KR102118404B1 - 수열에너지를 이용한 냉각 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

수열에너지를 이용한 냉각 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 시스템은, 냉동기의 냉각탑에 물을 보충하기 위해 보급 수조에 저장되는 보급수의 수열에너지를 냉각에 활용할 수 있다.

Description

수열에너지를 이용한 냉각 시스템 및 방법{COOLING SYSTEM AND MEHTOD USING HYDROTHERMAL ENERGY}
아래의 설명은 수열에너지를 이용한 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.
데이터 센터에 구비되는 서버, 네트워크 장비, 엔터프라이즈 장비 등은 열을 발생시킨다. 따라서, 이러한 장비들을 운영하는 데이터 센터는 열을 냉각시키기 위한 대규모의 설비 또한 운영하고 있다. 데이터 센터의 열을 냉각시키기 위해서는 차가운 공기를 각각의 장비에 공급해 주어야 한다. 예를 들어, 한국등록특허 제10-1548328호는 서버실 냉각 장치 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템에 대해 개시하고 있다.
한편, 수열에너지(hydrothermal energy)는 수자원(일례로, 물)이 갖고 있는 열(냉열 또는 온열)을 이용하여 주로 건물의 냉방이나 난방, 농가나 산업체 등에 필요한 열원으로 이용할 수 있는 에너지를 의미한다. 예를 들어, 호수나 댐, 해양수나 하수 등이 갖고 있는 열을 이용하여 냉방이나 난방에 활용할 수 있다.
이러한 수열에너지를 데이터 센터의 냉방에 활용하는 기술을 고려할 수 있으나, 외부의 수자원을 데이터 센터까지 끌어들이기 위한 투자비용이 매우 높으며, 유지관리가 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 외부의 수자원을 활용하는 것은 수자원을 관리하는 관계기관과의 협의가 요구되며, 문제가 발생하는 경우 책임소재 분쟁이 발생할 가능성이 존재하는 등 다양한 문제점들이 존재한다.
데이터 센터에서 이용되는 냉동기의 가동을 위한 냉각탑에 물을 보충하기 위해 상시 물탱크에 저장 및 유지되는 보급수의 수열에너지를 데이터 센터의 냉방에 활용할 수 있는 냉각 시스템 및 방법을 제공한다.
내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일; 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및 상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템을 제공한다.
수열에너지를 이용한 냉각 방법에 있어서, 냉동기를 이용한 제1 냉각 방식 및 보급수의 수열에너지를 이용한 제2 냉각 방식을 포함하는 복수의 냉각 방식들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 상기 제1 냉각 방식이 선택된 경우, 상기 냉동기를 가동하는 단계; 및 상기 제2 냉각 방식이 선택된 경우, 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일로 상기 보급수를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 보급수는 상기 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위해 보급 수조에 저장되는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법을 제공한다.
데이터 센터에서 이용되는 냉동기의 가동을 위한 냉각탑에 물을 보충하기 위해 상시 물탱크에 저장 및 유지되는 보급수의 수열에너지를 데이터 센터의 냉방에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 데이터 센터의 냉방 환경의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 서버실 냉각 장치의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 냉수 코일의 구성 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 냉수 코일로 보급수를 공급 및 환수하는 과정의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 데이터 센터의 냉방 환경의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수열에너지를 이용한 냉각 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어장치의 내부 구성의 예를 도시한 도면이다.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 데이터 센터의 냉방 환경의 예를 도시한 도면이다. 냉수 코일(110)은 냉수 코일(110)의 내부에 흐르는 물을 이용하여 데이터 센터로 공급되는 공기의 열을 흡수하여 공기의 온도를 낮추는 역할을 할 수 있다. 이때, 역으로 냉수 코일(110)의 내부에 흐르는 물의 온도는 올라가게 된다. 도 1의 실시예에서는 7℃의 물이 냉수 코일(110)로 유입되고, 데이터 센터로 공급되는 공기의 열을 흡수하여 12℃의 물이 냉수 코일(110)에서 유출되는 예를 나타내고 있다.
이때, 냉수 코일(110)에서 유출되는 물은 제1 냉동기(120)를 통해 냉각(일례로, 7℃)되어 다시 냉수 코일(110)로 유입될 수 있다. 이러한 냉수 코일(110)과 제1 냉동기(120)간의 물의 순환을 위해 제1 펌프(130)가 사용될 수 있다.
한편, 제1 냉동기(120)는 제1 냉각탑(140)과 연결될 수 있다. "냉각탑"은 냉동기의 응축기에 사용하는 냉각용수를 재차 사용하기 위하여 실외공기와 직접 접촉시켜 냉각시키는 열교환 장치로서, 물을 찬 공기에 접속시키면 물의 일부가 증발하며, 이때 증발에 필요한 열을 빼앗아 수온을 내릴 수 있는 현상을 이용하여 냉각용수를 냉각시킨다. 제1 냉각탑(140) 역시 이 현상을 이용하여 제1 냉동기(120)의 응축기에 쓰이는 냉각용수를 냉각시킬 수 있다. 이때, 제1 냉각탑(140)에 물을 보충하기 위해 물탱크(150)가 이용될 수 있다. 시상수를 직접 제1 냉각탑(140)에 연결할 수도 있지만, 시상수의 공급이 끊긴다거나 시상수를 공급하는 공급 라인에 문제가 발생하는 경우, 제1 냉각탑(140)으로의 물 보충이 원활하게 이루어질 수 없게 된다. 이를 방지하기 위해, 일례로, 1400~1700t과 같이 대량의 시상수를 물탱크(150)에 저장해둘 수 있다. 물탱크(150)는 일반적으로 지하시설에 구현될 수 있으며, 지중냉열에 의해 일례로, 16~19℃ 정도의 수온을 유지할 수 있다.
또한, 냉수 코일(110)에 유입되는 물의 온도를 낮추기 위해 추가적인 냉동기가 더 활용될 수도 있다. 도 1에서는 빙축열이나 수축열을 이용한 추가 냉방 시설들을 개시하고 있다. 빙축열 냉방은 전기소비가 폭주하는 낮에 에어컨을 돌리지 않고, 심야시간에 얼음을 얼렸다가 한낮에 이를 녹여 냉방에 활용하는 기술이며, 수축열 냉방도 빙축열 냉방과 유사하게 냉수를 수조에 축적하고 냉각 요구가 생겼을 때, 축적된 냉수를 활용하는 기술이다. 도 1에서는 얼음이나 냉수를 축적하기 위한 축적 탱크(160)와 얼음 또는 냉수의 생성을 위한 제2 냉동기(170), 그리고 축적 탱크(160)와 제2 냉동기(170)간의 물의 순환을 위한 제2 펌프(180)를 나타내고 있다. 이 경우, 제2 냉동기(170)는 제2 냉각탑(190)을 이용할 수 있으며, 앞서 설명한 물탱크(150)는 제2 냉각탑(190)에도 물을 보충해줄 수 있다.
이때, 제1 냉각탑(140)과 제2 냉각탑(190)에 물을 보충하기 위해 물탱크(150)에 저장되어 있는 보급수 역시 수열에너지를 포함하고 있으나, 종래에는 이러한 보급수의 수열에너지가 전혀 활용되지 못했다. 이에 본 발명의 실시예들에서는 이러한 보급수의 수열에너지를 활용하기 위한 기술을 제공한다.
도 1의 실시예에서는 물탱크(150)에 저장된 보급수를 제3 펌프(151)를 이용하여 냉수 코일(110)에 공급 및 환수함으로써, 보급수가 포함하는 수열에너지를 냉방에 활용할 수 있는 예를 나타내고 있다. 물탱크(150)에 저장되는 보급수의 양과 온도에 따라 활용 가능한 수열에너지의 양이 변동될 것이며, 물탱크(150)에 저장된 보급수를 연속적으로 사용하는 경우에는 즉각적인 온도 회복이 어렵기 때문에 보급수가 갖고 있는 수열에너지만으로 데이터 센터의 모든 냉방을 처리하기는 어렵다 하더라도, 간헐적으로 냉방이 필요한 곳에 활용함으로써, 국소 냉방에 활용하거나 또는 일시적으로 냉동기의 사용을 대체할 수 있다.
예를 들어, 데이터 센터에 배치되는 서버와 네트워크 장비는 온도 요구 조건이 상이하다. 서버는 일례로, 27℃ 이하의 온도를 요구하고, 네트워크 장비나 스토리지 장비 등은 25℃ 이하의 온도를 요구한다. 이때, 외기온도가 26℃이고, 이러한 외기를 이용하여 냉방을 진행하는 경우를 고려할 수 있다. 데이터 센터에서 운용되는 대부분의 장비인 서버는 냉동기(일례로 도 1의 제1 냉동기(120))의 가동 없이 외기만으로 냉방이 가능하나, 일부 네트워크 장비의 경우 25℃ 이하의 온도를 요구하기 때문에, 일부의 장비를 위해 냉동기를 가동해야만 하며, 이 경우 상대적으로 큰 전력소모(일례로, 단위 시간당 550~650KW)가 요구된다. 반면, 본 발명의 실시예들에서는 상술한 경우, 냉각탑(일례로, 제1 냉각탑(140) 및/또는 제2 냉각탑(190))으로 물을 보충하기 위해 보급수를 저장하는 보급수조(일례로, 도 1의 물탱크(150))의 보급수를 활용하여 냉방을 할 수 있다. 이때, 보급수조의 보급수를 냉수 코일(일례로, 도 1의 냉수 코일(110))로 공급 및 환수하기 위한 펌프(일례로, 도 1의 제3 펌프(151))를 운용하기 위해 요구되는 전력소모(일례로, 단위 시간당 22KW)는 냉동기의 운용을 위해 요구되는 전력소모에 비해 상대적으로 매우 작기 때문에, 미활용되고 있는 친환경 에너지인 보급수의 수열에너지를 활용하여 냉동기의 운전 시간을 줄여 에너지 절감이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 재생 에너지의 활용이라는 점에서 탄소배출을 절감시킬 수 있으며, 외부의 수열에너지를 활용하는 것에 비해 투자비용이 매우 낮다는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 데이터 센터 내에 다수의 냉수 코일들이 존재함을 감안하면, 보급수를 다수의 냉수 코일들 중 특정 냉수 코일로 보급함으로써, 필요한 장소에만 추가적인 냉방을 하는 것도 가능해진다. 앞서 설명한 서버와 네트워크 장비의 예시에서 네트워크 장비가 위치하는 곳의 냉수 코일로 보급수를 보급하여 국지적인 추가 냉방을 진행할 수도 있다. 예를 들어, 데이터 센터의 규모에 따라 복수의 구획으로 나뉘어져 냉방이 진행되는 경우, 네트워크 장비들이 배치된 구획의 냉수 코일로 보급수를 보급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 서버실 냉각 장치의 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(200)는, 도 1을 통해 설명한 냉수 코일(110)이 설치되는 환경의 일례를 설명하기 위한 것으로, 도 2에서 외기 유입부(211), 필터부(221), 증발 냉각기(222), 수분 제거부(eliminator)(223), 바이패스 댐퍼(224), 냉각 부재(225), 송풍부(226), 릴리프 댐퍼(231), 배기부(232), 혼합 댐퍼(233)를 포함하는 예를 나타내고 있다.
이러한 서버실 냉각 장치(200)는 서버실 외부의 공기인 외기를 활용할 수 있는 구조로서 데이터 센터와 같이 열을 냉각시킬 필요가 있는 장소에 차가운 외부 공기를 공급하는 것으로, 온도/습도 상태에 따른 변화가 많은 조건에서도 연중 무중단으로 외부(예를 들어, 데이터 센터 건물의 외측)의 공기를 이용하여 보다 저비용으로 서버실 내부를 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 외기를 이용한 서버실 냉각 장치(200)는 외기를 직접 유입한 후 서버실에서 발생하는 뜨거운 공기와 혼합하여 적정 온도를 맞춤으로써, 동절기는 냉방장치 없이 냉방이 가능한 것을 일 특징으로 한다. 나아가, 본 실시예에 따른 외기를 이용한 서버실 냉각 장치(200)는 모듈형으로 서버실 냉각 장치(200)를 구성함으로써, 필요에 따라 조립, 배치, 해체가 용이하도록 하여, 냉각 장치의 증설 등이 용이하도록 할 수 있다.
외기 유입부(211)는 혼합부(210)의 일측에 형성되며, 서버실 냉각 장치(200) 외부의 공기를 서버실 냉각 장치(200) 내부로 유입시키는 역할을 수행할 수 있다. 외기 유입부(211)에는 댐퍼(damper)가 구비되어 외기 유입부(211)의 개폐를 제어하여, 외기 유입부(211)를 통해 유입되는 외기의 양을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 댐퍼의 일례로, 전동 모터 또는 공기압에 의해 자동으로 개폐되는 모터 댐퍼(MD: Motorized Damper)가 구비될 수 있다.
또한, 외기 유입부(211)는 프리 필터(212)를 더 구비할 수 있다. 프리 필터(211)는 외기 유입부(211)의 내측부에 설치될 수 있으며, 공기 중의 먼지, 벌레 또는 낙엽 등의 이물질을 제거하는 장치로써, 그물망을 여러겹 포개거나 또는 섬유상태의 물체를 충전하는 등의 방법으로 구성될 수 있다. 이와 같은 프리 필터(212)는 저항이 작고 집진효율이 높으며, 고도의 내식성을 가지도록 형성될 수 있고, 간단하게 청소가 가능하고 경량이므로 취급이 간편하다는 장점을 가진다.
필터부(221)는 혼합부(210)와 냉각부(220) 사이에 형성되어, 혼합부(210)에서 냉각부(220)로 이동하는 공기를 필터링할 수 있다. 즉, 외기 유입부(211)로 유입된 외기와 혼합 댐퍼(233)로 유입된 내기가 혼합부(210)에서 혼합된 후, 필터부(221)를 통해 냉각부(220)로 이동할 수 있다. 필터부(221)는 메쉬(mesh)(미도시) 등을 구비하여, 냉각부(220)로 들어오는 이물질을 제거할 수 있다. 본 실시예에서 이와 같은 필터부(221)는 외기 유입부(211)의 하방에 배치되며, 외기 유입부(211)의 외기 유입 방향과 실질적으로 수직인 방향에 형성될 수 있다.
증발 냉각기(222)는 냉각부(220)로 유입된 공기를 냉각하는 역할을 수행할 수 있다. 상세히, 증발 냉각기(222)는 분사 노즐을 구비하며, 냉각부(220) 내부의 온도 및 습도가 적정 상태로 유지되도록, 외기 유입부(211)를 통해 인입된 외기(또는 외기와 내기가 혼합된 공기)에 미세한 입자의 물 즉, 미스트(Mist)를 분사할 수 있다. 다시 말해, 증발 냉각기(222)는 외기에 미스트를 분사함으로써 외기의 특징인 낮은 습도를 높이고 온도는 낮추어, 장비 운영에 적합한 공기를 서버실 내부에 공급하도록 할 수 있다. 이와 같은 증발 냉각기(222)는 펌프로 물의 압력을 올려 분사 노즐을 통해 증발 냉각기(222)를 통과하는 외기에 직접분사방식으로 미스트를 분사할 수 있다. 이와 같이, 외기에 미스트를 직접 분사하는 것만으로도 외기의 온도를 약 2~4 정도 낮출 수 있다.
수분 제거부(223)는 미증발수가 한 번 더 증발될 수 있게 해주고, 물 입자가 앞쪽 장비로 비산되지 않게 하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 수분 제거부(223)는 공기가 잘 통과할 수 있고 물 입자가 맺힐 수 있는 구조로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3D 에어 매트(air mat) 등을 이용할 수 있다.
바이패스 댐퍼(224)는 필요에 따라 개폐 가능한 댐퍼로써, 일종의 저항 회피용 댐퍼로써 기능한다. 일례로, 바이패스 댐퍼(224)의 하부에 형성된 냉각 부재(225)는 냉방이 불필요한 기간(예를 들어 겨울 등)에는 공기 흐름에 대해 저항으로 작용하여, 송풍 동력이 필요 이상으로 소요된다. 따라서, 냉각 부재(155)를 사용하지 않는 기간에는 바이패스 댐퍼(150)를 개방하여 공기 저항을 감소시킴으로써, 송풍기 동력을 줄일 수 있다. 다시 말해, 바이패스 댐퍼(224)는 냉각 부재(225)를 이용한 냉방 시에는 닫히고, 냉방을 하지 않을 때에는 개방되어, 일종의 저항 회피용 댐퍼로써 기능할 수 있다. 냉방을 하지 않을 때, 바이패스 댐퍼(224)를 개방하면 공기 저항이 줄어들어서 송풍기를 구동하는데 필요한 전력 소모를 절감할 수 있다. 따라서, 바이패스 댐퍼(224)가 개방되면, 송풍부(226)의 구동 전력이 감소할 수 있다.
냉각 부재(225)는 수분 제거부(223)를 통과한 외기를 한 번 더 냉각하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서 냉각 부재(225)는 타원형 코일(oval coil)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 냉각 부재(225)는 타원 형상의 동관으로 형성되어 공기 저항을 최소화하는 동시에 코일 후방의 냉각 성능이 개선되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 타원형 코일은 고 풍속에도 낮은 정압을 유지할 수 있어 에너지 절감에 적합하다.
냉각 부재(225)는 저항체이며 한여름과 같이 냉동기 가동시에만 필요한 장치이다. 이 경우, 외기 냉방 시에는 냉각 부재(225)는 불필요하며, 특히 송풍기 동력의 손실 요소이므로, 냉각 부재(225)의 미사용 기간에는 바이패스 댐퍼(224)를 개방하여 운영함으로써, 송풍 에너지를 절약할 수 있다.
앞서 도 1을 통해 설명한 냉수 코일(110)이 이러한 냉각 부재(225)에 대응될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 간헐적으로 냉동기의 사용을 대체하기 위해, 냉동기와 연결된 냉각탑(도 1의 제1 냉각탑(140) 및/또는 제2 냉각탑(190))에 물을 공급하기 위한 보급수조의 보급수가 도 2에서 설명하는 냉각 부재(225)의 타원형 코일에 공급될 수 있으며, 보급수가 갖는 수열에너지를 이용하여 냉각부(220)로 유입된 공기를 냉각시킬 수 있게 된다. 이 경우, 냉동기를 가동 시간을 줄일 수 있기 때문에, 미활용 에너지이자 재생 에너지인 보급수의 수열에너지를 이용하여 에너지를 절감할 수 있다.
송풍부(226)는 외기 유입부(211)를 통해 유입된 외기(또는 외기와 내기가 혼합된 공기)를 서버실(230) 쪽으로 공급하는 역할을 수행한다. 도 2의 실시예에서와 같이, 일직선상에 배치된 증발 냉각기(222), 수분 제거부(223), 바이패스 댐퍼(224) 및 냉각 부재(225)를 따라 이동하는 자연적인 공기 유로에 송풍부(226)를 설치함으로써, 외기 유입부(211)를 통해 유입된 외기를 서버실(230) 쪽으로 공급할 수 있다. 송풍부(226)에는 고효율의 BLDC 팬이 적용되어, 일반 AC 팬과 대비하여 운전 비용을 절감하는 것이 가능하다.
송풍부(226)에는 복수 개의 송풍기가 설치될 수 있으며, 예를 들어 3행 3열로 적층하여 총 9대까지 송풍기가 설치 가능하도록 형성될 수 있다. 이때 송풍기 위치를 원하는 곳으로 배치할 수 있으며, 송풍기의 배치 개수나 송풍기의 가동 개수를 조절함으로써 공기 유량의 조절이 가능하다. 이때 사용하지 않는 송풍부는 덮개로 막아서 공기 역류를 방지할 수도 있다.
이와 같이 송풍부(226)의 송풍기의 배치를 변경 가능하도록 하여 모듈형 서버실 냉각 장치를 구현할 수 있으며, 이에 따라 필요에 의해 자유로운 송풍기의 배치 변경 및 증설이 가능하여, 고집적 서버 또는 발열이 많은 서버의 냉각에 더욱 유리한 서버실 냉각 장치를 구현할 수 있다. 즉, 서버실 냉각 장치의 확장성 및 가변성이 증가한다고 볼 수 있다.
릴리프 댐퍼(231)는 서버실(230) 내의 핫 존(Hot Zone, HZ)의 압력을 조절하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 종래의 서버실 냉각 장치에서 핫 존 배기량과 쿨 존(Cool Zone, CZ) 급기량이 맞지 않아서 핫 존에 압력이 걸리면 서버의 냉각효과가 떨어질 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예에 따른 서비스 냉각 장치(200)는 핫 존의 압력 해소를 위해 릴리프 댐퍼(231)를 추가로 구비하여 핫 존의 압력이 높아질 경우, 릴리프 댐퍼(231)를 개방시켜 핫 존의 압력을 낮출 수 있다.
배기부(232)는 서버실(230) 내의 공기의 일부를 외부로 배출하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 배기부(232)에는 고효율의 BLDC 팬이 적용되어, 일반 AC 팬과 대비하여 운전 비용을 절감하는 것이 가능하다.
혼합 댐퍼(233)는 서버실(230)의 열기를 흡입하여, 외기 유입부(211)에서 유입된 차가운 외기와 섞을 수 있도록 한다. 이러한 외기의 활용을 통해 일부 조건(일례로, 외기의 온도가 일정 온도 이하인 경우)에서는 냉동기의 사용 없이도 적정 냉방용 공기의 온도 조절이 이루어질 수 있다.
서버실(230)은 혼합부(210)와 냉각부(220)의 일측에 형성되며, 서버실(230) 내에 제1 방향을 따라 복수 개의 서버랙(234)이 배열될 수 있다. 이때, 각각의 서버랙(234)에는 복수 개의 서버가 구비될 수 있다.
여기서, 서버실(230) 내에서 냉각부(220)와 연결되어 냉각부(220)로부터 찬 공기를 공급받는 영역은 쿨 존(cool zone, CZ)이 되며, 서버랙(234)을 통과한 더운 공기가 배출되는 영역이 핫 존(hot zone, HZ)될 수 있다. 쿨 존(CZ)으로 공급된 찬 공기는 서버랙(234)으로 유입되고, 서버랙(234)에 구비되는 복수 개의 서버를 통과하면서 이에 의해 가열된 후, 핫 존(HZ) 및 이와 연결된 배기부(232)를 거쳐 외부로 배출되거나 또는 혼합 댐퍼(233)를 거쳐 혼합부(210)로 다시 공급될 수 있다. 따라서, 쿨 존(CZ)은 냉각부(220)와 연결되어 오픈되어 있으며, 핫 존(HZ)은 냉각부(220)에 대해 차단될 수 있다. 예를 들어, 효율적인 서버의 냉각을 위해서는 핫 존(HZ)과 쿨 존(CZ)은 차폐 부재(235)에 의해 서로 차단될 수 있고 쿨 존(CZ)은 냉각부(220)와 연결되어 냉각부(220)로부터 차가운 공기(SA: Supply Air)를 공급받고, 핫 존(HZ)은 냉각부(220)에 대해 차단되어, 뜨거운 공기(RA: Return Air)를 서버실(230) 상부에 구비된 배기부(232)로 배기하도록 형성될 수 있다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 서버실(230)의 쿨 존(CZ)으로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)는 각각의 일련의 서버랙(234)으로 공급될 수 있으며, 서버랙(234)으로부터 배출되는 뜨거운 공기(RA: Return Air)는 핫 존(HZ)으로 유입될 수 있다. 핫 존(HZ)으로 유입된 공기는 배기부(232)를 통해 외부로 배기되거나 또는 필요에 따라 혼합부(210)로 다시 유입될 수 있다.
이러한, 서버실 냉각 장치(200)는 본 발명의 실시예들에 따른 냉각 코일이 배치될 수 있는 환경의 일례를 든 것으로, 그 구성요소나 배치 위치, 배치 순서 등이 다양하게 구현될 수 있음을 당업자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 냉수 코일의 구성 예를 도시한 도면이다. 도 3은 냉동기(일례로, 도 1의 제1 냉동기(120) 및/또는 제2 냉동기(170))를 통해 냉각된 냉수 및/또는 냉동기의 냉각탑(일례로, 도 1의 제1 냉각탑(140) 및/또는 제2 냉각탑(190))의 물 보충을 위한 보급수를 이용하여 서버실(일례로, 도 2의 서버실(230))로 공급되는 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일(300)의 예를 도시하고 있다. 이러한 냉수 코일(300)은 도 1을 통해 설명한 냉수 코일(110) 및/또는 도 2를 통해 설명한 냉각 부재(225)나 배경기술에 언급한 냉각 부재 등에 대응될 수 있다.
냉수 코일(300)은 냉동기를 통해 냉각된 냉수 및/또는 보급수를 냉수 코일(300)로 입력받기 위한 입력관(310)과 냉수 코일(300)을 통과한 물을 외부로 배출하기 위한 출력관(320)을 포함할 수 있다. 이러한 입력관(310)과 출력관(320)은 냉수 코일(300)을 통과하는 공기의 저항요소가 되지 않도록 냉수 코일(300)의 측면에 구현될 수 있다. 냉동기를 통해 냉각된 냉수와 보급수를 선택적으로 입력받기 위해, 입력관(310)에는 냉수가 공급되는 제1 관 및 보급수가 공급되는 제2 관 중 하나에 선택적으로 연결되기 위한 장치가 포함될 수도 있다. 또한, 출력관(320) 역시 배출되는 물을 냉동기로 전달하기 위한 제3 관과 보급수가 저장된 보급 수조로 전달하기 위한 제3 관에 선택적으로 연결되기 위한 장치가 포함될 수 있다. 실시예에 따라 냉수의 공급과 환수를 위한 제1 입력관과 제1 출력관, 그리고 보급수의 공급과 환수를 위한 제2 입력관과 제2 출력관이 별도로 구현되거나, 냉수를 이용한 냉수코일과 보급수를 이용하는 냉수코일이 각각 구현될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 냉수 코일(300)이 상하판(330)과 좌우경판(340), 그리고 중간판(350)으로 구성되는 프레임을 포함하고 있으며, 이러한 프레임들 사이에 동직관 및 알루미늄 핀과 같이 냉매를 이용한 냉각기능을 위한 구성요소들(360)이 배치될 수 있는 실시예를 설명하고 있다. 이러한 구조는 냉수 코일(300)이 포함할 수 있는 하나의 실시예일뿐, 냉수 및/또는 보급수를 공급받아 공기를 냉각시킬 수 있는 구조라면 제한되지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 냉수 코일로 보급수를 공급 및 환수하는 과정의 예를 도시한 도면이다. 냉수 코일(300)은 보급 수조(410)로부터 보급 수조(410)가 저장하고 있는 보급수를 공급받을 수 있다. 보급 수조(410)는 도 1을 통해 설명한 물탱크(150)에 대응될 수 있다.
펌프(420)는 보급 수조(410)의 보급수를 냉수 코일(300)로 전달하기 위한 동력을 제공할 수 있으며, 물량 조절이 가능하도록 일례로 인버터 펌프로 구현될 수 있다. 일례로, 서버실 냉각 장치(200)는 앞서 설명한 다양한 구성요소들 중 적어도 일부(일례로, 도 1을 통해 설명한 제1 냉동기(120), 제2 냉동기(170), 외기 유입부(211), 증발 냉각기(222), 바이패스 댐퍼(224), 냉각 부재(225), 송풍부(226), 릴리프 댐퍼(231), 배기부(232) 및/또는 혼합 댐퍼(233))의 제어를 위한 제어장치(미도시)를 포함할 수 있으며, 펌프(420) 역시 이러한 제어장치의 제어에 따라 가동되어 보급수를 냉수 코일(300)로 전달할 수 있다.
제1 온도계(430)는 공급되는 보급수의 온도를 측정하기 위해 이용될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 보급 수조(410)에 저장된 보급수의 온도는 지중냉열에 의해 일정한 범위의 수온을 유지하지만, 냉수 코일(300)로의 보급수의 공급과 환수를 반복하는 경우, 보급 수조(410)에 저장된 보급수의 온도가 상승할 수 있으며, 지중냉열을 이용하는 보급수의 즉각적인 온도 회복은 어렵기 때문에, 보급수의 공급을 가능하게 하는 온도가 기설정될 수 있으며, 공급되는 보급수가 기설정된 온도를 넘는 경우 보급수를 이용한 냉방을 중단해야 할 필요성이 있다. 제1 온도계(430)는 이러한 보급수의 공급 온도를 측정하기 위해 이용될 수 있다.
공급되는 보급수는 냉수 코일(300)의 입력관(310)을 통해 냉수 코일(300)이 포함하는 코일 내부를 따라 이동할 수 있으며, 냉수 코일(300)로 유입된 보급수의 수열에너지는 냉수 코일(300)을 통과하는 공기를 냉각시키기 위해 이용될 수 있다. 공기의 열을 흡수한 보급수는 냉수 코일(300)의 출력관(320)을 통해 다시 보급 수조(410)로 전달될 수 있다.
제2 온도계(440)는 환수되는 보급수의 온도를 측정하기 위해 이용될 수 있다. 이때, 제2 온도계(440)에서 측정된 보급수의 온도와 제1 온도계(430)에서 측정된 보급수의 온도차는 보급수를 이용한 공기 냉각의 효과를 측정하는데 이용될 수 있다.
유량/열량계(450)는 초음파 유량계나 열량계를 포함할 수 있으며, 냉방에 활용된 보급수의 유량 및/또는 열량을 측정하는데 이용될 수 있다.
제1 온도계(430), 제2 온도계(440) 및 유량/열랑계(450)의 출력값은 앞서 설명한 제어장치로 전달될 수 있으며, 제어장치가 냉각을 위해 앞서 설명한 다양한 구성요소들 중 적어도 일부를 제어하는데 활용될 수 있다.
앞서 설명한 실시예들에서와 같이, 서버실 냉각 장치(200)는 외기를 이용한 냉각, 냉동기를 이용한 냉각, 빙축열 또는 수축열을 이용한 냉각 및 보급수의 수열에너지를 이용한 냉각과 같이 다양한 냉각 방식을 이용할 수 있다. 이때, 서버실 냉각 장치(200)가 포함하는 제어장치는 다양한 센서들로부터 출력값들을 수신할 수 있으며, 이러한 출력값들을 활용하여 냉각 환경을 분석할 수 있다. 이때, 제어장치는 분석된 냉각 환경을 통해 다양한 냉각 방식 중 적절한 냉각 방식을 선택할 수 있다. 예를 들어, 이미 설명한 바와 같이 데이터 센터에서는 27℃ 이하의 온도를 요구하는 서버 장비와 25℃ 이하의 온도를 요구하는 네트워크 장비들이 존재할 수 있다. 이때, 외기의 온도(데이터 센터의 외부 공기 온도)가 25℃ 미만인 경우, 제어장치는 도 2에서 설명한 바와 같이 외기를 이용하여 서버실(230)을 냉각시킬 수 있다. 반면, 외기의 온도가 27℃를 초과하는 경우, 제어장치는 냉동기를 가동시켜 서버실(230)을 냉각시킬 수 있다. 만약, 외기의 온도가 25℃ 이상, 27℃ 이하인 경우, 제어장치는 펌프(420)를 가동시켜 보급 수조(410)의 보급수를 냉수 코일(300)로 공급하여 보급수의 수열에너지를 이용하여 서버실(230)을 냉각시킬 수 있다. 또한, 제어장치는 낮의 기설정된 시간대에는 빙축열이나 수축열을 이용한 냉각을 통해 서버실(230)을 냉각시킬 수도 있다. 또한 제어장치는 외기와 무관하게 서버실(230)의 핫 존이나 콜드 존의 온도에 따라 냉각 방식을 선택할 수도 있다.
이상에서 설명한 실시예들에서는 하나의 냉수 코일을 통해 냉동기를 이용한 냉각과 보급수의 수열에너지를 이용한 냉각이 모두 수행될 수 있는 실시예를 설명하였으나, 실시예에 따라 냉동기를 이용한 냉각을 위한 냉각 코일과 보급수의 수열에너지를 이용한 냉각을 위한 냉수 코일이 별도로 구현될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 데이터 센터의 냉방 환경의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 5의 실시예에서는 냉동기를 이용한 냉방 방식을 위한 냉각 코일(510)이 앞서 설명한 냉수 코일(110)과 별도로 존재하는 예를 나타내고 있다. 냉각 방식은 물을 이용한 수냉식/냉수식 이외에도 공냉식/냉매식 등과 같이 다양한 방식이 존재할 수 있다. 이때, 제1 냉동기(120)는 수냉식뿐만 아니라 공냉식과 같은 다른 방식을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 제1 냉동기(120)가 공냉식을 이용하는 경우, 냉수 코일(110)이 아닌 냉기를 이용하는 별도의 냉각 코일(510)이 존재할 수 있다. 이 경우에도 냉수 코일(110)은 제1 냉동기(120)의 제1 냉각탑(140)에 물을 보충하기 위해 보급수를 저장하는 물탱크(150)로부터 보급수를 공급받아 보급수의 수열에너지를 이용한 냉각 기능을 제공할 수 있다. 이때, 제3 펌프(151)는 수열 냉방 순환 펌프가 될 수 있다.
한편, 제1 냉동기(120)는 물, 공기나 기타 다른 냉매와 같이 다양한 냉매를 이용한 냉각 기능을 제공할 수 있다. 이때, 제1 펌프(130)는 제1 냉동기(120)와 냉각 코일(510)간의 냉매의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉매 냉방 순환 펌프가 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수열에너지를 이용한 냉각 방법을 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 냉각 방법은 앞서 설명한 제어장치에 의해 수행될 수 있다.
단계(610)에서 제어장치는 복수의 냉각 방식들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 여기서, 복수의 냉각 방식들은 적어도 냉동기를 이용한 제1 냉각 방식과 보급수의 수열에너지를 이용한 제2 냉각 방식을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 외기를 이용한 냉각 방식과 빙축열 및/또는 수축열을 이용한 냉각 방식을 더 포함할 수 있다. 이러한 냉각 방식들은 앞선 실시예들을 통해 자세히 설명한 바 있다.
단계(620)에서 제어장치는 제1 냉각 방식이 선택된 경우, 냉동기를 가동할 수 있다. 일례로, 냉동기는 도 1을 통해 설명한 제1 냉동기(120)와 같이 물을 냉각시켜 냉수 코일로 공급하기 위한 장치일 수 있다. 이 경우, 제어장치는 냉수 코일과 냉동기간의 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉수 냉방 순환 펌프 통해 가동된 냉동기를 통해 냉동된 물을 냉수 코일로 공급할 수 있다. 이 경우, 냉수 코일은 냉동기를 거쳐 공급되는 물을 공급받기 위한 제1 경로와 보급 수조의 보급수를 공급받기 위한 제2 경로 중 어느 하나를 통해 물을 선택적으로 공급받는 입력관 및 냉수 코일을 통과하여 배출되는 물을 냉동기로 환수하기 위한 제3 경로와 보급 수조로 환수하기 위한 제4 경로 중 어느 하나를 통해 물을 선택적으로 배출하는 출력관을 포함할 수 있다.
다른 예로, 냉동기는 도 5를 통해 설명한 제1 냉동기(120)와 같이 냉매를 냉각시켜 냉수 코일과는 별도의 냉각 코일로 공급하기 위한 장치일 수 있다. 이 경우, 제어장치는 내부로 공급되는 냉매를 이용하여 주변 공기를 냉각시키는 냉각 코일로, 가동된 냉동기를 통해 냉각된 냉매를 냉각 코일과 냉동기간의 냉매의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉매 냉방 순환 펌프를 통해 공급할 수 있다.
단계(630)에서 제어장치는 제2 냉각 방식이 선택된 경우, 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일로 보급수를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 보급 수조에 저장된 보급수가 냉수 코일이 포함하는 입력관을 통해 공급되어 냉수 코일을 통과한 후 냉수 코일이 포함하는 출력관을 통해 보급 수조로 환수될 수 있도록, 냉수 코일과 보급 수조간의 보급수의 순환을 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프를 가동시킬 수 있다. 이때, 보급수는 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위해 보급 수조에 저장되는 물을 포함할 수 있으며, 미활용 에너지이자 재생 에너지일 수 있다.
보다 구체적인 예로, 제어장치는, 제1 냉각 방식이 선택되는 경우, 냉동기를 통해 냉각된 물이 냉수 코일이 포함하는 입력관을 통해 공급되어 냉수 코일을 통과한 후 냉수 코일이 포함하는 출력관을 통해 냉동기로 환수될 수 있도록, 냉수 코일과 냉동기간의 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉수 냉방 순환 펌프를 가동시킬 수 있다. 또한, 제어장치는 제2 냉각 방식이 선택되는 경우, 보급 수조에 저장된 보급수가 냉수 코일이 포함하는 입력관을 통해 공급되어 냉수 코일을 통과한 후 냉수 코일이 포함하는 출력관을 통해 보급 수조로 환수될 수 있도록, 수열 냉방 순환 펌프를 가동시킬 수 있다.
이처럼 본 실시예에서와 같이 제어장치는 냉각 방식 중 하나로 미활용 중인 수열 에너지를 포함하는 보급수를 냉수 코일에 공급함으로써 냉수 코일을 통한 공기의 냉각이 가능해진다.
이미 설명한 바와 같이, 복수의 냉각 방식은, 추가 냉동기를 이용하여 공급되는 냉기 또는 냉수를 이용하여 축적 탱크에 축적되는 얼음이나 냉수의 빙축열 또는 수축열을 이용하는 제3 냉각 방식을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어장치는 제3 냉각 방식이 선택되는 경우, 빙축열 또는 수축열을 통해 냉각된 물을 냉수 코일로 공급할 수 있다. 예를 들어, 냉각 시스템은 빙축열 또는 수축열 냉방을 위해 얼음이나 냉수를 축적하는 축적 탱크, 축적 탱크에 냉기 또는 냉수를 공급하는 추가 냉동기 및 축적 탱크와 추가 냉동기간의 공기 또는 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 빙축열/수축열 냉방 순환 펌프를 더 포함할 수 있다. 여기서, 축적 탱크, 추가 냉동기 및 빙축열/수축열 냉방 순환 펌프는 도 1을 통해 설명한 축적 탱크(160), 제2 냉동기(170) 및 제2 펌프(180)에 각각 대응할 수 있다. 이때, 추가 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수 역시 냉수 코일에 보급수를 공급하는 보급 수조에 더 저장될 수 있다.
또한, 냉수 코일은 외기를 서버실로 유입시키는 서버실 냉각 장치의 냉각부에 배치되어 서버실로 유입될 외기를 냉각시킬 수 있다. 이 경우, 제어장치는 외기의 온도에 기반하여, 앞서 설명한 다양한 냉각 방식들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 실시예에 따라 둘 이상의 냉각 방식이 혼용될 수도 있다. 예를 들어, 외기를 이용한 냉각 방식과 냉동기를 이용한 냉각 방식, 혹은 외기를 이용한 냉각 방식과 보급수의 수열에너지를 이용한 냉각 방식이 함께 이용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어장치의 내부 구성의 예를 도시한 도면이다. 도 7의 실시예에 따른 제어장치(700)는 앞서 도 4 내지 도 6을 통해 설명한 제어장치에 대응될 수 있다. 이러한 제어장치(700)는 메모리(710), 프로세서(720), 통신 인터페이스(730) 그리고 입출력 인터페이스(740)를 포함할 수 있다. 메모리(710)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM과 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치는 메모리(710)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 제어장치(700)에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(710)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(710)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 인터페이스(730)를 통해 메모리(710)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 프로그램은 개발자들 또는 어플리케이션의 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템이 네트워크(760)를 통해 제공하는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램(일례로 상술한 어플리케이션)에 기반하여 제어장치(700)의 메모리(710)에 로딩될 수 있다.
프로세서(720)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(710) 또는 통신 인터페이스(730)에 의해 프로세서(720)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(720)는 메모리(710)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(730)은 네트워크(760)를 통해 제어장치(700)가 앞서 설명한 냉각을 위한 다양한 구성요소들과 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치(700)는 보급 수조(410)의 보급수를 냉수 코일(300)로 공급 및 회수하기 위한 동력을 제공하는 펌프(420)를 제어할 수 있는 제어신호를 생성하여 통신 인터페이스(730)와 네트워크(760)를 통해 펌프(420)로 전송할 수 있다.
입출력 인터페이스(740)는 입출력 장치(750)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 마이크, 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(740)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 입출력 장치(750)는 제어장치(700)와 하나의 장치로 구성될 수도 있다. 이러한 입출력 장치(750)는 냉각을 위한 다양한 구성요소들과 관련된 제어입력을 관리자로부터 입력받거나 구성요소들과 관련된 정보를 관리자에게 제공하기 위한 장치들을 포함할 수 있다.
이처럼 본 실시예들에 따르면, 데이터 센터에서 이용되는 냉동기의 가동을 위한 냉각탑에 물을 보충하기 위해 상시 물탱크에 저장 및 유지되는 보급수의 수열에너지를 데이터 센터의 냉방에 활용할 수 있다.
이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소 또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 제어장치는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 제어장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 제어장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 내부로 공급되는 물을 이용하여 데이터 센터로 공급되는 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일;
    냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및
    상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프
    를 포함하고,
    내부로 공급되는 냉매를 이용하여 상기 냉수 코일과는 별도로 상기 데이터 센터로 공급되는 공기를 냉각시키는 냉각 코일;
    상기 냉각 코일로 공급되는 냉매를 냉각시키기 위한 상기 냉동기; 및
    상기 냉각 코일과 상기 냉동기간의 상기 냉매의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉매 냉방 순환 펌프
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  2. 삭제
  3. 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일;
    냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및
    상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프
    를 포함하고,
    상기 냉수 코일로 공급 및 환수되는 물을 냉각시키기 위한 상기 냉동기; 및
    상기 냉수 코일과 상기 냉동기간의 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉수 냉방 순환 펌프
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  4. 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일;
    냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및
    상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프
    를 포함하고,
    냉동기를 이용한 제1 냉각 방식 및 상기 보급수의 수열에너지를 이용한 제2 냉각 방식 중 어느 하나를 선택하는 제어장치
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 제1 냉각 방식이 선택되는 경우, 상기 냉동기를 통해 냉각된 물이 상기 냉수 코일이 포함하는 입력관을 통해 공급되어 상기 냉수 코일을 통과한 후 상기 냉수 코일이 포함하는 출력관을 통해 상기 냉동기로 환수될 수 있도록, 상기 냉수 코일과 상기 냉동기간의 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉수 냉방 순환 펌프를 가동시키고,
    상기 제2 냉각 방식이 선택되는 경우, 상기 보급 수조에 저장된 보급수가 상기 냉수 코일이 포함하는 입력관을 통해 공급되어 상기 냉수 코일을 통과한 후 상기 냉수 코일이 포함하는 출력관을 통해 상기 보급 수조로 환수될 수 있도록, 상기 수열 냉방 순환 펌프를 가동시키는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  6. 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일;
    냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및
    상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프
    를 포함하고,
    상기 냉수 코일은,
    상기 냉동기를 거쳐 공급되는 물을 공급받기 위한 제1 경로와 상기 보급 수조의 보급수를 공급받기 위한 제2 경로 중 어느 하나를 통해 물을 선택적으로 공급받는 입력관; 및
    상기 냉수 코일을 통과하여 배출되는 물을 상기 냉동기로 환수하기 위한 제3 경로와 상기 보급 수조로 환수하기 위한 제4 경로 중 어느 하나를 통해 물을 선택적으로 배출하는 출력관
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  7. 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일;
    냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및
    상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프
    를 포함하고,
    빙축열 또는 수축열 냉방을 위해 얼음이나 냉수를 축적하는 축적 탱크;
    상기 축적 탱크에 냉기 또는 냉수를 공급하는 추가 냉동기; 및
    상기 축적 탱크와 상기 추가 냉동기간의 공기 또는 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 빙축열/수축열 냉방 순환 펌프
    를 더 포함하고,
    상기 보급 수조는 상기 추가 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 더 저장하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  8. 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일;
    냉동기의 냉각탑에 보충하기 위한 보급수를 저장하는 보급 수조; 및
    상기 보급 수조에 저장된 보급수의 수열에너지를 상기 냉수 코일에서 활용하기 위해, 상기 보급수를 상기 냉수 코일로 공급 및 환수하기 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프
    를 포함하고,
    상기 냉수 코일은 외기를 서버실로 유입시키는 서버실 냉각 장치의 냉각부에 배치되어 상기 서버실로 유입될 외기를 냉각시키고,
    상기 외기의 온도에 기반하여, 상기 냉동기를 이용한 냉방 및 상기 보급수의 수열에너지를 이용한 냉방 중 어느 하나를 선택하는 제어장치
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  9. 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수열 냉방 순환 펌프는, 상기 냉수 코일로 공급되는 보급수의 물량을 조절 가능한 인버터 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
  10. 수열에너지를 이용한 냉각 방법에 있어서,
    냉동기를 이용한 제1 냉각 방식 및 보급수의 수열에너지를 이용한 제2 냉각 방식을 포함하는 복수의 냉각 방식들 중 어느 하나를 선택하는 단계;
    상기 제1 냉각 방식이 선택된 경우, 상기 냉동기를 가동하는 단계; 및
    상기 제2 냉각 방식이 선택된 경우, 내부로 공급되는 물을 이용하여 주변 공기를 냉각시키기 위한 냉수 코일로 상기 보급수를 공급하는 단계
    를 포함하고,
    상기 보급수는 상기 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위해 보급 수조에 저장되는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉동기를 가동하는 단계는,
    내부로 공급되는 냉매를 이용하여 주변 공기를 냉각시키는 냉각 코일로, 상기 가동된 냉동기를 통해 냉각된 냉매를, 상기 냉각 코일과 상기 냉동기간의 상기 냉매의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉매 냉방 순환 펌프를 통해 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 냉동기를 가동하는 단계는,
    상기 냉수 코일과 상기 냉동기간의 물의 순환을 위한 동력을 제공하는 냉수 냉방 순환 펌프 통해 상기 가동된 냉동기를 통해 냉동된 물을 상기 냉수 코일로 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 보급수를 공급하는 단계는,
    상기 보급 수조에 저장된 보급수가 상기 냉수 코일이 포함하는 입력관을 통해 공급되어 상기 냉수 코일을 통과한 후 상기 냉수 코일이 포함하는 출력관을 통해 상기 보급 수조로 환수될 수 있도록, 상기 냉수 코일과 상기 보급 수조간의 보급수의 순환을 위한 동력을 제공하는 수열 냉방 순환 펌프를 가동시키는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 냉각 방식은, 추가 냉동기를 이용하여 공급되는 냉기 또는 냉수를 이용하여 축적 탱크에 축적되는 얼음이나 냉수의 빙축열 또는 수축열을 이용하는 제3 냉각 방식을 더 포함하고,
    상기 제3 냉각 방식이 선택되는 경우, 상기 빙축열 또는 상기 수축열을 통해 냉각된 물을 상기 냉수 코일로 공급하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 보급수는 상기 추가 냉동기의 냉각탑에 보충하기 위해 상기 보급 수조에 저장되는 물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    외기를 서버실로 유입시키는 서버실 냉각 장치의 냉각부에 배치되는 상기 냉수 코일을 이용하여 상기 서버실로 유입될 외기를 냉각시키는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 복수의 냉각 방식들 중 어느 하나를 선택하는 단계는
    상기 외기의 온도에 기반하여, 상기 복수의 냉각 방식들 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
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