KR102144453B1 - 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 발전을 이용하여 발생된 전원을 이용하여 냉난방에 필요한 요구 전력을 공급하고, 여름철 냉방 부하의 경우 저온 해수와 열교환 된 담수가 공급 덕트에 순환하여 예냉하며 노점온도 이하로 순환하여 제습하고, 겨울철 난방 부하의 경우 고온의 해수와 열교환 된 담수가 공급 덕트에 순환하여 예열 및 제습의 역할을 하는 자가전력을 이용한 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비에 관한 것이다.

Description

해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비{Air conditioning system for cloud data center using sea water and solar energies}

본 발명은 태양광 및 ESS 전원을 이용한 해수열원 클라우드 데이터센터 공조설비에 관한 것이다.

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 가장 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 예비데이터 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.

다시말해, 데이터센터는 대량의 데이터를 요구하는 지역의 전력망을 공급하는 설비로서, 컴퓨터의 데이터 처리 과정 중에서 발생하는 대량의 열로 인하여 시스템의 손상이 발생될 유려가 있으며, 이를 개선하기 위한 방안으로 공랭식 공기조화 설비를 구축하여 센터 내부의 방열 및 제습을 조절한다,

기존 데이터센터의 경우, 대량의 냉각에너지를 대체하기 위하여, 외기 온도가 낮은 지역을 선정하거나, 고효율의 냉각설비를 적용하여 에너지 비용을 저감하고자 하였으나, 기술의 한계와 지역의 제약으로 한정된 개발이 가능할 뿐이었다.

또한, 마이크로소프트사와 같은 대형 테이터 센터 구축 기업의 경우, 냉각에너지를 저감하기 위하여 해상형 데이터센터를 구상하고 있으나, 유지보수의 어려움이 수반되는 문제가 있었다.

따라서 데이터센터 공조장치의 전력소모량을 감소시킴과 동시에 에너지를 절감하기 위한 기술의 요구가 대두되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-1773946호(2017.08.28.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 해양심층수를 취수하여 육상의 데이터센터로 저온열을 공급함으로서, 기존의 공랭식 냉각설비(냉각기, 히트펌프)의 구성을 최소화하며, 압축기 등에서 발생되는 냉각 전력의 감소효과를 가지도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 데이터센터에 항온 항습을 위하여, 해수열원과 태양과 전력공급을 통한 신재생에너지 사용과 예열 예냉 코일을 이용하여, 안정적인 냉난방시스템 운영에 관한 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 ESS사용을 통해, 피크 부하를 감소하고, 태양광 발전이 되지 않는 시간에 방전하여 해수 냉난방시스템의 전원을 공급하고, 데이터센터의 정전 발생시의 비상발전기로서 대체하는 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 안정된 데이터센터 냉난방 전력 저감을 위해 심층수를 포함한 해수, 호수 등의 미활용 열을 이용하여 직접 냉방 또는 열펌프의 열원을 사용하여 일정한 수준의 소비전력을 저감하는 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 데이터센터 내의 항온 항습을 위하여 해수열교환기에서 해수와 열 교환된 담수가 예냉(예열) 배관을 통한 외기의 냉각(가열)과 열펌프를 이용한 냉각(가열), 노점온도 이하의 저온의 담수 순환을 통한 제습, 고압 노즐 분사를 통한 가습의 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,

클라우드 데이터센터(100)에 설치되는 공조설비이며, 태양에너지의 태양광을 통해 전력을 생산하는 전원부(110); 해양에 설치되어, 상기 전원부(110)로부터 전원을 공급받아, 저온 또는 상온의 해수(A)를 취수하는 해수펌프(120); 상기 해수펌프(120)에서 취수된 해수(A)를 담수(B)와 열교환하여, 열교환된 해수(A)를 해양으로 배출시키는 해수열교환기(130); 상기 열교환된 담수(B)를 공급받아, 공조기에 의해 실내로 저온 또는 상온의 공기를 공급하여, 냉/난방이 되도록 하는 클라우드 데이터센터(100) 내 공조시스템(140); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 해양 심층수 열원과 태양의 전력공급을 통한 신재생에너지를 사용하여, 안정적인 클라우드 데이터센터 공조설비를 운영할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 ESS를 구비하여 태양의 전력이 저장되도록 함으로써, 큰 부하를 감소하고, 태양광 발전이 되지 않는 시간에 방전하여 해수 냉난방시스템의 전원을 공급하여, 데이터센터의 정전 발생시의 비상발전기로의 사용이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 클라우드 데이터센터 공조설비의 소비전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 육상 설치로 해수를 취수하여 냉각과 제습, 보수 유지가 가능한 효과가 있다.

도 1, 2는 본 발명에 따른 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비를 나타낸 일실시예의 도면
도 3은 본 발명에 따른 해수펌프를 나타낸 일실시예의 도면.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면,

클라우드 데이터센터(100)에 설치되는 공조설비이며, 태양에너지의 태양광을 통해 전력을 생산하는 전원부(110); 육상 또는 해양에 설치되어, 상기 전원부(110)로부터 전원을 공급받아, 저온 또는 상온의 해수(A)를 취수하는 해수펌프(120); 상기 해수펌프(120)에서 취수된 해수(A)를 담수(B)와 열교환하여, 열교환된 해수(A)를 해양으로 배출시키는 해수열교환기(130); 상기 열교환된 담수(B)를 공급받아, 공조기에 의해 실내로 저온 또는 상온의 공기를 공급하여, 냉/난방이 되도록 하는 클라우드 데이터센터(100) 내 공조시스템(140); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해수열교환기(130)와 공조시스템(140) 사이에 설치되어, 열교환된 담수(B)를 열원으로 사용하여, 열원수(C)를 승온 또는 감온하여 저/고온의 열원수(C)를 공조시스템(140)으로 공급하여, 냉방 또는 난방이 가능토록 하는 열펌프(160); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해수열교환기(130)에서 해수(A)와 열교환된 담수(B) 중 일부는, 상기 공조시스템(140)의 공조기 팬 전단에 공급되어, 유입공기를 사전냉각 또는 가열함으로써, 상기 열펌프(160)의 부하를 감소시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조시스템(140)과 연결된 열원수(C) 파이프에는 노즐이 설치되어, 상기 노즐을 통해 클라우드 데이터센터(100) 내부가 사전설정습도 이하에서 가습이 가능토록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조시스템(140)은 난방의 경우, 클라우드 데이터센터(100) 건물 천장의 덕트를 통해 공급되며, 냉방의 경우, 클라우드 데이터센터(100) 건물 바닥의 덕트를 통해 공급되며, 상기 공조시스템(140)의 공조기는, 냉난방 조건에 따라 양방향 전환이 가능하여, 난방의 경우 하부 공조기를 통해 실내 공기를 배출하고, 냉방의 경우 상부 공조기를 통해 실내 공기가 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원부(110)로부터 전원을 공급받아 저장함으로써, 클라우드 데이터센터(100) 공조시스템(140)의 피크부하를 감소시키거나, 클라우드 데이터센터(100) 정전시의 비상발전기로서 사용이 가능한 ESS(Energy storage system); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해수펌프(120)는 취수되는 해수의 온도를 측정하는 온도센서(S)가 설치되어, 취수되는 해수의 측정온도가, 냉방시 사전설정온도 허용범위보다 더낮거나, 난방시 사전설정온도 허용범위보다 더높은경우, 해수를 해수열교환기(130)로 이송시키고, 취수되는 해수의 측정온도가 냉/난방시 각 사전설정온도 허용범위인 경우, 해수가 해수열교환기(130)만을 거치며, 해수 열펌프(160)을 거치지 않고, 공조시스템(140)에 열원으로 바로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해수펌프(120)는 해수(A)가 내부에 유입될 수 있도록 외주연에 다수의 유입공(11)이 천공형성되며, 내부에 침전되는 해수 침전물은 외부로 배출되는 흡입관(51)이 설치되는 외부 케이싱(10); 상기 외부 케이싱(10)에 내설되어, 외부 케이싱(10) 내에서 잔여 이물질이 침전된 청정해수가 유입되는 내부 케이싱(20); 상기 내부 케이싱(20)에 내설되어, 해수(A)를 해수열교환기(130)로 펌핑시킴으로써, 해수열교환기(130)에서 열교환을 통해 해수열이 사용될 수 있도록 하는 심정펌프(30); 상기 심정펌프(30) 및 외, 내부 케이싱(10, 20)에 설치되어 부식을 방지하는 희생양극(40);으로 이루어지며, 상기 내부 케이싱(20)은 외부 케이싱(10) 내에서 잔여 이물질이 침전된 청정해수(A)가 유입되되, 해수(A)가 내부에 유입될 수 있도록, 상기 심정펌프(30)의 하측 외주연에 다수의 유입공(11')이 천공형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해수열교환기에서 열교환 후, 해양으로 배출되는 배출수는 양식, 담수화, 제염, 건물 냉난방 중 어느 하나에 재사용되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비는 클라우드 데이터센터(100), 전원부(110), ESS, 해수펌프(120), 해수열교환기(130), 공조시스템(140), 열펌프(160, 히트펌프)를 포함한다.

상기 전원부(110)는 태양에너지의 태양광을 통해 전력을 생산하는 것으로, 태양광 집열기 등 다양한 구성이 사용될 수 있다.

상기 ESS(Energy storage system)는 전술된 전원부(110)로부터 전원을 공급받아 저장함으로써, 클라우드 데이터센터(100) 공조시스템(140)의 피크부하를 감소시키거나, 클라우드 데이터센터(100) 정전시의 비상발전기로서 사용이 가능토록 하는 것이다.

상기 해수펌프(120)는 육상에 설치될 수 있지만, 해저면하(해상)에 설치시 해양 내 바닥에 고정 설치되어, 상기 전원부(110)로부터 전원을 공급받아, 저온 또는 상온의 해수(설치위치에 따라 심층수, 표층수 등)를 취수하는 장치이다.

본 발명에서의 해수펌프(120)의 경우, 외부 케이싱(10), 내부 케이싱(20), 심정펌프(30), 희생양극(40)으로 이루어진다.

외부 케이싱(10)은 해수(A)가 내부에 유입될 수 있도록 외주연에 다수의 유입공(11)이 천공형성되며, 내부에 침전되는 해수 침전물은 외부로 배출되는 흡입관(51)이 설치되는 것이다. 이러한 외부 케이싱(10)은 흡입관(51)의 일단을 외부 케이싱(10) 내부 저면까지 내입시킨 후, 펌핑수단(52)(ex: 모터 등)을 통해 외부 케이싱(10) 내 해수 침전물을 흡입한 후, 이를 외부로 배출시키는 것이다. (상기 외부 케이싱(10) 내부로 유입된 해수(A)는 외부 케이싱(10) 내부에 머물면서, 해수(A)의 잔여 이물질이 최하단부에 적층되어, 상기 외부 케이싱(10) 내부 최하단에는 이물질 침전층, 즉 침전물이 쌓이게 된다.)

상기 내부 케이싱(20)은 외부 케이싱(10)에 내설되어 이중관 형태를 가지면서, 외부 케이싱(10) 내에서 잔여 이물질이 침전된 청정 해수(A)가 유입되도록 하는 것이다. 또한, 이러한 내부 케이싱(20)은 외부 케이싱(10) 내에서 잔여 이물질이 침전된 청정 해수(A)가 유입되되, 해수(A)가 내부에 유입될 수 있도록, 상기 심정펌프(30)의 하측 외주연에 다수의 유입공(11')이 천공형성되어 있도록 한다. 또한, 상기 내부 케이싱(20) 또한 외부 케이싱(10)과 마찬가지로, 심층 해양 내 단층에 하단부가 박히며 고정설치되도록 할 수 있음이며, 이로써, 상기 내부 케이싱은 외부 케이싱(10)과 함께 이중관 형태를 가지게 된다.

상기 내부 케이싱(20) 또한 외부 케이싱(10)과 마찬가지로 외주연에 다수의 유입공(11')이 천공형성되어 있는데, 해수(A)가 외부 케이싱(10) 내로 유입된 후, 다시 상기 외부 케이싱(10) 내 내부 케이싱(20)의 유입공(11')을 통해 내부 케이싱(20) 내부로 유입되는 것이다. 이때, 상기 내부 케이싱(20)의 유입공(11')은 길이방향 하단부 외주연에 형성되도록 한다. 물론, 상기 내부 케이싱(20)이 외부 케이싱(10)에 내설되어 이중관 형태를 가지기 위해서는, 상기 내부 케이싱(20)이 외부 케이싱(10)보다 상대적으로 작은 직경을 가져야 함은 당연할 것이다.

더불어, 상기 내부 케이싱(20)은 길이방향을 향해 소정의 내부 직경을 가지되, 길이방향 하단부는 내부 케이싱(20)의 상단부보다 상대적으로 내부 직경이 작아지도록 형성한다. 이로써, 내부 직경이 작아지는 부분에 단턱(31)이 발생하게 되는데, 상기 단턱(31)은 내부 케이싱(20)에 설치되는 심정탱크(30)가 걸쳐져 고정될 수 있는 역할을 한다.

상기 심정펌프(30)는 전술된 내부 케이싱(20)에 내설되어, 해수(A)를 해수열교환기(130)로 펌핑시킴으로써, 해수열교환기(130)에서 열교환을 통해 해수열이 사용될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 심정펌프(30)의 공급관은 심정펌프(30)에 일단이 연결되고, 타단은 사용처(해수열교환기(130)(130))에 연결되어 있어야 함은 당연할 것이다. 즉, 상기 해양 심층수(해수)가 공급관을 통해 공급되어, 해수열을 사용할 수 있도록 한 것이다. (물론, 상기 해수펌프(120)의 심정펌프(30)를 구동시키기 위해 전원을 공급하는 전원은 전술된 전원부(110)를 통해 다양한 수단에 의해 공급받는 것이다.

즉, 상기 전원부(110) 및 심정펌프(30)는 전기적으로 연결되며, 심정펌프(30)의 구동속도 등을 제어하기 위한 제어장치 또한 클라우드 데이터센터(100)에 사용자에 의해 선택적으로 설치될 수 있음이다.

상기 희생양극(40)은 전술된 심정펌프(30) 및 외, 내부 케이싱(10, 20)에 설치되어 부식을 방지하기 위해 설치되는 것이다. 상기 희생양극(40)이라 함은, 상기 심정펌프(30)가 해수(A)에 잠겨 여과된 해수(A)를 사용처(해수열교환기(130)(130))로 공급하는 경우, 철제로 이루어진 심정펌프(30)의 표면이 이온화되고, 이온화되는 심정펌프(30)의 부식부분이 수산화이온, 산소 등과 화학반응을 일으키며, 이로 인해 부식하게 되는데, 이러한 상기 심정펌프(30)의 철제부분이 이온화되는 것을 막으면, 심정펌프(30)의 부식을 방지할 수 있고, 철의 이온화를 방지하는 방법 중 하나가 이러한 심정펌프(30)에 희생양극(40)을 설치하는 것이다.

즉, 상기 심정펌프(30)의 주재료인 철보다 이온화 경향이 큰 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al) 등을 희생양극(40)으로 하여 심정펌프(30)에 대향 설치하게 되면, 아연, 마그네슘, 알루미늄 등이 이온화되고, 이온화되면서 발생한 전자는 심정펌프(30)로 흐르게 되어 심정펌프(30)의 철제 부분이 이온화되지 않게 된다. 따라서, 희생양극(40)은 부식되지만, 심정펌프(30)의 부식은 방지할 수 있는 것이다. 이는, 상기 내부 케이싱(20) 및 외부 케이싱(10) 또한 철제인 경우, 내부 케이싱(20) 및 외부 케이싱(10)의 부식 또한 방지할 수 있음은 당연할 것이다.

상기 해수열교환기(130)는 전술된 해수펌프(120)에서 취수된 해수를 담수(B)와 열교환하여, 열교환된 해수를 해양으로 배출(사용자의 실시예에 따라, 해양으로 배출되는 배출수는 양식, 담수화, 제염, 건물 냉난방 중 어느 하나에 재사용될 수 있음이다.)시키는 역할을 하는 것이다

상기 공조시스템(140)은 해수열교환기(130)에서 열교환된 담수(B)를 공급받아, 담수(B)의 열원을 통해 공조기에 의해 실내로 저온 또는 상온의 공기를 공급하여, 냉/난방이 되도록, 클라우드 데이터센터(100) 내에 설치되는 것이다.

또한, 이러한 공조시스템(140)의 경우, 난방의 경우, 클라우드 데이터센터(100) 건물 천장의 덕트를 통해 공급되며, 냉방의 경우, 클라우드 데이터센터(100) 건물 바닥의 덕트를 통해 공급되며, 상기 공조시스템(140)의 공조기는, 냉난방 조건에 따라 양방향 전환이 가능하여, 난방의 경우 하부 공조기를 통해 실내 공기를 배출하고, 냉방의 경우 상부 공조기를 통해 실내 공기가 배출되도록 할 수 있음이다.

상기 열펌프(160)는 상기 해수열교환기(130)와 공조시스템(140) 사이에 설치되어, 열교환된 담수(B)를 열원으로 사용하여, 열원수(C)를 승온 또는 감온하여 저/고온의 열원수(C)를 공조시스템(140)으로 공급하여, 냉방 또는 난방이 가능토록 하는 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 해양 심층수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터(100) 공조설비의 작동을 설명하도록 한다.

1. 열펌프(160)가 사용되지 않는 경우로써,

상기 전원부(110)를 통해 태양광에서 발생된 전원은, ESS 또는 해수펌프(120)로 공급되며, 해수펌프(120)는 태양광으로부터 전력을 받아 저온 해수(심층수)를 취수한다.

취수된 해수(A)는 해수열교환기(130)를 통하여 담수(B)와 열교환된 후 해양으로 다시 배출되며, 열교환된 담수(B)는 클라우드 데이터센터(100)의 열부하가 낮은 경우, 바로 공조시스템(140)으로 공급되어 공조기에 의해 저온 공기로 실내로 공급된다. (물론, 취수되는 해수(A)가 상온 해수인 경우에는, 공조기에 의해 상온 공기로 실내로 공급되어 난방의 역할을 할 수 있음은 당연할 것이다.)

이때, 본 발명에서는 취수되는 해수의 온도를 측정하는 온도센서(S)가 설치되어, 취수되는 해수의 측정온도가, 냉방시 사전설정온도 허용범위보다 더낮거나, 난방시 사전설정온도 허용범위보다 더높은경우, 해수를 해수열교환기(130)로 이송시키고, 취수되는 해수의 측정온도가 냉/난방시 각 사전설정온도 허용범위인 경우, 해수가 해수열교환기(130)를 거치지 않고, 공조시스템(140)에 열원으로 바로 사용될 수 있도로 할 수 있다.

2. 열펌프(160)가 사용되는 경우로써,

상기 전원부(110)를 통해 태양광에서 발생된 전원은 ESS 또는 해수펌프(120)로 공급되며, 해수펌프(120)는 태양광으로부터 전력을 받아 해수(A)(심층수)를 취수한다.

취수된 해수(A)는 해수열교환기(130)를 통하여 담수(B)와 열교환하고 해양에 다시 배출되며, 열교환된 담수(B)는 열펌프(160)의 열원으로 사용된다.

상기 열펌프(160)는 승온 또는 감온(가열, 냉각)하여 저온 또는 고온의 열원수(C)를 공조시스템(140)으로 공급하여 냉방 또는 난방을 수행하도록 하는 것이다.

이때, 해수(A)와 열교환된 담수(B) 중 일부는 공조기 팬 전단에 공급되어, 공기를 일차 냉각 또는 가열하여 열펌프(160) 부하를 감소시킬 수 있고, 이때, 겨울철 가습을위한 방안으로 열원수(C)가 공급되어지는 파이프에는 다수의 노즐이 설치되어, 상기 노즐을 통한 분사로, 사전설정 습도이하에서 가습이 작동되도록 할 수 있음이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 외부 케이싱 11, 11': 유입공
20: 내부 케이싱 30: 심정펌프
40: 희생양극 51: 흡입관
52: 펌핑수단
100: 클라우드 데이터센터 110: 전원부
120: 해수펌프 130: 해수열교환기
140: 공조시스템 150: ESS
160: 열펌프(히트펌프)
A: 해수 B: 담수
C: 열원수

Claims (9)

1. 클라우드 데이터센터(100)에 설치되는 공조설비이며,
   태양에너지의 태양광을 통해 전력을 생산하는 전원부(110);
   해양 내 바닥에 고정 설치되어, 상기 전원부(110)로부터 전원을 공급받아, 저온 또는 상온의 해수(A)를 취수하는 해수펌프(120);
   상기 해수펌프(120)에서 취수된 해수(A)를 담수(B)와 열교환하여, 열교환된 해수(A)를 해양으로 배출시키는 해수열교환기(130);
   상기 열교환된 담수(B)를 공급받아, 공조기에 의해 실내로 저온 또는 상온의 공기를 공급하여, 냉/난방이 되도록 하는 클라우드 데이터센터(100) 내 공조시스템(140);
   상기 전원부(110)로부터 전원을 공급받아 저장함으로써, 클라우드 데이터센터(100) 공조시스템(140)의 피크부하를 감소시키거나, 클라우드 데이터센터(100) 정전시의 비상발전기로서 사용이 가능한 ESS(Energy storage system);
   상기 해수열교환기(130)와 공조시스템(140) 사이에 설치되어, 열교환된 담수(B)를 열원으로 사용하여, 열원수(C)를 승온 또는 감온하여 저/고온의 열원수(C)를 공조시스템(140)으로 공급하여, 냉방 또는 난방이 가능토록 하는 열펌프(160);
   상기 해수펌프(120)는 해저면하에 설치시, 해수(A)가 내부에 유입될 수 있도록 외주연에 다수의 유입공(11)이 천공형성되며, 내부에 침전되는 해수 침전물은 외부로 배출되는 흡입관(51)이 설치되는 외부 케이싱(10)과, 상기 외부 케이싱(10)에 내설되어, 외부 케이싱(10) 내에서 잔여 이물질이 침전된 청정해수가 유입되는 내부 케이싱(20);
   상기 내부 케이싱(20)에 내설되어, 해수(A)를 해수열교환기(130)로 펌핑시킴으로써, 해수열교환기(130)에서 열교환을 통해 해수열이 사용될 수 있도록 하는 심정펌프(30);
   상기 심정펌프(30) 및 외, 내부 케이싱(10, 20)에 설치되어 부식을 방지하고 이온화 경향이 큰 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al)을 포함한 희생양극(40);으로 이루어지며,
   상기 내부 케이싱(20)은 외부 케이싱(10)에 내설되어 이중관 형태를 가지면서, 잔여 이물질이 침전된 청정해수(A)가 유입되되, 해수(A)가 내부에 유입될 수 있도록, 상기 심정펌프(30)의 하측 외주연에 다수로 천공형성되는 유입공(11');이 천공형성되고,
   상기 해수열교환기(130)에서 해수(A)와 열교환된 담수(B) 중 일부는,
   상기 공조시스템(140)의 공조기 팬 전단에 공급되어, 유입공기를 사전냉각 또는 가열함으로써, 상기 열펌프(160)의 부하를 감소시키고,
   상기 공조시스템(140)과 연결된 열원수(C) 파이프에는 노즐이 설치되어, 상기 노즐을 통해 클라우드 데이터센터(100) 내부가 사전설정습도 이하에서 가습되고,
   상기 공조시스템(140)은, 난방의 경우, 클라우드 데이터센터(100) 건물 천장의 덕트를 통해 공급되며,
   상기 공조시스템(140)은, 냉방의 경우, 클라우드 데이터센터(100) 건물 바닥의 덕트를 통해 공급되며,
   상기 공조시스템(140)의 공조기는, 냉난방 조건에 따라 양방향 전환이 가능하여, 난방의 경우 하부 공조기를 통해 실내 공기를 배출하고, 냉방의 경우 상부 공조기를 통해 실내 공기를 배출시키고,
   상기 해수펌프(120)는, 취수되는 해수의 온도를 측정하는 온도센서(S)가 설치되어, 취수되는 해수의 측정온도가, 냉방시 사전설정온도 허용범위보다 더 낮거나, 난방시 사전설정온도 허용범위보다 더 높은 경우, 해수를 해수열교환기(130)로 이송시키고, 취수되는 해수의 측정온도가 냉/난방시 각 사전설정온도 허용범위인 경우, 해수가 해수열교환기(130)만을 거치며, 해수 열펌프(160)을 거치지 않고, 공조시스템(140)에 열원으로 바로 사용되고,
   상기 해수열교환기에서 열교환 후, 해양으로 배출되는 배출수는 양식, 담수화, 제염, 건물 냉난방 중 어느 하나에 재사용되는 것을 특징으로 하는 해수 및 태양광을 이용한 클라우드 데이터센터 공조설비.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images