KR20160003419U

KR20160003419U - 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템

Info

Publication number: KR20160003419U
Application number: KR2020150001913U
Authority: KR
Inventors: 고정범; 지헌남; 구지현; 이동주
Original assignee: 네이버비즈니스플랫폼 주식회사
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-10-06
Also published as: KR200482412Y1

Abstract

본 고안의 일 실시예는 서로 나란하게 형성되는 제1 프레임 및 제2 프레임; 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 사이에 제1 방향을 따라 배치되는 복수 개의 브라켓 고정 프레임들; 상기 각각의 브라켓 고정 프레임의 일 측에 형성되며, 상기 각각의 브라켓 고정 프레임에 대해 소정 각도 경사지도록 형성되는 기류 유도용 날개; 및 상기 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하도록 형성되며, 상기 브라켓 고정 프레임들이 고정 결합되는 지지부;를 포함하는 기류유도 다공판을 개시한다.

Description

기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템{PERFORATED SHEET FOR AIR CURRENT INDUCEMENT AND AIR CONDITIONING SYSTEM FOR DATA CENTER THEREWITH}

본 고안의 실시예들은 외부의 자연 공기를 이용하여 서버실을 냉각시키는 서버실 냉각 장치에 구비되는 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템에 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 하며, 일반적으로 이를 위해 차가운 공기를 생성하는 항온기를 이용하고 있다.

그러나, 항온기 및 항온기와 연계되는 설비를 가동하기 위해 소모되는 에너지는 데이터 센터에서 사용되는 전체 전력의 50~60%가량에 해당한다. 따라서, 데이터 센터의 냉각에 투입되는 에너지의 절감을 위하여 건물 밖의 차가운 공기를 서버실로 유입시켜 장비의 열을 냉각시키는 방식이 최근 도입되고 있다.

이와 관련하여 한국공개특허공보 제10-2011-0129514호(공개일 2011년 12월 2일) "그린컴퓨팅 환경을 실현한 인터넷데이터센터 공조시스템" 등에는 외부 공기가 데이터 센터로 유입되도록 제어하고, 냉각부를 통해 냉각되어 데이터 센터의 내부로 유입되도록 하는 기술 등이 개발되고 있다.

전술한 배경기술은 고안자가 본 고안의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 고안의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 고안의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 고안의 실시예들은 외부 공기를 이용하여 데이터 센터의 적정 온도 및 습도를 유지시킬 수 있는 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템을 제공한다.

또한, 본 고안의 실시예들은 데이터 센터의 냉각에 소모되는 에너지를 절감할 수 있는 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템을 제공한다.

또한, 본 고안의 실시예들은 풍량의 손실을 줄이고, 기류의 방향을 일정하게 유지하여 서버냉각을 보다 효과적으로 수행하는 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템을 제공한다.

또한, 본 고안의 실시예들은 서버 부하 변동에 따른 풍량 제어가 가능한 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템을 제공한다.

본 고안의 다른 일 실시예는 외기가 유입되는 서버실 냉각 장치; 및 상기 서버실 냉각 장치로부터 외기를 공급받는 흡기부와, 복수 개의 서버가 배치되는 서버랙과, 상기 흡기부와 상기 서버랙 간에 공기 흐름을 제어하는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 기류유도 다공판을 포함하는 서버실;을 포함하는 데이터 센터의 공조 시스템을 개시한다.

본 고안의 실시예들에 따른 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템에 의해, 외부 공기를 이용하여 데이터 센터의 적정 온도 및 습도를 유지시킬 수 있다.

또한, 본 고안의 실시예들에 따른 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템에 의해, 데이터 센터의 냉각에 소모되는 에너지를 절감할 수 있다.

또한, 본 고안의 실시예들에 따른 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템에 의해, 풍량의 손실을 줄이고, 기류의 방향을 일정하게 유지하여 서버냉각을 보다 효과적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 고안의 실시예들에 따른 기류유도 다공판 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템에 의해, 서버 부하 변동에 따른 풍량 제어가 가능해진다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 서버실 냉각 장치의 측면도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 데이터 센터의 공조 시스템의 사시도이다.
도 4는 도 3의 데이터 센터의 공조 시스템의 측면도이다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 기류유도 다공판이 서버실 냉각 장치에 배치된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 5의 기류유도 다공판의 사시도이다.
도 7은 도 5의 기류유도 다공판의 정면도이다.
도 8은 도 5의 기류유도 다공판의 저면 사시도이다.
도 9는 도 5의 기류유도 다공판의 분해 사시도이다.
도 10은 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 기류유도 다공판이 서버실 냉각 장치에 배치된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 11은 도 10의 기류유도 다공판의 사시도이다.
도 12는 도 10의 기류유도 다공판의 정면도이다.

본 고안은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 고안의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 고안이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 서버실 냉각 장치의 측면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(100)는, 외기 유입부(110), 필터부(120), 미스트 분사부(130), 냉각부(140), 공급부(150)를 포함한다.

본 고안의 일 실시예에 따른 외기를 이용한 서버실 냉각 장치(100)는 데이터 센터(Data Center)와 같이 열을 냉각시킬 필요가 있는 장소에 차가운 외부 공기를 공급하는 것으로, 온도/습도 상태에 따른 변화가 많은 환경 조건에서도 연중 무중단으로 외부(예를 들어, 건물 외측)의 공기를 이용하여 보다 저비용으로 서버실(Server Room) 내부를 냉각시키는 것을 일 특징으로 한다. 이하에서는 이를 더욱 상세히 설명하도록 한다.

외기 유입부(110)는 서버실 냉각 장치(100) 외부의 공기를 서버실 냉각 장치(100) 내부로 유입시키는 역할을 수행한다. 이와 같은 외기 유입부(110)는 OA 댐퍼(outside air damper)(111), 데미스터 필터(demister filter)(113), 격자부(grating)(115) 및 RA 댐퍼(return air damper)(117)를 포함한다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, OA 댐퍼(111)와 데미스터 필터(113) 사이에 소정의 메쉬(mesh)(미도시)를 더 구비할 수 있다.

OA 댐퍼(outside air damper)(111)는 외기 유입부(110)의 개폐를 제어하여, 외기 유입부(110)를 통해 유입되는 외기의 양을 제어하는 역할을 수행한다. 이와 같은 OA 댐퍼(111)의 일 예로, 전동 모터 또는 공기압에 의해 자동으로 개폐되는 모터 댐퍼(MD: Motor Damper)가 구비될 수 있다.

데미스터 필터(demister filter)(113)는 증기 중의 수분 또는 이물질을 제거하는 장치로써, 그물망을 여러겹 포개거나 또는 섬유상태의 물체를 충전하는 등의 방법으로 구성된다. 이와 같은 데미스터 필터(113)는 저항이 작고 집진효율이 높으며, 고도의 내식성을 가지도록 형성되고, 간단하게 청소가 가능하고 경량이므로 취급이 간편하다는 장점을 가진다.

여기서, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(100)의 외기 유입부(110)는 외기가 유입되는 OA 댐퍼(111)에 바로 인접하게 메쉬(mesh)(미도시)와 데미스터 필터(113)를 구비하여, 서버실 냉각 장치(100) 내부로 외기 내에 포함된 이물질이 들어오지 않도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 즉, OA 댐퍼(111)에 바로 인접하게 메쉬(mesh)(미도시)를 구비하여, 새 또는 기타 큰 벌레의 인입을 방지하고, 그 내측에는 데미스터 필터(113)를 구비하여 서버실 냉각 장치(100) 내부로 들어오는 이물질을 제거하는 것이다. 이때 데미스터 필터(113)는 복수 개 구비될 수 있으며, 대풍량을 처리하기 위해 복수 개의 데미스터 필터(113)가 지그재그 배열로 설치되어, 설치면적을 넓힐 수 있다.

외기 유입부(110)의 하부 바닥면, 즉 필터부(120)와 연결되는 면에는 다수의 개구부가 형성된 격자부(grating)(115)가 구비되어, 외기 유입부(110)로 유입된 외기를 필터부(120)로 통과시킬 수 있다.

한편, 외기 유입부(110)의 일 측에는 서버실 내를 통과한 리턴 공기가 공급되는 리턴 덕트부(170)가 연결될 수 있으며, 외기 유입부(110)와 리턴 덕트부(170) 사이에는 외기 유입부(110)와 리턴 덕트부(170) 사이의 공기 유동을 제어하기 위한 RA 댐퍼(return air damper)(117)가 더 형성될 수 있다. 이와 같은 RA 댐퍼부(117)에 의해 외기와 리턴 공기의 혼합비율을 조절함으로써, 서버실 냉각 장치(100) 내부로 공급되는 공기의 온도를 적절한 수준으로 제어할 수 있는 것이다.

한편, 외기 유입부(110)의 외형을 이루는 케이스는, 예를 들어 우레탄 등의 재질로 형성되고 전체 내, 외부 씰링 작업을 수행하여 공기 유출이 없도록 설치될 수 있다. 또한 도면에는 도시되지 않았지만 외기 유입부(110) 내에는 필터의 차압을 확인할 수 있도록 데미스터 필터용 차압 게이지(미도시)가 추가로 설치될 수도 있다.

상술한 외기 유입부(110)의 데미스터 필터(113)와 필터부(120)의 롤 필터(121)는 외기에 포함된 먼지와 같은 이물질을 차단하여, 서버실에 구비되는 서버, 네트워크 장비, 엔터프라이즈 장비 등에 장애가 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.

필터부(120)는 외기 유입부(110)의 일 측에 배치되며, 외기 유입부(110)를 통해 공급된 외기를 필터링하는 역할을 수행한다. 이와 같은 필터부(120)는 외기 유입부(110)의 하방에 배치되며, 따라서 외기 유입부(110)의 외기 유입 방향과 실질적으로 수직인 방향에 형성될 수 있다.

필터부(120)는 롤 필터(roll filter)(121)를 구비할 수 있다. 롤 필터(121)는 외기 내에 포함된 이물질을 다시 한 번 여과하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 롤 필터(121)는 권취형으로 형성되어 필터의 오염도에 따라 자동으로 교체될 수 있으며, 따라서 1회 장착으로 장시간 사용할 수 있고, 여과 부재의 교체가 간단하여 교체 시간을 절감할 수 있다. 이와 같은 롤 필터(121)는 별도의 컨트롤러(미도시)를 설치하여 필터의 전, 후 차압에 의해 운전되도록 구성할 수 있으며, 예를 들어 압력손실 7mmAq~20mmAq 범위에서 차압 센서에 의해 자동으로 운전 가능하도록 설정될 수 있다. 또한 이때 차압 범위를 사용자가 지정하는 것도 가능할 것이다. 이와 같은 롤 필터(121)는 내구성이 우수한 스테인리스 스틸 및 양극 산화 처리한 알루미늄 등의 재질로 형성될 수 있으며, 또한 여과 부재의 종류에 따라 여러 번 세척해서 재사용이 가능하도록 형성될 수도 있다.

미스트 분사부(130)는 필터부(120)의 일 측에 배치되며 필터부(120)를 통과한 외기에 미스트(mist)를 분사하는 역할을 수행한다. 상세히, 미스트 분사부(130)는 분사 노즐(131)을 구비하며, 서버실 내부의 온도 및 습도가 적정 상태로 유지되도록, 외기 유입부(110)를 통해 인입된 외기에 미세한 입자의 물 즉, 미스트(Mist)를 분사한다. 즉, 미스트 분사부(130)는 외기에 미스트를 분사함으로써 외기의 특징인 낮은 습도를 높이고 온도는 낮추어, 장비 운영에 적합한 공기를 서버실 내부에 공급하도록 한다. 이와 같은 미스트 분사부(130)는 펌프로 물의 압력을 올려 분사 노즐(131)을 통해 미스트 분사부(130)를 통과하는 외기에 직접분사방식으로 미스트를 분사할 수 있다. 여기서 미스트 분사의 효과를 최대화하기 위해서, 분사 노즐(131)과 냉각부(140)의 냉각 부재(141) 간의 거리는 최적화될 수 있다. 이와 같이, 외기에 미스트를 직접 분사하는 것만으로도 외기의 온도를 약 2~4℃ 정도 낮출 수 있으므로, 냉각부(140)의 작동 시간을 감소시켜 에너지를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 미스트 분사부(130)에는 응축된 물을 포집하기 위한 드레인부(133)가 더 형성될 수 있다. 이와 같은 드레인부(133)는 미스트 분사부(130) 하부에 형성되어 응축되어 바닥에 고인 물을 원활하게 외부로 배출하는 역할을 수행할 수 있다.

한편, 냉각부(140)는 미스트 분사부(130)와 공급부(150) 사이에 배치되어, 미스트 분사부(130)를 통과한 외기를 한번 더 냉각하는 역할을 수행한다. 냉각부(140)는 냉각 코일 형태의 냉각 부재(141)를 구비할 수 있으며, 여기서 냉각 부재(141)는 타원형 코일(oval coil)일 수 있다. 즉, 냉각 부재(141)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.

종래의 데이터 센터의 공조 시스템의 경우, 서버실 냉각 장치와는 별도로 서버실의 일 측에 차가운 공기를 생성하는 항온기를 구비하는 것이 일반적이었다. 이 경우, 서버실의 일 측에 항온기가 구비되어야 하므로 데이터 센터 내에 항온기를 배치하기 위한 별도의 공간이 필요하며, 또한 서버실과 항온기의 연결을 위해 서버실의 구조를 변경하여야 하는 등의 문제점이 존재하였다.

이에 비해, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치 및 이를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템의 경우, 항온기 역할을 수행하는 냉각부(140)를 서버실 냉각 장치(100) 내부에 구비하여, 항온기 배치를 위한 별도의 공간이 불필요하게 됨으로써, 데이터 센터 내부의 공간 활용도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 나아가 서버실과 항온기의 연결을 위해 서버실 구조를 변경할 필요가 없으지므로, 기존의 데이터 센터의 구조를 변경하지 않고 그대로 활용하는 효과를 얻을 수 있다.

공급부(150)는 미스트 분사부(130) 또는 냉각부(140)의 일 측에 배치되어, 미스트 분사부(130) 또는 냉각부(140)를 통과한 외기를 서버실, 특히 서버실의 하부로 공급하는 역할을 수행한다. 공급부(150)는 제1 공급 댐퍼(151)를 구비하며, 제1 공급 댐퍼(151)는 공급부(150)의 개폐를 제어하여, 공급부(150)를 통해 서버실으로 공급되는 공기의 양을 제어하는 역할을 수행한다. 이와 같은 제1 공급 댐퍼(151)의 일 예로, 전동 모터 또는 공기압에 의해 자동으로 개폐되는 모터 댐퍼(MD: Motor Damper)가 구비될 수 있다. 이와 같은 제1 공급 댐퍼(151)는 시스템 고장과 같은 비상 시에, 외기를 바로 서버실 내부로 공급하여 서버실 내의 온도 상승을 방지하는 역할을 수행할 수도 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 서버실 냉각 장치(100)에는 외기 유입부(110)로부터 인입되는 외기의 온도 및 습도를 측정하는 측정부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 측정부는 일 예로, 온도를 측정하는 온도 센서 및 습도를 측정하는 습도 센서를 포함할 수 있다. 측정부에서 측정된 외기의 온도 및 습도에 대한 정보는 제어부(미도시)로 전송될 수 있다.

제어부(미도시)는 측정부(미도시)로부터 수신한 외기의 온도 및 습도에 대한 정보를 기초로 외기 유입부(110)를 통해 인입된 외기가 적정 온도/습도가 되도록 미스트 분사부(130)에서 분사되는 미스트의 분사량을 조절하여 유입된 외기가 냉각 또는 가습되도록 한다.

예를 들어, 제어부(미도시)는 서버실 내부의 온도/습도에 대한 정보와 외기의 온도/습도에 대한 정보를 비교하여 서버실 내부의 냉각이 필요하다고 판단되는 경우, 미스트의 분사량을 조절함으로써 외기의 온도를 낮출 수 있다. 반대로, 제어부가, 서버실 내부의 온도는 적정 온도이지만 가습이 필요하다고 판단되는 경우 미스트의 분사량을 조절함으로써 서버실 내부로 공급되는 외기의 습도를 높일 수도 있다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 데이터 센터의 공조 시스템의 사시도이고, 도 4는 도 3의 데이터 센터의 공조 시스템의 측면도이다. 여기서, 도 4의 차가운 공기(SA: Supply Air)는 서버실 냉각 장치(100)로부터 유입되는 공기 흐름을 나타내며, 뜨거운 공기(RA: Return Air)는 서버실(200) 내의 냉각을 수행한 후 리턴되는 공기 흐름을 나타내는 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 서버실 냉각 장치(100)를 구비하는 데이터 센터의 공조 시스템(1)은 서버실(200), 서버실(200) 내에 제1 방향(A 방향)을 따라 배열된 복수 개의 서버랙(210) 및 서버실(200)의 일 측에 형성되며 외부로부터 외기가 유입되어 이를 서버실(200)로 공급하는 하나 이상의 서버실 냉각 장치(100)를 포함한다.

서버실(200) 외부의 외기는 서버실 냉각 장치(100)의 인입부를 통해 서버실 냉각 장치(100) 내부로 인입된다. 이때, 외기에 포함되는 이물질은 이중 필터를 통해 차단될 수 있다. 이물질이 차단된 외기는 서버실 냉각 장치(100)의 미스트 분사부(130)로 유입되어 미스트 분사부(130)에서 분무되는 미스트로 인해 냉각 또는 가습된다. 이후, 냉각 또는 가습된 외기는 서버실 냉각 장치(100)의 하측에 구비되는 공급부(150)로 유입되고, 공급부에 구비된 팬을 통해 서버실(200)의 하부로 공급된다.

서버실(200)의 하부의 흡기부(230)로 공급된 차가운 공기는 서버실(200)에 구비된 서버랙(210)으로 유입되고, 서버랙(210)에 포함되는 복수 개의 서버에 의해 가열된 후 서버실(200) 상측에 구비된 배기부(220)를 통해 서버실(200) 외부로 배기될 수 있다.

한편, 서버실 냉각 장치(100)는 외기의 온도가 기 설정된 값 이상인 경우 서버실 냉각 장치(100)의 공급부(150)에 구비되는 냉각부(140)를 가동시킴으로써 서버실(200) 내부로 보다 차가운 공기가 공급되도록 할 수 있다.

이때, 각각의 서버랙(210)에는 복수 개의 서버가 구비될 수 있으며, 서버실 냉각 장치(100)로부터 유입되어 서버실(200)의 서버랙(210)을 통과하면서 가열된 외기는 배기부(220)를 거쳐 외부로 배출되거나 또는 서버실 냉각 장치(100)로 다시 공급된다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 서버실(200)의 흡기부(230)를 통해 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)는 각각의 일련의 서버랙(210)으로 공급되며, 서버랙(210)으로부터 배출되는 뜨거운 공기(RA: Return Air)는 서버실(200) 상부에 구비된 배기부(220)로 유입된다. 배기부(220)로 유입된 공기는 필요에 따라 서버실 냉각 장치(100)로 다시 유입되거나, 또는 서버실(200) 외부로 배기될 수 있다.

여기서, 배기부(220)는 서버실(200) 상부에 설치되어 서버실(200) 내부의 공기를 배기한다. 배기부(220)는 일 예로 덕트(Duck)로 구현될 수 있는데, 서버실 냉각 장치(100)로부터 공급된 차가운 공기가 서버실(200)에 구비된 서버랙(210)을 통해 가열되어 서버실(200) 상부로 올라가면, 이를 흡기하여 서버실(200) 외부로 배기할 수 있다.

이와 같은 서버실(200)의 배기부(220)는 서버실 냉각 장치(100)의 리턴 덕트부(170)와 연결되어 있을 수 있다. 따라서 제어부의 제어에 따라 서버실(200)에서 배출된 뜨거운 공기는 배기부(220) 및 리턴 덕트부(170)를 통해 서버실 냉각 장치(100)로 유입됨으로써, 외기와 서버실(200) 내부의 공기가 혼합되도록 할 수 있다. 이 경우, 미스트 분사부(130)는 혼합된 공기에 미스트를 분무함으로써 보다 효율적으로 서버실(200)이 냉각 또는 가습되도록 할 수 있다.

이하에서는, 이와 같은 데이터 센터의 공조 시스템(1)의 작동 방법에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

데이터 센터 외부의 외기는 서버실 냉각 장치(100)의 외기 유입부(110)를 통해 서버실 냉각 장치(100) 내부로 인입된다. 이때, 외기에 포함되는 이물질은 외기 유입부(110) 및 필터부(120)를 통해 차단될 수 있다. 이물질이 차단된 외기는 서버실 냉각 장치(100)의 미스트 분사부(130)를 통과하면서, 미스트 분사부(130)에서 분무되는 미스트로 인해 냉각 또는 가습된다. 이후, 냉각 또는 가습된 외기는 서버실 냉각 장치(100)의 일 측에 구비되는 공급부(150)를 통해 서버실(200)로 공급된다. 이때, 서버실 냉각 장치(100)는 외기의 온도가 기 설정된 값 이상인 경우 서버실 냉각 장치(100)의 냉각부(140)에 구비되는 냉각 부재(141)를 가동시킴으로써, 서버실(200) 내부로 보다 차가운 공기가 공급되도록 할 수 있다.

다음으로, 서버실(200)로 공급된 차가운 공기는 서버실(200)에 구비된 서버랙(210)으로 유입되고, 서버랙(210)에 포함되는 복수 개의 서버에 의해 가열된 후, 상측에 구비된 배기부(220)를 통해 서버실(200) 외부로 배기될 수 있다. 이때, 필요에 따라 배기부(220)로 배출된 공기의 일부는 서버실 냉각 장치(100)의 리턴 덕트부(170)를 통해 외기 유입부(110)로 다시 공급될 수도 있다.

이와 같은 본 고안에 의해서, 데이터 센터의 공조 시스템에 구비되는 장비 수량을 줄임으로써, 공간의 효율적 활용이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 미스트 분사부(130)와 냉각부(140) 사이의 간격을 최적화함으로써, 미스트 분사에 의한 냉각 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 외기 유로의 굴곡을 최소화하여 자연 기류 공간을 확보하여 외기를 유동시키기 위한 동력을 저감하는 효과를 얻을 수 있다. 나아가 1차 측 동력전기 없이 2차 측 배기동력만으로 냉각이 가능해짐으로써, 서버실 내의 외기 공급 확보율 증대로 인해 에너지를 더욱 저감하는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 본 고안의 일 실시예에 따른 기류유도 다공판에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 기류유도 다공판이 서버실 냉각 장치에 배치된 상태를 나타내는 정면도이고, 도 6은 도 5의 기류유도 다공판의 사시도이고, 도 7은 도 5의 기류유도 다공판의 정면도이다. 그리고, 도 8은 도 5의 기류유도 다공판의 저면 사시도이고, 도 9는 도 5의 기류유도 다공판의 분해 사시도이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 기류유도 다공판(300)은 서버실(200)의 흡기부(230)와 서버랙(210)이 배치된 서버랙 배치부(211) 사이에 형성되어 흡기부(230)에 흐르는 차가운 공기(SA: Supply Air)가 서버랙 배치부(211)로 공급되는 유입 경로 역할을 수행한다.

도 5 내지 도 9에는 단일 방향용의 기류유도 다공판(300)이 서로 맞닿아 형성된 모습이 도시되어 있다. 즉, 서로 이웃한 서버랙(210)과 서버랙(210) 사이에 좌편향된 기류유도 다공판(301)과 우편향된 기류유도 다공판(302)이 나란히 형성되어 있는 것이다. 도면에는 2열 양 흡입인 경우에 두 개의 단일 방향용 다공판이 나란히 형성된 모습이 도시되어 있으나, 1열 편 흡입인 경우에는 하나의 단일 방향용 다공판만이 형성될 수도 있을 것이다. 이하에서는 편의상 우편향된 기류유도 다공판에 대해서 설명하도록 한다.

기류유도 다공판(300)은 제1 프레임(311), 제2 프레임(312), 브라켓 고정 프레임(320), 기류 유도용 날개(330), 지지부(340) 및 브라켓(350)를 포함할 수 있다.

제1 프레임(311)과 제2 프레임(312)은 각각 기류유도 다공판(300)의 좌우측 프레임 역할을 수행하며, 긴 바(bar) 형태로 형성될 수 있다. 이때 제1 프레임(311)과 제2 프레임(312)은 각각 측면 발판의 역할을 수행할 수 있다.

제1 프레임(311)과 제2 프레임(312) 사이에는 복수 개의 브라켓 고정 프레임(320)들이 형성될 수 있다. 복수 개의 브라켓 고정 프레임(320)들은 제1 방향을 따라 나란히 형성될 수 있으며, 이때 각각의 브라켓 고정 프레임(320)에는 브라켓(350)이 끼워질 수 있는 홈이 형성될 수 있다.

각각의 브라켓 고정 프레임(320)의 일 측에는 기류 유도용 날개(330)가 형성될 수 있다. 기류 유도용 날개(330)는 브라켓 고정 프레임(320)에 대해 소정 각도 경사지도록 형성되어, 흡기부(230)에서 서버랙 배치부(211)로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)의 유입 방향을 가이드할 수 있다. 즉, 좌편향된 기류유도 다공판(301)에서는 기류 유도용 날개(330)가 왼쪽으로 형성되고, 우편향된 기류유도 다공판(302)에서는 기류 유도용 날개(330)가 오른쪽으로 형성될 수 있는 것이다. 여기서, 브라켓 고정 프레임(320)과 기류 유도용 날개(330)는 각각 별도의 부재로 형성되어 서로 결합될 수도 있고, 제작시부터 일체로 형성될 수도 있다. 브라켓 고정 프레임(320)과 기류 유도용 날개(330)는 각각 별도의 부재로 형성되어 서로 결합될 경우, 브라켓 고정 프레임(320)과 기류 유도용 날개(330) 간의 결합 각도가 조절 가능하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 브라켓 고정 프레임(320)과 기류 유도용 날개(330)가 경첩 또는 관절 부재 등으로 결합되는 것을 상정할 수 있을 것이다.

서로 나란하게 형성된 기류 유도용 날개(330)는 제1 프레임(311)과 제2 프레임(312)을 연결하도록 형성된 지지부(340)에 의해서 고정 결합될 수 있다. 지지부(340)는 긴 바(bar) 형태로 형성될 수 있다.

브라켓(350)은 서로 이웃한 브라켓 고정 프레임(320)들 사이에 착탈 가능하도록 형성될 수 있으며, 흡기부(230)에서 서버랙 배치부(211)로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)의 유입량을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 브라켓(350)이 다수 개 배치될수록 흡기부(230)에서 서버랙 배치부(211)로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)의 유입량이 감소할 수 있다.

이와 같은 본 고안에 의해서, 바닥 공조 방식의 단점 중 하나인 풍량의 손실을 저감하고, 기류의 방향을 일정하게 유지하여 서버냉각을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.

즉, 풍량 조절용 바람막이 브라켓이 설치 가능한 기류유도 다공판(300)을 구비함으로써, 공조 시 풍량의 손실을 최소화하고, 풍량 손실을 줄임으로써 동력 에너지 소비를 줄이며, 서버 부하 변동에 따른 풍량 제어가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

나아가, 기류 유도용 날개(330)의 각도를 서버랙(210)의 설치 위치와 서버 배치에 따라 조절 가능하도록 하여 개구부의 간격 조정이 용이해지며, 서버의 흡입 측 면으로 직접 기류가 접하게 되어 냉각 손실을 최소화할 수 있으며, 불필요한 기류 공급을 최소화하여 에너지 절감이 가능해진다.

결과적으로 공조의 기류 흐름을 랙의 크기에 따라 제작하여 설치가 가능하고, 에너지를 효과적으로 사용하여 에너지 손실 절감이 가능해지며, 서버랙에 장착되는 서버 부하에 따라 풍량 조정이 가능하여 불필요한 동력 사용을 최소화할 수 있다.

이하에서는 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 기류유도 다공판에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 10은 본 고안의 다른 일 실시예에 따른 기류유도 다공판이 서버실 냉각 장치에 배치된 상태를 나타내는 정면도이고, 도 11은 도 10의 기류유도 다공판의 사시도이고, 도 12는 도 10의 기류유도 다공판의 정면도이다.

본 고안의 다른 일 실시예에 따른 기류유도 다공판(400)은 서버실(200)의 흡기부(230)와 서버랙(210)이 배치된 서버랙 배치부(211) 사이에 형성되어 흡기부(230)에 흐르는 차가운 공기(SA: Supply Air)가 서버랙 배치부(211)로 공급되는 유입 경로 역할을 수행한다.

도 10 내지 도 12에는 양방향용의 기류유도 다공판(400)이 서로 맞닿아 형성된 모습이 도시되어 있다. 즉, 서로 이웃한 서버랙(210)과 서버랙(210) 사이에 양방향용 기류유도 다공판(400)이 나란히 형성되어 있는 것이다.

기류유도 다공판(400)은 제1 방향부(401)와 제2 방향부(402)를 포함하며, 제1 방향부(401)는 제1 프레임(411), 제2 프레임(412), 브라켓 고정 프레임(421), 기류 유도용 날개(431), 지지부(441) 및 브라켓(451)을 포함할 수 있다. 제2 방향부(402)는 제1 프레임(413), 제2 프레임(414), 브라켓 고정 프레임(422), 기류 유도용 날개(432), 지지부(442) 및 브라켓(452)을 포함할 수 있다. 이하에서는 제1 방향부(401)를 기준으로 설명하도록 한다.

제1 프레임(411)과 제2 프레임(412)은 각각 기류유도 다공판(400)의 제1 방향부(401)의 좌우측 프레임 역할을 수행하며, 긴 바(bar) 형태로 형성될 수 있다. 이때 제1 프레임(411)과 제2 프레임(412)은 각각 측면 발판의 역할을 수행할 수 있다.

제1 프레임(411)과 제2 프레임(412) 사이에는 복수 개의 브라켓 고정 프레임(421)들이 형성될 수 있다. 복수 개의 브라켓 고정 프레임(421)들은 제1 방향을 따라 나란히 형성될 수 있으며, 이때 각각의 브라켓 고정 프레임(421)에는 브라켓(451)이 끼워질 수 있는 홈이 형성될 수 있다.

각각의 브라켓 고정 프레임(421)의 일 측에는 기류 유도용 날개(431)가 형성될 수 있다. 기류 유도용 날개(431)는 브라켓 고정 프레임(421)에 대해 소정 각도 경사지도록 형성되어, 흡기부(230)에서 서버랙 배치부(211)로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)의 유입 방향을 가이드할 수 있다. 즉, 제1 방향부(401)에서는 기류 유도용 날개(431)가 왼쪽으로 형성되고, 제2 방향부(402)에서는 기류 유도용 날개(432)가 오른쪽으로 형성될 수 있는 것이다. 여기서, 브라켓 고정 프레임(421)과 기류 유도용 날개(431)는 각각 별도의 부재로 형성되어 서로 결합될 수도 있고, 제작시부터 일체로 형성될 수도 있다. 브라켓 고정 프레임(421)과 기류 유도용 날개(431)는 각각 별도의 부재로 형성되어 서로 결합될 경우, 브라켓 고정 프레임(421)과 기류 유도용 날개(431) 간의 결합 각도가 조절 가능하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 브라켓 고정 프레임(421)과 기류 유도용 날개(431)가 경첩 또는 관절 부재 등으로 결합되는 것을 상정할 수 있을 것이다.

서로 나란하게 형성된 기류 유도용 날개(431)는 제1 프레임(411)과 제2 프레임(412)을 연결하도록 형성된 지지부(441)에 의해서 고정 결합될 수 있다. 지지부(441)는 긴 바(bar) 형태로 형성될 수 있다.

브라켓(451)은 서로 이웃한 브라켓 고정 프레임(421)들 사이에 착탈 가능하도록 형성될 수 있으며, 흡기부(230)에서 서버랙 배치부(211)로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)의 유입량을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 브라켓(451)이 다수 개 배치될수록 흡기부(230)에서 서버랙 배치부(211)로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)의 유입량이 감소할 수 있다.

한편, 도면에는 제1 방향부(401)와 제2 방향부(402)가 각각 제1 프레임(411)(413)과 제2 프레임(412)(414)을 구비하여, 제1 방향부(401)의 제2 프레임(412)과 제2 방향부(402)의 제1 프레임(413)이 각각 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제1 방향부의 제2 프레임과 제2 방향부의 제1 프레임이 일체로 형성될 수 있다. 즉, 양방향용의 기류유도 다공판(400)은 제1 방향부(401)의 제1 프레임(411)과, 제2 방향부(402)의 제2 프레임(413)과, 그 사이의 분할 프레임(미도시)로 구성되어, 제1 프레임과 분할 프레임 사이에 제1 방향부가 형성되고, 제2 프레임과 분할 프레임 사이에 제2 방향부가 형성될 수도 있는 것이다.

이와 같이 본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 데이터 센터의 공조 시스템
100: 서버실 냉각 장치
110: 외기 유입부
120: 필터부
130: 미스트 분사부
140: 냉각부
150: 공급부
200: 서버실
210: 서버랙
220: 배기부
230: 흡기부
300: 기류유도 다공판
311: 제1 프레임
312: 제2 프레임
320: 브라켓 고정 프레임
330: 기류 유도용 날개
340: 지지부
350: 브라켓

Claims

서로 나란하게 형성되는 제1 프레임 및 제2 프레임;
상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 사이에 제1 방향을 따라 배치되는 복수 개의 브라켓 고정 프레임들;
상기 각각의 브라켓 고정 프레임의 일 측에 형성되며, 상기 각각의 브라켓 고정 프레임에 대해 소정 각도 경사지도록 형성되는 기류 유도용 날개; 및
상기 제1 프레임과 제2 프레임을 연결하도록 형성되며, 상기 브라켓 고정 프레임들이 고정 결합되는 지지부;를 포함하는 기류유도 다공판.
제 1 항에 있어서,
상기 서로 이웃한 브라켓 고정 프레임 사이에 착탈 가능하도록 형성되는 복수 개의 브라켓들;을 더 포함하는 기류유도 다공판.
제 2 항에 있어서,
상기 각각의 브라켓 고정 프레임에는 상기 브라켓이 끼워질 수 있는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기류유도 다공판.
제 1 항에 있어서,
상기 브라켓 고정 프레임과 상기 기류 유도용 날개 간의 결합 각도가 조절 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기류유도 다공판.
제 1 항에 있어서,
상기 기류유도 다공판은 제1 방향부와 제2 방향부를 포함하고,
상기 제1 방향부와 제2 방향부는 각각 상기 제1 프레임, 제2 프레임, 상기 복수 개의 브라켓 고정 프레임들, 상기 기류 유도용 날개 및 상기 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기류유도 다공판.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 방향부의 기류 유도용 날개와 상기 제2 방향부의 기류 유도용 날개는 서로 상이한 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 기류유도 다공판.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이에 상기 제1 프레임 및 제2 프레임과 나란하게 형성되는 분할 프레임을 더 구비하고,
상기 제1 프레임과 상기 분할 프레임 사이에 제1 방향부가 형성되고,
상기 제2 프레임과 상기 분할 프레임 사이에 제2 방향부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기류유도 다공판.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 방향부의 기류 유도용 날개와 상기 제2 방향부의 기류 유도용 날개는 서로 상이한 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 기류유도 다공판.
외기가 유입되는 서버실 냉각 장치; 및
상기 서버실 냉각 장치로부터 외기를 공급받는 흡기부와, 복수 개의 서버가 배치되는 서버랙과, 상기 흡기부와 상기 서버랙 간에 공기 흐름을 제어하는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 기류유도 다공판을 포함하는 서버실;을 포함하는 데이터 센터의 공조 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 기류유도 다공판은 복수 개 구비되고,
상기 각각의 기류유도 다공판의 기류 유도용 날개 중 적어도 일부는 서로 다른 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 데이터 센터의 공조 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 서버실 냉각 장치는, 제1 방향을 따라 배치되는 복수 개의 서버랙을 구비하는 상기 서버실의 일 측에 형성되어 상기 서버실에 외기를 공급하는 것을 특징으로 하는 데이터 센터의 공조 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 서버실 냉각 장치는,
외기가 유입되는 외기 유입부;
상기 외기 유입부의 일 측에 배치되며 상기 외기 유입부를 통해 공급된 외기가 필터링되는 필터부;
상기 필터부의 일 측에 배치되며 상기 필터부를 통과한 외기에 미스트(mist)를 분사하는 미스트 분사부; 및
상기 미스트 분사부의 일 측에 배치되며 상기 미스트 분사부를 통과한 외기를 서버실로 공급하는 공급부;를 포함하는 데이터 센터의 공조 시스템.