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KR102700685B1 - 공기 유동 기반의 냉각 장치 - Google Patents

공기 유동 기반의 냉각 장치 Download PDF

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Publication number
KR102700685B1
KR102700685B1 KR1020230136992A KR20230136992A KR102700685B1 KR 102700685 B1 KR102700685 B1 KR 102700685B1 KR 1020230136992 A KR1020230136992 A KR 1020230136992A KR 20230136992 A KR20230136992 A KR 20230136992A KR 102700685 B1 KR102700685 B1 KR 102700685B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
cells
vertical
cooling device
outlet
Prior art date
Application number
KR1020230136992A
Other languages
English (en)
Inventor
강연수
Original Assignee
주식회사 올스웰
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020230136992A priority Critical patent/KR102700685B1/ko
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Publication of KR102700685B1 publication Critical patent/KR102700685B1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20745—Forced ventilation of a gaseous coolant within rooms for removing heat from cabinets, e.g. by air conditioning device
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
    • H05K7/20145—Means for directing air flow, e.g. ducts, deflectors, plenum or guides

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 공기 유동 기반의 냉각 장치에 관한 것으로, 복수의 셀들을 수직으로 적층하여 형성되고 상기 복수의 셀들 각각은 발열 객체를 설치한 수직 적층 셀 스트링; 상기 수직 적층 셀 스트링의 일단을 수직으로 관통하도록 설치되고 공기유입구에 설치된 유입 스플릿터를 통해 제1 수직 공기의 흐름을 생성하며 상기 복수의 셀들 각각에 있는 유입 개구공간을 통해 상기 제1 수직 공기를 수평 흐름으로 분배하여 수평 공기의 흐름을 생성하는 공기 유입관; 상기 복수의 셀들 각각에 있는 유출 개구공간을 통해 상기 수평 공기를 유출시키고 상기 수직 적층 셀 스트링의 다른 일단을 수직으로 관통하도록 설치되어 상기 수평 공기를 공기 유출구에 설치된 유출 스플릿터를 통해 제2 수직 공기의 흐름을 생성하는 공기 유출관; 상기 공기 유입관의 일단과 연결되어 상기 유입 스플릿터에 상기 제1 수직 공기를 제공하는 공기 유입 덕트; 및 상기 공기 유출관의 일단과 연결되어 상기 유출 스플릿터로부터 상기 제2수직 공기를 입력받는 공기 유출 덕트를 포함한다.

Description

공기 유동 기반의 냉각 장치{AIR FLOW BASED COOLING DEVICE}
본 발명은 공기 유동 제어 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공기 유동 제어에 의한 대류 순환 냉각을 통해 발열 객체의 냉각 효율을 향상시키고 냉각 에너지를 절감할 수 있는 공기 유동 기반의 냉각 장치에 관한 것이다.
미세먼지는 산업현장 뿐만 아니라 지하철 등 우리 생활에 적지 않은 악영향을 끼치고 있다. 이러한 미세 먼지의 효과적 저감을 위한 다양한 대안 중 '공기유동제어기술'이 떠오르고 있다.
제조현장에 적용되는 공기유동제어기술은 공장 내부의 공기 흐름을 임의적으로 제어함으로써 공기 중에 부유하고 있는 배출물질을 효과적으로 제거하는 기술이다. 제품 생산과정에서 만들어지는 여러 가지 배출물질은 설비와 제품에 붙어 생산성과 품질을 낮추는 주요 원인이다.
이는 점점 강화되는 환경규제에 제대로 대응하지 못하도록 방해하며, 현장 인력들의 건강과 안전을 해치기도 한다. 이에 따라 각 공장에 공기유동제어기술을 적용하려는 움직임이 활발하게 진행되고 있다.
한편, 본 출원인은 기존 시스템 대비 최소 30%의 전력 소모를 감소시킬 수 있는 인터넷데이터센터(IDC)용 공기유동제어기술을 제시한다. IDC용 공기유동제어기술은 데이터센터 내 GPU 및 CPU의 적정 운전 온도 등을 고려해 사각지대가 없는 공기 순환 구조를 만듦으로써 미세먼지 등을 관리하게 된다. 최적의 공기 유동 설계를 통한 시스템 가동 시 기존 시스템 대비 최소 30% 전력 사용량 감소를 기대할 수 있다.
한국 등록특허공보 제10-1889760(2018.08.13)호 한국 등록특허공보 제10-1919827(2018.11.13)호
본 발명의 일 실시예는 공기 유동 제어에 의한 대류 순환 냉각을 통해 발열 객체의 냉각 효율을 향상시키고 냉각 에너지를 절감할 수 있는 공기 유동 기반의 냉각 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 공기들의 순환을 생성하고 공기의 흐름이 발열 객체를 경유하여 진행하도록 구조 설계하여 냉각 기류의 고른 분포를 통한 열 배출 성능을 극대화할 수 있는 공기 유동 기반의 냉각 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 탈부착 가능한 구조 설계로 장비 보수 및 증설에 대해 유연하게 대응할 수 있는 공기 유동 기반의 냉각 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 공기 유동 기반의 냉각 장치는 복수의 셀들을 수직으로 적층하여 형성되고 상기 복수의 셀들 각각은 발열 객체를 설치한 수직 적층 셀 스트링; 상기 수직 적층 셀 스트링의 일단을 수직으로 관통하도록 설치되고 공기유입구에 설치된 유입 스플릿터를 통해 제1 수직 공기의 흐름을 생성하며 상기 복수의 셀들 각각에 있는 유입 개구공간을 통해 상기 제1 수직 공기를 수평 흐름으로 분배하여 수평 공기의 흐름을 생성하는 공기 유입관; 상기 복수의 셀들 각각에 있는 유출 개구공간을 통해 상기 수평 공기를 유출시키고 상기 수직 적층 셀 스트링의 다른 일단을 수직으로 관통하도록 설치되어 상기 수평 공기를 공기 유출구에 설치된 유출 스플릿터를 통해 제2 수직 공기의 흐름을 생성하는 공기 유출관; 상기 공기 유입관의 일단과 연결되어 상기 유입 스플릿터에 상기 제1 수직 공기를 제공하는 공기 유입 덕트; 및 상기 공기 유출관의 일단과 연결되어 상기 유출 스플릿터로부터 상기 제2수직 공기를 입력받는 공기 유출 덕트를 포함한다.
상기 수직 적층 셀 스트링은 상기 복수의 셀들 각각에서 상기 공기 유입관의 접촉 부위에 상기 유입 개구공간을 배치하고 상기 공기 유출관의 접촉 부위에 상기 유출 개구공간을 배치함으로써 상기 제1 및 제2 수직 공기들의 순환을 생성하고, 상기 유입 개구공간 및 상기 유출 개구공간은 서로 마주보도록 설계될 수 있다.
상기 수직 적층 셀 스트링은 상기 복수의 셀들의 중앙 대향 부위에 상기 공기 유입관 및 상기 공기 유출관을 배치하여 상기 수평 공기의 흐름이 상기 발열 객체를 경유하여 진행하도록 할 수 있다.
상기 공기 유입관은 상기 유입 스플릿터의 분할 바닥 면적을 동일하게 설계하여 상기 공기 유입관의 내부에 상기 제1 수직 공기의 흐름을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 공기 유입관은 상기 복수의 셀들 중 가장 상부의 셀에서 가장 하부의 셀로 갈수록 셀 연결 부위에서 계단식으로 점점 면적을 감소시켜 상기 제1 수직 공기의 흐름을 생성할 수 있다.
상기 공기 유출관은 상기 유출 스플릿터의 분할 바닥 면적을 동일하게 설계하여 상기 공기 유출관의 내부에 상기 제2 수직 공기의 흐름을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 공기 유출관은 상기 복수의 셀들 중 가장 상부의 셀의 공기 유출 수평면적을 상기 복수의 셀들 중 가장 하부의 셀의 공기 유출 수평면적 보다 크게 형성할 수 있다.
상기 공기 유입 덕트 및 상기 공기 유출 덕트는 상기 제1 수직 공기를 밀어내는 제1 압력 및 상기 제2 수직 공기를 끌어당기는 제2 압력을 제어하여 상기 제1 및 제2 수직 공기들의 순환속도를 조절할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 장치는 공기 유동 제어에 의한 대류 순환 냉각을 통해 발열 객체의 냉각 효율을 향상시키고 냉각 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 장치는 공기들의 순환을 생성하고 공기의 흐름이 발열 객체를 경유하여 진행하도록 구조 설계하여 냉각 기류의 고른 분포를 통한 열 배출 성능을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 장치는 탈부착 가능한 구조 설계로 장비 보수 및 증설에 대해 유연하게 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 냉각 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 냉각 장치를 나타내는 정면도이다.
도 4a-4b는 도 2의 냉각 장치를 나타내는 측면도이다.
도 5a-5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 장치의 탈착 상태를 설명하는 사시도, 정면도 및 평면도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기 유동 기반의 냉각 시스템(100)은 급기 장치(110), 냉각 장치(130) 및 배기 장치(150)를 포함할 수 있다.
급기 장치(110)는 공기를 냉각 장치(130)로 급기할 수 있다. 급기 장치(110)는 실외 공기를 냉각 장치(130)로 급기할 수 있다. 여기에서, 급기 장치(110)는 급기 전에 공기를 정화시키는 공기 정화 기능을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 급기 장치(110)는 원심력을 이용하여 공기 중에 포함된 이물질을 제거하여 정화된 공기를 냉각 장치(130)에 급기할 수 있다.
냉각 장치(130)는 발열 객체가 존재하는 특정 공간에 설치될 수 있으며 급기 장치(110)와 배기 장치(150) 사이에 연결될 수 있다. 여기에서, 특정 공간은 데이터를 저장하고 관리하는 데이터센터에 해당할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 장비들이 방출하는 열기의 냉각이 필요한 공간이면 어디든 해당할 수 있다. 예컨대, 데이터센터는 매일 24시간 꺼지지 않고 서비스를 제공하는 ICT(Information & Communications Technology) 장비가 방출하는 열기를 냉각하기 위한 냉각시스템이 요구된다. 일 실시예에서, 냉각 장치(130)는 급기된 순수 외기의 유동 제어를 통해 발열 객체인 ICT 장비들이 배출하는 열기를 냉각시켜 기존의 냉매 압축과 팽창에 의한 냉각방식 대비 전력 소모를 최소 30%에서 최대 50%까지 절감할 수 있다. 냉각 장치(130)는 공기유동과 열 배출을 통해 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
배기 장치(150)는 냉각 장치(130)로부터 공기를 외부로 배출할 수 있다. 이를 위해, 배기 장치(150)는 배기팬을 포함할 수 있다. 배기 장치(150)는 냉각 장치(130)에서 배출하는 열을 외부로 내보낼 수 있다.
도 2는 도 1의 냉각 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 냉각 장치를 나타내는 정면도이며, 도 4a 및 4b는 도 2의 냉각 장치를 나타내는 측면도이다.
도 2 내지 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉각 장치(130)는 수직 적층 셀 스트링(210), 공기 유입관(230), 공기 유출관(250), 공기 유입 덕트(270) 및 공기 유출 덕트(290)를 포함하여 구성된다.
수직 적층 셀 스트링(210)은 복수의 셀(211)들을 수직으로 적층하여 형성될 수 있다. 복수의 셀(211)들 각각은 발열 객체(310)를 설치할 수 있다. 여기에서, 수직 적층 셀 스트링(210)은 3개의 셀(211)들을 수직으로 적층하여 3층으로 형성되는 것으로 도시하였지만, 반드시 이에 한정되지 않는 것은 아니다. 냉각 장치(130)는 적어도 하나의 수직 적층 셀 스트링(210)을 수평으로 배치하여 냉각 공간을 증설할 수 있다. 예를 들면, 수직 적층 셀 스트링(210)을 복수로 나란하게 배치하여 매트릭스를 형성할 수 있다. 복수의 셀(211)들 각각은 내부 공간에 발열 객체(310)가 설치될 수 있다. 여기에서, 발열 객체(310)는 열을 배출하는 각각의 장비들에 해당할 수 있다. 예를 들면, 냉각 장치(130)의 설치 공간이 컴퓨터 데이터센터인 경우라면, 데이터센터 내의 서버룸, 서버랙(server rack)과 같은 전자장비가 발열 객체(310)에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 수직 적층 셀 스트링(210)은 복수의 셀(211)들 각각에 양측으로 내부를 관통하는 개구공간을 배치하여 공기 순환 구조를 형성할 수 있다. 복수의 셀(211)들 각각은 일측에 공기 유입을 위한 유입 개구공간이 배치될 수 있고 다른 일측에 공기 배출을 위한 유출 개구공간이 배치될 수 있다. 유입 개구공간과 유출 개구공간은 서로 마주보도록 설계될 수 있다. 또한, 수직 적층 셀 스트링(210)은 도 4a 및 4b에 나타낸 바와 같이, 복수의 셀(211)들의 중앙 대향 부위에 공기 유입관(230) 및 공기 유출관(250)을 배치하여 수평 공기의 흐름이 발열 객체(310)를 경유하여 진행하도록 할 수 있다.
공기 유입관(230)은 수직 적층 셀 스트링(210)의 일단을 수직으로 관통하도록 설치될 수 있다. 공기 유입관(230)은 공기 유입구에 설치된 유입 스플릿터(231)를 통해 제1 수직 공기의 흐름을 생성하며 복수의 셀(211)들 각각에 있는 유입 개구공간을 통해 제1 수직 공기를 수평 흐름으로 분배하여 수평 공기의 흐름을 생성할 수 있다. 유입 스플릿터(231)는 공기 유입구에 설치되어 공기를 갈라 공기의 흐름을 유도할 수 있다. 여기에서, 유입 스플릿터(231)는 공기 유입관(230)으로 들어가는 공기를 갈라 복수의 셀(211)들 각각에 있는 유입 개구공간으로 향하게 함으로써 수직 공기의 흐름을 수평 흐름으로 유도할 수 있다.
공기 유입관(230)은 유입 스플릿터(231)의 분할 바닥 면적을 동일하게 설계하여 공기 유입관(230)의 내부에 제1 수직 공기의 흐름을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 공기 유입관(230)은 복수의 셀(211)들 중 가장 상부의 셀에서 가장 하부의 셀로 갈수록 셀 연결 부위에서 계단식으로 점점 면적을 감소시켜 제1 수직 공기의 흐름을 생성할 수 있다.
공기 유출관(250)은 복수의 셀(211)들 각각에 있는 유출 개구공간을 통해 수평 공기를 유출시키고 수직 적층 셀 스트링(210)의 다른 일단을 수직으로 관통하도록 설치될 수 있다. 공기 유출관(250)은 수평 공기를 공기 유출구에 설치된 유출 스플릿터(251)를 통해 제2 수직 공기의 흐름을 생성할 수 있다. 유출 스플릿터(251)는 공기 유출구에 설치되어 복수의 셀(211)들 각각의 수평 공기의 수직 흐름을 유도할 수 있다. 여기에서, 유출 스플릿터(251)는 복수의 셀(211)들 각각에 있는 유출 개구공간에 있는 공기를 공기 유출관(250)으로 향하게 함으로써 수평 공기의 흐름을 수직 흐름으로 유도할 수 있다.
공기 유출관(250)은 유출 스플릿터(251)의 분할 바닥 면적을 동일하게 설계하여 공기 유출관(250)의 내부에 제2 수직 공기의 흐름을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 공기 유출관(250)은 복수의 셀(211)들 중 가장 상부의 셀의 공기 유출 수평면적을 복수의 셀(211)들 중 가장 하부의 셀의 공기 유출 수평면적 보다 크게 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 공기 유출관(250)은 복수의 셀(211)들 각각에 대해 모두 또는 부분적으로 다른 크기의 공기 유출 수평면적을 가지도록 형성될 수 있다. 여기에서, 공기 유출관(250)은 복수의 셀(211)들 각각에 대해 동일한 높이 및 다른 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 공기 유출관(250)은 복수의 셀(211)들 중 상부의 셀의 방향으로 갈수록 그 폭을 조절하여 공기 유출 수평면적을 증가시켜 유출의 흐름을 형성할 수 있다. 공기 유출관(250)은 복수의 셀(211)들 중 가장 하부의 셀로부터 가장 상부의 셀 방향으로 갈수록 해당 셀 연결 부위에서 그 폭을 조절하고 계단식으로 공기 유출 수평면적을 점점 증가시켜 유출의 흐름을 형성할 수도 있다.
유입 스플릿터(231) 및 유출 스플릿터(251)는 각각 공기 유입구 및 공기 유출구를 향하여 단면적이 점차적으로 증가되는 중공의 다면체 형상, 예를 들면, 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 중공의 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 유입 스플릿터(231) 및 유출 스플릿터(251)는 내부가 구획되어 공기 유동 방향을 가이드할 수 있다.
공기 유입 덕트(270)는 공기 유입관(230)의 일단과 연결되어 유입 스플릿터(231)에 제1 수직 공기를 제공할 수 있다. 공기 유입 덕트(270)는 급기 장치(110)와 연결되어 급기 장치(110)로부터 정화된 외기를 입력받을 수 있다. 공기 유입 덕트(270)는 공기 유입관(230)의 일단을 통해 공기 유입관(230)에 대해 일직선이 되게 연결되어 정화된 외기를 제1 수직 공기로 공기 유입관(230)에 제공할 수 있다.
공기 유출 덕트(290)는 공기 유출관(250)의 일단에 연결되어 유출 스플릿터(251)로부터 제2 수직 공기를 입력받을 수 있다. 공기 유출 덕트(290)는 배기 장치(150)와 연결되어 제2 수직 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 여기에서, 제2 수직 공기는 발열 객체(310)에서 배출되는 열기가 포함된 고온의 공기에 해당할 수 있다. 공기 유출 덕트(290)는 배기 장치(150)를 통해 고온의 공기를 외부로 배출할 수 있다.
공기 유입 덕트(270) 및 공기 유출 덕트(290)는 제1 수직 공기를 밀어내는 제1 압력 및 제2 수직 공기를 끌어당기는 제2 압력을 제어하여 제1 및 제2 수직 공기들의 순환속도를 조절할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 냉각 장치(130)는 공기 유동 기반의 대류 순환 방식으로 냉각 동작을 수행할 수 있다.
구체적으로, 냉각 장치(130)는 공기 유입 덕트(270) 및 공기 유출 덕트(290) 각각을 급기 장치(110) 및 배기 장치(150)에 연결한다. 공기 유입 덕트(270)는 급기 장치(110)로부터 정화된 외기를 입력받아 공기 유입관(230)을 향해 제1 압력으로 밀어내어 공기 유입구에 설치된 유입 스플릿터(231)에 제1 수직 공기를 제공한다. 유입 스플릿터(231)는 공기 유입관(230) 내에 제1 수직 공기의 흐름을 생성한다. 공기 유입관(230)을 유동하는 제1 수직 공기는 공기 유입관(230)과 접촉된 복수의 셀(211)들 각각의 유입 개구공간으로 분배되고 대향 배치된 유출 개구공간을 향하여 수평 공기의 흐름이 생성된다. 복수의 셀(211)들 각각에 생성된 수평 공기의 흐름을 통해 복수의 셀(211)들 각각에 설치된 발열 객체(310)를 냉각시키게 된다. 냉각 장치(130)는 셀(211) 단위로 사각지대 없는 공기 유동을 형성하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 복수의 셀(211)들 각각에 있는 유출 개구공간을 통해 공기 유출관(250)으로 유출되는 수평 공기는 공기 유출구에 설치된 유출 스플릿터(251)를 통해 제2 수직 공기의 흐름이 생성된다. 공기 유출 덕트(290)는 공기 유출관(250)을 유동하는 제2 수직 공기를 제2 압력으로 끌어당겨 배기 장치(150)를 통해 외부 배출한다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 장치의 탈착 상태를 설명하는 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 5a 내지 5c를 참조하면, 냉각 장치(130)는 공기 유입관(230)에 대해 탈착 가능하도록 구현될 수 있다. 즉, 공기 유입관(230)은 수직 적층 셀 스트링(210)의 일단에 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 장치(130)는 고정 부재(미도시)를 통해 수직 적층 셀 스트링(210)과 공기 유입관(230) 사이를 밀착 접촉되도록 고정할 수 있다. 예를 들면, 고정 부재는 수직 적층 셀 스트링(210)과 공기 유입관(230)의 양측의 연결 부위에 브라켓을 볼팅 체결하여 이들 사이를 밀착시키면서 고정되도록 할 수 있다. 또한, 복수의 셀(211)들에 설치된 장비 고장 시 공기 유입관(230)을 수직 적층 셀 스트링(210)에 손쉽게 분리하여 복수의 셀(211)들 각각에 있는 유입 개구공간(213)을 개방시킴으로써 해당 장비를 보수할 수 있어 장비 유지보수의 편의성을 제공할 수 있다. 여기에서, 공기 유입관(230)의 탈착 가능한 구조로 브라켓을 볼팅 체결하는 고정 부재를 예로 하였지만, 반드시 이에 한정되지 않고 끼움 결합 등 다양한 다양한 탈착 가능한 구조로 구현될 수 있다.
또한, 냉각 장치(130)는 공기 유입관(230) 및 공기 유출관(250) 각각의 일단에 연결되는 공기 유입 덕트(270) 및 공기 유출 덕트(290)를 탈착 가능하게 구현할 수 있다. 냉각 장치(130)는 장비 증설에 따라 수직 적층 셀 스트링(210)의 수를 확장할 경우 확장된 수직 적층 셀 스트링(210)의 양단에 설치되는 공기 유입관(230) 및 공기 유출관(250)에 대한 공기 유입 덕트(270) 및 공기 유출 덕트(290)를 손쉽게 장착할 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 유동 기반의 냉각 장치는 복수의 셀들 각각을 냉각하며 셀 별로 직접 풍량을 투입해 장비의 열을 대류순환 방식으로 제거하여 대류를 통해 열 배출성능을 극대화할 수 있고 급기의 온도를 외기 수준으로 운영하여 냉각설비 혼용 시 냉각기 토출 온도 상승이 가능하고 냉각기 용량을 축소할 수 있다. 또한, 수직 적층 셀 스트링과 공기 유입 덕트에 대해 공기 유입관을 탈착 가능한 구조로 설계하여 장비 보수 및 증설에 대해 유연하게 대응할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 공기 유동 기반의 냉각 시스템
110: 급기 장치 130: 냉각 장치
150: 배기 장치
210: 수직 적층 셀 스트링
211: 셀
230: 공기 유입관
231: 유입 스플릿터
250: 공기 유출관
251: 유출 스플릿터
270: 공기 유입 덕트 290: 공기 유출 덕트
310: 발열 객체

Claims (8)

  1. 복수의 셀들을 수직으로 적층하여 형성되고 상기 복수의 셀들 각각은 발열 객체를 설치한 수직 적층 셀 스트링;
    상기 수직 적층 셀 스트링의 일단을 수직으로 관통하도록 설치되고 공기유입구에 설치된 유입 스플릿터를 통해 제1 수직 공기의 흐름을 생성하며 상기 유입 스플릿터의 분할 바닥 면적을 동일하게 설계하여 내부에 상기 제1 수직 공기의 흐름을 일정하게 유지하고 상기 복수의 셀들 각각에 있는 유입 개구공간을 통해 상기 제1 수직 공기를 수평 흐름으로 분배하여 수평 공기의 흐름을 생성하는 공기 유입관;
    상기 복수의 셀들 각각에 있는 유출 개구공간을 통해 상기 수평 공기를 유출시키고 상기 수직 적층 셀 스트링의 다른 일단을 수직으로 관통하도록 설치되어 상기 수평 공기를 공기 유출구에 설치된 유출 스플릿터를 통해 제2 수직 공기의 흐름을 생성하는 공기 유출관;
    상기 공기 유입관의 일단과 연결되어 상기 유입 스플릿터에 상기 제1 수직 공기를 제공하는 공기 유입 덕트; 및
    상기 공기 유출관의 일단과 연결되어 상기 유출 스플릿터로부터 상기 제2수직 공기를 입력받는 공기 유출 덕트를 포함하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수직 적층 셀 스트링은
    상기 복수의 셀들 각각에서 상기 공기 유입관의 접촉 부위에 상기 유입 개구공간을 배치하고 상기 공기 유출관의 접촉 부위에 상기 유출 개구공간을 배치함으로써 상기 제1 및 제2 수직 공기들의 순환을 생성하고, 상기 유입 개구공간 및 상기 유출 개구공간은 서로 마주보도록 설계되는 것을 특징으로 하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수직 적층 셀 스트링은
    상기 복수의 셀들의 중앙 대향 부위에 상기 공기 유입관 및 상기 공기 유출관을 배치하여 상기 수평 공기의 흐름이 상기 발열 객체를 경유하여 진행하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 공기 유입관은
    상기 복수의 셀들 중 가장 상부의 셀에서 가장 하부의 셀로 갈수록 셀 연결 부위에서 계단식으로 점점 면적을 감소시켜 상기 제1 수직 공기의 흐름을 생성하는 것을 특징으로 하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공기 유출관은
    상기 유출 스플릿터의 분할 바닥 면적을 동일하게 설계하여 상기 공기 유출관의 내부에 상기 제2 수직 공기의 흐름을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 공기 유출관은
    상기 복수의 셀들 중 가장 상부의 셀의 공기 유출 수평면적을 상기 복수의 셀들 중 가장 하부의 셀의 공기 유출 수평면적 보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 공기 유입 덕트 및 상기 공기 유출 덕트는
    상기 제1 수직 공기를 밀어내는 제1 압력 및 상기 제2 수직 공기를 끌어당기는 제2 압력을 제어하여 상기 제1 및 제2 수직 공기들의 순환속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기 유동 기반의 냉각 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048241A (ko) * 2001-12-11 2003-06-19 (주)에드모텍 냉각용 디스펜서를 갖춘 하우징
JP5033240B2 (ja) * 2007-11-09 2012-09-26 クヌール アーゲー ラックシステムおよびその環境状態を決定する方法
JP2017015386A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 慶照 曾 マシンラック空調ガイド機制
KR101889760B1 (ko) 2017-02-17 2018-08-22 주식회사 올스웰 에너지 저장 시스템용 냉각 장치
KR101919827B1 (ko) 2017-03-24 2018-11-21 주식회사 올스웰 대공간용 환기 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048241A (ko) * 2001-12-11 2003-06-19 (주)에드모텍 냉각용 디스펜서를 갖춘 하우징
JP5033240B2 (ja) * 2007-11-09 2012-09-26 クヌール アーゲー ラックシステムおよびその環境状態を決定する方法
JP2017015386A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 慶照 曾 マシンラック空調ガイド機制
KR101889760B1 (ko) 2017-02-17 2018-08-22 주식회사 올스웰 에너지 저장 시스템용 냉각 장치
KR101919827B1 (ko) 2017-03-24 2018-11-21 주식회사 올스웰 대공간용 환기 시스템

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