팬
44:외기도입구
5:응축기챔버파트 51:응축기
52:응축수증발 냉매라인 53:개방구

Claims (5)

1. 내부에 정보처리장치 및 서버를 적층 수납할 수 있는 프레임이 내장되고 전면에 내부를 개폐하는 도어가 설치되며, 후면에는 케이블인입구가 형성된 랙함과;
   상기 랙함 측면에 결합되고 증발기(EVAPORATION)가 설치되어 랙함 내부 공기를 흡입하여 냉각시키는 냉각챔버파트와;
   상기 랙함과 냉각챔버파트 하부에 결합되고 냉각챔버파트의 증발기에서 발생된 응축수가 자연 낙하되어 저수되고, 냉각챔버파트의 냉각된 공기를 응축수와 접촉시켜 랙함 내부로 송풍하는 저수챔버파트와;
   상기 랙함 저부에 결합되고 냉각챔버파트의 증발기와 고온고압의 냉매를 응축시키는 응축기(CONDENSER)로 냉매를 순환,응축,공급하는 냉매압축기(COMPRESSOR)가 설치된 콘트롤챔버파트와;
   냉매를 방열, 응축시키는 응축기가 설치되는 응축기챔버파트로 이루어진 것을 특징으로 하는 서버랙.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 랙함 측면에 냉각챔버파트와 연통되는 흡입구를 형성하고 흡입팬을 설치하여 랙함 내부 공기를 냉각챔버파트 내부로 흡입할 수 있게 하고,
   상기 냉각챔버파트 하부의 저수챔버파트에는 냉각챔버파트의 증발기에서 발생된 응축수가 자연 낙하되어 저수되는 드레인판(DRAIN PAN)을 형성하며,
   상기 저수챔버파트는 송풍구로 랙함와 연통되게 하여 냉각챔버파트의 냉각공기가 드레인판을 경유하여 랙함 내부로 송풍되게 한 것을 특징으로 하는 서버랙.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매압축기와 응축기 사이에는 응축수증발 냉매라인이 경유하는 응축수증발팬을 형성한 것을 특징으로 하는 서버랙.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 응축수증발팬은 저수챔버파트의 드레인판과 응축수 회수관으로 연결하여 드레인판의 응축수가 구배(句配) 차이에 의해 응축수증발팬 내부로 자연 유입되게 한 것을 특징으로 하는 서버랙.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 콘트롤챔버파트에는 외기 도입을 위한 외기도입구와 송풍팬을 형성하여 외기를 응축기챔버파트로 송풍하여 응축기를 방열시키도록 하고,
   상기 응축기가 설치된 응축기챔버파트는 응축기의 방열을 위해 상부를 개방하여 구성한 것을 특징으로 하는 서버랙.

Images