KR102513802B1

KR102513802B1 - 냉각 시스템

Info

Publication number: KR102513802B1
Application number: KR1020210034552A
Authority: KR
Inventors: 지밍 루오; 이이 듀안; 빈 이; 시아오종 리
Original assignee: 베이징 바이두 넷컴 사이언스 앤 테크놀로지 코., 엘티디.
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: US11612082B2; EP3910265A1; JP7223049B2; JP2021099218A; KR20210038458A; EP3910265B1; US20210360831A1

Abstract

본 개시는 데이터 센터의 냉각 기술 분야에 관한 냉각 시스템을 공개한다. 상기 시스템은 증발식 응축기, 펌프 캐비닛 및 열교환 말단을 포함하고, 상기 펌프 캐비닛은 제1 브랜치 및 제2 브랜치를 포함하며; 여기서, 상기 제1 브랜치는 액체 저장 탱크 및 불소 펌프를 포함하고, 상기 액체 저장 탱크의 입력단은 상기 증발식 응축기의 출력단에 연결되며, 상기 액체 저장 탱크의 출력단은 상기 불소 펌프의 입력단에 연결되고, 상기 불소 펌프의 출력단은 상기 열교환 말단의 입력단에 연결되며; 상기 제2 브랜치는 압축기를 포함하고, 상기 압축기의 입력단은 상기 열교환 말단의 출력단에 연결되며, 상기 압축기의 출력단은 상기 증발식 응축기의 입력단에 연결된다. 본 개시에 따른 기술은 냉각 시스템의 열교환 단계를 감소시킬 수 있음으로써, 냉각 시스템의 에너지 소모를 감소시키고, 냉각 시스템의 에너지 절약성을 향상시킬 수 있다.

Description

냉각 시스템{REFRIGERATION SYSTEM}

본 개시는 데이터 센터 기술 분야에 관한 것으로, 특히 데이터 센터의 냉각 기술 분야에 관한 것이고, 구체적으로 냉각 시스템에 관한 것이다.

데이터 센터는 한 세트의 복잡한 기기로, 컴퓨터 시스템 및 이와 조립되는 기기를 포함할 뿐만 아니라, 여분의 데이터 통신 연결 기기, 환경 제어 기기, 모니터링 기기 및 다양한 안전 장치도 포함한다. 데이터 센터에 포함된 각 기기는 작업 과정에서 대량의 열을 발생하는데, 만약 발생된 열량을 제때에 산열시키지 않으면, 데이터 센터에 포함된 기기는 온도가 지나치게 높아져 고장이 발생될 수 있으므로, 데이터 센터의 정상적인 작동에 영향을 준다. 이에, 데이터 센터에 냉각 시스템을 설치하여 데이터 센터 내 각 기기의 정상적인 작업 온도를 유지해야 한다.

현재, 데이터 센터 냉각 방안은 일반적으로 기존의 냉동수 데이터 센터 설계 방안을 적용하지만, 상기 방안은 열교환 절차가 비교적 많고 단일 방향 작동 매체의 문제로 인해, 냉각 시스템의 에너지 소모가 높고, 전체적 에너지 절약성이 낮다.

본 개시는 냉각 시스템을 제공한다.

제1 측면에 따르면, 본 발명은 냉각 시스템을 제공하되, 상기 시스템은 증발식 응축기, 펌프 캐비닛 및 열교환 말단을 포함하고, 상기 펌프 캐비닛은 제1 브랜치 및 제2 브랜치를 포함하며; 여기서,

상기 제1 브랜치는 액체 저장 탱크 및 불소 펌프를 포함하고, 상기 액체 저장 탱크의 입력단은 상기 증발식 응축기의 출력단에 연결되며, 상기 액체 저장 탱크의 출력단은 상기 불소 펌프의 입력단에 연결되고, 상기 불소 펌프의 출력단은 상기 열교환 말단의 입력단에 연결되며;

상기 제2 브랜치는 압축기를 포함하고, 상기 압축기의 입력단은 상기 열교환 말단의 출력단에 연결되며, 상기 압축기의 출력단은 상기 증발식 응축기의 입력단에 연결된다.

본 발명에 따른 기술에서, 먼저, 증발식 응축기를 통해 펌프 캐비닛의 제2 브랜치에 의해 수송된 기체 상태의 냉매를 분사수와 상변화 열교환시킨 후, 액체 상태의 냉매로 전환시키고; 다음, 펌프 캐비닛의 제1 브랜치의 액체 저장 탱크 및 불소 펌프를 통해 액체 상태의 냉매를 제1 브랜치를 통해 열교환 말단으로 수송하며; 이어서, 열교환 말단을 통해 제1 브랜치에 의해 수송된 액체 상태의 냉매를 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환(回風換熱)시킨 후, 기체 상태의 냉매로 전환시키고; 마지막으로, 펌프 캐비닛의 제2 브랜치의 압축기를 통해 열교환 말단에 의해 공기 리턴 열교환된 후의 기체 상태의 냉매를 제2 브랜치를 통해 증발식 응축기로 수송한다.

이로써, 상기 냉각 시스템이 상변화 열교환 작동 매체의 액체 상태의 냉매와 데이터 센터의 실내 공기의 공기 리턴 열교환을 통해 데이터 센터를 냉각시키고, 증발식 응축기, 펌프 캐비닛 및 열교환 말단을 통해 냉매의 순환 채널을 형성하며, 공기 리턴 열교환을 통해 전환된 기체 상태의 냉매를 증발식 응축기로 리턴시켜 기체 상태의 냉매를 상변화 열교환시켜 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환시키기 위한 액체 상태의 냉매로 전환시키도록 하므로, 냉각 시스템의 열교환 단계를 감소시킬 수 있음으로써, 냉각 시스템의 에너지 소모를 감소시키고, 냉각 시스템의 에너지 절약성을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 선행기술에서 열교환 단계가 비교적 많고 단일 방향 작동 매체의 문제로 인해, 냉각 시스템의 에너지 소모가 높고, 전체적 에너지 절약성이 낮은 문제를 해결한다.

이 부분에서 설명된 내용은 본 발명의 실시예의 핵심 또는 중요 특징을 나타내는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것도 아님을 이해해야 한다. 본 발명의 다른 특징은 아래의 명세서를 통해 용이하게 이해될 것이다.

도면은 본 해결수단을 더 잘 이해하도록 제공되는 것으로, 본 발명을 한정하지 않는다. 여기서,
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 시스템의 구성 모식도이고;
도 2는 데이터 센터의 냉각 시스템의 구성 모식도이며;
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 일 구체적 예시에 따른 냉각 시스템의 구성 모식도이고;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 시스템 중 펌프 캐비닛의 구성 모식도이다.

아래 도면과 결부시켜 본 발명의 예시적 실시예를 설명하되, 여기에 이해를 돕기 위한 본 발명의 실시예의 다양한 세부사항들이 포함되지만, 이들은 단지 예시적인 것으로 이해해야 한다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 전제 하에 여기서 설명된 실시예에 대해 다양한 변형 및 수정을 진행할 수 있음을 이해해야 한다. 마찬가지로, 명확 및 간소화를 위해, 아래의 설명에서 공지 기능 및 구조에 대한 설명을 생략한다.

제1 실시예

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 시스템의 구성 모식도이고, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템은 증발식 응축기(10), 펌프 캐비닛(20) 및 열교환 말단(30)을 포함하고, 상기 펌프 캐비닛(20)은 제1 브랜치(21) 및 제2 브랜치(22)를 포함하며; 여기서,

상기 제1 브랜치(21)는 액체 저장 탱크(211) 및 불소 펌프(212)를 포함하고, 상기 액체 저장 탱크(211)의 입력단은 상기 증발식 응축기(10)의 출력단에 연결되며, 상기 액체 저장 탱크(211)의 출력단은 상기 불소 펌프(212)의 입력단에 연결되고, 상기 불소 펌프(212)의 출력단은 상기 열교환 말단(30)의 입력단에 연결되며;

상기 제2 브랜치(22)는 압축기(221)를 포함하고, 상기 압축기(221)의 입력단은 상기 열교환 말단(30)의 출력단에 연결되며, 상기 압축기(221)의 출력단은 상기 증발식 응축기(10)의 입력단에 연결된다.

상기 냉각 시스템은 증발식 응축기(10), 펌프 캐비닛(20)의 제1 브랜치(21), 열교환 말단(30) 및 펌프 캐비닛(20)의 제2 브랜치(22)를 통해 하나의 순환 채널을 형성한다.

도 2를 참조하면, 도 2는 데이터 센터의 냉각 시스템의 구성 모식도이고, 도 2에 도시된 바와 같이, 증발식 응축기(10)는 데이터 센터의 실외에 설치되는데, 예를 들어, 실외의 상변화 냉각탑 내에 설치되고, 열교환 말단(30)은 데이터 센터의 실내에 설치되며, 펌프 캐비닛(20)은 증발식 응축기(10)와 열교환 말단(30) 사이에 설치되어, 증발식 응축기(10)와 열교환 말단(30)을 연통시켜 순환 채널을 형성한다.

상기 증발식 응축기(10)는 펌프 캐비닛(20)의 제2 브랜치(22)에 의해 수송된 기체 상태의 냉매를 분사수와 상변화 열교환시킨 후, 액체 상태의 냉매로 전환시킨다.

상기 펌프 캐비닛(20)에서 제1 브랜치(21)는 액체 상태의 냉매를 제1 브랜치(21)를 통해 열교환 말단(30)으로 수송한다. 구체적으로, 상기 액체 저장 탱크(211)는 상기 증발식 응축기(10)에 의해 상변화 열교환된 후의 액체 상태의 냉매를 저장하고; 상기 불소 펌프(212)는 액체 저장 탱크(211) 중의 액체 상태의 냉매를 제1 브랜치(21)를 통해 열교환 말단(30)으로 수송한다.

상기 열교환 말단(30)은 제1 브랜치(21)에 의해 수송된 액체 상태의 냉매를 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환시킨 후, 기체 상태의 냉매로 전환시킨다.

상기 펌프 캐비닛에서 제2 브랜치(22)의 압축기(221)는 열교환 말단(30)에 의해 공기 리턴 열교환된 후의 기체 상태의 냉매를 제2 브랜치(22)를 통해 증발식 응축기(10)로 수송한다.

상기 액체 저장 탱크(211)는 액체 투입구를 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 시스템에 전기를 공급하기 전에, 액체 투입구를 통해 액체 상태의 냉매를 상기 액체 저장 탱크(211)에 투입할 수 있다.

상기 냉매는 상변화 열교환 작동 매체인데, 즉 열흡수를 통해 액체 상태의 냉매를 기체 상태의 냉매로 전환시킬 수 있고, 방열을 통해 기체 상태의 냉매를 액체 상태의 냉매로 전환시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 제1 실시예의 일 구체적 예시에 따른 냉각 시스템의 구성 모식도이고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 증발식 응축기(10)는 구체적으로 습구 온도 센서(11), 분사 펌프(12), 배수 밸브(13), 수질 센서(14), 전기 가열 센서(15), 제1 차단 밸브(16) 및 냉각 코일(17)을 포함할 수 있다.

상기 습구 온도 센서(11)는 분사수의 온도를 검출한다.

상기 분사 펌프(12)는 집수조 내의 물을 분사 헤드로 수송하고, 분사수는 분사 헤드에 의해 냉각 코일(17)에 분사된다.

상기 냉각 코일(17)은 기체 상태의 냉매를 분사수와 상변화 열교환시켜 액체 상태의 냉매로 전환시킨다.

증발식 응축기(10)의 작업 원리는, 분사 펌프(12)를 통해 집수조 내의 물을 분사 헤드로 수송하고, 분사수는 분사 헤드에 의해 냉각 코일(17)에 분사되며, 냉각 코일(17)은 기체 상태의 냉매를 분사수와 상변화 열교환시켜 액체 상태의 냉매로 전환시키는 것이다.

상기 펌프 캐비닛(20)은 제1 브랜치(21) 및 제2 브랜치(22)를 포함하고, 상기 제1 브랜치는 구체적으로 액체 저장 탱크(211) 및 불소 펌프(212)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 브랜치(22)는 구체적으로 압축기(221), 바이패스 밸브(222), 제3 전동 볼 밸브(223), 필터(224), 제2 체크 밸브(225) 및 제2 차단 밸브(226)를 포함할 수 있다.

상기 냉각 코일(17)의 출력단은 제1 차단 밸브(16)를 통해 액체 저장 탱크(211)의 입력단에 연결되고, 상기 냉각 코일(17)의 입력단은 제2 차단 밸브(226)를 통해 압축기(221)의 출력단에 연결된다.

상기 불소 펌프(212)의 개수는 2개이므로, 상기 냉각 시스템의 연간 작동을 보장하고 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 바이패스 밸브(222)는 상기 압축기(221)를 바이패스시키기 위해 제1 기설정 상황 하에 개방될 수 있고, 냉각 시스템이 자연 냉각 모드를 사용하며, 제2 기설정 상황 하에 차단되고, 압축기(221)는 작동되며, 냉각 시스템은 기계 냉각 모드를 사용하되, 아래 이에 대해 상세히 설명하도록 한다.

상기 펌프 캐비닛(20)의 작업 원리는, 액체 저장 탱크(211)를 통해 상기 증발식 응축기(10)에 의해 상변화 열교환된 후의 액체 상태의 냉매를 저장하고; 불소 펌프(212)에 의해 액체 저장 탱크(211) 중의 액체 상태의 냉매를 제1 브랜치(21)를 통해 열교환 말단(30)으로 수송한 다음, 압축기(221)를 통해 열교환 말단(30)에 의해 공기 리턴 열교환된 후의 기체 상태의 냉매를 제2 브랜치(22)를 통해 증발식 응축기(10)로 수송하는 것이다.

상기 열교환 말단(30)은 구체적으로 후면판(31), 열교환기(32), 팬(33), 유입 바람 온도 센서(34), 토출 바람 온도 센서(35), 제2 전자 팽창 밸브(36), 제3 차단 밸브(37), 압력 센서(38) 및 온도 센서(39)를 포함할 수 있다.

상기 불소 펌프(212)의 출력단은 제3 차단 밸브(37) 및 제2 전자 팽창 밸브(36)를 통해 열교환기(32)의 입력단에 연결되고, 상기 압축기(221)의 입력단은 상기 열교환기(32)의 출력단에 연결된다.

상기 열교환 말단(30)의 작업 원리는, 열교환기(32)는 상기 팬(33)을 통해 상기 제1 브랜치(21)에 의해 수송된 액체 상태의 냉매를 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환시킨 후, 기체 상태의 냉매로 전환시키는 것이다.

상기 열교환기(32)는 바람벽 방식을 사용하여 열교환 면적을 최대로 하고, 최대한으로 공유하여 전체적인 열교환 효과를 최적화시킴으로써, 현재 모든 장면에서의 전력 사용 효율 요구 전략을 만족시킬 수 있다.

이상, 증발식 응축기(10), 펌프 캐비닛(20) 및 열교환 말단(30)의 내부 작업 원리를 각각 상세하게 설명하였고, 아래 상기 냉각 시스템의 전체적인 작업 원리를 설명한다.

먼저, 냉각 시스템에 전기가 공급될 경우, 펌프 캐비닛(20)의 제1 브랜치(21)의 불소 펌프(212)는 액체 저장 탱크(211) 중의 액체 상태의 냉매를 열교환 말단(30)으로 수송한다.

다음, 열교환 말단(30)은 제1 브랜치(21)에 의해 수송된 액체 상태의 냉매를 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환시킨 후, 기체 상태의 냉매로 전환시킨다.

이어서, 펌프 캐비닛(20)에서 제2 브랜치(22)의 압축기(221)는 열교환 말단에 의해 공기 리턴 열교환된 후의 기체 상태의 냉매를 제2 브랜치(22)를 통해 증발식 응축기(10)로 수송한다.

이어서, 증발식 응축기(10)는 펌프 캐비닛(20)의 제2 브랜치(22)에 의해 수송된 기체 상태의 냉매를 분사수와 상변화 열교환시킨 후, 액체 상태의 냉매로 전환시킨다.

마지막으로, 펌프 캐비닛(20)에서 제1 브랜치(21)의 액체 저장 탱크(211) 및 불소 펌프(212)는 액체 상태의 냉매를 제1 브랜치(21)를 통해 열교환 말단(30)으로 재수송한다.

본 실시예에서, 냉각 시스템은 열교환 말단(30)에서 상변화 열교환 작동 매체의 액체 상태의 냉매와 데이터 센터의 실내 공기의 공기 리턴 열교환을 통해 데이터 센터를 냉각시키고, 증발식 응축기(10), 펌프 캐비닛(20) 및 열교환 말단(30)을 통해 냉매의 순환 채널을 형성하며, 공기 리턴 열교환을 통해 전환된 기체 상태의 냉매를 증발식 응축기(10)로 리턴시켜 기체 상태의 냉매를 상변화 열교환시켜 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환시키기 위한 액체 상태의 냉매로 전환시킬 수 있으므로, 냉각 시스템의 열교환 단계를 감소시킬 수 있음으로써, 냉각 시스템의 에너지 소모를 감소시키고, 냉각 시스템의 에너지 절약성을 향상시킬 수 있다.

또한, 열교환 말단(30)은 데이터 센터의 실내에서 냉매의 상변화를 이용하여 데이터 센터를 냉각시키므로, 냉각 시스템 말단에서 데이터 센터에 대한 근거리 냉각을 구현할 수 있음으로써, 냉각 시스템의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 전력 사용 효율의 지표 요구를 만족시킨다.

선택 가능하게, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉각 시스템 중 펌프 캐비닛의 구성 모식도이고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(221)는 오일리스 압축기이고, 상기 펌프 캐비닛(20)은 제3 브랜치(23)를 더 포함하며, 상기 제3 브랜치(23)는 액체 보충 펌프(231) 및 가스 공급 탱크(232)를 포함하고; 여기서,

상기 액체 보충 펌프(231)의 입력단은 상기 불소 펌프(212)의 출력단에 연결되고, 상기 액체 보충 펌프(231)의 출력단은 상기 가스 공급 탱크(232)의 입력단에 연결되며, 상기 가스 공급 탱크(232)의 출력단은 상기 압축기(221)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 상기 압축기(221)는 오일리스 압축기이고, 상기 압축기(221)의 축은 베어링과 접촉하지 않는다.

상기 제3 브랜치(23)는 상기 압축기(221)에 기체 상태의 냉매를 제공하여, 상기 압축기(221)의 축을 부상시켜 상기 압축기(221)의 베어링과 접촉하지 않도록 한다.

구체적으로, 상기 액체 보충 펌프(231)는 상기 제1 브랜치(21)에 의해 수송된 액체 상태의 냉매를 상기 가스 공급 탱크(232)로 수송하고; 상기 가스 공급 탱크(232)는 액체 상태의 냉매를 저장하며, 가열 상태에서 액체 상태의 냉매를 기체 상태의 냉매로 전환시키고, 상기 압축기(221)에 기체 상태의 냉매를 제공한다.

상기 압축기(221)의 축은 기체 상태의 냉매의 소정의 압력 하에 부상되므로, 상기 압축기(221)의 베어링과 접촉되지 않음으로써, 축과 베어링 사이에 윤활유에 의해 윤활될 필요 없다. 이로써, 압축기의 오일 리턴 문제를 방지할 수 있고, 냉각 시스템에 오일 리턴 시스템을 배치할 필요 없으며; 또한, 냉각 시스템의 말단 형태, 파이프라인 길이 및 실내외 높이 차이 등을 고려할 필요 없음으로써, 냉각 시스템의 설계 복잡도 및 원가를 감소시킬 수 있고, 냉각 시스템의 에너지 소모를 감소시킬 수도 있다.

동시에, 상기 압축기(221)는 가스 공급 탱크(232)의 기체 상태의 냉매를 제2 브랜치(22)로 수송할 수도 있음으로써, 제3 브랜치(23)가 제2 브랜치(22)에 가스를 공급하는 기능을 더 가지도록 한다.

선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제3 브랜치(23)는 제1 전동 볼 밸브(233)를 더 포함하고, 상기 액체 보충 펌프(231)와 상기 가스 공급 탱크(232)는 상기 제1 전동 볼 밸브(233)를 통해 연결되며; 여기서,

상기 제1 전동 볼 밸브(233)의 입력단은 상기 액체 보충 펌프(231)의 출력단에 연결되고, 상기 제1 전동 볼 밸브(233)의 출력단은 상기 가스 공급 탱크(232)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 상기 제1 전동 볼 밸브(233)는 제어기에 연결될 수 있고, 제어기는 가스 공급 탱크(232)에 전기적으로 연결될 수도 있으며, 제어기는 가스 공급 탱크(232)의 액체 위치 모니터링을 수신할 수 있되, 가스 공급 탱크(232)의 액체 위치가 정격값 이하인 경우, 제어기는 제1 전동 볼 밸브(233)가 개방되도록 제어하는데, 이때, 액체 보충 펌프(231)는 작업하기 시작한다. 가스 공급 탱크(232)의 액체 위치가 소정값까지 높아진 경우, 제어기는 제1 전동 볼 밸브(233)가 차단되도록 제어하는데, 이때, 액체 보충 펌프(231)는 작업을 종료한다.

본 실시형태에서, 제1 전동 볼 밸브(233)를 통해 상기 제3 브랜치(23)가 개방 및 차단되도록 제어함으로써, 한편으로, 가스 공급 탱크(232)의 기체 상태의 냉매가 압축기(221)의 축 부상 압력을 만족시키도록 보장할 수 있고, 다른 한편으로, 가스 공급 탱크(232)의 기체 상태의 냉매 압력이 지나치게 높아지지 않도록 방지하여 안전성을 보장할 수 있다.

선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제3 브랜치(23)는 제1 체크 밸브(234)를 더 포함하고, 상기 제1 전동 볼 밸브(233)와 상기 가스 공급 탱크(232)는 상기 제1 체크 밸브(234)를 통해 연결되며; 여기서,

상기 제1 체크 밸브(234)의 입력단은 상기 제1 전동 볼 밸브(233)의 출력단에 연결되고, 상기 제1 체크 밸브(234)의 출력단은 상기 가스 공급 탱크(232)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 상기 제1 체크 밸브(234)는 제3 브랜치(23)의 냉매가 제1 브랜치(21)로 역류되지 않도록 보장할 수 있음으로써, 상기 냉각 시스템의 정상적인 작동을 보장할 수 있다.

선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 펌프 캐비닛(20)는 제4 브랜치(24)를 더 포함하고, 상기 제4 브랜치(24)는 제2 전동 볼 밸브(241)를 포함하며; 여기서,

상기 제2 전동 볼 밸브(241)의 입력단은 상기 불소 펌프(212)의 출력단에 연결되고, 상기 제2 전동 볼 밸브(241)의 출력단은 상기 압축기(221)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 상기 제2 전동 볼 밸브(241)는 제어기에 연결될 수 있고, 제어기는 압축기(221)의 모터 온도 모니터링을 수신할 수 있으며, 압축기(221)의 모터 온도가 소정값까지 높아진 경우, 제2 전동 볼 밸브(241)가 개방되도록 제어할 수 있는데, 이때, 제4 브랜치(24)는 제1 브랜치(21)를 분류하고, 제4 브랜치(24)를 통해 상기 압축기(221)에 액체 상태의 냉매를 제공하되, 이러한 액체 상태의 냉매는 압축기(221)의 모터를 산열시킬 수 있다. 이로써, 냉각 시스템은 압축기(221)에 대해 별도의 산열 기기를 사용할 필요없음으로써, 원가를 절감시킬 수 있다.

선택 가능하게, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제4 브랜치(24)는 제1 전자 팽창 밸브(242)를 더 포함하고, 상기 제2 전동 볼 밸브(241)와 상기 압축기(221)는 상기 제1 전자 팽창 밸브(242)를 통해 연결되며; 여기서,

상기 제1 전자 팽창 밸브(242)의 입력단은 상기 제2 전동 볼 밸브(241)의 출력단에 연결되고, 상기 제1 전자 팽창 밸브(242)의 출력단은 상기 압축기(221)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 상기 제1 전자 팽창 밸브(242)는 에어 튜브 벌브(bulb)를 통해 상기 압축기(221)의 모터 온도를 검출하고, 압축기(221)의 모터 온도에 따라, 밸브 개도를 제어함으로써, 제4 브랜치(24)의 액체 상태의 냉매 유량을 조절한다. 이로써, 압축기(221) 모터에 공급된 액체 상태의 냉매 유량을 우수하게 조절할 수 있음으로써, 압축기(221)의 모터에 대해 아주 좋은 산열 효과를 일으킬 수 있다.

선택 가능하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열교환 말단(30)은 후면판(31), 열교환기(32) 및 팬(33)을 포함하고, 상기 후면판(31)에 통풍 채널이 설치되며, 상기 열교환기(32) 및 팬(33)은 상기 통풍 채널 내에 설치되고; 여기서,

상기 열교환기(32)의 입력단은 상기 불소 펌프(212)의 출력단에 연결되고, 상기 열교환기(32)의 출력단은 상기 압축기(221)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 증발식 응축기(10)에 의해 상변화 열교환된 후 전환된 액체 상태의 냉매는 상기 불소 펌프(212)를 통해 동력을 제공하고, 제1 브랜치(21)를 통해 후면판 중의 열교환기(32)의 액체 유입구로 수송되어 열교환기(32)로 진입된다. 다음, 상기 열교환기(32)는 팬(33)을 통해 액체 상태의 냉매를 데이터 센터의 실내 공기와 공기 리턴 열교환시킨 후, 기체 상태의 냉매로 전환시킨다. 다음, 기체 상태의 냉매는 압축기(221)를 통해 동력을 제공하고, 제2 브랜치(22)를 통해 증발식 응축기(10)로 수송된다.

이로써, 열교환 말단(30)은 데이터 센터의 실내에서 냉매의 상변화를 이용하여 데이터 센터를 냉각시키므로, 냉각 시스템 말단에서 데이터 센터에 대한 근거리 냉각을 구현할 수 있음으로써, 냉각 시스템의 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 전력 사용 효율의 지표 요구를 만족시킨다.

선택 가능하게, 상기 열교환기(32)는,

구리관 알루미늄 핀 열교환기; 및

마이크로채널 열교환기 중 하나이다.

본 실시형태에서, 열교환기(32)는 바람벽 열교환기 타입을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 기존의 구리관 알루미늄 핀 열교환기, 또한 예를 들어, 차량용 에어컨 분야의 마이크로채널 열교환기를 사용할 수 있다. 물론, 다른 열교환기 방식을 사용할 수도 있으나, 여기서 구체적으로 한정하지 않는다.

이로써, 열교환 면적을 최대로 할 수 있고, 최대한으로 공유하여 전체적인 열교환 효과를 최적화시킴으로써, 현재 모든 장면에서의 전력 사용 효율 요구 전략을 만족시킬 수 있다. 또한, 교부 속도를 향상시킬 수도 있다.

선택 가능하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열교환 말단(30)은 제2 전자 팽창 밸브(36)를 더 포함하고; 여기서,

상기 제2 전자 팽창 밸브(36)의 입력단은 상기 불소 펌프(212)의 출력단에 연결되고, 상기 제2 전자 팽창 밸브(36)의 출력단은 상기 열교환기(32)의 입력단에 연결된다.

본 실시형태에서, 제2 전자 팽창 밸브(36)는 상기 열교환기(32)의 액체 유입구 측에 설치될 수 있고; 상기 제2 전자 팽창 밸브(36)는 에어 튜브 벌브를 통해 상기 후면판(31)의 부하 온도를 검출하며, 상기 후면판(31)의 부하 온도가 변화될 경우, 밸브 개도를 제어함으로써, 상기 열교환기(32)에 진입되는 액체 상태의 냉매 유량을 조절한다. 예를 들어, 에어 튜브 벌브의 과열도를 통해 밸브 개도가 커지도록 제어하고, 에어 튜브 벌브의 과냉도를 통해 개도가 작아지도록 제어한다.

이로써, 열교환기(32)에 공급된 액체 상태의 냉매 유량을 우수하게 조절할 수 있음으로써, 냉매를 절약하고, 원가를 절감시키며, 데이터 센터에 대해 아주 좋은 냉각 효과를 일으킬 수 있다.

선택 가능하게, 상기 시스템은 제1 온도 센서, 제2 온도 센서, 바이패스 밸브(222) 및 제어기를 더 포함하며; 여기서,

상기 제1 온도 센서는 상기 증발식 응축기(10) 내에 설치되고; 상기 제2 온도 센서는 상기 통풍 채널의 출구 측에 설치되며, 상기 바이패스 밸브(222)는 상기 압축기(221)에 병렬 연결되고, 상기 제어기는 상기 제1 온도 센서, 제2 온도 센서 및 바이패스 밸브(222)에 각각 전기적으로 연결된다.

본 실시형태에서, 상기 제1 온도 센서는 증발식 응축기(10) 내에 설치된 습구 온도 센서(11)일 수 있고, 상기 제2 온도 센서는 열교환 말단(30) 내에 설치된 토출 바람 온도 센서(35)일 수 있으며, 상기 바이패스 밸브(222)는 펌프 캐비닛(20)에 설치되되, 도 3에 도시된 바와 같다.

상기 제1 온도 센서는 분사수의 온도를 검출하고; 상기 제2 온도 센서는 상기 통풍 채널의 토출 바람 온도를 검출하며, 제어기는 분사수의 온도 및 통풍 채널의 토출 바람 온도를 수신하고, 분사수의 온도 및 통풍 채널의 토출 바람 온도에 따라 상기 바이패스 밸브(222)가 개방 또는 차단되도록 제어한다.

구체적으로, 냉각 시스템은 두 가지 작동 모드를 사용할 수 있되, 실외 분사수의 온도, 즉 습구 온도가 통풍 채널의 토출 바람 온도, 즉 실내 송풍 온도인 9 ℃보다 낮을 경우, 자연 냉각 모드를 사용하는데, 이때, 제어기는 상기 압축기(221)를 바이패스시키기 위해 상기 바이패스 밸브(222)가 개방되도록 제어할 수 있다. 실외 분사수의 온도, 즉 습구 온도가 통풍 채널의 토출 바람 온도, 즉 실내 송풍 온도인 9 ℃보다 높을 경우, 기계 냉각 모드를 사용하는데, 이때, 제어기는 압축기(221)를 작동시키 위해 상기 바이패스 밸브(222)가 차단되도록 제어할 수 있다.

본 실시형태에서, 냉각 시스템은 두 가지 작동 모드를 사용함으로써, 냉각 시스템의 에너지 소모를 더욱 감소시키고, 냉각 시스템의 에너지 절약성을 향상시킬 수 있다.

상기 구체적인 실시형태는 본 발명의 보호 범위를 한정하지 않는다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 설계 요구 및 다른 요소에 따라 다양한 수정, 조합, 하위 조합 및 대체를 진행할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 사상 및 원칙 내에서 진행한 임의의 수정, 등가적 대체 및 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속해야 한다.

Claims

냉각 시스템으로서,
상기 시스템은: 증발식 응축기, 펌프 캐비닛 및 열교환 말단을 포함하고, 상기 펌프 캐비닛은 제1 브랜치 및 제2 브랜치를 포함하며;
상기 제1 브랜치는 액체 저장 탱크 및 불소 펌프를 포함하고, 상기 액체 저장 탱크의 입력단은 상기 증발식 응축기의 출력단에 연결되며, 상기 액체 저장 탱크의 출력단은 상기 불소 펌프의 입력단에 연결되고, 상기 불소 펌프의 출력단은 상기 열교환 말단의 입력단에 연결되며;
상기 제2 브랜치는 압축기를 포함하고, 상기 압축기의 입력단은 상기 열교환 말단의 출력단에 연결되며, 상기 압축기의 출력단은 상기 증발식 응축기의 입력단에 연결되며;
상기 압축기는 오일리스 압축기이고,
상기 펌프 캐비닛은 제3 브랜치를 더 포함하며, 상기 제3 브랜치는 액체 보충 펌프 및 가스 공급 탱크를 포함하고;
상기 액체 보충 펌프의 입력단은 상기 불소 펌프의 출력단에 연결되며, 상기 액체 보충 펌프의 출력단은 상기 가스 공급 탱크의 입력단에 연결되고, 상기 가스 공급 탱크의 출력단은 상기 압축기의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제3 브랜치는 제1 전동 볼 밸브를 더 포함하고, 상기 액체 보충 펌프와 상기 가스 공급 탱크는 상기 제1 전동 볼 밸브를 통해 연결되며;
상기 제1 전동 볼 밸브의 입력단은 상기 액체 보충 펌프의 출력단에 연결되고, 상기 제1 전동 볼 밸브의 출력단은 상기 가스 공급 탱크의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제3 브랜치는 제1 체크 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 전동 볼 밸브와 상기 가스 공급 탱크는 상기 제1 체크 밸브를 통해 연결되며;
상기 제1 체크 밸브의 입력단은 상기 제1 전동 볼 밸브의 출력단에 연결되고, 상기 제1 체크 밸브의 출력단은 상기 가스 공급 탱크의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
상기 펌프 캐비닛은 제4 브랜치를 더 포함하고, 상기 제4 브랜치는 제2 전동 볼 밸브를 포함하며;
상기 제2 전동 볼 밸브의 입력단은 상기 불소 펌프의 출력단에 연결되고, 상기 제2 전동 볼 밸브의 출력단은 상기 압축기의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제4 브랜치는 제1 전자 팽창 밸브를 더 포함하고, 상기 제2 전동 볼 밸브와 상기 압축기는 상기 제1 전자 팽창 밸브를 통해 연결되며;
상기 제1 전자 팽창 밸브의 입력단은 상기 제2 전동 볼 밸브의 출력단에 연결되고, 상기 제1 전자 팽창 밸브의 출력단은 상기 압축기의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제2항에 있어서,
상기 열교환 말단은 후면판, 열교환기 및 팬을 포함하고, 상기 후면판에 통풍 채널이 설치되며, 상기 열교환기 및 팬은 상기 통풍 채널 내에 설치되고;
상기 열교환기의 입력단은 상기 불소 펌프의 출력단에 연결되며, 상기 열교환기의 출력단은 상기 압축기의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제6항에 있어서,
상기 열교환기는,
구리관 알루미늄 핀 열교환기; 및
마이크로채널 열교환기; 중 하나인 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제6항에 있어서,
상기 열교환 말단은 제2 전자 팽창 밸브를 더 포함하고;
상기 제2 전자 팽창 밸브의 입력단은 상기 불소 펌프의 출력단에 연결되며, 상기 제2 전자 팽창 밸브의 출력단은 상기 열교환기의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
제6항에 있어서,
상기 시스템은 제1 온도 센서, 제2 온도 센서, 바이패스 밸브 및 제어기를 더 포함하고;
상기 제1 온도 센서는 상기 증발식 응축기 내에 설치되며; 상기 제2 온도 센서는 상기 통풍 채널의 출구 측에 설치되고, 상기 바이패스 밸브는 상기 압축기에 병렬 연결되며, 상기 제어기는 상기 제1 온도 센서, 제2 온도 센서 및 바이패스 밸브에 각각 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
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