KR101702080B1 - Ambient indirect evaporative cooling type Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직사각형 판형열교환기 두 개를 이용하여 간접증발방식으로 냉각시켜 냉방공간의 습도변화를 최소화시키면서 염분 등 오염물질의 유입을 막고, 적은 에너지로도 고효율적인 냉방이 가능한 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an air conditioning system having an indirect evaporation type outdoor air cooling system, and more particularly, to an air conditioning system having an indirect evaporation type outdoor air cooling system in which indirect cooling is performed using two rectangular plate heat exchangers, And more particularly, to an air conditioning system having an indirect evaporative ambient air cooling mode capable of efficiently cooling air with little energy.
일반적으로 냉방시스템은 공동주택을 포함한 각종 빌딩, 병원 등의 건축물에서 필수불가결하게 설치 사용되고 있는 대단위 공기조화 설비이다.Generally, the air conditioning system is a large-scale air conditioning system that is indispensably installed and used in buildings such as buildings, hospitals, and the like including apartment houses.
특히, 최근에는 통신기능의 비약적인 발전에 힘입어 데이터처리와 관련하여 데이터센터의 시공이 증가되고 있다.Particularly, in recent years, due to the rapid development of communication functions, data center construction is increasing in connection with data processing.
데이터센터는 기업 및 개인에게 전산 설비나 네트워크 설비를 임대하거나, 고객의 설비를 유치하여 유지, 보수 등의 서비스를 제공하며, 보통 통신기기를 탑재한 복수개의 열을 이루어 설치되는데, 주로 통신회사, 은행, 정부기관 등 정보처리량이 많은 기업이나 공공기관들이 설치 운용하고 있다.The data center is provided with a plurality of columns equipped with a communication device, such as a telecommunication company, a telecommunication company, a telecommunication company, Banks, and government agencies.
그런데, 이러한 데이터센터는 엄청난 양의 데이터를 처리해야 하므로 열이 많이 발생하기 때문에 이를 냉각시킬 필요가 있는데, 직접냉각식의 경우에는 외부의 오염물질이 유입되기 쉽고, 특히 바닷가 근처(예. 부산지역 등)일 때는 염분에 의한 손상이 발생되며, 습도 조절이 쉽지 않아 습도 차이에 따라 습도가 높으면 누전의 위험이 있고, 습도가 낮으면 정전기 발생, 스파크 등에 의한 화재나 전자부품 손상을 초래할 수 있다.However, since such a data center requires a large amount of data to be processed, it is necessary to cool it because it generates a lot of heat. In the case of direct cooling, foreign pollutants tend to flow, Etc.), it is difficult to control the humidity. If the humidity is high, there is a risk of electric leakage. If the humidity is low, it may cause fire due to static electricity, sparks, or the like and damage electronic parts.
이와 같은 이유로 인하여 데이터센터와 같은 시설에서는 간접냉각방식으로 냉각시킴으로써 외부로부터 오염물질의 유입을 막고, 항상 일정한 습도를 유지하도록 하고 있다.For this reason, facilities such as data centers are cooled by indirect cooling method to prevent inflow of pollutants from the outside and to maintain constant humidity at all times.
그렇지만, 일반적으로 사용되는 간접냉각방식과 달리 데이터센터와 같은 곳에서는 발열량이 높기 때문에 단순한 간접냉각, 즉 간접열교환방식만으로는 원하는 냉방조건을 맞추기 어렵다.However, unlike the indirect cooling method which is generally used, since the heat generation is high in a data center or the like, simple indirect cooling, that is, indirect heat exchange, is difficult to meet desired cooling conditions.
더구나, 데이터센터는 규모가 크기 때문에 아무리 작은 규격의 데이터센터라고 하더라도 목표로하는 냉방수준을 달성하기 위해서는 필수불가결하게 냉동기, 즉 냉각코일을 별도로 더 설치 운용해야 하므로 그에 따른 에너지 낭비가 크고 전력소모가 커 유지관리 비용이 증대되는 단점이 있다.Moreover, because of the large size of the data center, even the smallest data center requires a separate installation of the refrigerator or cooling coil in order to achieve the target cooling level, resulting in a large amount of energy waste and power consumption. The maintenance cost is increased.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 직사각형 판형열교환기 두 개를 이용하여 간접증발방식으로 냉각시켜 냉방공간의 습도변화를 최소화시키면서 염분 등 오염물질의 유입을 막고, 적은 에너지로도 고효율적인 냉방이 가능한 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a cooling apparatus and a method of cooling the same by indirect evaporation using two rectangular plate heat exchangers, And an indoor air conditioning system having an indirect evaporative outdoor cooling mode capable of efficiently cooling air with a small amount of energy.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 다수의 서버랙이 설치된 센터룸과, 상기 센터룸의 천정부에 설치되어 외기와 내기가 섞이지 않도록 내기를 간접냉각시키는 간접증발식 냉각기와, 상기 센터룸의 바닥 하부에 형성되고 상기 서버랙의 앞쪽을 향해 냉기를 토출하는 하부덕트와, 상기 센터룸의 일측에 설치되어 상기 간접증발식 냉각기를 통해 냉각된 실내 공기를 하부덕트로 회수하는 리턴덕트와, 상기 센터룸을 냉각한 공기를 흡입한 후 균온시켜 간접증발식 냉각기로 재공급하는 균온챔버를 포함하고, 상기 간접증발식 냉각기는 제1,2판형열교환기가 설치되는 메인챔버; 상기 메인챔버의 일측에 설치되는 외기배기챔버; 상기 메인챔버의 일측에 설치되고, 상기 외기배기챔버와 구획된 외기공급챔버; 상기 메인챔버의 타측에 설치되는 내기회수챔버; 상기 메인챔버의 타측에 설치되고, 상기 내기회수챔버와 구획된 내기공급챔버; 상기 외기배기챔버에 설치되는 외기송풍기; 상기 내기공급챔버에 설치되는 내기송풍기; 상기 제1,2판형열교환기를 서로 연결하여 내기회수챔버로 회수된 실내공기가 외기와 섞이지 않고 간접열교환된 상태에서 내기공급챔버를 거쳐 실내로 공급되게 하는 내기연결구; 상기 제1,2판형열교환기를 서로 연결하여 외기공급챔버를 통해 공급된 외기가 실내공기와 섞이지 않고 간접열교환된 상태에서 외기배기챔버를 거쳐 배기시키는 외기연결구;를 구비한 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템에 있어서; 상기 메인챔버의 하부에 더 구비된 집수조; 상기 집수조에 배관된 회수관; 상기 회수관이 흡입단에 연결된 펌프; 상기 펌프의 토출단에 연결된 공급관; 상기 공급관이 연장된 후 상기 제1,2판형열교환기 사이에 배치된 단부에 설치되고, 상기 제2판형열교환기를 향해 냉각수를 분무하는 분무노즐;을 더 포함하고; 상기 흡입단과 회수관 사이에는 일정폭의 원형가이드포켓이 더 설치되며, 상기 원형가이드포켓의 내부는 적어도 3-4회의 나선관이 내장되어 회수관을 통해 유입된 공기를 펌프의 임펠러 회전방향으로 공급하도록 구성되고, 상기 펌프의 토출단에는 제1,2버퍼챔버를 구비하며, 제1,2버퍼챔버는 챔버연결관으로 연결하되 상기 공급관과 동일 직경을 유지토록 하고; 상기 분무노즐의 표면은 물 100중량부에 대해 디-라우릴 설파이드 8중량부, 중질탄산칼슘 2중량부, 수용성 라텍스 10중량부, 글리옥살 4중량부, 티타늄 디 옥사이드 0.5중량부, 몰리브덴 0.5중량부로 조성된 도포액을 스프레이 코팅하여 내부식성을 높인 것을 특징으로 하는 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템을 제공한다.The present invention provides, as means for attaining the above object, a refrigerator comprising a center room provided with a plurality of server racks, an indirect evaporative cooler installed at a ceiling portion of the center room for indirectly cooling the indoor air to prevent mixing of outside air and indoor air, A lower duct formed at the bottom of the room for discharging cold air toward the front side of the server rack, a return duct installed at one side of the center room for recovering indoor air cooled through the indirect evaporative cooling device to the lower duct, And a temperature chamber in which the air cooled in the center room is sucked and then re-supplied to the indirect evaporative cooler, wherein the indirect evaporative cooler comprises: a main chamber in which the first and second plate heat exchangers are installed; An outside air exhaust chamber installed at one side of the main chamber; An outside air supply chamber provided at one side of the main chamber and partitioned by the outside air exhaust chamber; An inside air collection chamber provided on the other side of the main chamber; An inside air supply chamber provided on the other side of the main chamber and partitioned by the inside air collection chamber; An outside air blower installed in the outside air exhaust chamber; An internal air blower installed in the inside air supply chamber; An indoor connection port connecting the first and second plate heat exchangers to each other to allow indoor air collected in the indoor returning chamber to be supplied to the indoor space through the indoor air supply chamber in a state of indirect heat exchange without being mixed with outdoor air; And an outer air connection port connecting the first and second plate type heat exchangers to each other to exhaust the outside air supplied through the outside air supply chamber through the outside air exhaust chamber in a state of indirect heat exchange without being mixed with indoor air. An air conditioning system comprising: A water collecting tank further provided at a lower portion of the main chamber; A return pipe piped to the water collecting tank; A pump connected to the suction end of the return pipe; A supply pipe connected to the discharge end of the pump; And a spray nozzle installed at an end disposed between the first and second plate heat exchangers after the supply pipe is extended and spraying cooling water toward the second plate heat exchanger; A circular guide pocket having a predetermined width is further provided between the suction end and the return pipe. At least three to four times of helical pipes are installed inside the circular guide pocket, and the air introduced through the return pipe is supplied in the direction of rotation of the impeller of the pump Wherein the first and second buffer chambers are connected to each other through a chamber connecting pipe and maintain the same diameter as the supply pipe; The surface of the spray nozzle was composed of 8 parts by weight of di-lauryl sulfide, 2 parts by weight of heavy calcium carbonate, 10 parts by weight of water-soluble latex, 4 parts by weight of glyoxal, 0.5 part by weight of titanium dioxide, 0.5 part by weight of molybdenum The present invention provides an air conditioning system having an indirect evaporation type outdoor air cooling mode, which is characterized in that corrosion resistance is improved by spray coating a coating liquid constituted by a part.
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본 발명에 따르면, 직사각형 판형열교환기 두 개를 이용하여 간접증발방식으로 냉각시켜 냉방공간의 습도변화를 최소화시키면서 염분 등 오염물질의 유입을 막고, 적은 에너지로도 고효율적인 냉방이 가능한 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, the indirect evaporation type cooling method using two rectangular plate type heat exchangers is used to cool the cooling space by minimizing the humidity change in the cooling space while preventing inflow of contaminants such as salt, It is possible to provide an air conditioning system having a cooling mode.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 구성에 의한 실내 간접냉각 공기 흐름을 보인 모식적인 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화시스템을 구성하는 간접증발식 냉각기를 보인 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 간접증발식 냉각기의 효율을 테스트한 결과 그래프이다.
도 5는 도 3의 간접증발식 냉각기의 실제 구현예 중 요부만을 발췌하여 보인 실물 사진이다.
도 6은 도 3의 간접증발식 냉각기에 설치되는 펌프의 개량예를 보인 예시도이다.1 is a schematic configuration diagram of an air conditioning system according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing indoor indirect cooling air flow according to the configuration of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing an indirect evaporative cooler constituting an air conditioning system according to the present invention.
4 is a graph illustrating the efficiency of the indirect evaporative cooler of FIG.
FIG. 5 is a photograph of an actual embodiment of the indirect evaporation type cooler of FIG. 3;
6 is an exemplary view showing an improvement of a pump installed in the indirect evaporative cooler of FIG.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Before describing the present invention, the following specific structural or functional descriptions are merely illustrative for the purpose of describing an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be embodied in various forms, And should not be construed as limited to the embodiments described herein.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
아울러, 이하 설명되는 용어중 OA(Outdoor Air)는 외기를 의미하고, EA(Exhaust Air)는 외기의 배기를 의미하며, RA(Return Air)는 실내 회수공기를 의미하고, SA(Supply Air)는 실내공급공기를 의미하는데, 이들 용어는 간접증발식 냉각장치에서 일반적으로 사용되는 용어이다.In the following description, OA (Outdoor Air) refers to outside air, EA (Exhaust Air) refers to exhaust of outside air, RA (Return Air) refers to indoor return air, and SA Indoor supply air, and these terms are commonly used terms in indirect evaporative cooling systems.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화시스템은 데이터센터를 구성하는 센터룸(CRM)에 시설되어 센터룸(CRM) 내부에 설치된 다수의 서버랙(RAK)이 항상 일정한 온도와 습도 속에서 운용되도록 함으로써 과열을 방지하여 열화를 막고 안정성을 높이도록 구성된다.As shown in FIG. 1, the air conditioning system according to the present invention includes a plurality of server racks (RAK) installed in a center room (CRM) So as to prevent overheating, thereby preventing deterioration and enhancing stability.
이를 위해, 본 발명에 따른 데이터센터용 공기조화시스템은 센터룸(CRM)의 천정부에 간접증발식 냉각기(ICE)가 설치되고, 센터룸(CRM)의 바닥면에는 일정 간격을 두고 다수의 서버랙(RAK)이 다수열 배열 설치되며, 상기 서버랙(RAK)이 설치된 바닥면 하부에는 하부덕트(LD)가 마련된다.To this end, an air conditioning system for a data center according to the present invention is characterized in that an indirect evaporative cooler (ICE) is installed in a ceiling portion of a CRM, and a plurality of server racks (RAK) are installed in a plurality of rows, and a lower duct (LD) is provided under the floor where the server rack (RAK) is installed.
이때, 상기 센터룸(CRM)의 양측에는 각각 리턴덕트(RD)와 균온챔버(CH)가 마련되며, 상기 리턴덕트(RD)의 상단부와 균온챔버(CH)의 상단부에는 상기 간접증발식 냉각기(ICE)의 외기를 도입하여 배출하는 통로인 외기도입덕트(OUT1)와 외기배출덕트(OUT2)가 구비된다.A return duct RD and a temperature control chamber CH are provided on both sides of the center room CRM and an upper end of the return duct RD and an upper end of the temperature control chamber CH are connected to the indirect evaporative cooler ICE) and an outside air discharge duct (OUT2).
또한, 상기 리턴덕트(RD)의 상단부 일측에는 상기 간접증발식 냉각기(ICE)의 내기순환유로와 연통되는 상부연통로(PA1)가 형성되고, 상기 리턴덕트(RD)의 하단부 일측에는 상기 하부덕트(LD)와 연통되는 하부연통로(PA2)가 형성된다.An upper communication path PA1 is formed at one end of the upper end of the return duct RD to communicate with the circulating flow path of the indirect evaporative cooler ICE, and at the lower end of the return duct RD, A lower communication passage PA2 communicating with the lower chamber LD is formed.
덧붙여, 상기 상부연통로(PA1)와 하부연통로(PA2)에는 도시하지 않은 제어기에 의해 제어되는 밸브, 이를 테면 원하는 개도로 자유롭게 조절할 수 있는 솔레노이드밸브가 설치됨이 바람직한데, 이는 센터룸(CRM)의 실내 온도조절 또는 습도조절에 활용될 수 있다.The upper communication passage PA1 and the lower communication passage PA2 are preferably provided with a solenoid valve which can be freely adjusted by a valve controlled by a controller, Can be used for controlling the temperature of the room or the humidity of the room.
아울러, 상기 하부연통로(PA2)의 통로상에는 필터(F) 및 제습기(RM)가 더 설치된다.In addition, a filter F and a dehumidifier RM are installed on the passage of the lower communication passage PA2.
상기 필터(F)는 교체가능하게 장탈착되는 것이며, 상기 제습기(RM)는 순환되는 실내공기에 함유된 습도 조절을 위해 사용되는 공지된 제습기이며, 제습시 발생된 물은 밸브(V)를 통해 외부로 배출처리된다.The dehumidifier RM is a known dehumidifier used for adjusting the humidity contained in the circulating room air. The water generated in dehumidification is supplied to the dehumidifier through the valve V And discharged to the outside.
그리고, 상기 서버랙(RAK)의 앞쪽에 해당되는 부분의 바닥면에는 통기구멍(HL)이 형성되고, 상기 통기구멍(HL)을 통해 상승된 냉각공기는 서버랙(RAK)을 타고 상승하면서 서버랙(RAK)의 앞쪽에서 뒷쪽으로 도 2의 예시와 같은 공기흐름을 가지면서 서버랙(RAK)을 냉각하게 된다.A ventilation hole HL is formed in a bottom surface of the front portion of the server rack RAK so that the cooling air raised through the ventilation hole HL rises on the server rack RAK, The server rack RAK is cooled from the front side to the rear side of the rack RAK with the airflow as shown in the example of Fig.
이렇게 냉각하게 되면 서버랙(RAK)을 골고루 균일하게 냉각할 수 있으므로 냉각효율이 향상되며, 냉각중 열교환에 의해 온도상승되면서 천정측으로 상승된 공기는 균온챔버(CH)의 하측에 형성된 흡입구(SUC)를 통해 균온챔버(CH)의 하방으로 유입된 후 상승하면서 서로 섞여 균온상태가 되고, 그 상태에서 간접증발식 냉각기(ICE)를 통해 간접 열교환되게 함으로써 열교환 효율을 더욱 더 높이도록 구성된다.In this case, the cooling of the server rack RAK can be uniformly performed. Thus, the cooling efficiency is improved, and the air raised to the ceiling side while the temperature is raised by the heat exchange during cooling is supplied to the inlet SUC formed on the lower side of the temperature- And then flows into the lower portion of the temperature chamber CH through the first heat exchanger and then flows into the second heat exchanger CH through the second heat exchanger.
이때, 상기 균온챔버(CH)는 균온성을 높이기 위해 도시하지 않았지만 내부에 균온판이 서로 엇갈리게 돌출되는 형태로 설치되어 공기 흐름이 'S'자를 그리도록 구성될 수도 있다.At this time, the temperature chamber CH is not shown for the purpose of increasing the uniformity, but it may be configured such that the uniform plates are alternately protruded from each other, so that the air flow is drawn in an 'S' character.
또한, 상기 센터룸(CRM)의 내부 양측벽 및 천정면에는 각각 제1,2,3온도감지센서(T1,T2,T3) 및 제1,2,3습도검출센서(M1,M2,M3)가 설치되고, 이들이 검출한 센터룸(CRM)의 온도값과 습도값을 공조조화시스템의 컨트롤러가 수신하여 제어정보로 활용하도록 한다.The first, second and third temperature sensors T1, T2 and T3 and the first, second and third humidity sensors M1, M2 and M3 are arranged on the inner side walls and the ceiling surface of the center room CRM, And the temperature value and the humidity value of the center room CRM detected by the sensors are received by the controller of the air conditioning system and used as control information.
한편, 상기 간접증발식 냉각기(ICE)는 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형상의 판형열교환기 2개를 일렬로 배치한 형태를 갖는다.On the other hand, as shown in FIG. 3, the indirect evaporative cooler (ICE) has a configuration in which two rectangular plate heat exchangers are arranged in a row.
이때, 간접기화 냉각에서 열교환효율이 가장 높고 우수한 형태는 로터리식 열교환기지만 이는 추가적인 동력소비와 퍼지 풍량에 대한 손실, 그리고 장비 크기가 커지기 때문에 특히, 데이터센터와 같은 설비내 간접열교환기로는 적절하지 않다.At this time, the best heat exchange efficiency in the indirect gasification cooling is excellent, and only the rotary heat exchanger is suitable as an indirect heat exchanger in the facility, especially in the data center, because of additional power consumption, loss of purge air volume, not.
이에, 본 발명에서는 추가전력 소비가 없고 냉각효율이 높은 판형 열교환기 2개를 일렬로 배치하여 간접증발식 외기 냉방시스템을 구현하도록 구성된다.Accordingly, in the present invention, two plate-type heat exchangers with no additional power consumption and high cooling efficiency are arranged in a row to realize an indirect evaporative outdoor air cooling system.
본 발명에 따른 간접증발식 냉각기(ICE)는 제1,2판형열교환기(102,104)가 간격을 두고 일렬로 설치되는 메인챔버(100)를 포함한다.The indirect evaporative cooler (ICE) according to the present invention includes a
그리고, 상기 메인챔버(100)의 일측에는 상하로 서로 구획되어 있고, 각각은 상기 메인챔버(100) 내부의 제1,2판형열교환기(102,104)와 연통되는 외기배기챔버(200)와 외기공급챔버(210)가 구비된다.One side of the
또한, 상기 메인챔버(100)의 타측에는 상하로 서로 구획되어 있고, 각각은 상기 메인챔버(100) 내부의 제1,2판형열교환기(102,104)와 연통되되 외기(OA)와 섞이지 않게 별개의 유로를 거치도록 연통되는 내기회수챔버(300)와 내기공급챔버(310)가 구비된다.The first and second
이때, 상기 제1,2판형열교환기(102,104)는 외기연결구(220)를 통해 외기(OA)가 서로 통하여 배기(EA)될 수 있도록 구성되며, 또한 상기 외기연결구(220)와 간섭되지 않게 배치된 내기연결구(320)를 통해 실내 회수공기(RA)가 상기 외기(OA)와 간접방식으로 열교환된 후 실내 공급공기(SA)가 되어 실내측으로 공급되게 된다.The first and second plate
아울러, 상기 외기배기챔버(200) 상에는 배기송풍기(EAF)가 설치되어 외기(OA)를 도입하여 배기(EA)시키도록 하고, 그 과정에서 열교환이 이루어지도록 상기 내기공급챔버(310) 상에는 내기송풍기(SAF)가 설치되어 실내 회수공기(RA)를 도입하여 열교환시킨 후 실내 공급공기(SA)로 공급하도록 구성된다.In addition, an exhaust blower EAF is installed on the outside
여기에서, 상기 내기공급챔버(310)에는 냉각코일 형태를 갖는 냉동기(330)가 더 설치되는데, 이는 내기공급챔버(310) 내부에서 상기 내기송풍기(SAF)와 구획된 상태로 구비됨이 바람직하며, 냉동기(330)를 갖추어야 하는 이유는 외기와의 열교환만을 통한 간접냉각으로는 데이터센터의 내부에서 발생되는 고열을 냉각하는데 어려움이 있기 때문에 그 효율을 높이기 위한 것이다.Here, the outdoor
때문에, 간접 냉각이란 한계로 인해 냉동기(330)를 더 갖추어야 하고, 이를 가동시키는데 소요되는 에너지 낭비가 크며, 더 중요한 사실은 냉동기(330)가 회수된 다음 열교환된 후 실내로 다시 공급되어야 할 공급공기 상에 수분을 더 가미하게 되므로 항습조절이 어려울 수 있는 잠재적 문제를 포함하고 있다.Therefore, it is necessary to further include the
본 발명은 이와 같은 간접증발식 냉각기(ICE)의 기본구성에 더하여 상기 메인챔버(100)의 하부에 집수조(400)가 더 구비된다.In addition to the basic structure of the indirect evaporative cooler (ICE), the present invention further includes a
상기 집수조(400)는 상부가 개방된 사각박스 형태이며, 상기 제2판형열교환기(104)의 하부에 설치되어 제2판형열교환기(104)로부터 떨어지는 낙수를 집수할 수 있도록 구성된다.The
그리고, 상기 집수조(400)에는 회수관(410)이 연결되고, 상기 회수관(410)은 펌프(420)의 흡입단에 연결되며, 상기 펌프(420)의 토출단에는 공급관(430)이 연결되고, 상기 공급관(430)은 연장된 후 상기 제1,2판형열교환기(102,104) 사이에 배치되며, 상기 공급관(430)의 단부에는 상기 제2판형열교환기(104)를 향해 분무할 수 있도록 분무노즐(440)이 설치된다.The
이렇게 하면, 분무노즐(440)을 통해 분무된 냉각수는 제2판형열교환기(104)를 직접 냉각시키게 되는데, 이때 냉각수가 흐르는 길은 실내 회수공기(RA)와 실내 공급공기(SA)가 흘러가는 유로와 완전히 단절된 구조이기 때문에 냉각수가 실내공기를 회수하여 리턴 공급하는데 직접 흘러 들어가거나 하는 문제는 발생하지 않는다.In this case, the coolant sprayed through the
단지, 열교환시 냉각 효율을 더욱 더 증대시킴으로써 냉동기(330)의 사용을 최소화하거나 아예 냉동기(330)를 제거시키도록 하는 것이 본 발명의 가장 큰 목적이다.It is a main object of the present invention to minimize the use of the
특히, 분무노즐(440)을 통해 냉각수 분무와 회수구조는 실제 테스트용 샘플 제작시 사진을 도 5에 첨부하였으므로 이해하기 쉬울 것으로 판단된다.Particularly, the cooling water spraying and collecting structure through the
여기에서, 분무노즐(440)을 제1판형열교환기(102)의 상부에 설치하여 하방으로 분무하게 되면 제1판형열교환기(102)는 물론 제2판형열교환기(104)까지 충분히 적실 수 있어 열교환시 냉각효율이 더 우수할 것으로 생각할 수 있으나, 이것은 사실상 불가능하다고 볼 수 있다.When the
그 이유는, 제1판형열교환기(102)는 배기송풍기(EAF)에 의해 지속적으로 흡입되고 있기 때문에 냉각수가 분무되는 순간 다 빨려 나가버리는 문제로 인해 냉각자체가 어렵게 되고, 이것은 오히려 냉각효과를 더 나쁘게 하는 결과를 가져오게 된다. 즉, 유명무실한 결과를 초래하는 것이다.This is because the first
때문에, 그 만큼 냉각수를 스프레이하는 기술은 난해한데, 그것은 그 위치 선정상의 이유이다. 특히, 냉각수 분무는 냉각효율을 얻기 위해서는 최소한 1m 이상의 스프레이 구간을 요구하기 때문에 이러한 조건을 만족시킬 수 있는 구조를 만들기가 쉽지 않다.Because of that, the technique of spraying coolant water is difficult, which is the reason for its positioning. Particularly, since cooling water spray requires a spray interval of at least 1 m in order to obtain cooling efficiency, it is not easy to make a structure capable of satisfying such a condition.
그러나, 본 발명에서는 제1,2판형열교환기(102,104) 사이에서 분무노즐(440)을 통해 냉각수를 분무하도록 구성함으로써 일부는 제2판형열교환기(104)를 타고 흘러내리고, 일부는 배기송풍기(EAF)에 의해 빨려 나가면서 제1판형열교환기(102)도 적시기 때문에 결국 본 발명에 따른 분무방식을 채택하게 되면 제1,2판형열교한기(102,104) 모두를 적실 수 있어 냉각효율을 그 만큼 더 높일 수 있게 되는 것이다.However, in the present invention, cooling water is sprayed between the first and second
이와 같은 효과를 내는지를 확인하기 위해, RA의 풍량 3000CMH, OA의 풍량 3000CMH, RA 온,습도 52℃, 30%(RH), OA의 온,습도 40℃, 50%(RH)의 실험환경에서 펌프를 오프한 상태로 10분간 측정하였고, 또한 펌프를 온(가동)시킨 상태로 10분간 측정하였으며, 그 결과는 도 4에 나타내었다.In order to confirm whether this effect is achieved, the air volume of the RA is 3000CMH, the air volume of the OA is 3000CMH, the air temperature is 52 ° C, the humidity is 52 ° C, the humidity is 40% The pump was turned off for 10 minutes and the pump was turned on for 10 minutes. The results are shown in FIG.
도 4를 통해 알 수 있듯이, 데이터센터의 설계값이 SA의 온도는 22±2℃이고, 습도는 45±15%인데, 펌프를 오프했을 때는 SA의 온도 45℃, 습도 65.6%로 온도효율이 58.7%를 유지하였지만, 본 발명에 따른 방식으로 펌프를 가동했을 때에는 SA의 온도 42.9℃, 습도 58.8%로 온도효율이 85.1%까지 상승하였다.As shown in FIG. 4, when the data center design value is 22 ± 2 ° C. and the humidity is 45 ± 15%, when the pump is turned off, the temperature of the SA is 45 ° C. and the humidity is 65.6% 58.7%. However, when the pump was operated in the manner of the present invention, the temperature efficiency increased to 85.1% at a temperature of 42.9 DEG C and a humidity of 58.8%.
이를 통해, 본 발명에 따른 분무방식을 적용하되, 개수를 늘리거나 분무반경이나 혹은 냉각수의 온도를 조절한다면 기존에 설치되던 냉동기(330)를 굳이 더 포함하지 않고도 데이터센터용 간접증발식 외기 냉방시스템을 구현할 수 있을 것으로 기대되었다.Accordingly, if the spraying method according to the present invention is applied but the number is increased or the spraying radius or the temperature of the cooling water is controlled, the indirect evaporating type outdoor air cooling system for data center It is expected that it will be possible to implement.
아울러, 도면에 도시되어 있지는 않으나 본 발명은 제1,2판형열교환기(102,104) 또는 냉동기(330)의 코일, 즉 열교환을 위한 관의 전,후단에 에너지밸브(미도시)를 설치하여 관리 제어함으로서 에너지 절감 기능을 구현하도록 구성된다.Although not shown in the drawing, the present invention can be implemented by providing an energy valve (not shown) at the front and rear ends of the coils of the first and second
이때, 에너지밸브란 냉동시스템의 코일 전,후단에 열교환시 필요한 유량만 통과하도록 자동제어함으로써 펌프의 동력 사용을 줄여 에너지를 절감하고, 열교환되지 않고 환수되는 열원이 발생하지 않도록 하여 열교환 효율을 현격히 증대시키는데 기여한다.At this time, the energy valve is automatically controlled to pass only the flow amount required for heat exchange before and after the coil of the refrigeration system, thereby reducing the power consumption of the pump by reducing the power consumption and preventing the heat source from being exchanged, .
즉, 기존의 경우에는 이러한 에너지밸브의 개념이 없었기 때문에 열교환할 수 있는 유량보다 더 많은 양이 공급되어 열교환하게 되면 열교환하지 못하고 환수되는 열원이 과량 발생하게 되어 효율이 떨어지고 불필요한 펌프 가동에 따른 에너지 낭비를 초래하였으나, 본 발명에서는 코일, 즉 밸브 전후단의 온도차를 지속적으로 감시하여 설정온도차 이하로 유량이 공급될 경우 동작하여 유량을 강제적으로 조절하도록 구성되는 것이다.That is, in the conventional case, since there is no concept of such an energy valve, a larger amount of heat than the heat exchangeable amount is supplied, and if heat exchange is performed, heat exchange is not performed and excessive heat source is generated, resulting in low efficiency. However, in the present invention, the temperature of the coil, that is, the temperature difference between the front and rear ends of the valve is continuously monitored, and when the flow rate is less than the preset temperature difference, the flow rate is forcibly controlled.
이를 통해, 최적의 유량과 최적의 열교환 상태가 되도록 조절하는 것이다.In this way, the optimum flow rate and optimum heat exchange state are adjusted.
덧붙여, 도 6의 예시와 같이, 본 발명에서는 상기 펌프(420)의 구조를 더 개량함으로써 시스템의 유지 보수시간을 연장하고, 이를 통해 시스템의 사용수명을 증대시키는데 기여하도록 구성할 수도 있다.In addition, as illustrated in FIG. 6, the present invention may be configured to further improve the structure of the
도 6에 따르면, 상기 펌프(420)는 원심펌프로서 축방향으로 냉각수를 흡입한 후 반경방향으로 토출시키는 방식이므로 냉각수가 회수되는 회수관(410)이 상기 펌프(420)의 흡입단에 직접 연결되게 되면 사실상 냉각수는 펌프(420)의 임펠러가 회전되는 원주방향과 직교되게 유입되기 때문에 수격(수충격)이 발생되고 이것은 임펠러 손상이나 혹은 펌프(420)의 내벽면을 침식시키는 요인이 되어 펌프(420)의 수명시간을 현저히 단축시키게 된다. 만약 그렇게 되면 그 만큼 본 발명 시스템의 수명도 단축되거나 매번 유지 보수로 인한 문제가 발생된다.6, the
이에, 본 발명에서는 펌프(420)의 흡입단에 일정폭의 원형가이드포켓(422)을 더 구비하고, 상기 원형가이드포켓(422)의 일단에 회수관(410)을 연결하도록 구성한다.Accordingly, the present invention further includes a
이때, 상기 원형가이드포켓(422)의 내부는 적어도 5-4회의 나선관이 내장되고, 나선관의 토출단은 상기 펌프(420)의 흡입단에 연결되되 기존처럼 임펠러의 회전방향과 직교되는 것이 아니라 임펠러의 회전방향으로 배치되게 구성할 수 있게 된다.At this time, the inside of the
그러면, 회수되던 냉각수는 원형가이드포켓(422)을 거치면서 자연스럽게 선회수로 바뀌고, 선회되면서 임펠러로 진입하기 때문에 수충격이 생기지 않은 상태로 원활한 흐름을 타고 회수 공급될 수 있게 된다.Then, the recovered cooling water is naturally turned into turning water while passing through the
특히, 토출단에는 최소한 2개의 버퍼챔버, 즉 제1버퍼챔버(BP1)와 제2버퍼챔버(BP2)를 구비하고, 이들을 챔버연결관(PIP)으로 연결하되 공급관(430)과 동일 직경을 유지토록 하여 버퍼링 효과를 증대시킴으로써 맥동이 발생하지 않고 원활한 공급이 이루어지며, 기포에 의한 토출불량 현상이 일어나지 않도록 함이 더욱 좋다.Particularly, at the discharge end, at least two buffer chambers, that is, a first buffer chamber BP1 and a second buffer chamber BP2 are provided, and these chambers are connected by a chamber connection pipe (PIP) The buffering effect is increased so that the pulsation does not occur and smooth feeding is performed, and it is more preferable that the discharge failure phenomenon by the bubble does not occur.
덧붙여, 분무노즐(440)은 내부식성을 가져야 하므로 기본 코팅 위에, 물 100중량부에 대해 디-라우릴 설파이드 8중량부, 중질탄산칼슘 2중량부, 수용성 라텍스 10중량부, 글리옥살 4중량부, 티타늄 디 옥사이드 0.5중량부, 몰리브덴 0.5중량부로 조성된 도포액을 스프레이하여 더 코팅할 수 있다.In addition, the
이때, 디-라우릴 설파이드는 산화방지 기능을 수행함으로써 내부식성을 억제하고, 중질탄산칼슘은 백색도를 유지하며, 수용성 라텍스는 접착성을 높이게 되고, 글리옥살은 내수화 기능을 수행하여 내식성을 강화시키게 된다. 그리고, 티타늄 디 옥사이드와 몰리브덴은 대표적인 내식성 물질이다.At this time, the di-lauryl sulfide suppresses the corrosion resistance by performing the antioxidant function, the heavy calcium carbonate maintains the whiteness degree, the water-soluble latex increases the adhesiveness, and the glyoxal strengthens the corrosion resistance . Titanium dioxide and molybdenum are typical corrosion-resistant materials.
CRM: 센터룸 ICE: 간접증발식 냉각기
RD: 리턴덕트 LD: 하부덕트
100: 메인챔버 200: 외기배기챔버
210: 외기공급챔버 300: 내기회수챔버
310: 내기공급챔버 400: 집수조CRM: Center Room ICE: Indirect Evaporative Cooler
RD: Return duct LD: Lower duct
100: main chamber 200: outside air exhaust chamber
210: outside air supply chamber 300: inside air recovery chamber
310: Bleeding supply chamber 400: Collection tank
Claims (3)
상기 메인챔버의 하부에 더 구비된 집수조; 상기 집수조에 배관된 회수관; 상기 회수관이 흡입단에 연결된 펌프; 상기 펌프의 토출단에 연결된 공급관; 상기 공급관이 연장된 후 상기 제1,2판형열교환기 사이에 배치된 단부에 설치되고, 상기 제2판형열교환기를 향해 냉각수를 분무하는 분무노즐;을 더 포함하고;
상기 흡입단과 회수관 사이에는 일정폭의 원형가이드포켓이 더 설치되며, 상기 원형가이드포켓의 내부는 적어도 3-4회의 나선관이 내장되어 회수관을 통해 유입된 공기를 펌프의 임펠러 회전방향으로 공급하도록 구성되고, 상기 펌프의 토출단에는 제1,2버퍼챔버를 구비하며, 제1,2버퍼챔버는 챔버연결관으로 연결하되 상기 공급관과 동일 직경을 유지토록 하고; 상기 분무노즐의 표면은 물 100중량부에 대해 디-라우릴 설파이드 8중량부, 중질탄산칼슘 2중량부, 수용성 라텍스 10중량부, 글리옥살 4중량부, 티타늄 디 옥사이드 0.5중량부, 몰리브덴 0.5중량부로 조성된 도포액을 스프레이 코팅하여 내부식성을 높인 것을 특징으로 하는 간접증발식 외기 냉방형태를 갖는 공기조화시스템.An indirect evaporation type cooler provided at a ceiling portion of the center room for indirectly cooling the inside air so that the outside air and the inside air are not mixed with each other; A return duct installed at one side of the center room for recovering the indoor air cooled through the indirect evaporative cooling device to the lower duct, and a return duct for sucking the air cooled in the center room, The indirect evaporation type cooler includes a main chamber in which the first and second plate type heat exchangers are installed; An outside air exhaust chamber installed at one side of the main chamber; An outside air supply chamber provided at one side of the main chamber and partitioned by the outside air exhaust chamber; An inside air collection chamber provided on the other side of the main chamber; An inside air supply chamber provided on the other side of the main chamber and partitioned by the inside air collection chamber; An outside air blower installed in the outside air exhaust chamber; An internal air blower installed in the inside air supply chamber; An indoor connection port connecting the first and second plate heat exchangers to each other to allow indoor air collected in the indoor returning chamber to be supplied to the indoor space through the indoor air supply chamber in a state of indirect heat exchange without being mixed with outdoor air; And an outer air connection port connecting the first and second plate type heat exchangers to each other to discharge the outside air supplied through the outside air supply chamber through the outside air exhaust chamber in a state of indirect heat exchange without being mixed with indoor air. An air conditioning system comprising:
A water collecting tank further provided at a lower portion of the main chamber; A return pipe piped to the water collecting tank; A pump connected to the suction end of the return pipe; A supply pipe connected to the discharge end of the pump; And a spray nozzle installed at an end disposed between the first and second plate heat exchangers after the supply pipe is extended and spraying cooling water toward the second plate heat exchanger;
A circular guide pocket having a predetermined width is further provided between the suction end and the return pipe. At least three to four times of helical pipes are installed inside the circular guide pocket, and the air introduced through the return pipe is supplied in the direction of rotation of the impeller of the pump Wherein the first and second buffer chambers are connected to each other through a chamber connection pipe and maintain the same diameter as the supply pipe; The surface of the spray nozzle was composed of 8 parts by weight of di-lauryl sulfide, 2 parts by weight of heavy calcium carbonate, 10 parts by weight of water-soluble latex, 4 parts by weight of glyoxal, 0.5 part by weight of titanium dioxide, 0.5 part by weight of molybdenum Wherein the coating solution is spray coated to increase the corrosion resistance of the air conditioning system.
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