KR20160080688A - 서버랙용 냉방장치 - Google Patents

Abstract

서버랙용 냉방 장치는 내부에 수납 공간을 형성하는 프레임 및 상기 프레임에 결합된 측면판들을 포함하며 상기 측면판에는 상호 이격된 제1 및 제2 개구들이 형성된 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 수납 공간을 상기 제1 개구와 대응하는 콜드 측 및 상기 제2 개구와 대응하는 핫 측으로 분할하는 격벽, 상기 콜드 측에 배치되어 상기 콜드 측의 열을 흡열하는 흡열 유닛 및 상기 핫 측에 배치되어 상기 흡열 유닛에서 흡열된 열을 방열하는 방열 유닛을 포함하는 열교환 유닛, 상기 하우징 중 상기 콜드 측에 배치되며 상기 하우징의 바깥쪽의 외기를 상기 콜드 측으로 직접 제공하는 외기 도입 유닛; 일측단은 상기 제2 개구와 연결되며 상기 일측단과 대향하는 타측단은 상기 격벽을 관통하여 상기 콜드 측과 연통된 케이스 내부에 배치된 공기 순환 튜브 및 상기 흡열 유닛으로부터 발생된 수분을 이용하여 습도를 조절하는 습도 조절 유닛을 포함한다.

Description

서버랙용 냉방장치{APPARATUS FOR COOLING SERVER RACK}

본 발명은 서버랙용 냉방장치에 관한 것으로, 특히 서버 랙 내부의 공기를 냉각 및 순환시키는 폐쇄 냉각 방식 및 외부 공기를 도입해 냉각을 수행하는 개방 냉각 방식을 각각 구현 및 냉기를 생성하는 도중 발생된 수분을 활용하여 항습 기능을 수행하는 서버랙용 냉방장치에 관한 것이다.

일반적으로 서버 랙(server rack)은 네트워크 장치, 통신 장비 및 서버(server)와 같은 전산 장비가 원활히 작동할 수 있는 환경을 제공 및 외부로부터 인가된 충격 및 진동으로부터 전산 장비를 보호하는 역할을 한다.

한정된 공간을 갖는 서버 랙의 내부에 다수의 전산 장비들이 다수 수납될 경우, 각 전산 장비가 작동 중 발생되는 열에 의하여 서버 랙 내부의 온도가 급격히 상승할 수 있고 이로 인해 전산 장비의 성능이 크게 감소될 수 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해여 대부분 서버 랙은 서버 랙 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 항온 기능을 포함한다.

서버 랙 내부의 온도를 일정하기 유지하기 위해서는 서버 랙 외부에서 생성된 냉기를 서버 랙 내부로 제공하여 서버 랙 내부에 배치된 전산 장비를 냉각시키는 방법이 널리 사용되고 있다.

서버 랙 외부에서 생성된 냉기를 서버 랙 내부로 제공하여 서버 랙 내부를 냉각시키는 방법은 미국 특허 7,751,188호 "Method and system for providing cooling of components in a data storage system"에 개시되어 있다.

미국 특허 '188호에는 서버 랙 외부의 외부 공조기로부터 생성된 냉기가 통과하는 튜브를 층층이 적층된 각 전기 소자들에 인접하게 배치하고 튜브로부터 각 전기 소자로 냉기를 토출할 수 있도록 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기 미국 특허 '188호와 같이 서버 랙 외부에서 생성된 냉기를 서버 랙 내부로 도입하는 방식은 외부 공조기가 갖추어진 대형 데이터 센터 등에서는 가능하지만 외부 공조 시설이 없이 실내에 단독으로 배치되는 서버 랙에는 적용하기 어려운 문제점을 갖는다.

또한 서버 랙 외부에서 생성된 냉기를 도입하여 서버 랙의 내부에 제공하는 기술은 외부에서 생성된 냉기가 서버 랙 내부의 서버를 통과한 후 곧바로 배출구를 통해 배출되기 때문에 냉기의 이용 효율이 크게 감소되는 문제점도 함께 갖는다.

한편, 미국특허 7,144,320호 "Air distribution arrangement for rack-mounted equipment"에는 캐비닛에 장착된 서버 및 도어 사이에 도관(plenum)이 형성되고, 캐비닛의 하부에 배치된 에어 박스로부터 상부를 향해 제공된 냉기가 서버 및 도어 사이에 형성된 도관을 따라 상승하면서 각 서버를 통과하여 천정 또는 리어 패널로 배기되는 기술을 포함한다.

그러나 상기 미국 특허 '320호는 외부 공기를 도입하여 도관으로 제공하는 에어 박스가 개시되어 있지만 미국 특허'320호 역시 외부 공조 시설이 없는 실내에 단독으로 배치되어 사용되기 어려운데 이는 에어 박스가 단지 외기를 흡입하여 도관으로 제공할 뿐 자체적으로 냉기를 생성할 수 없기 때문이다.

1. 미국 특허 7,751,188호 "Method and system for providing cooling of components in a data storage system" (2010.07.06) 2. 미국특허 7,144,320호 "Air distribution arrangement for rack-mounted equipment" (2006.12.05)

본 발명은 외부 공기를 도입하여 냉각시킨 후 서버 랙으로 제공하여 서버 랙 내부의 전산장비를 냉각하는 개방 냉각 방식 또는 서버랙 내부에서 가열된 공기를 제공받아 재 냉각 및 재 냉각된 공기를 서버 랙으로 제공하여 순환 방식으로 전산장비를 냉각하는 폐쇄 냉각 방식을 통해 서버랙 내부의 전산 장비를 효율적으로 냉각 및 냉기를 생성하는 과정에서 발생되는 수분을 활용하여 서버 랙 내부의 습도를 일정하기 유지시킬 수 있는 서버랙용 냉각 장치를 제공한다.

일실시예로서, 서버랙용 냉방 장치는 내부에 수납 공간을 형성하는 프레임 및 상기 프레임에 결합된 측면판들을 포함하며 상기 측면판에는 상호 이격된 제1 및 제2 개구들이 형성된 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 수납 공간을 상기 제1 개구와 대응하는 콜드 측 및 상기 제2 개구와 대응하는 핫 측으로 분할하는 격벽; 상기 콜드 측에 배치되어 상기 콜드 측의 열을 흡열하는 흡열 유닛 및 상기 핫 측에 배치되어 상기 흡열 유닛에서 흡열된 열을 방열하는 방열 유닛을 포함하는 열교환 유닛; 상기 하우징 중 상기 콜드 측에 배치되며 상기 하우징의 바깥쪽의 외기를 상기 콜드 측으로 직접 제공하는 외기 도입 유닛; 일측단은 상기 제2 개구와 연결되며 상기 일측단과 대향하는 타측단은 상기 격벽을 관통하여 상기 콜드 측과 연통된 케이스 내부에 배치된 공기 순환 튜브; 및 상기 흡열 유닛으로부터 발생된 수분을 이용하여 습도를 조절하는 습도 조절 유닛을 포함한다.

서버랙용 냉방 장치의 상기 습도 조절 유닛은 상기 수분이 모이는 수거통 및 상기 수거통을 덮는 뚜껑 및 상기 뚜껑을 개폐하는 개폐 장치를 포함한다.

서버랙용 냉방 장치의 상기 습도 조절 유닛은 상기 케이스 내부에 배치된다.

서버랙용 냉방 장치는 상기 콜드 측에 배치되며 상기 흡열 유닛을 통과하면서 냉각된 공기를 상기 제1 개구로 제공하는 송풍 유닛을 더 포함하며, 상기 습도 조절 유닛은 상기 흡열 유닛 및 상기 송풍 유닛의 사이에 배치된다.

서버랙용 냉방 장치의 상기 격벽은 상기 제1 및 제2 개구들 사이에 대응하는 위치에 배치되며, 상기 격벽에는 상기 공기 순환 튜브가 통과하는 격벽 개구가 형성된다.

서버랙용 냉방 장치는 상기 하우징 중 상기 핫 측에 형성되어 상기 방열 유닛에 의하여 발생된 열을 상기 하우징의 외부로 배출하는 덕트를 더 포함한다.

서버랙용 냉방 장치는 상기 측면판의 상기 제2 개구에 배치되며 상기 외기 도입 유닛으로부터 상기 외기가 상기 콜드 측으로 도입될 때 상기 제2 개구를 폐쇄하는 개폐판을 더 포함한다.

서버랙용 냉방 장치의 상기 외기 도입 유닛은 상기 하우징의 바닥판에 형성된 개구를 개방 또는 폐쇄하는 개폐 커버 및 상기 개폐 커버를 회동시키는 회동 유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 서버랙용 냉각 장치는 자체 냉각 방식을 통해 공조 시설이 구축된 환경에서는 외부 공기를 도입하여 냉각시킨 후 서버랙으로 제공하여 개방 냉각 방식으로 전산장비를 냉각하고, 공조 시설이 구축되지 않은 환경에서는 서버랙 내부의 공기를 냉각 및 순환시켜 서버랙 내부의 전산장비를 폐쇄 냉각 방식으로 냉각 시켜 다양한 환경에서 서버 랙에 저장된 전산 장비를 효율적으로 냉각 및 서버랙 내부를 냉각시키기 위한 냉기를 생성하는 도중 발생된 수분을 활용하여 서버 랙 내부의 습도를 일정하게 유지 시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 서버랙용 냉방 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 서버랙용 냉방 장치의 측면판들을 제거한 서버랙용 냉방 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 서버랙용 냉방 장치의 내부 중 공기 순환 튜브를 제거한 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 서버랙 냉방 장치가 개방 냉각 방식으로 공기를 냉각시키는 과정에서 습도 조절을 수행하는 것을 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 서버랙 냉방 장치가 폐쇄 냉각 방식으로 공기를 냉각시키는 것을 도시한 개념도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 서버랙용 냉방 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 서버랙용 냉방 장치의 측면판들을 제거한 서버랙용 냉방 장치를 도시한 사시도이다. 도 3은 서버랙용 냉방 장치의 내부 중 공기 순환 튜브를 제거한 상태의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 서버랙용 냉방 장치(900)는 하우징(100), 격벽(200), 공기 순환 튜브(300), 열교환 유닛(400), 송풍 유닛(500), 외기 도입 유닛(600) 및 습도 조절 유닛(380)을 포함한다. 이에 더하여 서버랙용 냉방 장치(900)는 제어부(700) 및 각종 센서들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 서버랙용 냉방 장치(900)는 폐쇄 냉각 방식 또는 개방 냉각 방식에 의하여 생성된 냉기를 전산장비가 적층된 서버 랙(미도시)으로 제공하여 서버 랙의 내부에 탑재된 서버들을 냉각시킨다.

하우징(100)은 프레임(110) 및 프레임(100)에 결합되는 다수개의 측면판(120)들을 포함한다.

본 발명의 일실시예에서, 프레임(110)은, 예를 들어, 속이 빈 직사각형 형태로 형성된다. 이와 다르게, 프레임(110)은 직사각형 형태 이외에 다양한 형상으로 형성되어도 무방하다.

프레임(110)은 서버랙용 냉방 장치(900)가 일정한 형상을 유지할 수 있도록 뼈대 역할을 한다.

측면판(120)들은 프레임(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있으며, 측면판(120)들은 플레이트 형상으로 형성된다.

격벽(200)은 프레임(110) 및 측면판(120)들로 구성된 하우징(100)의 내부 공간을, 예를 들어, 2 개로 영역들로 구분한다.

격벽(200)에 의하여 하우징(100)의 내부 공간은 콜드 측(cold side;CS) 및 핫 측(hot side;HS)로 구분되며, 콜드 측(CS)의 공기는 상대적으로 낮은 온도를 갖고 핫 측(HS)의 공기는 콜드 측(CS)에 비하여 상대적으로 높은 온도를 갖는다.

격벽(200)은 하우징(100)의 내부 공간을 콜드 측(CS) 및 핫 측(HS)으로 구분하기 위하여, 예를 들어, 하우징(100)의 바닥판에 대하여 수직한 상태로 하우징(100)의 내부에 배치되며, 격벽(200)의 일부에는 격벽 개구(210)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 격벽(200)은 콜드 측(CS) 및 핫 측(HS)을 구분하는 부재로서 격벽(200)을 통해 콜드 측(CS) 및 핫 측(HS)이 열 교환되지 않도록 격벽(200)은 합성수지 소재로 제작될 수 있다.

이와 다르게, 격벽(200)은 금속 판을 프레스 가공하여 제작할 수 있으며, 격벽(200)을 금속판으로 제작할 경우 격벽(200) 중 콜드 측(CS) 또는 핫 측(HS)에 열 전달을 방해하는 열 전달 방지 부재를 추가함으로써 에너지 효율을 보다 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 하우징(100)의 측면판(120)들 중 상호 마주하는 한 쌍의 측면판(120) 중 콜드 측(CS)에는 제1 개구(122)가 형성되고, 측면판(120)들 중 핫 측(HS)과 대응하는 위치에는 제2 개구(124)가 형성된다.

격벽(200)에 의하여 구분된 하우징(100)의 핫 측(HS)에는 핫 측(HS)으로 유입된 공기 및 후술 될 열교환기에서 가열된 공기를 외부로 배출하는 개구(130)가 형성되고 개구(130)에는 실외로 연장된 덕트가 결합된다.

공기 순환 튜브(300)는 공기가 통과하는 튜브 형상으로 형성되며, 공기 순환 튜브(300)의 일측단은 제2 개구(124)와 연결되고, 공기 순환 튜브(300)의 타측단은 격벽 개구(210)를 통해 콜드 측(CS)에 연통된다.

본 발명의 일실시예에서, 공기 순환 튜브(300)는 복수개가 적층되어 형성되며, 공기 순환 튜브(300)는 격벽(200)의 격벽 개구(210)와 연결된 케이스(330)의 내부에 적층되어 배치된다.

공기 순환 튜브(300)에 의하여 제2 개구(124)를 통해 유입된 공기는 핫 측(HS)의 공기와 혼합되지 않고 격벽 개구(210)를 통해 콜드 측(CS)으로 제공되며, 공기 순환 튜브(300)를 이용할 경우 서버랙용 냉방 장치(900)는 폐쇄 냉각 방식으로 서버 랙(900)을 냉각할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 공기 순환 튜브(300)는 외기와 열 교환되어 공기 순환 튜브(300)를 통과하는 공기를 1차적으로 냉각할 수 있다.

한편, 개방 냉각 방식으로 냉기를 제공하기 위해서는 측면판(120)의 제2 개구(124)에는 개폐판(140)이 배치될 수 있다.

개폐판(140)으로 측면판(120)의 제2 개구(124)를 폐쇄한 경우 하우징(100) 중 콜드 측(CS)의 하단에 배치된 외기 도입 유닛(600)을 개방하여 외기가 직접 콜드 측(CS)으로 유입되도록 하여 콜드 측(CS)에서 외기를 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 하우징(100)의 내부에는 열교환 유닛(400)이 배치된다.

하우징(100)의 내부를 격벽(200)에 의하여 콜드 측(CS) 및 핫 측(HS)으로 구분한 상태에서 핫 측(HS)에는 열교환 유닛(400) 중 열을 방출하는 방열 유닛이 배치되고, 콜드 측(CS)에는 열교환 유닛(400) 중 열을 흡수하는 흡열 유닛이 배치된다.

열 교환 유닛(400)은 에너지를 소모하여 흡열 및 방열을 수행하는 다양한 냉각 장치들이 사용될 수 있으나, 본 발명의 일실시예에 열 교환 유닛(400)은 압축기(410), 응축기(420), 팽창밸브(미도시) 및 증발기(430)를 포함한다.

열교환 유닛(400)의 압축기(410) 및 응축기(420)를 포함하는 방열 유닛은 하우징(100)의 핫 측(HS)에 배치되고, 열교환 유닛(400)의 팽창밸브 및 증발기(430)와 같은 흡열 유닛은 하우징(100)의 콜드 측(CS)에 배치된다.

증발기(430)는 콜드 측(CS)에 한 쌍이 배치되며, 이하 한 쌍의 증발기(430)글 제1 증발기(432) 및 제2 증발기(434)로서 정의하기로 하며, 제1 및 제2 증발기(432,434)들은 각각 수직한 방향으로 배치된다.

송풍 유닛(500)은 하우징(100)의 콜드 측(CS)에 배치되며, 송풍 유닛(500)은 열교환 유닛(400)의 증발기(430)와 인접한 위치에 배치된다.

본 발명의 일실시예에서, 송풍 유닛(500)은 제1 증발기(432)와 마주하게 배치된 제1 송풍 유닛(510) 및 제2 증발기(434)와 마주하게 배치된 제2 송풍 유닛(520)을 포함한다.

제1 및 제2 송풍 유닛(510,520)은 제1 및 제2 증발기(432,434)를 통과하면서 냉각된 공기를 측면판(120)에 형성된 제1 개구(122)로 제공하여 냉각된 공기가 제1 개구(122)를 통해 토출될 수 있도록 한다.

외기 도입 유닛(600)은 하우징(100)의 콜드 측(CS)에 배치되며, 외기 도입 유닛(600)은 하우징(100)의 바닥판에 형성된 개구를 개폐하는 개폐 커버(610) 및 개폐 커버(610)를 회동시키는 회동 유닛(620)을 포함한다.

제어부(700)는 각종 센서들로부터 측정된 외기 온도 및 냉기의 온도에 대응하여 서버랙용 냉방 장치(900)에서 냉기를 생성 및 생성된 냉기를 서버랙으로 제공하는 역할을 하며, 이를 위해 제어부(700)는 열 교환 유닛(400), 송풍 유닛(500) 및 외기 도입 유닛(600) 등의 동작을 제어한다.

서버랙용 냉방 장치(900)에는 제어부(700)의 제어를 위한 온도 센서, 습도 센서, 냉매 온도 센서, 외기 온도 센서 등 다양한 센서들이 장착될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서, 하우징(100)의 콜드 측(CS)에 배치된 제1 및 제2 증발기(432,434)들을 공기가 통과하면서 공기가 냉각될 때 공기에 포함된 수분이 제1 및 제2 증발기(432,434)들에 부착되면서 제1 및 제2 증발기(432,434)들에는 다량의 수분이 부착되고 이로 인해 제1 및 제2 증발기(432,434)로부터 다량의 물이 하우징(100)의 하부로 낙하될 수 있다.

제1 및 제2 증발기(432,434)들로부터 하부로 낙하하는 물에 의하여 하우징(100) 내부에 배치된 전선, 접속 단자, 제어부(700)에서 전기적 쇼트가 발생되는 것을 방지하기 위하여 제1 및 제2 증발기(432,434)들에는 수분 받이통(433,435)들이 배치되고, 수분 받이통(433,435)들은 파이프에 의하여 상호 연통된다.

도 3을 참조하면, 수분 받이통(433,435)에 모인 물의 전부 또는 일부는 파이프에 의하여 공기 순환 튜브(300)를 감싸는 케이스(330)의 내부에 배치된 습도 조절 유닛(380)으로 제공된다.

습도 조절 유닛(380)은 수거통(382), 뚜껑(384) 및 개폐 장치(386)를 포함할 수 있다.

수거통(382)는, 예를 들어 케이스(330)의 내부에 배치될 수 있으며, 뚜껑(384)는 수거통(382)에 결합된다. 뚜껑(384)은, 예를 들어, 개폐 장치(386)에 의하여 수거통(382)을 개방 또는 폐쇄한다.

개폐 장치(386)는 수거통(382)을 개폐하는 다양한 작동 기구를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 개폐 장치(386)는 뚜껑(384)을 회전시키는 모터 또는 뚜껑(384)을 직선왕복운동시키는 직선왕복운동기구를 포함할 수 있다.

습도 조절 유닛(380)가 공기 순환 튜브(300)의 케이스(330) 내부에 배치된 상태에서, 서버 랙 내부의 습도가 낮은 것으로 센싱되면 서버 랙 내부의 습도를 높이기 위해서 개폐 장치(386)에 의하여 뚜껑(384)이 개방되고 수거통(382)에 모인 물은 공기 순환 튜브(300)를 통과한 공기의 흐름에 의하여 증발되고 수분이 포함된 공기는 제1 및 제2 증발기(432,434)로 제공된다.

비록 앞서 설명한 바에 의하면, 습도 조절 유닛(380)은 공기 순환 튜브(300)의 케이스(330)의 내부에 배치된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게 습도 조절 유닛(380)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 증발기(432,434) 및 송풍 유닛(500)의 사이에 배치될 수 있다.

습도 조절 유닛(380)이 제1 및 제2 증발기(432,434)들 및 송풍 유닛(500)의 사이에 배치될 경우, 서버 랙 내부의 습도를 높이기 위해서 개폐 장치(386)에 의하여 뚜껑(384)이 개방되면서 수거통(382)에 모인 물은 제1 및 제2 증발기(432,434)를 통과한 냉기의 흐름에 의하여 증발되면서 수분이 포함된 냉기는 송풍 유닛(500)으로 제공된다.

본 발명의 일실시예에서, 습도 조절 유닛(380)이 제1 및 제2 증발기(432,434)들 사이에 배치될 경우, 제1 및 제2 증발기(432,434)를 통과하면서 수분이 제거된 냉기에 수분이 제공됨으로써 보다 효율적으로 서버 랙 내부의 습도를 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 서버랙 냉방 장치가 개방 냉각 방식으로 공기를 냉각시키는 것을 도시한 개념도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 서버랙 냉방 장치(900)가 개방 냉각 방식으로 공기를 냉각시키기 위해서는 외기 도입 유닛(600)은 개방되고 하우징(100)의 측면판(120) 중 핫 측(HS)에 배치된 제2 개구(124)를 개폐판(140)이 폐쇄함으로써 외기는 하우징(100)의 콜드 측(CS)으로 도입된다.

이때, 하우징(100)의 핫 측(HS)에 배치된 열교환 유닛(400)의 응축기(420)를 냉각시키기 위해 하우징(100)의 핫 측(HS)으로도 외기가 제공되고, 응축기(420)를 냉각시킨 공기는 하우징(100)에 연결된 덕트를 통해 외부로 배출된다.

외기 도입 유닛(600)을 통해 콜드 측(CS)으로 도입된 외기는 열교환 유닛(400)의 증발기(430)를 통과하면서 냉각되고, 증발기(430)를 통과하면서 생성된 냉기는 송풍 유닛(500)을 통해 하우징(100)의 측면판(120)에 형성된 제1 개구(122)를 통해 토출된다.

제1 개구(122)를 통해 토출된 냉기는 서버 랙으로 제공되어 서버 랙에 수납된 서버를 냉각시킨다.

서버를 냉각시킨 후 가열된 공기는 서버 랙에 연결된 덕트를 통해 외부로 배출되고 이와 같은 과정을 반복하여 서버랙 냉방 장치(900)는 개방 냉각 방식으로 서버 랙에 배치된 서버를 냉각시킨다.

본 발명의 일실시예에서, 개방 냉각 방식일 경우 공기 순환 튜브(300)의 케이스(330) 내부에는 공기의 흐름이 차단되기 때문에 습도 조절 유닛(380)으로부터 습도를 조절하기 어려우나 송풍 유닛(500) 및 제1 및 제2 증발기(432,434)들 사이에 습도 조절 유닛(380)이 배치될 경우 습도 조절 유닛(380)을 통해 개방 냉각 방식에서도 서버 랙 내부의 습도를 조절할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 서버랙 냉방 장치가 폐쇄 냉각 방식으로 공기를 냉각시키는 것을 도시한 개념도이다.

도 1 내지 도 3, 도 5를 참조하면, 서버랙 냉방 장치(900)가 폐쇄 냉각 방식으로 공기를 냉각시키기 위해서는 외기 도입 유닛(600)은 폐쇄되고 하우징(100)의 측면판(120) 중 핫 측(HS)에 배치된 제2 개구(124)를 개폐판(140)이 개방된다.

이때, 하우징(100)의 핫 측(HS)에 배치된 열교환 유닛(400)의 응축기(420)를 냉각시키기 위해 하우징(100)의 핫 측(HS)으로도 외기가 제공되고, 응축기(420)를 냉각시킨 공기는 하우징(100)에 연결된 덕트를 통해 외부로 배출된다.

하우징(100)의 콜드 측(CS)으로 외기가 유입되지 않음에 따라 서버 랙에서 서버를 냉각시키고 가열된 공기는 하우징(100)의 측면판(120)의 제2 개구(124)를 통해 도입된 후 공기 순환 튜브(300)를 통해 격벽(200)에 형성된 격벽 개구를 통과하여 콜드 측(CS)으로 제공된다.

격벽(200)에 형성된 격벽 개구를 통과하여 콜드 측(CS)으로 제공된 공기는 열교환 유닛(400)의 증발기(430)를 통과하면서 냉각되고, 냉각된 공기는 송풍 유닛(500) 및 하우징(100)의 측면판(120)의 제1 개구(122)를 통해 서버 랙의 서버로 제공되어 서버를 냉각시킨다.

이와 같은 과정을 반복함으로써 서버 랙의 내부에 배치된 서버는 순환되는 폐쇄 냉각 방식에 의하여 냉각된다.

본 발명의 일실시예에서, 폐쇄 냉각 방식은 서버 랙 내부에서 열 발생이 적을 때 적용될 수 있는 반면 서버 랙 내부에서 다량의 열이 발생될 경우에는 개방 냉각 방식을 적용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 폐쇄 냉각 방식일 경우 공기 순환 튜브(300)의 케이스(330) 내부에 공기의 흐름이 발생되기 때문에 습도 조절 유닛(380)은 케이스(330)의 내부에 배치되거나 송풍 유닛(500) 및 제1 및 제2 증발기(432,434)들 사이에 배치될 수 있고, 폐쇄 냉각 방식에서 서버 랙 내부의 습도를 조절할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 폐쇄 냉각 방식 또는 개방 냉각 방식에서 모두 서버 랙 내부의 습도를 조절하기 위해서는 송풍 유닛(500) 및 제1 및 제2 증발기(432,434)들 사이에 습도 조절 유닛(380)을 배치하는 것이 바람직하다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 개방 냉방 방식 및 폐쇄 냉각 방식을 통해 서버 랙 내부를 냉각시키는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 외기 도입 유닛의 일부를 개방하고 개폐판의 일부를 개방하여 외기 도입 유닛으로부터 외기를 도입 받으면서 개폐판을 통해 서버 랙 내부의 공기를 도입받아 서버 랙으로 냉기를 제공하는 혼합 냉각 방식으로 서버 랙을 냉각하여도 무방하며, 혼합 냉각 방식에서는 외기 도입 유닛과 개폐판을 연동시켜 작동시키는 연동 유닛이 서버랙용 냉방 장치에 장착될 수 있다.

연동 유닛은 예를 들어, 개폐판 및 외기 도입 유닛을 연결하는 와이어 및 와이어를 복귀시키는 탄성 부재를 포함하거나 외기 도입 유닛 및 개폐판에 장착된 모터를 포함할 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 서버들이 배치된 서버 랙의 내부에서 가열된 공기를 순환시키면서 냉각시키는 폐쇄 냉방 방식 또는 서버 랙 외부의 차가운 공기를 도입하여 추가 냉각시켜 서버 랙으로 제공하는 개방 냉방 방식을 통해 서버 랙 내부의 서버들을 냉각시킴으로써 외기의 온도 또는 서버 랙 내부의 온도에 따라 효율적으로 서버랙 내부의 서버를 냉각할 수 있을 뿐만 아니라 서버 랙 내부에서 일정한 습도를 유지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

100...하우징 200...격벽
300...공기 순환 튜브 380...습도 조절 유닛
400...열교환 유닛 500...송풍 유닛
600...외기 도입 유닛 700...제어부
900...서버랙용 냉방 장치

Claims (8)

1. 내부에 수납 공간을 형성하는 프레임 및 상기 프레임에 결합된 측면판들을 포함하며 상기 측면판에는 상호 이격된 제1 및 제2 개구들이 형성된 하우징;
   상기 하우징 내부에 배치되어 상기 수납 공간을 상기 제1 개구와 대응하는 콜드 측 및 상기 제2 개구와 대응하는 핫 측으로 분할하는 격벽;
   상기 콜드 측에 배치되어 상기 콜드 측의 열을 흡열하는 흡열 유닛 및 상기 핫 측에 배치되어 상기 흡열 유닛에서 흡열된 열을 방열하는 방열 유닛을 포함하는 열교환 유닛;
   상기 하우징 중 상기 콜드 측에 배치되며 상기 하우징의 바깥쪽의 외기를 상기 콜드 측으로 직접 제공하는 외기 도입 유닛;
   일측단은 상기 제2 개구와 연결되며 상기 일측단과 대향하는 타측단은 상기 격벽을 관통하여 상기 콜드 측과 연통된 케이스 내부에 배치된 공기 순환 튜브; 및
   상기 흡열 유닛으로부터 발생된 수분을 이용하여 습도를 조절하는 습도 조절 유닛을 포함하는 서버랙용 냉방 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 습도 조절 유닛은 상기 수분이 모이는 수거통 및 상기 수거통을 덮는 뚜껑 및 상기 뚜껑을 개폐하는 개폐 장치를 포함하는 서버랙용 냉방 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 습도 조절 유닛은 상기 케이스 내부에 배치된 서버랙용 냉방 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 콜드 측에 배치되며 상기 흡열 유닛을 통과하면서 냉각된 공기를 상기 제1 개구로 제공하는 송풍 유닛을 더 포함하며,
   상기 습도 조절 유닛은 상기 흡열 유닛 및 상기 송풍 유닛의 사이에 배치된 서버랙용 냉방 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 격벽은 상기 제1 및 제2 개구들 사이에 대응하는 위치에 배치되며, 상기 격벽에는 상기 공기 순환 튜브가 통과하는 격벽 개구가 형성된 서버랙용 냉방 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 하우징 중 상기 핫 측에 형성되어 상기 방열 유닛에 의하여 발생된 열을 상기 하우징의 외부로 배출하는 덕트를 더 포함하는 서버랙용 냉방 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 측면판의 상기 제2 개구에 배치되며 상기 외기 도입 유닛으로부터 상기 외기가 상기 콜드 측으로 도입될 때 상기 제2 개구를 폐쇄하는 개폐판을 더 포함하는 서버랙용 냉방 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 외기 도입 유닛은 상기 하우징의 바닥판에 형성된 개구를 개방 또는 폐쇄하는 개폐 커버 및 상기 개폐 커버를 회동시키는 회동 유닛을 포함하는 서버랙용 냉방 장치.

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