KR101176440B1 - 전산실 랙용 공기조화장치 - Google Patents

Abstract

뜨거운 공기와 차가운 공기의 흐름을 분리하여 유도함으로써 냉각효율을 높이는 것이 가능하도록, 냉동사이클을 구성하는 냉동장치와, 랙의 내부 전면부에 위쪽으로 수직한 방향으로 찬공기를 토출하도록 냉동장치의 증발기 출구쪽에 연결 설치되는 냉기출구와, 냉동장치의 증발기 쪽으로 외부의 공기가 유입되도록 랙의 저면에 설치되는 외기 유입구와, 냉동장치의 응축기를 통과한 고온의 공기를 외부로 배출하도록 랙의 저면에 설치되는 열기출구와, 랙의 후면부 위쪽에 설치되고 랙 내부의 공기를 외부로 배출하는 외기 배출장치를 포함하는 전산실 랙용 공기조화장치를 제공한다.

Description

전산실 랙용 공기조화장치 {Air-Conditioning System for Rack of Computer Room}

본 발명은 전산실 랙용 공기조화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항온 항습 및 냉각을 수행하는 것이 가능하고 설치가 용이한 전산실 랙용 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 정부, 기업, 금융기관, 학교, 연구소 등에서는 통신장비(네트워크 장비, 서버, 통신교환기 등)와 대용량 컴퓨터와 서버 등이 설치되는 전산실을 운영하고 있다.

전산실에 설치되는 컴퓨터나 통신장비 등에 사용되는 전자부품은 고온에서 작동이 원활하지 않으며, 작동중에 많은 열이 발생하므로 이를 냉각시키는 장치를 필요로 한다.

나아가 대부분의 컴퓨터나 통신장비 등은 랙에 탑재되어 설치되는 경우가 많으므로, 전산실 내부의 온도를 일정하게 유지하는 것도 중요하지만, 랙 내부의 온도를 일정하게 유지하는 것이 더 중요하다.

그리고 전자부품이나 회로의 경우에는 습기가 많은 경우에는 누전의 위험이 있고, 습기가 너무 적은 경우에는 정전기 발생 및 스파크 등에 의한 화재나 전자부품 파손 등의 문제가 발생할 우려가 높다.

따라서, 전산실 및 랙에는 냉각 및 항온항습을 위한 공기조화장치가 설치하며, 대한민국 등록특허공보 제10-0478755호, 제10-0997045호, 제10-1103394호, 공개특허공보 제10-2011-0009848호, 제10-2010-0013312호, 제10-2011-0095580호, 제10-2012-0000224호 등에는 전산실 및 랙에 설치하는 다양한 공기조화장치에 대한 기술이 공개되어 있다.

그러나 종래 전산실 및 랙용 공기조화장치는 뜨거운 공기와 차가운 공기가 중간에서 서로 섞이는 현상이 발생하여 온도를 냉각시켜 유지하는 데에, 많은 에너지를 소비하게 된다는 문제가 있다.

그리고 종래 전산실 및 랙용 공기조화장치는 고정된 상태로 설치되므로, 수리 및 유지보수를 위하여 분리하는 작업과 재설치하는 작업이 복잡하고 시간이 오래 걸린다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 뜨거운 공기와 차가운 공기의 흐름을 분리하여 유도함으로써 냉각효율을 높이는 것이 가능하고, 별도의 항습기를 설치하지 않고 항습기능을 수행하는 것이 가능하며, 슬라이딩방식으로 탑재 및 분리가 가능하므로 유지보수와 설치가 용이한 전산실 랙용 공기조화장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치는 냉동사이클을 구성하는 냉동장치와, 랙의 내부 전면부에 위쪽으로 수직한 방향으로 찬공기를 토출하도록 상기 냉동장치의 증발기 출구쪽에 연결 설치되는 냉기출구와, 상기 냉동장치의 증발기 쪽으로 외부의 공기가 유입되도록 상기 랙의 저면에 설치되는 외기 유입구와, 상기 냉동장치의 응축기를 통과한 고온의 공기를 외부로 배출하도록 상기 랙의 저면에 설치되는 열기출구와, 상기 랙의 후면부 위쪽에 설치되고 랙 내부의 공기를 외부로 배출하는 외기 배출장치를 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치는 상기 냉동장치가 내부에 탑재되고 외면의 측면 양쪽에는 한쌍의 안내레일이 설치되는 케이스와, 상기 랙의 내면 양측면에 상기 안내레일이 결합되어 슬라이딩되도록 설치되는 한쌍의 슬라이딩부재를 더 포함하는 것도 가능하다.

또 본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치는 상기 케이스의 내부 저면에 설치되고 상기 냉동장치의 증발기에서 생성되는 응축수를 수집하여 저장하는 응축수탱크와, 상기 케이스의 내부에 설치되고 상기 응축수탱크의 응축수를 증발시켜 상기 랙의 내부에 습기를 공급하는 가습장치를 더 포함하는 것도 가능하다.

나아가 본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치는 상기 랙 내부의 온도와 습도를 측정하는 센서부와, 상기 센서부에서 감지된 온도 및 습도에 따라 상기 냉동장치와 외기 배출장치, 가습장치를 작동여부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 의하면, 냉동장치의 증발기를 통과한 냉기를 랙 내부의 전면부 위쪽방향으로 토출하게 되므로, 랙의 전면부에 냉기구역(Cold Zone)이 형성되면서, 뜨거운 공기가 냉기와 서로 섞이지 않게 되고, 냉기에 의한 냉각효율이 크게 향상된다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 의하면, 랙 내부에 설치되는 각 서버의 팬과 상기 랙에 설치되는 외기 배출장치의 작동으로 상기 랙 전면부에 위쪽방향으로 냉기구역을 형성하는 냉기가 각 서버를 횡으로 통과하면서 서버에서 발생하는 열과 열교환을 행하고, 상기 외기 배출장치를 통하여 랙 외부로 배출되므로, 효과적으로 냉각이 이루어지고, 랙 내부의 온도를 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

또 본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 의하면, 케이스의 양 측면과 랙의 내면 양측면에 슬라이딩방식의 안내레일 및 슬라이딩부재를 설치하므로, 케이스의 결합과 분리가 매우 용이하게 이루어지며, 필요에 따라 용이하게 케이스 채로 분리하여 유지보수를 행하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 의하면, 냉동장치의 응축수를 이용하여 가습을 행하는 것이 가능하므로, 별도의 가습기(외부의 물을 유입하여 사용하는 가습기)를 설치할 필요가 없고, 상기 케이스에 일체로 설치하는 것이 가능하고, 전체적인 구조가 간단하게 이루어지며, 제조원가를 절감하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 있어서, 랙에서 빼내는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 있어서 케이스의 일부를 제거한 상태를 개략적으로 나타내는 배면 사시도이다.

다음으로 본 발명에 따른 전산실 랙용 공기조화장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 냉동장치(10)와, 외기 배출장치(30)와, 가습장치(40) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 냉동장치(10)는 냉동사이클을 구성하도록 이루어진다.

예를 들면, 냉동장치(10)는 봉입된 냉매가 증발하면서 외부의 열을 흡수하는 기능을 수행하는 증발기(24)와, 증발 또는 팽창된 냉매를 압축하는 압축기(25)와, 압축된 냉매가 응축하면서 외부로 열을 방출하는 응축기(22)와, 응축된 냉매를 팽창시켜 상기 증발기(24)로 공급하는 팽창밸브(23)를 포함하여 냉동사이클을 구성하는 것도 가능하다.

상기 냉동장치(10)는 히트펌프나 다양한 열교환기를 사용하여 외기의 온도를 냉각시켜 토출하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 냉동장치(10)는 하나의 케이스(10) 내부에 탑재하여, 일체형으로 랙(2)의 내부에 설치되도록 구성한다.

상기 케이스(10) 외면의 측면 양쪽에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 안내레일(14)이 설치된다.

상기 랙(2)의 내면 양측면에는 상기 안내레일(14)이 결합되는 한쌍의 슬라이딩부재(15)이 설치된다.

상기 안내레일(14)과 슬라이딩부재(15)를 서로 슬라이딩되도록 설치된다.

상기 안내레일(14) 및 슬라이딩부재(15)는 서랍이나 수납장 등에 사용하는 다양한 구성을 적용하여 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

예를 들면, 상기 안내레일(14)을 대략 상하에 "ㄷ"형상의 걸림부가 형성되는 채널형상으로 형성하고, 상기 슬라이딩부재(15)를 상기 안내레일(14)에 결합된 상태로 슬라이딩 동작이 원활하게 이루어지는 롤러 등의 형태로 구현하는 것도 가능하다.

상기에서는 케이스(10)에 안내레일(14)을 설치하고 랙(2) 내면에 슬라이딩부재(15)를 설치하는 것으로 설명하였지만, 상기 케이스(10)에 슬라이딩부재(15)를 설치하고 상기 랙(2)의 내면에 안내레일(14)을 설치하는 것도 가능하다.

그리고 상기 안내레일(14)은 슬라이딩되는 거리를 길게 하면서 레일의 길이를 짧게 형성할 수 있도록, 2단 또는 3단으로 구성하여 설치하는 것도 가능하다.

상기 케이스(10)에는 상기 냉동장치(20)의 증발기(24)에서 생성되는 응축수를 수집하여 저장하는 응축수탱크(44)를 내부 저면에 설치하는 것도 가능하다.

그리고, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 응축수탱크(44)에 저장된 응축수를 증발시키는 가습장치(40)를 상기 케이스(10)의 내부에 설치한다.

상기 가습장치(40)는 필요에 따라 상기 랙(2)의 내부에 습기를 공급하는 기능을 수행한다.

상기 케이스(10)의 상면에는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 랙(2)의 내부 전면부에 위쪽으로 수직한 방향으로 찬공기를 토출하도록 냉기출구(16)를 설치한다.

상기 냉기출구(16)는 상기 냉동장치(20)의 증발기(24) 출구쪽에 연결 설치한다.

상기 냉기출구(16)는 상기 케이스(10)의 상면으로부터 소정의 높이로 돌출하는 형상으로 형성하는 것도 가능하고, 상기 케이스(10)의 상면에 구멍을 형성하는 것으로 구성하는 것도 가능하다.

상기 냉기출구(16)로는 상기 증발기(24)에서 열교환을 통하여 냉각된 공기가 토출된다.

따라서, 상기 랙(2)의 전면부에 수직한 방향으로 상기 냉기출구(16)를 통하여 토출되는 찬공기에 의하여 일종의 에어커튼을 형성하게 되고, 외부의 더운 공기가 랙(2)에 탑재되는 서버(4) 등의 부품에 영향을 미치는 것을 효과적으로 차단하는 것이 가능하다.

상기 랙(2) 및 케이스(10)의 저면에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 냉동장치(20)의 증발기(24)쪽으로 외부의 공기가 유입되는 외기 유입구(17)가 설치된다.

그리고 상기 랙(2) 및 케이스(10)의 저면에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 냉동장치(20)의 응축기(22)를 통과하며 열교환에 의해 고온으로 된 공기를 외부로 배출하기 위한 열기출구(18)를 설치한다.

상기 랙(2)의 후면부 위쪽에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 랙(2) 내부의 공기를 외부로 배출하는 외기 배출장치(30)를 설치한다.

상기 외기 배출장치(30)은 강제로 공기를 순환시키기 위한 다양한 구조의 송풍팬 등을 이용하여 구현하는 것이 가능하다.

상기 랙(2)의 내부에는 도면에 나타내지 않았지만, 랙(2) 내부의 온도와 습도를 측정하는 센서부(60)를 설치하는 것도 가능하다.

상기 센서부(60)는 일반적으로 널리 사용되는 각종 온도센서와 습도센서 등을 이용하여 구현하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기 케이스(10)에는, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 센서부(60)에서 감지된 온도 및 습도에 따라 상기 냉동장치(20)와 외기 배출장치(30), 가습장치(40)의 작동여부를 제어하는 제어부(50)를 설치한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 전산실 랙용 공기조화장치에 의하면, 상기 제어부(50)에서 상기 랙(2) 내부의 온도가 상승하여 설정된 기준 최고온도에 도달한 것으로 상기 센서부(60)의 측정 온도를 통하여 확인되면, 상기 냉동장치(20)와 외기 배출장치(30)를 구동시켜 랙(2) 내부에 대한 냉각을 수행한다.

상기에서 센서부(60)를 통하여 감지되는 온도가 설정된 기준 최저온도에 도달하면, 상기 제어부(50)에서 상기 냉동장치(20)와 외기 배출장치(30)의 작동을 정지시킨다.

그리고 상기 센서부(60)를 통하여 감지되는 랙(2) 내부의 습도가 기준 최저습도 이하인 경우에는 상기 제어부(50)에서 상기 가습장치(40)를 작동시켜 랙(2) 내부에 가습을 행하고, 기준 최고습도에 도달하면 상기 가습장치(40)의 작동을 정지한다.

상기에서는 본 발명에 따른 전산실 랙용 공기조화장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 - 케이스, 14 - 안내레일, 15 - 슬라이딩부재, 16 - 냉기출구
17 - 외기 유입구, 18 - 열기출구, 20 - 냉동장치, 22 - 응축기
23 - 팽창밸브, 24 - 증발기, 25 - 압축기, 30 - 외기 배출장치
40 - 가습장치, 44 - 응축수탱크, 50 - 제어부, 60 - 센서부

Claims (4)

1. 삭제
2. 냉동사이클을 구성하는 냉동장치와,
   랙의 내부 전면부에 위쪽으로 수직한 방향으로 찬공기를 토출하도록 상기 냉동장치의 증발기 출구쪽에 연결 설치되는 냉기출구와,
   상기 냉동장치의 증발기 쪽으로 외부의 공기가 유입되도록 상기 랙의 저면에 설치되는 외기 유입구와,
   상기 냉동장치의 응축기를 통과한 고온의 공기를 외부로 배출하도록 상기 랙의 저면에 설치되는 열기출구와,
   상기 랙의 후면부 위쪽에 설치되고 랙 내부의 공기를 외부로 배출하는 외기 배출장치와,
   상기 냉동장치가 내부에 탑재되고 외면의 측면 양쪽에는 한쌍의 안내레일이 설치되는 케이스와,
   상기 랙의 내면 양측면에 상기 안내레일이 결합되어 슬라이딩되도록 설치되는 한쌍의 슬라이딩부재를 포함하는 전산실 랙용 공기조화장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 케이스의 내부 저면에 설치되고 상기 냉동장치의 증발기에서 생성되는 응축수를 수집하여 저장하는 응축수탱크와,
   상기 응축수탱크에 설치되고 응축수를 증발시켜 상기 랙의 내부에 습기를 공급하는 가습장치를 더 포함하는 전산실 랙용 공기조화장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 랙 내부의 온도와 습도를 측정하는 센서부와,
   상기 센서부에서 감지된 온도 및 습도에 따라 상기 냉동장치와 외기 배출장치, 가습장치를 작동여부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 전산실 랙용 공기조화장치.

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