(57)【要約】【課題】複数の空調機を最適に制御しつつ、空調対象室を効率的に空調可能にする。【解決手段】サーバールーム内の必要空調量の変化に応じて、空調機の運転台数を増減させる。この場合、空調機の運転台数を増加する場合には、停止中の空調機のうちで、最も累積稼動時間が短いものを追加して起動させる。一方、空調機の運転台数を減少させる場合には、運転中の空調機のうちで、最も累積稼動時間が長いものを停止させる。【選択図】図１２
2010230210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面および天井面のうちの一方に給気部が他方に還気部が各々形成された空調対象室へ空調空気を給気するための空調システムであって、
前記給気部へ空調空気を給気するとともに前記還気部からの還気を取り込むための複数の空調機と、
情報処理機器を収容する複数のラックと、
前記情報処理機器に供給される電流を検出するための電流センサと、
前記空調対象室の温度を検出するための温度センサと、
前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記空調対象室への必要空調量を算出する空調量算出手段と、
前記空調量算出手段により算出された必要空調量の供給に必要な空調機稼働数を算出する空調機稼動数算出手段と、
前記複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化されるように、前記空調機稼動数算出手段により算出された空調機稼動数に基づいて前記複数の空調機の各々の起動および停止を制御する空調機制御手段とを備える、空調システム。
【請求項２】
前記空調対象室には、複数のラックから成るラック群が、前面同士が対向するように２列ずつ複数組設置されており、
前記空調システムは、
２列のラック群の前面同士に挟まれる第１の空間の床面に設けられた複数の給気部と、
前記空調機から前記空調対象室の床下空間に向けて吹き出された空調空気を強制的に前記複数の給気部に対して給気するために、前記空調対象室の床下空間に対して前記第１の空間別に設けられた複数の給気機器と、
前記ラック群の各々に設けられた前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記複数の給気部から給気すべき必要空調量を、前記第１の空間別に算出する第１空間空調量算出手段と、
前記第１空間空調量算出手段により算出された必要空調量の供給に必要な給気機器稼働数を前記第１の空間別に算出する給気機器稼動数算出手段と、
前記給気機器稼動数算出手段により算出された給気機器稼動数に基づいて、前記複数の給気機器の各々の起動および停止を前記第１の空間別に制御する給気機器制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記空調量算出手段は、前記第１空間空調量算出手段により算出された前記第１の空間別の必要空調量の総和を算出することにより、前記空調対象室への必要空調量を算出する、請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記空調機の累積稼動期間を各空調機別に記憶する記憶手段をさらに含み、
前記空調機制御手段は、前記空調機稼動数が不足するときには総稼動時間が最も短い空調機を優先起動させ、前記空調機稼動数が過剰であるときには総稼動時間が最も長い空調機を優先停止させる、請求項１〜３のいずれかに記載の空調システム。
【請求項５】
隣り合う前記２列のラック群の背面同士に挟まれる第２の空間の天井位置に、複数の還気部が設けられており、
前記空調システムは、
前記第２の空間別に設けられ、前記複数の還気部と連通する還気ダクトと、
前記第２の空間別に設けられた各還気ダクトと連通するヘッダダクトと、
前記空調機別に設けられ、前記ヘッダダクトおよび前記空調機の双方と連通する空調機ダクトとをさらに備える、請求項２〜４のいずれかに記載の空調システム。
【請求項６】
隣り合う前記２列のラック群の背面同士に挟まれる第２の空間には床下空間と連通する開口部が形成されており、
該開口部には、前記複数の給気部から前記ラック群へ給気された後に前記第２の空間へ排出された空気が床上から床下へ逆流することを阻止する逆止弁が設けられている、請求項２〜５のいずれかに記載の空調システム。
【請求項７】
前記第１の空間を挟む両側のラック群の上面間に渡される遮蔽体と、
前記第１の空間を挟む両側のラック群の末端に開閉自在に設けられる遮蔽扉とをさらに備える、請求項２〜６のいずれかに記載の空調システム。
【請求項８】
前記ラックの前面および背面には、空調空気を整流するための整流部が形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の空調システム。
【請求項９】
前記還気ダクトを開閉するために前記還気ダクト別に設けられた還気ダクト開閉部と、
前記空調機ダクトを開閉するために前記空調機ダクト別に設けられた空調機ダクト開閉部とをさらに備える、請求項５〜８のいずれかに記載の空調システム。
【請求項１０】
床面および天井面のうちの一方に給気部が他方に還気部が各々形成され、前記給気部へ空調空気を給気するとともに前記還気部からの還気を取り込むための複数の空調機が設置される空調対象室へ空調空気を給気するための空調制御方法であって、
ラックに収容された情報処理機器に供給される電流を検出するための電流センサと、前記空調対象室の温度を検出するための温度センサの検出値とに基づいて、前記空調対象室への必要空調量を算出し、
算出した必要空調量の供給に必要な空調機稼働数を算出し、
前記複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化されるように、算出した空調機稼動数に基づいて前記複数の空調機の各々の起動および停止を制御する、空調制御方法。
【請求項１１】
前記空調対象室には、複数のラックから成るラック群が、前面同士が対向するように２列ずつ複数組設置されており、
２列のラック群の前面同士に挟まれる第１の空間の床面に複数の給気部を設け、
前記空調機から前記空調対象室の床下空間に向けて吹き出された空調空気を強制的に前記複数の給気部に対して給気するために、前記空調対象室の床下空間に対して前記第１の空間別に複数の給気機器を設け、
前記ラック群の各々に設けた前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記複数の給気部から給気すべき必要空調量を、前記第１の空間別に算出し、
算出した必要空調量の供給に必要な給気機器稼働数を前記第１の空間別に算出し、
算出した給気機器稼動数に基づいて、前記複数の給気機器の各々の起動および停止を前記第１の空間別に制御する、請求項１０に記載の空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、床面および天井面のうちの一方に給気部が他方に還気部が各々形成された空調対象室へ空調空気を給気するための空調システムおよび空調制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の空調システムとして、たとえば、空調対象室の床面開口から吹き出す空調空気によって、空調対象室に設置された機器収納用ラックの廃熱を処理する空調システムが知られている。数多くのラックが配置される空調対象室には、床下チャンバを介して床面開口へ空調空気を送り込むための複数台の空調機が配備されることが多い。また、床下チャンバから床面開口に対して強制的に空調空気を送り込むファンが設けられる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空調対象室の熱負荷量は、室内のラック群に搭載する情報処理機器の数や情報処理機器の稼動状況などにより変化する。このため、空調対象室を効率的に空調するためには、熱負荷量の変動に応じて複数台の空調機を制御する必要がある。
【０００５】
しかしながら、室内の熱負荷量の変動に応じて複数の空調機を適当に稼動させたのでは、各空調機の累積稼動期間にバラつきが生じてしまう。その結果、他に比べて運転負担が過度に増大している空調機が存在した場合には、その寿命を必要以上に短くしてしまうなどの不都合が発生するおそれもある。
【０００６】
本発明は係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、複数の空調機を最適に制御しつつ、空調対象室を効率的に空調可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面に従う空調システムは、床面および天井面のうちの一方に給気部が他方に還気部が各々形成された空調対象室へ空調空気を給気するための空調システムであって、前記給気部へ空調空気を給気するとともに前記還気部からの還気を取り込むための複数の空調機と、情報処理機器を収容する複数のラックと、前記情報処理機器に供給される電流を検出するための電流センサと、前記空調対象室の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記空調対象室への必要空調量を算出する空調量算出手段と、前記空調量算出手段により算出された必要空調量の供給に必要な空調機稼働数を算出する空調機稼動数算出手段と、前記複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化されるように、前記空調機稼動数算出手段により算出された空調機稼動数に基づいて前記複数の空調機の各々の起動および停止を制御する空調機制御手段とを備える。
【０００８】
第１の局面によれば、空調対象室内の空調状態の変化に応じて空調機の稼動数が変化し、かつ、複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化される。
【０００９】
好ましい第２の局面に従えば、前記空調対象室には、複数のラックから成るラック群が、前面同士が対向するように２列ずつ複数組設置されており、前記空調システムは、２列のラック群の前面同士に挟まれる第１の空間の床面に設けられた複数の給気部と、前記空調機から前記空調対象室の床下空間に向けて吹き出された空調空気を強制的に前記複数の給気部に対して給気するために、前記空調対象室の床下空間に対して前記第１の空間別に設けられた複数の給気機器と、前記ラック群の各々に設けられた前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記複数の給気部から給気すべき必要空調量を、前記第１の空間別に算出する第１空間空調量算出手段と、前記第１空間空調量算出手段により算出された必要空調量の供給に必要な給気機器稼働数を前記第１の空間別に算出する給気機器稼動数算出手段と、前記給気機器稼動数算出手段により算出された給気機器稼動数に基づいて、前記複数の給気機器の各々の起動および停止を前記第１の空間別に制御する給気機器制御手段とをさらに備える。
【００１０】
第２の局面によれば、必要空調量が第１の空間別に算出され、第１の空間別に給気機器の起動および停止が制御される。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、空調対象室への必要空調量の供給に必要な空調機稼働数が算出され、しかも、複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化されるように、算出された空調機稼動数に基づいて複数の空調機の各々の起動および停止が制御される。このため、空調対象室内の複数の空調機を満遍なく稼動させつつ空調対象室を効率的に空調可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】空調システムを採用したサーバールーム１００の斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線矢印方向から見た断面平面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面平面図である。
【図４】ラック群の配置状態を説明するための図である。
【図５】ラック６の構成を説明するための図である。
【図６】ホットアイル開口１９に取り付けられるチャッキブレード部５０を説明するための図である。
【図７】給気部７に対応して設けられるブースタファン９の取付構造を説明するための図である。
【図８】空調システムの構成を示すブロック図である。
【図９】温度センサ１７の取り付け位置と、制御装置３０に入力される温度センサ１７および電流センサ１８の検出値とを説明するための図である。
【図１０】ブースタファン９および空調機４の稼動台数制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】空調機選択処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】空調機４の稼働台数制御に関する制御例を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係る空調システムを採用したサーバールーム１００の斜視図である。また、図２は、図１のＩ−Ｉ線矢印方向から見た断面平面図であり、図３は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面平面図である。
【００１５】
サーバールーム１００は、フリーアクセスフロア１と天井との間に形成された室内空間を有している。サーバールーム１００の床および天井は、各々、二重構造とされている。フリーアクセスフロア１の下には、空調空気を床面から給気するための床下給気チャンバ３が形成されている。一方、天井空間２には、廃熱空気を還気するための複数の還気ダクト１１と、各還気ダクト１１と連通するヘッダダクト１２とが配置されている（図２、図３参照）。
【００１６】
サーバールーム１００の壁面には、室内空気を排気するための排気ファン１６が取り付けられている。また、サーバールーム１００の空調機エリア７０には、複数の空調機４と加湿制御用の外調機１５とが設置されている。空調機エリア７０には、冗長性を持たせるために、サーバールーム１００の熱負荷量に対して十分に余裕のある台数の空調機４が設置されている。
【００１７】
なお、本実施の形態では、サーバールーム１００に設置されるすべての空調機４は、吹出口から吹き出す冷気の温度および吹出風量を含めて同一の空調能力を有するものとしている。
【００１８】
空調機４の吸込口には、空調機ダクト２５の一方端が各空調機４別に取り付けられている。空調機ダクト２５の他方端は、還気ダクト１１とヘッダダクト１２とが連通する箇所で、還気ダクト１１とヘッダダクト１２との双方と連通している。各還気ダクト１１には、還気ダクト１１を開閉するための還気モータダンパ１３が設けられている。また、各空調機ダクト２５には、空調機ダクト２５を開閉するための空調機モータダンパ１４が設けられている。図１には、４本の還気ダクト１１に対して３本の空調機ダクト２５および３台の空調機を配置した例が示されている。
【００１９】
なお、各還気ダクト１１に対応させて空調機ダクト２５を設けてもよく、あるいは、還気ダクト１１の総数と、空調機ダクト２５の総数とを対応させて設けてもよい。また、隣り合う還気ダクト１１の中間位置にのみ、空調機ダクト２５を設けることにより、還気ダクト１１の数と空調機ダクト２５の数とが２：１の割合になるようにしてもよい。
【００２０】
フリーアクセスフロア１には、複数のラック６から成るラック群が、その前面同士が対向するように２列ずつ複数組設置されている。
【００２１】
図１に示すフリーアクセスフロア１には、合計４列のラック群が設置されており、図面に向かって左側が拡張用スペースとされている。ラック６には、サーバやルータ等の情報処理機器が収納される。また、各ラック列には、収納された情報処理機器の消費電力を算出するための電流センサ１８（図８参照）が取り付けられている。
【００２２】
図３に示すように、各列のラック群は、隣り合う２つの還気ダクト１１の間に、前面同士が対向する１組のラック群が位置するように、所定間隔で配置されている。その結果、図３に示すように、前面同士が対向する一組のラック群に挟まれた第１の空間１０と、隣り合う各組のラック群に挟まれた第２の空間２０とが交互に形成されている。以下、第１の空間１０をコールドアイル１０と称し、第２の空間２０をホットアイル２０と称する。
【００２３】
コールドアイル１０の床面により第１の通路部が構成され、ホットアイル２０の床面により、第２の通路部が構成されている。なお、コールドアイル１０およびホットアイル２０の少なくとも一方は、人が通行できない程度のラック間隔にして、より多くのラック群をサーバールーム１００内に設置できるようにしてもよい。
【００２４】
図２および図３に示すように、コールドアイル１０の床面には、複数の給気部７が第１の通路部の中央に沿って所定間隔で設けられている。これら複数の給気部７は、それぞれ、床下給気チャンバ３と連通している。床下給気チャンバ３には、各給気部７に対して空調空気を強制的に送り込むための複数のブースタファン（加圧冷気吹き出し用ファン）９が設けられている。本実施の形態では、床下給気チャンバ３に設けられるすべてのブースタファン９は、同一の送風能力を有する。
【００２５】
なお、図３では、１つの給気部７に対応させて１つのブースタファン９を設けているが、各給気部７に対して２つあるいは２以上の複数のブースタファン９を設けてもよい。あるいは、給気部７別にブースタファン９を設けるのではなく、隣り合う給気部７の中間に対応する位置に１つのブースタファン９を設けてもよい。また、給気部７を第１の通路部に対して１列で設けるのではなく、２列で設けてもよい。
【００２６】
図４に示されるように、コールドアイル１０を挟んで前面同士が対向する１組のラック群の上方位置には、コールドアイル１０の上方を遮蔽するための遮蔽天板２１が渡されている。また、コールドアイル１０の両端、すなわち、第１の通路部両端には、コールドアイル１０の両端を遮蔽するための遮蔽扉２２が開閉自在に取り付けられている。なお、図４では、コールドアイル１０の他方端側の遮蔽扉２２の図示を省略している。
【００２７】
このように、サーバールーム１００内は、ラック群の吸気側であるコールドアイル１０と、ラック群の排気（廃熱）側であるホットアイル２０とに区画され、かつ、コールドアイル１０が密閉構造になっている。その結果、コールドアイル１０では、給気部７から流入した空調空気がコールドアイル１０を挟む双方のラック群へ効率的に給気される。
【００２８】
図２に「Ｔ」の文字で示すように、各ラック列には、所定間隔で温度センサ１７が取り付けられている。この温度センサ１７は、図３に示すように、ラック６の背面側、すなわち、ホットアイル２０側に対して、取り付け高さを異ならせて複数箇所に取り付けられる。各温度センサ１７から延びる配線は、床下給気チャンバ３を経由し、近傍機械室内に別途設けた制御盤へと引き廻されて、制御盤内に搭載された制御装置３０（図８参照）に接続されている。
【００２９】
なお、図２には、２台のラック６毎に温度センサ１７を取り付ける例が示されているが、この間隔に限定されない。たとえば、所定距離毎に温度センサ１７を取り付けてもよい。あるいは、ラック６毎に温度センサ１７を取り付けてもよい。また、図３には、ラック６の上段、中段、下段位置に３箇所ずつ取り付ける例が示されているが、この例に限定されない。たとえば、１箇所だけ（たとえば、中段位置）に温度センサ１７を取り付けてもよく、あるいは、取り付け高さの異なる４箇所以上のポイントの各々に温度センサ１７を取り付けてもよい。
【００３０】
また、温度センサ１７をコールドアイル１０側、すなわち、ラック６の前面側に取り付けてもよく、あるいは、ラック６内部に取り付けてもよい。あるいはまた、温度センサ１７をラック６に取り付けるのではなく、還気部８に取り付けてもよい。ただし、温度センサ１７をコールドアイル１０側に取り付けると、床から吹き出した一定の温度の空調空気に接するのみで、空調空間の温度変化を正確に検出することができないおそれがある。また、温度センサ１７をラック６の内部に取り付けた場合には特定のラック６のみの検出結果しか得られないために、空調空間の温度変化を正確に検出することができないおそれがある。それゆえ、温度センサ１７をラック６のホットアイル２０側に設けるのが望ましい。
【００３１】
ホットアイル２０の床面には、床下給気チャンバ３と連通する複数のホットアイル開口１９が所定間隔で設けられている。ホットアイル開口１９から床上には、床下給気チャンバ３の空調空気が流入する。一方、ホットアイル２０の天井部分には、排気を取り込んで還気ダクト１１へ送り込むための複数の還気部（廃熱還気用開口）８が所定間隔で設けられている。
【００３２】
なお、図１の拡張用スペースにも右端の還気ダクト１１に対応する還気部８が予め設けられている。拡張用スペースには、さらに、給気部７、ホットアイル開口１９、およびブースタファン９が予め設けられている。ただし、拡張用スペースに対応する給気部７、ホットアイル開口１９、およびブースタファン９のうちの少なくとも１つについては、ラック群を増設する工事の際に設けるようにしてもよい。
【００３３】
図２に示すように、空調機４の吹出口４１からは、空調空気が吹き出される。吹出口４１には、給気温度を検出するための給気温度センサ２４（図８参照）が設けられている。
【００３４】
空調機４の吹出口４１から床下給気チャンバ３へと吹き出された空調空気は、給気部７あるいはホットアイル開口１９から床上に流入する。床上に流入する空調空気の総量は、空調機４およびブースタファン９の稼動数によって変化する。また、床上に流入する空調空気量は、作動しているブースタファン９の位置に応じて異なる。すなわち、ブースタファン９が作動しているコールドアイル１０は、ホットアイル２０よりも流入する空調空気量が多くなる。また、複数のコールドアイル１０の内でも、床面に設けられたブースタファン９の稼動数が多いコールドアイル１０程、流入する空調空気量が多くなる。
【００３５】
各々のコールドアイル１０へ流入した空調空気は、コールドアイル１０を挟む双方のラック群の各々のラック６の前面を介して取り込まれ、内部に載置された情報処理機器を冷却し、ラック６の上面および背面からホットアイル２０へ排出される。ホットアイル２０へ排出された熱気は上昇し、天井部分に形成された還気部８から還気ダクト１１に案内される。還気ダクト１１に案内された熱気は、ヘッダダクト１２、および空調機ダクト２５を介して空調機４の吸込口へと案内される。各空調機４の吸込口には、還気温度を検出するための還気温度センサ２３（図８参照）が設けられている。
【００３６】
図１では、たとえば、拡張用スペースに位置する最も左の還気ダクト１１のみについて、還気モータダンパ１３が閉じられている。また、左から２つ目の空調機ダクト２５のみについて、空調機モータダンパ１４が閉じられ、かつ、これに対応する空調機４のみについて稼動（運転）が停止（待機状態）している。
【００３７】
この場合、サーバールーム１００内の熱気は、４本の還気ダクト１１のうち、専ら右３本の還気ダクト１１により収集される、収集された熱気は、ヘッダダクト１２によって左端の空調機ダクト２５と右端およびその隣の空調機ダクト２５とに分配されて、各々の空調機ダクト２５に対応する空調機４に取り込まれる。
【００３８】
たとえば、図１の拡張用スペースに対してラック群を増設した場合には、左端の還気ダクト１１の還気モータダンパ１３を開くことによって、増設したラック群からの熱気を還気ダクト１１により収集することが可能である。この場合、増大する熱負荷量に応じて、左端の空調機ダクト２５を開き、かつ、これに対応する待機状態（停止状態）にある空調機４を稼動させることにより、ラック群の増設にも対応できる。
【００３９】
図５は、ラック６の構成を説明するための図である。特に、図５（Ａ）は、ラック６の天板６２を上から見た平面図であり、図５（Ｂ）はラック６の断面図であり、図５（Ｃ）はラック６の正面図である。
【００４０】
ラック６の内部には、情報処理機器６８を搭載するための複数の棚が設けられ、また、各情報処理機器６８に接続される通信ケーブルや、ラック６に取り付けられる温度センサ１７（図２参照）等のセンサケーブルを床下給気チャンバ３へ案内するためのケーブル取込用開口６５が形成されている。
【００４１】
ラック６の天板６２には、ラック６内の熱気を上部から排気するための天板熱気排出口６９が形成されている。天板熱気排出口６９には、異物がラック内部に落ち込まないように金網あるいはルーバーが設けられている。また、ラック６の前面扉６１および背面板６３には、幅の狭いルーバーブレード（羽根状板）６４が横方向に一定の間隔および一定の角度で複数枚取り付けられたルーバー状の構造が採用されている。
【００４２】
前面扉６１側のルーバーブレード６４は、床面から吹き上がる冷気を効率的に取込むために、ラック外側から内側に向けて上向きに傾斜が付けられており、冷気取込みの際には下から上に冷却空気が吹き上がる構造となっている。一方、背面板６３側のルーバーブレード６４は、ラック内部の熱気を効率的に排出するために、ラック内側から外側に向けて上向きに傾斜が付けられており、熱気排出の際には下から上に熱気が立ち昇る構造になっている。
【００４３】
図５（Ｃ）に示すように、ルーバーブレード６４には、格子状に多数のパンチング開口が形成され、パンチング開口を介してラック６の内部を視認可能にされている。このため、ラック６の内部に収納された情報処理機器６８のインジケータランプ等をラック外部から容易に確認できる。なお、パンチング開口のサイズは、ラック外部からボールペン等の棒状の異物が入らない程度の小さなサイズである。なお、ルーバーブレード６４は、曲面を持たせた形状としてもよい。
【００４４】
ラック６の前面に位置する給気部７からは、床下給気チャンバ３内の空調空気が供給される。なお、給気部７の下方には、給気部７から供給される空調空気を通路部の左右に設置された双方のラック６の前面側へ案内するための可動式床下ルーバー部５９が設けられている（図７参照）。前面扉６１部分に案内された空調空気は、ルーバーブレード６４により整流されてラック内部棚に搭載された情報処理機器６８へとスムーズに誘引される。ラック６の内部で情報処理機器６８を冷却した後の熱気は、背面板６３に設けられたルーバーブレード６４により整流されてラック６の背面から排気される。あるいは、また、ラック６の天板６２に形成された天板熱気排出口６９から排出される。
【００４５】
ラック６の前面に位置する給気部７から供給された空調空気は、ラック６の前面扉６１部分のルーバーブレード６４により整流されてラック内部棚に搭載された情報処理機器６８へとスムーズに誘引される。ラック６の内部で情報処理機器６８を冷却した後の熱気は、背面板６３に設けられたルーバーブレード６４により整流されてラック６の背面から排気される。あるいは、また、ラック６の天板６２に形成された天板熱気排出口６９から排出される。
【００４６】
ラック６の背面側に対応するフリーアクセスフロア１には、ホットアイル開口１９が設けられているために、ホットアイル開口１９から流入する空調空気によって、ラック６の背面および上部から排出された熱気は速やかにその上方に設けた還気部８（図３参照）により収集される。
【００４７】
以上により、ラック６内に冷気が容易に誘引され、またラック６から熱気が容易に排出されるため、効率的な冷却を行なうことが可能となる。
【００４８】
図６は、ホットアイル開口１９に取り付けられるチャッキブレード部５０を説明するための図である。特に図６（Ａ）は、チャッキブレード部５０が取り付けられたホットアイル開口１９の断面図であり、図６（Ｂ）は、チャッキブレード部５０の斜視図であり、図６（Ｃ）は、チャッキブレード部５０に設けられるチャッキブレード５の構造図である。また、図６（Ｄ）は、チャッキブレードの変形例を示す図である。
【００４９】
図６（Ｃ）に示すように、チャッキブレード５は、一方端が上向きに曲げられたブレード５３と、ブレード５３の他方端に設けられるカウンタウェイト５２と、ブレード５３およびカウンタウェイト５２を所定角度だけ図面に向かって半時計方向に回動自在に軸支するシャフト５１とから成る。
【００５０】
図６（Ｂ）に示すように、チャッキブレード部５０の上部には、一方向に複数の羽状のチャッキブレード５が取り付けられている。チャッキブレード部５０は、図６（Ａ）に示すように、ホットアイル開口１９のグレーチング５４下方に対して取り付けられる。
【００５１】
ホットアイル開口１９が床下給気チャンバ３からの風圧を受けるときには、カウンタウェイト５２の荷重に抗してブレード５３が半時計廻り方向に所定角度だけ回転し、床下給気チャンバ３からの冷却空気がホットアイル開口１９を通じて床上に流入する。これに対して、ホットアイル開口１９が床上からの風圧を受けるときには、ブレード５３が時計廻り方向に所定角度だけ回転し、水平方向にて静止することにより、ホットアイル開口１９が閉塞される。
【００５２】
その結果、通常は、ホットアイル開口１９を通じてホットアイル２０に対して空調空気を流入させることができる一方で、床下と床上との風圧関係が逆転した場合には、チャッキブレード５が逆止弁として機能し、床上の熱気がホットアイル開口１９を通じて床下給気チャンバ３へ逆流するショートサーキットの発生を防止できる。
【００５３】
図６（Ｄ）に示すチャッキブレード５５は、一枚板のブレード部材の一方端をシャフト挿入用の軸として螺旋状に成形した部分により、図６（Ｃ）に示すカウンタウエイト５２と同等の機能を持たせている。チャッキブレード５５は、図６（Ｃ）に示すチャッキブレード５と比較すると、製造時の加工性が向上されている。このチャッキブレード５５をチャッキブレード５に代えて、チャッキブレード部５０に取り付けることにより、チャッキブレード５と同様に逆止弁として機能する。
【００５４】
なお、ホットアイル開口１９に対してチャッキブレード部５０を設ける代わりに、制御装置３０により制御される、開閉自在なシャッター部を設けてもよい。この場合、シャッター部に風圧センサを設けるとともにそのセンサ値を制御装置３０に入力し、制御装置３０が風圧の変化を検出してシャッター部を開閉制御してもよい。
【００５５】
図７は、給気部７に対応して設けられるブースタファン９の取付構造を説明するための図である。特に、図７（Ａ）は、図１のＩ−Ｉ線矢印方向から見た給気部７付近の断面図である。また、図７（Ｂ）は、接続チャンバ５７に対してファン用ダクト５５を経由して取り付けられるブースタファン９の斜視図である。
【００５６】
図７（Ａ）に示すように、給気部７に取り付けられたグレーチング５４の下方には、可動式床下ルーバー部５９が取り付けられている。可動式床下ルーバー部５９には、床下から給気される空調空気を整流するための多数のルーバーが設けられている。可動式床下ルーバー部５９に設けられたルーバーの傾斜角は、手動操作で調整可能に構成されている。可動式床下ルーバー部５９の下方には、図６に示したチャッキブレード部５０が取り付けられている。たとえば、給気部７に対応するブースタファン９が稼動していないときには、床上の熱気が給気部７を通じて床下給気チャンバ３へ逆流するショートサーキットが発生するおそれがある。そこで、本実施の形態では、チャッキブレード部５０を可動式床下ルーバー部５９の下方に設けることによって、ショートサーキットの発生を防止している。
【００５７】
チャッキブレード部５０の下方には、上部が開口した接続チャンバ５７が接続されている。接続チャンバ５７の一側面に設けられた開口には、ファン用ダクト５５の一方端が接続されている。ファン用ダクト５５は、ブースタファン９から吹き出される空気を接続チャンバ５７へ流入させるためのダクトである。ファン用ダクト５５の他方端は、ブースタファン９の筐体の一側面に設けられた開口と接続されている。ブースタファン９の筐体は、吊り材５６によってフリーアクセスフロア１に吊り下げられている。
【００５８】
床下給気チャンバ３に供給された空調空気は、ブースタファン９の筐体の内部に設けられた送風機構によって、ブースタファン９の吸込口５８から吸い込まれる。吸込口５８によって吸い込まれた空調空気は、ファン用ダクト５５を介して接続チャンバ５７に流入する。接続チャンバ５７に流入した空調空気は、チャッキブレード部５０に設けられたチャッキブレード５５のブレード５３部分を押し上げて上昇し、可動式床下ルーバー部５９により整流される。このルーバーは、図７（Ｂ）に示されるように、可動式床下ルーバー部５９の中央付近を境にして左右で逆方向の傾斜角が付けられている。これにより、可動式床下ルーバー部５９に案内された空調空気は、コールドアイル１０に位置する通路部の左右に設置された双方のラック６の前面へと分配される。
【００５９】
図８は、本実施の形態に関わる空調システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態では、制御装置３０によって、各空調機４の起動および停止が空調機４別に制御される。また、各空調機４の起動および停止に連動して、対応する空調機モータダンパ１４が制御装置３０により開閉制御される。さらに、制御装置３０によって、各ブースタファン９の起動および停止がブースタファン９別に制御される。制御装置３０は、たとえば、近傍機械室内に別途設けた制御盤に搭載されている。しかし、これに代えて、建物内の別フロアに設置された監視装置により制御装置３０を構成してもよい。あるいは、制御装置３０をラック６内に搭載してもよい。また、複数の空調機４のいずれかに付随して搭載されたコントローラにより制御装置３０を構成してもよい。いずれにしても、制御装置３０は、格納されたプログラムに基づいて一定の処理を実行するマイクロコンピュータを含む。
【００６０】
制御装置３０は、サーバールーム１００内に設置された各空調機４および各空調機モータダンパ１４と配線接続されている。また、制御装置３０は、床下給気チャンバ３に設けられた各ブースタファン９、各ラック列に取り付けられた各電流センサ１８および各温度センサ１７と配線接続されている。さらに、制御装置３０は、空調機４に取り付けられた還気温度センサ２３および給気温度センサ２４と配線接続されている。なお、図８では、還気温度センサ２３と給気温度センサ２４とを１つずつ示しているが、実際には、各空調機４の台数分に相当する数の還気温度センサ２３および給気温度センサ２４と制御装置３０とが配線接続されている。これらの接続用の配線は、たとえば、床下給気チャンバ３内を引き廻されている。
【００６１】
制御装置３０は、制御部３１とデータ入力部３２とを含む。制御部３１は、空調機４および空調機モータダンパ１４を制御する空調機制御部３３と、ブースタファン９を制御するブースタファン制御部３４とを含む。データ入力部３２は、電流センサ１８の検出値を入力する電流データ入力部３５と、温度センサ１７、還気温度センサ２３、および給気温度センサ２４の検出値を入力する温度データ入力部３６とを含む。
【００６２】
ブースタファン制御部３４は、電流データ入力部３５に入力された電流センサ１８の検出値と、温度データ入力部３６に入力された温度センサ１７の検出値とに基づいて、前面同士を向かい合わせて設置した（コールドアイル１０を構成する）２列のラック群６０，６０別に必要空調量を算出する。続いて、ブースタファン制御部３４は、算出した必要空調量に基づいて、稼動状態とするブースタファンの数をコールドアイル１０別に算出する。
【００６３】
ブースタファン制御部３４は、算出結果に応じて、コールドアイル１０別にブースタファン９を稼動させる。その結果、必要空調量に満たないコールドアイル１０においては、必要空調量を満たすために必要な台数のブースタファン９が新たに稼動し始める。逆に、必要空調量に対して所定の閾値を超える過剰な空調量が供給されているコールドアイル１０においては、必要空調量を満たすのに必要なブースタファン９の数と現在稼動しているブースタファン９の数との差に相当する数のブースタファン９の駆動が停止する。
【００６４】
空調機制御部３３は、サーバールーム１００全体の必要空調量を算出し、その算出結果に基づいて複数の空調機４の稼動あるいは停止を制御する。サーバールーム１００全体の必要空調量を算出する手法として、たとえば、次の２つの方法が考えられる。
【００６５】
第１の手法は、ブースタファン制御部３４によりコールドアイル１０別に算出された必要空調量の総和を求め、求めた値に対して所定の補償値を加算した値をサーバールーム１００全体の必要空調量とする手法である。補償値を加算するのは、床下給気チャンバ３から供給される空調空気がブースタファン９に対応する給気部７以外で消費（たとえば、ホットアイル開口１９等）されることによる損失分を考慮する必要があるためである。
【００６６】
第２の手法は、各空調機４に取り付けた還気温度センサ２３および給気温度センサ２４の検出値を用いて、サーバールーム１００内の熱負荷量を求め、求めた熱負荷量に基づいてサーバールーム１００全体の必要空調量を算出する手法である。この場合、還気温度センサ２３および給気温度センサ２４により、前記空調対象室の温度を検出するための温度センサが構成される。
【００６７】
なお、第２の手法を採用する場合、コールドアイル１０別にブースタファン制御部３４が算出した必要空調量の総和を求め、その総和よりも第２の手法によって算出された必要空調量が大きいか否かを空調機制御部３３が判別する制御を加えることが望ましい。空調機４から床下給気チャンバ３に供給される空調量が、コールドアイル１０別の必要空調量の総和に満たないと、床上の熱気が還気ダクトに回収されることなく床上と床下との隙間部分を介して床下給気チャンバ３に逆流するようなショートサーキットが生じてしまうためである。このようなショートサーキットが発生すると、各コールドアイル１０には想定している温度の冷却空気が供給されず、冷却効率が低下する。
【００６８】
なお、本実施の形態では、ホットアイル開口１９を通じたショートサーキットの発生を防止するために、ホットアイル開口１９に逆止弁（チャッキブレード５）が設けられている。
【００６９】
空調機制御部３３は、第１、第２あるいはその他の手法によりサーバールーム１００全体の必要空調量を算出した後、算出した必要空調量と、現在稼動している空調機４による供給空調量とを比較する。そして、供給空調量が必要空調量に満たない場合、必要空調量を満足する台数の空調機４を新たに稼動させる。逆に必要空調量に対して所定の閾値を超える過剰な空調量が供給されている場合、供給空調量と必要空調量との差を閾値以下にする台数の空調機４の稼動を停止させる。また、空調機制御部３３は、空調機４を稼動あるいは停止させる際に、対象の空調機４に対応する空調機モータダンパ１４を開閉制御する。
【００７０】
空調機制御部３３は、空調機４を新たに稼動し、あるいは停止させる場合に、各空調機４の累積稼動時間が平準化されるように、稼動あるいは停止させるべき空調機４を選択する。その結果、各空調機４への空調負荷を分散させることができる。累積稼動時間が平準化させるための制御内容については後述する。
【００７１】
図９は、温度センサ１７の取り付け位置と、制御装置３０に入力される温度センサ１７および電流センサ１８の検出値とを説明するための図である。特に、図９（Ａ）は、１２台のラック６から成る１列のラック群に対する温度センサ１７の取り付け位置を示す図である。図９（Ｂ）は、３つのコールドアイル１０を形成する６つのラック列（１Ｌ，１Ｒ，２Ｌ，２Ｒ，３Ｌ，３Ｒ）を示す図である。図９（Ｃ）は、制御装置３０が温度センサ１７および電流センサ１８の検出値を各ラック列別に記憶するための検出値テーブルの概念図である。
【００７２】
図９（Ａ）に示されるように、１２台のラックを並べて成るラック列には、所定間隔（たとえば、３メートル）毎に、温度センサ１７がラック６の上段、中段、下段の各々に対して取り付けられる。たとえば、制御装置３０は、図９（Ａ）に示すように、各温度センサ１７を［ＴＨ１，ＴＭ１，ＴＬ１］、［ＴＨ２，ＴＭ２，ＴＬ２］、［ＴＨ３，ＴＭ３，ＴＬ３］［ＴＨ４，ＴＭ４，ＴＬ４］として、各列のラック群別に識別している。なお、既に説明したように、温度センサ１７の取り付け箇所は、ラック６の背面側（ホットアイル側）である。
【００７３】
制御装置３０は、図９（Ｂ）に示すように、コールアイル１０を形成する２列のラック群をペアにして、各列のラック群を［１Ｌ，１Ｒ］，［２Ｌ，２Ｒ］，［３Ｌ，３Ｒ］として識別している。なお、図９（Ｂ）では、フリーアクセスフロア１に形成される給気部７やホットアイル開口１９等の図示を省略している。
【００７４】
制御装置３０は、たとえば、予め定めた検出値格納条件（たとえば、所定時間の経過）が成立する毎に、各列のラック群に取り付けられた複数の温度センサ１７、およびラック群毎に取り付けられた電流センサ１８（図８参照）より、検出値のデータを入力する。制御装置３０は、入力したデータを検出値テーブルに格納する。検出値テーブルは、制御装置３０が備えるメモリ内に構成されている。図９（Ｃ）に示すように、検出値テーブルは、ラック列別に温度センサおよび電流センサの検出値を格納するための複数の領域を有する。
【００７５】
制御装置３０は、検出値テーブルに格納したデータを用いて、現在のサーバールーム１００内の空調状況を算出し、必要に応じて空調機４およびブースタファン９の稼動台数を変更する。
【００７６】
なお、図９では、１列当りのラック数を１２とし、かつ、ラック列が６である場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態に係る空調システムは、このような場合に限定されるものではない。すなわち、１列当りのラック数およびラック列数は、必要に応じて随時変更可能であって、本実施の形態に係る空調システムは、そのいずれの場合にも適用可能である。
【００７７】
図１０および図１１は、ブースタファン９および空調機４の稼動台数制御の手順を説明するためのフローチャートである。制御装置３０は、以下の処理手順に従う処理を実行する。はじめに、各温度センサ１７、各還気温度センサ２３、および各給気温度センサ２４から温度データが入力される（Ｓ１）。次に、各電流センサ１８から電流データが入力される（Ｓ２）。制御装置３０は、各温度センサ１７および各電流センサ１８の入力データをメモリ内の図９（Ｃ）に示した検出値テーブルに格納する。また、制御装置３０は、各還気温度センサ２３、および各給気温度センサ２４の入力データを空調機４別に記憶する。
【００７８】
次に、各温度センサ１７、各還気温度センサ２３、各給気温度センサ２４、および各電流センサ１８からの入力データに、予め定めた異常判別値を超える異常値が存在するか否かが判断される（Ｓ３）。異常値が存在すると判断された場合には、制御装置３０からセンサ別の警報信号が出力される（Ｓ４）。この警報信号に基づいて制御装置３０の警報ランプが点灯する。あるいは、制御装置３０から警報音が発生する。または、この警報信号は、制御装置３０に対して有線あるいは無線接続された他の監視装置等に対して出力される。
【００７９】
次に、入力された各温度センサ１７からの温度データに基づいて、コールドアイル１０を構成する２列のラック群別に、標準温度が算出される（Ｓ５）。標準温度は、各温度センサ１７の検出値に重み付けをし、その重み付けデータの平均を求めることによって算出される。なお、各温度センサ１７に対応する重みの大きさは、搭載されている情報処理機器による熱負荷の大きさを考慮して、管理者が制御装置３０において温度センサ１７別に任意に設定可能である。次に、入力された電流データに基づいて、コールドアイル１０を構成する２列のラック群別に、処理必要熱量が算出される（Ｓ６）。
【００８０】
次に、算出された標準温度、処理必要熱量、およびコールドアイル１０の空間サイズ（気積）に基づいて、コールドアイル１０を構成する２列のラック群別に必要空調量が算出される（Ｓ７）。
【００８１】
次に、ブースタファン９の１台当たりの送風能力と、Ｓ７で算出された必要空調量とに基づいて、必要なブースタファン台数がコールドアイル１０別に算出される（Ｓ８）。なお、制御装置３０は、ブースタファン１台当りの送風能力を自身が備えるメモリに予め記憶している。
【００８２】
次に、コールドアイル１０別に算出した必要風量の合算値が、ブースタファン９の必要トータル風量ＱＢＦとして算出される（Ｓ９）。次に、空調機４の必要トータル風量ＱＡＨＵが算出される（Ｓ１０）。この処理では、床上の熱気が床下給気チャンバ３へ流入するショートサーキットの発生を防止するために、空調機４の必要トータル風量ＱＡＨＵとして、ブースタファン９の必要トータル風量ＱＢＦよりも大きい値が算出される。たとえば、Ｓ９で算出されたＱＢＦに対して予め定めた余剰値を加えた値がＱＡＨＵとして算出される。
【００８３】
次に、算出されたＱＡＨＵと空調機４の１台当たりの空調風量（空調機単体風量）ｑＡＨＵとに基づいて、必要空調量の供給に必要な空調機台数が算出される（Ｓ１１）。このとき、制御装置３０は、入力された還気温度センサ２３の検出値と給気温度センサ２４の検出値との差分である「Ｔｒａ−Ｔｓａ」を各空調機４別に求めた上で、その平均値を算出し、その平均値と基準値とに基づいて、新たに空調機４を起動する状態であるか、あるいは稼動中の空調機４を停止させる状態であるかを確認する。なお、基準値は予め制御装置３０に記憶されている。たとえば、基準値よりも平均値の方が所定の閾値を超えて大きい場合には、空調機４を新たに起動する必要ありと判断する。逆に、基準値よりも平均値の方が小さく、かつその差が所定の閾値を超える場合には、空調機４を停止する必要ありと判断する。
【００８４】
次に、空調機選択処理が実行される（Ｓ１２）。なお、制御装置３０は、空調機４の１台当たりの空調風量ｑＡＨＵと吹出口４１から吹き出す空調空気の温度とを自身が備えるメモリに予め記憶している。
【００８５】
図１１を参照して、空調機選択処理を詳細に説明する。まず、現在の空調機稼動台数は、Ｓ１１で算出された必要空調機台数に満たないか否かが判断される（Ｓ２１）。現在の空調機稼動台数が、Ｓ１１で算出された必要空調機台数に満たない場合には、停止している空調機４のうちで累積稼動時間が最も短いものから優先的に、起動対象として選択される（Ｓ２２）。たとえば、新たに２台の空調機４を起動させる必要がある場合には、現在停止している空調機４のうちで最も累積稼動時間が短いものと、その次に稼動時間が短いものとが起動対象として選択される。
【００８６】
空調機４の累積稼動時間は、空調機４別に制御装置３０のメモリ内に記憶されている。制御装置３０は、稼動中の空調機４を対象にして、対応する累積稼動時間を随時更新する。そして、空調機４の稼動を停止させたときに、対応する空調機４の累積稼動時間の計時を停止する。制御装置３０が記憶する累積稼動時間は、たとえば、サーバールーム１００に対して新たに空調機４を設置したときを基準とした累積時間である。
【００８７】
しかしながら、メンテナンス等が行なわれた空調機４の累積稼動時間については、その段階で累積稼動時間のデータをリセットすることができるように制御装置３０を構成してもよい。あるいは、制御装置３０に対して所定のリセット操作をすることによって、操作者が希望する空調機４を対象にしてその累積稼動時間のデータをリセットできるようにしてもよい。また、所定期間が経過する毎に制御装置３０が自律的にすべての空調機４の累積稼動時間のデータをリセットするようにしてもよい。所定期間は、たとえば、１日、１ヶ月、１年など、任意に設定できるようにしてもよい。つまり、本実施の形態における累積稼動時間は、サーバールーム１００に対して新たに空調機４を設置したときを基準として計時される時間に限られるものではない。
【００８８】
Ｓ２１においてＮＯと判断された場合、現在の空調機４の稼動台数は、Ｓ１１で算出された必要空調機台数を超えているか否かが判断される（Ｓ２３）。現在の空調機４の稼動台数がＳ１０で算出された必要空調機台数を超えている場合には、稼動している空調機４のうちで累積稼動時間が最も長いものから優先的に、停止対象として選択される（Ｓ２４）。たとえば、新たに２台の空調機４を停止させる必要がある場合には、現在稼動している空調機４のうちで最も累積稼動時間が長いものと、その次に稼動時間が長いものとが停止対象として選択される。
【００８９】
Ｓ２３においてＮＯと判断された場合、すなわち、現在の空調機４の稼動台数がＳ１１で算出された必要空調機台数と一致している場合には、稼動中の空調機４の中に予め定めた連続稼動時間を超えて稼動している空調機４が存在するか否かが判断される。たとえば、サーバールーム１００に対する必要空調量が長期に亘って変化しないような場合には、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理のみでは、稼動・停止させる空調機４の入れ替えが生じない。このような場合、各空調機４の累積稼動時間に偏りが生じるおそれがある。そこで、Ｓ２５では、このような場合でも、各空調機４の累積稼動時間に偏りが生じないようにするために、所定時間連続稼動している空調機４を検出する。
【００９０】
Ｓ２５において、ＹＥＳと判断された場合には、該当する空調機４が停止対象として選択される（Ｓ２６）。そして、これに代えて、停止している空調機４のうちで累積稼動時間が最も短いものから優先的に、起動対象として選択される（Ｓ２７）。
【００９１】
Ｓ２２、Ｓ２４、またはＳ２７の後、空調機選択処理が終了する。なお、必要空調機台数が頻繁に変動することが明らかな場合には、Ｓ２５〜Ｓ２７の処理を省いてもよい。
【００９２】
図１０に戻り、Ｓ１２で起動あるいは停止させる空調機４が選択された後、選択された空調機を起動あるいは停止させる処理が実行される（Ｓ１３）。これにより、起動させる空調機４に対しては起動信号が出力され、またその空調機４に対する空調機モータダンパ１４にはダクトを開放させるための信号が出力される。また、停止させる空調機４に対しては稼動停止信号が出力され、またその空調機４に対する空調機モータダンパ１４にはダクトを閉鎖させるための信号が出力される。
【００９３】
次に、Ｓ８において算出された必要ブースタファン台数に基づいて、コールドアイル１０別にブースタファン９が制御される（Ｓ１４）。たとえば、あるコールドアイル１０に対する必要ブースタファン台数が６台で現状のブースタファン稼動数が５台の場合には、停止中のブースタファン９のうちの１つに対して起動信号が出力される。また、あるコールドアイル１０に対する必要ブースタファン台数が３台で現状のブースタファン稼動数が５台の場合には、稼動中のブースタファン９のうちの２つに対して停止信号が出力される。
【００９４】
なお、停止あるいは起動させるブースタファンの選択は、コールドアイル１０内のブースタファンの累積稼動時間が平準化されるように、図１１に示した空調機選択処理と同様の制御手順により行なってもよい。あるいは、予めブースタファンの稼動数とこれに対応して稼動させるブースタファンとを定めておいてもよい。たとえば、コールドアイル１０を構成する第１の通路部の一方端に近い側に設けたブースタファンから優先的に駆動させ、必要駆動台数が多くなるにつれて、第１の通路部の他方端に向かうブースタファンを順次駆動させていくようにすることが考えられる。
【００９５】
また、図１０および図１１に示す処理は、たとえば、制御装置３０が随時データ計測を行なう中で所定時間を計時する毎に実行することが考えられる。あるいは、制御装置３０が、温度センサ１７、電流センサ１８、還気温度センサ２３のいずれかより、予め定めた基準値を超える検出値データが入力されたと判定したことに基づいて実行してもよい。
【００９６】
図１２は、空調機４の稼働台数制御に関する制御例を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、サーバールームにＡ、Ｂ、Ｃの３台の空調機４が設置されており、「要求能力」の欄に示すように、時間の経過とともに空調機に対する要求能力、すなわち、必要稼動台数が１台未満（ｔ０）、１台以上（ｔ１）、２台以上（ｔ２）に変化し、続いて１台以上（ｔ３）、１台未満（ｔ４）に変化するものとし、かつ、要求能力が１台未満のときには空調機Ａのみが稼動しているものとする。
【００９７】
また、空調機に対する要求能力が１台未満のとき（ｔ０）の各空調機の累積稼動時間は、「累積稼動時間」の欄に示すように、空調機Ａが最も少なく、続いて空調機Ｂが少なく、空調機Ｃが最も多いものとする。
【００９８】
時刻ｔ０からｔ１までは、累積稼動時間が最も少ない空調機Ａのみが稼動する。その結果、空調機Ａの累積稼動時間と、空調機Ｂ，Ｃの累積稼動時間との差が縮められる。やがて、時刻ｔ１で要求能力が１台未満から１台以上に上昇すると、停止中の空調機Ｂ，Ｃのうち、累積稼動時間が少ない空調機Ｂが起動する。その結果、空調機Ｂの累積稼動時間は空調機Ａと同様に累積される。
【００９９】
なお、停止中の空調機Ｃの累積稼動時間は累積されないため、時間の経過に伴って、空調機Ａ，Ｂの累積稼動時間と、空調機Ｃの累積稼動時間との差は縮められる。やがて、時刻ｔ２で要求能力が２台以上に上昇すると、唯一停止している空調機Ｃが起動する。その結果、空調機Ａ，Ｂ，Ｃの累積稼動時間はそれぞれ累積される。
【０１００】
次に、時刻ｔ３で要求能力が１台以上に下降すると、稼動中の空調機Ａ，Ｂ，Ｃのうち、最も累積稼動時間が多い空調機Ｃが停止する。一方、空調機Ａ，Ｂはその後も稼動する。このため、空調機Ａ，Ｂの累積稼動時間と、空調機Ｃの総稼働時間との差は縮められる。
【０１０１】
以上のとおり、本実施の形態によれば、制御装置３０による各空調機の制御が進むにつれて、各空調機Ａ〜Ｃの各累積稼動時間は平準化される。その結果、サーバールーム１００内の複数の空調機４を満遍なく稼動させつつサーバールーム１００内を効率的に空調可能となる。これにより、たとえば、他に比べて運転負担が過度に増大している空調機４が存在することもなく、各空調機４の寿命を必要以上に短くしてしまうことも防止できる。
【０１０２】
また、各空調機４の累積稼動時間が平準化されるために、消耗部品の交換作業時期を各空調機４別に異ならせる必要もなく、その結果、空調機４のメンテナンス作業の負担も軽減できる。
【０１０３】
次に、以上、説明した実施の形態の変形例や特徴点を以下に列挙する。
（１）  本実施の形態では、各還気ダクト１１を直接に空調機ダクト２５と連通させるのではなく、ヘッダダクト１２を介することによって各還気ダクト１１をすべての空調機ダクト２５と連通させる構成が採用されている。
【０１０４】
仮に、ヘッダダクト１２を用いることなく、各還気ダクト１１と空調機ダクト２５とを直接連結させた場合、稼動している空調機４に対応する還気ダクト１１には熱気を吸気する作用が働くものの、稼動していない空調機４に対応する還気ダクト１１には熱気を吸気する作用が働かない。その結果、稼動している空調機４に対応する還気ダクト１１の下方エリアと、稼動していない空調機４に対応する還気ダクト１１の下方エリアとで、冷却能力に差異が生じてしまう。
【０１０５】
これに対して、本実施の形態のように、ヘッダダクト１２を介することによって各還気ダクト１１をすべての空調機ダクト２５と連通させる構成とすることにより、複数の空調機４のうちのいずれを停止あるいは稼動させたとしても、ヘッダダクト１２を介してすべての還気ダクト１１に吸気力が与えられる。その結果、いずれの位置の空調機４が稼動あるいは停止しているかに関わらず、各還気ダクト１１の下方エリアの熱気を極力均一に回収できる。
【０１０６】
このため、本実施の形態によれば、サーバールーム１００の必要空調量の変化に応じて空調機４の稼動台数を変化させる場合に、いずれの空調機４を停止あるいは起動対象としても、各還気ダクト１１の下方エリアの熱気の回収能力に影響を極力与えないという効果が奏される。
【０１０７】
また、それゆえ、各空調機４の累積稼動時間が平準化されるように、停止あるいは起動対象とする空調機４を選択した場合でも、その選択が各還気ダクト１１の下方エリアの熱気の回収能力に影響を極力与えることがないという効果も奏される。
【０１０８】
また、それゆえ、サーバールーム１００に、空調能力が異なる複数の空調機４を設置したとしても、各還気ダクト１１の下方エリアの熱気の回収能力に影響を極力与えることがない。つまり、本実施の形態では、サーバールーム１００に設置する複数の空調機４はすべて空調能力が同一であるものとして説明したが、空調能力が相異なる複数の空調機４を採用してもよい。この場合、サーバールーム１００の必要空調量の変化に応じて空調機４の稼動台数を変化させる際には、空調機４の空調能力を考慮しつつ、空調機４の総稼働時間が平準化されるように、起動あるいは停止する空調機４を選択する。
【０１０９】
（２）  本実施の形態では、隣り合う２列のラック群の背面同士が対向する第２の空間の天井位置に、複数の還気部を設け、前記第２の空間の複数の還気部に連通する還気ダクトを前記第２の空間別に設け、前記第２の空間別に設けられた各還気ダクトに連通するメインダクトを設け、前記メインダクトから空調機に連通する空調機ダクトを空調機別に設ける空調制御方法を採用している。
【０１１０】
（３）  本実施の形態では、ヘッダダクト１２を採用した上で、サーバールーム１００の必要空調量の変化に応じて空調機４の稼動台数を変化させる場合に、各空調機４の累積稼動時間が平準化されるように、停止あるいは起動対象とする空調機４を選択した。しかしながら、ヘッダダクト１２を採用することなく、各還気ダクト１１に対応させて空調機ダクト２５を設けてもよい。そして、その上で、各空調機４の累積稼動時間が平準化されるように、停止あるいは起動対象とする空調機４を選択してもよい。
【０１１１】
（４）  ヘッダダクト１２は、図１に示されるように空調機４が設置される側にのみ設けてもよく、あるいは、その反対側（紙面上、奥側）にもさらに設けることにより、並行に走る２本のヘッダダクト１２に対して掛け渡されるように複数の還気ダクト１１が配置される構成としてもよい。
【０１１２】
（５）  本実施の形態では、天井空間２に対して還気ダクト１１を設ける構成としたが、還気ダクト１１を設けずに、天井空間２自体を廃熱空気の循環経路とする天井チャンバ方式を採用してもよい。この場合、天井空間２を形成する壁に開口を設けた上で、その開口に対して、還気モータダンパ１３を取り付けたダンパの一方端を接続し、その他方端をヘッダダクト１２に接続する。これにより、還気部８で収集された廃熱空気は、天井空間２から開口を経由してヘッダダクト１２へと案内される。ヘッダダクト１２へ案内された廃熱空気は、空調機ダクト２５を経由して、空調機４に取り込まれる。
【０１１３】
（６）  上記実施の形態では、サーバールーム１００の床下から空調空気が吹き上がり、天井で熱気が回収される構成を例に挙げて説明した。しかしながら、これに代えて、サーバールーム１００の天井から空調空気が吹き出され、床で熱気が回収される構成を採用してもよい。この場合には、ラック６に設けるルーバーブレード６４の傾斜方向を上下反転させる。
【０１１４】
（７）  空調機４の累積稼動時間を平準化する他の手法として、次のようなものがある。
【０１１５】
（Ａ）  現在の稼動台数が必要稼動台数と一致するか否かに関わらず、一定時間が経過する毎に、稼動させる空調機４を予め定めた順序で切換える。稼動台数を変動させる必要が生じたときにも、予め定めた優先順序で起動あるいは停止する空調機４を選択する。このような手法を採用した場合には、制御装置３０は、累積稼動時間を記憶する必要がない。
【０１１６】
（Ｂ）  現在の稼動台数が必要稼動台数と一致するか否かに関わらず、稼動中の空調機４の各々について連続稼動時間を計時し、連続稼動時間が一定時間に達した空調機４を停止するとともにその連続稼動時間のデータをリセットする。そして、停止中の空調機４を稼動させるとともにその空調機４についての連続稼動時間の計時を新たに開始する。稼動台数を変動させる必要が生じたときには、予め定めた優先順序で起動あるいは停止する空調機４を選択する。このような手法を採用した場合、制御装置３０には、累積稼動時間ではなく、連続稼動時間を記憶する。
【０１１７】
（８）  各空調機４の累積稼動時間が平準化されるように、起動あるいは停止する空調機４を選択するのではなく、各空調機４の累積稼動時間の割合が予め定めた割合になるように、起動あるいは停止する空調機４を選択するようにしてもよい。たとえば、空調機Ａ、Ｂ、Ｃについて、累積稼動時間の割合を１：２：３としたい場合には、事前にその割合を制御装置３０に割合設定値として記憶させておく。そして、稼動台数を変動させる必要が生じる毎に、それまでの空調機Ａ、Ｂ、Ｃの累積稼動時間の割合を算出し、算出結果と割合設定値とを比較して、稼動あるいは停止させる空調機を制御装置３０が選択するようにしてもよい。これにより、たとえば、省エネ効果の高い高性能の空調機４を他の空調機４よりも優先駆動させることが可能になる。
【０１１８】
（９）  上記実施の形態では、必要空調量の変化に応じて、ブースタファン９および空調機４の稼動台数を制御するものとした。しかしながら、起動あるいは停止の制御のみではなく、風量を制御できるようにしてもよい。たとえば、必要空調量の変化に応じて、ブースタファン９および空調機４の風量を弱、中、強といった複数段階で制御することも考えられる。
【０１１９】
（１０）  上記実施の形態では、ブースタファン９の稼動台数制御と空調機４の稼動台数制御とを共通の制御装置３０が実行するものとして説明した。しかしながら、各制御を各々異なる別個の制御装置が実行するようにしてもよい。
【０１２０】
（１１）  ホットアイル開口１９から床上に空調空気を送り込むためのブースタファンを、ブースタファン９とは別に設けてもよい。
【０１２１】
（１２）  給気部７またはホットアイル開口１９あるいはそれらの双方に対して、ルーバーブレード等の気流方向調整機構を設けて、空調空気がラック６の方向に向かうようにしてもよい。
【０１２２】
（１３）  空調機４は、冷水方式でもパッケージエアコン方式でもよい。また、本実施の形態では、ラック（収納ケース）の一例として、内部に複数の棚が形成されたものを示したが、情報処理機器を収納できるものであれば、どのようなラックであっても適用可能である。たとえば、前面または背面の少なくとも一方が開口し、左右両側面、底面、および上面のみを囲むような形状のラックであってもよい。また、サーバールーム１００の電源盤から電力の供給を受ける電源部をラック列毎に設けて、そこから各ラック６に対して電源が分配される構成を採用してもよく、あるいは、各ラック６別に電源部を設けてもよい。各ラック６別に電源部を設けた場合には、各ラック６別に、電流センサ１８を設けてやるとよい。
【０１２３】
（１４）  還気温度センサ２３の検出値と給気温度センサ２４の検出値との差分である「Ｔｒａ−Ｔｓａ」を各空調機４別に求めた上で、その平均値を算出し、算出した平均値と基準値とを考慮して空調機の必要台数を求めてもよい。この場合、たとえば、制御装置３０には、「Ｔｒａ−Ｔｓａ」の平均値と必要空調機台数との関係を示すデータを予め記憶させておく。
【０１２４】
（１５）  制御装置３０は、各空調機４から吹き出す空調空気の温度を制御してもよい。たとえば、制御装置３０は、空調機台数を制御する際に、還気温度センサ２３の検出値と給気温度センサ２４の検出値との差分である「Ｔｒａ−Ｔｓａ」に基づいて、各空調機４の空調温度を制御する。これにより、より一層、速やかにサーバールーム１００を目標温度に制御可能となる。
【０１２５】
（１６）  還気温度センサ２３および給気温度センサ２４は、各空調機４毎に取り付けたが、いずれか１つの空調機４にのみ取り付けてもよい。また、空調機４は、サーバールーム１００と接する別室に設けて、サーバールーム１００側の空調機ダクト２５および空調空気吹き出し用ダクトを空調機４の吸込口および吹き出し口に接続してもよい。
【０１２６】
（１７）  図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示すチャッキブレードに代えて、次のようなチャッキブレードを採用してもよい。すなわち、ブレード部材として金属の薄板を採用し、そのブレード部材の一方端を軸として図６（Ｄ）と同様に螺旋状に成形することにより、風圧を受けたときに、ブレード部材の他方端が軸部分に付与された弾性力によって上下動するように構成する。このように構成したチャッキブレードを、各チャッキブレードのブレード部分が重なりようにチャッキブレード部５０に取り付けることにより、チャッキブレード５と同様に逆止弁として機能させる。
【０１２７】
（１８）  図６（Ａ）に示すグレーチング５４とチャッキブレード部５０との間に可動式床下ルーバー部５９を設けることにより、床下からホットアイル開口１９に対して流入する空調空気についても、その流入方向を整流できるようにしてもよい。
【０１２８】
（１９）  今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２９】
１  フリーアクセスフロア、２  天井空間、３  床下給気チャンバ、４  空調機、５，５５  チャッキブレード、６  ラック、７  給気部、８  還気部、９  ブースタファン、１０  コールドアイル（第１の空間）、１１  還気ダクト、１２  ヘッダダクト、１３  還気モータダンパ、１４  空調機モータダンパ、１５  外調機、１６  排気ファン、１７  温度センサ、１８  電流センサ、１９  ホットアイル開口、２０  ホットアイル（第２の空間）、２１  遮蔽天板、２２  遮蔽扉、２３  還気温度センサ、２４  給気温度センサ、２５  空調機ダクト、３０  制御装置、３１  制御部、３２  データ入力部、３３  空調機制御部、３４  ブースタファン制御部、３５  電流データ入力部、３６  温度データ入力部、４１  吹出口、５０  チャッキブレード部、５１  シャフト、５２  カウンタウェイト、５３  ブレード、５４  グレーチング、５５  ファン用ダクト、５６  吊り材、５７  接続チャンバ、５８  吸込口、５９  可動式床下ルーバー部、６０  ラック群、６１  前面扉、６２  天板、６３  背面板、６４  ルーバーブレード、６５  ケーブル取込用開口、６８  情報処理機器、６９  天板熱気排出口、７０  空調機エリア、１００  サーバールーム。
【図１】
2010230210.tif 000003
【図２】
2010230210.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010230210.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010230210.tif 000011
【図１０】
2010230210.tif 000012
【図１１】
2010230210.tif 000013
【図１２】
2010230210.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月26日(2010.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面および天井面のうちの一方に給気部が他方に還気部が各々形成された空調対象室へ空調空気を給気するための空調システムであって、
前記給気部へ空調空気を給気するとともに前記還気部からの還気を取り込むための複数の空調機と、
情報処理機器を収容する複数のラックと、
前記情報処理機器に供給される電流を検出するための電流センサと、
前記空調対象室の温度を検出するための温度センサと、
前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記空調対象室への必要空調量を算出する空調量算出手段と、
前記空調量算出手段により算出された必要空調量の供給に必要な空調機稼働数を算出する空調機稼動数算出手段と、
前記複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化されるように、前記空調機稼動数算出手段により算出された空調機稼動数に基づいて前記複数の空調機の各々の起動および停止を制御する空調機制御手段とを備える、空調システム。
【請求項２】
前記空調対象室には、複数のラックから成るラック群が、前面同士が対向するように２列ずつ複数組設置されており、
前記空調システムは、
２列のラック群の前面同士に挟まれる第１の空間の床面に設けられた複数の給気部と、
前記空調機から前記空調対象室の床下空間に向けて吹き出された空調空気を強制的に前記複数の給気部に対して給気するために、前記空調対象室の床下空間に対して前記第１の空間別に設けられた複数の給気機器と、
前記ラック群の各々に設けられた前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記複数の給気部から給気すべき必要空調量を、前記第１の空間別に算出する第１空間空調量算出手段と、
前記第１空間空調量算出手段により算出された必要空調量の供給に必要な給気機器稼働数を前記第１の空間別に算出する給気機器稼動数算出手段と、
前記給気機器稼動数算出手段により算出された給気機器稼動数に基づいて、前記複数の給気機器の各々の起動および停止を前記第１の空間別に制御する給気機器制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記空調量算出手段は、前記第１空間空調量算出手段により算出された前記第１の空間別の必要空調量の総和を算出することにより、前記空調対象室への必要空調量を算出する、請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記空調機の累積稼動期間を各空調機別に記憶する記憶手段をさらに含み、
前記空調機制御手段は、前記空調機稼動数が不足するときには総稼動時間が最も短い空調機を優先起動させ、前記空調機稼動数が過剰であるときには総稼動時間が最も長い空調機を優先停止させる、請求項２または３のいずれかに記載の空調システム。
【請求項５】
隣り合う前記２列のラック群の背面同士に挟まれる第２の空間の天井位置に、複数の還気部が設けられており、
前記空調システムは、
前記第２の空間別に設けられ、前記複数の還気部と連通する還気ダクトと、
前記第２の空間別に設けられた各還気ダクトと連通するヘッダダクトと、
前記空調機別に設けられ、前記ヘッダダクトおよび前記空調機の双方と連通する空調機ダクトとをさらに備える、請求項２〜４のいずれかに記載の空調システム。
【請求項６】
隣り合う前記２列のラック群の背面同士に挟まれる第２の空間には床下空間と連通する開口部が形成されており、
該開口部には、前記複数の給気部から前記ラック群へ給気された後に前記第２の空間へ排出された空気が床上から床下へ逆流することを阻止する逆止弁が設けられている、請求項５に記載の空調システム。
【請求項７】
前記還気ダクトを開閉するために前記還気ダクト別に設けられた還気ダクト開閉部と、
前記空調機ダクトを開閉するために前記空調機ダクト別に設けられた空調機ダクト開閉部とをさらに備える、請求項５または６に記載の空調システム。
【請求項８】
前記第１の空間を挟む両側のラック群の上面間に渡される遮蔽体と、
前記第１の空間を挟む両側のラック群の末端に開閉自在に設けられる遮蔽扉とをさらに備える、請求項２〜６のいずれかに記載の空調システム。
【請求項９】
前記ラックの前面および背面には、空調空気を整流するための整流部が形成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の空調システム。
【請求項１０】
床面および天井面のうちの一方に給気部が他方に還気部が各々形成され、前記給気部へ空調空気を給気するとともに前記還気部からの還気を取り込むための複数の空調機が設置される空調対象室へ空調空気を給気するための空調制御方法であって、
ラックに収容された情報処理機器に供給される電流を検出するための電流センサと、前記空調対象室の温度を検出するための温度センサの検出値とに基づいて、前記空調対象室への必要空調量を算出し、
算出した必要空調量の供給に必要な空調機稼働数を算出し、
前記複数の空調機の各々の累積稼動期間が平準化されるように、算出した空調機稼動数に基づいて前記複数の空調機の各々の起動および停止を制御する、空調制御方法。
【請求項１１】
前記空調対象室には、複数のラックから成るラック群が、前面同士が対向するように２列ずつ複数組設置されており、
２列のラック群の前面同士に挟まれる第１の空間の床面に複数の給気部を設け、
前記空調機から前記空調対象室の床下空間に向けて吹き出された空調空気を強制的に前記複数の給気部に対して給気するために、前記空調対象室の床下空間に対して前記第１の空間別に複数の給気機器を設け、
前記ラック群の各々に設けた前記温度センサおよび前記電流センサの検出値に基づいて、前記複数の給気部から給気すべき必要空調量を、前記第１の空間別に算出し、
算出した必要空調量の供給に必要な給気機器稼働数を前記第１の空間別に算出し、
算出した給気機器稼動数に基づいて、前記複数の給気機器の各々の起動および停止を前記第１の空間別に制御する、請求項１０に記載の空調制御方法。