KR20080071474A - 공조용 토출 장치 시스템, 배출열 반송 장치 시스템 및이들을 구비한 공조 시스템 - Google Patents

공조용 토출 장치 시스템, 배출열 반송 장치 시스템 및이들을 구비한 공조 시스템 Download PDF

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KR20080071474A KR1020070082213A KR20070082213A KR20080071474A KR 20080071474 A KR20080071474 A KR 20080071474A KR 1020070082213 A KR1020070082213 A KR 1020070082213A KR 20070082213 A KR20070082213 A KR 20070082213A KR 20080071474 A KR20080071474 A KR 20080071474A
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Abstract

과제
실내 공간으로 토출하는 냉기량을 동일하게 하는 공조용 토출 장치 시스템을 제안한다.
해결 수단
공조용 토출 장치 시스템은, 흡입구(21a)에서 공기를 흡입하고 토출구로부터 냉기를 토출하는 공조기(21)와, 바닥밑에 형성되고 공조기(21)의 냉기를 유통시킴과 함께 바닥에 형성된 다수의 토출구멍(11a)으로부터 냉기를 실내 공간(15)으로 토출하는 급기 챔버(23)와, 바닥(11)에 마련되고 급기 챔버(23) 내의 냉기를 흡입하여 실내 공간(15)으로 토출한 복수의 토출 장치(30)와, 급기 챔버(23) 내의 냉기의 정압 또는 풍속을 계측하는 기류 계측부와, 기류 계측부의 출력에 응하여 급기 챔버 내의 소정의 위치의 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하일 때에, 그 위치 부근의 토출 장치를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 실내 공간으로 토출시키는 토출 제어부를 구비하고 있다.

Description

공조용 토출 장치 시스템, 배출열 반송 장치 시스템 및 이들을 구비한 공조 시스템{DISCHARGING DEVICE SYSTEM FOR AIR CONDITIONING, WASTE HEAT CARRYING DEVICE SYSTEM AND AIR CONDITIONING SYSTEM PROVIDED WITH THE SAME}
본 발명은, 전산기를 수납하는 래크가 마련되어 있는 언더 플로어 공조 방식이 채용된 전산기실의 공조용 토출(吹出) 장치 시스템과, 실내 공간의 상부가 체류하고 있는 공기를 공조기의 흡입구로 이동시키는 배출열 반송(搬送) 장치 시스템과, 이들 공조용 토출 장치 시스템과 배출열 반송 장치 시스템을 구비한 공조 시스템에 관한 것이다.
도 11은 공조 시스템으로서 언더 플로어 공조 방식을 채용한 종래의 서버 룸의 사시도이다. 대형 계산기나 서버가 다수대 설치된 대규모 서버 룸 등에서는, 서버 기기에의 배선(25)이 행하여지도록 이중구조 바닥(床)(11)을 채용하는 것이 많다. 이와 같은 이중구조 바닥(11)을 갖는 서버 룸에서는, 바닥밑(床下)에 급기 챔버(23)를 형성하고, 이 급기 챔버(23)에 공조기(21)로부터의 냉기를 공급하고, 이 냉기를 바닥면(床面)에 마련된 다수의 작은 토출구멍(11a)으로부터 실내 공간(15) 에 방출함에 의해 실내를 공조(냉각)함과 함께, 서버 래크(17)로부터 발생한 열기를 천장(13)에 따른 자연의 흐름에서 공조기(21)의 흡입구(21a)로 되돌리는 이른바 언더 플로어 공조 방식을 채용하는 것이 많다.
이와 같은 언더 플로어 공조 방식을 채용하고 있는 서버 룸에서 시스템의 고집약화가 진행되는 것을 원인으로 하여, 급기 챔버(23) 내에 인회(引回)되는 서버 기기에의 배선 갯수가 증가하고, 장소에 따라 배선이 겹겹이 쌓임에 의해 급기 챔버 내의 유로가 좁아지고, 공조기로부터의 냉기가 차단되고, 건물의 설계시에 상정(想定)한 바와 같이 냉기가 서버 룸 전역(全域)의 바닥면으로부터 균일하게 토출할 수 없게 된다는 문제가 발생하고 있다. 이와 같은 경우에는, 일반적으로 공조기(21) 부근에서는 바닥면의 토출구멍으로부터 냉기가 잘 토출되기 때문에 실내 온도가 저온으로 되고, 한편, 공조기(21)로부터 떨어지면 바닥면 토출구멍으로부터의 냉기가 정체되어 고온으로 되어 버린다.
또한, 다른 문제로서, 근래, 서버 기기의 발열량의 증대에 의해, 바닥면으로부터 냉기를 토출하는 것 만으로는 충분히 대응할 수 없어서, 실내의 일부의 영역에서 열의 국부 집중이나 열부하 편재가 생긴다는 문제도 발생하고 있다.
또다른 문제로서, 서버가 탑재된 래크로부터 열기가 배출될 때에 래크 윗면으로부터 윗방향의 기류를 강하게 불어 올리지만, 이 기류 때문에 서버 룸 천장에 따른 열기의 자연의 흐름이 방해되고, 공조기의 흡입구로 되돌아오는 동작이 양호하게 행하여지지 않는 경우가 있다. 종래, 이와 같은 문제에 대해, 공조기의 설정 온도를 내리거나, 공조기의 증설을 행함으로써 대응이 행하여지고 있다.
또다른 대책으로서, 서버로부터 배출되는 열기를 공조기의 흡입구로 안내하는 가이드를 마련함에 의해, 공기나 직접 서버로 되돌아오는 쇼트 서킷을 억제하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 이 쇼트 서킷 대책으로서는, 래크 윗면에 에어 커튼 생성 유닛을 마련함으로써 억제하는 제안도 되어 있다(예를 들면, 특허문헌2 참조).
또한, 다른 대책으로서, 급기 챔버의 냉기를 실내의 고온부에 덕트를 이용하여 직접 송풍함으로써, 국부 집중이나 열부하 편재를 삭감하는 제안도 되어 있다(예를 들면, 특허문헌3 참조). 또한, 덕트를 이용하는 공조 시스템으로서, 공조 유닛으로부터 공급되는 냉기를 복수의 토출구에 분배하는 챔버를 설비하고, 이것에 토출구로부터의 풍량이 가변 가능한 토출 모터 댐퍼를 마련하고, 공조 에어리어의 온도 등의 환경 정보를 검출하여 이것을 제어하고, 각 에어리어에 대한 세밀한 공조를 행하는 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌4 참조).
또한, 다른 기술로서는, 실내 고온부를 향하여 송풍하는 토출 장치를 마련하고, 실내 고온부에의 송풍량을 확보함에 의해, 덕트 배관에 의한 냉기 직송(直送) 등의 수단에 의지하는 일 없이, 실내 소정 공간의 온도 상승을 억제하는 제안도 되어 있다.
특허문헌1 : 일본 특개2006-64303호 공보
특허문헌2 : 일본 특개2005-308345호 공보
특허문헌3 : 일본 특개2001-272091호 공보
특허문헌4 : 일본 특개2005-127636호 공보
그러나, 특허문헌1에서 제안되어 있는 공조 시스템에서는, 서버군(群)을 전체적으로 덮어서 각각의 서버로부터 배출되는 열기를 흡기하여 이것을 공조기의 흡입구로 안내하는 가이드에 의해 열기를 유도하기 때문에, 서버측에서 배기구가 형성되어 있는 면을 정돈할(높이를 정돈할) 필요가 있어서, 다양한 사양의 서버가 혼재하는 서버 룸에서는 설치가 어려운 것이나, 어마어마한 가이드의 설치가 필요해지기 때문에, 설비 비용이 든다는 과제가 있다.
또한, 특허문헌2에서 제안되어 있는 종래의 공조 시스템에서는, 서버 룸 천장 부근에 체류하고 있는 서버로부터의 배출열을 공조기의 흡입구로 유도할 때, 공조기의 흡인력만으로 유도하기 때문에, 천장 부근을 중심으로 실내 온도가 상승하여 버린다는 과제가 있다.
또한, 특허문헌3의 급기 챔버의 냉기를 실내의 고온부에 덕트를 이용하여 직접 송풍하는 방법에서는, 발열하고 있는 기기에 확실하게 냉기를 송풍할 수 있고, 서버 룸 내의 국부 집중이나 열부하 편재를 삭감할 수 있는 반면, 각 기기에 대해 덕트 배관이 필요해지기 때문에, 설비 비용이 든다는 과제가 있다. 또한, 본 장치만으로는 서버 룸의 천정 부근에 체류하고 있는 서버로부터의 열기를 공조기 흡입구로 되돌릴 수 없기 때문에, 실내 상부의 온열 환경을 개선할 수 없는 경우가 있다는 과제가 있다.
또한, 특허문헌4에서 제안되어 있는, 공조 에어리어의 온도 등의 환경 정보 를 검출하여 공조 유닛으로부터 공급되는 냉기량을 풍량 제어가 가능한 복수의 토출구로부터 컨트롤하여 공조를 행하는 시스템에서는, 에어리어마다의 개별 제어가 가능하게 되지만, 각 기기에 대해 덕트 배관이 필요하기 때문에, 설비 비용이 든다는 과제가 있다. 또한, 언더 프로어 공조 방식의 바닥밑 급기 챔버로부터의 공조 제어를 하기 때문에, 이 시스템을 이용하려고 하면 바닥면 전역에 토출 개구구멍이 있기 때문에 개별적으로 댐퍼 제어하는 것은 곤란하고, 출구측의 정압(靜壓) 신호나 통과 풍속을 검출하여 회전수를 제어하고 정압 제어를 행하는 송풍기를 공조 유닛측에 마련하는 경우에는, 출구 전체에서의 정압이 증가해 버리기 때문에, 에어리어마다의 개별 제어를 할 수 없게 된다는 과제가 있다.
또한 최후로 언급한 방법인 각각의 토출 장치가 각각 온도를 검출하여 가동하는 방법에서는, 실내 전체의 공조 밸런스가 깨져서, 토출 장치를 설치하고 있지 않은 영역의 온도가 상승하여 버리는 경우가 있다는 과제나, 이 토출 장치만으로는 서버 룸의 천장 부근에 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 되돌리기 위해 불충분하기 때문에, 실내 상부의 온열 환경을 개선할 수 없다는 과제가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 공조기의 설정 온도를 필요 이상으로 낮게 할 필요가 없고, 또한, 덕트 배관 등의 설비를 필요로 하는 일 없이, 실내 공간으로 토출되는 냉기의 양을 동일하게 할 수 있는 공조용 토출 장치 시스템, 실내 공간의 상부의 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 이동시키는 배출열 반송 장치 시스템, 및 이들 공조용 토출 장치 시스템과 배출열 반송 장치 시스템을 구비한 공조 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1항의 공조용 토출 장치 시스템은, 흡입구에서 공기를 흡입하고 토출구로부터 냉기를 토출하는 공조기와, 바닥밑에 형성되고 공조기의 토출구로부터 토출된 냉기를 유통시킴과 함께 바닥에 형성된 다수의 토출구멍으로부터 냉기를 실내 공간으로 토출하는 급기 챔버와, 바닥에 마련되고 급기 챔버 내의 냉기를 흡입하여 실내 공간으로 토출하는 복수의 토출 장치와, 급기 챔버 내의 냉기의 정압 또는 풍속을 계측하는 기류 계측부와, 기류 계측부의 출력에 응하여 급기 챔버 내의 소정의 위치의 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하일 때에, 그 위치 부근의 토출 장치를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 실내 공간으로 토출시키는 토출 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2항의 공조용 토출 장치 시스템은, 흡입구에서 공기를 흡입하고 토출구로부터 냉기를 토출하는 공조기와, 바닥밑에 형성되고 공조기의 토출구로부터 토출된 냉기를 유통시킴과 함께 바닥에 형성된 다수의 토출구멍으로부터 냉기를 실내 공간으로 토출하는 급기 챔버와, 바닥에 마련되고 급기 챔버 내의 냉기를 흡입하여 실내 공간으로 토출하는 복수의 토출 장치와, 실내 공간의 공기의 온도를 계측하는 온도 계측부와, 온도 계측부의 출력에 응하여 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 이 온도가 높은 위치 부근의 토출 장치를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 실내 공간으로 토출시키는 토출 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 3항의 공조용 토출 장치 시스템은, 본 발명의 제 1항의 공조용 토출 장치 시스템에 있어서, 실내 공간의 공기의 온도를 계측하는 온도 계측부를 또한 구비하고, 토출 제어부는, 온도 계측부의 출력에 응하여 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 온도가 높은 위치 부근의 토출 장치를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 실내 공간으로 토출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 4항의 배출열 반송 장치 시스템은, 공조기로 공조하는 실내 공간의 상부에 설치되고, 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 이동시키는 배출열 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 5항의 배출열 반송 장치 시스템은, 본 발명의 제 4항의 배출열 반송 장치 시스템에 있어서, 온도 계측부의 출력에 응하여 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 온도가 높은 위치 부근의 배출열 반송 장치를 동작시켜서 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 되돌리는 반송 제어부를 또한 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 6항의 배출열 반송 장치 시스템은, 본 발명의 제 4항 또는 제 5항의 배출열 반송 장치 시스템에 있어서, 실내 공간에 전산기를 수납하는 래크가 마련되어 있고, 배출열 반송 장치는, 래크의 상부에 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 7항의 배출열 반송 장치 시스템은, 본 발명의 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 발명의 배출열 반송 장치 시스템에 있어서, 배출열 반송 장치는, 래크에 해당 래크 내의 공기를 강제적으로 배출하도록 마련되고, 또한 토출구가 공조기측으로 기울어지도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 8항의 배출열 반송 장치 시스템은, 본 발명의 제 6항 또는 제 7항의 배출열 반송 장치 시스템에 있어서, 래크에 전산기나 배출한 열기를 공조기측으로 유도하는 가이드가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 9항의 배출열 반송 장치 시스템은, 본 발명의 제 8항의 발명의 배출열 반송 장치 시스템에 있어서, 가이드에 래크 내의 열기를 강제적으로 토출(吐出)하는 송풍 장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 10항의 공조 시스템은, 본 발명의 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항의 공조용 토출 장치 시스템과, 본 발명의 제 4항 내지 제 9항중 어느 한 항의 배출열 반송 장치 시스템을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 서버 룸에서는, 급기 챔버 내의 소정의 장소의 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하일 때에는, 그 장소로부터 실내 공간으로 토출하고 있는 냉기가 적게 되어 있다고 예측된다.
이에 대해, 본 발명의 제 1항의 발명의 공조용 토출 장치 시스템에 의하면, 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하로 되어 있는 장소에 대해, 토출 장치를 이용하여 그 장소의 냉기를 강제적으로 실내 공간으로 토출하기 때문에, 실내 모든 장소가 토출 냉기의 양을 동일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2항의 발명의 공조용 토출 장치 시스템에 의하면, 고온 공기 부근의 토출 장치를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 강제적으로 실내 공간 으로 토출시키기 때문에, 실내 공간의 온도가 전부 동일하게 되도록 제어할 수 있다,
또한, 본 발명의 제 3항의 공조용 토출 장치 시스템에 의하면, 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하로 되어 있는 장소에 대해, 토출 장치를 이용하여 그 장소의 냉기를 강제적으로 실내 공간으로 토출함과 함께, 고온 공기 부근의 토출 장치를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 강제적으로 실내 공간으로 토출시키기 때문에, 실내 모든 장소의 토출 냉기의 양을 동일하게 할 수 있음과 함께, 실내 공간의 온도가 전부 동일하게 되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 4항의 배출열 반송 장치 시스템에 의하면, 실내 공간의 상부의 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 이동시킬 수 있어서, 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5항의 배출열 반송 장치 시스템에 의하면, 온도 계측부의 출력에 응하여 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 온도가 높은 위치 부근의 배출열 반송 장치를 동작시켜서 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 되돌리기 때문에, 배출열 반송 장치가 필요한 때만 동작하여, 경제적으로 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 6항의 배출열 반송 장치 시스템에 의하면, 실내 공간에 전산기를 수납하는 래크가 마련되어 있고, 배출열 반송 장치는 래크의 상부에 마련되어 있기 때문에, 래크로부터 상방으로 방출된 열기를 효율적으로 공조기의 흡입구로 이동시킬 수 있어서, 경제적으로 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 7항의 배출열 반송 장치 시스템에 의하면, 배출열 반송 장치는, 래크 내의 공기를 강제적으로 배출하도록 마련되고, 또한 토출구가 공조기측으로 기울어지도록 설치되어 있기 때문에, 래크 내의 열기를 더욱 효율적으로 공조기의 흡입구로 이동시킬 수 있고, 경제적으로 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8항의 배출열 반송 장치 시스템에 의하면, 래크에 전산기가 배출한 열기를 공조기측으로 유도하는 가이드가 마련되어 있기 때문에, 래크로부터 방출된 열기가 래크에 역류하여 버리는 것이 억제되고, 래크 내의 열기를 더욱 효율적으로 공조기의 흡입구로 이동시킬 수 있고, 경제적으로 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 9항의 배출열 반송 장치 시스템에 의하면, 가이드에 래크 내의 공기를 강제적으로 토출하는 송풍 장치가 마련되어 있기 때문에, 래크 내의 열기를 더욱 효율적으로 공조기의 흡입구로 이동시킬 수 있고, 경제적으로 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 10항의 공조 시스템에 의하면, 본 발명의 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항의 공조용 토출 장치 시스템과, 본 발명의 제 4항 내지 제 9항중 어느 한 항의 배출열 반송 장치 시스템을 구비하고 있기 때문에, 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하로 되어 있는 장소에 대해, 토출 장치를 이용하여 그 장소의 냉기를 강제적으로 실내 공간으로 토출함과 함께, 고온 공기 부근의 토출 장치 를 동작시켜서 급기 챔버 내의 냉기를 강제적으로 실내 공간으로 토출시키기 때문에, 실내 모든 장소의 토출 냉기의 양을 동일하게 할 수 있음과 함께, 실내 공간의 온도가 전부 동일하게 되도록 제어할 수 있다. 그리고, 실내 공간의 상부의 체류하고 있는 열기를 공조기의 흡입구로 이동시킬 수 있고, 실내 모든 공간의 온도 관리를 양호하게 행할 수 있다.
본 발명에서의 실시의 형태를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 이하의 실시의 형태에서는 공조용 토출 장치 시스템 및 배출열 반송 장치 시스템이 설비되는 전산기실을, 서버 룸을 그 한 예로서 설명한다. 또한 이 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시의 형태 1
도 1은 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템의 실시의 형태 1의 언더 플로어 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 서버 룸(전산기실)은, 바닥(11)과 천장(13) 사이에 형성된 실내 공간(15)을 갖고 있는, 바닥(11)은 이중구조 바닥으로 되어 있다. 서버 룸 내에는, 내부에 서버(전산기)를 수납하는 복수의 서버 래크(래크)(17)가 정렬하여 설치되어 있다. 그리고, 이 복수의 서버 래크(17)가 정렬하여 이루어지는 서버래크군이 복수열 설치되어 있다(도 1에서는 1열만을 기재하고 있다). 각각의 서버 래크(17)는 바닥면 및 앞면에 형성된 흡입구로부터 공기를 흡입하여 윗면에 형성된 토출구로부터 화살표(A)로 도시하는 바와 같이 열기를 방출한다.
서버 룸의 측벽면에 따라 공조기(21)가 설치되어 있다. 공조기(21)는 윗면에 형성된 흡입구(21a)로부터 공기를 흡입하고 바닥면에 형성된 토출구(도시 생략)로부터 공조된 공기(냉기)를 토출한다. 이중구조로 된 바닥(11)의 바닥밑에 급기 챔버(23)가 형성되어 있다. 공조기(21)는 이 급기 챔버(23) 내로 냉기를 토출한다.
바닥(11)중 2열의 서버 래크군에 끼워진 부분은 통로부로 되어 있다. 이 통로부의 바닥(11)에는, 소경의 토출구멍(11a)이 전면(全面)에 걸쳐서 다수 형성되어 있다. 공조기(21)로부터 급기 챔버(23) 내로 토출된 냉기는, 화살표(B)로 도시하는 바와 같이 급기 챔버(23) 내를 유통한 후, 화살표(C)로 도시하는 바와 같이 각 토출구멍(11a)으로부터 실내 공간(15)으로 토출한다. 이중바닥 아래의 급기 챔버(23)는, 각 서버에의 배선 공간으로서도 사용된다. 급기 챔버(23) 내에는, 각 서버로 늘어나는 배선(25)이 인회(引回)되어 있다.
공조기(21)로부터 먼 위치의 통로부의 바닥(11)에 복수의 토출 장치(30)가 등간격으로 마련되어 있다. 토출 장치(30)는 급기 챔버(23) 내의 냉기를 흡입하여 화살표(D)로 도시하는 바와 같이 실내 공간(15)으로 토출한다. 바닥(11)에 형성된 토출구멍(11a) 및 토출 장치(30)로부터 토출된 냉기는, 실내 공간(15)의 온도를 내린다. 한편, 서버에 의해 따뜻해진 공기는 상승하여 자연의 흐름으로 화살표(E)로 도시하는 바와 같이 천장(13)에 따라 자연의 흐름으로 공조기(21)의 흡입구(21a)를 향한다.
도 2는 토출 장치(30)의 상세를 도시하는 측면도이다. 토출 장치(30)는, 모터(31)와 모터(31)의 구동축에 부착된 팬(32)을 가지며, 하면에 형성된 흡입구(33) 로부터 급기 챔버(23) 내의 냉기를 흡입하여 윗면에 형성된 토출구(34)로부터 실내공간(15)으로 토출한다. 토출 장치(30)의 측부에는, 토출 장치(30)를 제어하는 제어 장치(토출 제어부)(40)가 마련되어 있다. 이 제어 장치(40)의 측단면(側端面)에 압력 센서(기류 계측부)(41)가 돌설되어 있다. 이 압력 센서(41)는, 급기 챔버(23) 내의 냉기의 정압을 계측하고, 이를 제어 장치(40)에 출력한다.
제어 장치(40)는, 압력 센서(41)의 출력에 응하여, 급기 챔버(23) 내의 소정의 위치의 냉기의 정압이 임계치 이하일 때에, 그 위치의 토출 장치(30)를 동작시켜서 급기 챔버(23) 내의 냉기를 실내 공간(15)으로 토출시킨다. 그리고, 제어 장치(40)는, 압력 센서(41)의 출력에 응하여, 급기 챔버(23) 내의 정압이 임계치를 크게 하회할 때에는, 팬(32)의 회전을 빠르게 하여 풍량을 많게 함과 함께, 임계치를 약간의 하회할 때는, 팬(32)의 회전을 느리게 하여 풍량을 적게 한다.
이상과 같이, 본 실시의 형태의 공조용 토출 장치 시스템에 의하면, 흡입구(21a)에서 공기를 흡입하고 토출구로부터 냉기를 토출하는 공조기(21)와, 바닥밑에 형성되고 공조기(21)의 토출구로부터 토출된 냉기를 유통시킴과 함께 바닥(11)에 형성된 다수의 토출구멍(11a)으로부터 냉기를 실내 공간(15)으로 토출하는 급기 챔버(23)와, 바닥(11)에 마련되고 급기 챔버(23) 내의 냉기를 흡입하여 실내 공간(15)으로 토출하는 복수의 토출 장치(30)와, 급기 챔버(23) 내의 냉기의 정압을 계측하는 압력 센서(41)와, 압력 센서(41)의 출력에 응하여 급기 챔버(23) 내의 소정의 위치의 냉기의 정압이 임계치 이하일 때에, 그 위치 부근의 토출 장치(30)를 동작시켜서 급기 챔버(23) 내의 냉기를 실내 공간(15)으로 토출시키는 제어 장 치(40)를 갖고 있다.
토출 장치(30)의 각각에는, 급기 챔버(23) 내를 흐르는 공조 기류(氣流)의 정압을 계측하는 압력 센서(기류 계측부)(41)와 이 압력 센서(41)의 계측 결과로부터 토출 정압을 제어하는 제어 장치(토출 제어부)(40)가 마련되어 있고, 압력 센서(41)에 의해 바닥하부(상하부(床下部) 급기 챔버(23) 내의 공조 기류의 압력 손실이 검출되고, 그것에 응하여 토출 장치(30)의 팬(32)의 회전수를 제어함으로써 급기 챔버(23) 내로부터의 냉기의 토출 정압이 조정되어, 장내 공간(15) 전역의 냉기 토출량이 동일하게 된다. 이로써, 실내 공간(15)의 온도의 치우침이 없어지고, 효율적인 공조기(21)의 가동이 가능하게 된다. 또한, 급기 챔버(23) 내의 압력 손실에 따른 제어를 엄밀하게 행할 필요가 없는 경우는, 토출 장치(30)를 간이적으로 강, 중, 약 등 일정한 송풍 풍량으로 설정할 수 있도록 하여도 좋다, 토출 장치(30)의 형태는, 도 2에 도시하는 것으로 한하지 않고, 소형의 프로펠러 팬을 나열한 구성의 송풍기라도 좋고, 시로코 팬을 장비하는 것이라고 좋고, 크로스 플로우 팬을 장비하는 것이라도 좋다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 기류 계측부로서 압력 센서(41)를 마련하고, 급기 챔버(23) 내의 공기의 정압을 계측하여, 그 정압이 임계치 이하일 때에, 그 위치의 토출 장치를 동작시키고 있다. 그러나, 정압의 계측은, 냉기가 정체를 조사하는 것이 그 목적이고, 이 냉기의 정체를 조사하는 데는, 냉기의 정압으로 한하지 않고 예를 들면 냉기의 풍속을 계측하여, 그것에 의거하여 행하여도 좋다. 냉기의 풍속으로 토출 장치(30)를 제어하는 경우는, 풍속이 소정의 임계치 이하로 되었을 때에, 그 위치의 토출 장치(30)를 동작시키도록 한다.
실시의 형태 2
도 3은 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템의 실시의 형태 2의 언더 플로어 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 토출 장치가, 가늘고 긴 형상의 크로스 플로우 팬에 의해 구성된 토출 장치(30B)이다. 그 밖의 구성은 실시의 형태 1과 마찬가지이다.
이와 같은 구성의 공조용 토출 장치 시스템에 의하면, 실시의 형태 l의 공조용 토출 장치 시스템과 대략 같은 효과를 얻을 수 있는 외에, 토출 장치(30B)의 급기 챔버(23) 내로의 돌출량이 감소하기 때문에, 급기 챔버(23) 내의 냉기가 정체를 더욱 감소하여, 보다 적은 전력에 의해, 실내 모든 장소의 토출 냉기의 양을 동일하게 할 수 있다.
실시의 형태 3
도 4는 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템의 실시의 형태 3의 언더 플로어 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이 실내 복수 개소의 온도를 검출하는 온도 센서(온도 계측부)(43)가 마련되어 있다. 그리고, 이 온도 센서(43)는, 토출 장치(30)와 케이블(44)에 접속되어 있다. 또한, 토출 장치(30)는, 공조기(21)와 케이블(45)에 접속되어 있다. 토출 장치(30)에는, 실시의 형태 1과 마찬가지로 토출 제어부(도시 생략)가 마련되어 있다. 그 밖의 구성은 실시의 형태 l과 마찬가지이다.
그리고, 본 실시의 형태에서는, 공조기(21)의 냉기의 토출량, 및 실내 복수 개소의 온도 정보나, 케이블(44, 45)을 통하여 도시하지 않은 토출 제어부에 전달된다. 그리고, 토출 제어부는, 공조기(21)의 냉기의 토출량과 온도 센서(43)의 출력에 응하여, 실내 공간(15)의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 온도가 높은 위치 부근의 토출 장치(30)를 동작시켜서 급기 챔버(23) 내의 냉기를 실내 공간(15)으로 토출시킨다. 또한, 도시하지 않은 토출 제어부는, 이 온도 센서(43)의 출력에 응한 제어를, 실시의 형태 1의 정압 또는 풍속에 의한 제어라고 평행하여 행하여도 좋다.
본 실시의 형태에 의하면, 실내 공간(15) 내의 소정 영역의 온도가 상정(想定) 이상으로 상승하여 버리는 일이 없고, 열기의 국부 집중이나 열부하 편재에 대해, 방출 풍량의 조정을 행하면서의 가동이 가능하게 되고, 실내의 공조를 효율 좋게 행할 수 있다.
또한, 토출 장치(30)의 형태는, 실시의 형태 1과 같이, 도 2에 도시하는 것으로 한하지 않고, 소형의 프로펠러 팬을 나열한 구성의 송풍기라도 좋고, 시로코 팬을 장비하는 것이라도 좋고, 크로스 플로우 팬을 장비하는 것이라도 좋다.
실시의 형태 4
도 5는 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 4의 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 공조기(21)에서 공조하는 실내 공간(15)의 상부에 배출열 반송 장치(50)가 마련되어 있다. 이 배출열 반송 장치(50)는, 천장(13) 부근에 체류하고 있는 열기를, 공조기(21)의 흡입구(2Ia)로 이동시킨다.
서버 룸 내에서, 서버가 탑재된 래크(17)는, 래크 내의 온도를 내리기 위해, 내부의 열기를 상방 또는 후방으로 배기한다. 본 실시의 형태에서는, 이 래크(17)로부터 배출된 열기를 효율적으로 공조기(21)의 흡입구(21a)로 되돌리는 동작을 한다. 배출열 반송 장치(50)는, 래크군에 둘러싸인 통로부의 천장(13)중, 공조기(21)로부터 떨어진 위치의 천장(13)에, 이웃하는 래크군 열에 끼워지도록 설치되어 있다.
또한, 배출열 반송 장치(50)의 설치 높이를 래크(17)의 윗면으로부터 0.5m 상방에 설치하면, 래크(17) 부근의 온도 상승을 가장 효율적으로 억제할 수 있다. 그리고, 이때 배출열 반송 장치(50)의 생성하는 기류(F)가, 통로 공간 상부의 열기가 체류하고 있는 영역으로부터, 공조기(21)의 흡입구(21a) 방향을 향하여 형성되도록 한다. 그리고, 도달처인 공조기(21)의 흡입구(21a) 부근에서의 기류 풍속이, 외란(外亂)의 영향이 없는 상태에서, 0.5m/s 내지 1.0m/s가 되도록 토출 풍속을 조정한다.
그리고, 이 도달처의 기류가 약한 경우는, 공조기(21)로부터 떨어진 위치에 마련된 1대째의 배출열 반송 장치(50)로부터 공조기(21)의 흡입구(21a)까지의 사이에, 또한 1대 또는 복수대의 배출열 반송 장치(50)를 설치하여, 소정의 강도의 기류가 형성될 수 있도록 한다.
이와 같이, 래크(17)로부터의 배출열 기류의 영향이 적은 통로이며 또한 래크(17) 부근의 천장(13) 부근에 배출열 반송 장치(50)를 설치함으로써, 래크(17) 상부 부근에 체류하고 있는 열기를 공조기(21)의 흡입구(21a)로 효율적으로 되돌리 는 것이 가능하게 된다. 이로써, 열기가 서버로 역류하여 버리는 쇼트 컷을 억제할 수 있고, 또한 공조기(21)의 냉기가 직접 공조기(21)로 되돌아와 버리는 쇼트 서킷도 억제할 수 있고, 공조기(21)의 효율적인 운전이 가능해진다.
실시의 형태 5
본 실시의 형태 배출열 반송 장치 시스템은, 실시의 형태 4의 배출열 반송 장치 시스템에 더하여, 공조기(21)로부터 떨어진 위치에 마련되어 온도 검출을 도시하지 않은 온도 검출부와, 이 온도 검출부의 출력에 의거하여 배출열 반송 장치(50)의 0N-0FF 제어를 하는 제어 장치(반송 제어부)가 마련되어 있다. 그리고, 제어 장치(반송 제어부)는, 온도 검출부에서 측정한 온도가 일정 이상의 값이 된 경우만, 대상으로 하고 있는 임의의 영역에 설치되어 있는 1대 또는 복수대의 배출열 반송 장치(50)의 운전을 행하도록 한다. 이것은, 공조기(21)가 가동하고 있지 않지만, 온도 검출부에서 측정한 온도가 일정 이상인 경우에, 공조기(21)가 설치되어 있는 근처에서 공조 기류가 쇼트 서킷되어 버렸다고 판단을 할 수 있고, 또한, 공조기(21)가 가동하고 있지만, 온도 검출부에서 측청한 온도가 일정 이상인 경우는, 서버가 탑재된 래크(17)로부터의 발열이 커졌다고 판단을 할 수 있기 때문에, 어느 상황에 대해서도, 서버가 탑재된 래크(17)로부터의 열기를 공조기(21)의 흡입구(21a)로 되돌림에 의해, 공조 효율의 개선을 도모하는 것이다. 이와 같이, 실내의 온도로부터 공조 상황을 판단하고, 이것에 의해 배출열 반송 장치(50)를 동작시킴에 의해, 보다 효율적으로 가동시킬 수 있다.
실시의 형태 6
도 6은 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 6의 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 서버가 탑재된 래크(17)의 상부에 배출열 반송 장치(50B)가 마련되어 있다. 그리고, 가장 공조기(21)로부터 떨어진 1대째의 배출열 반송 장치(50B)로부터 공조기(21)의 흡입구(21a)까지의 사이에, 2대째, 3대째의 배출열 반송 장치(50)가 설치되고, 열기를 반송하도록 하고 있다. 서버가 탑재된 래크(17)의 상부로부터는, 래크(17) 내부의 열기가 상방으로 토출되어 있지만, 배출열 반송 장치(50B)는, 이 불어 올려지는 열기를 극복하도록 일정 간격으로 배치되어, 서버 상부와 천장 사이에 체류하고 있는 열기를 강제적으로 공조기(21)의 흡입구(21a)로 되돌린다. 또한, 배출열 반송 장치(50B)는, 래크(17)를 서버 룸에 설치한 후에 부착하여도 좋고, 래크 제작시에 래크(17)에 조립하고, 배출열 반송 장치 부착 래크로서, 서버 룸에 설치하여도 좋다,
실시의 형태 7
도 7은 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 7의 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 래크(17)의 상부가 커버(53)로 덮여 있고, 또한 커버(53)의 개구부에 배출열 반송 장치(50C)가 마련되어 있다. 그리고, 개구부에 설치된 배출열 반송 장치(50C)의 기류 토출 방향이 공조기(21)의 흡입구(21a)를 향하도록, 배출열 반송 장치(50C)는 소정의 각도를 붙여서 비스듬하게 설치되어 있다. 이로서, 래크(17) 내의 열기가 유인되고, 이 배출열 기류가 공조기(21)의 흡입구(21a)를 향하기 때문 에, 래크(17)의 주위로 열기가 흐르는 것이 억제되고, 보다 효율적으로 실내 공조를 행하도록 할 수 있다.
실시의 형태 8
도 8은 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 8의 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 통상 래크(17)의 상부에 부착되는 배출열 팬의 기능을 겸비하여 배출열 팬 겸용 배출열 반송 장치로서, 배출열 반송 장치(50D)가 래크(17)의 상부에 마련되어 있다. 이 배출열 반송 장치(50D)는, 래크(17) 내부의 열기를 래크(17)로부터 비스듬히 상방으로 토출한다. 그리고, 토출하는 열기가 공조기(21)의 흡입구(21a) 방향이 되도록 되어 있다. 이로써, 배출열 반송 장치를 별도로 마련할 필요가 없어져서 염가의 구성으로 할 수 있다.
실시의 형태 9
도 9는 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 9의 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 래크(17)의 상부에, 래크(17) 내의 열기를 비스듬히 상방으로 토출하도록 안내하는 가이드(57)를 부착하고 있다. 그리고 또한 래크(17)의 상부에 배출열 팬의 기능을 겸비하는 배출열 반송 장치(50E)가 마련되어 있다. 이와 같이 래크(17)의 상부에 부착되는 배출열 팬과 겸용으로 된 배출열 반송 장치(50E)를, 가이드(57)와 협동하도록 마련함에 의해, 배출열 반송 장치를 별도로 마련할 필요가 없어지고 염가의 구성으로 할 수 있다.
실시의 형태 10
도 10은 본 발명에 관한 공조 시스템의 실시의 형태 10의 언더 플로어 공조 방식을 채용한 서버 룸의 사시도이다. 본 실시의 형태의 공조 시스템에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 도 1에 도시된 실시의 형태 1의 공조용 토출 장치 시스템과 도 5에 도시된 실시의 형태 4의 배출열 반송 장치 시스템이 조합된 구성으로 되어 있다. 이로서, 강제적으로 서버 룸 전역에 걸치는 기류 순환을 생성시킬 수 있도록 되기 때문에, 공조기(21) 부근의 냉기 쇼트 서킷의 억제, 공조기(21)로부터 떨어진 영역에서의 냉기 토출 부족의 해소, 래크(17) 상부의 열기 체류의 방지, 및 래크(17) 부근의 열기의 쇼트 컷의 억제를 할 수 있고, 공조기(21)의 효율적인 운전이 가능하게 된다.
본 실시의 형태의 공조 시스템이 채용된 서버 룸에서 열부하 편재가 생기고 있는 통로 내에서 시스템 정지시와 시스템 가동시의 온도를 실제로 계측한 결과, 평균 온도로는 29,9℃부터 26,2℃, 어느 지점에서는 33,8℃부터 25.7℃까지 저감할 수 있고, 또한 시스템 정지시에 대해 시스템 가동시는, 실내 온도 15가 양호하게 공조되고, 열기의 정체가 없는 것을 확인할 수 있었다.
산업상의 이용 가능성
이상과 같이, 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템은, 예를 들면 전산기를 수납하는 래크가 마련되어 언더 플로어 공조 방식이 채용된 서버 룸에 적용되기 알맞는 것이고, 특히 시스템의 고집약화가 진행되고, 급기 챔버 내에 인회(引回)되는 서버 기기에의 배선 갯수가 증가하여 급기 챔버 내의 유로가 좁아지는 서버 룸 에 적용되기 적합한 것이다. 또한, 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템은, 예를 들면 전산기를 수납하는 래크가 수많이 설치되고, 실내 공간 상부에 열기가 정체되는 서버 룸에 적용되기 적합한 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템의 실시의 형태 1의 사시도.
도 2는 도 1의 토출 장치의 상세를 도시하는 측면도.
도 3은 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템의 실시의 형태 2의 사시도.
도 4는 본 발명에 관한 공조용 토출 장치 시스템의 실시의 형태 3의 사시도.
도 5는 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 4의 사시도.
도 6은 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 6의 사시도.
도 7은 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 7의 사시도.
도 8은 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 8의 사시도.
도 9는 본 발명에 관한 배출열 반송 장치 시스템의 실시의 형태 9의 사시도.
도 10은 본 발명에 관한 공조 시스템의 실시의 형태 10의 사시도.
도 11은 언더 플로어 공조 방식의 종래의 서버 룸의 사시도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11 : 바닥 11a : 토출구멍
L13 : 천장 15 : 실내 공간
17 : 서버 래크 21 : 공조기
21a : 공조기의 흡입구 23 : 급기 챔버
25 : 배선 30, 30B : 토출 장치
31 : 모터 32 : 팬
33 : 토출 장치의 흡입구 34 : 토출 장치의 토출구
40 : 제어 장치(토출 제어부) 41 : 압력 센서(기류 계측부)
43 : 온도 센서(온도 계측부) 44, 45 : 케이블
50, 50B, 50C, 50D, 50E : 배출열 반송 장치
53 : 커버 57 : 가이드

Claims (10)

  1. 흡입구에서 공기를 흡입하고 토출구로부터 냉기를 토출하는 공조기와,
    바닥 아래에 형성되고 상기 공조기의 토출구로부터 토출된 냉기를 유통시킴과 함께 바닥에 형성된 다수의 토출구멍으로부터 냉기를 실내 공간으로 토출하는 급기 챔버(chambe 와,
    상기 바닥에 마련되고 상기 급기 챔버 내의 냉기를 흡입하여 실내 공간으로 토출하는 복수의 토출 장치와,
    상기 급기 챔버 내의 냉기의 정압 또는 풍속을 계측하는 기류 계측부와,
    상기 기류 계측부의 출력에 응하여 상기 급기 챔버 내의 소정의 위치의 냉기의 정압 또는 풍속이 임계치 이하일 때에, 그 위치 부근의 상기 토출 장치를 동작시켜서 상기 급기 챔버 내의 냉기를 상기 실내 공간으로 토출시키는 토출 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 공조용 토출 장치 시스템.
  2. 흡입구에서 공기를 흡입하고 토출구로부터 냉기를 토출하는 공조기와,
    바닥 아래에 형성되고 상기 공조기의 토출구로부터 토출된 냉기를 유통시킴과 함께 바닥에 형성된 다수의 토출구멍으로부터 냉기를 실내 공간으로 토출하는 급기 챔버와,
    상기 바닥에 마련되고 상기 급기 챔버 내의 냉기를 흡입하여 실내 공간으로 토출하는 복수의 토출 장치와,
    상기 실내 공간의 공기의 온도를 계측하는 온도 계측부와,
    상기 온도 계측부의 출력에 응하여 상기 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 해당 온도가 높은 위치 부근의 상기 토출 장치를 동작시켜서 상기 급기 챔버 내의 냉기를 상기 실내 공간으로 토출시키는 토출 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 공조용 토출 장치 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실내 공간의 공기의 온도를 계측하는 온도 계측부를 또한 구비하고,
    상기 토출 제어부는, 상기 온도 계측부의 출력에 응하여 상기 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 해당 온도가 높은 위치 부근의 상기 토출 장치를 동작시켜서 상기 급기 챔버 내의 냉기를 상기 실내 공간으로 토출시키는 것을 특징으로 하는 공조용 토출 장치 시스템.
  4. 공조기로 공조하는 실내 공간의 상부에 설치되고, 체류하고 있는 열기를 상기 공조기의 흡입구로 이동시키는 배출열 반송 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 배출열 반송 장치 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 온도 계측부의 출력에 응하여 상기 실내 공간의 소정의 위치의 공기의 온도가 임계치 이상일 때에, 해당 온도가 높은 위치 부근의 상기 배출열 반송 장치 를 동작시켜서 상기 체류하고 있는 열기를 상기 공조기의 흡입구로 되돌리는 반송 제어부를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 배출열 반송 장치 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 실내 공간에 전산기를 수납하는 래크가 마련되어 있고,
    상기 배출열 반송 장치는, 상기 래크의 상부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배출열 반송 장치 시스템.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 배출열 반송 장치는, 상기 래크에 해당 래크 내의 공기를 강제적으로 배출하하도록 마련되고, 또한 토출구가 상기 공조기측으로 기울어지도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배출열 반송 장치 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 래크에 전산기가 배출한 열기를 상기 공조기측으로 유도하는 가이드가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배출열 반송 장치 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 가이드에 상기 래크 내의 열기를 강제적으로 토출하는 송풍 장치가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 배출열 반송 장치 시스템.
  10. 제 3항에 기재된 공조용 토출 장치 시스템과, 제 9항에 기재된 배출열 반송 장치 시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
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