KR20240076573A

KR20240076573A - 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템

Info

Publication number: KR20240076573A
Application number: KR1020220157635A
Authority: KR
Inventors: 이상희; 이정표; 승형범; 조성준
Original assignee: 케이엔솔 주식회사
Priority date: 2022-11-22
Filing date: 2022-11-22
Publication date: 2024-05-30

Abstract

본 발명은 전산실의 공간을 불필요하게 증가시키지 않고도 고발열 서버들의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템에 관한 것으로, 고발열 서버들이 탑재된 다수의 서버랙이 적어도 한 열 이상을 이루어 설치된 전산실과 전산실의 일측에 구획벽을 사이에 두고 설치된 기계실을 포함하는 데이터센터와; 상기 전산실의 내부 상부인 서버랙들의 상부에 이격되게 수평으로 설치되어 상,하부에는 상부 공기통로와 서버실이 형성되게 구획하고, 내부에는 상기 서버랙들과 마주보는 위치에 직사각형 형태의 하나 이상의 개방부가 형성된 전산실 구획판과; 상기 기계실의 상부에 수평으로 설치되어 하,상부에 열교환실과 상부 구획실이 형성되게 구획하고, 일측에는 수직 공기통로가 형성된 기계실 구획판과; 상기 열교환실의 타측에 열교환실을 수직으로 차단하게 설치되어 공기를 통과시켜 더운공기를 찬공기로 열교환시키는 열교환수단과; 상기 상부 공기통로와 상부 구획실 사이의 구획벽에 형성되고 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 상부댐퍼가 설치되는 하나 이상의 상부 통과홀와; 상기 서버실과 열교환실의 사이의 구획벽에 형성되고 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 하부댐퍼가 설치되는 하나 이상의 하부 통과홀과; 상기 개방부에 설치되어 상부의 공기를 하부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 이송시키거나 하부의 공기를 상부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 이송시키게 구성되는 냉기순환수단과; 상기 열교환수단, 하,상부댐퍼, 냉기순환수단과 연결되는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 열교환수단을 작동시키고 하,상부댐퍼를 개방한 상태에서 상기 냉기순환수단을 작동시켜 냉기순환수단에서 상부의 공기를 하부로 이동시키거나 하부의 공기를 상부로 이동시켜 열교환기를 통과한 찬공기를 상기 서버랙들에 균일한 풍량으로 공급하여 서버랙들을 냉각시키게 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템{Data center high heat server cooling system}

본 발명은 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전산실의 공간을 불필요하게 증가시키지 않고도 고발열 서버들의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템은 보편적으로 전산실 및 기계실에 공조기와 항온항습기를 사용하여 데이터센터의 내부 공기를 냉각시키고 있다.

그리고 근래에는 데이터센서의 고발열 서버 등으로 인하여 서버 발열량의 증가 됨으로 인하여, 그 대응책을 팬월 타입(Fan Wall Type) 형태의 냉각방식의 구성된 냉각시스템이 사용되고 있다.

먼저, 종래의 팬월 타입의 데이터센터의 냉각시스템의 일 예로 대한민국 특허등록 제1437313호의 "데이터센터용 빌트업 공기조화장치"(이하, "종래의 데이터센터용 빌트업 공기조화장치"라 한다)가 알려져 있다.

종래의 데이터센터용 빌트업 공기조화장치는 외기가 유입되는 외기유입구와, 상기 실내의 내기가 유입되는 내기유입구와, 유입된 상기 외기와 상기 내기가 혼합된 혼합기를 작업공간으로 배출하는 유출구가 각각 형성되어 있으며, 내부로 상기 외기와 상기 내기와 상기 혼합기를 상기 유출구로 안내하는 흡기유로가 형성되며, 상기 외기유입구에 구비되어 상기 외기유입구의 개도를 조절하는 외기댐퍼와, 상기 내기유입구에 구비되어 상기 내기유입구의 개도를 조절하는 내기댐퍼를 각각 포함하는 공조기본체를 포함한다.

그리고 종래의 데이터센터용 빌트업 공기조화장치는 상기 작업공간의 공기를 흡입하여 상기 내기유입구로 공급하거나 외부와 연통된 배출구를 통하여 외부로 배출시키는 환기덕트와 상기 배출구에 구비되어 상기 배출구의 개도를 조절하는 배출댐퍼를 포함하는 리턴공급부와, 상기 공조기본체의 유출구로부터 배출되는 상기 외기 또는 상기 내기 또는 상기 혼합기를 상기 실내로 공급하는 공급부를 포함한다.

또한 종래의 데이터센터용 빌트업 공기조화장치는 상기 흡기유로 상에 배치되어 유입된 상기 내기와 외기를 상기 유출구로 강제 유동시키는 제1송풍기와 상기 리턴공급부에 구비되어 흡입된 내기를 상기 배출구로 강제 배출시키는 제2송풍기를 포함하는 송풍유닛을 포함한다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 데이터센터용 빌트업 공기조화장치는 전산실이라는 제한된 공간에 서버 발열량이 증가함에 따라 냉각하기 위한 풍량이 증가하면서 서버를 냉각하는 방법이 한계에 도달한 문제점을 가지고 있었다.

또한 종래의 데이터센터용 빌트업 공기조화장치는 고발열 서버를 냉각하기 위해 작업실의 공간을 불필요하게 증가시켜야 함으로써, 데이터센터 구축비용 상승 및 에너지 손실과 같은 부작용들이 발생되는 문제점도 가지고 있었다.

대한민국 특허등록 제1437313호

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 전산실에 설치된 모든 서버랙들에 열교환 된 일정한 풍량(풍속)의 찬공기를 균일하게 지속적으로 공급하여 전산실의 서버실 내부에 설치된 고발열 서버들의 냉각 효율을 최대로 향상시킬 수 있도록 하는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 "데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템"은 고발열 서버들이 탑재된 다수의 서버랙이 적어도 한 열 이상을 이루어 설치된 전산실과 전산실의 일측에 구획벽을 사이에 두고 설치된 기계실을 포함하는 데이터센터와; 상기 전산실의 내부 상부인 서버랙들의 상부에 이격되게 수평으로 설치되어 상,하부에는 상부 공기통로와 서버실이 형성되게 구획하고, 내부에는 상기 서버랙들과 마주보는 위치에 직사각형 형태의 하나 이상의 개방부가 형성된 전산실 구획판과; 상기 기계실의 상부에 수평으로 설치되어 하,상부에 열교환실과 상부 구획실이 형성되게 구획하고, 일측에는 수직 공기통로가 형성된 기계실 구획판과; 상기 열교환실의 타측에 열교환실을 수직으로 차단하게 설치되어 공기를 통과시켜 더운공기를 찬공기로 열교환시키는 열교환수단과; 상기 상부 공기통로와 상부 구획실 사이의 구획벽에 형성되고 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 상부댐퍼가 설치되는 하나 이상의 상부 통과홀와; 상기 서버실과 열교환실의 사이의 구획벽에 형성되고 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 하부댐퍼가 설치되는 하나 이상의 하부 통과홀과; 상기 개방부에 설치되어 상부의 공기를 하부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 이송시키거나 하부의 공기를 상부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 이송시키게 구성되는 냉기순환수단과; 상기 열교환수단, 하,상부댐퍼, 냉기순환수단과 연결되는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 열교환수단을 작동시키고 하,상부댐퍼를 개방한 상태에서 상기 냉기순환수단을 작동시켜 냉기순환수단에서 상부의 공기를 하부로 이동시키거나 하부의 공기를 상부로 이동시켜 열교환기를 통과한 찬공기를 상기 서버랙들에 균일한 풍량으로 공급하여 서버랙들을 냉각시키게 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 전산실에 설치된 모든 서버랙들에 열교환 된 일정한 풍량(풍속)의 찬공기를 균일하게 지속적으로 공급하여 전산실의 서버실 내부에 설치된 고발열 서버들의 냉각 효율을 최대로 향상시킴으로써, 전산실의 공간을 불필요하게 증가시키지 않고도 고발열 서버들의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 고발열 서버를 냉각하기 위해 전산실의 공간을 불필요하게 증가시킴으로써 발생되는 데이터센터 구축비용의 상승 및 에너지 손실과 같은 부작용을 방지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각 시스템을 나타낸 것으로,
도 1a는 전체 구성을 나타내고 냉기순환수단의 설치 단면을 나타낸 정단면도이고,
도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이며,
도 1c는 도 1a의 B부 확대도이고,
도 1d는 작동 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템을 나타낸 것으로,
도 2a는 전체 구성을 나타내고 냉기순환수단의 설치 단면을 나타낸 정단면도이고,
도 2b는 도 1a의 C부 확대도이며,
도 2c는 작동 상태를 나타낸 정단면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각 시스템을 나타낸 도면들이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 실시예의 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템(이하, "제1 실시예의 냉각 시스템"이라 한다.)은 전산실에 설치된 모든 서버랙들에 일정한 풍량(풍속)을 균일하게 지속적으로 공급하여 전산실의 서버실 내부에 설치된 고발열 서버들의 냉각 효율을 향상시키는 것으로, 데이터센터(1), 전산실 구획판(3), 기계실 구획판(4), 상부 통과홀(6), 하부 통과홀(7), 냉기순환수단(8)을 포함한다.

상기 데이터센터(1)는 고발열 서버들이 탑재된 다수의 서버랙(123)이 적어도 한 열 이상을 이루어 설치된 전산실(12)을 포함하고, 상기 전산실(12)의 일측에 구획벽(11)을 사이에 두고 설치된 기계실(13)을 포함한다.

상기 전산실 구획판(3)은 전산실(12)의 내부 상부인 서버랙(123)들의 상부에 이격되게 수평으로 설치된다. 따라서 전산실 구획판(3)의 상부에는 상부 공기통로(121)가 형성되고, 전산실 구획판(3)의 하부에는 상기 다수의 서버랙(123)이 적어도 한 열 이상을 이루어 설치된 서버실(122)이 형성된다. 상기 전산실 구획판(3)의 내부에는 상기 서버랙(123)들과 마주보는 위치에는 후술할 냉기순환수단(8)이 설치되는 직사각형 형태의 하나 이상의 개방부(31)가 형성된다.

상기 기계실 구획판(4)은 기계실(13)의 상부에 수평으로 설치되어 하부에는 후술할 열교환수단(5)이 설치되는 열교환실(131)이 형성되고, 상부에는 상부 구획실(132)이 형성된다. 그리고 상기 기계실 구획판(4)의 일측에는 공기가 통과되는 수직 공기통로(41)가 형성된다.

그리고, 상기 열교환수단(5)은 열교환실(131)의 타측에 열교환실(131)을 수직으로 차단하게 설치되는 것으로 공기를 통과시켜 더운공기를 찬공기로 열교환시키는 역할을 한다.

이와 같은 역할을 하는 상기 열교환수단(5)은 냉 냉매가 통과되는 열교환관을 포함하는 것으로 통과되는 더운공기를 찬공기로 열교환시키는 하나 이상의 열교환기(52)를 포함한다. 그리고 상기 열교환기(52)는 이미 공지된 것으로 그 구체적인 구성과 작동의 설명은 생략한다. 아울러 열교환기(52)의 일측에는 수직으로 필터(51)가 더 설치될 수 있다.

아울러 상기 열교환수단(5)은 통과되는 공기를 적정한 습도로 유지시킬 수 있도록, 상기 열교환기(52)와 하부댐퍼(71)의 사이에 수직으로 설치되어 통과되는 공기의 습도를 조절하는 하나 이상의 습도조절장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 습도조절장치는 여러 형태로 공지된 것을 선택하여 사용할 수 있는 것으로, 이미 공지된 것임에 따라 그 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 상기 상부 통과홀(6)은 상부 공기통로(121)와 상부 구획실(132) 사이의 구획벽(11)에 하나 이상이 형성되는 것으로, 하부 통과홀(7)에는 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 상부댐퍼(61)가 설치되는 것이다. 그리고 상기 제어 개폐식의 상부댐퍼(61)는 후술할 제어부와 연결되어 제어부의 제어를 통해 개방 정도가 조절되는데, 이러한 상부댐퍼(61)는 여러 형태로 공지된 것을 선택하여 사용할 수 있는 것으로, 이미 공지된 것임에 따라 그 구체적인 설명은 생략한다.

상기 하부 통과홀(7)은 서버실(122)과 열교환실(131)의 사이의 구획벽(11)에 하나 이상이 형성되는 것으로, 하부 통과홀(7)에는 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 하부댐퍼(71)가 설치되는 것이다. 그리고 상기 제어 개폐식의 하부댐퍼(71)는 후술할 제어부와 연결되어 제어부의 제어를 통해 개방 정도가 조절되는데, 이러한 하부댐퍼(71)는 여러 형태로 공지된 것을 선택하여 사용할 수 있는 것으로, 이미 공지된 것임에 따라 그 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 상기 냉기순환수단(8)은 전산실 구획판(3)에 형성된 하나 이상의 개방부(31)에 설치되어 상부의 공기를 하부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 강제 이송시키게 구성되는 것으로, 상기 개방부(31)의 내부에 종방향과 횡방향의 등간격으로 사방으로 연속되게 설치되고 각각은 공기가 통과되는 필터(813)를 포함하는 다수의 필터링 송풍부(81)를 포함하여 구성될 수 있다.

각각의 상기 필터링 송풍부(81)는 공기를 상부에서 하부로 통과시킬 수 있도록, 하부가 개방되고 상판의 중앙에는 공기 유입홀(H)이 형성된 사각통 형태의 케이스(811)와, 상기 케이스(811)의 내부에 설치되는 송풍기(812)와, 상기 케이스(811)의 내부 하부에 수평으로 설치되어 상부에서 하부로 통과되는 공기를 필터링하면서 하부로 균일하게 통과시키는 필터(813)와, 상기 케이스(811)의 상판의 상부에 후술할 제어부와 연결되게 설치되는 풍량센서(814)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(미도시)는 상술한 열교환수단(5), 하,상부댐퍼(71)(61), 냉기순환수단(8)과 연결되어 열교환수단(5), 하,상부댐퍼(71)(61), 냉기순환수단(8)을 제어하는 역할을 한다.

이러한 역할을 하는 상기 제어부는, 열교환수단(5)을 작동시키고 하,상부댐퍼(71)(61)를 개방한 상태에서 상기 냉기순환수단(8)을 작동시켜 냉기순환수단(8)에서 냉각순환수단(8)의 상부의 공기를 냉각순환수단(8)의 하부로 이동시켜 열교환기(52)를 통과한 찬공기를 상기 서버랙(123)들에 균일한 풍량으로 공급하여 서버랙(123)들을 냉각시키게 구성된다

그리고 상기 제어부는 풍량센서(814)들의 각각의 풍량 데이터를 입력받아 각각의 필터링 송풍부(81)의 송풍기(812)의 회전속도를 조절하여 필터링 송풍부(81)들을 통과하는 공기의 풍량을 균일하게 유지하도록 구성될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각 시스템의 작동시켜 전산실(12)의 서버실(122)을 냉각시키는 과정을 설명하면, 먼저 제어부에서 제어부의 제어를 통해 상기 열교환수단(5)을 작동시켜 열교환기(52)의 열교환관에 냉 냉매가 흐르게 하고, 하,상부댐퍼(71)(61)를 개방한다.

다음 제어부의 제어를 통해 상기 냉기순환수단(8)의 필터링 송풍부(81)들의 송풍기(812)들을 모두 작동시켜 냉기순환수단(8)에서 상부의 공기를 하부로 이동시킨다.

그러면 상기 서버실(122)에서 고발열 서버들의 발열로 인하여 온도가 상승된 고온의 더운공기가 상기 하부댐퍼(71)를 통과하고 열교환기(52)를 통과하여 더운공기가 찬공기로 열교환되고, 다음 열교환 된 찬공기는 기계실 구획판(4)의 수직 공기통로(41)와 상부댐퍼(61)를 통과하고 냉기순환수단(8)의 송풍기(812)들과 필터(813)들을 통과하여 찬공기가 상기 서버실(122)의 서버랙(123)들에 균일한 풍량으로 공급됨으로써, 전산실(12) 내부의 설치된 고발열 서버들을 냉각시키는 과정이 순환되게 진행되는 것이다.

따라서 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각 시스템은 열교환수단(5)을 통과한 찬공기를 서버랙(123)들의 상부로 직접적으로 압입 공급하는 방식의 압입 송풍식의 냉각시스템이다.

그러므로 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각시스템은 전산실(12)의 서버실(122)에 설치된 모든 서버랙(123)들에 열교환 된 일정한 풍량(풍속)의 찬공기를 상부에서 하부의 방향으로 압입식으로 균일하게 지속적으로 공급하여 전산실(12)의 서버실(122) 내부에 설치된 고발열 서버들의 냉각 효율을 최대로 향상시킴에 따라, 전산실(12)의 공간을 불필요하게 증가시키지 않고도 고발열 서버들의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 따른 제1 실시예의 냉각시스템은 고발열 서버를 냉각하기 위해 전산실(12)의 공간을 불필요하게 증가시킴으로써 발생되는 데이터센터(1) 구축비용의 상승 및 에너지 손실과 같은 부작용을 방지하는 장점도 있다.

또한, 도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템을 나타낸 도면들이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예의 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템(이하, "제2 실시예의 냉각 시스템"이라 한다.)은 상술한 제1 실시예의 냉각 시스템의 구성 중 냉기순환수단(8)의 구성과 냉기순환수단(8)을 제어하는 제어부의 제어 구성을 제외하고 나머지 구성은 제1 실시예의 구성을 모두 포함하는 것을 전제한다.

따라서 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템을 구성하는 냉기순환수단(8)은 상기 전산실 구획판(3)의 형성된 하나 이상의 개방부(31)에 설치되어 하부의 공기를 상부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 강제 이송시키게 구성되는 것으로, 하나 이상의 개방부(31)의 내부에 종방향과 횡방향의 등간격으로 사방으로 연속되게 설치되고 각각은 공기가 통과되는 필터(813)를 포함하는 다수의 필터링 송풍부(81)를 포함하여 구성될 수 있다.

각각의 상기 필터링 송풍부(81)는 공기를 하부에서 상부로 통과시킬 수 있도록 상부가 개방되고 하판의 중앙에는 공기 유입홀(H)이 형성된 사각통 형태의 케이스(811)와, 상기 케이스(811)의 내부에 설치되는 송풍기(812)와, 상기 케이스(811)의 내부 상부에 수평으로 설치되어 하부에서 상부로 통과되는 공기를 필터링하면서 상부로 균일하게 통과시키는 필터(813)와, 상기 케이스(811)의 하판의 하부에 후술할 제어부와 연결되게 설치되는 풍량센서(814)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템을 구성하는 제어부(미도시)는 열교환수단(5)을 작동시키고 하,상부댐퍼(71)(61)를 개방한 상태에서 상기 냉기순환수단(8)을 작동시켜 냉기순환수단(8)에서 하부의 공기를 상부로 이동시켜 열교환기(52)를 통과한 냉기를 상기 서버랙(123)들에 균일한 풍량으로 공급하여 서버랙(123)들을 냉각시키게 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템의 작동시켜 전산실(12)의 서버실(122)을 냉각시키는 과정을 설명하면, 먼저 제어부에서 제어부의 제어를 통해 상기 열교환수단(5)을 작동시켜 열교환기(52)의 열교환관에 냉 냉매가 흐르게 하고, 하,상부댐퍼(71)(61)를 개방한다.

다음 제어부의 제어를 통해 상기 냉기순환수단(8)의 필터링 송풍부(81)들의 송풍기(812)들을 모두 작동시켜 냉기순환수단(8)의 하부의 공기를 상부로 이동시킨다. 그리고 이와 같이 송풍기(812)들이 모두 작동되어 냉기순환수단(8)의 하부의 공기를 상부로 이동시키면 전산실(12)에서 고발열 서버들의 발열로 인하여 온도가 상승된 고온의 더운공기는 냉기순환수단(8)의 각각의 필터링 송풍부(81)를 구성하는 필터(813)들과 송풍기(812)를 통과하여 균일한 풍량으로 상기 전산실(12)의 상부 공기통로(121)로 유입된다.

다음 상기 상부 공기통로(121)로 유입된 더운공기는 상부댐퍼(61)와 기계실 구획판(4)의 수직 공기통로(41)를 통과한다.

다음 상기 수직 공기통로(41)를 통과하는 더운공기는 타측에서 일측의 방향으로 열교환기(52)를 통과하여 더운공기가 찬공기로 열교환된다.

다음 열교환 된 찬공기가 하부댐퍼(71)를 통과하여 찬공기가 상기 서버실(122)의 타측에서 일측의 상부 방향으로 이동되는 과정에서는, 상기 냉기순환수단(8)의 송풍기(812)들이 작동되어 냉기순환수단(8)의 하부의 더운공기를 상부로 균일한 풍량으로 이동시킴에 따라, 서버실(122)의 타측에서 일측의 상부 방향으로 이동되는 찬공기가 서버랙(123)들에 골고루 균일한 풍량으로 공급됨으로써, 전산실(12) 내부의 설치된 고발열 서버들을 냉각시키는 과정이 순환되게 진행되는 것이다.

따라서 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템은 열교환수단(5)을 통과한 찬공기가 서버랙(123)들의 타측에서 일측 상부의 방향으로 유도되게 공급하는 방식의 유도 송풍식의 냉각시스템이다.

그러므로 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템은 전산실(12)에 설치된 모든 서버랙(123)들에 일정한 풍량(풍속)의 찬공기를 타측에서 일측 상부의 방향으로 유도식으로 골고루 균일하게 지속적으로 공급하여 전산실(12) 내부의 설치된 고발열 서버들의 냉각 효율을 최대로 향상시킴에 따라, 전산실(12)의 공간을 불필요하게 증가시키지 않고도 고발열 서버들의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉각 시스템은 고발열 서버를 냉각하기 위해 전산실(12)의 공간을 불필요하게 증가시킴으로써 발생되는 데이터센터(1) 구축비용의 상승 및 에너지 손실과 같은 부작용을 방지하는 장점도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

1 : 데이터센터
11 : 구획벽
12 : 전산실
13 : 기계실
3 : 전산실 구획판
31 : 개방부
4 : 기계실 구획판
41 : 수직 공기통로
5 : 열교환수단
51 : 필터
52 : 열교환기
6 : 상부 통과홀
61 : 상부댐퍼
7 : 하부 통과홀
71 : 하부댐퍼
8 : 냉기순환수단
81 : 필터링 송풍부

Claims

고발열 서버들이 탑재된 다수의 서버랙이 적어도 한 열 이상을 이루어 설치된 전산실과 전산실의 일측에 구획벽을 사이에 두고 설치된 기계실을 포함하는 데이터센터와;
상기 전산실의 내부 상부인 서버랙들의 상부에 이격되게 수평으로 설치되어 상,하부에는 상부 공기통로와 서버실이 형성되게 구획하고, 내부에는 상기 서버랙들과 마주보는 위치에 직사각형 형태의 하나 이상의 개방부가 형성된 전산실 구획판과;
상기 기계실의 상부에 수평으로 설치되어 하,상부에 열교환실과 상부 구획실이 형성되게 구획하고, 일측에는 수직 공기통로가 형성된 기계실 구획판과;
상기 열교환실의 타측에 열교환실을 수직으로 차단하게 설치되어 공기를 통과시켜 더운공기를 찬공기로 열교환시키는 열교환수단과;
상기 상부 공기통로와 상부 구획실 사이의 구획벽에 형성되고 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 상부댐퍼가 설치되는 하나 이상의 상부 통과홀와;
상기 서버실과 열교환실의 사이의 구획벽에 형성되고 개방 정도가 조절되는 제어 개폐식의 하부댐퍼가 설치되는 하나 이상의 하부 통과홀과;
상기 개방부에 설치되어 상부의 공기를 하부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 이송시키거나 하부의 공기를 상부로 필터링시키면서 균일한 풍량으로 이송시키게 구성되는 냉기순환수단과;
상기 열교환수단, 하,상부댐퍼, 냉기순환수단과 연결되는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는
열교환수단을 작동시키고 하,상부댐퍼를 개방한 상태에서 상기 냉기순환수단을 작동시켜 냉기순환수단에서 상부의 공기를 하부로 이동시키거나 하부의 공기를 상부로 이동시켜 열교환기를 통과한 찬공기를 상기 서버랙들에 균일한 풍량으로 공급하여 서버랙들을 냉각시키게 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
상기 냉기순환수단은
상기 개방부의 내부에 종방향과 횡방향의 등간격으로 사방으로 연속되게 설치되고 각각은 공기가 통과되는 필터를 포함하는 다수의 필터링 송풍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템.
제2항에 있어서,
각각의 상기 필터링 송풍부는 공기를 상부에서 하부로 통과시킬 수 있도록 하부가 개방되고 상판의 중앙에는 공기 유입홀이 형성된 사각통 형태의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 송풍기와, 상기 케이스의 내부 하부에 수평으로 설치되어 상부에서 하부로 통과되는 공기를 필터링하면서 하부로 균일하게 통과시키는 필터와, 상기 케이스의 상판의 상부에 상기 제어부와 연결되게 설치되는 풍량센서를 포함하고,
상기 제어부는 풍량센서들의 각각의 풍량 데이터를 입력받아 각각의 필터링 송풍부의 송풍기의 회전속도를 조절하여 필터링 송풍부들을 통과하는 공기의 풍량을 균일하게 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템.
제2항에 있어서,
각각의 상기 필터링 송풍부는 공기를 하부에서 상부로 통과시킬 수 있도록 상부가 개방되고 하판의 중앙에는 공기 유입홀이 형성된 사각통 형태의 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 송풍기와, 상기 케이스의 내부 상부에 수평으로 설치되어 하부에서 상부로 통과되는 공기를 필터링하면서 상부로 균일하게 통과시키는 필터와, 상기 케이스의 하판의 하부에 상기 제어부와 연결되게 설치되는 풍량센서를 포함하고,
상기 제어부는 풍량센서들의 각각의 풍량 데이터를 입력받아 각각의 필터링 송풍부의 송풍기의 회전속도를 조절하여 송풍기들을 통과하는 풍량들이 균일하게 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열교환수단은
냉 냉매가 통과되는 열교환관을 포함하는 것으로 통과되는 더운공기를 찬공기로 열교환시키는 하나 이상의 열교환기와,
상기 열교환기와 하부댐퍼의 사이에 수직으로 설치되어 통과되는 공기의 습도를 조절하는 하나 이상의 습도조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터센터 고발열 서버 냉각 시스템.