KR101995120B1 - 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서버룸으로 유출되는 급기에 통로를 제공하는 급기통로에 급기를 3m/s 이하의 안정된 기류로 변환하여 유출하는 송풍기모듈을 포함하여, 원활한 배기를 위한 배기덕트 및 배기팬 등이 필요하지 않고, 기류순환을 위해 공기조화시스템 이외에 설비가 없기 때문에 공기조화시스템이 간소화되며, 서버룸과 분리된 공간에서 유지보수가 가능하여, 유지관리가 간편하며 비용 절감되고, 안정적인 기류로 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 시스템의 수명도 증가하며, 서버룸 내부에 정압손실이 거의 발생하지 않으므로, 서버 내 기류의 압력 불균형이 발생하지 않아 핫스팟(Hot spot)을 예방할 수 있고, 안정적이고 균일한 기류 공급방식으로 팬 및 모터의 수명증가 및 유지비용이 절감되고, 서버의 발열량에 따라 제어가 이루어지므로 서버에 필요한 충분한 공기량을 최적으로 공급할 수 있는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템을 제공한다.

Description

배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템{Data center air conditioning system without exhaust fan}

본 발명은 데이터센터 공기조화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서버룸으로 공급되는 급기를 안정적이면서 균일하게 제공하여, 안정화된 기류로 인해 서버룸 내부의 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 장비 수명의 증가는 물론, 서버룸 내부에 정압손실이 거의 발생하지 않으므로 송풍기 동력이 절감되며, 서버룸 내부 기류의 압력 불균형이 발생하지 않아 핫스팟(Hot spot region)을 예방할 수 있는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템에 관한 것입니다.

일반적으로 데이터센터(data center) 또는 인터넷 데이터 센터(IDC, internet data center)는 서버 컴퓨터와 네트워크 회선 등을 제공하는 시설을 말하며, 서버 호텔(server hotel)이라고도 부른다.

이러한 데이터센터는 인터넷의 보급과 함께 폭발적으로 성장하기 시작했다. 즉, 인터넷 기반의 검색, 쇼핑, 게임, 교육 등에 필요한 방대한 정보를 저장하고 이를 웹사이트에 표시하기 위해 수천, 수만 대의 서버 컴퓨터가 필요하게 되자, 이 서버 컴퓨터를 한 장소에 모다 안정적으로 관리하려는 의도로 인터넷 데이터센터가 건립되었다.

그리고 데이터센터 또는 인터넷 데이터 센터(이하 ‘데이터센터’로 통합하여 기재함)에는 서버 컴퓨터들에서 방출되는 열을 식히기 위한 용도로 대용량 냉각장치 등 일정 온도 및 습도 유지를 위한 항온항습 장치가 설치되어 운용된다. 여기서, 대규모의 데이터센터인 경우 다수의 항온항습 장치가 필요하고, 이에 따른 전력 소비량도 매우 많다.

이러한 이유로 현재 대규모의 데이터센터들은 심각한 전력 문제에 직면해 있으며, 구글(Google)이나 페이스북(Facebook)은 일부 데이터센터를 극지방과 인접한 스웨덴, 핀란드에 건립하여 해당 국가 주변의 차가운 바닷물을 냉각수로 활용해 전력 소비량을 줄이고 있다.

그러나 이는 구글 및 페이스북과 같은 소수의 다국적 기업이나 글로벌 기업에서 행할 수 있는 방법일 뿐, 데이터센터를 운용하는 대부분의 기업들에선 사용되기 어려운 방식이다.

따라서 대규모로 운용되는 데이터센터는 물론이고 중소 규모의 데이터센터에서도 전력 소비량의 감소를 위한 현실적인 방안이 매우 필요한 상황이다.

이러한 이유로 현재 데이터센터는 냉각 및 항온항습을 위한 공기조화장치가 설치되며, 이러한 기술의 예로는 대한민국 등록특허공보 제10-0478755호, 제10-1103394호, 제10-2010-0013312호 등에는 전산실 및 랙에 설치하는 다양한 공기조화장치에 대한 기술이 공개된 바 있다.

그러나 종래의 기술은 공기조화장치 주위로 덕트 및 배관, 전선 등의 시공이 필요함으로써 주위환경이 복잡해지고 유지보수공간 확보가 어려웠고, 실내로 급기를 제공할 시, 공기 유속이 비교적 빨라져 덕트 및 장비 내에서 소음 및 진동이 발생한다.

또한, 종래의 기술은 외기 도입시 대용량의 가습량을 처리하기 어려움이 있었고, 높은 정압공급으로 실내에서 공기 압력 불균형이 발생하여, 특정 지점만 온도가 상대적으로 높은 핫스팟이 발생하는 문제가 발생하였으며, 상기 핫스팟을 해소하기 위해 추가적으로 공기량과 압력증가로 더 많은 동력 사용과 공기누설이 수반되는 문제점이 있었다.

본 발명은 원활한 배기를 위한 배기덕트 및 배기팬 등이 필요하지 않고, 기류순환을 위해 공기조화시스템의 구성품 이외에 설비가 없기 때문에 공기조화시스템이 간소화되며, 서버룸과 분리된 공간에서 유지보수가 가능하여, 유지관리가 간편하며 비용 절감되고, 안정적이면서 균일화된 기류로 인한 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 시스템의 수명도 증가하며, 서버룸 내부에 정압손실이 거의 발생하지 않으므로, 서버 내 기류의 압력 불균형이 발생하지 않아 핫스팟(Hot spot)을 예방할 수 있고, 안정적이고 균일한 기류 공급방식으로 팬 및 모터의 수명증가 및 유지비용이 절감되는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 서버가 포함된 다수의 서버랙이 내부에 일정한 간격으로 배치된 서버룸과, 상기 서버룸의 상부 일측과 연통하게 연결되어, 서버룸에서 유출되는 환기에게 통로를 제공하는 환기통로와, 상기 서버룸의 상부 타측에서 외부와 연통하게 연결되어, 서버룸의 환기가 외부로 배기되도록 통로를 제공하는 배기통로와, 상기 환기통로의 상측에서 외부와 연통하게 연결되어, 외부에서 유입되는 외기에 통로를 제공하는 외기통로와, 상기 환기통로 및 외기통로와 연결되어, 상기 서버룸 및 외부에서 유입된 환기 및 외기에게 통로를 제공하면서 선택적으로 환기와 외기를 혼합하는 혼합통로와, 상기 서버룸의 일측 하부와 상기 혼합통로 사이에 연통하게 연결되어, 상기 혼합통로를 통과한 후, 상기 서버룸으로 유출되는 급기에 통로를 제공하는 급기통로, 및 상기 급기통로에 구비되어, 서버룸으로 공급되는 급기의 속도를 감속하여 유출하는 송풍기모듈을 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 송풍기모듈에 의해 감속되는 급기의 속도는 3m/s 이하로 감속되는 바람직하고, 상기 송풍기모듈은 상기 급기통로를 유동하는 급기를 서버룸으로 송풍하는 급기팬과, 상기 급기팬와 거리를 두고 배치되어, 상기 급기팬에 의해 송풍되는 급기를 단위면적당 균일하게 분포시키면서, 격자에 급기를 통과시켜 급기의 속도를 감속시키는 기류 안정 정류격자를 포함하며, 상기 기류 안정 정류격자는 급기가 통과하는 그 격자의 형상이 다각형인 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 상기 혼합통로 내부에 구비되어, 상기 혼합통로에서 외기의 통과 시 선택적으로 전개되어 상기 혼합통로를 통과하는 외기에서 이물질을 필터링하는 가동식 필터를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 가동식 필터는 이물질을 필터링하는 필터와 ,상기 필터의 상부를 상기 혼합통로 일측면에 회전하게 고정하는 힌지축과, 상기 필터의 하부를 상기 혼합통로의 출구 주변에 따라 슬라이딩 이동하게 하는 레일을 포함하여, 선택적으로 필터의 상부가 힌지축으로 회전하면서 필터의 하부는 레일 따라 슬라이딩 이동하여 전개된다.

또한, 본 발명에 따른 상기 외기통로 중 외부와 근접하는 공간에 구비되어, 선택적인 비례개폐로 외기의 유입을 제어하는 제1댐퍼와, 상기 환기통로 중 서버룸과의 경계상에 구비되어, 선택적인 비례개폐로 환기의 유입을 제어하는 제2댐퍼와, 상기 배기통로 중 외부와 근접하는 공간에 구비되어, 선택적인 비례개폐로 환기의 유출을 제어하는 제3댐퍼를 포함한다.

더불어 본 발명에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 상기 환기통로의 내부에 구비되어, 서버룸에서 유입된 환기에 선택적으로 미스트를 분사하는 미스트노즐을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 상기 급기통로의 내부에 구비되어, 상기 급기통로를 따라 이동하는 급기를 선택적으로 냉각하는 저정압냉각코일을 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 상기 서버룸의 상부에 위치하고 상대적으로 더운 공기가 유동하는 열기통로와, 상기 서버룸의 하부에 위치하고 상대적으로 찬 공기가 유동하는 냉복도의 경계선상에 전산실 환경 감시모듈이 배치되어, 상기 전산실 환경 감시모듈에서 감지된 열기통로와 냉복도 간의 기류 및 온도를 토대로 상기 급기팬의 풍속을 제어한다.

여기서 본 발명에 따른 상기 전산실 환경 감시모듈은 상기 서버룸의 열기통로와, 냉복도 경계선상에 수직으로 고정되어, 상, 하로 통하는 기류에게 통로를 제공하는 cold-hot 기류 통로와, 상기 cold-hot 기류 통로의 내부에 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로 내의 기류 방향을 감지하는 기류방향센서와, 상기 cold-hot 기류 통로의 내부에 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로를 통과하는 기류의 차압을 측정하는 차압센서와, 상기 서버룸의 열기통로와, 냉복도 및 cold-hot 기류 통로 상,하부에 각각 구비되어, 상기 열기통로와, 냉복도 및 cold-hot 기류 통로 내부의 상,하측 온도를 각각 측정하는 복수 개의 온도센서를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 상기 냉복도가 일정한 온도를 유지하도록 급기팬을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템의 일 실시에 따른 효과는 다음과 같다.

첫째, 원활한 배기를 위한 배기덕트 및 배기팬 등이 필요하지 않고, 기류순환을 위해 공기조화시스템 이외에 설비가 없기 때문에 공기조화시스템이 간소화되며, 서버룸과 분리된 공간에서 유지보수가 가능하여, 유지관리가 간편하며 비용 절감되는 효과를 가진다.

둘째, 서버룸으로 제공되는 급기를 안정적이면서 균일한 기류로 제공하여 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 시스템의 수명도 증가하며, 서버룸 내부에 정압손실이 거의 발생하지 않으므로, 기류의 압력 불균형이 발생하지 않아 핫스팟(Hot spot)을 예방할 수 있는 효과를 가진다

셋째, 안정적이면서 균일한 기류 공급방식으로 팬 및 모터의 수명증가 및 유지비용이 절감되고, 서버의 발열량에 따라 제어가 이루어지므로 서버에 필요한 충분한 공기량을 최적으로 공급할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가동식 필터의 실시 상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍기모듈의 구성을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전산실 환경 감시모듈을 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 서버룸으로 공급되는 급기를 안정적이면서 균일하게 제공하여, 안정화된 기류로 인해 서버룸 내부의 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 장비 수명의 증가는 물론, 서버룸 내부에 정압손실이 거의 발생하지 않으므로 송풍기 동력이 절감되며, 서버룸 내부 기류의 압력 불균형이 발생하지 않아 핫스팟(Hot spot region)을 예방할 수 있는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1을 참조한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터센터 공기조화시스템은 서버가 포함된 다수의 서버랙(Server-rack)이 내부에 일정한 간격으로 배치된 서버룸(10)을 제공하는데, 상기 서버룸(10)의 벽체는 탄력강도, 단열, 보온, 흡음성이 최대가 되도록, 보온 및 단열재를 내장하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 서버룸(10)의 내부에는 상기 서버랙에서 방출하는 열기로 상대적으로 더운 공기가 유동하는 열기통로가 상기 서버룸(10)의 상부에 위치하고, 상기 서버랙으로 공급되는 상대적으로 찬 공기가 유동하는 냉복도가 상기 서버룸의 하부에 위치한다.

상기 서버룸(10)의 상부 일측은 환기통로(110)와 연통하게 연결되어, 상기 서버룸(10)에서 유출되는 환기(return air)에게 통로를 제공한다.

이때 상기 환기통로(110) 중 서버룸(10)과의 경계상에는 제2댐퍼(111)가 구비되는데, 상기 제2댐퍼(111)는 통과풍속이 최대 10m/s 이하로 풍속에 의해 진동 및 소음이 발생하지 않아야 하고, 시스템의 운전모드 및 급기의 온도에 따라 선택적인 비례 개폐되어 환기의 유입이 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2댐퍼(111)에는 온도차단장치가 구비되어, 해당 감지온도에 대응하여 자동폐쇄 제어가 가능하다.

그리고 상기 환기통로(110)의 내부에는 미스트노즐(112)이 구비되는데, 상기미스트노즐(112)은 상기 서버룸(10)에서 유입된 환기에 선택적으로 미스트를 분사하여, 환기의 1차 냉각 및 가습이 이루어진다.

따라서 상기 미스트노즐(112)의 구동은 시스템의 운전모드 및 급기의 온도와 습도에 대응하여 제어부(도시하지 않음)의 제어로 구동하게 된다.

더불어 상기 서버룸(10)의 상부 타측은 배기통로(120)가 외부와 연통하게 연결되어, 상기 서버룸(10)의 환기가 외부로 유출되어 배기되도록 통로를 제공한다.

이때 상기 배기통로(120) 중 외부와 근접하는 공간에는 제3댐퍼(121)가 구비되는데, 상기 제3댐퍼(121)도 통과풍속이 최대 10m/s 이하로 풍속에 의해 진동 및 소음이 발생하지 않아야 하고, 시스템의 운전모드에 따라 선택적인 비례 개폐되어 배기의 유출이 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3댐퍼(121)에는 온도차단장치가 구비되어, 해당 감지온도에 대응하여 자동폐쇄 제어가 가능하다.

그리고 상기 환기통로(110)의 상측에는 외부와 연통하는 외기통로(130)가 구비되는데, 상기 외기통로(130)는 외부에서 유입되는 외기에게 통로를 제공한다.

이때 상기 외기통로(130) 중 외부와 근접하는 공간에는 제1댐퍼(131)가 구비되는데, 상기 제1댐퍼(131) 역시, 통과풍속이 최대 10m/s 이하로 풍속에 의해 진동 및 소음이 발생하지 않아야 하고, 시스템의 운전모드에 따라 선택적인 비례 개폐되어 외기의 유입이 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1댐퍼(131)에는 온도차단장치가 구비되어, 해당 감지온도에 대응하여 자동폐쇄 제어가 가능하다.

그리고 상기 외기통로(130) 중 외부와의 경계상에는 프리필터(132)를 구비하여, 상기 외기통로(130)로 유입되는 외기에서 먼지와 같은 이물질을 1차 필터링한다.

더불어 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터센터 공기조화시스템은 혼합통로(140)가 포함되는데, 상기 혼합통로(140)는 상기 환기통로(110) 및 외기통로(130)와 연결되어, 상기 서버룸(10) 및 외부에서 유입된 환기 및 외기에게 통로를 제공하면서 선택적으로 환기와 외기가 서로 혼합되도록 한다.

여기서 상기 혼합통로(140) 중 환기통로(110)와 연결된 곳은 파티션이 구비되어, 상기 환기통로(110)를 통해 유입된 환기가 바로 혼합통로(140)의 출구로 유동하지 않고 우회하여 외기가 유입되는 통로를 통과하도록 하여, 환기와 외기의 혼합은 별도의 수단에 의해 혼합되는 것이 아니고, 상기 환기통로(110)의 제2댐퍼(111)와 외기통로(130)의 제1댐퍼(131) 동시 개방으로 환기 및 외기가 모두 혼합통로(140)로 유입되면서 환기가 외기로 합류하여 자연적으로 혼합이 이루어진다.

따라서 환기와 외기의 혼합비율은 상기 환기통로(110)의 제2댐퍼(111)와 외기통로(130)의 제1댐퍼(131)의 개도 정도에 의해 제어된다.

그리고 상기 혼합통로(140) 내부 출구측에는 가동식 필터(160)가 구비되는데, 도 2를 참조한 상기 가동식 필터(160)는 상기 혼합통로(140)로 외기가 유입되면 선택적으로 전개되어 상기 혼합통로(140)를 통과하는 외기에서 미세먼지 등과 같은 이물질을 필터링 한다.

이때 상기 가동식 필터(160)는 미세먼지 등과 같은 이물질을 필터링하는 필터(161)를 구비하고, 상기 필터(161)의 상부는 힌지축(162)으로 상기 혼합통로(140) 일측면에 회전 가능하게 고정되고, 상기 필터(161)의 하부는 상기 혼합통로(140)의 출구 주변에 설치된 레일(163)을 따라 이동 가능하게 구비되어, 상기 혼합통로(140)로 유입된 외기에서 미세먼지 등과 같은 이물질을 제거하고, 상기 필터(161)의 상부가 힌지축(162)을 축으로 회전하면, 필터(161)가 하부가 레일(163)을 따라 이동하여 상기 혼합통로(140)의 출구에서 전개된다.

따라서 상기 필터(161)는 환기 유입 또는 외기의 유입 또는 환기 및 외기의 혼합 유입에 따라 전개되거나, 출구가 개방되도록 접혀지는데, 미세먼지 등과 같은 이물질을 필터링 하기 위한 것으로, 외기 단일 유입 또는 환기 및 외기의 혼합 유입 시에만 상기 혼합통로(140)에서 전개되는 것이 바람직하고, 상기 필터(161)의 전개로 상기 혼합통로(140)를 따라 이동하는 외기는 단일 출구에 전개된 상기 필터(161)에 의해 미세먼지 등과 같은 이물질을 제거되고, 상기 혼합통로(140)를 통과한 환기 및 외기는 급기로 전환되어 출구를 통해 급기통로(150)로 유출된다.

그리고 상기 가동식 필터(160)는 환기만을 상기 혼합통로(140)로 유입할 시에는 상기 혼합통로(140)의 출구가 개방되도록 상기 혼합통로(140)의 내벽측으로 접혀져 환기가 바로 상기 혼합통로(140)의 출구를 통과하도록 하여 정압손실을 줄인다.

또한, 상기 급기통로(150)는 상기 서버룸(10)의 일측 하부와 상기 혼합통로(140) 사이에 연통하게 연결되어, 상기 혼합통로(140)를 통과한 후, 상기 서버룸(10)로 유출되는 급기에게 통로를 제공한다.

이때 상기 급기통로(150)의 내부에는 저정압냉각코일(151)이 구비되는데, 상기 저정압냉각코일(151)은 상기 급기통로(150)를 따라 이동하는 급기를 선택적으로 냉각하는 기설정 급기의 온도에 대응하는 온도로 냉각하는 것으로, 상기 저정압냉각코일(151)의 냉각핀을 유동하는 냉매로는 냉수를 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터센터 공기조화시스템은 도 3에 도시한 바와 같이 상기 급기통로(150)에 송풍기모듈(170)을 구비하여, 상기 서버룸(10)로 유출되는 급기를 3m/s 이하인 안정적이고 균일한 기류로 변환하여 유출한다.

이때 상기 송풍기모듈(170)은 벤츄리 효과(Venturi effect)를 이용한 것으로, 상기 급기통로(150)를 유동하는 급기를 서버룸(10)으로 송풍하는 급기팬(171)을 포함하고, 상기 급기팬(171)과 거리를 두고 기류 안정 정류격자(172)를 배치하여, 상기 급기팬(171)에 의해 송풍되는 급기가 기류 안정 정류격자(172)에 통과하면서 단위면적당 균일하게 분포되고, 직경이 작은 격자를 통과하는 급기가 단위면적당 균일하게 분포되면서 급기의 압력이 상대적으로 감소되어 3m/s 이하의 안정적이면서 균일한 기류로 변환되어 송풍된다.

여기서 상기 기류 안정 정류격자(172)의 격자 형상이 다각형으로 형성되나, 가장 이상적인 형상은 육각형으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 서버룸(10)의 상부에는 상대적으로 더운 공기가 유동하는 열기통로가 위치하는데, 상기 열기통로는 서버랙에서 방출되는 열기 및 서버랙을 통과한 상대적으로 더운 공기가 유동하고, 상기 서버룸(10)의 하부에는 냉복도가 위치하는데, 상기 냉복도는 서버룸(10)의 공기 중 상대적으로 찬 공기가 유동하는 곳으로, 상기 열기통로와 냉복도의 경계선상에는 전산 환경 감시모듈(180)이 배치되어, 상기 전산실 환경 감시모듈(180)에서 감지된 열기통로와 냉복도 간의 기류 및 온도를 토대로 상기 급기팬(171)의 풍속을 제어한다.

이때, 도 4를 참조한 상기 전산실 환경 감시모듈(180)은 상기 서버룸(20)의 열기통로와 냉복도 경계선상에 관상의 튜브로 이루어진 cold-hot 기류 통로(181)가 수직으로 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로(181)가 상(열기통로), 하(냉복도)로 통하는 기류의 통로를 제공한다.

그리고 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부에는 기류방향센서(182) 및 차압센서(183)가 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로(181) 내부를 통과하는 기류 방향을 감지하면서, 상기 cold-hot 기류 통로를 통과하는 기류의 차압을 측정한다.

또한, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 상, 하측에는 각각 온도센서(184, 185)가 구비되고, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 열기통로와 냉복도에도 각각 온도센서(186, 187)가 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 상측 온도 및 내부 하측 온도를 측정하면서 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 열기통로 온도 및 냉복도 온도를 측정하여, 상기 전산실 환경 감시모듈(180)에 감지 측정된 기류의 방향, 차압, cold-hot 기류 통로(181)의 내부 상, 하측 및 열기통로, 냉복도 온도 각각은 제어부(도시하지 않음)로 인가되어, 상기 제어부에서 상기 냉복도가 일정한 온도를 유지하도록 상기 송풍기모듈(170)의 급기팬(171) 풍속을 증감시킨다.

일례로, 기류의 유동(압력차이)은 없지만 열기통로와 냉복도 간의 온도 차이로 급기팬의 풍속을 제어할 경우, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 열기통로 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 상측 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 냉복도 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 하측 온도 모두가 같을 경우 급기팬의 풍속을 현상태로 유지하고, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 열기통로 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 상측 온도가 같으면서, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 냉복도 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 상측 온도가 같을 경우 급기팬의 풍속을 증가시키며, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 열기통로 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 하측 온도가 같으면서, 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 주변 냉복도 온도 = 상기 cold-hot 기류 통로(181)의 내부 하측 온도 모두가 같을 경우 급기팬의 풍속을 감소시키도록 제어한다.

다른 예로, 상기 서버룸(10)의 열기통로와 냉복도 간의 온도차이는 없지만 기류의 유동(압력차이)으로 급기팬의 풍속을 제어할 경우, 열기통로와 냉복도 간의 기류 유동이 없을 경우 급기팬의 풍속을 현상태로 유지하고, 열기통로에서 냉복도로 흐르는 기류가 감지되면, 급기팬의 풍속을 증가시키며, 냉복도에서 열기통로 흐르는 기류가 감지되면, 급기팬의 풍속을 감소시키도록 제어한다.

따라서 본 발명의 일 실시예 따른 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템은 원활한 배기를 위한 배기덕트 및 배기팬 등이 필요하지 않고, 기류순환을 위해 공기조화시스템의 구성품 이외에 설비가 없기 때문에 공기조화시스템이 간소화되며, 서버룸과 분리된 공간에서 유지보수가 가능하여, 유지관리가 간편하며 비용 절감되고, 안정적이면서 균일화된 기류로 인한 소음 및 진동을 최소화할 수 있고, 시스템의 수명도 증가하며, 서버룸 내부에 정압손실이 거의 발생하지 않으므로, 서버 내 기류의 압력 불균형이 발생하지 않아 핫스팟(Hot spot)을 예방할 수 있고, 안정적이고 균일한 기류 공급방식으로 팬 및 모터의 수명증가 및 유지비용이 절감된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 서버룸 110: 환기통로
111: 제2댐퍼 112: 미스트노즐
120: 배기통로 121: 제3댐퍼
130: 외기통로 131: 제1댐퍼
140: 혼합통로 150: 급기통로
151: 저정압냉각코일 160: 가동식 필터
161: 필터 162: 힌지축
163: 레일 170: 송풍기모듈
171: 급기팬 172: 기류 안정 정류격자
180: 전산실 환경 감시모듈 181: cold-hot 기류 통로
182: 기류방향센서 183: 차압센서
184, 185, 186, 187: 온도센서

Claims (12)

1. 서버가 포함된 다수의 서버랙이 내부에 일정한 간격으로 배치된 서버룸;
   상기 서버룸의 상부 일측과 연통하게 연결되어, 서버룸에서 유출되는 환기에게 통로를 제공하는 환기통로;
   상기 서버룸의 상부 타측에서 외부와 연통하게 연결되어, 서버룸의 환기가 외부로 배기되도록 통로를 제공하는 배기통로;
   상기 환기통로의 상측에서 외부와 연통하게 연결되어, 외부에서 유입되는 외기에 통로를 제공하는 외기통로;
   상기 환기통로 및 외기통로와 연결되어, 상기 서버룸 및 외부에서 유입된 환기 및 외기에게 통로를 제공하면서 선택적으로 환기와 외기를 혼합하는 혼합통로;
   상기 서버룸의 일측 하부와 상기 혼합통로 사이에 연통하게 연결되어, 상기 혼합통로를 통과한 후, 상기 서버룸으로 유출되는 급기에 통로를 제공하는 급기통로; 및
   상기 급기통로에 구비되어, 서버룸으로 공급되는 급기의 속도를 감속하여 유출하는 송풍기모듈;을 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍기모듈에 의해 감속되는 급기의 속도는 3m/s 이하로 감속되는 것을 특징으로 하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍기모듈은
   상기 급기통로를 유동하는 급기를 서버룸으로 송풍하는 급기팬과;
   상기 급기팬와 거리를 두고 배치되어, 상기 급기팬에 의해 송풍되는 급기를 단위면적당 균일하게 분포시키면서, 격자에 급기를 통과시켜 급기의 속도를 감속시키는 기류 안정 정류격자를 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 기류 안정 정류격자는
   기류가 통과하는 그 격자의 형상이 다각형인 것을 특징으로 하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 혼합통로 내부에 구비되어, 상기 혼합통로에서 외기의 통과 시 선택적으로 전개되어 상기 혼합통로를 통과하는 외기에서 이물질을 필터링하는 가동식 필터를 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 가동식 필터는
   이물질을 필터링하는 필터와;
   상기 필터의 상부를 상기 혼합통로 일측면에 회전하게 고정하는 힌지축과;
   상기 필터의 하부를 상기 혼합통로의 출구 주변에 따라 슬라이딩 이동하게 하는 레일을 포함하여, 선택적으로 필터의 상부가 힌지축으로 회전하면서 필터의 하부는 레일 따라 슬라이딩 이동하여 전개되는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 외기통로 중 외부와 근접하는 공간에 구비되어, 선택적인 비례개폐로 외기의 유입을 제어하는 제1댐퍼와;
   상기 환기통로 중 서버룸과의 경계상에 구비되어, 선택적인 비례개폐로 환기의 유입을 제어하는 제2댐퍼와;
   상기 배기통로 중 외부와 근접하는 공간에 구비되어, 선택적인 비례개폐로 환기의 유출을 제어하는 제3댐퍼;를 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 환기통로의 내부에 구비되어, 서버룸에서 유입된 환기에 선택적으로 미스트를 분사하는 미스트노즐을 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 급기통로의 내부에 구비되어, 상기 급기통로를 따라 이동하는 급기를 선택적으로 냉각하는 저정압냉각코일을 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
   
10. 청구항 3에 있어서,
    상기 서버룸의 상부에 위치하고 상대적으로 더운 공기가 유동하는 열기통로와, 상기 서버룸의 하부에 위치하고 상대적으로 찬 공기가 유동하는 냉복도의 경계선상에 전산실 환경 감시모듈이 배치되어, 상기 전산실 환경 감시모듈에서 감지된 열기통로와 냉복도 간의 기류, 차압 및 온도를 토대로 상기 급기팬의 풍속을 제어하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전산실 환경 감시모듈은
    상기 서버룸의 열기통로와, 냉복도 경계선상에 수직으로 고정되어, 상, 하로 통하는 기류에게 통로를 제공하는 cold-hot 기류 통로와;
    상기 cold-hot 기류 통로의 내부에 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로 내의 기류 방향을 감지하는 기류방향센서와;
    상기 cold-hot 기류 통로의 내부에 구비되어, 상기 cold-hot 기류 통로를 통과하는 기류의 차압을 측정하는 차압센서와;
    상기 서버룸의 열기통로와, 냉복도 및 cold-hot 기류 통로 상,하부에 각각 구비되어, 상기 열기통로와, 냉복도 및 cold-hot 기류 통로 상, 하부 온도를 각각 측정하는 복수 개의 온도센서;를 포함하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.
    
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 냉복도가 일정한 온도를 유지하도록 급기팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 배기팬이 없는 데이터센터 공기조화시스템.

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