(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離されたコールドエリア及びホットエリアを有し、通常時には商用電源から電力が供給されるとともに非常時には無停電電源装置から電力が供給されるサーバが前記コールドエリアと前記ホットエリアの間に配置され、前記コールドエリアを介して給気する冷気を前記サーバの発熱により加熱して還気として前記ホットエリアを介して排気するサーバ室と接続される空調装置であって、
前記コールドエリアと接続され、前記コールドエリアに送出する冷気が存在する第１エリアと、
前記ホットエリアから排出される還気が存在する第２エリアと、
制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第１エリア内に外気を取り込むとともに、前記サーバに電力が供給される非常時には開状態となる第１ダンパと、
前記制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第２エリア内の還気を外部に排出するとともに、前記非常時には開状態となる第２ダンパと、
前記制御装置の制御に応じて前記第２エリア内の還気を前記第１エリアに循環させる第３ダンパとを備え、
非常時で前記無停電電源装置から前記サーバへ電力が供給されている場合には前記第３ダンパを閉状態にし、非常時が終了して前記無停電電源装置による前記サーバへの電力の供給が終了してからも前記第３ダンパを閉状態のままにすることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
分離されたコールドエリア及びホットエリアを有し、通常時には商用電源から電力が供給されるとともに無停電電源装置から非常時にも電力が供給されるサーバが前記コールドエリアと前記ホットエリアの間に配置され、前記コールドエリアを介して給気する冷気を前記サーバの発熱により加熱して還気として前記ホットエリアを介して排気するサーバ室と接続される空調装置と、当該空調装置を制御する制御装置とを備える空調システムであって、
前記空調装置は、
前記コールドエリアと接続され、前記コールドエリアに送出する冷気が存在する第１エリアと、
前記ホットエリアから排出される還気が存在する第２エリアと、
制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第１エリア内に外気を取り込むとともに、前記サーバに電力が供給される非常時には開状態となる第１ダンパと、
前記制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第２エリア内の還気を外部に排出するとともに、前記非常時には開状態となる第２ダンパと、
前記制御装置の制御に応じて、前記第２エリア内の還気を前記第１エリアに循環させる第３ダンパとを備え、
非常時で前記無停電電源装置から前記サーバへ電力が供給されている場合には前記第３ダンパを閉状態にし、非常時が終了して前記無停電電源装置による前記サーバへの電力の供給が終了してからも前記第３ダンパを閉状態のままにすることを特徴とする空調システム。
【請求項３】
前記空調装置は、第１エリア内の空気を冷却する冷却手段を備え、
前記制御装置は、前記非常時が終了して前記無停電電源装置によるサーバへの電力の供給が終了すると、前記冷却手段によって空気を冷却することを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記空調装置は、前記第１エリア、第１コールドエリア、第２コールドエリア及び第２エリアの気流を生成する送風機を備え、
前記制御装置は、前記非常時が終了して前記無停電電源装置によるサーバへの電力の供給が終了すると、前記送風機によって気流を形成することを特徴とする請求項２又は３に記載の空調システム。
【請求項５】
分離されたコールドエリア及びホットエリアを有し、通常時には商用電源から電力が供給されるとともに無停電電源装置から非常時にも電力が供給されるサーバが前記コールドエリアと前記ホットエリアの間に配置され、前記コールドエリアを介して給気する冷気を前記サーバの発熱により加熱して還気として前記ホットエリアを介して排気するサーバ室と接続される空調装置と、当該空調装置を制御する制御装置とを備える空調システムであって、
前記空調装置は、
前記コールドエリアと接続され、前記コールドエリアに送出する冷気が存在する第１エリアと、
前記ホットエリアから排出される還気が存在する第２エリアと、
制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第１エリア内に外気を取り込む第１ダンパと、
前記制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第２エリア内の還気を外部に排出する第２ダンパと、
前記制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第２エリア内の還気を前記第１エリアに循環させる第３ダンパと、
第１エリア内の空気を冷却する冷却手段と、
前記第１エリア、第１コールドエリア、第２コールドエリア及び第２エリアの気流を生成する送風機とを備え、
前記制御装置は、非常時で無停電電源装置からサーバへ電力が供給されている場合には前記第１ダンパ及び第２ダンパを開状態とし、前記第３ダンパを閉状態とするとともに、前記非常時が終了して前記無停電電源装置によるサーバへの電力の供給が終了すると、前記第１ダンパ及び第２ダンパを開状態のままとするとともに、前記第３ダンパを閉状態のままとし、前記冷却手段を運転状態とし、前記送風機を運転状態にすることを特徴とする空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、停電等の非常時にも適当な空気の循環を可能とし、サーバの不具合を防止する空調装置及び空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある部屋をサーバ室とし、この部屋に複数台のサーバ等の計算機を設置することがある。例えば、この計算機がサーバである場合、このようなサーバ室はデータセンターといわれる。近年のＩＴ化に伴い、このようなデータセンターは増加し、また、データセンターに設置される計算機の数も増加している。
【０００３】
このような計算機は、稼動によって熱を発生するが、サーバ室のように設置される計算機が多くなると、サーバ室内全体の発熱量が大きくなるため、サーバ室内に冷気を供給して計算機を冷却する冷却器装置や、空調装置の開発も進められている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、データセンターのようなサーバ室では、商用電源から供給される電力を使用する他、商用電源からの電力供給が停止する停電等の非常時には、無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）によって供給される電力を使用するように設計されている。しかしながら、従来のサーバ室の冷却に利用される空調装置では、このような非常時におけるサーバ室の冷却については考慮されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４８３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、非常時にサーバ室の計算機がＵＰＳで供給される電力で稼動している場合であっても、従来の空調装置では冷却や空気の循環のための電源供給手段を備えていないため、サーバ室の温度が高くなる一方で計算機に不具合が発生するおそれがあった。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明の実施形態では、停電等の非常時にも適当な空気の循環を可能とし、サーバの不具合を防止する空調装置及び空調システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、実施形態に係る空調装置は、分離されたコールドエリア及びホットエリアを有し、通常時には商用電源から電力が供給されるとともに非常時には無停電電源装置から電力が供給されるサーバが前記コールドエリアと前記ホットエリアの間に配置され、前記コールドエリアを介して給気する冷気を前記サーバの発熱により加熱して還気として前記ホットエリアを介して排気するサーバ室と接続される空調装置であって、前記コールドエリアと接続され、前記コールドエリアに送出する冷気が存在する第１エリアと、前記ホットエリアから排出される還気が存在する第２エリアと、制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第１エリア内に外気を取り込むとともに、前記無停電電源装置によって前記サーバに電力が供給される非常時には開状態となる第１ダンパと、前記制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第２エリア内の還気を外部に排出するとともに、前記非常時には開状態となる第２ダンパと、前記制御装置の制御に応じて開度を調整して前記第２エリア内の還気を前記第１エリアに循環させ第３ダンパとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る空調システムの構成を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を用いて本発明の実施形態に係る空調装置及び空調システムについて説明する。実施形態に係る空調システムは、サーバ等の計算機が内部に配置されるサーバ室と接続され、計算機を正常に稼動させるために冷気を送り、稼動により発熱した計算機を冷却するシステムである。
【００１１】
図１に示すように、実施形態に係る空調システム１と接続されるサーバ室２０には、コールドエリア２１及びホットエリア２２の異なる空間が形成されている。具体的には、このサーバ室２０には、エリアエリアサーバ（図示せず）等の計算機が収納されるラック２３（２３ａ〜２３ｄ）が配置されており、このラック２３と遮蔽板によって、コールドエリア２１とホットエリア２２に区分されている。
【００１２】
ラック２３又はサーバは、ファン２４（２４ａ〜２４ｄ）を有しており、ラック２３及びサーバは、ファン２４の回転によりコールドエリア２１に存在する冷気を取り込んで稼動により発熱するサーバを冷却し、加熱された還気としてホットエリア２２に排出するように配置されている。例えば、図１に示す例では、ラック２３が配置される床は二重床であって、この床下へ空調機からの冷気が供給され、床の開口部より空気の吸い込み側を対向して配置したラック間のコールドエリア２１に冷気が供給され、冷気はラック２３を通り、ホットエリア２２に還気が流出するような気流が形成される。
【００１３】
空調システム１は、図１に示すように、第１エリア１１と第２エリア１２に区分され、開度を調整して外気を第１エリア１１に取り込む第１ダンパ１３ａ、開度を調整して第２エリア１２内の還気を空調装置１０外に排出する第２ダンパ１３ｂ及び開度を調整して第２エリア１２内の還気を第１エリア１１に送出する第３ダンパ１３ｃを有する空調装置１０と、制御装置１４とを備えている。ここで、第１エリア１１とサーバ室２０のコールドエリア２１とは給気ダクト３１及び二重床の床下を介して接続されており、第２エリア１２とサーバ室２０のホットエリア２２とは還気ダクト３２で接続されており、第１エリア１１から第２エリアに一定の気流が発生するように形成されている。
【００１４】
また、空調システム１は、第１エリア１１内にコールドエリア２１に冷気を送風する第１送風機１１１と、必要に応じて空気を冷却して冷気にするコイル１１２と、コイル１１２によって冷気を生成する際に利用される冷媒を供給する室外機１１３と、必要に応じて空気に過湿する加湿器１１４とを備え、第２エリア１２内にホットエリア２２から排出される環気を空調装置１０の外部又は第１エリア１１に排出する第２送風機１２１を備えている。
【００１５】
空調システム１は、サーバ室２０内のサーバを冷却するため、第１エリア１１からコールドエリア２１に供給する冷気の温度及び湿度は所定の条件にする必要がある。すなわち、このサーバ室２０をデータセンタとして使用する場合、米国暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）で規定される条件（温度：１８〜２７℃、絶対湿度：０．００５６〜０．０１０７１Ｋｇ／Ｋｇ、相対湿度：６０％以下）を満たすような冷気を送風する必要がある。この際、空調システム１では、制御装置１４によって、各送風機１１１，１２１、コイル１１２、室外機１１３、加湿器１１４、各ダンパ１３ａ〜１３ｃを制御して冷気の供給や還気の排出等を制御する。
【００１６】
例えば、外気の温度が高くて外気を使用することが好ましくない場合、制御装置１４は、第１ダンパ１３ａ及び第２ダンパ１３ｂを閉にし、第３ダンパ１３ｃを開にして空調装置１０とサーバ室２０とで空気を循環させる。またこのとき、制御装置１４は、ホットエリア２２から取り込んだ還気を第１エリア１１内でコイル１１２を利用して冷却し、冷気を生成する。
【００１７】
また例えば、外気の温度が還気よりも低い場合には外気を冷気として使用することができる場合、制御装置１４は、第１ダンパ１３ａ及び第２ダンパ１３ｂを開にし、第３ダンパ１３ｃを閉にする。すなわち、外気を冷気としてコールドエリア２１に供給し、ホットエリア２２から第２エリア１２に排出される還気は空調装置１０の外部に排出する。外気の温度が低い場合でも、所定の条件に満たない場合、制御装置１４は、第１エリア１１に取りこんだ外気を必要に応じてコイル１１２を利用して冷却しても良いし、加湿器１１４を利用して加湿しても良い。
【００１８】
さらに、図１に示すように、第１エリア１１内の第１ダンパの１３ａ及び第２ダンパ１３ｃの位置と加湿器１１４の位置との間にフィルタ１１５を設置してもよい。フィルタ１１５を設置することで、外気及び還気に含まれる塵埃を除去することができる。
【００１９】
このように、空調システム１では、空調機であるコイル１１２で冷却された冷気をサーバ室２０に送出し、サーバ室２０から還気となって排出されると再びコイル１１２で冷却してサーバ室２０に循環したり、還気を排出して新たに取り込む外気をサーバ室２０に供給して、計算機２３を冷却して正常に保つことができる。
【００２０】
ここで、計算機２３に電力を供給する電源装置４０では、商標電源と無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）とを利用している。すなわち、電源装置４０には、通常は商用電源として供給される電力を利用しているが、商用電源の電力が供給されなくなる停電等の非常時にはＵＰＳから供給される電力を利用しており、非常時にもサーバ室２０内のサーバは停止することがない。
【００２１】
一方、空調システム１０では、商用電源として供給される電力利用されており、商用電源の電力の供給が停止する非常時には動作も停止する。このように、空調システム１０への電力の供給が停止された場合、冷気の供給は停止するが、サーバの動作は停止しないためにサーバの発熱が継続する。サーバが発熱を続けて周囲の温度が高くなると、サーバの動作に問題が生じるおそれがある。空調システム１にもＵＰＳを利用すれば非常時にも空調システム１は動作するが、空調システム１やＵＰＳの規模が大きくなり、簡単に実現することはできない。
【００２２】
したがって、本発明の空調システム１では、第１ダンパ１３ａ及び第２ダンパ１３ｂに空調システム１への電力の供給が停止した非常時に開になる操作機構を設けている。例えば、第１ダンパ１３ａは、その操作機構にスプリングの力により電力の供給が停止した非常時に開となる機構を設けることで、非常時には必ず開状態になり、外気を第１エリア１１に取り込むことができるようにする。また、第２ダンパ１３ｂも、同様の機構を設けることで空調システム１への電力の供給が停止した非常時には必ず開状態になり、第２エリア１２の還気を空調装置１０の外部に排出できるようにする。また、特別な機構を設けるのではなく、ダンパ操作の消費電力はシステム全体に占める割合は低いため、非常時にサーバへの電力供給を行っているＵＰＳによりダンパへの電力供給を行い、非常時に開状態に操作してもよい。
【００２３】
サーバが動作している場合にはファン２４も回転しているため、コールドエリア２１の空気はホットエリア２２に流れる。したがって、第１送風機１１１が送風しなくてもファン２４が回転している限りはコールドエリア２１の気圧が低くなるため、第１エリア１１の空気がコールドエリア２１に流れる。また、第１エリア１１の空気がコールドエリア２１に流れると、第１エリア１１の気圧が低くなるため、第１ダンパ１３ａを介して第１エリア１１内に外気が流入する。
【００２４】
同様に、第２送風機１２１が送風しなくてもファン２４が回転している限りはホットエリア２２の気圧が高くなるため、ホットエリア２２の還気が第２エリア１２に流れる。また、ホットエリア２２の還気が第２エリア１２に流れると、第２エリア１２の気圧が高くなるため、第２ダンパ１３ｂを介して空調装置１０外に空気が排出される。
【００２５】
このように、停電等の非常時に空調システム１の各機能が停止し、第１送風機１１１や第２送風機１２１による送風がない場合には、送風機１１１，１２１による送風がある場合と比較すると空気の流れは弱くなることはあっても、ファン２４が回転している限り、一定の気流は形成される。また、異常発生時に第１ダンパ１３ａと第２ダンパ１３ｂとが開になれば、外気を冷気としてコールドエリア２１に供給し、還気は外部に排出することができるため、熱を持つ空気が空調装置１０とサーバ室２０を循環してサーバが温度の上昇によって発生する問題を防止することができる。
【００２６】
なお、上述の説明では、第１ダンパ１３ａ及び第２ダンパ１３ｂは、空調システム１に電力が供給されない非常時に開になるような機構を有しているものとして説明したが、第３ダンパ１３ｃが非常時に閉になるような機構を有していてもよい。非常時に第３ダンパ１３ｃを閉にすることができれば、コイル１１２によって冷気とすることができない熱をもった還気を第２エリア１２から第１エリアに混合することがなくなり、高温の空気を冷気としてコールドエリア２１に送出することを防止することができる。
【００２７】
また、停電状態から復電したときは、一般的に各機器は停電前の状態で動作するが、サーバ室内の温度は通常より高くなっていることが考えられ、停電前の状態が好ましい運転状態であるとは限らない。
【００２８】
そこで、空調システム１に電力が供給される状態に回復したときには、制御装置１４は、所定時間第１ダンパ１３ａ及び第２ダンパ１３ｂを開状態にし、第３ダンパ１３ｃを閉状態にするとともに、送風機１１１，１２１、コイル１１２を運転させて第２エリア１２に存在する熱をもった還気を第1エリアに混合させることなく、取り入れた外気を冷却して冷気を生成し、サーバ室に供給して、サーバ室からの熱をもった還気を外部に排出する。これにより、熱をもった還気をコイル１１２で冷却して冷気を生成することによる不要な電力消費を防止することができる。
【００２９】
上述したように、実施形態に係る空調システムによれば、停電等の非常時にはダンパを制御し、サーバのファンやサーバが収納されるラックのファンによって発生する気流を利用して外気を冷気として利用し、還気を外部に排出することで、発熱による容器内の温度の上昇を原因とする計算機の不具合の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０…空調装置
１１…第１エリア
１２…第２エリア
１１１，１２１…送風機
１１２…コイル
１１３…室外機
１１４…加湿器
１３ａ…第１ダンパ
１３ｂ…第２ダンパ
１３ｃ…第３ダンパ
１４…制御装置
２０…サーバ室
２１…コールドエリア
２２…ホットエリア
２３（２３ａ〜２３ｄ）…ラック
２４（２４ａ〜２４ｄ）…ファン
２６…給気ダクト
３１…給気ダクト
３２…排気ダクト
４０…電源装置
【図１】
0005558201.tif 000002