KR101579883B1

KR101579883B1 - 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템

Info

Publication number: KR101579883B1
Application number: KR1020150002066A
Authority: KR
Inventors: 김학근; 최병남; 김우중; 정덕수
Original assignee: 주식회사 삼화에이스
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2035-01-07

Abstract

데이터 서버 및 데이터베이스가 탑재된 다수의 랙(rack)을 수용하는 전산실과, 상기 전산실의 상부에 배치되고, 상기 랙(rack)에서 방출하는 부하로 가열된 내기를 전산실의 상측에서 수집하여 배출하는 상부유로와, 상기 전산실의 일측에 배치되고, 상기 상부유로를 통해 배출되는 전산실의 내기를 제공받아 외부에서 인입한 외기와 열교환기로 열교환한 후, 간접으로 열교환되어 냉각된 내기를 전산실로 재배출하는 항온항습기실 및 상기 항온항습기실과 연결되어 전산실 하부에 위치하고, 상기 항온항습기실에서 열교환되어 냉각된 내기를 전산실의 하측에서 상측으로 배출하는 하부유로를 포함하여, 내기 및 외기를 열교환기로 서로 간접으로 열교환 시켜, 교차오염의 우려가 없고, 적은 에너지로 데이터센터의 실내를 년 중 항시 항온항습으로 유지할 수 있으며, 외기와 내기의 열교환이 효과적으로 이루어지는 구조로 되어 있고, 물의 증발잠열을 이용하여 에너지효율을 향상시킬 수 있어, 운영비용을 절감할 수 있는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템을 제공한다.

Description

열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템{Constant temperature and humidity data center system using heat exchanger}

본 발명은 데이터 서버 및 데이터베이스를 탑재한 랙이 설치되어 있으며, 작업자가 작업할 수 있는 작업공간을 구비한 전산실의 내기를 외기와 간접 열교환 시킨 후, 전산실로 재공급하여, 상기 전산실의 내기를 년 중 항온항습으로 유지하도록 하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 데이터센터는 기업 및 개인에게 전산 설비나 네트워크 설비를 임대하거나, 고객의 설비를 유치하여 유지, 보수 등의 서비스를 제공하며, 이러한 데이터센터는 보통 통신기기를 포함하는 데이터 서버 및 데이터베이스를 탑재한 랙 복수개가 열을 이루어 설치되어 있으며, 작업자가 작업할 수 있는 작업공간을 포함하고 있다.

한편, 상기한 서버랙을 포함하는 기기는 고온에서 작동이 원활하지 않으며, 또한 작동 중에 열이 발생하기 때문에, 상기 데이터센터는 이를 냉각시키기 위한 냉각장치가 필요로 한다. 나아가, 상기 데이터센터는 전자부품이나 회로의 경우 습기가 많으면 누전의 위험이 있고, 습기가 너무 적은 경우에는 정전기 발생 및 스파크 등에 의한 화재나 전자부품 파손 등의 문제가 발생할 우려가 높다.

때문에, 데이터센터는 냉각 및 항온항습을 위한 공기조화장치가 설치되며, 이러한 기술의 예로 대한민국 등록특허공보 제10-0478755호, 제10-1103394호, 제10-2010-0013312호 등에는 전산실 및 랙에 설치하는 다양한 공기조화장치에 대한 기술이 공개된 바 있다.

그런데, 종래의 기술은 데이터센터를 항온항습을 유지하도록 하기 위해 외기를 인입하여 외기를 지정온도로 냉각 또는 히팅하여 공급하거나, 외기와 내기를 서로 직접 열교환이 이루어지도록 하거나, 냉매를 이용한 열교환기로 내기를 냉각하여 순환되도록 하였다.

하지만 상기한 종래의 기술은 외기 및 내기를 냉각하기 위해 막대한 에너지가 소비되고, 외기를 직접 도입하여 데이터센터를 냉각하는 방식은 데이터센터 입지 주변 조건에 따라 서버에 막대한 피해를 주는 요소인 미세먼지, 유해가스, 염해입자 등의 위험요소에 노출되는 문제점이 있다.

본 발명은 내기 및 외기를 열교환기로 서로 간접으로 열교환 시켜, 교차오염의 우려가 없고, 적은 에너지로 데이터센터의 실내를 년 중 항시 항온항습으로 유지할 수 있으며, 물의 증발잠열을 이용하여 사용에너지를 절감할 수 있고, 동절기와 간절기 및 하절기 각각의 계절별로 대응하여 효율적으로 운전할 수 있기 때문에 운영비용을 절감하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템은 전산실의 상부에 배치되고, 데이터 서버 및 데이터베이스가 탑재된 랙(rack)에서 방출하는 부하로 가열된 내기를 전산실의 상측에서 수집하여 배출하는 상부유로, 상기 전산실의 일측에 배치되고, 상기 상부유로를 통해 배출되는 전산실의 내기를 제공받아 외부에서 인입한 외기와 열교환기로 열교환한 후, 상기 열교환기에서 내기와 간접으로 열교환 한 배기(열교환 된 외기)를 외부로 배출하고, 상기 열교환기에서 외기와 간접으로 열교환하여 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 전산실로 재공급하는 항온항습기실 및 상기 항온항습기실과 연결되어 전산실 하부에 위치하고, 상기 항온항습기실에서 열교환되어 냉각된 내기를 전산실의 하측에서 상측으로 배출하는 하부유로를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 상부유로의 일측에는 실내의 공기 상태를 비교하여 필요한 공기량으로 내기를 배출하도록 조절하는 내기배출댐퍼를 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 항온항습기실에는 상기 상부유로와 연결되어, 상부유로에서 배출되는 내기를 열교환기로 안내하는 제1유동통로와, 외부와 상기 열교환기와 연결되어, 외부의 외기를 열교환기로 안내하는 제2유동통로와, 외부와 상기 열교환기와 연결되어, 상기 열교환기에서 내기와 열교환을 마친 배기(열교환 된 외기)를 외부로 안내하는 제3유동통로 및 상기 열교환기와 하부유로와 연결되어, 상기 열교환기에서 외기와 열교환되어 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 하부유로로 안내하는 제4유동통로를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 상기 열교환기에는 상기 제1유동통로에 의해 안내되는 내기에서 미세먼지를 필터링하는 제1필터를 포함할 수 있다.

더불어 본 발명에 따른 상기 제2유동통로는 외부에서 인입된 외기에서 미세먼지 및 염해입자를 필터링 하는 제2필터 및 상기 제2필터의 후방에 배치되는, 제2필터에서 미세먼지 및 염해입자가 필터링된 외기에 미스트를 분사하는 미스트분사노즐을 포함할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 상기 제3유동통로는 상기 열교환기에서 내기와 열교환을 마친 배기(열교환 된 외기)를 외부로 송풍하는 배기송풍유닛을 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 상기 제4유동통로는 상기 열교환기에서 외기와 열교환하여 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 제공받아, 외부의 온도에 따라 선택적으로 급기(열교환 된 내기)를 냉각하는 보조쿨링코일유닛과, 상기 보조쿨링코일유닛의 후방에 배치되고, 열교환기에서 외기와 열교환을 마친 급기(열교환 된 내기)를 상기 하부유로로 송풍하는 급기송풍유닛과, 상기 보조쿨링코일유닛과 급기송풍유닛의 사이에 배치되고, 열교환기에서 외기와 열교환을 마친 급기(열교환 된 내기)에 선택적으로 가습하는 보조가습기와, 상기 제4유동통로 및 하부유로 경계에 배치되어, 상기 하부유로로 통하는 급기(열교환 된 내기)의 공기량을 조절하는 급기인입댐퍼를 포함할 수 있다.

더불어 본 발명에 따른 상기 열교환기는 내기가 유동하는 내기유동통로 및 외기가 유동하는 외기유동통로를 서로 교차하게 적층하여, 상기 내기 및 외기는 십자흐름(Cross flow)으로 유동하여 서로 열교환하도록 한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 열교환기는 판 상으로 일정 간격을 두고 서로 적층되는 격판들과, 파형으로 이루어지고, 적층된 상기 격판들 사이에 배치되며, 파형의 상한부 및 하한부가 상기 격판과 접합되어 외기가 통과하는 통로를 제공하고, 외기가 통로를 통과함에 따라 외기의 열을 전도 받는 제1부재 및 파형으로 이루어지고, 적층된 상기 격판들 사이에 상기 제1부재의 길이방향과 교차하게 배치되며, 파형의 상한부 및 하한부가 상기 격판과 접합되어, 내기가 통과하는 통로를 제공하고, 내기가 통로를 통과함에 따라 내기의 열을 전도 받는 제2부재를 포함하고, 상기 제1부재 및 제2부재의 상한부들과 하한부들이 접합되는 상기 격판의 접합면은 제1부재 및 제2부재와 동일한 재질로 이루어진다.

본 발명에 따른 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 내기 및 외기를 열교환기로 서로 간접으로 열교환 시켜, 교차오염의 우려가 없고, 적은 에너지로 데이터센터의 실내를 년 중 항시 항온항습으로 유지할 수 있는 효과를 가진다.

둘째, 외기와 내기의 열교환이 효과적으로 이루어지는 구조로 되어 있고, 물의 증발잠열을 이용하여 에너지효율을 향상시킬 수 있어, 사용에너지를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

셋째, 동절기와 간절기 및 하절기 각각의 계절별로 대응하여 효율적인 운전할 수 있기 때문에 운영비용을 절감할 수 있어, 경제적 이득이 발생하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제어유닛을 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 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 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 통신기기를 탑재한 서버랙 복수개가 열을 이루어 설치되어 있으며, 작업자가 작업할 수 있는 작업공간을 구비한 전산실의 내기를 외기와 간접 열교환 시켜, 상기 전산실의 내기를 년 중 항시 항온항습으로 유지하도록 하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템에 관한 것으로, 도면을 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 도 1을 참조하면, 데이터 서버 및 데이터베이스가 탑재된 다수의 랙(rack)을 수용하는 전산실(100)의 상부에는 상부유로(110)를 배치하여, 상기 랙(rack)에서 방출하는 부하로 가열된 내기를 전산실(100)의 상측에서 수집하여 배출한다.

이때 상기 상부유로(110)의 일측에는 내기배출댐퍼(111)를 구비하는데, 상기 내기배출댐퍼(111)는 내기의 배출을 단속하도록 개도량이 조절되고, 배출되는 내기는 실내의 부하에 따라 개도가 조절되도록 한다.

그리고 상기 전산실(100)의 일측에는 항온항습기실(200)을 배치하여, 상기 상부유로(110)를 통해 배출되는 전산실(100)의 내기를 제공받아 외부에서 인입한 외기와 열교환기(300)로 열교환한 후, 간접으로 열교환되어 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 상기 전산실(100)로 재공급한다.

또한 상기 전산실(100) 하부에는 하부유로(120)를 배치하여, 상기 항온항습기실(200)과 연결되고, 상기 항온항습기실(200)에서 열교환되어 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 전산실(100)의 하측에서 상측으로 배출한다.

따라서 본 발명에 따른 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템은 전산실(100)에서 데이터 서버 및 데이터베이스들로 인해 예열된 내기를 상기 전산실(100)의 상측에 배치된 상부유로(110)로 수집하여, 항온항습기실(200)로 제공하고, 상기 항온항습기실(200)에서는 제공받은 내기를 외부에서 인입한 외기와 열교환기(300)로 열교환 시켜, 지정온도로 냉각한 후, 다시 하부유로(120)를 통해 전산실(100)로 공급하여, 상기 전산실(100)의 급기(열교환 된 내기)를 외기의 유입 없이 년 중 항시 항온항습을 유지하도록 한다.

상기한 항온항습기실(200)을 보다 상세하게 살펴보면, 상기 항온항습기실(200)에는 내기 및 외기가 유동하는 제1유동통로(210), 제2유동통로(220), 제3유동통로(230), 제4유동통로(240)과, 상기 내기 및 외기가 서로 간접으로 열교환하는 열교환기(300)를 포함한다.

먼저 상기 제1유동통로(210)는 상기 상부유로(110)와 연결되어, 상부유로(110)에서 배출되는 내기를 열교환기(300)로 안내한다.

이때 상기 제1유동통로(210)의 일측단은 개도량에 따라 내기의 배출량을 조절하는 내기배출댐퍼(111)를 구비한 상부유로(110)와 연결되고, 일측단과 대향진 타측단은 상기 열교환기(300)의 내기인입부와 연결된다.

여기서 상기 열교환기(300)의 내기인입부에는 제1필터(310)을 설치하여 내기에 포함된 미세먼지 등을 필터링하고, 급기송풍유닛(242)의 구동에 따라 내기의 순환 흐름이 생성되어, 내기가 상기 제1유동통로(210)의 안내로 열교환기(300)로 인입된다.

그리고 상기 제2유동통로(220)는 외부와 상기 열교환기(300)와 연결되어, 외부의 외기를 열교환기(300)로 안내한다.

여기서 상기 제2유동통로(220)에는 외부와 인접하는 일측에 제1루버(221)를 구비하여, 상기 제1루버(221)의 개도량을 조절하거나 배기송풍유닛(232)을 통해 외기의 인입량을 조절한다.

이때 상기 배기송풍유닛(232)의 구동에 따라 외기의 흐름이 생성된다.

또한 상기 제2유동통로(220)에 구비된 제1루버(221)의 후방에는 제2필터(222)를 배치하여, 상기 제1루버(221)를 통해 인입된 외기에서 미세먼지, 유해가스 및 염해입자 등을 필터링 한다.

따라서 상기 제2필터(222)가 상기 제1루버(221)를 통해 외부에서 인입된 외기 중 미세먼지, 유해가스 및 염해입자 등을 필터링 하여, 미세먼지, 유해가스 및 염해입자가 열교환기(300)로 인입되는 것을 방지할 수 있다.

더불어 상기 제2필터(222)의 후방에는 미스트분사노즐(223)을 배치하여, 제2필터(222)에서 미세먼지 및 염해입자가 필터링 된 외기에 미스트를 분사한다.

이때 상기 외기는 분사된 미스트에 의해 증발잠열이 작용하여 외기의 냉각이 이루어져, 열교환기(300)에서 내기와 더욱 많은 열교환이 이루어진다.

그리고 상기 제3유동통로(230)는 외부와 상기 열교환기(300)와 연결되어, 상기 열교환기(300)에서 내기와 열교환을 마친 배기(열교환 된 외기)가 배출되도록 외부로 안내한다.

이때 상기 제3유동통로(230)에는 배기송풍유닛(232)을 배치하여, 상기 배기송풍유닛(232)의 구동에 따라 상기 열교환기(300)에서 내기와 열교환을 마친 배기(열교환 된 외기)를 제2루버(231)를 통해 외부로 원활하게 배출이 이루어지도록 한다.

그리고 상기 제4유동통로(240)는 상기 열교환기(300)와 하부유로(120)와 연결되어, 상기 열교환기(300)에서 외기와 열교환되어 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 하부유로(120)로 안내한다.

이때 상기 제4유동통로(240)에는 상기 열교환기(300)에서 외기와 열교환하여 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 제공받아, 급기(열교환 된 내기)의 온도에 따라 선택적으로 급기(열교환 된 내기)를 냉각하는 보조쿨링코일유닛(241)를 구비하고, 상기 보조쿨링코일유닛(241)의 후방에는 보조가습기(244) 및 급기송풍유닛(242)을 배치하여, 열교환기(300)에서 외기와 열교환을 마친 급기(열교환 된 내기)를 선택적으로 냉각 및 가습한 후, 상기 하부유로(120)로 송풍한다.

또한 상기 제4유동통로(240) 및 하부유로(120) 경계에는 급기인입댐퍼(243)를 배치하여, 상기 급기인입댐퍼(243)의 개도량을 조절하거나, 급기송풍유닛(242)를 통해 급기(열교환 된 내기)의 송풍량을 조절한다.

그리고 상기 열교환기(300)는 내기가 유동하는 내기통로 및 외기가 유동하는 외기통로를 서로 교차하게 적층하여, 상기 내기 및 외기는 십자흐름(Cross flow)으로 유동시켜, 외기 및 내기의 열교환이 이루어지도록 한다.

상기한 열교환기(300)를 도 2를 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 상기 열교환기(300)은 외기 및 내기가 서로 근접하여 간접으로 열교환이 이루어지도록 하는 격판(301)과, 외기의 유동통로를 제공하는 제1부재(302), 내기의 유동통로를 제공하는 제2부재(302)로 구성하는데, 먼저 상기 격판(301)은 판 상으로 적어도 둘 이상의 복수개로 이루어지고, 복수개로 이루진 격판(301)들은 서로 일정 간격을 두고 적층되는 구조를 이룬다.

이때 서로 적층된 상기 격판(301)들 사이에는 제1부재(302) 및 제2부재(303)가 교번으로 배치되어, 외기 및 내기의 유동통로 제공한다.

여기서 제1부재(302) 및 제2부재(303)는 파형으로 그 상한부 및 하한부가 상기 격판(301)과 접합되어, 파형에 의해 생성된 통로를 통해 외기가 통과하는 외기유동통로 및 내기가 통과하는 내기유동통로를 형성한다.

이때 상기 제1부재(302) 및 제2부재(303)는 서로의 길이방향이 '+'자 형을 이루도록 교차되게 배치되어, 상기 내기 및 외기는 십자흐름(Cross flow)을 보이고, 외기 및 내기가 외기유동통로 및 내기유동통로를 통과함에 따라 외기 및 내기의 열이 상기 격판(301)으로 전도되어, 격판(301)을 통해 외기 및 내기가 서로 열교환 한다.

또한 상기 제1부재(302) 및 제2부재(303)의 상한부들과 하한부들이 접합되는 상기 격판(301)의 접합면은 서로 동일한 재질로 이루어져, 서로 간의 접합력이 배가되도록 하는 것이 바람직하다.

이때 상기 제1부재(302) 및 제2부재(303)의 재질이 종이 재일 때, 상기 격판(301) 역시, 종이 재로 이루어지거나, 합성수지재의 베이스시트를 기준으로 표면에 종이를 접합하여 이루어질 수 있고, 또한 상기 격판(301)은 물의 증발을 유도할 수 있는 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 일 실시예로 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 제1,제2열교환기(300)로 구분된 한 쌍의 열교환기(300)를 가로배열로 배치하고, 상기 가로배열로 배치된 한 쌍의 열교환기(300)의 하부에는 외기열교환기유동통로(320)를 형성해, 외기는 제1열교환기(300)를 통과한 후, 외기열교환기유동통로(320)의 안내에 따라 다시 제2열교환기(300)로 통과한 후 외부로 배출되도록 하는 'U'자 형태의 흐름으로 유동하고, 내기는 제2열교환기(300)를 통과한 후 바로 제1열교환기(300)를 통과하는 가로의 흐름으로 유동하도록 해 열교환의 효율을 향상시켰다.

따라서 본 발명의 구성에 의한 내기는 전산실에서 열교환기를 통해 외기와 간접으로 열교환한 후, 다시 전산실로 재순환되므로, 전산실을 항온항습을 유지하도록 한다.

본 발명에 따른 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템은 외기의 상태(온도 및 습도) 및 내기, 급기(열교환 된 내기)의 상태(온도 및 습도)에 따라 그 제어를 달리 실시하는데, 외기,내기 및 급기(열교환 된 내기) 공기의 상태(온도 및 습도)에 따라 제어하기 위해 제어유닛(10)을 포함하는데, 상기 제어유닛(10)은 도 3에 도시한 바와 같이 실외에 설치되는 외기온도습도센서(20), 전산실 내부에 설치되는 내기온도습도센서(30) 및 열교환기에 주변에 설치되는 급기온도습도센서(40)와 연결되어, 상기 외기온도습도센서(20), 내기온도습도센서(30) 및 급기온도습도센서(40)에서 인가하는 측정값을 바탕으로 상기 제어유닛(10)이 내기배출댐퍼(111)와, 미스트분사노즐(223)과, 배기송풍유닛(232)과, 보조쿨링코일유닛(241)과, 급기송풍유닛(242)과, 보조가습기(244) 및 급기인입댐퍼(243)를 제어한다.

일례로 상기 급기온도습도센서(40)에 의해 급기의 온도 및 습도를 측정하여 그 값을 제어유닛(10)으로 제공하고, 상기 외기온도습도센서(20)로 인입되는 외기 온도 및 습도를 측정하여 제어유닛(10)으로 제공하며, 상기 내기온도습도센서(30)로 전산실 실내의 내기 온도 및 습도를 측정하여 제어유닛(10)으로 제공한다.

그리고 상기 제어유닛(10)이 급기(열교환 된 내기)의 온도, 습도 측정값과, 외기 및 내기의 온도, 습도 측정값을 바탕으로 제어를 구분하여 내기배출댐퍼(111)와, 미스트분사노즐(223)과, 배기송풍유닛(232)과, 보조쿨링코일유닛(241)과, 급기송풍유닛(242)과, 보조가습기(244) 및 급기인입댐퍼(243)를 제어한다.

상기한 제어의 실시를 일례로 살펴보면,

먼저 도 3을 참조하여 외기의 상태(온도, 습도)가 설정치 이하로 측정된 제어는 상기 제어유닛(10)이 내기배출댐버(111), 급기인입댐퍼(243)의 개도량을 제어한다.

그리고 상기 제어유닛(10)이 급기송풍유닛(242)에 대한 구동 및 송풍량을 제어하고, 배기송풍유닛(232)에 대한 구동 및 송풍량을 제어한다.

이때 상기 제어유닛(10)은 외기의 측정된 상태(온도, 습도)에 따라 배기송풍유닛(232)에 대한 송풍량을 제어하여, 상기 배기송풍유닛(232)의 송풍량 제어에 따른 배기(열교환 된 외기)의 배출량으로 열교환기(300)에서 외기와 열교환한 후 전산실로 재공급되는 급기(열교환 된 내기)의 상태(온도, 습도)를 조절한다.

이는 내기와 외기가 서로 높은 온도 차를 보이는 동절기에 주로 이루어진다.

그리고 측정된 급기(열교환 된 내기)의 습도가 설정치보다 낮을 경우, 보조가습기를 구동하여 전산실로 제공되는 급기(열교환 된 내기)에 가습이 이루어질 수도 있다.

또한 도 3을 참조하여 외기의 상태(온도, 습도)가 설정치로 측정되거나, 근사값으로 측정된 제어는 상기 제어유닛(10)이 내기배출댐버(111), 급기인입댐퍼(243)의 개도량을 제어한다.

이때 상기 제어유닛(10)은 측정되는 상태(온도, 습도)에 따라 배기송풍유닛(232)에 대한 송풍량을 제어하고, 측정된 외기의 상태(온도, 습도)가 설정치 이상이면 상기 제어유닛(10)이 미스트분사노즐(223)에 대한 구동을 제어하여, 상기 배기송풍유닛(232)의 송풍량 제어에 따른 배기(열교환 된 외기)의 배출량과, 외기에 가해지는 미스트의 증발잠열로, 상기 열교환기(300)에서 외기와 열교환한 후 전산실로 재공급되는 급기(열교환 된 내기)의 상태(온도, 습도)를 조절한다.

이는 내기와 외기가 서로 낮은 온도 차를 보이는 간절기에 주로 이루어진다.

그리고 측정된 급기(열교환 된 내기)의 습도가 설정치보다 낮을 경우, 보조가습기(244)를 구동하여 전산실로 제공되는 급기(열교환 된 내기)에 가습이 이루어질 수도 있다.

또한 도 3에 도시한 바와 같이 외기의 상태(온도, 습도)가 설정치 이상으로 측정된 제어는 상기 제어유닛(10)이 내기배출댐버(111), 급기인입댐퍼(243)의 개도량을 제어한다.

이때 상기 제어유닛(10)은 측정되는 온도에 따라 배기송풍유닛(232)에 대한 송풍량을 제어하고, 측정된 외기의 온도가 설정치 이상이면 상기 제어유닛(10)이 미스트분사노즐(223)에 대한 구동을 제어한다.

그리고 측정된 급기(열교환 된 내기)의 상태(온도, 습도)가 설정치 이상이면 제어유닛이 보조쿨링코일유닛(241)에 대한 구동을 제어하여, 열교환기(300)에서 외기와 열교환해 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 한번 더 냉각하여 전산실로 재공급되는 급기(열교환 된 내기)를 지정 상태(온도, 습도)를 이루도록 한다.

따라서 측정된 외기의 상태(온도, 습도)가 설정치 이상의 제어는 상기 배기송풍유닛(232)의 송풍량 제어에 따른 외기의 배출량과, 상기 미스트분사노즐(223)의 구동에 따른 미스트의 증발잠열로 외기의 냉각과, 상기 보조쿨링코일유닛(241)의 구동에 따른 내기의 냉각으로 열교환기(300)에서 외기와 열교환한 후 전산실로 재공급되는 급기(열교환 된 내기)의 온도를 조절한다.

이는 외기가 내기보다 높은 상태(온도, 습도)로 측정되는 하절기에 주로 이루어진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 전산실 110: 상부유로
111: 내기배출댐퍼 120: 하부유로
200: 항온항습기실 210: 제1유동통로
220: 제2유동통로 221: 제1루버
222: 제2필터 223: 미스트분사노즐
230: 제3유동통로 231: 제2루버
232: 배기송풍유닛 240: 제4유동통로
241: 보조쿨링코일유닛 242: 급기송풍유닛
243: 급기인입댐퍼 244: 보조가습기
300: 열교환기 310: 제1필터
320: 외기열교환기유동통로

Claims

전산실의 상부에 배치되고, 데이터 서버 및 데이터베이스가 탑재된 랙(rack)에서 방출하는 부하로 가열된 내기를 전산실의 상측에서 수집하여 배출하는 상부유로와, 상기 전산실의 일측에 배치되고, 상기 상부유로를 통해 배출되는 전산실의 내기를 제공받아 외부에서 인입한 외기와 열교환기로 열교환한 후, 상기 열교환기에서 내기와 간접으로 열교환 한 배기(열교환 된 외기)를 외부로 배출하고, 상기 열교환기에서 외기와 간접으로 열교환하여 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 전산실로 재공급하는 항온항습기실 및 상기 항온항습기실과 연결되어 전산실 하부에 위치하고, 상기 항온항습기실에서 열교환되어 냉각된 내기를 전산실의 하측에서 상측으로 배출하는 하부유로가 포함되는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템에 있어서,
상기 항온항습기실에는 상기 상부유로와 연결되어, 상부유로에서 배출되는 내기를 열교환기로 안내하는 제1유동통로와, 외부와 상기 열교환기와 연결되어, 외부의 외기를 열교환기로 안내하는 제2유동통로와, 외부와 상기 열교환기와 연결되어, 상기 열교환기에서 내기와 열교환을 마친 배기(열교환 된 외기)를 외부로 안내하는 제3유동통로 및 상기 열교환기 및 하부유로와 연결되어, 상기 열교환기에서 외기와 열교환되어 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 하부유로로 안내하는 제4유동통로를 포함하는데,
상기 제4유동통로는
상기 열교환기에서 외기와 열교환하여 냉각된 급기(열교환 된 내기)를 제공받아, 외부급기의 온도 및 습도에 따라 선택적으로 급기(열교환 된 내기)를 냉각 및 제습하는 보조쿨링코일유닛과;
상기 보조쿨링코일유닛의 후방에 배치되고, 열교환기에서 외기와 열교환을 마친 급기(열교환 된 내기)를 상기 하부유로로 송풍하는 급기송풍유닛과;
상기 보조쿨링코일유닛과 급기송풍유닛의 사이에 배치되고, 열교환기에서 외기와 열교환을 마친 급기(열교환 된 내기)에 급기 습도에 따라 선택적으로 가습하는 보조가습기와;
상기 제4유동통로 및 하부유로 경계에 배치되어, 상기 하부유로로 통하는 급기(열교환 된 내기)의 공기량을 조절하는 급기인입댐퍼를 포함하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 상부유로의 일측에는
실내의 공기 상태를 비교하여 필요한 공기량으로 내기를 배출하도록 조절하는 내기배출댐퍼;를 포함하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기에는
제1유동통로에 의해 안내되는 내기에서 미세먼지를 필터링하는 제1필터;를 포함하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제2유동통로는
외부에서 인입된 외기에서 미세먼지 및 염해입자를 필터링하는 제2필터; 및
상기 제2필터의 후방에 배치되고, 제2필터에서 미세먼지 및 염해입자가 필터링된 외기에 미스트를 분사하는 미스트분사노즐;을 포함하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제3유동통로는
상기 열교환기에서 내기와 열교환을 마친 배기(열교환 된 외기)를 외부로 송풍하는 배기송풍유닛;을 포함하는 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기는
내기가 유동하는 내기유동통로 및 외기가 유동하는 외기유동통로를 서로 교차하게 적층하여, 상기 내기 및 외기는 십자흐름(Cross flow)으로 유동하여 서로 열교환하도록 한 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 열교환기는
판 상으로 일정 간격을 두고 서로 적층되는 격판들과;
파형으로 이루어지고, 적층된 상기 격판들 사이에 배치되며, 파형의 상한부 및 하한부가 상기 격판과 접합되어 외기가 통과하는 통로를 제공하고, 외기가 통로를 통과함에 따라 외기의 열을 전도 받는 제1부재; 및
파형으로 이루어지고, 적층된 상기 격판들 사이에 상기 제1부재의 길이방향과 교차하게 배치되며, 파형의 상한부 및 하한부가 상기 격판과 접합되어, 내기가 통과하는 통로를 제공하고, 내기가 통로를 통과함에 따라 내기의 열을 전도 받는 제2부재;를 포함하고,
상기 제1부재 및 제2부재의 상한부들과 하한부들이 접합되는 상기 격판의 접합면은 제1부재 및 제2부재와 동일한 재질로 이루어진 열교환기를 이용한 데이터센터 항온항습 시스템.