KR101470584B1 - 랙 마운트 서버 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 랙의 상단부와 하단부에 열교환기를 설치하고, 랙 내부의 공기를 순화시키면서 냉각하여 랙 내부에 설치된 서버를 냉각시킬 수 있도록 한 랙 마운트 서버 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템은, 전면부 또는 후면부가 개방되게 형성된 랙 하우징과; 상기 랙 하우징 내부의 각 모서리 부분에 지면에 대해 수직하게 설치되며, 서버의 각 모서리 부분이 안착되면서 지지되는 복수개의 마운트 랙과; 상기 랙 하우징의 전단부 또는 후단부에 힌지축을 중심으로 회전가능하게 설치되어 랙 하우징의 전면부 또는 후면부를 개폐하는 도어와; 상기 랙 하우징의 상단부에 설치되며, 랙 하우징 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징 내부로 배출되도록 작용하는 상부 열교환기와; 상기 랙 하우징의 하단부에 설치되며, 랙 하우징 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징 내부로 배출되도록 작용하는 하부 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

랙 마운트 서버 시스템 및 그 제어방법{Rack Mount Server System and Method for Controlling the Same}
본 발명은 랙 마운트 서버 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랙의 상단부와 하단부에 열교환기를 설치하고, 랙 내부의 공기를 순환시키면서 냉각하여 랙 내부에 설치된 서버를 냉각시킬 수 있도록 한 랙 마운트 서버 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근에 서버 등의 정보 처리 장치의 시스템 구성 및 수납, 설치에 있어서 랙 마운트 방식이 주류가 되고 있다. 랙 마운트 방식이라 함은 각각의 기능을 가진 장치를 특정한 규격을 기초로 하여 형성된 랙에 층층이 탑재하는 것으로, 각 장치의 선택 및 배치를 자유롭게 행할 수 있어 시스템 구성의 유연성 및 확장성이 우수하고, 시스템 전체의 점유 면적도 축소할 수 있다는 이점이 있다.
특히, 서버 관련에서는 IEC 규격(International Electrical Commission)/EIA 규격(The Electrical Industries Association)에 규정된 19인치 랙이 주류가 되어 있고, 장치를 탑재하기 위한 지지 기둥의 좌우 폭 치수가 451 ㎜, 탑재에 있어서의 높이 치수가 1 U(1 EIA) ＝ 44.45 ㎜라는 단위로 규정되어 있다.
종래의 랙 마운트 서버 시스템의 냉각 기술에 관련하여 일본 특허공개공보 제2004-063755호(2004.2.26. 공개)에 공조유닛으로부터 송풍되는 냉기를 랙 하부의 급기구에 공급하고, 이 냉기로 랙 내의 기기를 냉각하는 동시에, 기기에 의해 데워진 랙의 상부의 배기구로부터 배출되는 공기를 공조유닛으로 복귀시켜 순환시키는 랙의 냉각 구조가 개시되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 랙 냉각 구조를 갖는 랙 마운트 서버 시스템은 냉각사이클만을 단독으로 적용하고 있기 때문에 냉각장치 장애 시 고가의 전산장비 고장이나 오작동으로 연결되며, 유지보수가 어렵고, 전력 소비량 증가 등의 많은 문제가 있다.
1. 대한민국 등록특허 제0582612호(등록일자 2006년05월16일) : "랙 마운트 서버 시스템, 랙 캐비넷, 서버 모듈 및 랙마운트 서버 시스템의 냉각 방법" 2. 일본 특허공개공보 제2004-063755호(공개일자 : 2004년 02월 26일) : "랙 냉각구조"
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 랙의 상단부 및 하단부 각각에서 랙 내부의 공기와 랙 외부의 공기를 강제 열교환시켜 냉각시키고, 냉각된 공기를 랙 내부 공기를 순환시키는 방식으로 랙 내부에 설치된 서버를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 랙 마운트 서버 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 랙의 상,하부에 이중으로 설치된 열교환기가 고장으로 인해 동작하지 않을 때 랙을 개폐하는 도어를 자동으로 개방하여 랙 내부의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있는 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템은, 전면부 또는 후면부가 개방되게 형성된 랙 하우징과; 상기 랙 하우징 내부의 각 모서리 부분에 지면에 대해 수직하게 설치되며, 서버의 각 모서리 부분이 안착되면서 지지되는 복수개의 마운트 랙과; 상기 랙 하우징의 전단부 또는 후단부에 힌지축을 중심으로 회전가능하게 설치되어 랙 하우징의 전면부 또는 후면부를 개폐하는 도어와; 상기 랙 하우징의 상단부에 설치되며, 랙 하우징 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징 내부로 배출되도록 작용하는 상부 열교환기와; 상기 랙 하우징의 하단부에 설치되며, 랙 하우징 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징 내부로 배출되도록 작용하는 하부 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법은, 랙 하우징 내부의 온도가 제1설정온도 이상이 되면, 상부 열교환기와 하부 열교환기 중 어느 하나를 가동하여 랙 하우징 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징 내부를 냉각시키는 단계와; 랙 하우징 내부의 온도가 제1설정온도보다 높은 제2설정온도 이상이 되면, 상부 열교환기와 하부 열교환기를 모두 가동하여 랙 하우징 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징 내부를 냉각시키는 단계와; 랙 하우징 내부의 온도가 제2설정온도보다 높은 제3설정온도 이상이 될 경우 도어의 잠금 상태를 해제하여 도어를 자동으로 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 랙 하우징의 상부와 하부 각각에 상부 열교환기와 하부 열교환기가 설치되어 있기 때문에 냉각 성능이 우수할 뿐만 아니라 상부 열교환기와 하부 열교환기 중 어느 하나가 고장이 나더라도 남은 하나의 열교환기를 이용하여 랙 하우징 내부를 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 랙 하우징의 내부 온도에 따라 상부 열교환기 또는 하부 열교환기 중 어느 하나를 선택적으로 가동하거나, 상부 열교환기와 하부 열교환기를 모두 가동함으로써 전력 소비를 최소화하면서 랙 하우징 내부를 냉각시킬 수 있는 이점도 있다.
그리고 본 발명의 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법에 따르면, 상부 열교환기와 하부 열교환기가 고장 등의 원인으로 모두 작동이 중단되어 랙 하우징 내부의 온도가 과도하게 상승할 경우, 도어의 잠금 상태가 자동으로 해제되면서 도어가 자동 개방되므로 랙 하우징 내부의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 랙 마운트 서버 시스템의 일부분을 나타낸 종단면도이다.
도 3은 도 1의 랙 마운트 서버 시스템의 상부 열교환기의 횡단면도이다.
도 4는 도 1의 랙 마운트 서버 시스템의 상부 열교환기 중 열교환판의 구조를 나타낸 요부 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 열교환기의 두번째 실시예를 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 열교환기의 세번째 실시예를 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 8은 도 6의 세번째 실시예에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 열교환기를 제어하는 방법을 설명하는 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 랙 마운트 서버 시스템 및 그 제어방법을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 랙 마운트 서버 시스템은 전면부 및 후면부가 개방되게 형성된 랙 하우징(10)과; 상기 랙 하우징(10) 내부의 각 모서리 부분에 지면에 대해 수직하게 설치되고, 서버(S)의 각 모서리 부분이 안착되면서 지지되는 복수개(4개)의 마운트 랙(20)과; 상기 랙 하우징(10)의 전단부 또는 후단부에 힌지축을 중심으로 회전가능하게 설치되어 랙 하우징(10)의 전면부 또는 후면부를 개폐하는 도어(12, 13)와; 상기 랙 하우징(10)의 상단부에 설치되며, 랙 하우징(10) 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징(10) 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징(10) 내부로 배출되도록 작용하는 상부 열교환기(30)와; 상기 랙 하우징(10)의 하단부에 설치되며, 랙 하우징(10) 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징(10) 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징(10) 내부로 배출되도록 작용하는 하부 열교환기(40)와; 전원이 인가됨에 따라 상기 랙 하우징(10)에 대한 도어(12, 13)의 잠금 및 해제 작동을 수행하는 록킹유닛(미도시)과; 상기 랙 하우징(10) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(미도시)를 포함한다.
상기 4개의 마운트 랙(20)은 서버와 같은 전산장비들이 설치되는 19인치 또는 23인치의 국제 규격(IEC, EIA, DIN)에서 정하는 규격화된 표준 랙(rack)을 구성한다.
상기 랙 하우징(10)은 상기 마운트 랙(20)들에 의해 구획되는 직육방체의 실내 공간을 밀폐시키는 작용을 하며, 랙 마운트 서버 시스템의 외관을 형성하게 된다. 이 실시예에서 상기 랙 하우징(10)은 2개의 측면패널(11)과, 상기 측면패널(11)들 중 어느 하나의 전단부 및 후단부 각각에 힌지어셈블리(미도시)를 매개로 회전 가능하게 설치되어 전방면과 후방면을 각각 개폐하는 도어(12, 13)를 포함한다. 여기서 상기 도어(12, 13) 중 랙 하우징(10)의 전방에 설치된 것을 프론트도어(front door)(12)라 명하며, 랙 하우징(10)의 후방에 설치된 것을 리어도어(rear door)(13)라 명하여 설명한다.
상기 프론트도어(12) 및 리어도어(13)는 도면에 도시되지 않은 공지의 록킹유닛(미도시)에 의해 랙 하우징(10)에 고정되거나 해제된다. 상기 록킹유닛은 컨트롤러(미도시)로부터 인가되는 전원에 의해 프론트도어(12)와 리어도어(13)의 잠금 및 해제 작동을 수행할 수 있는 공지의 솔레노이드 타입 록킹시스템을 이용하여 구성될 수 있다.
상기 랙 하우징(10)의 상단부 및 하단부 각각에는 상기 상부 열교환기(30) 및 하부 열교환기(40)가 설치된 부분을 개폐하는 상부 보조도어(14) 및 하부 보조도어(15)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 상부 보조도어(14) 및 하부 보조도어(15)에는 외부 공기가 출입할 수 있도록 복수개의 벤트홀(16)이 관통되게 형성되어 있다.
상기 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)는 랙 하우징(10) 내부의 상단부와 하단부 각각에 배치되어 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 냉각하여 랙 하우징(10) 내부에 설치된 서버(S)의 발열을 억제하는 작용을 수행한다.
이 실시예에서 상기 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)는 서로 동일한 구조로 구성되며, 하부 열교환기(40)의 구조는 상부 열교환기(30)를 그대로 뒤집은 구조로서, 이하에서는 상부 열교환기(30)의 구조 및 작동을 중심으로 설명하며, 하부 열교환기(40)의 구조 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략하지만 하부 열교환기(40)의 구조 및 작동은 상부 열교환기(30)의 구조 및 작동을 참조하면 쉽게 이해될 것이다.
상기 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)는 각각 모듈화되어 랙 하우징(10)에 착탈 가능하게 설치된다.
상기 상부 열교환기(30)는 상부 케이스(31)와, 상부 케이스(31) 내부에 수평하게 설치되는 분리판(37)과, 내기순환 송풍팬(34) 및 외기순환 송풍팬(35), 열교환판(36)을 포함한다.
상기 상부 케이스(31)는 직육면체의 박스 형태를 가지며, 하부면의 양측부에 내부공기유입구(32a) 및 내부공기배출구(32b)가 관통되게 형성되어 있고, 양측면 상부에 외부공기유입구(33a) 및 외부공기배출구(33b)가 관통되게 형성되어 있는 구조로 이루어진다.
상기 분리판(37)은 상기 상부 케이스(31)의 중간 부분에 수평하게 설치되어 상부 케이스(31)의 내부 공간을 내부 공기 순환공간과 외부 공기 순환공간으로 분리되게 구획한다.
상기 내기순환 송풍팬(34)은 상기 내부공기유입구(32a)와 내부공기배출구(32b)에 설치되어, 랙 하우징(10) 내부의 공기를 내부공기유입구(32a)를 통해 상부 케이스(31) 내측의 내부 공기 순환공간으로 유입시킨 후 내부공기배출구(32b)를 통해 배출시키는 작용을 한다. 여기서 상기 내기순환 송풍팬(34)은 횡류팬(cross flow fan)이 적용되지만, 이와 다른 공지의 송풍팬을 적용하여 구성될 수 있다.
상기 외기순환 송풍팬(35)은 상기 외부공기유입구(33a)와 외부공기배출구(33b)에 설치되어 상기 외부공기유입구(33a)를 통해 랙 하우징(10) 외부의 공기를 상부 케이스(31) 내측의 외부 공기 순환공간으로 강제 유입시킨 후 외부공기배출구(33b)를 통해 외부로 배출시키는 작용을 한다.
상기 열교환판(36)은 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 재질의 플레이트로 이루어지며, 복수개가 상기 분리판(37)을 기준으로 내부 공기 순환공간과 외부 공기 순환공간 쪽으로 연장되게 설치되어, 상기 상부 케이스(31)의 내부 공기 순환공간으로 유입된 내부 공기와 외부 공기 순환공간으로 유입된 외부 공기를 열교환하는 작용을 한다. 도 4에 도시한 것과 같이 상기 열교환판(36)은 상단부와 하단부가 지그재그 형태로 서로 엇갈리면서 접합되어 파형 구조를 이룬다.
이와 같이 열교환판(36)들의 상,하단부가 서로 엇갈리면서 접합되어 파형 구조를 갖게 되면, 상부 케이스(31) 내부로 유입된 내부 공기와 외부 공기를 분리시켜 유동시킴과 동시에 상기 열교환판(36) 사이 공간을 따라 유동시키면서 넓은 면적에 걸쳐 열교환을 수행할 수 있게 되며, 이로써 열교환 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
전술한 것과 같이 상기 하부 열교환기(40) 역시 상부 열교환기(30)와 동일하게 구성된다. 다만, 하부 열교환기(40)는 상부 열교환기(30)를 뒤집은 구조로 배치되어, 외부 공기가 하부 케이스(41)의 외부 공기 순환공간으로 유입되고, 내부 공기가 하부 케이스(41)의 내부 공기 순환공간으로 유입되어 열교환되도록 구성된다.
이 실시예에서 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)는 모두 열교환판(36)에 의한 외부 공기와 내부 공기의 열교환 작용을 이용하는 구조로 이루어지지만, 이와 다르게 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나가 냉각사이클 적용 냉각장치로 구성될 수도 있다.
즉, 도 5에 도시한 것과 같이, 상부 열교환기(30) 또는 하부 열교환기(40)가 내부공기유입구(132a) 및 내부공기배출구(132b), 외부공기유입구(133a) 및 외부공기배출구(133b)를 구비한 케이스(131)와, 상기 케이스(131)의 내측에 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(134)와, 응축기(135) 및 응축용 송풍팬(136), 팽창밸브(137), 증발기(138) 및 증발용 송풍팬(139)을 포함한 구성으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 상부 열교환기(30) 또는 하부 열교환기(40)가 냉동사이클 장치의 구성을 가지면서 구성될 때, 도 5에 도시된 것과 같이 하나의 냉동사이클 장치로 구성될 수도 있지만, 도 6에 도시된 것과 같이 2개의 냉동사이클 장치를 복합적으로 구성하여 2개 중 어느 하나의 냉동사이클장치, 또는 2개의 냉동사이클장치를 선택적으로 사용하여 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킬 수 있다.
도 6에 도시된 상부 열교환기(30) 또는 하부 열교환기(40)는, 내부공기유입구(232a) 및 내부공기배출구(232b), 외부공기유입구(233a) 및 외부공기배출구(233b)를 구비한 케이스(231)와, 케이스(231)의 중간부를 가로지르도록 설치되어 케이스(231) 내부를 내부 공기 순환공간(232)과 외부 공기 순환공간(233)으로 분리하는 분리판(231a), 상기 내부공기유입구(232a) 및 내부공기배출구(232b) 각각에 설치되는 내기순환 송풍팬(239a, 239b), 외부공기유입구(233a) 및 외부공기배출구(233b) 각각에 설치되는 외기순환 송풍팬(236a, 236b), 상기 외부 공기 순환공간(233) 내측에 설치되는 제1압축기(234a) 및 제2압축기(234b), 상기 외부 공기 순환공간(233) 내측에서 냉매관을 통해 각각 상기 제1압축기(234a) 및 제2압축기(234b)에 연결되어 냉매를 공급받는 제1응축기(235a) 및 제2응축기(235b), 상기 제1응축기(235a) 및 제2응축기(235b)와 각각 연결되어 냉매를 감압시키는 제1,2팽창밸브(237a, 237b), 상기 내부 공기 순환공간(232) 내에서 상기 제1,2팽창밸브(237a, 237b)와 각각 연결된 제1증발기(238a) 및 제2증발기(238b)를 포함하며, 상기 제1증발기(238a) 및 제2증발기(238b)는 각각 냉매관을 통해 상기 제1압축기(234a) 및 제2압축기(234b)와 연결되어 냉각사이클을 구성한다.
이와 같이 상부 열교환기(30) 또는 하부 열교환기(40)의 케이스(231) 내에 서로 개별적으로 작동되는 2개의 냉각사이클장치가 구성되면, 2개의 냉각사이클장치 중 어느 하나를 메인 냉각장치로 사용하고 다른 하나를 보조 냉각장치로 활용하여 메인 냉각장치가 고장이 나거나 이상이 발생할 경우 다른 하나의 냉각장치를 이용하여 냉각을 수행할 수 있으므로 냉각성능을 항상 일정 수준 이상으로 유지할 수 있게 되고, 고가의 서버 장비의 고장을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 랙 마운트 서버 시스템은 다음과 같이 작동한다.
랙 하우징(10)의 프론트도어(12) 및 리어도어(13)가 닫힌 상태에서 서버(S)의 발열에 의해 랙 하우징(10) 내부의 온도가 설정 온도 이상으로 상승하게 되면, 컨트롤러(미도시)로부터 상부 열교환기(30) 및 하부 열교환기(40)에 전원이 인가되어 각각의 내기순환 송풍팬(34) 및 외기순환 송풍팬(35)들이 작동한다.
상기 내기순환 송풍팬(34)의 작동에 의해 랙 하우징(10) 내부의 공기가 내부공기유입구(32a)를 통해 상부 케이스(31) 및 하부 케이스(41) 내측으로 각각 유입된다. 이와 동시에 외기순환 송풍팬(35)의 작동에 의해 랙 하우징(10) 외부의 상대적으로 차가운 공기가 외부공기유입구(33a)를 통해 상부 케이스(31) 및 하부 케이스(41) 내측으로 각각 유입된다.
상기 상부 케이스(31) 및 하부 케이스(41) 내측으로 유입된 내부 공기와 외부 공기는 열교환판(36)을 지나면서 서로 열교환되어 내부 공기가 냉각된다. 냉각된 내부 공기는 상부 케이스(31) 및 하부 케이스(41)의 내부공기배출구(32b)를 통해서 랙 하우징(10) 내부로 배출되어 랙 하우징(10) 내부 온도를 하강시키게 된다.
이와 같이 랙 하우징(10) 내부의 공기는 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)를 통해 순환하면서 상대적으로 온도가 낮은 랙 하우징(10) 외부의 공기(랙 하우징이 설치되는 전산실 내의 공기)와 열교환되어 랙 하우징(10) 내부를 냉각시키게 된다.
본 발명의 랙 마운트 서버 시스템은 랙 하우징(10)의 상부와 하부 각각에 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)가 설치되어 있기 때문에 냉각 성능이 우수할 뿐만 아니라 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나가 고장이 나더라도 남은 하나의 열교환기를 이용하여 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 랙 하우징(10)의 내부 온도에 따라 상부 열교환기(30) 또는 하부 열교환기(40) 중 어느 하나를 선택적으로 가동하거나, 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)를 모두 가동함으로써 전력 소비를 최소화하면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킬 수 있는 이점도 있다.
특히 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나를 도 6에 도시한 것과 같이 하나의 케이스(231) 내에 2개의 냉각사이클장치를 구성할 경우, 설정 온도 범위에 따라 2개의 냉각사이클장치 중 어느 하나만 선택적으로 사용하다가 설정 온도 범위 이상으로 상승하게 되면, 2개의 냉각사이클장치 모두를 사용하여 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킬 수도 있다.
한편 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명의 랙 마운트 서버 시스템은 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도(T1)(예를 들어 20℃) 이상이 되면, 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나를 가동하여 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킨다(단계 S1). 이어서, 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도(T1)보다 높은 제2설정온도(T2)(예를 들어 23℃) 이상이 되면, 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)를 모두 가동하여 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킨다(단계 S2).
이와 같이 상부 열교환기(30) 및/또는 하부 열교환기(40)를 사용하여 랙 하우징(10) 내부를 냉각하는 도중 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 모두가 고장이 나서 온도센서(미도시)에 의해 감지된 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제2설정온도보다 높은 제3설정온도(예를 들어 35℃) 이상이 되면, 컨트롤러(미도시)가 록킹유닛(미도시)에 전원을 인가하여 프론트도어(12) 및 리어도어(13)의 잠금 상태를 해제하여 랙 하우징(10)의 전방면과 후방면을 자동으로 개방함으로써 더 이상의 온도 상승을 최소화하도록 제어한다(단계 S3).
도 8은 본 발명에 따른 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 제어방법은 상부 열교환기(30)가 도 2 내지 도 4에 도시된 첫번째 실시예에 따른 열교환기 구조로 구성되며, 하부 열교환기(40)가 도 6에 도시된 세번째 실시예에 따른 열교환기 구조(2개의 냉각사이클장치를 구비한 구조)로 구성된 경우의 제어방법의 예를 나타낸다.
먼저 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도(T1)(예를 들어 20℃) 이상이 되면, 상부 열교환기(30)를 가동함과 동시에 하부 열교환기(40)의 첫번째 냉각사이클장치인 제1압축기(234a)-제1응축기(235a)-제1팽창밸브(237a)-제1증발기(238a)를 가동시켜 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시킨다(단계 S1).
이어서, 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도(T1)보다 높은 제2설정온도(T2)(예를 들어 23℃) 이상이 되면, 하부 열교환기(40)의 두번째 냉각사이클장치인 제2압축기(234b)-제2응축기(235b)-제2팽창밸브(237b)-제2증발기(238b)를 가동한다. 즉, 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)의 모든 냉각사이클장치를 동시에 가동하여 냉각 성능을 최대화하여 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시킨다(단계 S2).
이와 같이 상부 열교환기(30) 및/또는 하부 열교환기(40)를 사용하여 랙 하우징(10) 내부를 냉각하는 도중 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 모두가 고장이 나서 온도센서(미도시)에 의해 감지된 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제2설정온도보다 높은 제3설정온도(예를 들어 35℃) 이상이 되면, 전술한 제어방법의 실시예와 마찬가지로 컨트롤러(미도시)가 록킹유닛(미도시)에 전원을 인가하여 프론트도어(12) 및 리어도어(13)의 잠금 상태를 해제하여 랙 하우징(10)의 전방면과 후방면을 자동으로 개방함으로써 더 이상의 온도 상승을 최소화하도록 제어한다(단계 S3).
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10 : 랙 하우징 12 : 프론트도어
13 : 리어도어 20 : 마운트 랙
30 : 상부 열교환기 31 : 상부 케이스
32a : 내부공기유입구 32b : 내부공기배출구
33a : 외부공기유입구 33b : 외부공기배출구
34 : 내기순환 송풍팬 35 : 외기순환 송풍팬
36 : 열교환판 37 : 분리판
40 : 하부 열교환기 41 : 하부 케이스

Claims (10)

  1. 전면부 또는 후면부가 개방되게 형성된 랙 하우징(10)과;
    상기 랙 하우징(10) 내부의 각 모서리 부분에 지면에 대해 수직하게 설치되며, 서버(S)의 각 모서리 부분이 안착되면서 지지되는 복수개의 마운트 랙(20)과;
    상기 랙 하우징(10)의 전단부 또는 후단부에 힌지축을 중심으로 회전가능하게 설치되어 랙 하우징(10)의 전면부 또는 후면부를 개폐하는 도어(12, 13)와;
    상기 랙 하우징(10)의 상단부에 설치되며, 랙 하우징(10) 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징(10) 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징(10) 내부로 배출되도록 작용하는 상부 열교환기(30)와;
    상기 랙 하우징(10)의 하단부에 설치되며, 랙 하우징(10) 내부에서 유입된 공기가 랙 하우징(10) 외부에서 유입된 공기와 열교환되어 냉각된 후 다시 랙 하우징(10) 내부로 배출되도록 작용하는 하부 열교환기(40)를 포함하며;
    상기 랙 하우징(10)의 상단부 및 하단부 각각에 상기 상부 열교환기(30) 및 하부 열교환기(40)가 설치된 부분을 개폐하는 상부 보조도어(14) 및 하부 보조도어(15)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 상부 보조도어(14) 및 하부 보조도어(15)에는 외부 공기가 출입할 수 있도록 복수개의 벤트홀(16)이 관통되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부 열교환기(30)는,
    하부면의 양측부에 내부공기유입구(32a) 및 내부공기배출구(32b)가 관통되게 형성되어 있고, 양측면 상부에 외부공기유입구(33a) 및 외부공기배출구(33b)가 관통되게 형성되어 있는 상부 케이스(31)와;
    상기 상부 케이스(31) 내부 공간을 내부 공기 순환공간과 외부 공기 순환공간으로 분리되게 구획하는 분리판(37)과;
    상기 내부공기유입구(32a) 또는 내부공기배출구(32b) 중 어느 하나, 또는 내부공기유입구(32a)와 내부공기배출구(32b)에 설치되어 랙 하우징(10) 내부의 공기를 상부 케이스(31) 내측의 내부 공기 순환공간으로 유입시킨 후 배출시키는 내기순환 송풍팬(34)과;
    상기 외부공기유입구(33a) 또는 외부공기배출구(33b) 중 어느 하나, 또는 외부공기유입구(33a)와 외부공기배출구(33b)에 설치되어 랙 하우징(10) 외부의 공기를 상부 케이스(31) 내측의 외부 공기 순환공간으로 유입시킨 후 배출시키는 외기순환 송풍팬(35) 및;
    상기 분리판(37)에 상하로 연장되게 설치되고, 상단부 및 하단부가 각각 지그재그 형태로 서로 엇갈리면서 접합되어 파형 구조를 이루도록 되어, 상기 상부 케이스(31)의 내부 공기 순환공간으로 유입된 내부 공기와 외부 공기 순환공간으로 유입된 외부 공기가 각각 분리되어 통과하면서 열교환을 하게 되는 열전도성 재질로 된 복수개의 열교환판(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하부 열교환기(40)는,
    상부면의 양측부에 내부공기유입구 및 내부공기배출구가 관통되게 형성되어 있고, 양측면 하부에 외부공기유입구 및 외부공기배출구가 관통되게 형성되어 있는 하부 케이스(41)와;
    상기 하부 케이스(41) 내부 공간을 외부 공기 순환공간과 내부 공기 순환공간으로 분리되게 구획하는 분리판과;
    상기 내부공기유입구 또는 내부공기배출구 중 어느 하나, 또는 내부공기유입구와 내부공기배출구에 설치되어 랙 하우징(10) 내부의 공기를 하부 케이스(41) 내측의 내부 공기 순환공간으로 유입시킨 후 배출시키는 내기순환 송풍팬과;
    상기 외부공기유입구 또는 외부공기배출구 중 어느 하나, 또는 외부공기유입구와 외부공기배출구에 설치되어 랙 하우징(10) 외부의 공기를 하부 케이스(41) 내측의 외부 공기 순환공간으로 유입시킨 후 배출시키는 외기순환 송풍팬 및;
    상기 분리판에 상하로 연장되게 설치되고, 상단부 및 하단부가 각각 지그재그 형태로 서로 엇갈리면서 접합되어 파형 구조를 이루도록 되어, 상기 하부 케이스(41)의 내부 공기 순환공간으로 유입된 내부 공기와 외부 공기 순환공간으로 유입된 외부 공기가 각각 분리되어 통과하면서 열교환을 하게 되는 열전도성 재질로 된 복수개의 열교환판을 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나는 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(134)와, 응축기(135) 및 응축용 송풍팬(136), 팽창밸브(137), 증발기(138) 및 증발용 송풍팬(139)을 구비한 냉각사이클 적용 냉각장치인 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나는, 내부공기유입구(232a) 및 내부공기배출구(232b), 외부공기유입구(233a) 및 외부공기배출구(233b)를 구비한 케이스(231)와, 케이스(231)의 중간부를 가로지르도록 설치되어 케이스(231) 내부를 내부 공기 순환공간(232)과 외부 공기 순환공간(233)으로 분리하는 분리판(231a), 상기 내부공기유입구(232a) 및 내부공기배출구(232b) 각각에 설치되는 내기순환 송풍팬(239a, 239b), 외부공기유입구(233a) 및 외부공기배출구(233b) 각각에 설치되는 외기순환 송풍팬(236a, 236b), 상기 외부 공기 순환공간(233) 내측에 설치되는 제1압축기(234a) 및 제2압축기(234b), 상기 외부 공기 순환공간(233) 내측에서 냉매관을 통해 각각 상기 제1압축기(234a) 및 제2압축기(234b)에 연결되어 냉매를 공급받는 제1응축기(235a) 및 제2응축기(235b), 상기 제1응축기(235a) 및 제2응축기(235b)와 각각 연결되어 냉매를 감압시키는 제1,2팽창밸브(237a, 237b), 상기 내부 공기 순환공간(232) 내에서 상기 제1,2팽창밸브(237a, 237b)와 각각 연결된 제1증발기(238a) 및 제2증발기(238b)를 포함하며, 상기 제1증발기(238a) 및 제2증발기(238b)는 각각 냉매관을 통해 상기 제1압축기(234a) 및 제2압축기(234b)와 연결되어 서로 독립적으로 운전되는 2개의 냉각사이클을 구성하는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)는 랙 하우징(10)에 착탈 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 전원이 인가됨에 따라 랙 하우징(10)에 대한 도어(12, 13)의 잠금 및 해제 작동을 수행하는 록킹유닛과;
    상기 랙 하우징(10) 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템.
  9. 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도 이상이 되면, 컨트롤러가 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40) 중 어느 하나를 가동하여 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시키는 단계와;
    랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도보다 높은 제2설정온도 이상이 되면, 컨트롤러가 상부 열교환기(30)와 하부 열교환기(40)를 모두 가동하여 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시키는 단계와;
    랙 하우징(10) 내부의 온도가 제2설정온도보다 높은 제3설정온도 이상이 될 경우 컨트롤러가 도어(12, 13)의 잠금 상태를 해제하여 도어(12, 13)를 자동으로 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법.
  10. 랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도 이상이 되면, 컨트롤러가 상부 열교환기(30)를 가동함과 동시에 하부 열교환기(40)의 첫번째 냉각사이클장치인 제1압축기(234a), 제1응축기(235a), 제1팽창밸브(237a), 및 제1증발기(238a)를 가동시켜 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시키는 단계와;
    랙 하우징(10) 내부의 온도가 제1설정온도보다 높은 제2설정온도 이상이 되면, 컨트롤러가 하부 열교환기(40)의 두번째 냉각사이클장치인 제2압축기(234b), 제2응축기(235b), 제2팽창밸브(237b), 및 제2증발기(238b)를 가동시켜 랙 하우징(10) 내부의 공기를 순환시키면서 랙 하우징(10) 내부를 냉각시키는 단계와;
    랙 하우징(10) 내부의 온도가 제2설정온도보다 높은 제3설정온도 이상이 될 경우 컨트롤러가 도어(12, 13)의 잠금 상태를 해제하여 도어(12, 13)를 자동으로 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 마운트 서버 시스템의 제어방법.
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