KR101863529B1 - Bldc 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치 - Google Patents

Bldc 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 교류전원을 입력받아서 이를 직류로 정류하는 정류기(110)와, 정류기(110)의 출력단에 접속하고 정류기(110)로부터 공급되는 직류전류에 의해서 충전하고, 교류전원의 정전시에 냉방사이클(150)로 DC전원을 공급하는 축전지(120)와, 실내온도를 측정하여 제어기(140)로 출력하는 메인온도센서(142)와, 메인습도센서(143)와, 메인온도센서(142)로부터 수신한 실내온도가 기 설정된 기준 실내온도 이상인 경우에는 이 수신한 실내온도값에 비례하는 인버터제어신호를 생성하여 인버터(130)로 인버터제어신호를 출력하는 제어기(140)와, 정류기(110)로부터 공급되는 DC전원을 3상(U,V,W) 교류전원으로 변환하고, 제어기(140)로부터 입력되는 인버터제어신호를 기초로 상기 압축기(151)의 운전전압과 운전주파수(Hz)를 산출하고, 산출된 상기 운전전압과 운전주파수에 기초하여 압축기구동제어신호를 압축기(151)로 출력하는 인버터(130)와, 전산실로 습기를 공급하는 가습기(162)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면, 정전이 되더라도 항온항습을 유지할 수 있는 이점이 있다.

Description

BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치{Direct Current Input Constant Temperature and Humidity System for Computer Room}
본 발명은 전산실 항온항습 시스템에 관한 것으로, 특히 정전이 되는 경우 축전지의 DC전원을 이용하여 전산실의 항온 항습을 유지할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 관한 것이다.
일반적으로 기업, 은행, 학교, 빌딩, 연구소, 실험실 등의 전자계산실과 전화국의 교환실과 같은 전산실에는 통신장비(예컨대, 네트워크 장비, 서버, 통신 교환기 등)가 마련되어 있고, 이러한 전산실에서는 기기에 적합한 온도와 습도를 일정하게 유지시켜 줌으로써 기기의 오동작을 방지하는 유지보수를 하고 있는데, 이는 회로기판이나 메모리칩 등이 복잡하게 설치된 컴퓨터나 전자기기가 특히 온도와 습도에 매우 민감하여 열을 받아 파손될 우려가 있고, 이로 인해 이들의 작동이 마비돼 막대한 피해가 발생할 수 있기 때문에, 전산실을 항온항습 상태로 유지하는 유지보수가 이루어지고 있다.
그래서, 전산실내에는 온도와 습도를 일정하게 유지할 수 있는 항온항습기가 설치되는데, 항온항습기는 냉방장치가 함께 장착되고 습도를 조절하는 가습기능이 설치되어 계절에 따라 냉난방은 물론 습도까지 조절하도록 설치된다
그리고, 이러한 전산실의 특성상 통신장비 등의 발열로 인하여 24시간 상시 냉방 또는 공조설비의 가동이 필수적이다.
그러나, 정전이 있는 경우 또는 자가 전기공급 계통의 이상 발생으로 단전이 되었을 경우 전산실의 냉방시설의 운전이 중단될 수 밖에 없었다.
이를 해결하기 위하여 발전기 등 예비전원을 확보하여 운용중인 기관이 대부분이나, 이들 예비전원설비는 가동에 필요한 일정시간이 필요함에 따라 해당 공간의 온도는 장비 발열이 축적되어 급속한 온도상승으로 인한 장비의 가동정지(Shut-down) 등 비상 상황이 발생될 수 밖에 없게 된다.
그리고, 대부분의 중요한 전기적 부하에는 이러한 비상 상황을 대비하여 축전지를 설치하고 있으나, 축전지는 직류(DC)로 전원 공급(방전)이 가능한 설비로 이를 냉방기에 적용할 경우 교류(AC)를 사용하는 냉방(공조) 설비는 사용할 수 없다는 기술적 한계가 있었다.
또한, 종래의 전산실의 경우에는 냉기의 공급이 불균일한 경우 냉방의 용량만을 크게 하여 냉방의 불균일을 해결하려 하였으나, 이러한 기술은 전력소모가 너무 많다는 문제점이 있었다.
문헌1: 공개특허공보 10-2010-0033803(공개일: 2010.03.31.) 문헌2: 공개특허공보 10-2016-0007845(공개일: 2016.01.21.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치의 목적은,
첫째, 전력공급이 차단되는 경우(예컨대 교류전원의 정전이나 자가 전기공급 계통의 이상 등의 경우)에도, 축전지가 전력을 공급할 수 있도록 함으로써, 냉방사이클의 정상적인 운전이 가능하도록 함으로써 전산실의 냉방을 그대로 유지할 수 있도록 하고 그리하여 전산실의 통신장비의 동작 신뢰성을 확보할 수 있도록 하며,
둘째, 축전지의 전압차에 의해서 자동으로 축전지의 DC전원을 압축기로 공급될 수 있도록 하며, 그리하여 별도의 스위칭 수단이나 스위칭 동작이 없어도 되므로 부품수를 줄여서 시스템 구축 비용을 절감할 수 있도록 하며,
셋째, DC입력형 전력공급방식에 의해서 종래의 AC 전력 공급방식보다 전력 소비량이 현저히 감소하는 고효율의 냉방시스템을 구현할 수 있도록 하며,
넷째, BLDC 모터를 채택함으로써 입력되는 DC전압 대비 출력 효율을 향상시킬 수 있도록 하며,
다섯째, 압축기 내부의 압력이 고압으로 되는 경우 압축기를 보호할 수 있도록 하며,
여섯째, 증발기와 응축기를 용량 가변식으로 구성함으로써, 부하가 큰 경우에는 코일을 모두 사용하고 부하가 작은 경우에는 일부 코일만을 사용함으로써 에너지를 절감하면서도 충분한 냉방을 구현할 수 있도록 하며,
일곱째, 기화식 가습기를 채택함으로써 전력소비 에너지를 절감할 수 있도록 하며,
여덟째, 전산실을 균등 분할하여 영역을 나누고, 각 영역마다 영역 온도센서를 구비하여, 이러한 영역 온도센서에서 검출된 온도가 기 저장되어 있는 영역 기준온도보다 낮은 경우 그 해당 영역 온도센서에만 집중적으로 냉기를 공급할 수 있도록 하고, 그리하여 냉방의 불균일을 적은 전력 소비로 해결할 수 있도록 하며,
아홉째, 전산실을 균등 분할하여 영역을 나누고, 각 영역마다 영역 온도센서를 구비하여, 이러한 영역 온도센서에서 검출된 온도가 기 저장되어 있는 영역 기준온도보다 낮은 경우 그 해당 영역 온도센서에만 집중적으로 냉기를 공급할 수 있도록 함으로써, 온도가 높은 영역으로 신속하게 냉기를 공급하여서 신속한 냉방이 될 수 있도록 하여 전산실의 전산장비가 늘 최적의 상태를 유지할 수 있도록 하며,
열 번째, 항온항습장치의 하우징을 가로 방향으로만 선형 이동하게 하고, 가변식 냉기공급 파이프를 세로 방향으로만 선형 이동하도록 함으로써 간단한 구성으로 영역 온도센서가 위치한 지점으로 정확하게 냉기를 공급할 수 있도록 하며,
열한 번째, 항온항습장치의 하우징이 전산실에 설치된 레일을 따라서만 가로 방향 선형 이동을 하도록 하고, 가변식 냉기공급 파이프를 세로 방향으로만 선형 이동하게 함으로써, 전동카트 또는 가변식 냉기공급 파이프가 전산실의 통신장비와 부딛히지 않도록 하기에 적당하도록 한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치는, 냉기토출구와 실내공기유입구를 구비한 하우징과, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함하여 이루어지는 냉방사이클과, 교류전원을 입력받아서 이를 직류로 정류하는 정류기와, 상기 정류기의 출력단에 접속하고, 정류기로부터 공급되는 직류전류에 의해서 충전하고, 교류전원의 정전시에 냉방사이클로 DC전원을 공급하는 축전지와, 전산실의 실내온도를 측정하여 이를 제어기로 출력하는 메인온도센서와, 전산실의 실내습도를 측정하여 이를 제어기(140)로 출력하는 메인습도센서와, 상기 메인온도센서로부터 수신한 실내온도가 기 설정된 기준 실내온도 이상인 경우에는 이 수신한 실내온도값에 비례하는 인버터제어신호를 생성하여 인버터로 인버터제어신호를 출력하는 제어기와, 상기 정류기로부터 공급되는 DC전원을 3상(U,V,W) 교류전원으로 변환하고, 상기 제어기로부터 입력되는 인버터제어신호를 기초로 상기 압축기의 운전전압과 운전주파수(Hz)를 산출하고, 산출된 상기 운전전압과 운전주파수에 기초하여 압축기구동제어신호를 상기 압축기로 출력하는 인버터와, 전산실로 습기를 제공하는 가습기를 포함하여 구성되고, 상기 압축기는 상기 인버터로부터 출력되는 압축기구동제어신호에 따라서 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전력공급이 차단되는 경우(예컨대 교류전원의 정전이나 자가 전기공급 계통의 이상 등의 경우)에도, 축전지가 전력을 공급할 수 있도록 함으로써, 냉방사이클의 정상적인 운전이 가능하도록 함으로써 전산실의 냉방을 그대로 유지할 수 있고, 그 결과 전산실의 통신장비의 동작 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 축전지의 전압차에 의해서 자동으로 축전지의 DC전원을 압축기로 공급될 수 있고, 그 결과 별도의 스위칭 수단이나 스위칭 동작이 없어도 되므로 부품수를 줄여서 시스템 구축 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
셋째, DC입력형 전력공급방식에 의해서 종래의 AC 전력 공급방식보다 전력 소비량이 현저히 감소하는 고효율의 냉방시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
넷째, BLDC 모터를 채택함으로써 입력되는 DC전압 대비 출력 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 압축기 내부의 압력이 고압으로 되는 경우 압축기를 보호할 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 증발기와 응축기를 용량 가변식으로 구성함으로써, 부하가 큰 경우에는 코일을 모두 사용하고 부하가 작은 경우에는 일부 코일만을 사용함으로써 에너지를 절감하면서도 충분한 냉방을 구현할 수 있는 효과가 있다.
일곱째, 기화식 가습기를 채택함으로써 전력소비 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
여덟째, 전산실을 균등 분할하여 영역을 나누고, 각 영역마다 영역 온도센서를 구비하여, 이러한 영역 온도센서에서 검출된 온도가 기 저장되어 있는 영역 기준온도보다 낮은 경우 그 해당 영역 온도센서에만 집중적으로 냉기를 공급할 수 있고, 그 결과 냉방의 불균일을 적은 전력 소비로 해결할 수 있는 효과가 있다.
아홉째, 전산실을 균등 분할하여 영역을 나누고, 각 영역마다 영역 온도센서를 구비하여, 이러한 영역 온도센서에서 검출된 온도가 기 저장되어 있는 영역 기준온도보다 낮은 경우 그 해당 영역 온도센서에만 집중적으로 냉기를 공급할 수 있도록 함으로써, 온도가 높은 영역으로 신속하게 냉기를 공급할 수 있어서 신속한 냉방이 될 수 있는 효과가 있고, 그 결과 전산실의 전산장비가 늘 최적의 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.
열 번째, 항온항습장치의 하우징을 가로 방향으로만 선형 이동하게 하고, 가변식 냉기공급 파이프를 세로 방향으로만 선형 이동하도록 함으로써 간단한 구성으로 영역 온도센서가 위치한 지점으로 정확하게 냉기를 공급할 수 있는 효과가 있다.
열한 번째, 항온항습장치의 하우징이 전산실에 설치된 레일을 따라서만 가로 방향 선형 이동을 하도록 하고, 가변식 냉기공급 파이프를 세로 방향으로만 선형 이동하게 함으로써, 전동카트 또는 가변식 냉기공급 파이프가 전산실의 통신장비와 부딛히지 않게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서 변형된 실시예에 의한 요부 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치가 구비된 전산실의 사용 상태도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치의 구성 개념도로서, 가변식 냉기공급 파이프(180)가 접힌 상태의 구성 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 가변식 냉기공급 파이프(180)가 접힌 상태의 정면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 가변식 냉기공급 파이프(180)가 펼쳐진 상태의 요부 구성 개념도이다.
도 7은 영역 온도센서가 있는 곳으로 집중 냉기를 공급하기 위해서 가변식 냉기공급 파이프(180)가 펼쳐진 상태의 전산실의 사용 상태도이다.
다음은 본 발명인 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치는, 냉기토출구(101a)와, 실내공기유입구(미도시)를 구비한 하우징(101)과, 압축기(151), 응축기(152), 팽창밸브(153), 증발기(154)를 포함하여 이루어지는 냉방사이클(150)과, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되고 교류전원을 입력받아서 이를 직류로 정류하는 정류기(110)와, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되고 상기 정류기(110)의 출력단에 접속하며 정류기(110)로부터 공급되는 직류전류에 의해서 충전하고 교류전원의 정전시에 냉방사이클(150)로 DC전원을 공급하는 축전지(120)와, 상기 하우징(101)의 일측에 구비되고 냉방대상인 전산실에 설치되어서 실내온도를 측정하여 이를 제어기(140)로 출력하는 메인온도센서(142)와, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되고 상기 메인온도센서(142)로부터 수신한 실내온도가 기 설정된 기준 실내온도 이상인 경우에는 이 수신한 실내온도값에 비례하는 인버터제어신호를 생성하여 인버터(130)로 인버터제어신호를 출력하는 제어기(140)와, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되고 정류기(110)로부터 공급되는 DC전원을 3상(U,V,W) 교류전원으로 변환하고, 상기 제어기(140)로부터 입력되는 인버터제어신호를 기초로 상기 압축기(151)의 운전전압과 운전주파수(Hz)를 산출하고, 산출된 상기 운전전압과 운전주파수에 기초하여 압축기구동제어신호를 상기 압축기(151)로 출력하는 인버터(130)와, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되고 전산실로 습기를 제공하는 가습기(162)를 포함하여 구성되고, 상기 압축기(151)는 상기 인버터(130)로부터 출력되는 압축기구동제어신호에 따라서 구동되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 교류전원으로부터의 전력 공급이 중단된 경우 예컨대 순간정전이 있는 경우, 축전지(120)에 충전된 DC전원을 이용해서 냉방사이클을 운전할 수 있어서, 정전이 있는 경우에도 전산실의 냉방 상태를 그대로 유지할 수 있는 이점이 있다.
특히, 정전이 없는 평상시에는 축전지(120)는 정류기(110)로부터 공급되는 직류전류를 이용하고 충전을 하고 있으므로 항상 만충전 상태가 되고 있으므로, 정전시에 직류전원을 공급하기 위한 별도의 전력공급을 받을 필요가 없는 것이다.
그리고, 정전이 있는 경우에는 축전지(120)의 전압이 정류기(110)의 전압보다 높으므로, 축전지(120)은 만충전되어 있기 때문에 축전지(120)의 전압이 냉방사이클의 전압보다 높으므로, 전압차에 의해서 자동으로 축전지(120)의 DC전원이 냉방사이클(150)로 공급될 수 있고, 그 결과 별도의 스위칭수단이나 승압장치 등이 필요하지 않게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되고 전산실의 실내습도를 측정하여 이를 제어기(140)로 출력하는 메인습도센서(143)가 더 포함되고, 상기 제어기(140)는 메인습도센서(143)로부터 수신한 현재 습도값과 기 설정되어서 저장된 기준습도값을 비교한 후에 이 비교값에 따라서 가습기(162)와 히터(161)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 압축기(151)에는 BLDC 모터(151a)가 내장되어 있고, 내장된 BLDC 모터(151a)의 회전에 의해서 압축 구동하여서 냉방사이클을 운전하며, 상기 BLDC 모터(151a)의 회전속도를 검출하는 속도센서(151b)가 더 포함되어서 구성되며, 상기 제어기(140)는 속도센서(151b)로부터 BLDC 모터(151a)의 회전속도를 수신하고, 수신한 회전속도에 따라서 상기 BLDC 모터(151a)의 회전을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 인버터(130)로 출력하며, 상기 인버터(130)는 상기 BLDC 모터(151a)로 압축기구동제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 압축기(151)의 구동을 위한 구성으로서 BLDC 모터(151a)를 채택함으로써 입력되는 DC전압 대비 출력 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 인버터(130)에는 저압 정지 압력 설정값과 고압 정지 압력 설정값이 기 설정되어서 저장되어 있고, 상기 압축기(151)로부터 압력을 수신하고 수신된 압축기(151)의 압력이 저압 정지 압력 설정값 이하이거나 또는 고압 정지 압력 설정값 이상인 경우에는 상기 압축기(151)의 구동을 정지하는 구동제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 압축기 내부의 압력이 고압으로 되는 경우 압축기를 보호할 수 있는 이점이 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 응축기(152)는 복수의 응축기 코일(152a,152b,152c,152d)이 병렬 연결되어 있고, 상기 증발기(154)는 복수의 증발기 코일(154a,154b,154c,154d)이 병렬 연결되어 있으며, 상기 팽창밸브(153)는 상기 복수의 응축기 코일(152a,152b,152c,152d)과 복수의 증발기 코일(154a,154b,154c,154d)의 사이에 구비되는 복수의 전자식 팽창변(153a,153b,153c,153d)으로 구성되며, 상기 제어기(140)는 부하의 용량에 비례하여서 가변적으로 응축기 코일(152a,152b,152c,152d)과 증발기 코일(154a,154b,154c,154d)을 동작하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 증발기(154)와 응축기(152)를 용량 가변식으로 구성함으로써, 부하가 큰 경우에는 코일을 모두 사용하고 부하가 작은 경우에는 일부 코일만을 사용함으로써 에너지를 절감하면서도 충분한 냉방을 구현할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 가습기(162)는 기화식 가습기(162)인 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 종래의 히터식 가습기에 비하여 에너지를 절감할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 전산실의 온도를 유지하기 위해서 히터(161)가 더 포함되어서 구성될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되는 제1 통신모듈(165)과, 상기 하우징(101)의 하측에 구비되고, 전산실(RC)의 가로 방향(예컨대 도 3에 도시된 전산실의 X축 방향을 따라서 설치된 레일(Lx)을 따라서 굴러가는 4 개의 바퀴(172)와, 상기 하우징(101)의 내부에 구비되어서 상기 바퀴(172)를 회전할 수 있도록 바퀴(172)에 연결되고, 상기 제어기(140)의 구동제어신호에 따라서 회전 구동하여서 바퀴(172)를 회전시키는 회전 구동 모듈(171)과, 전산실(RC)을 균등 분할한 복수 영역에 각각 구비되어서, 전산실(RC)의 각 영역의 온도를 감지하여서 상기 제어기(140)로 출력하는 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)와, 상기 하우징(101)의 냉기 토출구(101a)에 연결되고, 상기 냉기 토출구(101a)를 통해서 토출되는 냉기를 복수의 상기 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)의 어느 하나로 집중 공급하기 위해서, 텔레스코프식으로 출몰되어서 길이가 가변되는 가변식 냉기공급 파이프(180)와, 하단이 전동카트(192)의 상면에 체결되고 상단이 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)의 선단에 체결되어서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)를 지지하는 지지봉(191)과, 상기 지지봉(191)의 하단이 직립 설치되고, 상기 제1 통신모듈(165)과 근거리 통신하기 위한 제2 통신모듈(미도시)이 내부에 구비되어 있고, 상기 제1 통신모듈(165)을 통해서 상기 제어기(140)로부터 전송되는 제어명령을 수신하고, 이 수신한 제어명령에 따라서 구동하는 전동카트(192)와, 상기 제어기(140)의 내부에는 상기 복수의 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)의 고유번호(ID)에 일대일로 매칭되어서 복수의 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)가 위치한 좌표값이 내부 메모리에 저장되어 있고, 상기 제어기(140)는, 상기 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)로부터 수신된 온도값이 기 설정되어서 내부 메모리(미도시)에 저장되어 있는 영역 기준온도값보다 작은 경우, 내부 메모리에 기 저장되어 있는 영역 기준 온도값보다 낮은 온도를 검출한 해당 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)로 냉기를 집중 공급하기 위해서, 상기 영역 기준 온도값보다 낮은 온도를 검출한 해당 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)의 좌표값에 해당하는 위치로 상기 전동카트(192)를 이동시킬 수 있도록, 상기 회전 구동 모듈(171)로 제어신호를 출력하고 상기 전동카트(192) 엄밀하게는 내부에 구비된 전동기(미도시)로 제어명령을 출력하며, 상기 제어기(140)로부터 제어신호를 수신한 회전 구동 모듈(171)이 회전 구동하여서 하우징(101)이 전산실의 가로 방향(X축 방향)으로 선형 이동하고, 상기 제어기(140)로부터 제어명령을 수신한 전동카트(192)가 회전 구동하여서 전동카트(192)가 전산실의 세로 방향(Y축 방향)으로 선형 이동하며, 상기 전동카트(192)의 전산실의 세로 방향으로 선형 이동함에 따라서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 출몰되어서 길이가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 구동 모듈(171)은 전동기(미도시)와, 상기 전동기의 회전력을 바퀴로 전달하는 동력전달장치를 구성될 수 있으며, 회전 구동 모듈(171) 자체는 전동카트 등에 공지되어 있는 기술이므로, 상세 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)는, 관 형상으로 형성된 파이프 엘레멘트(181,182,183,184,185)가 서로 출몰가능하도록 연결되어 있고, 가장 선두에 위치하는 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 제외한 각 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 선단에는 내향으로 절곡된 전방 절곡부(181a,182a,183a,184a)가 형성되어 있으며, 상기 각 파이프 엘레멘트(181,182,183,184,185)의 후단에는 외향으로 절곡된 후방 절곡부(181b,182b,183b, 184b,185b)가 형성되어 있으며, 상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 제외한 각 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 후단의 내주면에는 내향으로 멈춤돌기(181c,182c,183c,184c)가 형성되어 있으며, 가장 후미에 위치하는 최후방 파이프 엘레멘트(181)의 후방 절곡부(181b)가 상기 냉기 토출구(101a)에 체결되어 있으며, 상기 지지봉(191)은 상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)에 체결되어서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)를 지지하고 있으며, 가변식 냉기공급 파이프(180)가 전방으로 펼쳐지는 경우, 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)의 후방 절곡부(182b,183b,184b,185b)가 뒷단의 파이프 엘레멘트에 걸려서 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 전방으로 이탈하지 못하고, 가변식 냉기공급 파이프(180)가 접히는 경우, 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)의 후방 절곡부(182b,183b,184b,185b)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 멈춤에 의해서 스토핑되어서 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 후방으로 이탈하지 못하도록, 상기 최후방 파이프 엘레멘트(181)로부터 상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)까지 순차적으로 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 동축으로 장입 구비되어 있으며, 상기 전동카트(192)가 전방으로 선형 이동하는 경우, 상기 전동카트(192)에 체결된 지지봉(191)이 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 전방으로 강제로 끌고 가면서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 펼쳐지고, 상기 전동카트(192)가 후방으로 선형 이동하는 경우, 상기 전동카트(192)에 체결된 지지봉(191)이 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 후방으로 강제로 밀어서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 접히는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치에 있어서, 상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)의 선단에는 전방으로 확개된 가이드부(185a)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)는 전산실의 천장에 구비되거나, 또는 전산실의 통신장비의 외부 일측에 구비될 수 있을 것이다.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치의 동작에 대하여 기술한다.
교류전원으로부터 공급된 전원은 정류기(110)에서 DC로 정류되고, DC전류는 축전지(120)에 충전되어서 축전지(120)의 전압이 만충전상태를 유지하게 된다.
그리고, 정류기(110)에서 공급되는 DC전원은 인버터(130)에서 3상(U,V,W) 교류전원으로 변환되고, 압축기(151)의 운전전압과 운전주파수(Hz)를 산출하고, 산출된 상기 운전전압과 운전주파수에 기초하여 압축기구동제어신호를 상기 압축기(151)로 출력하여서 압축기가 구동되고, 냉방사이클이 운전한다.
어떤 원인에 의해서 정전이 있는 경우에는 정류기(110)의 출력단으로는 전류가 흐르지 않게 되고, 따라서 만충전된 축전지(120)에서 전압차에 의해서 자동으로 DC전원이 인버터(130)로 인가되게 된다.
따라서 정전이 되는 순간에 곧바로 축전지(120)의 전류가 냉방사이클로 공급되므로 별도의 제어동작이 필요 없게 된다.
다음은 특정 영역에 냉기가 부족하여서 온도가 더 낮은 경우 해당 영역으로 냉기를 집중 공급하는 동작에 대해서 설명한다.
균등 분할된 영역에는 일대일로 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)가 구비되어 있고, 각 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)는 검출된 온도값을 제어기(140)로 출력한다.
제어기(140)는 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)로부터 수신된 온도값이 기 설정되어서 내부 메모리(미도시)에 저장되어 있는 영역 기준온도값보다 작은 경우, 내부 메모리에 기 저장되어 있는 영역 기준 온도값보다 낮은 온도를 검출한 해당 영역 온도센서(예컨대 T3)로 냉기를 집중 공급하기 위해서, 상기 영역 기준 온도값보다 낮은 온도를 검출한 해당 영역 온도센서(T3)의 좌표값에 해당하는 위치로 상기 전동카트(192)를 이동시킬 수 있도록, 상기 회전 구동 모듈(171)과 전동카트(192)로 제어신호를 출력하고, 이를 수신한 회전 구동 모듈(171)이 회전 구동하여서 하우징(101)이 전산실의 가로 방향(X축 방향)으로 선형 이동하고, 전동카트(192)가 회전 구동하여서 전동카트(192)가 전산실의 세로 방향(Y축 방향)으로 선형 이동한다.
상기 전동카트(192)의 전산실의 세로 방향으로 선형 이동함에 따라서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 펼쳐지면서 해당 영역 온도센서(T3)로 위치하여서 냉기를 집중 공급하게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101 : 하우징 101a : 냉기 토출구
110 : 정류기 120 : 축전지
130 : 인버터 140 : 제어기
142 : 메인온도센서 143 : 메인습도센서
151 : 압축기 151a : BLDC 모터
151b : 속도센서 162 : 가습기
165 : 제1 통신모듈 171 : 회전 구동 모듈
Lx : 레일 172 : 바퀴
RC : 전산실 T1,T2,T3,T4 : 영역 온도센서
180 : 가변식 냉기공급 파이프
181,182,183,184,185 : 파이프 엘레멘트
191 : 지지봉 192 : 전동카트
181a,182a,183a,184a : 전방 절곡부
181b,182b,183b, 184b,185b : 후방 절곡부
181c,182c,183c,184c : 멈춤돌기

Claims (4)

  1. 냉기토출구(101a)와, 실내공기유입구(미도시)를 구비한 하우징(101)과,
    압축기(151), 응축기(152), 팽창밸브(153), 증발기(154)를 포함하여 이루어지는 냉방사이클(150)과,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되고, 교류전원을 입력받아서 이를 직류로 정류하는 정류기(110)와,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되고, 상기 정류기(110)의 출력단에 접속하고, 정류기(110)로부터 공급되는 직류전류에 의해서 충전하고, 교류전원의 정전시에 냉방사이클(150)로 DC전원을 공급하는 축전지(120)와,
    상기 하우징(101)의 일측에 구비되고, 전산실의 실내온도를 측정하여 이를 제어기(140)로 출력하는 메인온도센서(142)와,
    상기 하우징(101)의 일측에 구비되고, 전산실의 실내습도를 측정하여 이를 제어기(140)로 출력하는 메인습도센서(143)와,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되고, 상기 메인온도센서(142)로부터 수신한 실내온도가 기 설정된 기준 실내온도 이상인 경우에는 이 수신한 실내온도값에 비례하는 인버터제어신호를 생성하여 인버터(130)로 인버터제어신호를 출력하는 제어기(140)와,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되고, 상기 정류기(110)로부터 공급되는 DC전원을 3상(U,V,W) 교류전원으로 변환하고, 상기 제어기(140)로부터 입력되는 인버터제어신호를 기초로 상기 압축기(151)의 운전전압과 운전주파수(Hz)를 산출하고, 산출된 상기 운전전압과 운전주파수에 기초하여 압축기구동제어신호를 상기 압축기(151)로 출력하는 인버터(130)와,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되고, 전산실(R)로 습기를 공급하는 가습기(162)를 포함하여 구성되고,
    상기 압축기(151)는 상기 인버터(130)로부터 출력되는 압축기구동제어신호에 따라서 구동되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축기(151)에는 BLDC 모터(151a)가 내장되어 있고, 내장된 BLDC 모터(151a)의 회전에 의해서 압축 구동하여서 냉방사이클을 운전하며,
    상기 BLDC 모터(151a)의 회전속도를 검출하는 속도센서(151b)가 더 포함되어서 구성되고,
    상기 제어기(140)는 속도센서(151b)로부터 BLDC 모터(151a)의 회전속도를 수신하고, 수신한 회전속도에 따라서 상기 BLDC 모터(151a)의 회전을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 인버터(130)로 출력하며,
    상기 인버터(130)는 상기 BLDC 모터(151a)로 압축기구동제어신호를 출력하며,
    상기 인버터(130)에는 저압 정지 압력 설정값과 고압 정지 압력 설정값이 기 설정되어서 저장되어 있고,
    상기 압축기(151)로부터 압력을 수신하고 수신된 압축기(151)의 압력이 저압 정지 압력 설정값 이하이거나 또는 고압 정지 압력 설정값 이상인 경우에는 상기 압축기(151)의 구동을 정지하는 구동제어신호를 출력하며,
    상기 응축기(152)는
    복수의 응축기 코일(152a,152b,152c,152d)이 병렬 연결되어 있고,
    상기 증발기(154)는 복수의 증발기 코일(154a,154b,154c,154d)이 병렬 연결되어 있으며,
    상기 팽창밸브(153)는 상기 복수의 응축기 코일(152a,152b,152c,152d)과 복수의 증발기 코일(154a,154b,154c,154d)의 사이에 구비되는 복수의 전자식 팽창변(153a,153b,153c,153d)으로 구성되며,
    상기 제어기(140)는 부하의 용량에 비례하여서 가변적으로 응축기 코일(152a,152b,152c,152d)과 증발기 코일(154a,154b,154c,154d)을 동작하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치.
  3. [청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    청구항 1에 있어서,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되는 제1 통신모듈(165)과,
    상기 하우징(101)의 하측에 구비되고, 전산실(RC)의 가로 방향을 따라서 설치된 레일(Lx)을 따라서 굴러가는 4 개의 바퀴(172)와,
    상기 하우징(101)의 내부에 구비되어서 상기 바퀴(172)를 회전할 수 있도록 바퀴(172)에 연결되고, 상기 제어기(140)의 구동제어신호에 따라서 회전 구동하여서 바퀴(172)를 회전시키는 회전 구동 모듈(171)과,
    전산실(RC)을 균등 분할한 복수 영역에 각각 구비되어서, 전산실(RC)의 각 영역의 온도를 감지하여서 상기 제어기(140)로 출력하는 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)와,
    상기 하우징(101)의 냉기 토출구(101a)에 연결되고, 상기 냉기 토출구(101a)를 통해서 토출되는 냉기를 복수의 상기 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)의 어느 하나로 집중 공급하기 위해서, 텔레스코프식으로 출몰되어서 길이가 가변되는 가변식 냉기공급 파이프(180)와,
    하단이 전동카트(192)의 상면에 체결되고 상단이 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)의 선단에 체결되어서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)를 지지하는 지지봉(191)과,
    상기 지지봉(191)의 하단이 직립 설치되고, 상기 제1 통신모듈(165)과 근거리 통신하기 위한 제2 통신모듈이 내부에 구비되어 있고, 상기 제1 통신모듈(165)을 통해서 상기 제어기(140)로부터 전송되는 제어명령을 수신하고, 이 수신한 제어명령에 따라서 구동하는 전동카트(192)와,
    상기 제어기(140)의 내부에는 상기 복수의 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)의 고유번호(ID)에 일대일로 매칭되어서 복수의 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)가 위치한 좌표값이 내부 메모리에 저장되어 있고,
    상기 제어기(140)는, 상기 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)로부터 수신된 온도값이 기 설정되어서 내부 메모리에 저장되어 있는 영역 기준온도값보다 작은 경우, 내부 메모리에 기 저장되어 있는 영역 기준 온도값보다 낮은 온도를 검출한 해당 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)로 냉기를 집중 공급하기 위해서, 상기 영역 기준 온도값보다 낮은 온도를 검출한 해당 영역 온도센서(T1,T2,T3,T4)의 좌표값에 해당하는 위치로 상기 전동카트(192)를 이동시킬 수 있도록, 상기 회전 구동 모듈(171)로 제어신호를 출력하고 상기 전동카트(192)로 제어명령을 출력하며,
    상기 제어기(140)로부터 제어신호를 수신한 회전 구동 모듈(171)이 회전 구동하여서 하우징(101)이 전산실의 가로 방향으로 선형 이동하고,
    상기 제어기(140)로부터 제어명령을 수신한 전동카트(192)가 회전 구동하여서 전동카트(192)가 전산실의 세로 방향으로 선형 이동하며,
    상기 전동카트(192)의 전산실의 세로 방향으로 선형 이동함에 따라서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 출몰되어서 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치.
  4. [청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.]
    청구항 3에 있어서,
    상기 가변식 냉기공급 파이프(180)는,
    관 형상으로 형성된 파이프 엘레멘트(181,182,183,184,185)가 서로 출몰가능하도록 연결되어 있고,
    가장 선두에 위치하는 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 제외한 각 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 선단에는 내향으로 절곡된 전방 절곡부(181a,182a,183a,184a)가 형성되어 있으며,
    상기 각 파이프 엘레멘트(181,182,183,184,185)의 후단에는 외향으로 절곡된 후방 절곡부(181b,182b,183b, 184b,185b)가 형성되어 있으며,
    상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 제외한 각 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 후단의 내주면에는 내향으로 멈춤돌기(181c,182c,183c,184c)가 형성되어 있으며,
    가장 후미에 위치하는 최후방 파이프 엘레멘트(181)의 후방 절곡부(181b)가 상기 냉기 토출구(101a)에 체결되어 있으며,
    상기 지지봉(191)은 상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)에 체결되어서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)를 지지하고 있으며,
    상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 전방으로 펼쳐지는 경우, 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)의 후방 절곡부(182b,183b,184b,185b)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)에 걸려서 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 전방으로부터 이탈하지 못하고, 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 접히는 경우, 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)의 후방 절곡부(182b,183b,184b,185b)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 멈춤에 의해서 스토핑되어서 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 후방으로 이탈하지 못하도록, 상기 최후방 파이프 엘레멘트(181)로부터 상기 최전방 파이프 엘레멘트(185)까지 순차적으로 앞단의 파이프 엘레멘트(182,183,184,185)가 뒷단의 파이프 엘레멘트(181,182,183,184)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 동축으로 장입 구비되어 있으며,
    상기 전동카트(192)가 전방으로 선형 이동하는 경우, 상기 전동카트(192)에 체결된 지지봉(191)이 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 전방으로 강제로 끌고 가면서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 펼쳐지고,
    상기 전동카트(192)가 후방으로 선형 이동하는 경우, 상기 전동카트(192)에 체결된 지지봉(191)이 최전방 파이프 엘레멘트(185)를 후방으로 강제로 밀어서 상기 가변식 냉기공급 파이프(180)가 텔레스코프식으로 접히는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터를 이용한 직류 입력형 전산실 항온항습장치.
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