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KR101005909B1 - 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기 - Google Patents

데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기 Download PDF

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KR101005909B1
KR101005909B1 KR1020100078210A KR20100078210A KR101005909B1 KR 101005909 B1 KR101005909 B1 KR 101005909B1 KR 1020100078210 A KR1020100078210 A KR 1020100078210A KR 20100078210 A KR20100078210 A KR 20100078210A KR 101005909 B1 KR101005909 B1 KR 101005909B1
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KR
South Korea
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wind direction
support
cooling air
data center
controlling
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Inventor
김정기
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주식회사 코스콤
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Abstract

본 발명은 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기에 관한 것으로, 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기는, 이중마루 평판(110)과; 상기 이중마루 평판을 하부에서 지지하기 위한 프레임을 형성하는 제1지지대(111), 제2지지대(112),제3지지대(113),제4지지대(114)와; 상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 적어도 어느 2개의 지지대 사이의 개방공간을 차단하여 공기조화기로부터 공급되는 냉각공기의 풍향을 건물 구조와 전산기기의 설치 환경, 냉각공기의 도달거리에 따라 풍향을 집중시킬 수 있는 풍향조절판(120);을 구비하여 이루어지고,
데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기는, 상면을 덮는 이중마루 평판(110)과; 상기 이중마루 평판의 중앙 일부에 설치되어 풍향을 가변할 수 있도록 조절하는 풍향가변기(130)와; 상기 풍향가변기(130)의 밑면에 설치되고, 일체로 연동하여 회전함으로써 풍향을 조절하는 풍향조절판(120a)과; 상기 풍향조절판(120a)을 바닥면에 지지할 수 있도록 하는 지지봉인 제1지지대(111); 및 상기 제1지지대(111)를 바닥면에 안착시켜 고정하기 위한 제1지지구(111a);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기{A WIND DIRECTION CONTROL BOARD FOR AIR COOLING OF DATA CENTER}
본 발명은 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기에 관한 것으로, 특히 폐쇄된 공간 내에서 전기장치 등을 이용하지 않고 공조공기의 흐름을 제어함으로써 실내 온도를 고르게 일정한 온도를 유지하여 최적의 온도를 유지하고 냉각장치의 가동으로 발생하는 소비 에너지를 크게 절감할 수 있는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 제공하기 위한 것이다.
정부기관, 군, 학교, 기업, 연구소 등의 시설에는 다양한 형태의 전산실, 통신실, 관제실 등 데이터센터가 구축되어 있으며 이들 데이터센터 내 중요한 시스템들은 24시간 중단없이 운영되고 있는 실정이다.
각각의 기관에 설치된 데이터센터는 시스템의 안정적 운용을 위하여 다양한 노력을 기울이고 있지만 지속적으로 증설되는 기기들로 인하여 적정온도 유지를 위한 비용이 점증하고 있다.
또한 데이터센터 운영에 엄청난 전력 소비에 대하여 부담을 느끼고 있으며 비용절감을 위해 에너지 절감 대책을 강구하고 있는 실정이다.
일반적으로 운용되고 있는 데이터센터의 냉각은 이중마루를 이용한 바닥취출공조방식 또는 데이터센터의 상부에 덕터를 설치하여 냉각하는 천정취출 공조방식이 이용되고 있는데, 현실적으로 대부분의 데이터센터에서는 이중마루를 이용한 냉각방식을 채택하고 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 바닥취출 공조방식에 대한 문제점을 도출하여 이를 해결하고자한다.
도 1은 일반적인 데이터센터에서 이용되는 측면부에서 이중마루 하부 공간으로 공조공기를 불어 넣고 이중마루 바닥으로 냉각공기를 취출하는 바닥취출 공조방식에 의하여 냉각하는 구조를 도시하여 설명하기 위한 예시 설명도이다.
도 1은 본원의 발명자가 직접 데이터센터 현장에서 실험을 통하여 공기조화기의 설치상태와 전산기기 및 통신랙의 배치위치, 예비공간 및 유휴공간에 대한 취출풍속 및 실제 온도를 측정한 실험예를 도시한 것이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 일반적인 데이터센터에서는 데이터센터(100)의 내부에 공기조화기(10, 10a,...10m)를 설치하여, 통신랙을 구비한 전산기기(20)를 냉각한다. 도시한 바와 같이 통신랙을 구비한 전산기기(20)의 전후 또는 좌우의 주변에는 이중마루다공판(30, 32)를 배치하여 공기조화기(10, 10a,...10m)에서 송풍되는 냉각공기를 이용하여 냉각한다.
도면에서 범례로 예시한 바와 같이, 이러한 데이터센터(100)의 내부에는 통신랙을 구비한 전산기기(20)의 설치 밀도가 높고 발열량이 높은 기기가 설치된 고온지역(40)과, 통신랙을 구비한 전산기기(20)를 예비로 증설하기 위한 예비공간(50), 공기조화기의 냉각공기 송풍을 정상적으로 받지 못하는 냉각사각지역(55), 및 데이터센터(100)의 내부 가장자리에 기기 설치가 곤란한 유휴공간(60)이 형성된다. 본 실험 예에서는 고온지역(40)은 적색으로 도시하였으며, 예비공간(50)은 연두색으로, 냉각사각지역(55)은 청색의 점선구간으로 도시하였고, 유휴공간(60)은 황토색 계열로 도시하였다.
본원의 발명자는 이러한 구성으로 된 데이터센터(100)의 각 지점의 풍속과 온도를 실측한 바 그 데이터를 도면상에 기재하였다.
도면을 참조하면, 통신랙을 구비한 전산기기(20)의 설치 밀도가 높고 발열량이 높은 기기가 설치된 온도가 높은 고온지역(40)에서의 온도는 23.5℃, 23.8℃, 23.8℃ 등으로 측정되었고, 이중마루다공판(30,32)이 설치되어 냉각되는 발열량이 낮은 곳에서는 22.0℃, 22.2℃, 22.9℃ 등으로 측정되었으며, 냉각사각지역(55)에서는 24.0℃, 24.0℃, 24.3℃로 측정되었다.
이를 정리하면, 고온지역(40)에서는 평균 23.7℃, 이중마루다공판(30,32)이 설치된 곳은 평균 22.4℃, 냉각사각지역(55)에서는 평균 24.1℃가 측정되는 것을 확인하였고, 바닥부위의 바닥 취출풍속은 1.2m/s, 1.3m/s, 1.5m/s 등인 것으로 측정되었다.
따라서, 데이터센터(100)의 내부에서도 측정위치에 따라 온도편차가 심하게 발생하였다.
이와 같은, 데이터센터는 그린 IT 일환으로 데이터센터 내 온도 관리 방법 및 구조를 획기적으로 개선하여 최적의 온도유지는 물론 에너지를 절감할 수 있는 데이터센터 냉각구조의 필요성이 대두되고 있으며, 이하와 같은 추가의 문제점이 있다.
첫째, 지속적인 기기 증설로 실내 온도가 상승하고 있으며 이에 대처하기위해 고가의 공기조화기 증설 등을 통해 적정 온도를 유지하고자 데이터센터 장비의 운용에 많은 비용이 지출되는 문제점이 있다.
둘째, 실내 공조공기의 원활한 순환을 위해 칸막이, 플렉시블 덕트, 냉각팬이 장착된 다공판 등을 설치하여 개선책을 강구하고 있으나 내부 온도를 낮추는데는 한계가 있고 어려움이 크다는 문제점이 현장에서 상존한다.
셋째, 고성능, 고밀도 기기들의 도입으로 발열량이 높아지게 되어 주변온도가 상승하고, 이로 인하여 주변에 배치된 기타 기기들의 운용장애를 초래할 위험성이 높으며, 또 공기조화기 장애시에는 내부 온도가 급상승하게 되어 정상운용되는 기기들을 강제로 종료시켜야 하는 긴급한 상황에 노출되는 문제점이 있다.
또, 상기와 같은 문제점에도 불구하고 비용절감을 위해 좁은 공간에 많은 기기의 설치해야만 하는 것이 현실적인 어려움이자 문제점이다.
더우기, 예비공간과 유휴공간에도 공기조화기를 통한 공조공기를 공급하게 되어 에너지 손실이 발생하게 되고, 통신랙을 구비한 전산기기가 설치된 지역으로 공조공기를 집중하여 공급하기 곤란한 문제점도 도출되었다. 이것이 냉각효율을 떨어뜨리는 원인이 되기도 한다.
또한, 특정 지역의 온도가 상승하는 것에 따른 일부 공기조화기에 과부하 현상이 발생하게 되어 기기의 수명을 단축하게 되고, 부품결함 발생율을 증가시키는 원인이 된다는 등의 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 건물구조와 면적, 기기배치와 발열량 및 공기조화기 등을 고려하여 이중마루 하부의 측면 취출구에서 분출된 공조공기의 흐름을 제어하는 풍향조절기를 구성하여 발열량이 없거나 낮은 기기가 설치된 지역에는 냉각공기 공급을 억제하고 냉각공기의 공급이 불필요한 예비공간과 유휴공간으로의 공조공기를 공급하는 것을 방지하여 에너지 유실 및 냉각손실을 예방하기 위한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공조공기를 통신랙을 구비한 전산기기가 설치된 공간에 집중적으로 공급함으로써 에너지 효율을 높이고 냉각효과를 극대화하기 위한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 일부 공기조화기 중단시에도 기기가 설치된 구역에 고르게 공조공기를 공급하기 위한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기(200)는, 데이터센터 내부의 냉각공기를 제어하기 위한 풍향조절기로서,
이중마루 평판(110)과; 상기 이중마루 평판을 하부에서 지지하기 위한 프레임을 형성하는 제1지지대(111), 제2지지대(112),제3지지대(113),제4지지대(114)와; 상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 적어도 어느 2개의 지지대 사이의 개방공간을 차단하여 공기조화기로부터 공급되는 냉각공기의 풍향을 건물 구조와 전산기기의 설치 환경, 냉각공기의 도달거리에 따라 풍향을 집중시킬 수 있는 풍향조절판(120);을 구비함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 풍향조절판(120)은, 상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 적어도 어느 2개의 지지대에 고정장치를 통해 고정되어 풍향을 조절하고, 탈부착이 용이한 벨크로 테이프를 이용하여 부착 또는 탈착이 가능한 구조이며, 상기 제1지지대 내지 제4지지대를 바닥면에 고정지지하기 위한 제1내지 제4바닥지지구(111a,112a,113a,114a); 를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 상기 이중마루 평판은, 평판형 또는 타공으로 구멍이 형성된 것 중의 어느 하나의 형상인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기(300)는, 이중마루 평판(110)과; 상기 이중마루 평판의 밑면 중앙위치에 설치되어 풍향을 가변할 수 있도록 조절하는 풍향가변기(130)와; 상기 풍향가변기(130)의 밑면에 설치되고, 일체로 연동하여 회전함으로써 풍향을 조절하는 풍향조절판(120a)과; 상기 풍향조절판(120a)을 바닥면에 지지할 수 있도록 하는 지지봉인 제1지지대(111); 및 상기 제1지지대(111)를 바닥면에 안착시켜 고정하기 위한 제1지지구(111a);를 구비하여 이루어지는 것으로서 달성할 수 있다.
이때, 상기 풍향조절판(120a)과 상기 풍향가변기(130)는 상기 이중마루 평판(110)을 개재하여, 서로 직접 접속되어 있고, 상기 풍향가변기(130)를 좌측 또는 우측으로 회전시킴으로써 상기 풍향조절판(120a)의 방향을 변경시킬 수 있는 구조인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기에 의하면 냉각공기의 공급이 불필요한 예비공간과 유휴공간으로의 공조공기를 공급하는 것을 방지하여 에너지 유실 및 냉각손실을 예방하는 탁월한 효과가 있다.
또 본 발명의 구성에 의하면 공조공기를 통신랙을 구비한 전산기기가 설치된 공간에 집중적으로 공급함으로써 에너지 효율을 높이고 냉각효과를 극대화하는 효과를 구현한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 일부 공기조화기 중단시에도 기기가 설치된 구역에 고르게 공조공기를 공급할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 데이터센터에서 이용되는 측면부에서 이중마루 하부 공간으로 공조공기를 불어 넣고 이중마루 바닥으로 냉각공기를 취출하는 바닥취출 공조방식에 의하여 냉각하는 구조를 설명하기 위해 도시한 예시 설명도,
도 2와 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 이중마루의 하단에 풍향을 조절할 수 있는 풍향조절판을 부착한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기를 도시한 구성도,
도 4 내지 도 5는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 데이터센터 이중마루 하단의 냉각공기 제어용 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기의 풍향조절원리를 설명하기 위한 설명도,
도 6과 도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 이중마루의 상단에 풍향을 가변할 수 있는 풍향가변기를 설치하고, 그 하부에 풍향조절판을 부착한 이중마루 풍향가변형 풍향조절기를 도시한 구성도,
도 8과 도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터센터 이중마루 하단의 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기의 풍향조절원리를 설명하기 위한 설명도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 의한 풍향조절판을 부착한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기를 부착한 상태의 온도측정 및 풍속측정 한 데이터를 설명하기 위한 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
(제 1 실시 예)
(구조)
도 2와 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 이중마루의 하단에 풍향을 조절할 수 있는 풍향조절판을 부착한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기를 도시한 구성도이다. 도 2는 이중마루의 상면을 타공한 이중마루 다공판을 이용한 예이고, 도 3은 평판으로 구성된 이중마루 평판을 이용한 예이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 데이터센터 이중마루 하단의 냉각공기 제어용 풍향조절기는, 이중마루 평판(110)과; 상기 이중마루 평판을 하부에서 지지하는 프레임으로 제1지지대(111), 제2지지대(112), 제3지지대(113), 제4지지대(114)와; 상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 적어도 어느 2개의 지지대 사이의 개방공간을 차단하여 공기조화기로부터 공급되는 냉각공기의 풍향을 집중할 수 있는 풍향조절판(120)과; 상기 제1지지대 내지 제4지지대의 바닥면을 지지하는 제1내지 제4바닥지지구(111a, 112a, 113a, 114a); 를 구비하여 이루어진다.
이러한 구조로 함으로써 통신랙을 구비한 전산기기(20)가 설치된 지역에 본 발명의 구성에 의한 이중마루 하단에 냉각공기 제어용 풍향조절기(200)를 설치함으로써, 공기조화기로부터 공급되는 공조공기를 집중적으로 공급할 수 있게 되어, 별도의 냉각장치를 추가하지 않고도 훨씬 효과적으로 냉각 효과를 구현할 수 있게 된다. 구체적인 작동 원리는 후술하기로 한다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 풍향조절판(120)은, 상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 임의의 2개의 지지대에 고정장치를 통해 고정되어 풍향을 조절하고, 탈부착이 용이한 벨크로 테이프(121, 122, 123, 124 및 121a, 122b, 123c, 124d)를 이용하여 부착 또는 탈착이 가능한 구조인 것으로 하였다.
도 2에서는 풍향조절판(120)을 제2지지대(112)와 제4지지대(114) 사이에 설치하였으며, 양측에서 탈부착이 가능한 벨크로 테이프(121, 122, 123, 124 및 121a, 122b, 123c, 124d)를 붙여서 고착하였다.
또, 도 3에서는 풍향조절판(120)을 제2지지대(112)와 제3지지대(113) 사이에 설치하였으며, 양측에서 탈부착이 가능한 벨크로 테이프(121, 122, 123, 124 및 121a, 122b, 123c, 124d)를 붙여서 고착하였다.
이때, 도 2의 구조에 있어서는, 상부에 설치된 이중마루에 타공을 한 형태이고, 풍향을 전부 또는 후부쪽으로 집중할 수 있는 것이며, 도 3의 구조에 있어서는, 상부에 설치된 이중마루는 타공을 하지 않은 평판 형태이고, 대각선 방향으로 집중하여 공조공기를 투여할 수 있는 구조이다. 이것은 사용자가 현장의 온도 변화를 측정하면서 간단하게 조절할 수 있는 예를 설명하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에서는 풍향조절판(120)을 고정하기 위하여 탈부착이 용이한 벨크로 테이프(121, 122, 123, 124 및 121a, 122b, 123c, 124d)를 이용하였지만, 일반적인 고정도구인 볼트 및 너트의 조합 제품이나 끈 등을 이용하여도 문제가 없는 것은 물론이다.
이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에서 게시한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기의 용도는 통신랙을 구비한 전산기기(20) 및 서버등의 기기 설치 밀도가 높고 발열량이 높은 기기가 설치된 지역에 주로 설치할 수 있다. 이러한 지역에 공조공기가 집중적으로 공급이 되도록 기기설치 지역 둘레의 이중마루 하단에 공조공기의 흐름제어가 가능하도록 풍향조절판(120)을 설치하여 칸막이를 함으로써 공기유도 역할을 할 수 있도록 하는 것이다.
또, 이러한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기를 설치함으로써 특징적인 점은 발열량이 없거나 발열량이 적은 기기가 설치된 지역과 소량의 기기가 설치된 지역, 유휴공간이나 예비공간으로 공조공기의 공급을 억제함으로써 에너지의 유실과 냉각손실을 방지하는 효과가 있다.
구체적인 시공 및 제작과정에서 유의할 점은 풍향조절판(120)은 변형이 적고, 난연처리가 된 재질로 제작하며, 이중마루 지지대에 고정이 가능하도록 한다. 본 발명에서는 벨크로 테이프를 이용하여 탈착이 용이하도록 하였다. 또한 설치되는 지역 및 환경에 따라 높이 조절이 가능하고 지지대의 측면 또는 대각선 방향으로도 간편하게 부착하여 설치할 수 있도록 하였다.
(제 1 실시 예: 풍향의 조절원리)
도 4 내지 도 5는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 데이터센터 이중마루 하단의 냉각공기 제어용 풍향조절기의 풍향조절원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기(200)는 상부에 부착된 이중마루 평판(또는 다공판)(110, 115)의 하단에 제3지지대(113) 및 제4지지대(114)사이에 풍향조절판(120)이 부착되어 있다.
이때 공기조화기가 공조공기를 투입하면, 투입된 공조공기가 풍향조절판(120)에 충돌하면서 회절되어 상부의 이중마루 다공판을 통해 냉각공기가 취출되거나 평판(110)에 부딪혀 굴절된다.
도면에서는 풍향조절판(120)이 풍향전환과 공기조화기별 공기간섭을 억제하는 역할을 행하고, 상부에 다공판이 형성된 경우에는 구멍을 통과하면서 풍향이 전환되면서 다공판을 통해 강하게 분출되는 것을 알 수 있다. 이것을 고려하여 이중마루 상단에 통신랙을 구비한 전산기기(20) 및 서버등을 배치하면 냉각효율을 증대시킬 수 있게 되는 구성이다.
(제 2 실시 예)
(구조)
도 6과 도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 이중마루의 상단에 풍향을 가변할 수 있는 풍향가변기를 설치하고, 그 하부에 풍향조절판을 부착한 이중마루 풍향가변형 풍향조절기를 도시한 구성도이다. 도 6는 이중마루의 상면을 타공한 이중마루 다공판을 이용한 예이고, 도 7은 평판으로 구성된 이중마루 평판을 이용한 예이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 데이터센터 이중마루 하단의 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기(300)는, 이중마루 평판(110)과; 상기 이중마루 평판의 밑면 중앙위치에 설치되어 풍향을 가변할 수 있도록 조절하는 풍향가변기(130)와; 상기 풍향가변기(130)에 일체로 연동하여 회전하여 풍향을 조절하는 풍향조절판(120a)과; 상기 풍향조절판(120a)을 지지할 수 있도록 하는 지지봉인 제1지지대(111); 및 상기 제1지지대(111)를 바닥면에 안착할 수 있도록 하는 제1지지구(111a);를 구비하여 이루어진다.
이러한 구조로 함으로써 통신랙을 구비한 전산기기(20) 및 서버등이 설치된 지역에 본 발명의 구성에 의한 데이터센터의 이중마루 하단에 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기(300)를 설치함으로써, 공기조화기로부터 공급되는 공조공기를 이중마루 상부에서 방향을 가변시켜 공조공기를 선택적으로 공급할 수 있게 되어, 별도의 냉각장치를 추가하지 않고도 사용자가 원하는 방향에 냉각 효과를 증강할 수 있는 효과를 구현할 수 있게 된다. 구체적인 작동 원리는 후술하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시 예의 의한 풍향가변형 풍향조절기(300)의 용도는 상술한 제 1 실시 예에서 설명한 지지대 부착형 풍향조절기가 설치된 구역 내에서 발열량이 높은 지역 또는 일부 공기조화기에서 장애가 발생할 때 온도가 높은 지역으로 간편한 구조로 풍향을 조절하여 냉각공기를 유도할 수 있어, 제 1 실시 예와는 상호 보완적으로 이용할 수도 있는 것이다.
그 특징은 냉각공기를 사용자가 유도하는 방향으로 풍향조절이 가능한 것이며, 시공상 유의점은 아래와 같다.
본 발명의 제 2 실시 예에 의한 풍향가변형 풍향조절기(300)의 풍향조절판(120a)은 견고하고 난연처리가 된 재질로 제작하며, 높이 조절이 자유롭게 제작한다. 또, 풍향조절판(120a)은 상부의 이중마루 평판(110)에 설치된 풍향가변기(130)에 용이하게 접할 수 있도록 고정장치를 구비하고 풍향조절판 끝 부분을 이중마루에 고정할 수 있는 장치를 구비한다.
또, 상기 풍향가변기(130)는 이중마루 평판(110)에 견고하게 고정되어야 하며, 표면에 요철현상이 발생하지 않도록 제작하여야 한다.
도 6과 도 7에 도시한 바와 같이 이중마루 평판(110)은 타공이 되어 있는 것과 타공이 되어있지 않은 평판형(115)으로 된 것으로 구성할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 풍향가변형 풍향조절기(300)는 사용자가 상부에서 드라이버 등으로 간편하게 방향을 조절하여 사용할 수 있다.
(제 2 실시 예: 풍향의 조절원리)
도 8과 도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기의 풍향조절원리를 설명하기 위한 설명도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 이중마루 지지대 풍향가변형 풍향조절기(300)는 상부에 부착된 이중마루 평판(또는 다공판)(110, 115)에 풍향가변기(130)를 설치하고, 그 하단에 연동하여 접속되는 풍향조절판(120a)이 부착되어 있다.
사용자가 통신랙을 구비한 전산기기(20) 및 서버등이 집중 배치된 지역이나, 공기조화기가 고장 등의 사유로 장애가 있을 때 해당 구역으로 공조공기를 집중하여 공급할 수 있도록 방향을 설정한 후 고정할 수 있다.
도 8을 참조하면, 풍향조절판(120a)을 중심으로 공조공기가 반사하게 되므로 공급되는 풍향이 좌우로 조절된다. 구체적으로는 상부에 설치된 풍향가변기(130)를 조절함으로써 온도를 낮출 필요가 있는 구역으로 풍향을 집중할 수 있도록 한다.
도면에서는 풍향조절판(120a)이 풍향전환과 공기조화기별 공기간섭을 억제하는 역할을 행하고, 상부에 다공판이 형성된 경우에는 구멍을 통과하면서 풍향이 전환되면서 다공판을 통해 강하게 분출되는 것을 알 수 있다. 이것을 고려하여 이중마루 상단에 통신랙을 구비한 전산기기(20) 및 서버등을 배치하면 냉각효율을 증대시킬 수 있게 되는 구성이다.
도 9를 참조하면, 상부에 설치된 이중마루에 타공이 되어있지 않은 구성인데, 이 경우에는 풍향을 좌우로 전환시켜 필요한 구역으로 집중할 수 있는 효과를 구현할 수 있다. 이 구성 또한 풍향전환과 공기조화기 별 공기 간섭을 억제할 수 있기 때문에 에너지를 효과적으로 관리할 수 있게 된다.
이러한 구성으로 함으로써 일부 공기조화기 중단시에도 냉각공기가 기기가 설치된 구역에 고르게 공조공기를 공급할 수 있는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 제공할 수 있게 된다.
이때, 공기조화기에서 분출된 공조공기는 이중마루 하부 공간 내에서 수평으로 퍼져나가게 되며, 공조공기의 도달거리와 미치는 영역 등을 고려하여 풍향조절기를 이용하여 공조공기의 흐름을 조절할 수 있다. 구체적으로는 이중마루 다공판을 통해 취출되는 공조공기의 량을 조절할 수 있고, 공조공기의 풍향을 조절함으로써 칸막이 역할을 하도록 하여 공기의 흐름을 유도하며, 공기조화기 별 공급되는 공기의 상호간섭을 방지하여 냉각효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
다음으로 도 10을 참조하면서, 본 발명의 실시 예에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기의 설치예와 현장테스트 결과를 설명함으로써 경제적인 효과와 냉각 효과를 비교분석하도록 한다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기를 설치한 상태의 온도측정 및 풍속측정 한 데이터를 설명하기 위한 구성도이다. 도면에서 부호 150은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기를 설치한 구역을 나타내는 것이며, 청색 실선으로 도시하였다.
먼저, 데이터센터 현장의 기기 및 환경에 따른 본 발명에 의한 데이터센터 이중마루 하단의 냉각공기 제어용 풍향조절기의 설치 사양을 설명하기로 한다.
첫째, 전산실 구성장비와 냉각방식, 발열량 등을 분석하여 발열량이 높은지역과 발열량이 낮은 지역을 구분한다.
(1) 발열량이 높은 서버, 디스크 장치, 통신기기 랙등의 장치가 배치된 지역이다.
이러한 지역은 냉각방식, 기기설치의 밀도 및 발열량이 높은 것을 고려하여 이들 기기들이 설치된 지역으로 냉각공기를 집중적으로 공급할 수 있도록 이중마루 하부 공간에 공조공기의 흐름을 제어할 수 있도록 칸막이와 공기유도 역할을 할 수 있도록 제 1 실시 예에서 설명한 구조의 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기(200)를 설치한다.
(2) 발열량이 비교적 낮은 장비로 프린터, 케이블 랙, 테이프 장치, 전원 분전반 랙 등이 설치된 지역이다.
이들 지역으로는 냉각공기가 집중적으로 공급될 필요가 없기 때문에 냉각공기가 유입되는 것을 억제할 수 있도록 이중마루 하부공간에 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기(200)를 설치하여 발열량이 많은 기기가 설치된 지역으로 냉각공기를 유도하도록 한다.
둘째, 예비공간 및 유휴공간에는 냉각공기가 투입되는 것을 억제할 수 있도록 이중마루 하부공간에 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기(200)를 설치하여 에너지 유실을 방지하고 냉각손실을 최소화한다.
셋째, 일부 공기조화기의 작동 장애 발생시에는 가변형 풍향조절기(300)를 설치하여, 냉각공기가 기기 설치 지역에 고르게 분포되어 공급될 수 있도록 냉각공기 풍향을 조절하여 사용할 수 있도록 한다.
(현장 테스트에 의한 결과)
본원의 발명자는 상기 구성에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 근무장소에 설치하여 그 결과를 실험하였고 아래의 결과를 얻었다.
1. 제1차 테스트
가. 테스트 환경
- 장소 : 한국증권거래소(KRX) 부산 전산센터
- 규모 : 75평(기기가 설치되어 운영중인 전산실 내 특정구역 설정)
- 공기조화기 설치대수 : 패키지형 20RT 6대
나. 테스트 기간
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
- 2010. 4. 16 풍향조절기 설치 후~ 2010. 5. 1까지
다. 테스트 방법
- 풍향조절기 설치 전후 아래의 항목에 대한 변화를 체크하였다.
(1) 온도, 이중마루 냉각공기 취출 풍속의 측정
(2) 공기조화기 리턴 온도의 측정
(3) 공기조화기 가동율의 측정
(4) 전력 소비량의 측정
- 테스트 설정 구역 내 체크포인터 지정
(1) 온도 체크 포인터 5 지점(도 10, point #1~ point #5)
(2) 이중마루 냉각공기 취출 풍속 체크 포인터 9 지점(point #1~ point #9)
- 체크 시간 : 테스트 기간(15일간) 장종료 후 16시
- 사용 도구: 디지털식 온도/습도/풍속/조도 계측기(LUTRON LM-8000)
라. 테스트 결과
본원 발명자의 현장 실험결과는 아래의 표 1과 같다.
Figure 112010069572295-pat00018
상기 표 1의 실험결과에서 나타난 바와 같이, 전산실 온도 및 이중마루 바닥 공기 취출 풍속 개선이 현저하게 개선되었다.
구체적으로는 전산실 온도가 평균 1.7도 낮아졌으며(-1.7℃ 저하), 바닥부위에서 측정한 바닥공기 취출 풍속은 평균 0.3 m/s 향상되었다(+0.3 m/s 향상).
또한 공기조화기별 리턴 온도는 6대 평균하여 22.67℃인 것이 22.43℃로 - 0.24℃ 낮아진 것을 확인하였다. 이와 같이 별도의 공기조화기를 증설하지 않고도 전산실(데이터센터) 내부의 온도가 낮아지는 효과를 구현하였다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기 설치 전 후의 전산실(데이터센터)의 온도를 측정한 결과는 이하의 표 2와 같다.
Figure 112010069572295-pat00019
상기 표 2에 나타난 바와 같이 설치 본 발명에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기 설치 전후의 평균 온도 변화는 -1.7℃ 낮아진 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 데이터센터 전체에서 고르게 온도가 낮아짐으로써 전력량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 기기들의 발열을 억제시킴으로써 장비의 수명을 연장할 수 있는 부가적인 효과도 기대된다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기의 설치 전후에 대한 공기조화기별 리턴 온도를 측정한 것을 아래의 표 3에 나타내었다.
Figure 112010069572295-pat00020
상기 표 3에서 도시한 공기조화기 번호(11호기 내지 16호기)는 현재 KRX 부산센터내부에 설치되어 있는 공기조화기 번호를 나타내는 것이다.
상기 표 3에 나타난 바와 같이 설치 전후의 평균 온도는 -0.24℃ 낮게 측정된 것을 알 수 있다.
다음으로, 상기와 같이 실시한 제 1차 테스트 기간내에 절감된 에너지 비용에 대해 설명하기로 한다.
(1) 풍향 조절기 설치 전 일일 평균 소비 전력(2010년 3월)

기준 검침 일시
전력(KW)

2010년 3월 1일 10:00 분
1,783,824

2010년 4월 1일 10:00 분
1,882,800

일일 평균 소비전력
 식:

(1,882,800-1,783,824)/31(Days)
3,192.77
(2) 풍향 조절기 설치 후 일일 평균 소비 전력

기준 검침 일시
전력(KW)

2010년 4월 16일 16:00 분
1,931,040

2010년 5월 1일 16:00 분
1,977,276

일일 평균 소비전력
 식:

(1,977,276-1,931,040)/15(Days)
3,082.4
상기 표 4와 표 5는 각각 본 발명의 실시 예에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 설치하기 전과 후의 전력량을 측정한 값이다.
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 설치한 후에는 현저하게 전력량 소비가 낮아진 것을 확인 할 수 있었다.
구체적으로, 전력 소비 절감 내역을 산출하면 다음과 같다. 즉, 풍향조절기를 설치한 후 일일 평균 전력량 소비 절감내역은(75평기준),
A: 3,192.77[KW] - 3,082.4[KW] = 110.37[KW] 이며,
이것을 기초로 하여 1평당 일일 전력 소비 절감 및 비용 절감 내역을 산출하면,
B: 1.47[KW] * 100.9원 = 148원(1 kwh당 전기요금 : 100.9원 기준)
이 산출되는 것을 알 수 있다. 결과적으로 데이터센터 1평당 전력량 소비 절감에 따라 1평당 하루 148원이 절감되는 커다란 경제적 효과를 얻는다.
또한, 이러한 경제적 절감액을 코스콤 본사 및 안양 백업센터 A동과 B동 전산실에 적용하면 년간 절감액이 훨씬 커지며 다음의 표 6에 도시한다.
Figure 112010069572295-pat00021
상기 표 6을 참조하면, 코스콤 본사 및 안양 백업센터 A동과 B동에 본 발명에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기를 설치할 경우에, 연간 70,704,620원이라는 큰 금액이 전력사용량에서만 절감되는 효과가 발생하고, 아울러 기기들이 적정온도에서 유지되고 과열 방지로 인하여 사용수명이 증가하는 효과도 발생한다.
다음으로, 한국거래소의 서울 및 부산 전산실에 적용시 예상되는 전력요금 절감액은 다음의 표 7에 나타낸다.
Figure 112010069572295-pat00022
상기 표 7에 도시한 바와 같이, 한국거래소의 서울 및 부산 전산실에 적용시 예상되는 전력요금 절감액은 연간 27,118,040원 이상이 된다.
이것은 한국거래소에 적용할 경우에 산출되는 절감액이지만 전국에 산재하여 있는 데이터센터(전산실)에도 공통적으로 적용할 수 있는 것으로, 장비를 고열로부터 안전하게 보호하도록 냉각시켜 기기의 안정적인 운용은 물론 사용 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 전력량의 절감에도 획기적인 기여를 하는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 이러한 구성으로 되는 본 발명에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기는 저비용으로 기존 기기 및 설비의 변경없이 즉시 적용가능한 장점이 있고, 전산실의 평균 온도를 1.7℃ 낮추는 효과가 있으며, 기기 및 부품의 수명을 연장하고 장애 유발 요소를 사전에 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의한 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기는 이설이 용이하고, 재사용이 가능한 구조이기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있다는 장점도 있다.
제 2차 테스트 (기간 : 2010년 5월1일~6월 1일까지)
본원의 발명자는 상술한 바와 같은 1차 테스트 이후 동일 조건하에서 추가로 1개월간(31일)의 전력량 감축의 변화에 대한 실험을 계속하였다.
먼저, 제 2차 테스트 기간동안인 5월의 일일 평균 소비전력은 아래의 표 8과 같이 측정되었다.

기준 검침 일시
전력(KW)

2010년 5월 1일 16:00 분
1,977,276

2010년 6월 1일 16:00 분
2,070,348

일일 평균 소비전력
 식:

(2,070,348-1,977,276)/31(Days)
3,002.32
상술한 표 8에 나타난 바와 같이, 일일 평균 소비전력은 3,002.32[KW]로 측정되었으며, 이것은 1차 테스트 기간동안에 나타난 일일 평균 소비전력 절감량이 110.37[KW] 인 것보다 많은 190.45[KW]가 절감되는 것을 설명한다.
또, 이것을 일일 전력 소비 절감액에 따른 1평당 일일 전력비용 절감내역은 1차 테스트 기간(15일 실험결과 기준)에 절감되었던 148원보다 더 많은 256원이 절감되는 것으로 분석된다.
이것을 상술한 바와 같이 1차 테스트 기간의 절감액과 비교하면 다음의 표 9 및 표 10과 같이 산출되는 것을 확인하였다. 표 10은 코스콤 본사 및 안양 백업센터 A동, B동에 설치할 경우에 절감되는 예상금액을 나타낸 것이고, 표 10은 한국거래소 서울 및 부산 전산실에 적용되는 경우에 절감되는 예상금액을 나타낸 것이다.
Figure 112010069572295-pat00023
Figure 112010069572295-pat00024
즉, 상기 표 9, 표 10에 나타난 바와 같이 1개월 기간에 걸친 테스트를 통해 절감되는 예상 전력금액은 122,312,960원 및 46,906,880원으로 예상되어 경제적인 효과가 더욱 크고 현저한 것임을 설명하고 있다.
10: 공기조화기
12: 공기 취출구
30, 32: 이중마루 다공판
40: 고온지역
50: 예비공간
55: 냉각사각지역
60: 유휴공간
100: 데이터센터
110: 이중마루 평판(타공판)
115: 이중마루 평판
111, 112, 113, 114: 제1지지대, 제2지지대, 제3지지대, 제4지지대
120: 풍향조절판(이중마루 지지대 부착형 풍향조절기)
120a: 풍향조절판(이중마루 풍향가변형 풍향조절기)
130: 풍향가변기
150: 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기 설치한 구역
200: 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 이중마루 지지대 부착형 풍향조절기
300: 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 이중마루 풍향가변형 풍향조절기

Claims (5)

  1. 데이터센터 내부의 냉각공기를 제어하기 위한 풍향조절기에 있어서,
    이중마루 평판(110)과;
    상기 이중마루 평판을 하부에서 지지하기 위한 프레임을 형성하는 제1지지대(111), 제2지지대(112),제3지지대(113),제4지지대(114)와;
    상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 적어도 어느 2개의 지지대 사이의 개방공간을 차단하여 공기조화기로부터 공급되는 냉각공기의 풍향을 건물 구조와 전산기기의 설치 환경, 냉각공기의 도달거리에 따라 풍향을 집중시킬 수 있는 풍향조절판(120);을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기(200).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 풍향조절판(120)은, 상기 제1지지대 내지 제4지지대 중 적어도 어느 2개의 지지대에 고정장치를 통해 고정되어 풍향을 조절하고, 탈부착이 용이한 벨크로 테이프를 이용하여 부착 또는 탈착이 가능한 구조이며,
    상기 제1지지대 내지 제4지지대를 바닥면에 고정지지하기 위한 제1내지 제4바닥지지구(111a,112a,113a,114a); 를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기(200).
  3. 제 2항에 있어서, 상기 이중마루 평판은, 평판형 또는 타공으로 구멍이 형성된 것 중의 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향조절기(200).
  4. 데이터센터 내부의 냉각공기를 제어하기 위한 풍향조절기에 있어서,
    이중마루 평판(110)과;
    상기 이중마루 평판의 밑면 중앙위치에 설치되어 풍향을 가변할 수 있도록 조절하는 풍향가변기(130)와;
    상기 풍향가변기(130)의 밑면에 설치되고, 일체로 연동하여 회전함으로써 풍향을 조절하는 풍향조절판(120a)과;
    상기 풍향조절판(120a)을 바닥면에 지지할 수 있도록 하는 지지봉인 제1지지대(111); 및
    상기 제1지지대(111)를 바닥면에 안착시켜 고정하기 위한 제1지지구(111a);를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기(300).
  5. 제 4항에 있어서, 상기 풍향조절판(120a)과 상기 풍향가변기(130)는 상기 이중마루 평판(110)을 개재하여, 서로 직접 접속되어 있고, 상기 풍향가변기(130)를 좌측 또는 우측으로 회전시킴으로써 상기 풍향조절판(120a)의 방향을 변경시킬 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 데이터센터 내부 냉각공기 제어용 풍향가변형 풍향조절기(300).
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