(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減湿器ユニットであって、
冷却流体源と流体連通した第1コイルと、
前記冷却流体源と流体連通した第2コイルと、
前記冷却流体源と流体連通した第3コイルと、
前記冷却流体源と前記第2及び第3コイルとの間に設けられた熱ユニットであって、前記第2コイルに流れる冷却流体から熱を取り除くよう適合され且つ前記第3コイルに流れる冷却流体を加熱するよう適合された熱ユニットと、
前記第1、第2、及び第3コイルを横切って空気を移動させるよう構成された送風機とを含み、前記第1コイルが前記第1コイル上を移動する空気を予冷するよう構成されており、前記第2コイルが前記第2コイル上を移動する空気を減湿するよう構成されており、前記第3コイルが前記第3コイル上を移動する空気を暖めるよう構成されている、減湿器ユニット。
【請求項２】
前記冷却流体が前記冷却流体源から流れる際に、前記冷却流体の一部が前記第1コイルに流れ、前記冷却流体の一部が前記第2コイルに前記熱ユニットを介して流れるよう構成されている、請求項1に記載の減湿器ユニット。
【請求項３】
前記冷却流体は、前記冷却流体源と前記第1コイルとの一方から前記熱ユニットを介して前記第3コイルに流れるよう構成されている、請求項2に記載の減湿器ユニット。
【請求項４】
前記第2コイルから排出される冷却流体は前記第1コイルに流れるよう構成されている、請求項3に記載の減湿器ユニット。
【請求項５】
前記熱ユニットは前記第2コイルに流れる前記冷却流体の温度を摂氏8度低下させる、請求項1に記載の減湿器ユニット。
【請求項６】
前記熱ユニットは前記第3コイルに流れる前記冷却流体の温度を摂氏14度上昇させる、請求項5に記載の減湿器ユニット。
【請求項７】
前記冷却流体源と前記第1コイルとの間に配置された第1弁であって、前記冷却流体源から、前記第1コイル及び前記熱ユニットに送出される冷却流体の流れを制御するよう構成された第1弁をさらに含む、請求項1に記載の減湿器ユニット。
【請求項８】
前記第1コイルから排出される冷却流体が、前記冷却流体源及び前記熱ユニットと流体連通している、請求項7に記載の減湿器ユニット。
【請求項９】
前記第１コイルと前記冷却流体源との間に配置された第2弁であって、前記第１コイルから前記冷却流体源へ戻る冷却流体の流れを制御するよう構成された第2弁をさらに含む、請求項8に記載の減湿器ユニット。
【請求項１０】
空間体積を減湿する方法であって、
冷却流体を冷却流体源から第1コイルに送出する段階と、
冷却流体を前記冷却流体源から熱ユニットに送出する段階と、
前記冷却流体が前記熱ユニット内を流動する際に、前記冷却流体の一部の温度を低下させる段階と、
前記温度低下した冷却流体を前記熱ユニットから第2コイルに送出する段階と、
前記冷却流体が前記熱ユニット内を流動する際に、前記冷却流体の一部の温度を上昇させる段階と、
前記温度上昇した冷却流体を前記熱ユニットから第3コイルに送出する段階と、
空気を前記第1、第2、及び第3コイル上を移動させる段階とを含む、方法。
【請求項１１】
前記冷却流体源から前記第1コイル及び前記熱ユニットに送出される冷却流体の量を制御する段階をさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱ユニットから前記第2コイルに送出される冷却流体は、前記冷却流体源から前記第1コイルに送出される冷却流体より摂氏8度冷たい、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱ユニットから前記第3コイルに送出される冷却流体は、前記冷却流体源から前記第1コイルに送出される冷却流体より摂氏14度暖かい、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
空間体積を減湿する方法であって、
空気を第1コイル上を移動させて前記空気を予冷する段階と、
前記第1コイルからの空気を第2コイル上を移動させて前記空気を減湿する段階と、
前記第2コイルからの空気を、第3コイル上を移動させて前記空気を暖める段階と、
冷却流体を冷却流体源から前記第1コイルに送出する段階と、
冷却流体を前記冷却流体源から熱ユニットに送出し、前記冷却流体が前記熱ユニットを通過する際に前記冷却流体の温度を低下させ、前記温度低下した冷却流体を前記熱ユニットから第2コイルに送出する段階と、
冷却流体を前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方から前記熱ユニットに送出し、前記冷却流体が前記熱ユニットを通過する際に前記冷却流体の温度を上昇させ、前記温度上昇した冷却流体を前記熱ユニットから第3コイルに送出する段階とを含む、方法。
【請求項１５】
減湿器ユニットであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられた第1コイルであって、冷却流体源と流体連通すると共に前記空気移動装置により送出された空気を予冷するよう構成された第1コイルと、
前記ハウジング内に設けられた第2コイルであって、前記冷却流体源と流体連通すると共に空気を減湿するよう構成された第2コイルと、
前記ハウジング内に設けられた第3コイルであって、前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方と流体連通すると共に前記第2コイルから送出された空気を暖めるよう構成された第3コイルと、
空気を前記第1、第2、及び第3コイル上を移動させる空気移動装置と、
前記冷却流体源と前記第2及び第3コイルとの間に設けられた熱ユニットであって、前記第2コイルに流れる冷却流体から熱を取り除くよう適合され且つ前記第3コイルに流れる冷却流体を加熱するよう適合された熱ユニットであって、前記冷却流体が前記冷却流体源から流れる際に、前記冷却流体の一部が前記第1コイルに流れ、前記冷却流体の一部が前記第2コイルに前記熱ユニットを介して流れるよう適合される熱ユニットと、を含む、減湿器ユニット。
【請求項１６】
前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方から流れる冷却流体は、前記熱ユニットを介して前記第3コイルに差し向けられる、請求項15に記載の減湿器。
【請求項１７】
前記熱ユニットは、前記第2コイルに流れる前記冷却流体の温度を摂氏8度低下させる、請求項15に記載の減湿器。
【請求項１８】
前記熱ユニットは前記第3コイルに流れる前記冷却流体の温度を摂氏14度上昇させる、請求項17に記載の減湿器。
【請求項１９】
前記冷却流体源と前記第1コイルとの間に配置された第1弁であって、前記冷却流体源から前記第1コイル及び前記熱ユニットに送出される冷却流体の流れを制御するよう構成された第1弁をさらに含む、請求項15に記載の減湿器。
【請求項２０】
前記第1コイルと前記冷却流体源との間に配置された第2弁であって、前記第１コイルから前記冷却流体源へ戻る冷却流体の流れを制御するよう構成された第2弁をさらに含む、請求項19に記載の減湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は冷却システムに関し、より詳細にはデータセンター内で空気調和を行うよう構成された減湿装置に関し、さらに、データセンター内の空気を冷却または処理するための関連した方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ処理、ネットワーキング、及び電気通信装置などの電子機器を収納するための機器筐体又はラックが長年にわたって使用されてきた。こうしたラックは、機器室及び大型データセンターに加え小型の配線収納庫内で機器を収容し、配置するために用いられる。実施形態によっては、機器ラックを開放構成とすることができ、ラック筐体内に収納可能である。ただし、ラックの概念の中に筐体が含まれることもある。過去数年にわたって、製造者を異にする標準ラックに搭載できるラック搭載可能機器の設計を可能とする多くの異なる規格が開発されてきた。標準的なラックは、典型的には、サーバやCPUなどの多数の電子機器ユニットをラック内部で搭載し、垂直に積み重ねる前面搭載レールを含む。代表的な業界標準ラックは、高さが約6乃至6.5フィート、幅が約24インチ、奥行きが約4インチである。こうしたラックは一般的に「19インチ」ラックと呼ばれ、電子工業協会のEIA-310-D規格により定義されている。インターネットの普及とともに、データセンターがこうしたラックを数百台備えることも珍しくない。更に、コンピュータ機器及び特にコンピュータサーバ及びブレードのサイズが際限なく小さくなるにつれ、各ラックに搭載される電気装置の数も増え続けており、そうした機器の適切な冷却がますます懸念されている。
【０００３】
ラック搭載機器が発する熱は、機器構成要素の性能、信頼性、及び耐用寿命に悪影響を及ぼすことがある。特に、筐体に収納されているラック搭載機器は、動作時において筐体内部に発生する発熱及び熱点の影響を被ることがある。ラックの機器が発生する熱の量は、動作時にラックの機器が消費する電力の量に依存する。更に、電子機器のユーザは、必要性が変化したり新たな必要性が生じたりすると、ラックに搭載する構成要素を追加、除去、或いは再配置することもある。
【０００４】
従来から、幾つかの構成では、データセンターのインフラストラクチャの一部である設備冷却システムに加え、データセンターは、データセンター室の周囲に配置された典型的には硬質パイプ製の固定ユニットである1つまたは複数の精密空調装置(「CRAC」)のユニットを用いることによりさらに冷却できる。これらCRACユニットはその前面から空気を取り入れ、データセンター室の天井に向けて冷却空気を放出できる。他の実施形態では、CRACユニットはデータセンター室の天井近くから空気を取り入れ、冷却空気を上げ床の下方で放出して機器ラックの前面へ送り出す。一般に、こうしたCRACユニットは、室温の空気（概ね摂氏40.3度）を取り入れ、冷たい空気(概ね摂氏30.8度)を放出する。この冷たい空気はデータセンター室に吹き込まれ、機器ラックで或いはその付近で室温の空気と混合される。
【０００５】
このラック搭載機器は、ラックの前面すなわち吸気面に沿って空気を吸い込み、空気をその構成要素に通過させ、続いてラックの後部すなわち排気面から排気する。CRAC式の空
調システムに存在する1つの短所は、冷たい空気が室温の空気と混合されてしまうことであり、これでは効率が低下してしまう。理想的には、システムを可能な限り効率的にするため、且つ使用するエネルギーと床面積を最小限するために、許容最高温度の空気がCRACユニットに吸い込まれるべきであり、CRACユニットが発生する放出空気は室温より数度低くすべきである。CRAC式ユニットを使用するもう一つの短所は、顕熱冷却に対処するには特に適している一方、こうしたユニットは潜熱冷却に対処するには特に適してはいないという点である。
【０００６】
もう一つのアプローチは、専用チラープラントに典型的には硬質パイプで連結されたコンピュータルーム・エアハンドラー(「CRAH」)ユニットを用いるものがある。データセンター室冷却業界で表れつつある傾向は、より暖かい供給設定値でチラープラントを動作させることであり、こうしたより暖かい供給設定値は、従来のCRAHユニットの顕熱比を増加させ、ユニットの脱湿能力を大きく低下させる。従来、冷水はエアハンドラーに摂氏23.5乃至25.8度の温度で送出されていた。より効率的なチラー動作及びより高い顕熱比を促進する目的で、データセンター設計者達は、現在、冷水供給を例えば摂氏26.9度乃至29.1度などのより高い水温に設定している。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一様態は減湿器ユニットに関し、前記ユニットは、冷却流体源と流体連通した第1コイルと、前記冷却流体源と流体連通した第2コイルと、前記冷却流体源と流体連通した第3コイルと、前記冷却流体源と前記第2及び第3コイルとの間に設けられた熱ユニットとを含む。一実施形態では、前記熱ユニットは、前記第2コイルに流れる冷却流体から熱を除去するよう適合されると共に、前記第3コイルに流れる冷却流体を加熱するよう適合されている。送風機を構成して、空気を前記第1、第2、及び第3コイル上を移動させてもよい。一実施形態では、前記第1コイルは、前記第1コイル上を移動する空気を予冷するよう構成してもよく、前記第2コイルは、前記第2コイル上を移動する空気を減湿するよう構成してもよく、前記第3コイルは、前記第3コイル上を移動する空気を暖めるよう構成してもよい。
【０００８】
前記減湿器ユニットの幾つかの実施形態は、前記冷却流体が前記冷却流体源から流れる際に、前記冷却流体の一部が前記第1コイルに流れ、前記冷却流体の一部が前記第2コイルに前記熱ユニットを介して流れるよう構成することをさらに含むことができる。前記冷却流体は、前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方から前記熱ユニットを介して前記第3コイルに流れるよう構成してもよい。一構成では、前記第2コイルから排出される冷却流体は、前記第1コイルに流れるよう構成できる。前記熱ユニットは、前記第2コイルに流れる前記冷却流体の温度を概ね摂氏8.4度低下させうる。前記熱ユニットは、前記第3コイルに流れる前記冷却流体の温度を概ね摂氏14度上昇させうる。第1弁を前記冷却流体源と前記第1コイルとの間に配置して、前記第1弁が、前記第1コイル及び前記熱ユニットへの冷却流体の流れを制御するよう構成できる。前記第1コイルから排出される冷却流体を、前記冷却流体源及び前記熱ユニットと流体連通させてもよい。第2弁を前記熱ユニットと前記冷却流体源との間に配置して、前記第2弁が、前記冷却流体源へ戻る冷却流体の流れを制御するよう構成してもよい。
【０００９】
本発明の別の様態は空間体積を減湿する方法に関する。前記方法は、冷却流体を冷却流体源から第1コイルに送出する段階と、冷却流体を前記冷却流体源から熱ユニットに送出する段階と、前記冷却流体が前記熱ユニット内を流動する際に、前記冷却流体の一部の温度を低下させる段階と、前記温度低下した冷却流体を前記熱ユニットから第2コイルに送出する段階と、前記冷却流体が前記熱ユニット内を流動する際に、前記冷却流体の一部の温度を上昇させる段階と、前記温度上昇した冷却流体を前記熱ユニットから第3コイルに送出する段階と、空気を前記第1、第2、及び第3コイル上を移動させる段階とを含む。
【００１０】
前記方法の幾つかの実施形態は、前記冷却流体源から前記第1コイル及び前記熱ユニットに送出される冷却流体の量を制御する段階をさらに含むことができる。前記熱ユニットから前記第2コイルに送出される冷却流体は、前記冷却流体源から前記第1コイルに送出される冷却流体より概ね摂氏8.4度冷たくしてよい。前記熱ユニットから前記第3コイルに送出される冷却流体は、前記冷却流体源から前記第1コイルに送出される冷却流体より概ね摂氏14度暖かくしてよい。
【００１１】
本発明のさらに別の様態は空間体積を減湿する方法に関する。前記方法は、空気を第1コイル上を移動させて前記空気を予冷する段階と、前記第1コイルからの空気を第2コイル上を移動させて、前記空気を減湿する段階と、前記第2コイルからの空気を、第3コイル上を移動させて前記空気を暖める段階とを含む。
【００１２】
前記方法の幾つかの実施形態は、冷却流体を冷却流体源から前記第1コイルに送出する段階をさらに含むことができる。前記方法は、冷却流体を前記冷却流体源から熱ユニットに送出する段階と、前記冷却流体が前記熱ユニットを通過する際に前記冷却流体の温度を低下させる段階と、前記温度低下した冷却流体を前記熱ユニットから第2コイルに送出する段階とをさらに含むことができる。前記方法は、冷却流体を前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方から前記熱ユニットに送出する段階と、前記冷却流体が前記熱ユニットを通過する際に前記冷却流体の温度を上昇させる段階と、前記温度上昇した冷却流体を前記熱ユニットから第3コイルに送出する段階とをさらに含むことができる。
【００１３】
本発明の別の様態は減湿器ユニットに関し、前記ユニットは、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた第1コイルであって、冷却流体源と流体連通すると共に前記空気移動装置により送出された空気を予冷するよう構成された第1コイルと、前記ハウジング内に設けられた第2コイルであって、前記冷却流体源と流体連通すると共に空気を減湿するよう構成された第2コイルと、前記ハウジング内に設けられた第3コイルであって、前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方と流体連通すると共に、前記第2コイルから送出された空気を暖めるよう構成された第3コイルと、空気を前記第1、第2、及び第3コイル上を移動させる空気移動装置とを含む。
【００１４】
前記減湿器ユニットの幾つかの実施形態は、前記冷却流体源と前記第2及び第3コイルとの間に設けられた熱ユニットであって、前記第2コイルに流れる冷却流体から熱を取り除き、且つ前記第3コイルに流れる冷却流体を加熱するよう適合された熱ユニットをさらに含むことができる。前記冷却流体が前記冷却流体源から流れる際に、前記冷却流体の一部が前記第1コイルに流れ、前記冷却流体の一部が前記第2コイルに前記熱ユニットを介して流れるよう適合させることができる。前記冷却流体源及び前記第1コイルの一方から流れる流体は、前記熱ユニットを介して前記第3コイルに差し向けてもよい。前記熱ユニットは、前記第2コイルに流れる前記冷却流体の温度を概ね摂氏8.4度低下させうる。前記熱ユニットは、前記第3コイルに流れる前記冷却流体の温度を概ね摂氏14度上昇させうる。第1弁を前記冷却流体源と前記第1コイルとの間に配置して、前記第1弁が、前記第1コイルへの冷却流体の流れを制御するよう構成できる。第2弁を前記第1コイルと前記冷却流体源との間に配置して、前記第2弁が、前記冷却流体源への冷却流体の流れを制御するよう構成できる。
【００１５】
本開示は、次の図面、詳細な説明、及び特許請求の範囲を参照すればより完全に理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付の図面は一定の縮尺を意図して描かれてはいない。図面において、図面中に描かれたそれぞれの同一或いはほぼ同一の構成要素は、類似番号で示した。明確性のため、全ての図面で全ての構成要素には参照番号を付加していない。図面は次の通り。
【図１】本開示の一実施形態による減湿装置の透視図である。
【図２】代表的な減湿装置の概略図である。
【図３】本開示の別の実施形態による減湿装置の概略図である。
【図４】本開示の一実施形態の方法を示す機能ブロック図である。
【図５】本開示の一実施形態の他の方法を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
開示は、以下の記載で説明し又図示した構成の細部や構成要素の配置に限定されるものではない。本明細書に開示されている実施形態は、それ以外の実施形態も可能であり、様々な様態で実施又は実行できる。また、本明細書で使用する語句及び用語は説明目的であり、限定的に考慮されるべきではない。「含む」、「包含する」、「備える」、「収容する」、「伴う」、及び本明細書でのそれらの変形は、それらの目的語となる部材とその等価物や付加的部材も含むことを意図している。
【００１８】
本開示の少なくとも1つの実施形態は、データセンターの機器筐体又はラック内に収納された電子機器を冷却するよう選択的に構成可能なモジュール式で拡張が容易な冷却ユニットに関する。本明細書では、「筐体」及び「ラック」は、電子機器を支持するよう設計された装置を指すものとする。こうした冷却システムは、データセンター内で局所冷却または空気調和を行うため、必要に応じて1つ又は複数の冷却ユニットを使用できる。例示のみの目的ではあるが、具体的には、データセンターをより効率的に冷却するため、多数の冷却ユニットを機器ラックの列内に点在させてもよい。一実施形態では、この冷却ユニットはデータセンターの空気を除湿するのに特に適している。別の実施形態では、この冷却ユニットは、例えば摂氏29.1度の比較的暖かい供給設定値を備えたチラープラントとともに用いるのに特に適している。
【００１９】
データセンターは、幾つかの例では、典型的には、その内部において複数列で配置された数百台の電子機器ラックを収容するよう設計された大きな部屋である。こうした複数列の機器ラックは、低温通路と高温通路が存在するように配置できる。低温通路からは、一般に電子機器に作業を行う場所である筐体の前部に手が届く。高温通路からは、機器ラックの背部に手が届く。必要性の変化に合わせ、機器ラックの数もデータセンターの機能要件に従って増減する。この冷却ユニットの少なくとも1つの実施形態はモジュール式で且つ拡張性があり、こうした変化する必要性に対処するよう設計されたキットの形式としてもよい。また、比較的大型のデータセンターがこうした冷却ユニットの意図した用途として説明されているが、上述のように、本明細書で開示された実施形態のユニットは拡張可能であって、より小型の部屋ではより小さな規模で使用できる。
【００２０】
一実施形態では、この冷却ユニットは、複数の冷却ラックを含んだ冷却システムの一部とすることができ、これら冷却ラックそれぞれが、この冷却システムの構成要素を支持するよう適合されたハウジングを備えている。一般的に、冷却ユニットは、データセンター内の湿度に対処するためデータセンター内では散在的に使用できる。データセンター内の絶対湿度(absolute moisture)はその空間を通じて比較的一定だが、高い湿度条件の発生に備えて、冷却ユニットは、そうした条件が起こりやすいデータセンター内の領域でとりわけ使用できる。限定目的でなく一例として、冷却ユニットは1列の機器ラック内に配置でき、例えば高温通路内の空気を除湿するため、高温通路からデータセンター内の熱い空気を取り入れるよう構成できる。この構成は、データセンターの空気調和装置による潜在冷却(原語：latent
cooling)を減少させるので、加湿の必要性も減少する。
【００２１】
幾つかの実施形態では、冷却ユニットは標準サイズである19インチ機器ラックの半分の幅、例えば12インチとすることができ、この冷却ユニットは、特に冷房及び暖房に関する訓練又は専門知識を持たないデータセンターの従業員が数分間で機器ラックの列に挿入できるようモジュラー式にしてよい。この冷却ユニット及び冷却システム全体の構成要素は、この冷却システムを設置する人物が特別な工具を必要としないよう、キットの形式で提供してもよい。各冷却ユニットにはシステムの容量、流量、冷媒と空気導入口及び放出口温度、並びに差圧を感知し、表示する機能が備わっているので、この冷却ユニットのモジュール性のおかげで、ユーザは各冷却ユニットの位置を最適化できる。従って、この冷却ユニットは、冷却システム全体の一部として、データセンターにおける効率と使用度を最大とするため採用し、配置転換できる。
【００２２】
典型的なデータセンターは、床面、複数の壁面、及び天井により画定された部屋を含む。このデータセンターは、複数の機器ラックを収納するよう設計されている。一実施形態では、各機器ラックは、現時点で米国特許第7,293,666号となっている2004年11月17日付けで提出され、「機器筐体キット及び組み付け方法(EQUIPMENT
ENCLOSURE KIT AND ASSEMBLY METHOD)」と題した米国特許出願第10/990,927号に開示された教示に従って構成されているが、これは本開示の譲受人が所有するものであり、引用してその開示全体を全ての目的で本明細書に援用する。更に、これら機器ラック間のケーブル布線は、米国特許第6,967,283号に開示されているラックの屋根に含まれたケーブル分配溝を用いて実施できる。この米国特許は本発明の譲受人に譲渡されており、ここに引用してその開示全体を全ての目的で援用する。
【００２３】
特に、この機器ラックは、データ処理、ネットワーキング、及び電気通信装置のような電子構成要素を支持するよう適合されたフレームすなわちハウジングを含むことができる。このハウジングは、前部、背部、側部、底部、及び上部を含むことができる。各機器ラックの前面は、当該機器ラック内部に手が届くように前扉を含むことができる。ロックを設けて、機器ラックの内部及びラックに収納された機器に手が届かないようにしてもよい。機器収納ラックの側部は、ラックの内部領域を囲む少なくとも1つのパネルを含むことができる。機器ラックの背部も、その背部から機器ラックの内部にラックの背部から手が届くように、少なくとも1つのパネル又は後扉を含むことができる。幾つかの実施形態では、前扉及び後扉だけでなく側部及び後パネルは、例えば機器ラックの内部領域の内外部に空気を流動させるため、穴あき薄板金から作製してもよい。
【００２４】
一実施形態では、これら機器ラックはモジュール式の構造で、例えばデータセンターの列内において定位置に転がして入れたり、そこから出したりするよう構成されている。キャスターを各機器ラックの底部に固定して、ラックをデータセンターの床面上で転がして運ぶことができる。一旦、定位置に運べば、平準足を展開して、機器ラックを列内の定位置で安定して床に設置できる。こうした機器ラックに使用されるキャスターと平準足の一例が、米国特許第7,293,666号に詳細に開示されている。
【００２５】
一旦定位置に置けば、電子機器は機器ラックの内部に位置決めできる。例えば、こうした機器は、機器ラックの内部に固定された棚に置いてもよい。電気及びデータ通信を実現するケーブルは、開口部が形成された機器ラックの上部にあるカバー(又は米国特許第6,967,283号に記載された「屋根」)を介して、或いは機器ラックの開放上部を介して設ければよい。この実施形態では、これらケーブルはラックの屋根に沿って架設するか、上述のケーブル分配溝に布設してもよい。別の実施形態では、これらケーブルは上げ床内に布設し、機器ラックの底部を介して電子機器に接続してもよい。何れの構成でも、電力及び通信線を機器ラックまで配線する。
【００２６】
上述のように、データセンターは、典型的には、複数列の機器ラックの配列によって、冷えた空気が低温通路からラック内に吸い込まれ、暖かい或いは熱い空気がラックから高温通路に放出されるように構成されている。例として、機器ラックは2列で配置でき、機器ラック列の前面は前方向に配置されていて、機器ラック列の背部は後ろ方向に配置されている。しかし、上述のように、典型的なデータセンターでは多数列の機器ラックが配置されるが、これら列は、機器ラックの前面が互いに対向して低温通路を画定でき、機器ラックの背部が互いに対向して高温通路を画定できる。
【００２７】
データセンター内の発熱及び熱点に対処するため、又データセンター内の気候調節問題一般に対処するため、一実施形態ではモジュール式冷却システムを提供する。一実施形態では、この冷却システムは、データセンター内に設けられた複数の冷却ラックを含むことができ、これらラックは、顕熱冷却すなわち空間体積の乾球温度冷却に対処するよう設計されている。代表的な構成は、データセンターに収容された2つの機器ラック毎に1つの冷却ラックを含むことができる。しかし、本開示の利点を利用することによって、通常の技能を備えた当業者はデータセンターの環境条件によっては、データセンター内にこれより多い或いは少ない冷却ラックを設ける場合もあることは、理解すべきである。幾つかの実施形態では、冷却ラックの集中度及び位置は、データセンター内の最も高温のラックの位置に基づき、或いはデータセンター情報管理システムにより収集且つ分析された情報に基づいて調節すればよい。
【００２８】
それぞれが「冷却システム及び方法」と題された2006年1月19日付けの米国特許出願第11/335,856号、11/335,874、及び第11/335,901号に開示された冷却ユニットを参照できる。これらは引用してその全体を本明細書にあらゆる目的で援用する。これらに開示された冷却ユニットは、データセンター内の顕熱冷却要件に対処するのに特に適している。
【００２９】
上述のように、多くのデータセンターは、より効率的なチラープラント動作及びより高い顕熱比を促進するために冷水温度を高くするよう設計されている。潜熱負荷が高い期間で、データセンター内の空間体積を除湿する必要がある時は、冷却ラックの効果が低下することがある。現時点では、データセンター設計者及び運転員は、潜熱負荷が高い期間は、大きめのCRAHユニットを用いるか、冷水温度を低くする場合がある。
【００３０】
データセンターのような空間体積内の潜熱冷却の必要性に対処するため、専用の減湿器ユニットをこの空間に全体に要所要所で使用してもよい。図1を参照すると、10で示した減湿器ユニットは、標準的な機器ラックまたはCRACユニットのハウジングと類似した様態で作製できるハウジング12を含む。例えば、一実施形態では、ハウジング12は、垂直及び水平支持部材で作製されたフレームにより画定された前部14、背部16、2つの側部18、20、底部22、及び上部24を備えた長方形の構造体としてよい。後に詳述するように、減湿器ユニット10のハウジング12は機器を収容するよう構成されており、輸送又は保管できるよう便利に分解且つ取り外しできるように構成できる。
【００３１】
図1に示したように、一実施形態では、減湿器ユニット10のハウジング12の幅は、機器ラックの幅の概ね半分である。上述のように、典型的な19インチラックは概ね24インチの幅を備えている。従って、減湿器ユニット10のハウジング12の幅は概ね12インチである。このサイズ設定により、データセンターの配置を設定する人物は、単一の減湿器ユニット又は複数の減湿器ユニットを複数機器ラックの間に配置でき、同時に複数列の間で均一なラック間隔を維持できる。ハウジング12の幅がより狭いことで少ない空間しか占有しないし、減湿器ユニットのモジュール性及び可動性と相まって、減湿器ユニットを2つの機器ラック間に容易に拡張可能な様態で都合よく配置できる。
【００３２】
減湿器ユニット10のハウジング12の前部14は、フレームに適切に固定された前パネル(図示しない)を含むことができる。この前パネルによって、データセンターの運転員は減湿器ユニット10の内部に手が届くようになる。減湿器ユニット10は、ハウジング12のフレームに取り付け可能で、減湿器ユニットの側部18、20を覆う側部パネル(図示しない)を含むことができる。しかし、減湿器ユニット10は2つの機器ラックの間に配置できるので、必ずしも側部パネルを含める必要は無い。同様に、ハウジング12は、減湿器ユニット10の背部16を覆う後パネル(図示しない)を更に含んでもよい。一実施形態では、前パネル、側部パネル、及び後パネルは、例えば適切なネジによって減湿器ユニットのフレームに適切に固定できる。別の実施形態では、手で操作可能な留め具、例えばつまみネジ又は直角回転留め具(原語：quarter-turn
fasteners)などを使用してパネルをフレームに取り付けてもよい。幾つかの実施形態では、前パネル及び/または後パネルは、それぞれ減湿器ユニット10のハウジング12のフレームに蝶番で取り付けられる扉とすることもできる。
【００３３】
一実施形態では、減湿器ユニット10はモジュール式の構成で、例えばデータセンターの列内で2つの機器ラックの間に定位置に転がして入れたり、そこから出したりするよう構成されている。移動性を向上させるため、それぞれ26で示したキャスターを減湿器ユニット10のハウジング12の底部22に適切に固定して、当該減湿器ユニットをデータセンターの床面に沿って転がして運ぶことができる。一旦、定位置に運べば、平準足28を展開して、減湿器ユニット10を列内の定位置で安定して床に設置できる。機器ラックと同様に、キャスター26及び平準足28並びにそれらの減湿器ユニット10のハウジング12への取り付けは、米国特許第7,293,666号に詳細に開示されている。別の実施形態では、減湿器ユニット10のハウジング12は、データセンター内でクレーン又は他の吊り上げ装置によってこの減湿器ユニットを持ち上げ且つ配置可能となるように、アイボルトを付けて製作してもよい。
【００３４】
一実施形態では、その構成によって、機器ラック及び減湿器ユニットの前部は低温通路に隣接し、これらラック及びユニットの背部は高温通路に隣接するように配置されている。そのモジュール性と可動性により、減湿器ユニット10は、例えば高温通路に隣接した地点など、データセンター内で気候調節を必要とする箇所から除湿を行う場合に特に効率的となる。この構成により、データセンター運転員が必要に応じて減湿器ユニット10(及び/または冷却ラック)を追加或いは除去する際に、減湿器ユニットはデータセンターの冷却及び気候調節を行うための構成単位として使用可能となる。
【００３５】
図示したように、減湿ユニット10のハウジング12の前部14は、それぞれを30で示した多数の可変速度送風機(例えば8台)を備え、これら送風機は、矢印Aで示したように濾過空気を減湿器ユニットの背部から減湿ユニットの前面まで引き込むよう適合されている。一実施形態では、送風機30は、ネジを取り外し且つ送風機を減湿ユニットのハウジングに形成された収容部(図示しない)から摺動取り出しすれば取り除くことができるように、減湿器ユニット10のハウジング12内で組み付け且つ配線すればよい。各送風機に供給される電力は、ブラインドメイト(原語：blindmate)コネクタなどの適切なコネクタで接続、切り離しすればよい。その構成によって、送風機は、その低電圧要件と収容部及びブラインドメイト・コネクタから容易に除去可能であることに基づいて「ホットスワップ可能」である。更に、コントローラを構成して、各送風機の電力消費変化に基づいて当該送風機の動作不良を予測するため該送風機の動作を監視してもよい。
【００３６】
一実施形態では、各送風機は、コネチカット州ファーミントンのebm-pabst社がモデル番号W1G250で製造するタイプの直流の軸流ファンでよい。
【００３７】
更に、減湿器ユニット10のハウジング12には複数のコイルも設けられている。一実施形態では、32、34、及び36で示した3つのコイルが設けられ、各コイルはその表面積を増大するために複数のフィン(図示しない)を備えている。特に、コイル32、34、36は、減湿器ユニット10のハウジング12を通過する空気流の方向(矢印Aに平行)に対して概ね直角に配置されており、同時にこれらコイルは、ハウジングの前部及び背部に平行な理論垂直平面に対して僅かに角度付けられて、より大量の高温空気に対処するためコイルの表面積を大きくしている。この構成により、後述のように、熱い且つ/または湿潤空気は減湿器ユニット10の背部16を介して引き込まれ、コイル32、34、36を通過してこの熱い空気が除湿される。上述のように、減湿器ユニット10は、その背部16が高温通路に隣接するように配置できる。従って、減湿器ユニット10の背部16を介して引き込まれる空気は、データセンター内の周囲空気と比較すると高温である。送風機30は、調和空気をコイル32、34、36から減湿器ユニット10の前部14に送風するよう構成されている。
【００３８】
一実施形態では、各コイルは、ミシシッピー州グレナダに所在するHeatcraft社がモデル番号3FZ1203D
12.00x24.00で製造するタイプのものでよい。
【００３９】
図2を参照すると、減湿器ユニット10は、図2においてチラー38として識別されている冷却流体供給源にライン40、42によって接続されている。図示したように、ライン40は、チラー38から例えば摂氏29.1度の冷媒などの冷えた冷媒を、減湿器ユニット10のハウジング12に供給する。ライン42は、例えば摂氏34.7度の冷媒などの暖められた冷媒を減湿器ユニット10のハウジング12からチラー38に戻す。この冷媒は、水、R134A冷媒、及びR410A冷媒などの冷却用途に適した任意の媒体でよい。ある実施形態では、冷媒は、ライン40によって4.0ガロン/分(「gpm」)の割合で減湿器ユニット10に送出され、ライン42によって同じ割合の4.0gpmでチラー38に戻される。
【００４０】
本明細書に記載したように、減湿器ユニット10は、図2の左から右方向に見て、3つのコイル、すなわち第1の予冷コイル32、と、第2の減湿コイル34(本明細書では「過冷却」コイルとも呼ぶことがある)と、第3の復温コイル36とを含む。図2で単一の送風機30として概略的に示した複数のファンは、予冷、減湿、及び復温コイル32、34、36を横切って矢印Bで示した方向に連続的に空気を引き込むように構成されている。この構成によって、湿潤空気が減湿器ユニット10内に引き込まれ、第1コイル32上を通ってこの空気が予冷される。次に、この予冷された空気が第2コイル32上を通って、過冷却される。これによりこの空気中の水分が第2コイル34上に結露する。この過冷却された空気が第3コイル36を通過して復温される。暖められた空気は減湿器ユニット10の背部16を介して減湿器ユニットを出て、空間体積に入る。
【００４１】
ライン40を介して減湿器ユニット10に入る冷媒は、まずソレノイド弁44を通過し、次にライン46とライン48とに分岐する。ライン46は、予冷コイル32に送出される前に機械的調整弁50に流体連通している。ライン48は冷媒を、熱電気冷却/加熱ユニット52の低温側52aに送出し、これは部分的に冷媒を指定温度まで冷やすように設計されている。一実施形態では、熱電気ユニット52は、ユニットに入る冷媒を摂氏29.1度の温度から、冷媒の進入温度より摂氏8.4度低い摂氏20.7度まで冷却するように設定すればよい。熱電気ユニット52は、冷媒を本開示に記載された教示と矛盾しない任意所望の温度まで冷却するよう構成できる。
【００４２】
ある実施形態では、熱電気冷却/加熱ユニットは、カリフォルニア州アーウィンデール所在のBSST有限責任会社が製造する注文設計ユニットでよい。
【００４３】
機械的調整弁50を操作してライン46及び48を通過する冷媒の流れを制御できる。一実施形態では、機械的調整弁50を制御して、冷媒がライン46内を1.5gpmの割合で、ライン48内を2.5gpmの割合で流動するようにできる。図2に示したように、ライン46内を機械的調整弁50から流動する冷媒は、第1の予冷コイル32に入る。冷媒は第1コイル32を通過し、ライン54を介して第1コイルの上部から出る。ライン54はその他端において熱電気ユニット52の高温側52bに接続されている。上述したように、ファン30(または他の適切な空気移動装置)は、空気が第1コイル32上を通過するように動作する。第1コイル32上を通過する空気流が、そのコイル内を移動する冷媒を約摂氏31.4度の温度まで加熱するように構成されている。ライン54は冷媒を熱電気ユニット52に送出する。熱電気ユニット52がライン54を介して送出する冷媒の調整については後に詳述する。
【００４４】
ライン48内を熱電気ユニット52を介して移動し、例えば摂氏20.7度の所定温度まで冷却される冷媒は、第2の減湿コイル34までライン56によって2.5gpmの割合で送出される。この冷媒は第2コイル34内を移動し、第1コイル32から減湿器ユニット10を通過する予冷空気によって加熱される。一実施形態では、この冷媒は約摂氏26.3度の温度まで加熱される。従って、上述のように、第1コイル32から第2コイル34を介して流れる予冷空気は、その空気に含まれる水分を第2コイル上に結露させる温度まで冷却される。減湿器ユニット10は結露受け皿58を備えるように構成して、第2コイル34から発生する水を収集可能としてもよい。結露受け皿58は、図2において第2コイル34の下に位置するよう図示されているが、3つのコイル32、34、36全ての下方に延伸するよう構成してもよい。
【００４５】
一旦、冷媒は第2コイル34を通過すると、ライン60により第1コイル32まで送出される。図2に示したように、ライン60は、機械的調整弁50から延びるライン46と合流する。第1コイル32を通過する流体の量は4.0pgmであり、これはライン46からの1.5gpmとライン60からの2.5gpmに起因する。従って、第1の予冷コイル32を出る流体の割合(4.0gpm)は、減湿器ユニット10に入る流体の割合(4.0gpm)と同じである。
【００４６】
上述のように、ライン46、56を通過する冷媒は、それぞれ第1及び第2コイル32、34へ移動する。冷媒は第1コイル32から排出されると、ライン54を介して熱電気ユニット52の高温側52bまで戻る。冷媒は、熱電気ユニット52に到達する前にライン62を通過できる。ライン62を通る冷媒の流量は、機械的調整弁64により制御される。熱電気ユニット52の高温側52bから排出される冷媒は、ライン66を介して流動する。一実施形態では、冷媒はライン66を2.3gpmの割合で、ライン62を1.7gpmの割合で流れる。上述のように、一実施形態では、冷媒が熱電気ユニット52に入る時はその温度は約摂氏31.4度である。このユニットは、その低温側から除去された熱を用いて冷媒の温度を摂氏44.8度まで加熱するよう構成されており、これは熱電気ユニットに入る冷媒より概ね摂氏14度高い。熱電気ユニット52の低温側52aと同様に、高温側52bは、冷媒を本開示に記載された教示と一致した任意所望の温度まで加熱するよう構成できる。
【００４７】
冷媒は、ライン66を介して熱電気ユニット52から、このライン内の冷媒の流動を調節する制御弁68に移動する。第2ライン70は制御弁68から延伸しているよう図示されているが、一実施形態では、減湿器ユニット10の動作時は、第2ライン内に冷媒は流れない。上述のように、一実施形態では、冷媒は2.3gpmの割合でライン66を流れる。このライン66は第3の復温コイル36に接続されている。例えば摂氏44.8度の冷媒などの、第3コイル36を通過する暖かい冷媒により、第3コイル36は、第3コイルを介して第2コイル34から流れる冷たい空気を、減湿器ユニット10から排出される前に加熱できる。一実施形態では、冷媒は第3の復温コイル36を介して約摂氏37.2度の温度まで冷却される。この冷媒は、ライン70によりチラー38に接続されたライン72に送出される。
【００４８】
後に詳述するように、この減湿器ユニットの動作を制御するコントローラ74を設けてもよい。
【００４９】
例示目的のみだが、一実施形態では、供給源冷水温度が摂氏29.1度であり、乾球温度が摂氏42度で湿球温度が35.6度の吸い込み口条件と仮定して(1ポンド当たり70グレーンの水分)、減湿器ユニット10は1ポンドの循環空気について21.6グレーンの水分を除去するよう構成できる。空間体積に戻す調和空気は、空間体積の所望温度に適度に近いことが好ましい。言い換えれば、冷却運転の効率化のためには、空間体積に再び入る空気を過冷却すべきではない。従来のCRAHユニットは、同一条件が与えられた場合、その除湿能力が非常に限られている。
【００５０】
上述の例では、減湿器ユニット10は約18パーセントの顕熱比を実現する。言い換えれば、空気から取られたエンタルピーの82パーセントは潜熱で、乾球温度には最小限の影響しか与えない。さらに、減湿器ユニット10は約99.5パーセントの潜熱成績係数（a
latent coefficient of performance）を実現する。凝縮水として除去された水蒸気などの空気から除去された潜在エネルギーは、減湿器ユニット10の一次エネルギー消費に概ね等しい。比較すると、蒸気‐圧縮サイクルを用いた従来の減湿器ユニットでは、同等の除湿及び動力消費量を達成するには、空間条件が乾球温度摂氏53.2度と湿球温度摂氏46.3度(1ポンド当たり151グレーンの水分)となる必要があるはずで、これはデータセンターでは許容範囲を超えている。
【００５１】
図3は、減湿器ユニット10に類似した、番号80で示した減湿器ユニットの別の実施形態を表し、同一またはほぼ同一の各構成要素は類似の番号で示した。図示したように、減湿器ユニット80はライン82、84によってチラー38に接続されている。図示したように、ライン82は、チラー38から例えば摂氏29.1度の冷媒などの低温の冷媒を、減湿器ユニット80のハウジング12に供給する。ライン84は、例えば摂氏約31.9度の冷媒などの暖められた冷媒を減湿器ユニット10のハウジング12からチラー38に戻す。ある実施形態では、冷媒は、ライン82によって8.4ガロン/分(「gpm」)の割合で減湿器ユニット80に送出され、ライン84によって同じ割合の8.4gpmでチラー38に戻される。
【００５２】
減湿器ユニット10と同様に、減湿器ユニット80は、図3の左から右方向に見て、3つのコイル、すなわち第1の予冷コイル32、と、第2の減湿コイル34と、第3の復温コイル36とを含む。ライン82を介して減湿器ユニット80に入る冷媒は、まずソレノイド弁86を通過し、次にライン88とライン90とに分岐する。ライン88は予冷コイル32と流体連通している。ライン90は冷媒を熱電気ユニット52に送出する。減湿器ユニット10と同様に、減湿器ユニット80の熱電気ユニット52は、このユニットに入る冷媒を摂氏29.1度の温度から、冷媒の進入温度より摂氏8.4度低い摂氏20.7度まで冷却するように設定すればよい。
【００５３】
一実施形態では、冷媒はライン88内を4.0gpmの割合で、ライン90内を4.4gpmの割合で流動する。図3に示したように、冷媒は第1コイル32を通過し、ライン92を介して第1コイルの上部から出る。ライン92はライン84によってチラー38に接続されている。上述したように、ファン30は空気が第1コイル32上を通過するように動作する。この構成により、第1コイル32上を流れる空気が、そのコイル内を移動する冷媒を約摂氏32.5度の温度まで加熱する。
【００５４】
図3を続けて参照すると、熱電気ユニット52を介してライン90内を移動し、熱電気ユニット52の低温側52aによって例えば摂氏20.7度の所定温度まで冷却される冷媒は、第2の減湿コイル34までライン94によって2.5gpmの割合で送出される。冷媒は第2コイル34を移動し、第1コイル32から減湿器ユニット80を通過する空気によって加熱される。一実施形態では、冷媒は約摂氏26.3度の温度まで加熱される。従って、第1コイル32から第2コイル34を介して流れる予冷空気は、その空気に含まれる水分が第2コイル上に結露するよう冷却される。減湿器ユニット10と同様に、減湿器ユニット80は第2コイル34から発生する水を収集するために結露受け皿58を備えるように構成してもよい。結露受け皿58は、図3では第2コイル34の下に位置するよう図示されているが、3つのコイル32、34、36全ての下方に延伸するよう構成してもよい。冷媒は、一旦第2コイル34を通過すると、ライン96によりライン84を介してチラー38まで送出される。
【００５５】
上述のように、一実施形態では、冷媒は熱電気ユニット52の低温側52aから2.5gpmの割合で流れる。残りの冷媒は、熱電気ユニット52の高温側52bへ1.94gpmの割合で流れる。上述のように、一実施形態では、冷媒の温度は熱電気ユニット52に入る前は約摂氏31.4度である。このユニットは、その低温側から除去した熱を用いて冷媒の温度を摂氏44.2度まで加熱するよう構成されている。熱電気ユニット52の低温側52aと同様に、この熱電気ユニットの高温側52bは、冷媒を本開示に記載された教示と一致した任意所望の温度まで加熱するよう構成できる。
【００５６】
冷媒はライン98を介して熱電気ユニット52の高温側52bから、ライン内の冷媒の流動を調節する制御弁68に移動する。第2ライン100は制御弁68から延伸しているよう図示されているが、一実施形態では、減湿器ユニット80の動作時は、第2ライン内に冷媒は流動しない。上述のように、一実施形態では、冷媒は1.94gpmの割合でライン98内を流れる。このライン98は第3の復温コイル36に接続されている。例えば摂氏44.24度の冷媒などの、第3コイル36を通過する暖かい冷媒により、第3コイルは、第2コイル34から第3コイルを介して流れる冷たい空気が減湿器ユニット80から排出される前に加熱できる。一実施形態では、冷媒は第3の復温コイル36を介して摂氏約37.0度の温度まで冷却される。この冷媒は、ライン84を介してチラー38に接続されたライン102に送出される。減湿器ユニット80の動作を後述する様態で制御するコントローラ74を設けてもよい。
【００５７】
ここで図4及び5を参照し、より詳しくは図4を参照すると、空間体積を減湿する方法をさらに説明する。図4に示したように、一実施形態では、方法200は、(a)202において、冷却流体を冷却流体源から第1コイルに送出する段階と、(b)204において、冷却流体を前記冷却流体源から熱ユニットに送出する段階と、(c)206において、前記冷却流体が前記熱ユニット内を流動する際に、前記冷却流体の一部の温度を低下させる段階と、(d)208において、前記温度低下した冷却流体を前記熱ユニットから第2コイルに送出する段階と、(e)210において、前記冷却流体が前記熱ユニット内を流動する際に、前記冷却流体の一部の温度を上昇させる段階と、(f)212において、前記温度上昇した冷却流体を前記熱ユニットから第3コイルに送出する段階と、(g)214において、空気を前記第1、第2、及び第3コイル上を移動させる段階とを含む。幾つかの実施形態では、この方法は、前記冷却流体源から前記第1コイル及び前記熱ユニットに送出される冷却流体の量を制御する段階をさらに含む。この方法の実施形態は減湿器ユニット10及び80により実行できる。
【００５８】
図5を参照すると、別の方法300は、(g)302において、空気を第1コイル上を移動させて前記空気を予冷する段階と、(b)304において、前記第1コイルからの空気を、第2コイル上を移動させて前記空気を減湿する段階と、(ｃ)304において、前記第2コイルからの空気を、第3コイル上を移動させて前記空気を復温する段階とを含む。この方法の実施形態は減湿器ユニット10及び80により実行できる。
【００５９】
一実施形態では、チラーを減湿器ユニットに接続するラインは撓みチューブ材料としてもよく、これは適切な軸継手により減湿器ユニットに接続される。一実施形態では、コントローラとネットワーク管理システムの構成によるが、流量を設けて、撓みチューブ材料を通過する冷媒の流動を測定するためにコントローラに動作可能に接続してもよい。本開示の実施形態の減湿器ユニットは、冷媒の流量をコントローラに知らせるためにこの流量計を利用する。別の実施形態では、流量計により、コントローラはそれ自身が得た情報に基づいて減湿器ユニットの動作の能力を計算できる。
【００６０】
一実施形態では、このコントローラは、当該コントローラにより得られた環境パラメータに基づいて当該冷却システム全般及び減湿器ユニットの動作を制御することとしてもよい。ある実施形態では、このコントローラは、カン(CAN)バスを介して互いと通信すると共に複数の冷却ラック及び/または減湿器ユニットに設けられた複数コントローラユニットとしてもよい。他の実施形態では、これらコントローラユニットの動作を制御する単一のマスタコントローラを設けてもよい。特に、各冷却ラック及び/または減湿器ユニットには、コントローラに動作可能に接続された表示アセンブリを設けてもよい。この表示アセンブリは、冷却ラック及び/または減湿器ユニットにおけるデータセンターの温度及び湿度と、冷却ラック及び/または減湿器ユニットに入る空気と出る空気の温度と、冷却ラック及び/またはユニットに入る冷媒と出る冷媒の温度と、冷却ラック及び/または減湿器ユニットに入る冷媒の流量と、冷却ラック及び/または減湿器ユニットの冷却能力とを含むがそれに限定されないデータ室の環境条件を表示するよう適合できる。そうした情報を得るための適切なモニタ及び／またはゲージを設けてもよい。代替的には、或いは上述の実施形態に加え、これら環境条件は、統合データセンター制御及び監視システムを備えたユニット上に表示してもよい。
【００６１】
データセンターの温度など環境条件の変化は、各冷却ラック及び/または減湿器ユニットに流入出する冷媒の温度を含む入力の変化を引き起こす。コントローラに与えられる付加的入力には、冷媒(例えば水)の既知の値に加え、流量計を介して冷却ラック及び/または減湿器ユニットに入る冷媒の流量を含む。全伝熱は冷媒の温度及び冷媒の流量に基づいて求めればよく、これは流量を、冷媒密度と、冷媒の比熱と、冷媒の放出口温度と導入口温度との差で乗算することで計算できる。この伝熱計算はコントローラにより実行でき、冷却ラックの流量計を介して冷却ラック及び/または減湿器ユニットに送出される冷媒の量が計算されるようにする。更に、コントローラは、各冷却ラック及び/または減湿器ユニットの負荷容量を実時間で計算するためのユーザ入力を可能とするよう構成してもよい。得られた値は最大可能冷却能力と比較することで、冷却システムの予備冷却能力を評価できる。
【００６２】
一実施形態では、表示アセンブリは、例えばデータセンターの温度及び湿度、各冷却ラック及び/またはユニットに入る空気と出る空気の温度、各冷却ラック及び/またはユニットに入る冷媒と出る冷媒の温度、及びこうした冷却ラック及び/またはユニットに入る冷媒の流量などの環境条件を表示するための液晶表示器を備えた表示装置を含む。表示装置には複数の制御ボタン及び状態表示灯も設けられており、運転員による冷却システムの動作制御を可能とする。この表示アセンブリは、冷却ラックの前パネルに形成された開口部内に、密封パッキン及び取り付けブラケットによって固定されている。これらパッキンとブラケットでは、ネジ(図示しない)を用いて表示アセンブリを開口部内で前パネルに固定できる。
【００６３】
上述のように、各機器ラックは大量の熱を発生する能力がある。時として、幾つかの実施形態では、特定の機器ラックが発生する湿度を除去する専用の減湿器ユニットを設けるのが望ましいことがある。例えば、こうした冷却システムは、それぞれ機器及び冷却ラック及び減湿器ユニットの前部及び背部に取り付けるよう適合された前部及び背部プレナムを含んでもよい。この構成では、機器ラックの前及び後扉と及び減湿器ユニットの前及び後パネル(又は扉)を外した後で、機器ラック及び減湿器ユニットが互いに並んだ位置関係に配置される。この構成では、プレナムは機器ラック及び減湿器ユニット内の空気を捕捉し、機器ラックと冷却ラックとの間に隔離環境を形成して、熱せられた空気が機器ラックの背部から後プレナムを介して冷却ラックの背部に直接流れるようにする。本発明の実施形態による減湿器ユニットは、顕熱冷却要件に対処するために設けられる、冷却ラックを備えた冷却システムの一部としてもよい。従って、これらプレナムは、機器ラック及び冷却ラック及び/または減湿器ユニットと組み合わせて動作することで、最大冷却予測性、能力、及び効率を実現するよう設計されたモジュール式システムの一部としてもよい。
【００６４】
本開示の実施形態による減湿器ユニットはモジュール式で拡張性があり、データセンターの冷却システムの設計者は、多くの個別の構成要素を組み込んだシステム全体の一部としてこの減湿器ユニットを選択可能である。具体的には、データセンター内に配置された電子機器及びこうした機器に必要な最適動作条件によるが、設計者は、このデータセンターに合わせて最適化され且つカスタマイズされた冷却システムを設計できる。
【００６５】
上述したように、一実施形態では、コントローラを、減湿器ユニットの動作を制御する別個の専用ユニットとしてもよい。別の一実施形態では、コントローラを何れかのコントローラユニットの代わりに冷却ラック及び/または減湿器ユニットの何れかに設けて、このコントローラを備えた冷却ラック及び/または減湿器ユニットを主冷却ラックとして機能させ、他の冷却ラック及び/または減湿器ユニットを従属冷却ラックとして機能させてよい。更に別の実施形態では、この冷却システムは、統合データセンター制御及び監視システムの制御下で動作可能として、各冷却ラックは、ネットワークを介して他の冷却ラックと通信するコントローラユニットを備えることができる。こうした一実施形態では、コントローラは、データセンター制御システムと通信して、冷却システムの構成要素の状態を知らせ且つデータセンター制御システムの制御命令を受信できる。一実施形態では、各減湿器ユニットは、CANバスネットワークなどのネットワークを介してデータセンター・コントローラと通信するコントローラを含み、さらに、そうした一実施形態では、このデータセンター・コントローラは、本発明の譲受人である、ロードアイランド州ウェストキングストン所在のアメリカンパワーコンバージョン社(American
Power Conversion Corporation)が販売するInfraStruXure(商標)データセンターマネージャのような統合データセンター制御及び監視システムを用いて実装できる。
【００６６】
従って、本開示の減湿ユニットは、データセンターにおける拡張可能でモジュール式の実装を目的として特に構成されていることは理解できるはずである。この減湿器ユニットは、冷却システム設置の特別な訓練を受けたり特別な工具を持たない人員が設置できるキットの一部として提供してもよい。この冷却システムの1つの利点は、データセンター内の環境条件又は必要性が変化したときに、冷却ラック及び/またはユニットをデータセンター内で、或いは別のデータセンターに移動できることである。
【００６７】
更に、本明細書で開示された実施形態の減湿器ユニットは列内製品として提供できるため、この減湿器ユニットはデータセンターの最も高湿度の空気を取り入れ、それを処理して空気中の湿度を下げる位置に配置できる。効率の向上が最も顕著に分かるのは、減湿器ユニットの設置面積が減少するという事実からである。運転員による減湿器ユニットの位置の最適化を手助けするには、運転員が、各ユニットの冷却能力を、流量、水及び空気の導入口及び排出口での温度、並びに差圧と共に監視すればよい。これらの読み取り値により、運転員は、各減湿器ユニットが最大量の湿度を打ち消しできる要所要所の位置にそれらユニットを配置する一方、運転員による極めて柔軟な部屋の設計及び配置を可能とし、更に、空気調和機をデータセンターの周囲に配置するという制約を除去できる。電力の観点からは、各減湿器ユニットは直流下で動作できるので、供給される入力電力に一定の柔軟性を与える。従って、減湿器ユニットは特定の電圧用に製造する必要が無くなる。
【００６８】
上述したように、本発明の実施形態による冷却システムは、統合データセンター制御及び監視システムの一部として設けてもよい。こうした統合制御及び監視システムと共に使用する際は、本開示の冷却システムは、1つ又は複数の減湿器ユニットの修理を目的とした簡単な取り外しや、データセンター内の別の場所への移動が可能である。この冷却システムは、データセンターにおける必要箇所に付加的な冷却空気を供給するため、データセンターを収容した建物の既存の冷却システムに統合し、例えば、1つ又は複数のCRAC及び/またはCRAHユニットと組み合わせて使用できる。
【００６９】
この冷却システムには、多くの因子を用いることによって予測故障判定モジュールを組み込んでもよい。具体的には、モータ、送風機、又は摩耗の可能性がある他の部材が耐用寿命の終わりが近づくと、それをデータセンター運転員にコントローラを介して知らせるように各減湿器ユニットを設計してもよい。こうしたモジュールを設けることで、時宜を得た予防的保守動作を行い、中断時間の発生を防止できるはずである。この通知はラックの表示部に送出してもよいし、統合制御及び監視システムを介してデータセンターの運転員に送ってもよい。更に、主コントローラとして構成されている冷却システムのコントローラは、減湿器ユニットの故障を、この故障したコントローラ近くに位置した他の冷却ユニットの出力を増強することで補償できる。
【００７０】
このように本開示の少なくとも1つの実施形態の幾つかの様態を説明してきたが、当業者には様々な変更、修正、及び改善が容易に想起されることが理解されるべきである。こうした変更、修正、及び改善は本開示の一部となることが意図されており、本開示の精神及び範囲に入ることが意図されている。従って、上述の記載と図面は例示のみを目的としている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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