(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＴ機器を収容する収容室と、
前記収容室内の空気を冷却して前記収容室の床下に供給する空調機と、
前記床下に供給された空気を前記収容室内に流通させるグリルと、
前記ＩＴ機器を格納するラック装置と、を有し、
前記ラック装置は、前記空調機を囲むように配置され、
前記ＩＴ機器は、前記床下に供給された空気をグリルから吸気し、前記ラック装置によって囲まれた領域に空気を排気するように前記ラック装置に格納され、
前記空調機は、前記ラック装置によって囲まれた領域であり、前記ＩＴ機器が空気を排気する側に配置されることを特徴とするデータセンター。
【請求項２】
前記ラック装置は、高性能のＩＴ機器を有する発熱量の高い高発熱ラック装置と、低性能のＩＴ機器を有する発熱量の低い低発熱ラック装置とを有するものであって、
前記高発熱ラック装置は、前記低発熱ラック装置よりも前記空調機に近い場所に設置されることを特徴とする請求項１に記載のデータセンター。
【請求項３】
ＩＴ機器を収容する収容室内の空気を冷却して前記収容室の床下に供給する空調部と、
前記床下に供給された空気を前記収容室内に流通させる流通部と、
前記ＩＴ機器を格納する機器格納部と、を有し、
前記機器格納部は、前記空調部を囲むように配置され、
前記ＩＴ機器は、前記床下に供給された空気をグリルから吸気して、内部の電子機器を冷却し、冷却後の空気を前記機器格納部によって囲まれた領域に排気するように前記機器格納部に格納され、
前記空調部は、前記機器格納部によって囲まれた領域であり、前記ＩＴ機器が空気を排気する側に配置されることを特徴とする冷却システム。
【請求項４】
ＩＴ機器は、
当該ＩＴ機器が収容される収容室の床下に冷却風を供給する空調機を囲むように設置されたラック装置に保持され、
前記床下に供給された空気を前記収容室内に流通させるものであって、前記ラック装置を囲むように設置されたグリルから冷却風を吸気して、内部の電子機器を冷却し、
前記内部の電子機器の冷却に使用した冷却風を、前記ラック装置によって囲まれた領域であって、当該ＩＴ機器の排気側に設置された空調機に対して排気することを特徴とするＩＴ機器の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データセンター、冷却システムおよびＩＴ機器の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピュータ、サーバ、ルータなどのＩＴ（Information  Technology）機器を搭載したラック装置を配置するデータセンターでは、温かい空気を吸って冷却風を供給する空調機を用いて、ＩＴ機器の冷却を行っている。
【０００３】
一般的に利用される空調機５２は、例えば図１０に示すように、データセンター内のラック装置５０に搭載されるＩＴ機器から排出された排気を吸い込んで冷却した冷却風をデータセンター内の床下に供給する。そして、ラック装置に搭載されるＩＴ機器は、床下に供給された冷却風を前面からファンなどで吸い込み、自装置内を通過させてＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などの電子機器を冷却する。その後、ＩＴ機器は、電子機器を冷却したために温められた空気を背面から排気する。このようにして、データセンター内では、空調機５２によって冷却風と排気が巡回し、ラック装置５０内のＩＴ機器の冷却を行っている。図１０は、従来におけるデータセンター内に設置される空調機による冷却風と排気の巡回例を示す図である。
【０００４】
ここで、上述したラック装置５０や空調機５２を配置したデータセンターを例示する。図１１は、従来技術に係るデータセンター内の収容室を示す図である。図１１に示すように、データセンター内には、複数の空調機５２が設置されるとともに、ＩＴ機器の吸気側が向かい合うように複数のラック装置５０が設置される。そして、ＩＴ機器の吸気側の床をグリルにしておくことで、ＩＴ機器は、グリルを介して、空調機５２から床下に供給された冷却風を吸い込むことができる。また、ＩＴ機器は、自装置内の電子機器の冷却に使用した空気を背面から排気する。なお、ここでは、冷却風が集中する場所を冷気ゾーン６０と呼び、排気が集中する場所を排気ゾーン７０と呼ぶ。
【０００５】
近年、ＩＴ機器の高機能化、高性能化に伴い、単位面積当たりの製品電力及びＣＰＵ電力が大幅に増大し、単位面積当たりの発熱量が増大している。そのため、ＩＴ機器の基準温度を超えたシステム運用やデータセンターの極端な温度分布、熱溜まりなどの危険状況を引き起こすことがある。そこで、このような危険状況を回避する手法として、例えば、高発熱量のラック装置５０の上部に局所冷却ユニットを配置して、冷却風を局所的に供給する手法などが用いられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「ホットアイルコンテインメントとコールドアイルコンテインメントの比較」、ジョン・ニーマン、ヒューレットパッカート社ホワイトペーパー、LjTC040202TB、2004/02、APC社、White  Paper#135、2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の技術では、漏水による危険があるという課題と、データセンター内の冷却効率が悪いという課題があった。
【０００８】
例えば、局所冷却ユニットを用いる場合、水などの配管をラック装置５０天井付近に配置することとなるため、漏水が発生した場合には、ＩＴ機器が濡れて壊れる危険性がある。また、例えば、発熱量が高くないＩＴ機器を格納するラック装置５０の中に、高発熱量のＩＴ機器を増設した場合、空調機５２が、高発熱量のＩＴ機器から排気された排気の温度に連動して動作することがある。その場合、発熱量が高くないＩＴ機器が必要以上に冷却されてしまい、却って、ＩＴ機器に不具合を生じさせる原因となる。
【０００９】
また、図１０や図１１に示したＺの領域、すなわち、空調機５２よりも遠い位置に設置されるラック装置５０では、冷却風ではなく、暖かい排気を吸引してしまって、電子機器を冷却することができない熱溜まりが発生してしまう。その結果、データセンター内に温度の高い領域（Ｘ）が発生し、データセンター内の冷却効率が低下する。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、安全にＩＴ機器を冷却することが可能であり、データセンター内の冷却効率を向上させることが可能であるデータセンター、冷却システムおよびＩＴ機器の冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の開示するデータセンター、冷却システムおよびＩＴ機器の冷却方法は、一つの態様において、ＩＴ機器を収容する収容室と、前記収容室内の空気を冷却して前記収容室の床下に供給する空調機と、前記床下に供給された空気を前記収容室内に流通させるグリルと、前記ＩＴ機器を格納するラック装置と、を有し、前記ラック装置は、前記グリルを囲むように配置され、前記ＩＴ機器は、前記ラック装置によって囲まれた空間から前記グリルを介して空気を吸気し、前記収容室内に空気を排気するように前記ラック装置に格納され、前記空調機は、前記ＩＴ機器が空気を排気する側に配置される。
【００１２】
また、本願の開示するデータセンター、冷却システムおよびＩＴ機器の冷却方法は、他の態様において、ＩＴ機器を収容する収容室と、前記収容室内の空気を冷却して前記収容室の床下に供給する空調機と、前記床下に供給された空気を前記収容室内に流通させるグリルと、前記ＩＴ機器を格納するラック装置と、を有し、前記ラック装置は、前記空調機を囲むように配置され、前記ＩＴ機器は、前記床下に供給された空気をグリルから吸気し、前記ラック装置によって囲まれた領域に空気を排気するように前記ラック装置に格納され、前記空調機は、前記ラック装置によって囲まれた領域であり、前記ＩＴ機器が空気を排気する側に配置される。
【発明の効果】
【００１３】
本願の開示するデータセンター、冷却システムおよびＩＴ機器の冷却方法の一つの態様によれば、安全にＩＴ機器を冷却することが可能であり、データセンター内の冷却効率を向上させることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に係るデータセンター内の収容室を上から見た図である。
【図２】図２は、図１をＡ−Ａ´面で切断した断面図である。
【図３】図３は、実施例２に係るデータセンター内の収容室を上から見た図である。
【図４】図４は、図３をＢ−Ｂ´面で切断した断面図である。
【図５】図５は、実施例３に係るデータセンター内の収容室を上から見た図である。
【図６】図６は、ラック装置１０をひし形に配置させた場合の収容室を上から見た図である。
【図７】図７は、いずれかの壁５に対して平行になるようにグリル７およびラック装置１０を配置させた場合の収容室を上から見た図である。
【図８】図８は、床下に板を設置する場合の例を示す図である。
【図９】図９は、床上に板を設置する場合の例を示す図である。
【図１０】図１０は、従来におけるデータセンター内に設置される空調機による冷却風と排気の巡回例を示す図である。
【図１１】図１１は、従来技術に係るデータセンター内の収容室を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本願の開示するデータセンター、冷却システムおよびＩＴ機器の冷却方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
まず、図１を用いて、本願が開示するデータセンターについて説明する。図１は、実施例１に係るデータセンター内の収容室を上から見た図である。
【００１７】
図１に示すように、データセンターにおける収容室２は、壁５によって囲まれて他の収容室と分離されており、その内部に、グリル７と、ラック装置１０と、空調機１１と、入室扉１２とを有する。
【００１８】
グリル７は、収容室２の床に設置され、床下から収容室内に空気を流通させる通気口を有している。ラック装置１０は、その内部に複数のＩＴ（Information  Technology）機器１０ａを格納する装置であり、収容室２の床下に配置されたグリル７を囲むように配置される。床下の空気は、グリル７を介して、つまり、グリル７の場所から収容室２内に流れる。
【００１９】
ＩＴ機器１０ａは、後述する空調機１１から供給された冷たい空気である冷却風をファンなどによって吸気して、内部に有するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）等の電子機器を冷却する。そして、ＩＴ機器１０ａは、内部の電子機器を冷却したために温められた空気を背面より排気する。
【００２０】
また、ＩＴ機器１０ａは、内部に格納する電子機器の状態や、当該ＩＴ機器１０ａが提供するシステムの状態を示すＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）を前面に有し、異常があった場合に、例えば赤色のＬＥＤを点灯させることで、アラームを発生させる。このようなＩＴ機器１０ａは、ラック装置１０によって囲まれた空間からグリル７を介して空気を吸気し、収容室２内に空気を排気するようにラック装置１０に格納される。
【００２１】
空調機１１は、ＩＴ機器１０ａから排気された空気など収容室２内の空気を吸気して冷却し、冷却した冷却風を収容室２の床下に供給する。このような空調機１１は、収容室２において、ＩＴ機器１０ａが空気を排気する側に配置される。
【００２２】
入室扉１２は、ラック装置１０が格納するＩＴ機器１０ａの保守やＩＴ機器１０ａの増設、並びに、ラック装置１０自体の増設など、データセンター内の保守を行う保守者が利用する扉である。この入室扉１２は、ラック装置１０と並んで配置される。
【００２３】
上述したように、ラック装置１０がグリル７を囲むとともに、格納するＩＴ機器１０ａの吸気側がグリル７側になるように配置させ、ＩＴ機器１０ａの排気が集中する領域に空調機１１を設置する。このようにすることで、ラック装置１０によって、グリル７を介して床下から収容室２内に流れ込む冷却風が集中する冷気ゾーン２０と、ＩＴ機器１０ａが冷却に使用した後の暖められた空気である排気が集中する排気ゾーン３０とを分離することができる。
【００２４】
したがって、ＩＴ機器１０ａは、排気が含まれにくい冷気ゾーン２０から冷却風が吸気して、内部の電子機器を冷却することができ、空調機１１は、ＩＴ機器１０ａからの排気を素早く吸気することができる。その結果、局所冷却ユニットを用いる必要も無く、安全にＩＴ機器を冷却することが可能であり、データセンター内の冷却効率を向上させることが可能である。また、ＩＴ機器１０ａの吸気側、すなわち、ＬＥＤを有する前面が、冷気ゾーン２０側に位置するので、保守者は、入室扉１２より冷気ゾーン２０に入ることで、全てのＩＴ機器のＬＥＤを見渡すことができ、アラームの早期発見にも繋がる。
【００２５】
次に、図２を用いて、図１に示した収容室２内における空気の流れについて説明する。図２は、図１をＡ−Ａ´面で切断した断面図である。図２に示すように、床下に供給された冷却風は、排気と混ざることなく、グリル７を介して収容室２内に循環し、ラック装置１０に格納されるＩＴ機器１０ａに吸気される。また、ＩＴ機器１０ａから排出された空気（排気）は、冷却風と混ざることなく、床下に流れることもなく、空調機１１によって吸気される。したがって、ＩＴ機器１０ａは、より冷たい空気を吸気することができ、さらに、収容室２内に排気が溜まることを防止することができる。その結果、排気がＩＴ機器１０ａによって吸気されてしまい、ＩＴ機器１０ａを冷却することができない熱溜まりの発生を極力防止することができる。
【実施例２】
【００２６】
ところで、本願が開示するデータセンターの収容室では、実施例１とは異なる配置でも、安全にＩＴ機器を冷却することができる。そこで、実施例２では、図３と図４を用いて、本願が開示するデータセンターの別例について説明する。図３は、実施例２に係るデータセンター内の収容室を上から見た図である。
【００２７】
図３に示すように、ラック装置１０は、空調機１１を囲むように配置され、ＩＴ機器１０ａは、床下に供給された空気をグリル７から吸気し、ラック装置１０によって囲まれた領域に空気を排気するようにラック装置１０に格納される。そして、空調機１１は、ラック装置１０によって囲まれた領域であり、ＩＴ機器１０ａが空気を排気する側に、自装置の配管を収容する空調機配管スペース１１ａを囲むように配置される。すなわち、ＩＴ機器１０ａの吸気側である前面がグリル７側になり、排気側である背面が空調機１１側になる。
【００２８】
このように配置させることで、ラック装置１０によって、グリル７を介して床下から収容室２内に流れ込む冷却風が集中する冷気ゾーン２０と、ＩＴ機器１０ａが冷却に使用した後の暖められた空気である排気が集中する排気ゾーン３０とを分離することができる。その結果、局所冷却ユニットを用いる必要も無く、安全にＩＴ機器を冷却することが可能であり、データセンター内の冷却効率を向上させることが可能である。また、実施例１と比較して、実施例２の排気ゾーンはラック装置１０によって囲まれた領域であり、その排気ゾーン内に空調機１１が設置されることとなることから、排気がより早く空調機１１によって吸気される。したがって、実施例１と比較して、データセンター全体の温度上昇を抑止し、冷却効率を向上させることが可能である。
【００２９】
次に、図４を用いて、図３に示した収容室２内における空気の流れについて説明する。図４は、図３をＢ−Ｂ´面で切断した断面図である。図４に示すように、床下に供給された冷却風は、壁５の近くからグリル７を介して床上に流通する。したがって、冷却風は、排気ゾーンの床下を通ることなり、排気と混ざることがない。また、ＩＴ機器１０ａから排出された空気（排気）は、空調機１１によって直ぐに吸気されるので、グリル７を通過する冷却風と混ざることがない。以上より、実施例１に比べて、熱溜まりの発生をより強固に防止することもできる。
【実施例３】
【００３０】
ところで、本願が開示するデータセンターの収容室では、実施例１と比較して、よりＩＴ機器を効率的に冷却するように、ラック装置を配置させることもできる。そこで、実施例３では、図５を用いて、本願が開示するデータセンターの別例について説明する。図５は、実施例３に係るデータセンター内の収容室を上から見た図である。
【００３１】
図５に示すように、実施例３に係るデータセンター内の収容室２では、実施例１と同じように、グリル７、ラック装置１０、空調機１１を配置している。すなわち、ラック装置１０がグリル７を囲むとともに、格納するＩＴ機器１０ａの吸気側がグリル７側になるように配置させ、ＩＴ機器１０ａの排気が集中する領域に空調機１１を設置する。ラック装置１０によって、グリル７を介して冷気ゾーン２０と、ＩＴ機器１０ａが冷却に使用した排気ゾーン３０とを分離することができる。
【００３２】
ところが、実施例１と異なり、ラック装置１０には、高性能なＩＴ機器１０ａを複数有している発熱量の高い高発熱ラック装置１０ｂと、比較的性能の低いＩＴ機器１０ａを複数有している発熱量の低い低発熱ラック装置１０ｃとが存在する。高発熱ラック装置１０ｂは、低発熱ラック装置１０ｃよりも高温の空気を排気する。
【００３３】
このような場合、図５に示すように、空調機１１により近い場所に、高発熱ラック装置１０ｂを配置させる。こうすることで、より高温の排気を収容室２内に充満させることなく、高発熱ラック装置１０ｂから排気されると素早く、空調機１１に吸収させることができる。その結果、高発熱ラック装置１０ｂや低発熱ラック装置１０ｃの配置を考慮しない場合と比べると、データセンター内の冷却効率をより向上させることが可能であり、収容室２内の温度の向上を防止することもできる。
【実施例４】
【００３４】
ところで、実施例１ではラック装置１０を矩形に配置する例について説明したが、本願はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、グリル７をひし形に配置し、ラック装置１０もグリル７を囲むように、ひし形に配置することもできる。また、ひし形に限定されるものでもなく、例えば、円形や多角形など、冷気ゾーン２０と排気ゾーン３０とが分離できれば、どのような形であってもよい。また、実施例２で説明した配置例についても、上述したように、例えば、ひし形、円形、多角形など、冷気ゾーン２０と排気ゾーン３０とが分離できれば、どのような形であってもよい。図６は、ラック装置１０をひし形に配置させた場合の収容室を上から見た図である。
【実施例５】
【００３５】
また、本願が開示するデータセンターの収容室では、グリル７を必ずしも囲むようにラック装置１０を配置する必要はない。例えば、図７に示すように、いずれかの壁５に対して、平行になるように、グリル７およびラック装置１０を配置させることもできる。こうすることにより、冷気ゾーン２０と排気ゾーン３０と分断することができる。図７は、いずれかの壁５に対して平行になるようにグリル７およびラック装置１０を配置させた場合の収容室を上から見た図である。
【００３６】
もっとも、この場合であっても、ＩＴ機器１０ａは、吸気側がグリル７側になり、グリル７から冷却風を吸気するようにラック装置１０に格納される。さらに、空調機１１は、ＩＴ機器１０ａの排気側、すなわち、ラック装置１０におけるグリル７とは反対側の領域である排気ゾーン３０に配置される。
【００３７】
このようにすることで、１つの冷気ゾーン２０と、２つの排気ゾーン３０とに領域を分断することができる。したがって、実施例１〜４と同様、安全にＩＴ機器を冷却することが可能であり、データセンター内の冷却効率を向上させることが可能である。
【実施例６】
【００３８】
ところで、本願が開示するデータセンターの収容室では、床下の冷却風がグリル７を通過し易いように、様々な手法を用いることができる。
【００３９】
例えば、図８に示すように、グリル７が設置される床下に、グリル７におけるラック装置１０と反対側の面と直角に交わるように板７ａを設置する。このようにすることで、床下の冷却風は、グリル７の床下で板７ａにぶつかって上昇する。その結果、空調機１１から供給された床下の冷却風全てがグリル７を介して、収容室２内に流通され、効率よく冷却風を冷気ゾーン２０に送り込むことができる。図８は、床下に板を設置する場合の例を示す図である。
【００４０】
例えば、図９に示すように、グリル７が設置される床上に、グリル７におけるラック装置１０と反対側の面と直角に交わるように板７ｂを設置する。このようにすることで、床下からグリル７を介して収容室２内に流通させられる冷却風が、ラック装置１０と反対方向、言い換えると、ラック装置１０から離れる方向に流通されるのを防ぐことができる。すなわち、収容室２内に流通させられる冷却風が、ラック装置１０側、言い換えると、ラック装置１０に向かう方向に流通される。その結果、ラック装置１０に格納されるＩＴ機器１０ａは、効率よく冷却風を吸気することができる。なお、ここで説明した板７ａおよび７ｂの素材としては、ベニヤ板、アクリル板、コンクリートによる衝立等、どのような素材のものを用いてもよい。図９は、床上に板を設置する場合の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２  収容室
５  壁
７  グリル
７ａ、７ｂ  板
１０  ラック装置
１０ａ  ＩＴ機器
１１  空調機
１１ａ  空調機配管スペース
１２  入室扉
２０  冷気ゾーン
３０  排気ゾーン
【図１】
0005597957.tif 000002
【図２】
0005597957.tif 000003
【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】
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【図８】
0005597957.tif 000009
【図９】
0005597957.tif 000010
【図１０】
0005597957.tif 000011
【図１１】
0005597957.tif 000012