KR20180002121U - 서버실 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안의 일 실시예는 복수 개의 서버랙을 구비하는 서버실을 냉각하기 위한 서버실 냉각 장치에 있어서, 공기가 유입되는 댐퍼부; 상기 댐퍼부의 일 측에 형성되며, 상기 댐퍼부를 통해 유입된 공기를 냉각하는 제1 냉각 부재; 및 상기 제1 냉각 부재의 일 측에 형성되며, 상기 냉각된 공기를 상기 서버실로 공급하기 위한 제1 송풍부;를 포함하는 제1 냉각부를 포함하고, 상기 댐퍼부, 상기 제1 냉각 부재 및 상기 제1 송풍부는 상기 서버실 내에 구비되며, 상기 서버실에 대하여 각각 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치를 개시한다.

Description

서버실 냉각 장치{APPARATUS FOR COOLING SEVER ROOM}
본 고안의 실시예들은 서버 부하 증가 및 국부 발열 처리 등 서버실 환경 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 소형 냉각 장치를 구비하는 서버실 냉각 장치에 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. 이와 같은 항온기 및 항온기와 연계되는 설비를 가동하기 위해 소모되는 에너지는 데이터 센터에서 사용되는 전체 전력의 50~60%가량에 해당한다.
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.
한국공개특허공보 제10-2011-0129514호(공개일: 2011년 12월 2일)
본 고안의 실시예들은 기존에 서버실 냉각 장치 내에 고정적으로 설치되어 있던 제2 냉각부 이외에, 서버실 냉각 장치 내의 특정 영역에 간편하게 탈부착 가능한 제1 냉각부를 추가로 구비하여, 소용량의 냉각 장치가 추가로 요구되는 경우 또는 서버실 내의 특정 영역에 국부적으로 추가 냉각을 수행하여야 하는 경우 등, 서버실 환경 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 서버실 냉각 장치를 제공한다.
또한, 본 고안의 실시예들은, 서버실 냉각 장치에 고장 발생 시, 장비 전체를 이동하지 않고, 해당 모듈만 분리하여 교체 가능하여, 유지 보수성이 우수한 서버실 냉각 장치를 제공한다.
또한, 본 고안의 실시예들은, 부품에 대한 모듈화를 구현함으로써, 서버실 냉각 장치의 부품을 자유롭게 대체/교체하는 것이 가능해지고, 주요 냉각 장치별로 부품을 교체하는 것이 용이한 서버실 냉각 장치를 제공한다.
또한, 본 고안의 실시예들은, 소형에서 대형까지 자유롭게 구성할 수 있는 서버실 냉각 장치를 제공한다.
또한, 본 고안의 실시예들은, 모듈별 탈부착시 측면 커버를 열고 내부에 고정된 볼트를 풀고 외부에 있는 2중 브라켓 고정볼트를 풀면 쉽게 분리가 되는 구성을 적용하여, 견고한 고정처리 및 용이한 탈부착이 가능한 서버실 냉각 장치를 제공한다.
본 고안의 일 실시예는 복수 개의 서버랙을 구비하는 서버실을 냉각하기 위한 서버실 냉각 장치에 있어서, 공기가 유입되는 댐퍼부; 상기 댐퍼부의 일 측에 형성되며, 상기 댐퍼부를 통해 유입된 공기를 냉각하는 제1 냉각 부재; 및 상기 제1 냉각 부재의 일 측에 형성되며, 상기 냉각된 공기를 상기 서버실로 공급하기 위한 제1 송풍부;를 포함하는 제1 냉각부를 포함하고, 상기 댐퍼부, 상기 제1 냉각 부재 및 상기 제1 송풍부는 상기 서버실 내에 구비되며, 상기 서버실에 대하여 각각 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치를 개시한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치에 의해, 기존에 서버실 냉각 장치 내에 고정적으로 설치되어 있던 제2 냉각부 이외에, 서버실 냉각 장치 내의 특정 영역에 간편하게 탈부착 가능한 제1 냉각부를 추가로 구비하여, 소용량의 냉각 장치가 추가로 요구되는 경우 또는 서버실 내의 특정 영역에 국부적으로 추가 냉각을 수행하여야 하는 경우 등, 서버실 환경 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 소형 냉각 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치에 의해, 서버실 냉각 장치에 고장 발생 시, 장비 전체를 이동하지 않고, 해당 모듈만 분리하여 교체 가능하여, 유지 보수성이 우수해지는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치에 의해, 부품에 대한 모듈화를 구현함으로써, 서버실 냉각 장치의 부품을 자유롭게 대체/교체하는 것이 가능해지고, 주요 냉각 장치별로 부품을 교체하는 것이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치에 의해, 소형에서 대형까지 서버실 냉각 장치를 자유롭게 구성할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치에 의해, 모듈별 탈부착시 측면 커버를 열고 내부에 고정된 볼트를 풀고 외부에 있는 2중 브라켓 고정볼트를 풀면 쉽게 분리가 되는 구성을 적용하여, 견고한 고정처리 및 용이한 탈부착이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 서버실 냉각 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 서버실 냉각 장치의 평면도이다.
도 4는 도 1의 서버실 냉각 장치의 제1 냉각부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 제1 냉각부의 내부 고정 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4의 제1 냉각부의 외부 고정 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 1의 서버실 냉각 장치에서 제2 냉각부에 의한 냉각 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 1의 서버실 냉각 장치에서 내부 순환 모드 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 1의 서버실 냉각 장치에서 혼합 모드 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 1의 서버실 냉각 장치에서 전(全) 외기 모드 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다.
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 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 서버실 냉각 장치의 사시도이고, 도 3은 도 1의 서버실 냉각 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)는, 제2 냉각부(100), 서버실(200), 제1 냉각부(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 냉각부(300)는 서버실(200) 내에 구비될 수 있다. 설명의 편의상 이하에서는 제2 냉각부(100), 서버실(200), 제1 냉각부(300) 순으로 기술하도록 한다.
먼저, 제2 냉각부(100)는 외기 유입부(110), 제2 필터부(120), 증발 냉각기(130), 제2 냉각 부재(150), 제2 송풍부(160)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 냉각부(100) 내에는 격벽 등에 의해 유동부(101)가 형성될 수 있다.
외기 유입부(110)는 유동부(101)의 일 측에 형성되며, 서버실 냉각 장치(1) 외부의 공기를 서버실 냉각 장치(1) 내부로 유입시키는 역할을 수행한다. 외기 유입부(110)에는 댐퍼(damper)가 구비되어 외기 유입부(110)의 개폐를 제어하여, 외기 유입부(110)를 통해 유입되는 외기의 양을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 댐퍼의 일 예로, 전동 모터 또는 공기압에 의해 자동으로 개폐되는 모터 댐퍼(MD: Motorized Damper)가 구비될 수 있다.
또한, 외기 유입부(110)는 프리 필터(111)를 더 구비할 수 있다. 프리 필터(111)는 외기 유입부(110)의 내측부에 설치될 수 있으며, 공기 중의 먼지, 벌레 또는 낙엽 등의 이물질을 제거하는 장치로써, 그물망을 여러겹 포개거나 또는 섬유상태의 물체를 충전하는 등의 방법으로 구성될 수 있다. 이와 같은 프리 필터(111)는 저항이 작고 집진효율이 높으며, 고도의 내식성을 가지도록 형성되고, 간단하게 청소가 가능하고 경량이므로 취급이 간편하다는 장점을 가진다.
제2 필터부(120)는 유동부(101)와 제2 냉각부(100) 사이에 형성되어, 제2 냉각부(100)로 이동하는 공기를 필터링할 수 있다. 즉, 외기 유입부(110)로 유입된 외기와 혼합 댐퍼(미도시)로 유입된 공기가 유동부(101)에서 혼합된 후, 제2 필터부(120)를 통해 증발 냉각기(130) 쪽으로 이동할 수 있다. 여기서, 제2 필터부(120)는 메쉬(mesh)(미도시) 등을 구비하여, 제2 냉각부(100)로 들어오는 이물질을 제거할 수 있다. 본 실시예에서 이와 같은 제2 필터부(120)는 외기 유입부(110)의 하방에 배치되며, 외기 유입부(110)의 외기 유입 방향과 실질적으로 수직인 방향에 형성될 수 있다.
증발 냉각기(130)는 제2 냉각부(100)로 유입된 공기를 냉각하는 역할을 수행할 수 있다. 상세히, 증발 냉각기(130)는 분사 노즐을 구비하며, 제2 냉각부(100) 내부의 온도 및 습도가 적정 상태로 유지되도록, 외기 유입부(110)를 통해 인입된 외기에 미세한 입자의 물 즉, 미스트(Mist)를 분사한다. 즉, 증발 냉각기(130)는 외기에 미스트를 분사함으로써 외기의 특징인 낮은 습도를 높이고 온도는 낮추어, 장비 운영에 적합한 공기를 서버실 내부에 공급하도록 한다. 이와 같은 증발 냉각기(130)는 펌프로 물의 압력을 올려 분사 노즐을 통해 증발 냉각기(130)를 통과하는 외기에 직접분사방식으로 미스트를 분사할 수 있다. 이와 같이, 외기에 미스트를 직접 분사하는 것만으로도 외기의 온도를 약 2~4℃ 정도 낮출 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 증발 냉각기(130)의 일 측에는 수분 제거부(eliminator)(미도시)가 더 구비될 수 있다. 수분 제거부(미도시)는 미증발수가 한 번 더 증발될 수 있게 해주고, 물 입자가 앞쪽 장비로 비산되지 않게 하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 수분 제거부(미도시)는 공기가 잘 통과할 수 있고 물 입자가 맺힐 수 있는 구조로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3D 에어 매트(air mat) 등을 이용할 수 있다.
제2 냉각 부재(150)는 수분 제거부(140)를 통과한 외기를 한 번 더 냉각하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서 제2 냉각 부재(150)는 타원형 코일(oval coil)일 수도 있다. 즉, 제2 냉각 부재(150)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.
제2 송풍부(160)는 외기 유입부(110)를 통해 유입된 외기를 서버실(200) 쪽으로 공급하는 역할을 수행한다. 즉, 일직선상에 배치된 증발 냉각기(130), 수분 제거부(미도시) 및 제2 냉각 부재(150)를 따라 이동하는 자연적인 공기 유로에 제2 송풍부(160)를 설치함으로써, 외기 유입부(110)를 통해 유입된 외기를 서버실(200) 쪽으로 공급하는 것이다. 제2 송풍부(160)에는 고효율의 BLDC 팬이 적용되어, 일반 AC 팬과 대비하여 운전 비용을 절감하는 것이 가능하다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 제2 냉각부(100)는 혼합 댐퍼(미도시)를 더 구비할 수 있고, 혼합 댐퍼(미도시)는 서버실(200)의 열기를 흡입하여 외기 유입부(110)에서 유입된 차가운 외기와 섞을 수 있도록 한다. 이에 의해, 적정 냉방용 공기의 온도 조절이 이루어질 수 있다.
한편, 도면에는 외기 유입부(110)가 도시되어 있어서, 제2 냉각부(100)에서는 외기를 이용하여 냉각을 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 본 고안의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 외기의 유입없이 서버실 냉각 장치(1) 내부의 공기를 순환시키면서, 이 공기를 제2 냉각부(100)에서 냉각시키는 것도 가능하다. 즉, 외기 유입부(110)는 필수적인 구성요소가 아닐 수도 있다.
서버실(200)은 제2 냉각부(100)의 일 측에 형성되며, 서버실(200) 내에 제1 방향을 따라 복수 개의 서버랙(210)이 배열된다. 이때, 각각의 서버랙(210)에는 복수 개의 서버가 구비될 수 있다.
여기서, 서버실(200) 내에서 제1 냉각부(300) 및/또는 제2 냉각부(100)와 연결되어 제1 냉각부(300) 또는 제2 냉각부(100)로부터 찬 공기를 공급받는 영역은 쿨 존(cool zone, CZ)이 되며, 서버랙(210)을 통과한 더운 공기가 배출되는 영역이 핫 존(hot zone, HZ)이 된다.
쿨 존(CZ)으로 공급된 찬 공기는 서버랙(210)으로 유입되고, 서버랙(210)에 구비되는 복수 개의 서버를 통과하면서 이에 의해 가열되어 핫 존(HZ)으로 배출된다. 그 이후, 가열된 공기는 제1 냉각부(300)로 다시 유입되거나, 배기부(230)를 거쳐 외부로 배출된다. 따라서, 쿨 존(CZ)은 제1 냉각부(300) 및/또는 제2 냉각부(100)와 연결되어 오픈되어 있으며, 핫 존(HZ)은 제2 냉각부(100)에 대해 차단되어 있다.
여기서, 효율적인 서버의 냉각을 위해서는 핫 존(HZ)과 쿨 존(CZ)은 차폐 부재(220)에 의해 서로 차단되고, 쿨 존(CZ)은 제1 냉각부(300) 및/또는 제2 냉각부(100)와 연결되어 제1 냉각부(300) 및/또는 제2 냉각부(100)로부터 차가운 공기(SA: Supply Air)를 공급받을 수 있다. 그리고 핫 존(HZ)에서는 뜨거운 공기(RA: Return Air)가 서버실(200) 상부에 구비된 배기부(230)로 배기되거나 또는 뜨거운 공기가 제1 냉각부(300)로 공급되도록 형성될 수 있다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 서버실(200)의 쿨 존(CZ)으로 공급되는 차가운 공기(SA: Supply Air)는 각각의 일련의 서버랙(210)으로 공급되며, 서버랙(210)으로부터 배출되는 뜨거운 공기(RA: Return Air)는 핫 존(HZ)으로 유입된다. 핫 존(HZ)으로 유입된 공기는 배기부(230)를 통해 외부로 배기되거나 또는 제1 냉각부(300)로 공급될 수 있다.
한편, 배기부(230)는 서버실(200) 내의 공기의 일부를 외부로 배출하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 배기부(230)에는 고효율의 BLDC 팬이 적용되어, 일반 AC 팬과 대비하여 운전 비용을 절감하는 것이 가능하다.
여기서, 도면에는 제1 냉각부(300)가 서버실(200) 내에서 특정 서버랙(210)의 상부에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 고안의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 제1 냉각부(300)는 서버랙(210)의 상부 뿐 아니라, 국부적인 냉각이 필요한 곳이라면 서버랙(210)의 하부 또는 측면 등 서버실(200) 내의 다양한 곳에 배치 가능하다 할 것이다. 또는 서버랙(210) 내에 일부 여유 공간이 있을 경우, 서버랙(210) 내에 제1 냉각부(300)를 배치하는 것도 가능하다.
이와 같이, 제1 냉각부(300)가 복수 개의 서버랙(210) 중 적어도 하나의 서버랙(210)의 적어도 일 측에, 또는 서버랙(210)의 내부에 형성되어, 제1 냉각부(300)가 형성된 서버실(200) 내의 특정 영역을 국부적으로 추가 냉각하는 것이다. 이하에서는 이러한 제1 냉각부(300)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 도 1의 서버실 냉각 장치의 제1 냉각부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 제1 냉각부의 내부 고정 구조를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 4의 제1 냉각부의 외부 고정 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)의 제1 냉각부(300)는 댐퍼부(310), 제1 필터부(320), 제1 냉각 부재(330), 제1 송풍부(340) 및 덕트부(350)를 포함한다.
제1 냉각부(300)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
서버실 냉각 장치(1)에 요구되는 냉방 용량이 증가할 경우, 소용량의 냉각 장치가 추가로 요구되는 경우가 있다. 예를 들어 기존에 설치되어 있던 제2 냉각부(100)의 전체 냉방 용량을 100이라고 보고 제2 냉각부(100)가 풀 가동되고 있다고 가정할 때, 서버실(200)에 서버랙(210)이 추가되어 20만큼의 추가 냉방 용량이 필요할 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 종래에는 20만큼의 냉방 용량을 추가하기 위하여, 제2 냉각부(100)의 냉각 용량을 전체적으로 증가시켜야 하였으며, 이를 위해 기존의 증발 냉각기, 냉각 부재, 송풍부 등을 전체적으로 교체하여야 하였다. 또는 특정 서버랙(210)에 발열이 많은 서버가 집중적으로 배치될 경우, 해당 서버랙(210)에 국부적으로 추가 냉각을 하여야 하는 경우도 발생할 수 있다. 기존의 냉각부는 이와 같은 국부 냉각 필요성에 대응할 수 없다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)는 기존에 서버실 냉각 장치(1) 내에 고정적으로 설치되어 있던 제2 냉각부(100) 이외에, 서버실 냉각 장치(1) 내의 특정 영역에 간편하게 탈부착이 가능한 제1 냉각부(300)를 추가로 구비하여, 소용량의 냉각 장치가 추가로 요구되는 경우 또는 서버실 내의 특정 영역에 국부적으로 추가 냉각을 수행하여야 하는 경우 등에 다양하게 활용 가능하도록 하는 것을 일 특징으로 한다.
또한, 각 부품이 모듈형으로 형성되어, 각 모듈 간의 상호 조립 및 서버실 냉각 장치에의 탈부착이 용이한 제1 냉각부(300)를 구비함으로써, 서버 부하 증가 및 국부 발열 처리 등 서버실 환경 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 소형 냉각 장치를 제공하는 것을 일 특징으로 한다.
이하에서는 이에 대하여, 더욱 상세히 설명하도록 한다.
댐퍼부(310)는 핫 존(hot zone, HZ)의 일 측에 형성되며, 핫 존(HZ)을 통과하면서 가열된 공기를 제1 냉각부(300)로 유입시키는 역할을 수행한다. 댐퍼부(310)에는 댐퍼(damper)가 구비되어 댐퍼부(310)를 통해 유입되는 외기의 양을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 댐퍼의 일 예로, 전동 모터 또는 공기압에 의해 자동으로 개폐되는 모터 댐퍼(MD: Motorized Damper)가 구비될 수 있다.
제1 필터부(320)는 댐퍼부(310)와 제1 냉각 부재(330) 사이에 형성되어, 핫 존(HZ)에서 제1 냉각 부재(330)로 이동하는 공기를 필터링할 수 있다. 제1 필터부(320)는 메쉬(mesh)(미도시) 등을 구비하여, 제1 냉각부(300)로 들어오는 이물질을 제거할 수 있다.
제1 냉각 부재(330)는 제1 필터부(320)를 통과한 공기를 냉각하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서 제1 냉각 부재(330)는 타원형 코일(oval coil)일 수도 있다. 즉, 제1 냉각 부재(330)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.
여기서, 제1 냉각 부재(330)는 제1 냉각기(331), 제2 냉각기(332), 제3 냉각기(333)를 포함할 수 있다. 제1 냉각기(331)는 냉매 가스가 흐르면서 냉각을 수행하는 DX-COIL을 포함할 수 있다. 제2 냉각기(332)는 냉각수가 흐르면서 냉각을 수행하는 냉수 COIL을 포함할 수 있다. 제3 냉각기(333)는 증발기를 포함하여, 증발 냉각이 수행될 수 있다. 이와 같이 제1 냉각 부재(330)는 제1 냉각부(300)에 요구되는 냉방 사용 및 냉방 적용 조건에 따라 다양하게 변경 가능하다.
여기서, 예를 들어 제2 냉각기(332)에는 배관이 결합되는 배관 연결부(332-1)가 형성될 수 있다. 그리고 제2 냉각기(332)의 배관 연결부(332-1)와 연결된 제1 배관(361)은, 실외기(미도시)와 연결된 제2 배관(362)과 캠록(Camlock) 방식으로 결합되어, 그 결합/분리가 용이하도록 형성될 수 있으며, 이 밖에도 다양한 배관 연결부가 적용 가능하다 할 것이다.
제1 송풍부(340)는 댐퍼부(310)를 통해 유입된 공기를 쿨 존(cool zone, CZ) 쪽으로 공급하는 역할을 수행한다. 즉, 일직선상에 배치된 댐퍼부(310), 제1 필터부(320) 및 제1 냉각 부재(330)를 따라 이동하는 자연적인 공기 유로에 제1 송풍부(340)를 설치함으로써, 댐퍼부(310)를 통해 유입된 공기를 쿨 존(cool zone, CZ) 쪽으로 공급하는 것이다. 제1 송풍부(340)에는 고효율의 BLDC 팬이 적용되어, 일반 AC 팬과 대비하여 운전 비용을 절감하는 것이 가능하다. 여기서, 송풍부(340)와 덕트부(350) 사이에는 추가로 필터(370)가 더 구비될 수도 있다.
덕트부(350)는 제1 냉각부(300)를 통과하면서 냉각된 공기를 쿨 존(cool zone, CZ) 쪽으로 공급하는 역할을 수행한다.
한편, 제1 냉각부(300)는 흡기 덕트(도 1, 2의 360 참조)를 추가로 구비할 수 있다. 즉, 제1 냉각부(300)의 흡기 덕트(도 1, 2의 360 참조)는 댐퍼부(310)의 일 측에 형성되어, 핫 존(HZ)을 통과하면서 가열된 공기를 제1 냉각부(300)로 유입시키는 역할을 수행할 수 있다. 나아가, 흡기 덕트(도 1, 2의 360 참조)는 제2 냉각부(100)와 연결되어, 외기 유입부(110)를 통해 유입된 외기(또는 외기 유입부(110)를 통해 유입되어 제2 냉각부(100)를 거치면서 냉각된 공기)를 제1 냉각부(300)로 유입시키는 역할을 수행할 수도 있다.
한편, 제1 냉각부(300)의 각 부재는 내측 체결부재(380) 및/또는 외측 체결부재(390)에 의해 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 냉각 부재(330)의 내부면에는 복수 개의 결합부(335)가 형성되고, 제1 송풍부(340)의 내부면에는 복수 개의 결합부(345)가 형성되고, 제1 냉각 부재(330)의 결합부(335)와 제1 송풍부(340)의 결합부(345)가 내측 체결부재(380)에 의해 간편하게 체결될 수 있다. 마찬가지로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 냉각 부재(330)의 외부면에 복수 개의 홀이 형성되고, 제1 송풍부(340)의 외부면에도 복수 개의 홀이 형성되어, 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)가 외측 체결부재(390)에 의해 간편하게 체결될 수 있다.
제1 냉각 부재(330)의 결합부(335)는 제1 냉각 부재(330)의 내측 모서리에 구비되어 제1 냉각 부재(330)의 3개의 내측면과 접촉할 수 있도록 서로 인접한 세 면이 서로 수직인 삼각뿔 형태로 형성될 수 있다. 그리고 이 세 면에는 각각 홀이 형성되어 체결부재(380)나 볼트 등의 구성요소가 관통 삽입될 수 있다. 그리고, 제1 송풍부(340)의 결합부(345) 또한 제1 냉각 부재(330)의 결합부(335)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
볼트 등의 구성요소에 의해 제1 냉각 부재(330)의 내측면에 결합부(335)가 결합될 수 있다. 마찬가지로 볼트 등의 구성요소에 의해 제1 송풍부(340)의 내측면에 결합부(345)가 결합될 수 있다. 이 상태에서 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)의 서로 맞닿는 면에 체결부재(380)가 관통 삽입되어 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)가 서로 결합될 수 있다. 여기서 체결부재(380)는 제1 송풍부(340)의 결합부(345)의 홀 및 제1 냉각 부재(330)의 결합부(335)의 홀과 실질적으로 동일한 굵기의 볼트와, 상기 볼트의 양쪽에서 체결되는 너트로 구성되어, 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)의 서로 맞닿는 면에 체결부재(380)의 볼트가 관통 삽입된 상태에서 양쪽에서 너트가 체결됨으로써 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)가 서로 결합될 수 있다.
한편, 외측 체결부재(390)는 대략 편평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 삼각형의 플레이트 형상으로 형성될 수도 있다. 삼각형의 플레이트 형상의 외측 체결부재(390)의 각 꼭지점에는 홀이 형성될 수 있고, 이 홀의 일 면에서 볼트가 관통 삽입된 상태에서 반대편에서 너트가 체결되어, 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)가 서로 결합될 수 있다.
이때, 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340)의 서로 맞닿는 면에는 상하 두 개의 외측 체결부재(390)가 구비되어 제1 냉각 부재(330)와 제1 송풍부(340) 간의 결합을 공고히 할 수 있으며, 이때 상하 두 개의 외측 체결부재(390)는 서로 대칭적으로 배치될 수 있다.
이와 같이, 제1 냉각부(300)의 댐퍼부(310), 제1 필터부(320), 제1 냉각 부재(330), 제1 송풍부(340) 및 덕트부(350) 중 적어도 일부는 각각 모듈형으로 형성되어, 상기 제1 냉각부(300)에 대하여 독립적으로 탈부착 가능하도록 형성될 수 있다. 그리고 이를 위해, 제1 냉각부(300)의 각 부재는 내측 체결부재(380) 및/또는 외측 체결부재(390)에 의해 결합될 수 있다.
결과적으로, 본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치(1)는, 모듈별 탈부착시 측면 커버를 열고 내부에 고정된 볼트를 풀고 외부에 있는 2중 브라켓 고정볼트를 풀면 쉽게 분리가 되는 구성을 적용하여, 견고한 고정처리 및 용이한 탈부착이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 도 1의 서버실 냉각 장치에서 제2 냉각부에 의한 냉각 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다. 도 7을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)는 제2 냉각부(100)를 이용하여 냉방을 수행할 수 있다.
상세히, 외기 유입부(110)로 유입된 공기의 일부는 제2 냉각부(100)의 제2 필터부(120), 증발 냉각기(130), 제2 냉각 부재(150), 제2 송풍부(160)를 거치면서 더 냉각되어 쿨 존(CZ)으로 직접 공급될 수도 있다. 쿨 존(CZ)에서 공급된 차가운 공기는 서버랙(210)을 지나면서 가열된다. 가열된 공기는 핫 존(HZ)을 거쳐 다시 제2 냉각부(100)로 유입되며, 이렇게 유입된 공기는 다시 제2 냉각부(100)를 거쳐 냉각되어 다시 쿨 존(CZ)으로 공급되는 과정이 반복적으로 수행되면서 냉각이 수행될 수 있다. 또는 가열된 공기는 핫 존(HZ)을 거쳐 외부로 배출될 수도 있다.
그리고 이와 같이 주 냉각 장치인 제2 냉각부(100)를 이용한 냉각이 수행되는 것과 독립적으로, 또는 보조적으로 제1 냉각부(300)가 가동되어 국부적인 냉각이 수행될 수 있다. 이하에서는 이와 같이 제1 냉각부(300)를 이용하여 냉각을 수행하는 다양한 모드에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 8은 도 1의 서버실 냉각 장치에서 내부 순환 모드 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다. 도 8을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)는 내부 순환 모드 시에는 제1 냉각부(300)만을 이용하여 냉방을 수행한다.
내부 순환 모드 시의 동작 순서는 다음과 같다.
먼저, 제1 송풍부(340)가 작동하여 핫 존(HZ)의 뜨거운 공기가 제1 냉각부(300) 쪽으로 유입되도록 하고, 제1 냉각부(300)를 지나면서 냉각된 차가운 공기를 쿨 존(CZ)에 공급한다. 이때, 상술한 바와 같이 제1 냉각부(300)의 댐퍼부(310)는 핫 존(hot zone, HZ)의 일 측에 형성되며, 핫 존(HZ)을 통과하면서 가열된 공기를 제1 냉각부(300)로 유입시키는 역할을 수행한다. 즉 도 8에서 보았을 때 제1 냉각부(300)의 댐퍼부(310)는 제2 냉각부(100) 뿐 아니라 핫 존(hot zone, HZ)과도 연통되도록 형성되어서, 핫 존(HZ)의 뜨거운 공기가 제1 냉각부(300) 쪽으로 유입되도록 할 수 있다. 쿨 존(CZ)에서 공급된 차가운 공기는 서버랙(210)을 지나면서 가열된다. 가열된 공기는 핫 존(HZ)을 거쳐 다시 제1 냉각부(300)로 유입되어 냉각되며, 이렇게 냉각된 공기가 다시 쿨 존(CZ)으로 공급되는 과정이 반복적으로 수행되면서 냉각이 수행된다.
도 9는 도 1의 서버실 냉각 장치에서 혼합 모드 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다. 도 9를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)는 혼합 모드 시에는 제1 냉각부(300)와 외기를 함께 이용하여 냉방을 수행한다.
혼합 모드 시의 동작 순서는 다음과 같다.
먼저, 제1 냉각부(300)는 도 8의 내부 순환 모드 시와 동일하게 작동한다. 즉, 제1 송풍부(340)가 작동하여 핫 존(HZ)의 뜨거운 공기가 제1 냉각부(300) 쪽으로 유입되도록 한다.
이와 더불어, 제2 냉각부(100)의 외기 유입부(110)로 유입된 공기가 제1 냉각부(300)로 함께 유입된다. 즉, 제1 송풍부(340)가 작동하여 외기 유입부(110)로 유입된 차가운 공기가 제1 냉각부(300) 쪽으로 유입되도록 한다.
이와 같이 핫 존(HZ)의 뜨거운 공기와 외기 유입부(110)로 유입된 차가운 공기가 혼합되면서, 1차적으로 냉각이 수행된다. 그리고 이와 같이 혼합된 공기가 제1 냉각부(300)를 지나면서 냉각된 후, 쿨 존(CZ)으로 공급된다. 쿨 존(CZ)에서 공급된 차가운 공기는 서버랙(210)을 지나면서 가열된다. 가열된 공기는 핫 존(HZ)을 거쳐 다시 제1 냉각부(300)로 유입되며, 외기도 지속적으로 제1 냉각부(300)로 유입된다. 이렇게 혼합된 공기가 제1 냉각부(300)를 거치면서 냉각된 후, 다시 쿨 존(CZ)으로 공급되는 과정이 반복적으로 수행되면서 냉각이 수행된다.
이 경우, 외기 유입부(110)로 유입된 차가운 외기에 의해 핫 존(HZ)의 뜨거운 공기가 1차적으로 냉각됨으로써, 냉각에 필요한 전력이 절감되고, 냉각 효율성이 상승하는 효과를 얻을 수 있다.
도 10은 도 1의 서버실 냉각 장치에서 전(全) 외기 모드 시의 공기 흐름을 나타내는 사시도이다. 도 10을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 서버실 냉각 장치(1)는 전 외기 모드 시에는 제1 냉각부(300)와 외기를 함께 이용하여 냉방을 수행하며, 서버랙(210)을 지나면서 가열된 공기는 서버실 냉각 장치(1) 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
전(全) 외기 모드 시의 동작 순서는 다음과 같다.
먼저, 제2 냉각부(100)의 외기 유입부(110)로 유입된 공기가 제1 냉각부(300)로 유입된다. 즉, 제1 송풍부(340)가 작동하여 외기 유입부(110)로 유입된 차가운 공기가 제1 냉각부(300) 쪽으로 유입되도록 한다.
이와 같이 외기 유입부(110)로 유입된 공기가 제1 냉각부(300)를 지나면서 냉각된 후, 쿨 존(CZ)으로 공급된다. 쿨 존(CZ)에서 공급된 차가운 공기는 서버랙(210)을 지나면서 가열된다. 가열된 공기는 핫 존(HZ)으로 유입되어 배기부(230)를 거쳐 외부로 배출된다.
이 경우, 핫 존(HZ)에서 가열된 공기가 다시 제1 냉각부(300)로 공급되지 않고 바로 외부로 배출됨으로써, 핫 존(HZ)에서 가열된 공기를 냉각시킬 필요가 없게 되어, 냉각에 필요한 전력이 절감되고, 냉각 효율성이 상승하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 각 실시예(모드)에서 외기 유입부(110)로 유입된 외기가 바로 제1 냉각부(300)로 유입되지 아니하고, 외기 유입부(110)로 유입된 외기가 제2 냉각부(100)를 거치면서 일단 한번 냉각된 후, 제1 냉각부(300)로 유입될 수도 있다.
또는 도 7에 도시된 바와 같이, 외기 유입부(110)로 유입된 외기의 일부는 바로 제1 냉각부(300)로 유입되고, 외기 유입부(110)로 유입된 외기의 나머지 일부는 제2 냉각부(100)를 거치면서 일단 한번 냉각된 후, 쿨 존(CZ)으로 바로 공급될 수도 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 고안의 서버실 냉각 장치(1)는 외기 유입부(110)를 구비하지 아니할 수도 있으며, 핫 존(HZ)을 거치며 가열된 공기는 제1 냉각부(300)와 제2 냉각부(100)로 분산되어 냉각이 수행될 수도 있는 등, 서버실 냉각 장치(1)에 전체적/국부적으로 요구되는 냉방 용량에 따라 제1 냉각부(300)와 제2 냉각부(100)가 적절하게 조합되어 다양하게 운행 가능하다 할 것이다.
본 고안의 실시예들에 따른 서버실 냉각 장치에 의해, 기존에 서버실 냉각 장치 내에 고정적으로 설치되어 있던 제2 냉각부 이외에, 서버실 냉각 장치 내의 특정 영역에 간편하게 탈부착 가능한 제1 냉각부를 추가로 구비하여, 소용량의 냉각 장치가 추가로 요구되는 경우 또는 서버실 내의 특정 영역에 국부적으로 추가 냉각을 수행하여야 하는 경우 등, 서버실 환경 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 소형 냉각 장치를 제공할 수 있다.
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: 서버실 냉각 장치
100: 제2 냉각부
110: 외기 유입부
120: 제2 필터부
130: 증발 냉각기
150: 제2 냉각 부재
160: 제2 송풍부
200: 서버실
210: 서버랙
300: 제1 냉각부
310: 댐퍼부
320: 제1 필터부
330: 제1 냉각 부재
340: 제1 송풍부

Claims (14)

  1. 복수 개의 서버랙을 구비하는 서버실을 냉각하기 위한 서버실 냉각 장치에 있어서,
    공기가 유입되는 댐퍼부;
    상기 댐퍼부의 일 측에 형성되며, 상기 댐퍼부를 통해 유입된 공기를 냉각하는 제1 냉각 부재; 및
    상기 제1 냉각 부재의 일 측에 형성되며, 상기 냉각된 공기를 상기 서버실로 공급하기 위한 제1 송풍부;를 포함하는 제1 냉각부를 포함하고,
    상기 댐퍼부, 상기 제1 냉각 부재 및 상기 제1 송풍부는 상기 서버실 내에 구비되며, 상기 서버실에 대하여 각각 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 서버랙 중 적어도 하나의 서버랙의 일 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 냉각부가 형성된 상기 서버실 내의 특정 영역을 국부적으로 추가 냉각하는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼부, 상기 제1 냉각 부재 및 상기 제1 송풍부의 내측면에는 각각 결합부가 형성되고, 서로 인접한 결합부끼리 소정의 내측 체결부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버실 내에는 배기부가 형성되어, 상기 서버랙을 통과하면서 가열된 공기의 적어도 일부가 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버실의 일 측에는 제2 냉각부가 형성되고,
    상기 제2 냉각부는,
    상기 제2 냉각부로 유입된 공기를 냉각하는 제2 냉각 부재; 및
    상기 제2 냉각 부재의 일 측에 형성되며, 상기 냉각된 공기를 상기 서버실로 공급하기 위한 제2 송풍부;를 포함하는 서버실 냉각 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 냉각부는 상기 서버실에 탈부착이 가능하도록 형성되고,
    상기 제2 냉각부는 상기 서버실에 대하여 고정 형성되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    외부의 공기를 상기 서버실 내부로 유입시키는 외기 유입부를 더 포함하는 서버실 냉각 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버실에서 상기 제1 냉각부로부터 찬 공기를 공급받는 영역은 쿨 존(cool zone, CZ)이 되고,
    상기 서버실에서 상기 서버랙을 통과한 더운 공기가 배출되는 영역은 핫 존(hot zone, HZ)이 되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 냉각부에서 냉각된 공기는 상기 쿨 존으로 공급되고,
    상기 쿨 존으로 공급된 공기는 상기 서버랙을 지나면서 가열된 후, 상기 핫 존을 거쳐 상기 제1 냉각부로 유입되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 냉각부에서 냉각된 공기는 상기 쿨 존으로 공급되고,
    상기 쿨 존으로 공급된 공기는 상기 서버랙을 지나면서 가열된 후, 배기부를 거쳐 상기 서버실 냉각 장치의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 핫 존의 공기와 외기 유입부를 통해 유입된 공기가 함께 상기 제1 냉각부로 유입되어 냉각되고,
    상기 제1 냉각부에서 냉각된 공기는 상기 쿨 존으로 공급되고,
    상기 쿨 존으로 공급된 공기는 상기 서버랙을 지나면서 가열되어 상기 핫 존으로 배출되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 부재는 서로 다른 유체에 의해 냉각이 수행되는 복수 개의 냉각기를 포함하고, 상기 복수 개의 냉각기가 서로 교체 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼부, 상기 제1 냉각 부재 및 상기 제1 송풍부는 각각 모듈형으로 형성되어, 상기 제1 냉각부에 대하여 독립적으로 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 서버실 냉각 장치.
KR2020160007697U 2016-12-30 2016-12-30 서버실 냉각 장치 KR200490092Y1 (ko)

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