KR102236125B1 - 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터센터 실외에 설치되어, 내부를 따라 순환하는 냉각수와 외부공기의 열교환으로 냉각수를 냉각하는 실외기와, 데이터센터 일측에 구비되고, 냉동사이클로 순환하는 제1냉매와 제2열교환매체의 열교환으로 제2열교환매체를 냉각하는 냉동기와, 데이터센터 실내 중 서버랙에 인접하게 설치되어, 내부를 따라 유동하는 제2냉매와 서버랙의 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 실내공기를 열교환시켜, 상기 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 냉각된 실내공기를 서버랙의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하는 실내냉각기, 및 상기 실외기, 냉동기 및 실내냉각기와 전기적으로 연결되어, 동절기 운전모드, 간절기 운전모드, 하절기 운전모드 별로 상기 실외기, 냉동기 및 실내냉각기의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여, 실내냉각기의 열매체인 액상의 냉매가 액펌프로 순환되도록 하면서, 부하량에 따라 액펌프를 인버터 제어하여, 공조부하 변동에 따라 적은 소비전력으로 능동적 대응이 가능하고, 서버랙의 핫존 및 쿨존에 따른 실내공기의 대류 및 유동으로 송풍이 이루어지므로, 최소한의 송풍수단으로 냉각운영이 가능한 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템을 제공한다.

Description

냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템{Local cooling system in data center using latent heat of evaporation of refrigerant}

본 발명은 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터센터 실내의 천정 또는 서버랙 상에 실내 공기(내기)를 냉각하는 실내냉각기를 구비하고, 서버랙의 핫존(Hot Zone)에서 상향으로 대류하는 더운 공기(내기)를 실내냉각기로 통과시켜, 열매체와의 열교환으로 더운 공기(내기)를 냉각한 후, 냉각된 찬 공기(내기)를 서버랙의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하여, 기류의 이득으로 인해 종래보다 적은 소비전력으로 실내는 물론, 서버랙 주변을 냉각할 수 있는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템에 관한 것이다.

일반적으로 데이터센터는 사람이 거주하는 재실 공간이기보다는 IT 장비(서버)의 운영 환경을 최적의 상태로 유지시키는 것이 우선시되는 산업 건물에 가깝다.

즉, 장비의 보호와 안정적인 가동 조건을 제공하기 위해 에너지 절약보다는 환경 조절에 중점을 두어 왔다. 이는 IT 장비(서버)의 에러나 고장에 의해 수반되는 경제적 손실이 에너지 비용보다 훨씬 크기 때문에 적극적인 에너지 절약 방안을 고려하지 않았다.

그러나 전세계적인 추세에 따라 IT를 통해 지속 가능한 성장을 확보하는 것이 기업의 중요한 임무가 되었으며, 최근에는 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 시장 확대로 전산 환경이 고도로 집적화되고, 엄청난 양의 서버가 가동되고 있어, 일반 건물과 비교하여 최대 40배 이상의 에너지를 소비하는 데이터 센터의 급증하는 에너지 소모량이 사회적인 이슈가 되고 있는 실정이다.

따라서, 종래 인터넷 데이터 센터(Internet data center)의 운영방식을 친환경, 에너지 절약형 방식으로 개선한 그린 인터넷 데이터 센터(Green IDC)시스템으로 운영하는 것은 필연적인 과제로 등장하고 있다.

종래의 그린 인터넷 데이터 센터의 공조 시스템에 대해서 한국공개특허 제10-2011-0129514호의 "그린컴퓨팅 환경을 실현한 인터넷데이터센터 공조시스템"이 개시된 바 있는데, 이는 인터넷데이터센터의 실내 온도 유지를 위하여 냉방 및 환기를 위한 공기조화기와 공기조화기의 작동을 제어하는 공기조화기제어장치, 실내와 실외(지상층 및 지하층) 온도를 감지하여 공기조화기제어장치로 그 정보를 제공하는 온도감지기, 공기조화기로부터 인터넷데이터센터 내 냉방을 실시하기 위한 냉방용덕트와 서버 및 네트워크장치가 장착된 랙으로부터 발생하는 열을 효율적으로 외부로 배출하기 위한 환기용덕트와 이와 연계된 환기구가 구비된 파티션으로 이루어진다.

하지만, 이와 같은 종래의 인터넷 데이터 센터의 공조 시스템은 외기의 도입 및 환기에 있어서, 에너지 절약 방식이 전혀 고려되지 않은 문제점을 가지고 있었다.

또한, 다른 예에 따른 종래의 인터넷 데이터 센터의 냉각 방식으로는 압축기에 전력이 공급되어 냉매를 압축하고, 압축된 냉매가 응축기에서 열을 배출하고, 증발기에서 열을 흡수하는 일반적인 기계식 냉각 사이클을 사용하고 있다.

실질적으로 인터넷 데이터 센터의 내부에서 발생하는 약 35℃의 배출공기를 냉각시키기 위하여, 개별적으로 공랭식 항온항습기를 사용하거나, 외부에 냉각탑을 설치하여 냉각된 냉수를 항온항습기에 공급하여 실내를 냉각하는 수냉식 방법을 사용하고 있는데, 이러한 기존의 냉각방식은 24시간 365일 항상 가동해야 하는 항온항습기의 전력사용량 중 가장 큰 비중을 차지하는 압축기에서 많은 양의 전력소비를 전제로 하고 있다는 점에서, 에너지 절약에 기여하지 못하는 문제점을 가지고 있었다.

최근에는 인터넷 데이터 센터의 에너지 효율화 방안으로 동절기에 외부의 차가운 공기를 직접 인터넷 데이터 센터의 내부에 공급하는 외기 냉방시스템을 적용하고 있다.

본 발명은 실내냉각기의 열매체인 액상의 냉매가 액펌프로 순환되도록 하면서, 부하량에 따라 액펌프를 인버터 제어하여, 공조부하 변동에 따라 적은 소비전력으로 능동적 대응이 가능하고, 서버랙의 핫존 및 쿨존에 따른 대류를 이용하여 송풍이 이루어지므로, 최소한의 송풍수단으로 냉각운영이 가능한 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템은 데이터센터 실외에 설치되어, 내부를 따라 순환하는 냉각수와 외부공기의 열교환으로 냉각수를 냉각하는 실외기와, 데이터센터 일측에 구비되고, 냉동사이클로 순환하는 제1냉매와 제2열교환매체의 열교환으로 제2열교환매체를 냉각하는 냉동기와, 데이터센터 실내 중 서버랙에 인접하게 설치되어, 내부를 따라 유동하는 제2냉매와 서버랙의 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 실내공기를 열교환시켜, 상기 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 냉각된 실내공기를 서버랙의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하는 실내냉각기, 및 상기 실외기, 냉동기 및 실내냉각기와 전기적으로 연결되어, 동절기 운전모드, 간절기 운전모드, 하절기 운전모드 중 어느 하나로 상기 실외기, 냉동기 및 실내냉각기의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 실내냉각기는 유입단을 통해 액상의 제2냉매를 유입한 후 가압하여 유출단으로 유출하는 액냉매펌프와, 상기 액냉매펌프와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인으로 각각 연결되어, 상기 액냉매펌프에서 유출된 제2냉매를 유입하여, 상기 제2냉매가 유동하는 튜브들에 실내공기를 통과시켜, 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 냉각된 실내공기를 각각 유출하는 복수 개의 내기열교환기와, 상기 내기열교환기들과 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인으로 연결되어, 상기 내기열교환기에서 유출된 제2냉매를 유입하면서 상기 실외기에서 냉각된 제1열교환매체를 유입하여, 상기 제1열교환매체와 제2냉매의 열교환으로 제2냉매를 냉각하여 유출하는 제4판형열교환기와, 상기 제4판형열교환기와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인으로 연결되어, 상기 제4판형열교환기에서 유출된 제2냉매를 유입하면서 상기 냉동기에서 냉각된 제2열교환매체를 유입하여, 상기 제2열교환매체와 제2냉매의 열교환으로 제2냉매를 냉각하여 유출하는 제5판형열교환기를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 실외기는 냉각수가 유동하는 튜브들에 외부공기를 통과시켜, 상기 냉각수와 외부공기의 열교환으로 냉각된 냉각수를 유출하는 외기열교환기와, 상기 외기열교환기와 냉각수가 유동하는 냉각수라인으로 연결되어, 상기 냉각수라인을 통해 유입된 냉각수와, 내부를 따라 유동하는 제1열교환매체를 열교환시켜, 상기 냉각수와 제1열교환매체의 열교환으로 제1열교환매체를 냉각하여 유출하는 제1판형열교환기를 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 냉동기는 유입단을 통해 제1냉매를 유입하여 압축한 후 유출단으로 토출하는 압축기와, 상기 압축기와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인으로 연결되어, 상기 압축기에서 토출된 제1냉매를 유입하여 응축한 후 유출하는 제2판형열교환기와, 상기 제2판형열교환기와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인으로 연결되어, 상기 제2판형열교환기에서 유출된 제1냉매를 유입하여 팽창한 후 유출하는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브 및 압축기와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인으로 연결되어, 상기 제2판형열교환기에서 유출된 제1냉매를 유입하여 증발한 후 상기 압축기로 유출하는 제3판형열교환기를 포함한다.

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여기서 본 발명에 따른 상기 실내냉각기의 제4판형열교환기는 상기 실외기의 제1판형열교환기와 제1열교환매체가 순환하는 제1열교환매체라인으로 연결하고, 상기 실내냉각기의 제5판형열교환기는 상기 냉동기의 제2판형열교환기와 제2열교환매체가 유동하는 제2열교환매체라인으로 연결한다.

더불어 본 발명에 따른 상기 냉동기의 제3판형열교환기는 냉각수가 유동하는 냉각수라인에 연결되어, 상기 팽창밸브에서 유입된 제1냉매와 냉각수를 열교환시켜, 냉각수가 제1냉매의 열을 흡열하여 제1냉매가 증발작용한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인 중 상기 냉동기의 제2판형열교환기 측으로 분기하는 분기지점에 구비되어, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 선택적으로 개폐하는 제1삼방밸브와, 상기 냉동기의 제2판형열교환기를 경유한 냉각수라인 중 상기 외기열교환기 유입단 측으로 합류하는 합류지점에 구비되어, 합류되는 냉각수라인을 선택적으로 개폐하는 제2삼방밸브를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 제어부는 동절기 운전모드일 경우, 상기 제1삼방밸브로 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하고, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 폐쇄 제어하며, 상기 제2삼방밸브로 상기 제2판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단으로 합류하는 냉각수라인을 폐쇄 제어하고, 상기 제1판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단 측으로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하여, 냉각수가 상기 외기열교환기에서 유출되어, 제1판형열교환기 만을 경유하고 다시 외기열교환기로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어부는 간절기 운전모드일 경우, 상기 제1삼방밸브로 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하고, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 개방 제어하며, 상기 제2삼방밸브로 상기 제2판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단으로 합류하는 냉각수라인을 개방 제어하고, 상기 제1판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단 측으로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하여, 냉각수가 상기 외기열교환기에서 유출되어, 상기 제1판형열교환기 및 제2판형열교환기를 경유한 후, 다시 외기열교환기로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어한다.

더불어 본 발명에 따른 상기 제어부는 하절기 운전모드일 경우, 상기 제1삼방밸브로 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인을 폐쇄 제어하고, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 개방 제어하며, 상기 제2삼방밸브로 상기 제2판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단으로 합류하는 냉각수라인을 폐쇄 제어하고, 상기 제1판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단 측으로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하여, 냉각수가 상기 외기열교환기에서 유출되어, 제2판형열교환기 만을 경유하고 다시 외기열교환기로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어한다.

본 발명에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.

첫째, 실내냉각기의 열매체인 액상의 냉매가 액펌프로 순환되도록 하면서, 부하량에 따라 액펌프를 인버터 제어하여, 공조부하 변동에 따라 적은 소비전력으로 능동적 대응이 가능하다.

둘째, 서버랙의 핫존 및 쿨존에 따른 실내공기의 대류 및 유동으로 송풍이 이루어지므로, 최소한의 송풍수단으로 냉각운영이 가능하다.

셋째, 실내냉각기가 해당 서버랙들과 근접 배치되기 때문에, 국부적으로 서버랙에 균일한 온도의 공기를 지속적으로 공급할 수 있다.

넷째, 액냉매의 사용으로 실내로 공급되는 냉온도를 높게 가져갈 수 있어, 실내공기에 응축수가 생기지 않아 서버의 안전성을 더하고, 냉동기의 냉동효율이 증가되는 장점이 있다.

다섯째, 외기냉방과 달리 덕트의 추가설치가 요구되지 않을 뿐만 아니라, 기건축물에도 적용 가능하여 호환성이 증대된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템의 실시 상태를 간략하게 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템의 냉매, 냉각수 및 열교환매체의 순환 경로를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내냉각기의 내기열교환기를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내기열교환기의 튜브를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템이 동절기 운전모드로 운영될 시 냉매 순환 경로를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템이 간절기 운전모드로 운영될 시 냉매 순환 경로를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템이 하절기 운전모드로 운영될 시 냉매 순환 경로를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 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 실시예에 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.

도 1을 참조한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템은 실내냉각기(300)를 서버랙(1)의 상부에 구비하는 천정형과, 실내냉각기(300)를 서버랙(1) 사이에 구비하는 스텐드형으로 실시할 수 있는데, 천정형은 데이터센터 실내의 천정 또는 서버랙(1) 상측에 실내공기를 냉각하는 실내냉각기(300)를 구비하고, 서버랙(1)의 핫존(Hot Zone)에서 상향으로 대류하는 더운 실내공기를 실내냉각기(300)로 통과시켜, 실내냉각기(300)에서 냉매와의 열교환으로 더운 실내공기를 냉각한 후, 냉각된 찬 실내공기를 서버랙(1)의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하여, 실내공기의 대류에 따른 기류의 이득으로 인해 종래보다 적은 소비전력으로 실내는 물론, 서버랙(1) 주변을 냉각할 수 있다.

그리고 스텐드형은 해당 단위별로 구획된 서버랙(1) 사이에 실내공기를 냉각하는 실내냉각기(300)를 구비하고, 서버랙(1)의 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 더운 실내공기를 실내냉각기(300)로 통과시켜, 실내냉각기(300)에서 냉매와의 열교환으로 더운 실내공기를 냉각한 후, 냉각된 찬 실내공기를 서버랙의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하여, 실내공기의 유동에 따른 기류의 이득으로 인해 종래보다 적은 소비전력으로 실내는 물론, 서버랙(1) 주변을 냉각할 수 있다.

이때 상기 스텐드형은 해당 단위별로 구획된 서버랙(1)들의 일측을 벽체로 컨테이먼트하여, 상기 벽체에 의해 컨테이먼트된 공간을 핫존(Hot Zone)으로 하고, 그 공간의 외부를 쿨존(Cool Zone)으로 하여, 상기 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 더운 실내공기를 실내냉각기(300)로 통과시켜, 실내냉각기(300)에서 냉매와의 열교환으로 더운 실내공기를 냉각한 후, 냉각된 찬 실내공기를 쿨존(Cool Zone)으로 유출하여, 실내는 물론, 서버랙(1)을 냉각할 수 있다. 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2를 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템은 실외기(100)와, 냉동기(200)와, 실내냉각기(300)와, 제어부(400)가 포함되는데, 상기 실외기(100)는 데이터센터 실외에 설치되어, 내부를 따라 순환하는 냉각수와 외부공기의 열교환으로 냉각수를 냉각한다.

이때 외부공기에 의해 냉각된 냉각수는 상기 실내냉각기(300)를 순환하는 제1열교환매체와의 열교환으로 제1열교환매체를 냉각하고, 상기 냉각수에 의해 냉각된 제1열교환매체는 상기 실내냉각기(300)를 순환하는 제2냉매와의 열교환으로 제2냉매하며, 상기 제2냉매는 데이터센터 실내의 더운 실내공기와 열교환으로 실내공기를 냉각한다.

보다 상세하게 살펴보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 실외기(100)는 냉각수라인(10)으로 서로 연결된 외기열교환기(110)와, 제1판형열교환기(120)가 포함되는데, 상기 외기열교환기(110)는 냉각수가 유동하는 튜브들에 외부공기를 통과시켜, 외부공기와 냉각수의 열교환으로 냉각된 냉각수를 유출한다.

여기서 상기 외기열교환기(110)를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 외기열교환기(110)는 전면과 후면이 통하는 육면체를 이루는 프레임이 구비되고, 상기 프레임에는 코어 및 전열핀이 내부에 구비된다.

상기 코어는 중공을 갖는 관 상으로 내부를 통해 열매체인 냉각수를 유동시키고, 열전도성이 높은 재질 중 하나인 구리로 이루어지며, 상기 프레임 내부에 일정한 간격을 두고 상, 하의 방향을 따라 다수 개가 일정하게 수평배치된다.

이때 상기 코어들의 좌, 우측 양끝단은 상기 프레임의 좌, 우측면을 관통하여 노출되고, 노출된 양끝단은 리턴밴드(U-bend)로 연결되어 하나의 유로로 연결되는 것이 바람직하고, 상기 코어는 내부 중공을 통해 좌,우측 길이방향을 따라 열 매체를 유동시키면서 상기 코어들 사이를 통과하는 공기와의 열교환을 통해 열을 주거나 잃는다.

또한 상기 전열핀은 판 상으로 열전도성이 높은 재질 중 하나인 구리 또는 알루미늄으로 이루어지며, 상기 프레임 내부에 일정한 간격을 두고 좌, 우의 방향을 따라 상기 다수의 코어와 직교하게 일정하게 수직배치된다.

이때 상기 프레임 내부에 수직으로 배치된 다수의 전열핀을 수평으로 배치되는 다수의 코어들이 관통하는 형태로 직교 연결되어, 상기 다수의 코어에서 전도된 열매체인 냉각수의 열이 전열핀을 통해 공기와 열교환되어 냉각된다.

그리고 상기 프레임을 기준으로 좌측 및 우측에는 각각 좌측헤더 및 우측헤더가 배치되는데, 상기 좌, 우측헤더는 구리 재질의 중공을 갖는 관 상으로 수직으로 세워져 다수의 코어들의 좌, 우측단인 좌, 우측 리턴밴드들이 상기 좌측헤더 및 우측헤더와 각각 연결되어, 상기 좌측헤더 및 우측헤더를 통해 연통한다.

따라서 상기한 구성의 외기열교환기(110)는 냉각수가 유동하는 튜브에 외기를 통과시켜, 냉각수와 외기의 열교환으로 냉각된 냉각수를 다음구성요소인 제1판형열교환기(120)으로 유출한다.

또한 상기 냉각수라인(10)을 따라 유동하는 냉각수는 상기 냉각수라인(10) 상에 구비되는 냉각수펌프(도시하지 않음)의 구동에 의해 유동하게 되고, 상기 냉각수펌프(도시하지 않음)의 구동은 외기온도에 따라 제어신호를 송출하는 제어부(400)에 의해 그 구동이 제어되며, 상기 외기열교환기(110)의 유출단에는 제1삼방밸브(11)를 통해 상기 냉각수라인(10)에서 분기되어 상기 냉동기(200)의 제2판형열교환기(220)로 가는 냉각수라인(10)이 분기된다.

이때 분기된 냉각수라인(10)은 상기 냉동기(200)의 제2판형열교환기(220)를 경유한 후 다시 상기 외기열교환기(110)의 유입측 냉각수라인(10)으로 합류하고, 합류지점에는 제2삼방밸브(12)를 구비하며, 상기 제1삼방밸브(11) 및 제2삼방밸브(12)는 상기 제어부(400)와 전기적으로 연결되어, 동절기 운전모드, 간절기 운전모드, 하절기 운전모드 별로 상기 제어부(400)에 의해 냉각수라인(10)의 유로를 변경한다.

그리고 상기 제1판형열교환기(120)는 상기 외기열교환기(110)와 냉각수가 유동하는 냉각수라인(10)으로 연결되어, 상기 냉각수라인(10)을 통해 유입된 냉각수와, 내부를 따라 유동하는 제1열교환매체를 열교환시켜, 상기 냉각수와 제1열교환매체의 열교환으로 제1열교환매체를 냉각하여 유출한다.

이때 상기 제1판형열교환기(120)는 두 종류의 열매체를 각각 유입하는 한 쌍의 유입구 및 두 종류의 열매체(냉매, 냉각수 및 열교환매체)를 각각 유출하는 한 쌍의 유출구를 형성하고, 0.6∼1.5㎜ 두께의 스테인리스 강철판을 파형(波型)으로 가공하여 4∼7㎜의 간격을 두고 여러장을 겹쳐 조립된 것으로, 두 종류의 열매체를 각각 유입하여, 각각의 열매체가 유동하는 유로를 면접시켜, 두 종류의 열매체가 간접적 서로 열교환하게 한다.

따라서 상기 제1판형열교환기(120)는 냉각수라인(10) 및 제1열교환매체라인(40)과 연결되어, 상기 냉각수라인(10)을 따라 유동하는 냉각수와, 상기 제1열교환매체라인(40)을 따라 유동하는 제1열교환매체를 각각 유입하여, 상기 냉각수 및 제1열교환매체를 서로 열교환시켜, 상기 냉각수와 제1열교환매체의 열교환으로 상기 냉각수는 제1열교환매체의 열을 빼앗아 히팅되어 유출되고, 상기 제1열교환매체는 냉각수에게 열을 빼앗겨 냉각되어 유출된다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 냉동기(200)는 데이터센터 일측에 구비되고, 냉동사이클로 순환하는 제1냉매와 유입된 제2열교환매체를 열교환시켜, 상기 제1냉매와 제2열교환매체의 열교환으로 제2열교환매체를 냉각한다.

이때 상기 냉동기(200)의 제1냉매는 냉동사이클인 압축, 응축, 팽창, 증발 순으로 순환하기 위해 제1냉매라인(20)을 따라 유동하고, 상기 제1냉매라인(20) 상에는 압축기(210)와, 제2판형열교환기(220)와, 팽창밸브(230)와, 제3판형열교환기(240)를 구비하는데, 먼저 압축기(210)는 통상의 압축기와 같이 유입단을 통해 제1냉매를 유입하여 압축한 후 유출단으로 토출한다.

그리고 상기 제2판형열교환기(220)는 상기 압축기(210)와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인(20)으로 연결되어, 상기 압축기(210)에서 토출된 제1냉매를 유입하여 응축한 후 유출한다.

이때 상기 제2판형열교환기(220) 역시, 두 종류의 열매체를 각각 유입하는 한 쌍의 유입구 및 유출하는 한 쌍의 유출구가 형성되고, 0.6∼1.5㎜ 두께의 스테인리스 강철판을 파형(波型)으로 가공하여 4∼7㎜의 간격을 두고 여러장을 겹쳐 조립된 것으로, 두 종류의 열매체를 각각 유입하여, 각각의 열매체가 유동하는 유로를 면접시켜, 두 종류의 열매체가 간접적 서로 열교환한다.

따라서 상기 제2판형열교환기(220)는 제1냉매라인(20) 및 냉각수라인(10)과 연결되어, 상기 제1냉매라인(20)을 따라 유동하는 제1냉매와, 상기 냉각수라인(10)을 따라 유동하는 냉각수를 각각 유입하여, 상기 제1냉매 및 냉각수를 서로 열교환시켜, 상기 제1냉매와 냉각수의 열교환으로 상기 제1냉매는 냉각수의 냉(冷)으로 응축되고, 상기 냉각수는 제1냉매의 열을 빼앗아 히팅되어 유출된다.

또한 상기 팽창밸브(230)는 상기 제2판형열교환기(220)와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인(20)으로 연결되어, 상기 제2판형열교환기(220)에서 유출된 제1냉매를 유입하여 팽창한 후 유출한다.

그리고 상기 제3판형열교환기(240)는 상기 팽창밸브(230) 및 압축기(210)와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인(20)으로 연결되어, 상기 제2판형열교환기(220)에서 유출된 제1냉매를 유입하여 증발한 후 상기 압축기(210)로 유출한다.

여기서 상기 냉동기(200)의 제3판형열교환기(240)는 냉각수가 유동하는 냉각수라인(10)에 연결되어, 상기 팽창밸브(230)에서 유입된 제1냉매와 냉각수를 열교환시켜, 냉각수가 제1냉매의 열을 흡열하여 제1냉매가 증발작용한다.

이때 상기 제3판형열교환기(240) 역시, 두 종류의 열매체를 각각 유입하는 한 쌍의 유입구 및 유출하는 한 쌍의 유출구가 형성되고, 0.6∼1.5㎜ 두께의 스테인리스 강철판을 파형(波型)으로 가공하여 4∼7㎜의 간격을 두고 여러장을 겹쳐 조립된 것으로, 두 종류의 열매체를 각각 유입하여, 각각의 열매체가 유동하는 유로를 면접시켜, 두 종류의 열매체가 간접적 서로 열교환한다.

따라서 상기 제3판형열교환기(240)는 제1냉매라인(20) 및 제2열교환매체라인(50)과 연결되어, 상기 제1냉매라인(20)을 따라 유동하는 제1냉매와, 상기 제2열교환매체라인(50)을 따라 유동하는 제2열교환매체를 각각 유입하여, 상기 제1냉매 및 제2열교환매체를 서로 열교환시켜, 상기 제1냉매와 제2열교환매체의 열교환으로 상기 제1냉매는 제2열교환매체의 열을 빼앗아 증발되고, 상기 제2열교환매체는 제1냉매의 열을 빼앗겨 냉각되어 유출된다.

더불어 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내냉각기(300)는 데이터센터 실내 중 서버랙(1)과 인접하게 설치되어, 내부를 따라 유동하는 제2냉매에 서버랙(1)의 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 실내공기를 통과시켜, 상기 실내냉각기(300)에서 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 실내공기를 냉각하여, 냉각된 실내공기를 서버랙(1)의 쿨존(Cool Zone)으로 유출한다.

이때 상기 실내냉각기(300)는 액냉매펌프(310)와, 내기열교환기(320)와, 제4판형열교환기(330)와, 제5판형열교환기(340)를 포함하는데, 먼저 상기 액냉매펌프(310)는 유입단을 통해 액상의 제2냉매를 유입한 후 가압하여 유출단으로 유출한다.

여기서 상기 액냉매펌프(310)는 부하량(실내 온도)에 따라 임펠라의 회전속도를 인버터 제어하는데, 부하량(실내 온도)에 따라 주파수 또는 전압을 변경하여 임펠라의 회전속도를 조절하여, 액냉매의 송출량 및 압력을 조절한다.

그리고 상기 내기열교환기(320)는 서버랙(1)과 인접하게 설치되는 것으로, 상기 액냉매펌프(310)와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인(30)으로 연결되어, 상기 액냉매펌프(310)에서 유출된 제2냉매를 유입하여, 상기 제2냉매가 유동하는 튜브에 실내공기를 통과시켜, 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 냉각된 실내공기를 유출한다.

이때, 도 3 및 도 4를 참조한 상기 내기열교환기(320)는 제1헤더(321), 제2헤더(322)와, 튜브(323)들 및 열교환용 핀(324)들을 포함하는데, 상기 제1헤더(321) 및 제2헤더(322)는 양측이 마주보며 이격되게 배치된다.

또한 제1헤더(321) 및 제2헤더(322)는 서로 마주보는 방향으로 각각 출입구들이 설정간격으로 배열되며, 상기 튜브(323)들이 각각 연통되고, 냉매의 압력손실이 크기 때문에, 제1헤더(321) 및 제2헤더(322)를 사용하여 튜브(323)들에 유량을 분배한다.

여기서 상기 튜브(323)들은 유체 통로의 역할을 하며 열전달효율을 극대화 하기위해 알루미늄 튜브를 납작하게 압출하거나 알루미늄판을 접어서 납작 튜브(323)로 형성하는데, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 상기 납작 튜브(323)들은 다양하게 형성될 수 있다.

상기 납작 튜브(323)는 좌, 우측 폭 길이를 따라 복수 개의 유로들 일정한 간격으로 형성하는데, 여기서 상기 유로(325)들의 내측면을 따라 미세핀(326)들을 돌출형성하여, 상기 유로의 내측 면적을 증가시켜 열교환 효율을 향상시킨다.

상기 유로(325)들은 다른 변형예로 상기 유로(325)들이 평행사변형 또는 타원형으로 형성할 수 있으며, 이에 한정하지 않고 상기 유로들은 양 측면들의 길이는 동일하나 상하면들은 각각 마주보도록, 반원으로 형성되거나 또는 다각형 등으로 형성할 수도 있다.

상기 열교환용 핀(324)들은 상기 납작 튜브(323)에 인접하는 공간들 사이에서 배치하는데, 상기 열교환용 핀(324)들은 상기 납작 튜브(323)들 사이에서 지그재그식으로 연속되게 절곡되면서 상기 납작 튜브(323)들 사이에 배치되어, 넓은 전열면적으로 통과하는 유체와 용이하게 열교환 시킨다.

따라서 상기한 구성의 내기열교환기(320)는 제2냉매가 유동하는 납작 튜브(323)에 서버랙의 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 더운 실내공기를 통과시켜, 상기 납작 튜브(323)들을 따라 유동하는 제2냉매와 더운 실내공기의 열교환으로 냉각된 찬 실내공기를 서버랙(1)의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하여, 실내는 물론 서버랙(1) 및 그 주변이 냉각되도록 한다.

이때 실내공기는 별도의 송풍수단 없이 온도에 따른 밀도 차로 유동하는 실내공기를 자연스럽게 유입하고 유출하므로, 실내공기의 대류 및 유동에 따른 기류의 이득으로 인해 적은 소비전력으로 실내는 물론 서버랙(1)을 냉각할 수 있다.

또한, 상기 제4판형열교환기(330)는 상기 내기열교환기(320)와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인(30)으로 연결되어, 상기 내기열교환기(320)에서 유출된 제2냉매를 유입하면서 상기 실외기(100)에서 냉각된 제1열교환매체를 유입하여, 상기 제1열교환매체와 제2냉매의 열교환으로 제2냉매를 냉각하여 유출한다.

여기서 상기 실내냉각기(300)의 제4판형열교환기(330)는 상기 실외기(100)의 제1판형열교환기(120)와 제1열교환매체가 유동하는 제1열교환매체라인(40)으로 연결되어, 상기 제4판형열교환기(330)는 제2냉매라인(30) 및 제1열교환매체라인(40)과 연결되어, 상기 제2냉매라인(30)을 따라 유동하는 제2냉매와, 상기 제1열교환매체라인(40)을 따라 유동하는 제1열교환매체를 각각 유입하여, 상기 제2냉매 및 제1열교환매체를 서로 열교환시켜, 상기 제2냉매와 제1열교환매체의 열교환으로 상기 제2냉매는 제1열교환매체에게 열을 빼앗겨 냉각되어 유출되고, 상기 제1열교환매체는 제2냉매의 열을 빼앗아 히팅되어 유출된다.

그리고 상기 제5판형열교환기(340)는 상기 제4판형열교환기(330)와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인(30)으로 연결되어, 상기 제4판형열교환기(330)에서 유출된 제2냉매를 유입하면서 상기 냉동기(200)에서 냉각된 제2열교환매체를 유입하여, 상기 제2열교환매체와 제2냉매의 열교환으로 제2냉매를 냉각하여 유출한다.

여기서 상기 실내냉각기(300)의 제5판형열교환기(340)는 상기 냉동기(200)의 제3판형열교환기(240)와 제2열교환매체가 유동하는 제2열교환매체라인(50)으로 연결되어, 상기 제2냉매라인(30)을 따라 유동하는 제2냉매와, 상기 제2열교환매체라인(50)을 따라 유동하는 제2열교환매체를 각각 유입하여, 상기 제2냉매 및 제2열교환매체를 서로 열교환시켜, 상기 제2냉매와 제2열교환매체의 열교환으로 상기 제2냉매는 제2열교환매체에게 열을 빼앗겨 냉각되어 유출되고, 상기 제2열교환매체는 제2냉매의 열을 빼앗아 히팅되어 유출된다.

더불어 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(400)는 상기 실외기(100), 냉동기(200) 및 실내냉각기(300)와 전기적으로 연결되어, 외기의 온도 및 습도에 따라 상기 실외기(100), 냉동기(200) 및 실내냉각기(300)의 구동을 제어한다.

이때 상기 제어부(400)는 동절기 운전모드, 간절기 운전모드, 하절기 운전모드 별로 상기 실외기(100), 냉동기(200) 및 실내냉각기(300)의 구동 및 냉각수의 순환경로를 제어하는데 이 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5를 참조한 동절기 운전모드에서는 데이터센터의 실내 냉각시스템의 제어부(400)에서 송출된 신호에 의해 동절기 운전모드가 선택되면, 상기 제1삼방밸브(11)로 상기 외기열교환기(110) 유출단에서 상기 제1판형열교환기(120)로 연결된 냉각수라인(10)을 개방 제어하고, 상기 제2판형열교환기(220)로 분기되는 냉각수라인(10)을 폐쇄 제어하며, 상기 제2삼방밸브(12)로 상기 제2판형열교환기(220)에서 상기 외기열교환기(110) 유입단으로 합류하는 냉각수라인(10)을 폐쇄 제어하고, 상기 제1판형열교환기(120)에서 상기 외기열교환기(110) 유입단 측으로 연결된 냉각수라인(10)을 개방 제어하여, 냉각수가 상기 외기열교환기(110)에서 유출되어, 제1판형열교환기(120) 만을 경유하고 다시 외기열교환기(110)로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어된다.

이때 상기한 제어로 상기 실외기(100) 및 실내냉각기(300) 만이 구동하게 되는데, 상기 실외기(100)에서 겨울의 차가운 외부공기로 냉각수를 냉각하여 실내냉각기(300)로 전달함. 실내냉각기(300)로 전달된 냉각수는 액냉매펌프(310)에 의해 순환되는 제2냉매를 냉각 응축시키게 되고, 냉각 응축된 제2냉매가 각 내기열교환기(320)로 분배 공급되어, 상기 서버랙(1)의 핫존(Hot Zone)에서 상향으로 대류하는 더운 공기(내기)를 내기열교환기(320)로 통과시켜, 열매체와의 열교환으로 더운 공기(내기)를 냉각한 후, 냉각된 찬 공기(내기)를 서버랙(1)의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하여 서버랙(1)을 냉각하게 된다.

상기 내기열교환기(320)에서 유출되는 제2냉매는 기체 상태로 증발되어 제4판형열교환기(330) 및 제5판형열교환기(340)를 경유하게 되고, 이때 상기 액냉매펌프(310)는 실내 온도에 따라 인버터 제어되며, 동절기 운전모드 시 외기에 의한 프리쿨링(free cooling)이 적용됨에 따라 효율이 가장 높다.

도 6을 참조한 간절기 운전모드에서는 데이터센터의 실내 냉각시스템의 제어부(400)에서 송출된 신호에 의해 간절기 운전모드가 선택되면, 상기 제1삼방밸브(11)로 상기 외기열교환기(110) 유출단에서 상기 제1판형열교환기(120)로 연결된 냉각수라인(10)을 개방 제어하고, 상기 제2판형열교환기(220)로 분기되는 냉각수라인(10)을 개방 제어하며, 상기 제2삼방밸브(12)로 상기 제2판형열교환기(220)에서 상기 외기열교환기(110) 유입단으로 합류하는 냉각수라인(10)을 개방 제어하고, 상기 제1판형열교환기(120)에서 상기 외기열교환기(110) 유입단 측으로 연결된 냉각수라인(10)을 개방 제어하여, 냉각수가 상기 외기열교환기(110)에서 유출되어, 상기 제1판형열교환기(120) 및 제2판형열교환기(220)를 경유한 후, 다시 외기열교환기(110)로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어된다.

이때 상기 실외기(100)에서 유출된 냉각수가 상기 냉동기(200) 및 상기 실내냉각기(300)로 각각 순환하게 되고, 간절기일 경우 프리쿨링(free cooling)으로만 서버랙(1)을 냉각하기 외기의 온도가 충분하지 않아 부족한 냉동능력을 냉동기(200)를 통해 보완하게 되는데, 외기 및 실내의 온도에 따라 냉동기(200)가 선택적으로 구동하게 된다.

도 7을 참조한 하절기 운전모드에서는 데이터센터의 실내 냉각시스템의 제어부(400)에서 송출된 신호에 의해 하절기 운전모드가 선택되면, 상기 제1삼방밸브(11)로 상기 외기열교환기(110) 유출단에서 상기 제1판형열교환기(120)로 연결된 냉각수라인(10)을 폐쇄 제어하고, 상기 제2판형열교환기(220)로 분기되는 냉각수라인(10)을 개방 제어하며, 상기 제2삼방밸브(12)로 상기 제2판형열교환기(220)에서 상기 외기열교환기(110) 유입단으로 합류하는 냉각수라인(10)을 폐쇄 제어하고, 상기 제1판형열교환기(120)에서 상기 외기열교환기(110) 유입단 측으로 연결된 냉각수라인(10)을 개방 제어하여, 냉각수가 상기 외기열교환기(110)에서 유출되어, 제2판형열교환기(220) 만을 경유하고 다시 외기열교환기(110)로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어된다.

이때 하절기일 경우, 외기의 온도가 높아 외기를 통한 프리쿨링(free cooling)이 불가능하여, 상기 실외기(100)에서 냉각된 냉각수는 전부 냉동기(200)의 제2판형열교환기(220)으로 유출되어, 상기 제2판형열교환기(220)에서 제1냉매가 응축되도록 한다.

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

1: 서버랙 10: 냉각수라인
11: 제1삼방밸브 12: 제2삼방밸브
20: 제1냉매라인 30: 제2냉매라인
40: 제1열교환매체라인 50: 제2열교환매체라인
100: 실외기 110: 외기열교환기
120: 제1판형열교환기 200: 냉동기
210: 압축기 220: 제2판형열교환기
230: 팽창밸브 240: 제3판형열교환기
300: 실내냉각기 310: 액냉매펌프
320: 내기열교환기 330: 제4판형열교환기
340: 제5판형열교환기 400: 제어부

Claims (10)

1. 데이터센터 실외에 설치되어, 내부를 따라 순환하는 냉각수와 외부공기의 열교환으로 냉각수를 냉각하는 실외기;
   데이터센터 일측에 구비되고, 냉동사이클로 순환하는 제1냉매와 제2열교환매체의 열교환으로 제2열교환매체를 냉각하는 냉동기;
   데이터센터 실내 중 서버랙에 인접하게 설치되어, 내부를 따라 유동하는 제2냉매와 서버랙의 핫존(Hot Zone)에서 유동하는 실내공기를 열교환시켜, 상기 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 냉각된 실내공기를 서버랙의 쿨존(Cool Zone)으로 유출하는 실내냉각기; 및
   상기 실외기, 냉동기 및 실내냉각기와 전기적으로 연결되어, 동절기 운전모드, 간절기 운전모드, 하절기 운전모드 중 어느 하나로 상기 실외기, 냉동기 및 실내냉각기의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 실내냉각기는
   유입단을 통해 액상의 제2냉매를 유입한 후 가압하여 유출단으로 유출하는 액냉매펌프와;
   상기 액냉매펌프와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인으로 각각 연결되어, 상기 액냉매펌프에서 유출된 제2냉매를 유입하여, 상기 제2냉매가 유동하는 튜브들에 실내공기를 통과시켜, 제2냉매와 실내공기의 열교환으로 냉각된 실내공기를 각각 유출하는 복수 개의 내기열교환기와;
   상기 내기열교환기들과 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인으로 연결되어, 상기 내기열교환기에서 유출된 제2냉매를 유입하면서 상기 실외기에서 냉각된 제1열교환매체를 유입하여, 상기 제1열교환매체와 제2냉매의 열교환으로 제2냉매를 냉각하여 유출하는 제4판형열교환기와;
   상기 제4판형열교환기와 제2냉매가 유동하는 제2냉매라인으로 연결되어, 상기 제4판형열교환기에서 유출된 제2냉매를 유입하면서 상기 냉동기에서 냉각된 제2열교환매체를 유입하여, 상기 제2열교환매체와 제2냉매의 열교환으로 제2냉매를 냉각하여 유출하는 제5판형열교환기;를 포함하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실외기는
   냉각수가 유동하는 튜브들에 외부공기를 통과시켜, 상기 냉각수와 외부공기의 열교환으로 냉각된 냉각수를 유출하는 외기열교환기와;
   상기 외기열교환기와 냉각수가 유동하는 냉각수라인으로 연결되어, 상기 냉각수라인을 통해 유입된 냉각수와, 내부를 따라 유동하는 제1열교환매체를 열교환시켜, 상기 냉각수와 제1열교환매체의 열교환으로 제1열교환매체를 냉각하여 유출하는 제1판형열교환기;를 포함하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉동기는
   유입단을 통해 제1냉매를 유입하여 압축한 후 유출단으로 토출하는 압축기와;
   상기 압축기와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인으로 연결되어, 상기 압축기에서 토출된 제1냉매를 유입하여 응축한 후 유출하는 제2판형열교환기와;
   상기 제2판형열교환기와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인으로 연결되어, 상기 제2판형열교환기에서 유출된 제1냉매를 유입하여 팽창한 후 유출하는 팽창밸브와;
   상기 팽창밸브 및 압축기와 제1냉매가 유동하는 제1냉매라인으로 연결되어, 상기 제2판형열교환기에서 유출된 제1냉매를 유입하여 증발한 후 상기 압축기로 유출하는 제3판형열교환기;를 포함하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
4. 삭제
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 실내냉각기의 제4판형열교환기는 상기 실외기의 제1판형열교환기와 제1열교환매체가 순환하는 제1열교환매체라인으로 연결하고,
   상기 실내냉각기의 제5판형열교환기는 상기 냉동기의 제2판형열교환기와 제2열교환매체가 유동하는 제2열교환매체라인으로 연결하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 냉동기의 제3판형열교환기는 냉각수가 유동하는 냉각수라인에 연결되어, 상기 팽창밸브에서 유입된 제1냉매와 냉각수를 열교환시켜, 냉각수가 제1냉매의 열을 흡열하여 제1냉매가 증발작용하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인 중 상기 냉동기의 제2판형열교환기 측으로 분기하는 분기지점에 구비되어, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 선택적으로 개폐하는 제1삼방밸브와;
   상기 냉동기의 제2판형열교환기를 경유한 냉각수라인 중 상기 외기열교환기 유입단 측으로 합류하는 합류지점에 구비되어, 합류되는 냉각수라인을 선택적으로 개폐하는 제2삼방밸브;를 포함하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어부는
   동절기 운전모드일 경우,
   상기 제1삼방밸브로 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하고, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 폐쇄 제어하며,
   상기 제2삼방밸브로 상기 제2판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단으로 합류하는 냉각수라인을 폐쇄 제어하고, 상기 제1판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단 측으로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하여,
   냉각수가 상기 외기열교환기에서 유출되어, 제1판형열교환기 만을 경유하고 다시 외기열교환기로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어부는
   간절기 운전모드일 경우,
   상기 제1삼방밸브로 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하고, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 개방 제어하며,
   상기 제2삼방밸브로 상기 제2판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단으로 합류하는 냉각수라인을 개방 제어하고, 상기 제1판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단 측으로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하여,
   냉각수가 상기 외기열교환기에서 유출되어, 상기 제1판형열교환기 및 제2판형열교환기를 경유한 후, 다시 외기열교환기로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는
    하절기 운전모드일 경우,
    상기 제1삼방밸브로 상기 외기열교환기 유출단에서 상기 제1판형열교환기로 연결된 냉각수라인을 폐쇄 제어하고, 상기 제2판형열교환기로 분기되는 냉각수라인을 개방 제어하며,
    상기 제2삼방밸브로 상기 제2판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단으로 합류하는 냉각수라인을 폐쇄 제어하고, 상기 제1판형열교환기에서 상기 외기열교환기 유입단 측으로 연결된 냉각수라인을 개방 제어하여,
    냉각수가 상기 외기열교환기에서 유출되어, 제2판형열교환기 만을 경유하고 다시 외기열교환기로 유입되는 냉각수 순환경로를 이루도록 제어하는 냉매의 증발잠열을 이용한 데이터센터 실내의 국부 냉각시스템.

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