(57)【要約】【課題】本発明は、サーバ装置に関するものであり、消費電力の抑制を図ることを目的とする。【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、管理室２と、この管理室２内に配置された複数のサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃと、前記サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内に、複数のサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを配置するとともに、このサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃには、熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃを設け、この熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃは前記サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内空気の循環をする第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、この第一風路６ａ、６ｂ、６ｃとは非通気状態となった第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃとを有し、これら第一風路６ａ、６ｂ、６ｃ、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃを熱交換状態に結合するとともに、前記第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃ内の所定位置で液体を気化させる気化手段８ａ、８ｂ、８ｃを備えた構成としたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管理室と、この管理室内に配置された複数のサーバ室と、前記サーバ室内に、複数のサーバを配置するとともに、このサーバ室には、熱交換器を設け、この熱交換器は前記サーバ室内空気の循環をする第一風路と、この第一風路とは非通気状態となった第二の風路とを有し、これら第一風路、第二の風路を熱交換状態に結合するとともに、前記第二の風路内の所定位置で液体を気化させる気化手段を備えたサーバ装置。
【請求項２】
気化手段は、第二の風路の熱交換器風上側に位置する請求項１記載のサーバ装置。
【請求項３】
気化手段は、第二の風路の熱交換器風下側に位置する請求項１記載のサーバ装置。
【請求項４】
気化手段は、第二の風路の熱交換器伝熱面に位置する請求項１記載のサーバ装置。
【請求項５】
気化手段において気化しきらなかった余剰液体を回収して前記気化手段に還流させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のサーバ装置。
【請求項６】
気化手段に供給する液体を水道水とした請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のサーバ装置。
【請求項７】
気化手段に供給する液体を純水または超純水とした請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のサーバ装置。
【請求項８】
熱交換器は、温度とともに湿度も交換する全熱交換器とした請求項６または請求項７記載のサーバ装置。
【請求項９】
第二の風路には管理室外の空気を流入させ、前記第二の風路通過後の空気は管理室の外部へと放出する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のサーバ装置。
【請求項１０】
管理室内に冷却装置を設け、第二の風路通過後の空気を前記冷却装置に供給し、前記冷却装置において空気中に気化した液体成分が凝縮される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のサーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーバ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーバ装置の一般的な構成は、管理室内に、サーバと冷却装置を設けたものとなっている。
【０００３】
すなわち、サーバはその演算スピードが向上すればするほど、また小型化、高密度化が進めばすすむほど、発熱量が増加し高温となるので、その動作保証を図るため、上述のごとく管理室内に、冷却装置も設けている（なお、これに類似する先行文献としては、たとえば下記特許文献１がある）。
【特許文献１】特開昭６３−２９８５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年ますますＩＴ化が進展し、これに伴い前記管理室内には、複数のサーバが配置されることとなっている。
【０００５】
しかしこのように管理室内に、複数のサーバが配置されると、それに伴い前記冷却装置の能力を大きくしなければならず、この結果としてこの冷却用の電力消費が増加する状態となっている。
【０００６】
更に昨今、サーバの高密度化が急速に進んでおり、この高密度なサーバからの発熱量が極端に大きいため前記管理室内において温度ムラや局所的な高温化（ホットスポット）が発生し、必要以上に前記冷却装置の能力を大きくしなければならず、これにともない電力消費が急増するという課題が発生している。
【０００７】
以上のことを鑑み、本発明は、電力消費の抑制を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のサーバ装置は、上記目的を達成するために、管理室と、この管理室内に配置された複数のサーバ室と、前記サーバ室内に、複数のサーバを配置するとともに、このサーバ室には、熱交換器を設け、この熱交換器は前記サーバ室内空気の循環をする第一風路と、この第一風路とは非通気状態となった第二の風路とを有し、これら第一風路、第二の風路を熱交換状態に結合するとともに、前記第二の風路内の所定位置で液体を気化させる気化手段を備えたことを特徴とする。そして、本発明によれば、液体の気化熱を利用して熱交換器の第二の風路内の温度を低下させ、高密度化するサーバ発熱を処理するための電力消費を抑制することができるサーバ装置が得られる。
【０００９】
また、気化手段は、第二の風路の熱交換器風上側に位置することを特徴とする。
【００１０】
また、気化手段は、第二の風路の熱交換器風下に位置することを特徴とする。
【００１１】
また、気化手段は、第二の風路の熱交換器伝熱面に位置することを特徴とする。
【００１２】
また、気化手段において気化しきらなかった余剰液体を回収して前記気化手段に還流させることを特徴とする。
【００１３】
また、気化手段に供給する液体を水道水としたことを特徴とする。
【００１４】
また、気化手段に供給する液体を純水または超純水としたことを特徴とする。
【００１５】
また、熱交換器は、温度とともに湿度も交換する全熱交換器としたことを特徴とする。
【００１６】
また、第二の風路には管理室外の空気を流入させ、前記第二の風路通過後の空気は管理室の外部へと放出することを特徴とする。
【００１７】
また、管理室内に冷却装置を設け、第二の風路通過後の空気を前記冷却装置に供給し、前記冷却装置において空気中に気化した液体成分を凝縮することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、管理室内に配置された複数のサーバ室に、各々熱交換器を設けて、この熱交換器のサーバ室空気の循環をする第一風路とは非通気状態である第二の風路内の所定位置で液体を気化させることにより、熱交換器の第二の風路内の温度を低下させて高密度化するサーバ発熱を処理するための電力消費を抑制することができるという効果のあるサーバ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の請求項１記載の発明は、管理室と、この管理室内に配置された複数のサーバ室と、前記サーバ室内に、複数のサーバを配置するとともに、このサーバ室には、熱交換器を設け、この熱交換器は前記サーバ室内空気の循環をする第一風路と、この第一風路とは非通気状態となった第二の風路とを有し、これら第一風路、第二の風路を熱交換状態に結合するとともに、前記第二の風路内の所定位置で液体を気化させる気化手段を備えたものであり、液体の気化熱を利用して熱交換器の第二の風路内の温度を低下させて高密度化するサーバ発熱を処理するための電力消費を抑制することができるという作用を有する。
【００２０】
また、本発明の請求項２記載の発明は、気化手段は、第二の風路の熱交換器風上側に位置するものであり、これにより熱交換器の第二の風路の流入空気温度を低下せしめて、熱交換器における除熱量を増加させることができるという作用を有する。
【００２１】
また、本発明の請求項３記載の発明は、気化手段は、第二の風路の熱交換器風下側に位置するものであり、これにより熱交換器の第二の風路から流出する空気温度を低下せしめて、管理室内の温度ムラを解消し、管理室内を空調する空調機の運転コストを削減することができるという作用を有する。
【００２２】
また、本発明の請求項４記載の発明は、気化手段は、第二の風路の熱交換器伝熱面に位置するものであり、熱交換器の伝熱面を気化熱で直接冷やして、熱交換器の第一風路からの除熱量を高めることができるという作用を有する。
【００２３】
また、本発明の請求項５記載の発明は、気化手段において気化しきらなかった余剰液体を回収して前記気化手段に還流させるものであり、余剰液体を再利用して使用液量を削減することができるという作用を有する。
【００２４】
また、本発明の請求項６記載の発明は、気化手段に供給する液体を水道水としたものであり、液体の調達を容易にするとともに液体消費に伴うランニングコストを低減することができるという作用を有する。
【００２５】
また、本発明の請求項７記載の発明は、気化手段に供給する液体を純水または超純水としたものであり、これら純水または超純水の導電率の低さによりサーバの信頼性を損なうことなく冷却効果を高めることができるという作用を有する。
【００２６】
また、本発明の請求項８記載の発明は、熱交換器は、温度とともに湿度も交換する全熱交換器としたものであり、第二の風路において気化した水蒸気を全熱交換作用により第一風路側に移行しサーバ室内の湿度を高めることで静電気の発生を抑制することができるという作用を有する。
【００２７】
また、本発明の請求項９記載の発明は、第二の風路には管理室外の空気を流入させ、前記第二の風路通過後の空気は管理室の外部へと放出するものであり、第二の風路においてサーバ排熱や気化した液体成分を含んだ空気が管理室外部に排出されるので管理室内を空調する空調機の運転コストを削減することができるという作用を有する。
【００２８】
また、本発明の請求項１０記載の発明は、管理室内に冷却装置を設け、第二の風路通過後の空気を前記冷却装置に供給し、前記冷却装置において空気中に気化した液体成分を凝縮するものであり、空気中の液体成分の濃度上昇を抑制するという作用を有する。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１に示すごとく本実施形態のサーバ装置は、屋根１の下方に設けた管理室２と、この管理室２内に配置された複数のサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃと、前記管理室２内に配置された冷却装置４ａ、４ｂとを備えている。
【００３１】
前記各サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃは側面の一面が開口した箱状となっており、その内部には、棚上に複数のサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが配置されている。
【００３２】
また、各サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ側面の開口部には、熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃを設けることで、この開口部を覆い、各サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内と、管理室２内とは非通気状態となっている。
【００３３】
また各熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃは、それが設置された前記サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内の空気を循環させる第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、この第一風路６ａ、６ｂ、６ｃとは非通気状態となった第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃとを有する構成となっている。
【００３４】
また、隣接する第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃは壁面を接することにより熱交換状態に結合されている。
【００３５】
また、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃの熱交換器風下側には、気化式加湿器の構成を有する気化手段８ａ、８ｂ、８ｃを各々設けており、この気化手段８ａ、８ｂ、８ｃには、配管９ａ、９ｂ、９ｃを通じて水道水が供給される構成となっている。
【００３６】
この気化手段８ａ、８ｂ、８ｃの風下側は管理室２に開放されており、この気化手段８ａ、８ｂ、８ｃを通過した空気は、管理室２内に広がり冷却装置４ａ、４ｂに吸い込まれて冷却される。冷却された空気は、床下の風路１０に送られ、床下の風路１０と連通している第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃへ送られる。
【００３７】
このとき、第一風路６ａ、６ｂ、６ｃにはサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内のサーバ発熱を含んだ高温空気が上方から下方に送られてくる。
【００３８】
したがって、隣接する第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃ間で熱交換が行なわれ、そしてこの熱交換によって冷却された第一風路６ａ、６ｂ、６ｃ内空気がサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内に供給されることで、サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内のサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが冷却されることになっている。
【００３９】
また、この熱交換で温度上昇した第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃ内の空気は、風下にある気化手段８ａ、８ｂ、８ｃへと送られ、この気化手段８ａ、８ｂ、８ｃが気化式加湿器の構造を有しているので、加湿されるとともに気化熱により温度が低下することになる。
【００４０】
このように気化手段８ａ、８ｂ、８ｃにおいて加湿されることにより温度が低下し高湿となった空気が管理室２内に送られることになるので、サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃの中で仮に発熱量が極めて大きいサーバが配置された場合でも、管理室２内の温度平準化が図られるとともに、ホットスポットのような局部的な温度上昇がなくなり、管理室２の冷却効率が高められることになる。
【００４１】
すなわち、局部的な温度上昇エリアの空調負荷に冷却装置４ａ、４ｂの冷却能力を合わせる必要が無くなるので、空調用電力消費を抑制することができるのである。
【００４２】
また、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃから気化手段８ａ、８ｂ、８ｃで加湿された高湿空気が管理室２内に放出されることになるが、温度に比べて湿気は拡散しやすいため、局部的に滞留することなく管理室２内に満遍なく拡散し、空気とともに冷却装置４ａ、４ｂに吸い込まれて冷却装置で冷却されて凝縮することになる。
【００４３】
この凝縮水は、ドレン配管１１ａ、１１ｂから管理室２の外部に排水されるため、気化手段８ａ、８ｂ、８ｃで加湿しつづけても管理室２内の湿度が上昇しつづけることは無い。
【００４４】
また、気化手段８ａ、８ｂ、８ｃは管理室２内に開放するように設けられているので、水道水を気化させることにより析出するスケール成分の清掃などのメンテナンスも容易に行うことができる。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４６】
図２に示すごとく本実施形態のサーバ装置は、屋根１の下方に設けた管理室２と、この管理室２内に配置された複数のサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃとを備えている。
【００４７】
前記各サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃは側面の一面が開口した箱状となっており、その内部には、棚上に複数のサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが配置されている。
【００４８】
また、各サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ側面の開口部には、熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃを設けることで、この開口部を覆い、各サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内と、管理室２内とは非通気状態となっている。
【００４９】
また各熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃは、それが設置された前記サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内の空気を循環させる第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、この第一風路６ａ、６ｂ、６ｃとは非通気状態となった第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃとを有する構成となっている。
【００５０】
また、隣接する第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃは壁面を接することにより熱交換状態に結合されている。さらにこの熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃはその壁面を透湿性のある材料で形成されており、温度のみならず湿度も交換可能なように構成されている。
【００５１】
また、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃの熱交換器風上側には、噴霧式加湿器の構成を有する気化手段８ａ、８ｂ、８ｃを各々設けており、この気化手段８ａ、８ｂ、８ｃには、純水器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを各々介し、純水または超純水が供給される構成となっている。
【００５２】
この気化手段８ａ、８ｂ、８ｃは噴霧した純水の中で大粒の水滴を下方で回収して再び噴霧する構成となっているので、噴霧時の余剰水が再利用されて水使用量が低減されることになる。
【００５３】
また、この噴霧式加湿器から構成される気化手段８ａ、８ｂ、８ｃは、熱交換器風上側の風路内に純水を噴霧するとともに熱交換器の伝熱壁面にも純水を噴霧可能なように配設されている。
【００５４】
そして、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃには、管理室２外の空気（この実施形態では外気）を、床下の風路１０を介して導入するようにしている。
【００５５】
したがって床下の風路１０から導入された外気に対して、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃの熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃ風上側に位置する気化手段８ａ、８ｂ、８ｃが純水を噴霧して外気が加湿されるとともに気化熱によって温度が低下することになる。
【００５６】
このとき、第一風路６ａ、６ｂ、６ｃにはサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内のサーバ発熱を含んだ高温空気が上方から下方に送られてくる。
【００５７】
したがって、隣接する第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと、第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃ間で熱交換が行なわれ、そしてこの熱交換によって冷却された第一風路６ａ、６ｂ、６ｃ内空気がサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内に供給されることで、サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内のサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが冷却されることになっている。
【００５８】
特にサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃの熱を除去する側の第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃ側を流れる外気は、気化熱で冷却された低温の空気であるので熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃにおける冷却効果が高められる。
【００５９】
また、外気温度が高い夏期などでも気化熱により温度を下げて熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃに導入するので、サーバ室３ａ、３ｂ、３ｃの熱を冷却することできる。
【００６０】
さらに、気化手段８ａ、８ｂ、８ｃにより、熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃの伝熱壁面にも純水を噴霧するので、この伝熱面が気化熱で直接冷却されるため、サーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの発熱量が増加しても十分な冷却効果を得ることができる。
【００６１】
また、熱交換器５ａ、５ｂ、５ｃは湿度交換が可能な全熱交換器で構成されているので、気化手段８ａ、８ｂ、８ｃで加湿された高湿空気が流れる第二の風路から第一風路６ａ、６ｂ、６ｃ側に水蒸気が移行することになる。これにより第一風路６ａ、６ｂ、６ｃと連通しているサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃの湿度が上昇するため、静電気の発生が抑制されてサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの誤動作や故障等も抑制することができる。
【００６２】
さらに、気化手段８ａ、８ｂ、８ｃには、純水器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを各々介して純水または超純水が供給される構成となっているので、純水または超純水の電気抵抗率の高さから絶縁不良によるサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの動作不良なども抑制される構成となっている。
【００６３】
そして気化手段８ａ、８ｂ、８ｃで加湿冷却された後、熱交換器で５ａ、５ｂ、５ｃでサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの発熱を冷却して温度が上昇した第二の風路７ａ、７ｂ、７ｃの空気は、ダクト１３ａ、１３ｂを介して管理室２の外部（この実施形態では室外）へと放出される。
【００６４】
このような構成とすることにより、サーバ発熱を処理するための冷却装置を管理室２に設置する必要が無くなり、サーバ冷却用の電力消費を抑制することが可能になる。
【００６５】
また例えば、日本の冬のように室外の気温が低いときには、気化手段８ａ、８ｂ、８ｃをほとんど稼動させなくても十分上記サーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを冷却できる場合もあり、このときには水消費のコストを抑制できる。
【００６６】
また本実施形態では、サーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃをサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内に設けたので、室外空気を利用して冷却するものであっても、室外からの埃等がサーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに到達することはなく、動作の信頼性を確保できるものとなる。
【００６７】
さらに、サーバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃをサーバ室３ａ、３ｂ、３ｃ内に設けることで、管理室２内の温度上昇や騒音を抑制し、室内環境の向上を図ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のごとく本発明は、管理室と、この管理室内に配置された複数のサーバ室と、前記サーバ室内に、複数のサーバを配置するとともに、このサーバ室には、熱交換器を設け、この熱交換器は前記サーバ室内空気の循環をする第一風路と、この第一風路とは非通気状態となった第二の風路とを有し、これら第一、第二の風路を熱交換状態に結合するとともに、前記第二の風路内の所定位置で液体を気化させる気化手段を備えたものであるので、サーバ発熱を処理するための電力消費を抑制することができる。
【００６９】
すなわちサーバ室内の空気を循環する第一風路と熱交換状態に結合された第二の風路内の所定位置で液体を気化させる際に発生する液体の気化熱を利用して熱交換器の第二の風路内の温度を低下させ、この低温空気で第一風路内のサーバ発熱を処理するので、管理室に設けられた冷却装置の負荷が大幅に軽減され、その結果として電力消費を抑制することができる。
【００７０】
したがって、環境対応品としても、期待されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１のサーバ装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態２のサーバ装置の断面図
【符号の説明】
【００７２】
１      屋根
２      管理室
３ａ    サーバ室
３ｂ    サーバ室
３ｃ    サーバ室
４ａ    冷却装置
４ｂ    冷却装置
５ａ    熱交換器
５ｂ    熱交換器
５ｃ    熱交換器
６ａ    第一風路
６ｂ    第一風路
６ｃ    第一風路
７ａ    第二の風路
７ｂ    第二の風路
７ｃ    第二の風路
８ａ    気化手段
８ｂ    気化手段
８ｃ    気化手段
９ａ    配管
９ｂ    配管
９ｃ    配管
１０    床下の風路
１１ａ  ドレン配管
１１ｂ  ドレン配管
１２ａ  純水器
１２ｂ  純水器
１２ｃ  純水器
１３ａ  ダクト
１３ｂ  ダクト
１４ａ  サーバ
１４ｂ  サーバ
１４ｃ  サーバ
【図１】
2010025377.tif 000003
【図２】
2010025377.tif 000004