KR101773946B1 - Ess 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 하절기에는 심야전력을 활용하는 빙축열냉동기로 작동되고 동절기에는 저온의 외기를 활용하는 외기냉방유닛이 냉동기에 부가적으로 가동되거나 냉동기의 정지상태에서 단독으로 가동됨에 따라 냉동기의 가동에 소요되던 전력사용량과 그에 따른 전기료가 대폭 절감될 수 있으며, 심야전력을 저장하여 사용하는 에너지저장시스템(ESS)과 연계됨에 따라 전력사용에 따른 전기료가 대폭 절감될 수 있도록 한 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치에 관한 것이다.
본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치는, 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기를 포함하고 냉매를 냉동사이클에 따라 순환시키면서 데이터센터 내를 냉각시키는 냉동기와, 상기 냉동기의 응축기에 연결되고 상기 응축기로부터 제공되는 냉매 또는 다른 냉매공급원으로부터 제공되는 냉매를 실외냉각탑에서 외기와 열교환시켜 냉각시킨 후 실내냉각코일과 상기 응축기로 순차 제공하여 외기냉방과 냉매응축을 가능하게 하는 외기냉방유닛과, 상기 냉동기의 작동 전원을 제공하는 전원공급원을 포함하고, 상기 냉동기는, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되며 상기 압축기로부터 유입된 냉매를 상기 실외냉각탑을 거쳐 재유입된 냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에 연결되고 상기 실외냉각탑을 거쳐 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 팽창변과, 상기 팽창변에 연결되고 상기 팽창변으로부터 유입되는 냉매를 데이터센터의 실내공기와 열교환시켜 실내냉방시키는 증발기와, 상기 증발기에 연결되는 빙축열조와, 외기온도에 따라 상기 냉동기의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 전원공급원은 야간에는 심야전력이고 주간에는 심야전력으로 축전된 배터리이다.

Description

ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치{ENERGY SAVING TYPE AIR CONDITIONING APPARATUS FOR DATA COMBINED ESS ASSOCIATED ICE THERMAL STORAGE SYSTEM AND OUTSIDE AIR COOLING}

본 개시내용은 다수의 컴퓨터 시스템과 통신장비, 저장장치인 스토리지(storage) 등을 포함하는 데이터센터에 설치되어 데이터센터 내부를 적정 온도와 적정 습도로 유지시키는 데이터센터 공조장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

현대 사회에서 필수적인 정보통신기술(ICT; Information & Communication Technology)는 정보 기술(Information Technology, IT)과 통신 기술(Communication Technology, CT)의 합성어로 정보기기의 하드웨어 및 이들 기술과 이들 기술을 이용하여 정보를 수집, 생산, 가공, 보존, 전달, 활용하는 모든 방법을 의미한다.

이러한 정보통신기술 분야에서 가중 중요한 시설 중 하나가 데이터센터이다. 데이터센터(Data Center)는 컴퓨터 시스템과 통신장비, 저장장치인 스토리지(storage), 서버와 네트워크를 24시간 관리하는 운영센터(NOC, Network Operating Center) 등이 설치된 시설을 말하는 것으로, 인터넷 검색과 이메일, 온라인 쇼핑 등의 작업을 처리하는 시설이다.

이러한 데이터센터는 인터넷이 활성화되면서 기업이 보더 빠르고 편리하게 인터넷을 이용하기 위한 전용 시설이 필요하면서 활성화되었다. 대기업의 경우 인터넷 데이터센터(IDC, Internet Data Center)라는 명칭의 대규모 시설을 보유하기 시작했으며 규모가 작은 기업은 비용 절감을 위해 자사의 장비 보관과 관리를 전문 시설을 갖춘 업체에 위탁하게 되었다. 인터넷 데이터센터는 기업의 인터넷 장비(서버)를 맡아 대신 관리하기 때문에 서버 호텔 또는 임대 서버 아파트라고 불린다.

데이터센터의 경우 잠시라도 전원 공급이 중단되면 전술한 기능이 마비되기 때문에 예비 전력공급장치와 예비 데이터 통신장비가 부설된다. 또한 서버 장비는 온도와 습도에 민감하므로 데이터센터에는 각종 장비로부터 방출되는 열을 냉각하여 16∼24℃의 적정 온도로 유지하고 40∼55%의 적정 습도를 유지하기 위한 공조장치가 설치된다. 또한 데이터센터에는 지진과 홍수와 같은 재해에 대비한 안전장치뿐만 아니라 보안장치와 소방시설 등도 설치된다.

데이터센터 중 서버를 포함한 IT 시스템이 전체 소비전력 중 약 50%를 필수적으로 사용하지만 공조장치 또한 데이터센터의 전체 소비전력 중 약 37% 정도의 전력을 소비하는 것으로 알려져 있다. 따라서 데이터센터 공조장치의 전력소모량을 감소시킴과 동시에 에너지를 절감하기 위한 많은 연구가 행해지고 있다.

종래의 데이터센터 공조장치의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-1292847호(201.08.02. 공고)에는 유입구와 공급구에 의해 냉각룸을 경유하여 데이터 센터로 순환 공급되록 송풍력을 제공하는 제 1 송풍기와, 냉각룸과 격리되도록 마련되고, 외부의 공기가 내측으로 흡입되기 위한 흡기구와 흡입된 공기를 외측으로 배출시키기 위한 배기구가 마련되는 방열룸과, 외부의 공기가 흡기구와 공급구에 의해 방열룸을 경유하도록 송풍력을 제공하는 제 2 송풍기와, 및 냉각룸과 방열룸에 증발부와 응축부가 각각 위치하도록 설치되고, 증발부와 응축부 각각에서 작동유체가 증발과 응축의 상변화를 반복함으로써, 냉각룸을 통과하는 공기가 증발부와 열교환에 의해 냉각되도록 하고, 방열룸을 통과하는 공기가 응축부와 열교환을 일으키도록 하는 히트파이프를 포함하도록 한 히트파이프를 이용한 데이터 센터의 공조 시스템이 개시되어 있다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2013-0068198호(2013.06.26. 공개)에는 후면부가 소정 방향을 바라보도록 배열되는 제 1 서버랙 모듈와, 후면부가 제 1 서버랙 모듈의 후면부에 이격하여 마주하도록 배열되는 제 2 서버랙 모듈을 수용하는 데이터 센터의 냉각을 위한 데이터 센터용 공조 장치에 있어서, 제 1 서버랙 모듈의 후면부 및 제 2 서버랙 모듈의 후면부의 사이의 이격공간에 형성되며, 이격공간의 고온 기체를 데이터 센터의 외측으로 배출하는 배풍부와, 제 1 서버랙 모듈의 전면부 및 제 2 서버랙 모듈의 전면부에 형성되며, 제 1 서버랙 모듈의 전면부 및 제 2 서버랙 모듈의 전면부에 데이터 센터의 외측의 상온 외기를 송풍하는 송풍부를 포함하는 데이터 센터용 공조 장치가 개시되어 있다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2011-0129514호(2011.12.02. 공개)에는 인터넷데이터센터의 실내 온도 유지를 위하여 냉방 및 환기를 위한 공기조화기와 공기조화기의 작동을 제어하는 공기조화기제어장치와, 실내와 실외(지상층 및 지하층) 온도를 감지하여 공기조화기제어장치로 그 정보를 제공하는 온도감지기와, 공기조화기로부터 인터넷데이터센터 내 냉방을 실시하기 위한 냉방용덕트와 서버 및 네트워크 장치가 장착된 랙으로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 배출하기 위한 환기용덕트와, 이와 연계된 환기구가 구비된 파티션으로 이루어지고, 인터넷데이터센터 내 냉방을 위하여 실외(지상층 또는 지하층) 온도가 25℃도 미만인 경우 공기조화기가 냉방장치를 사용하지 않고 실외 지상층의 온도가 지하층의 온도보다 낮은 경우 지상층의 외기를 도입하도록 하고, 지하층의 온도가 지상층의 온도보다 낮은 경우 지하층의 외기를 도입하도록 하는 것을 특징으로 하는 데이터센터 공조시스템이 개시되어 있다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 데이터센터 공조시스템은, 단순히 내부공기의 폐열을 회수하는 데 그침에 따라 에너지효율 향상에 한계가 있을 뿐만 아니라 특히 계절별 온도차이가 최대 40 내지 50℃에 달하는 4계절에 관계없이 계속 가동되므로 전력사용에 따른 전기료를 대폭적으로 절감하기 어려운 문제점이 있었다.

하절기에는 냉동기가 심야전력을 활용하는 빙축열냉동기로 작동되고 동절기에는 저온의 외기를 활용하는 외기냉방유닛이 냉동기에 부가적으로 가동되거나 냉동기의 정지상태에서 단독으로 가동됨에 따라 냉동기의 가동에 소요되던 전력사용량과 그에 따른 전기료가 대폭 절감될 수 있도록 한 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치를 제공함에 있다.

심야전력을 저장하여 사용하는 에너지저장시스템(ESS)과 연계됨에 따라 전력사용에 따른 전기료가 대폭 절감될 수 있도록 한 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치를 제공함에 있다.

또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기를 포함하고 냉매를 냉동사이클에 따라 순환시키면서 데이터센터 내를 냉각시키는 냉동기와, 상기 냉동기의 응축기에 연결되고 상기 응축기로부터 제공되는 냉매 또는 다른 냉매공급원으로부터 제공되는 냉매를 실외냉각탑에서 외기와 열교환시켜 냉각시킨 후 실내냉각코일과 상기 응축기로 순차 제공하여 외기냉방과 냉매응축을 가능하게 하는 외기냉방유닛과, 상기 냉동기의 작동 전원을 제공하는 전원공급원을 포함하고, 상기 냉동기는, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되며 상기 압축기로부터 유입된 냉매를 상기 실외냉각탑을 거쳐 재유입된 냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에 연결되고 상기 실외냉각탑을 거쳐 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 팽창변과, 상기 팽창변에 연결되고 상기 팽창변으로부터 유입되는 냉매를 데이터센터의 실내공기와 열교환시켜 실내냉방시키는 증발기와, 상기 증발기에 연결되는 빙축열조와, 외기온도에 따라 상기 냉동기의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 전원공급원은 야간에는 심야전력이고 주간에는 심야전력으로 축전된 배터리이다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 컨트롤러는 하절기에 상기 빙축열조를 상기 증발기와 연동시켜 상기 냉동기가 빙축열냉동기로 작동되도록 하고 동절기에는 외기온도 12℃ 이하에서는 상기 외기냉방유닛의 가동을 통해 상기 냉동기를 40 내지 60%만 가동하며 외기온도 3℃ 이하에서는 상기 냉동기를 정지시켜 외기냉방유닛만 운전되도록 한다.

본 개시내용의 실시예에 의하면, 하절기에는 심야전력을 활용하는 빙축열조를 포함하는 빙축열냉동기로 작동되고 동절기를 포함한 저온환경에서는 저온의 외기를 활용하는 외기냉방유닛이 냉동기에 부가적으로 가동되거나 또는 냉동기의 정지상태에서 단독으로 가동됨에 따라 냉동기의 가동에 소요되던 전력사용량이 대폭 감소될 수 있고 그에 따른 전기료도 대폭 절감될 수 있는 장점이 있다.

또한 본 개시내용의 실시예에 의하면, 심야전력을 저장하여 사용하는 에너지저장시스템(ESS)과 연계됨에 따라 전력사용에 따른 전기료가 대폭 절감됨과 동시에 비상전력으로의 사용을 통해 데이터센터의 운영안정성을 도모할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치의 개략 블럭구성도.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치의 상세 블럭구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 통합모듈형 전자개폐기의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치의 개략 블럭구성도를 도시하고, 도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치의 상세 블럭구성도를 도시한다.

본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 압축기(11), 응축기(12), 팽창변(13), 증발기(14)를 포함하고 냉매를 냉동사이클에 따라 순환시키면서 데이터센터 내를 냉각시키는 냉동기(10)와, 냉동기(10)의 응축기(12)에 연결되고 응축기(12)로부터 제공되는 냉매 또는 다른 냉매공급원(미도시)으로부터 제공되는 냉매를 실외냉각탑(21)에서 외기와 열교환시켜 냉각시킨 후 실내냉각코일(22)과 응축기(12)로 순차 제공하여 외기냉방과 냉매응축을 가능하게 하는 외기냉방유닛(20)과, 냉동기(10)의 작동 전원을 제공하는 전원공급원(30)을 포함하고, 냉동기(10)는, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기(11)와, 압축기(11)에 연결되며 압축기(11)로부터 유입된 냉매를 실외냉각탑(21)을 거쳐 재유입된 냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기(12)와, 응축기(12)에 연결되고 실외냉각탑(21)을 거쳐 응축기(12)로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 팽창변(13)과, 팽창변(13)에 연결되고 팽창변(13)으로부터 유입되는 냉매를 데이터센터의 실내공기와 열교환시켜 실내냉방시키는 증발기(14)와, 증발기(14)에 연결되는 빙축열조(15)와, 외기온도에 따라 냉동기의 작동을 제어하는 컨트롤러(16)를 포함한다.

여기서, 냉동기(10)는 냉매를 냉동사이클에 따라 순환시키면서 데이터센터 내를 냉각시켜 일정 온도와 습도로 유지하는 역할을 하는 것으로, 압축기(11), 응축기(12), 팽창변(13), 증발기(14), 빙축열조(15) 및 컨트롤러(16)를 포함한다.

압축기(11)는 냉매를 고압으로 압축시켜 토출시키는 것으로, 냉매순환을 위한 순환압력을 발생시키는 것으로, 왕복동식 압축기, 회전식 압축기, 스크롤식 압축기와 같은 공지된 구성을 가지는 압축기뿐만 아니라 냉매의 압축을 가능하게 하는 어떠한 구조의 압축기도 모두 적용가능하다.

전술한 압축기(11)에는 응축기(12)가 연결된다. 응축기(12)는 압축기(11)로부터 유입된 냉매를 실외냉각탑(21)을 거쳐 재유입된 냉매와 열교환시켜 응축시키는 것으로, 냉매의 관류와 상호 열교환이 가능한 입형 셸튜브식, 횡형 셸튜브식, 2중관식 등 공지된 다양한 구조의 열교환기로 형성 가능하다.

전술한 응축기(12)에는 팽창변(13)이 연결된다. 팽창변(13)은 실외냉각탑(21)을 거쳐 응축기(12)로부터 유입되는 고압의 액체냉매를 저압의 냉매로 팽창시켜 그 끓는점을 낮춤으로써 증발이 용이하게 일어날 수 있도록 하는 것으로, 모세관을 포함하는 팽창밸브 뿐만 아니라 전자식 팽창밸브로도 형성될 수 있다.

전술한 팽창변(13)에는 증발기(14)가 연결된다. 증발기(14)는 팽창변(13)으로부터 유입되는 냉매를 데이터센터의 실내공기와 열교환시켜 증발시켜 압축기(11)로 다시 제공함과 동시에 실내를 냉방시키는 것으로, 응축기(12)와 유사하게 입형셸튜브식, 횡형 셸튜브식, 2중관식 등 공지된 다양한 구조의 열교환기로 형성될 수 있다.

전술한 증발기(14)에는 빙축열조(15)가 연결된다. 빙축열조(15)는 주간냉방에 필요한 냉열을 심야시간에 냉동기(10)를 가동시켜 저장하는 것으로, 제빙방식에 따라 코일형, 캡슐형, 슬러리형 중 하나로 형성가능하다. 코일형의 경우 관외착빙형(ice on coil type), 관내착빙형(ice in ciol type), 완전동결형을 포함하며, 슬러리형의 경우 빙박리형(ice harvest type), 액체식 빙생성형(ice slurry type)을 포함한다.

빙축열조(15)를 포함하는 빙축열 냉동기의 구성 및 작동은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 더 이상의 상세설명을 생략하기로 한다.

압축기(11), 응축기(12), 팽창변(13), 증발기(14), 빙축열조(15) 사이를 연결하는 냉매관로 상에는 펌프, 밸브 등의 냉매순환용 부품들이 설치된다.

또한 냉동기(10)는 외기온도에 따라 냉동기(10)의 작동, 특히 냉매의 순환을 제어하는 컨트롤러(16)를 포함한다. 컨트롤러(16)는 외기온도를 측정하는 온도센서(미도시)와 연동되며 특정 제어알고리즘에 따라 설계되어 밸브를 포함한 냉동기(10)의 구성부품의 작동을 위한 각종 제어신호를 출력하는 인쇄회로기판을 포함한다.

컨트롤러의 제어알고리즘은 하절기에는 빙축열조(15)를 증발기(14)와 연동시켜 냉동기(10)가 빙축열냉동기로 작동되고 외기온도가 18℃ 이하인 경우에는 외기냉방유닛(20)의 가동을 통해 냉동기(10)가 70 내지 80%, 바람직하게는 75%만 가동되며 외기온도가 12℃ 이하인 경우에는 외기냉방유닛(20)의 가동을 통해 냉동기(10)가 45 내지 55%, 바람직하게는 50%만 가동되고 외기온도 3℃ 이하에서는 냉동기(10) 완전히 정지되도록 하여 차후에 설명될 외기냉방유닛(20)만 운전되도록 설계되는 것이 바람직하다.

또한 냉동기(10)는 증발기(14) 또는 차후에 설명될 외기냉방유닛(20)의 실내냉각코일(22)에 실내공기를 제공하여 다시 실내로 토출되도록 하는 팬(17)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

전술한 냉동기(10)의 응축기(12)에는 외기냉방유닛(20)이 연결된다. 외기냉방유닛(20)은 실외냉각탑(21)과 실내냉각코일(22) 사이로 냉매를 순환시킴에 따라 특히 외기온도가 낮은 계절에 외기의 냉열을 실내로 제공하여 외기냉방을 가능하게 하는 구성요소이다.

외기냉방유닛(20)은 응축기(12)로부터 제공되는 냉매 또는 다른 냉매공급원(미도시)으로부터 제공되는 냉매를 실외냉각탑(21)에서 외기와 열교환시켜 냉각시킨 후 실내냉각코일(22)과 응축기(12)로 순차 제공하여 외기냉방과 냉매응축을 가능하게 하는 것으로, 실외냉각탑(21)과 실내냉각코일(22)을 연결하는 냉매관로 상에는 펌프, 밸브 등의 냉매순환용 부품들이 설치된다.

실외냉각탑(21)을 이용한 외기냉방유닛(20)의 실외냉방은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 더 이상의 상세설명을 생략하기로 한다.

전술한 냉동기(10)에는 작동 전원을 제공하는 전원공급원(30)이 연결된다. 전원공급원(30)으로 데이터센터가 설치된 건물의 수배전반에서 수전되어 분전반에 의해 배전되는 상용전원이 인가될 수도 있지만, 에너지저장시스템(ESS)과의 연계하에 전기료가 대폭 절감될 수 있도록 야간에는 데이터센터가 설치된 건물의 수배전반에서 수전되어 분전반에 의해 배전되는 심야전력이 그대로 인가되고 주간에는 심야전력에 의해 축전된 배터리(31)의 축전 전기가 인가될 수 있다.

특히 배터리(31)의 축전 전기는 정전 등과 같은 비상시에 비상전원으로 사용가능하다. 또한 배터리(31)는 심야전력에 의해 야간에만 축전되는 것이 아니라 데이터센터 건물에 설치된 태양전지판, 풍력발전기 등의 발전전력에 의해서도 축전될 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치(1)의 경우, 하절기에는 심야전력을 활용하는 빙축열조(15)를 포함하는 빙축열냉동기로 작동되고 동절기를 포함한 저온환경에서는 저온의 외기를 활용하는 외기냉방유닛(20)이 냉동기(10)에 부가적으로 가동되거나 또는 냉동기(10)의 정지상태에서 단독으로 가동됨에 따라 냉동기(10)의 가동에 소요되던 전력사용량을 감소시킬 수 있고 그에 따른 전기료를 대폭 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉동기(10)의 사용수명도 연장시킬 수 있다.

특히 외기냉방유닛(20)의 부가냉방에 의해 외기온도 18℃ 이하에서는 냉동기(10)가 75% 정도만 가동되어도 데이터센터의 실내온도를 적정 온도로 냉방시킬 수 있고 외기온도 12℃ 이하에서는 냉동기(10)가 50% 정도만 가동되어도 데이터센터의 실내온도를 적정 온도로 냉방시킬 수 있다.

또한 동절기 중 외기온도 3℃ 이하인 연간 65일 정도는 냉동기(10)의 가동없이 외기냉방유닛(20)에 의한 외기냉방만으로도 데이터센터의 실내온도를 적정 온도로 냉방시킬 수 있다.

또한 본 개시내용의 일 실시예에 따른 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치(1)의 경우, 냉동기(10)에 작동 전원을 제공하는 전원공급원(30)이 심야전력으로 축전되는 배터리(31)를 더 포함하는 일종의 에너지저장시스템(ESS)과 연계됨에 따라 전력사용에 따른 전기료가 대폭 절감됨과 동시에 배터리(31)의 축전전기를 비상전원으로 사용할 수 있어 데이터센터의 운영안정성까지 도모될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 에너지 절감형 데이터센터 공조장치
10 : 냉동기
11 : 압축기
12 : 응축기
13 : 팽창변
14 : 증발기
15 : 빙축열조
16 : 컨트롤러
17 : 팬
20 : 외기냉방유닛
21 : 실외냉각탑
22 : 실내냉각코일
30 : 전원공급원

Claims (4)

1. 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기를 포함하고 냉매를 냉동사이클에 따라 순환시키면서 데이터센터 내를 냉각시키는 냉동기;
   상기 냉동기의 응축기에 연결되고 상기 응축기로부터 제공되는 냉매 또는 다른 냉매공급원으로부터 제공되는 냉매를 실외냉각탑에서 외기와 열교환시켜 냉각시킨 후 실내냉각코일과 상기 응축기로 순차 제공하여 외기냉방과 냉매응축을 가능하게 하는 외기냉방유닛; 및
   상기 냉동기의 작동 전원을 제공하는 전원공급원을 포함하고,
   상기 냉동기는,
   냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기;
   상기 압축기에 연결되며 상기 압축기로부터 유입된 냉매를 상기 실외냉각탑을 거쳐 재유입된 냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기;
   상기 응축기에 연결되고 상기 실외냉각탑을 거쳐 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 팽창변;
   상기 팽창변에 연결되고 상기 팽창변으로부터 유입되는 냉매를 데이터센터의 실내공기와 열교환시켜 실내냉방시키는 증발기;
   상기 증발기에 연결되는 빙축열조;
   상기 증발기 또는 상기 실내냉각코일에 실내공기를 제공하여 토출시키는 팬; 및
   외기온도에 따라 상기 냉동기의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
   상기 전원공급원은 야간에는 심야전력이고 주간에는 심야전력으로 축전된 배터리이고, 상기 배터리는 비상 전원으로도 사용되며,
   상기 컨트롤러는 하절기에 상기 빙축열조를 상기 증발기와 연동시켜 상기 냉동기가 빙축열냉동기로 작동되도록 하고 동절기에는 외기온도 12℃ 이하에서는 상기 외기냉방유닛의 가동을 통해 상기 냉동기를 40 내지 60%만 가동하며 외기온도 3℃ 이하에서는 상기 냉동기를 정지시켜 외기냉방유닛만 운전되도록 하는 ESS 연계 빙축열시스템과 외기냉방을 결합한 에너지 절감형 데이터센터 공조장치.
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