(57)【要約】【課題】上下階の２つの空間を一体的に空調する場合に、冷却効果が低下するのを防止できる空調システムを提供すること。【解決手段】空調システム１は、上下階の２つの室２０、３０を空調する。上下階のそれぞれには、冷却対象となるサーバ２およびキュービクル３が収容され、空調システム１は、上階の天井裏に設けられた排気チャンバ１１と、下階から上階の床を貫通して排気チャンバ１１に至る排気シャフト１２と、上下階に冷却空気を送る壁吹出ユニット１３と、を備える。サーバ２は、排気シャフト１２に排熱し、壁吹出ユニット１３は、下階の壁に設けられて下階に冷却空気を吹き出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下階の２つの空間を空調する空調システムであって、
前記上下階のそれぞれには、冷却対象となる冷却対象物が収容され、
前記上階の天井裏に設けられた排気チャンバと、前記下階から前記上階の床を貫通して前記排気チャンバに至る排気シャフトと、少なくとも前記下階に冷却空気を送る給気装置と、を備え、
前記下階の冷却対象物は、前記排気シャフトに排熱し、
前記給気装置は、前記下階の壁に設けられて当該下階に冷却空気を吹き出す壁吹出ユニット、あるいは、前記上階の天井に設けられて当該上階に冷却空気を吹き出す天井吹出ユニットおよび前記上階の床に設けられて前記上階と前記下階とを連通する床通気口と、を備えることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記上階の冷却対象物は、前記排気シャフトに排熱することを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記上下階のうち少なくとも一方には、移動可能な間仕切壁が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の空調システム。
【請求項４】
上下階の２つの空間を空調する空調システムであって、
前記上下階のそれぞれには、冷却対象となる冷却対象物が収容され、
前記上階の天井裏に設けられた排気チャンバと、前記下階から前記上階の床を貫通して前記上階に至る給気シャフトと、少なくとも前記下階に冷却空気を送る給気装置と、を備え、
当該給気装置は、前記下階の壁に設けられて当該下階に冷却空気を吹き出す壁吹出ユニットを備え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】
本発明は、空調システムに関する。詳しくは、上下に配置された２つの室を一体として空調する空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上下に配置された２つの室を一体として空調する空調システムが知られている。
例えば、上階の室にサーバを収容し、下階の室に無停電電源を収容する空調システム（特許文献１参照）が提案されている。
この特許文献１に記載の空調システムでは、上階の床面（下階の天井面）に全面亘って通気口を設けておき、下階の室に冷却空気を供給する。この冷却空気は、下階の無停電電源を冷却した後、通気口を通って上階の室に流れ込み、上階のサーバを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上の空調システムでは、下階に供給された冷却空気が下階の排気と混合してある程度暖められてしまう。そのため、この暖められた冷却空気が上階に流れ込むこととなり、冷却効果が低下する、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上下階の２つの空間を一体的に空調する場合に、冷却効果が低下するのを防止できる空調システム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】
【０００６】
請求項１に記載の空調システム（例えば、後述の空調システム１、１Ａ、１Ｂ）は、上下階の２つの空間（例えば、後述の室２０、３０）を空調する空調システムであって、前記上下階のそれぞれには、冷却対象となる冷却対象物（例えば、後述のサーバ２、キュービクル３）が収容され、前記上階の天井裏に設けられた排気チャンバ（例えば、後述の排気チャンバ１１）と、前記下階から前記上階の床を貫通して前記排気チャンバに至る排気シャフト（例えば、後述の排気シャフト１２、１２Ｂ）と、少なくとも前記下階に冷却空気を送る給気装置（例えば、後述の壁吹出ユニット１３）と、を備え、前記下階の冷却対象物は、前記排気シャフトに排熱し、前記給気装置は、前記下階の壁に設けられて当該下階に冷却空気を吹き出す壁吹出ユニット（例えば、後述の壁吹出ユニット１３）、あるいは、前記上階の天井に設けられて当該上階に冷却空気を吹き出す天井吹出ユニット（例えば、後述の天井吹出ユニット１７）および前記上階の床に設けられて前記上階と前記下階とを連通する床通気口（例えば、後述の床通気口１８）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、少なくとも下階の冷却対象物から排出された暖かい空気は、排気シャフトを通って排気チャンバに集約される。その後、この排気チャンバ内の空気の少なくとも一部は、壁吹出ユニットあるいは天井吹出ユニットにより室内に吹き出されて、冷却対象物を冷却する。このようにして、上下階の２つの空間を一体に空調する。
ここで、下階の冷却対象物は排気シャフトに排熱するので、下階において冷却空気が排気と混合するのを防いで、冷却効果が低下するのを防止できる。
また、壁や天井に空調機である吹出ユニットを設けたので、室内に空調機を設置した場合に比べて、各階の室内のスペースを有効活用できる。
【０００８】
また、排気チャンバ内の空気を吹出ユニットにより室内に吹き出す際、この排気チャンバ内の空気を、混合チャンバにて外気と混合したり、冷却コイルを通したりすることで冷却してもよい。
【０００９】
請求項２に記載の空調システムは、前記上階の冷却対象物は、前記排気シャフトに排熱することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、上階の冷却対象物も排気シャフトに排熱するので、上階においても、冷却空気が排気と混合することはなく、冷却効果が低下するのをより確実に防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の空調システムは、前記上下階のうち少なくとも一方には、移動可能な間仕切壁（例えば、後述の間仕切壁４０）が設けられることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、サーバ室や電気室を上下階の任意の位置に自由に配置できるので、サーバ室と電気室との面積比を最適に設定できる。例えば、電気室の面積を最小にし、サーバ室の面積を最大に設定できる。
【００１３】
請求項４に記載の空調システム（例えば、後述の空調システム１Ｃ）は、上下階の２つの空間（例えば、後述の室２０、３０）を空調する空調システムであって、前記上下階のそれぞれには、冷却対象となる冷却対象物（例えば、後述のサーバ２、キュービクル３）が収容され、前記上階の天井裏に設けられた排気チャンバ（例えば、後述の排気チャンバ１１）と、前記下階から前記上階の床を貫通して前記上階に至る給気シャフト（例えば、後述の給気シャフト５０）と、少なくとも前記下階に冷却空気を送る給気装置（例えば、後述の壁吹出ユニット１３）と、を備え、当該給気装置は、前記下階の壁に設けられて当該下階に冷却空気を吹き出す壁吹出ユニット（例えば、後述の壁吹出ユニット１３）を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、下階に吹き出した冷却空気は、給気シャフトを通って上階に供給される。このようにして、上下階の２つの空間を一体に空調する。
よって、上階において冷却空気が排気と混合するのを防いで、冷却効果が低下するのを防止できる。
また、壁に空調機である吹出ユニットを設けたので、室内に空調機を設置した場合に比べて、各階の室内のスペースを有効活用できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上階や下階において冷却空気が排気と混合するのを防いで、冷却効果が低下するのを防止できる。また、壁や天井に空調機である吹出ユニットを設けたので、室内に空調機を設置した場合に比べて、各階の室内のスペースを有効活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空調システムの断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る空調システムの断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る空調システムの断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る空調システムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る空調システム１の断面図である。
【００１８】
空調システム１は、上階にサーバ室を有し、下階にサーバ室または電気室を有する上下二層のデータセンターを空調するものである。
具体的には、空調システム１は、上下階に配置された２つの室２０、３０を空調する。ここで、下階には、室２０が設けられ、上階でかつ室２０の直上には、室３０が設けられている。
この空調システム１は、室２０、３０の壁の内部に設けられた混合チャンバ１０と、上階の室３０の天井裏に設けられた排気チャンバ１１と、下階の室２０から上方に延びて排気チャンバ１１に至る２本の排気シャフト１２と、各室２０、３０の壁面に設けられて各室２０、３０に冷却空気を送る給気装置としての壁吹出ユニット１３と、を備える。
【００１９】
各室２０、３０は、移動可能な間仕切壁４０で２つに仕切られている。この間仕切壁４０で仕切られた一方の空間（図１中左側の空間）は、冷却対象となる冷却対象物としてのサーバ２が収容されたサーバ室２１、３１である。
一方、間仕切壁４０で仕切られた他方の空間（図１中右側の空間）は、冷却対象となる冷却対象物としてのキュービクル３が収容された電気室２２、３２である。
【００２０】
この間仕切壁４０は、上下階で同じ位置に配置されており、サーバ室２１とサーバ室３１、および、電気室２２と電気室３２とは、床面積が同一となっている。
また、間仕切壁４０には、壁通気口４１が設けられており、この壁通気口４１により、サーバ室２１、３１と電気室２２、３２とが連通している。
【００２１】
各排気シャフト１２は、下階のサーバ室２１の床面から上方に延びて、上階のサーバ室３１の床を貫通し、排気チャンバ１１に到達している。サーバ室２１、３１では、サーバ２は、それぞれ、排気シャフト１２に沿って設けられて、この排気シャフト１２に排熱する。
また、サーバ室２１、３１には、この排気シャフト１２に沿って、ケーブルラック４が設けられている。
【００２２】
排気チャンバ１１は、外部に開放されるとともに、混合チャンバ１０に接続されており、この排気チャンバ１１と混合チャンバ１０との接続部分には、冷却コイル１４が設けられている。また、電気室３２の天井面には、排気チャンバ１１に連通する天井通気口１５が設けられている。
これにより、排気チャンバ１１は、排気シャフト１２および電気室３２内の空気を集約し、この集約した空気の一部を、冷却コイル１４で冷却して混合チャンバ１０に供給するとともに、残りの空気を外部に排出する。
【００２３】
混合チャンバ１０は、外部に開放されており、外部の冷たい空気を取り込むとともに、この外部から取り込んだ空気と、排気チャンバ１１から冷却コイル１４を通して供給された空気と、を混合することで空調する。
【００２４】
壁吹出ユニット１３には、ファンが設けられているが、冷却コイルは設けられておらず、混合チャンバ１０内の空気をサーバ室２１、３１内に吹き出して供給する。また、この壁吹出ユニット１３は、サーバ室２１、３１の壁面のみに設けられており、電気室２２、３２の壁面には設けられていない。
【００２５】
この空調システム１では、空気の流れは以下のようになる。
すなわち、サーバ室２１、３１のサーバ２から排出された暖かい空気は、排気シャフト１２を通って、排気チャンバ１１に流入する。また、上階の電気室３２のキュービクル３から排出された暖かい空気も、天井通気口１５を通って、排気チャンバ１１に流入する。
この排気チャンバ１１内の空気の一部は、混合チャンバ１０に供給され、残りの空気は、排気チャンバ１１から外部に排出される。
【００２６】
排気チャンバ１１から混合チャンバ１０に供給された空気は、混合チャンバ１０にて外部の冷たい空気と混合して空調され、その後、壁吹出ユニット１３によりサーバ室２１、３１内に吹き出されて、サーバ２を冷却するとともに、一部の空気は、間仕切壁４０の壁通気口４１を通って電気室２２、３２に流れ込んで、キュービクル３を冷却する。
【００２７】
このように、上下二層のサーバ室２１、３１、電気室２２、３２に対して、上下階を一体に空調する。このとき、外気冷房に対応して、空調熱源の代わりに外気と室内還気とを混合することで、吹出し空気の温度や湿度を調整する。
また、排気チャンバ１１から混合チャンバ１０に供給される空気を、必要に応じて冷却コイル１４で冷却することで、吹出し空気の温度をさらに低くする。
【００２８】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）上下階のサーバ室２１、３１のサーバ２は排気シャフト１２に排熱するので、下階において、冷却空気が排気と混合するのを防いで、冷却効果が低下するのを防止できる。
また、壁に空調機である壁吹出ユニット１３を設けたので、室内に空調機を設置した場合に比べて、各階の室内のスペースを有効活用できる。
【００２９】
（２）サーバ室２１、３１、電気室２２、３２を上下階の任意の位置に自由に配置できるので、サーバ室と電気室との面積比を最適に設定できる。例えば、電気室の面積を最小にし、サーバ室の面積を最大に設定できる。
【００３０】
（３）ファンおよびコイルを１台の空調機に設けるのではなく、壁吹出ユニット１３と冷却コイル１４とにファンとコイルとを分離した。よって、ファンおよびコイルを建物内部に分散配置して、建物全体を空調機として機能させることができるので、必要な個所に必要な冷却空気を送って、空調の制御性を高めることができる。
【００３１】
（４）サーバ室２１、３１や電気室２２、３２の発熱量の変化に応じて、空調機器を適宜増設して、空調能力を増大させることができる。
【００３２】
（５）電気室とメンテナンスエリアとを一体化できるので、スペースを有効利用できる。
【００３３】
〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２実施形態に係る空調システム１Ａの斜視図である。
本実施形態では、間仕切壁４０の配置、壁吹出ユニット１３の配置、および、排気シャフト１２Ｂが設けられている点が、第１実施形態と異なる。
【００３４】
具体的には、室３０では、間仕切壁が設けられておらず、この室３０には、サーバ２のみが収容されて、室３０の全体がサーバ室３３となっている。
また、室２０では、間仕切壁４０に通気口が設けられておらず、さらにこの間仕切壁４０は、第１実施形態に比べて、図２中左側に寄っている。室２０のうち間仕切壁４０で仕切られた図２中左側の空間は、冷却対象物としてのキュービクル３が収容された電気室２３である。一方、間仕切壁４０で仕切られた図２中右側の空間は、冷却対象物としてのサーバ２が収容されたサーバ室２４である。
【００３５】
また、排気シャフトとしては、１本の排気シャフト１２のほか、２本の排気シャフト１２Ｂが設けられている。このうち排気シャフト１２は、第１実施形態と同様に、下階のサーバ室２４の床面から上方に延びて、上階のサーバ室３３の床を貫通し、排気チャンバ１１に到達している。
【００３６】
一方、排気シャフト１２Ｂは、下階の電気室２３の天井面から上方に延びて排気チャンバ１１に到達している。つまり、排気シャフト１２Ｂの下端は、サーバ室３３の床面に設けられた床通気口１６であり、電気室２３に連通している。
上述の電気室２３のキュービクル３およびケーブルラック４は、排気シャフト１２Ｂの床通気口１６の直下に設けられている。
【００３７】
また、壁吹出ユニット１３は、サーバ室２４、３３の壁面だけではなく、電気室２３の壁面にも設けられている。
【００３８】
この空調システム１Ａでは、空気の流れは以下のようになる。
すなわち、サーバ室２４、３３のサーバ２から排出された暖かい空気は、排気シャフト１２、１２Ｂを通って、排気チャンバ１１に流入する。また、電気室２３のキュービクル３から排出された暖かい空気も、排気シャフト１２Ｂを通って、排気チャンバ１１に流入する。
その後、この排気チャンバ１１内の空気の一部は、冷却コイル１４で冷却されて混合チャンバ１０に供給され、残りの空気は、排気チャンバ１１から外部に排出される。
【００３９】
排気チャンバ１１から混合チャンバ１０に供給された空気は、混合チャンバ１０にて外部の冷たい空気と混合して空調され、その後、壁吹出ユニット１３によりサーバ室２４、３３や電気室２３に吹き出されて、サーバ２やキュービクル３を冷却する。
【００４０】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（５）と同様の効果がある。
【００４１】
〔第３実施形態〕
図３は、本発明の第３実施形態に係る空調システム１Ｂの斜視図である。
本実施形態では、壁吹出ユニット１３ではなく、給気装置としての天井吹出ユニット１７が設けられている点が、第１実施形態と異なる。
具体的には、サーバ室３１の天井面には、冷却空気を下方に向かってサーバ室３１に吹き出す天井吹出ユニット１７が設けられている。
また、サーバ室３１の床で天井吹出ユニット１７の直下には、サーバ室３１とサーバ室２１とを連通する給気装置としての床通気口１８が設けられている。
【００４２】
この空調システム１Ｂでは、空気の流れは以下のようになる。
すなわち、サーバ室２１、３１のサーバ２から排出された暖かい空気は、排気シャフト１２を通って、排気チャンバ１１に流入する。また、上階の電気室３２のキュービクル３から排出された暖かい空気も、天井通気口１５を通って、排気チャンバ１１に流入する。
この排気チャンバ１１内の空気の一部は、混合チャンバ１０に供給され、残りの空気は、排気チャンバ１１から外部に排出される。
【００４３】
排気チャンバ１１から混合チャンバ１０に供給された空気は、混合チャンバ１０にて外部の冷たい空気と混合して空調され、その後、天井吹出ユニット１７によりサーバ室３１内に吹き出されて、サーバ室３１のサーバ２を冷却するとともに、床通気口１８を通って下階のサーバ室２１に流入し、サーバ室３１のサーバ２を冷却する。また、サーバ室２１、３１の一部の空気は、間仕切壁４０の壁通気口４１を通って電気室２２、３２に流れ込んで、キュービクル３を冷却する。
【００４４】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（５）と同様の効果がある。
【００４５】
〔第４実施形態〕
図４は、本発明の第４実施形態に係る空調システム１Ｃの斜視図である。
本実施形態では、間仕切壁４０の配置、壁吹出ユニット１３の配置、および、給気シャフト５０設けられている点が、第１実施形態と異なる。
【００４６】
具体的には、室２０、３０では、間仕切壁が設けられておらず、室２０にはキュービクル３が収容されて、室２０全体が電気室２５となっている。また、室３０にはサーバ２が収容されて、室３０全体がサーバ室３４となっている。
【００４７】
給気シャフト５０は、下階の電気室２５の天井面から上方に延びてサーバ室３４の天井面に到達している。つまり、この給気シャフト５０の下端は、サーバ室３３の床面に設けられた床通気口５１であり、電気室２５に連通している。
【００４８】
本実施形態では、サーバ室３４の給気シャフト５０以外の空間が、排気シャフト１２Ｃとなっている。サーバ室３４の天井面には、排気チャンバ１１に連通する天井通気口１５が設けられており、これにより、排気シャフト１２Ｃは、サーバ室３４の床面から上方に延びて排気チャンバ１１に到達していることになる。
【００４９】
また、図４中左側の給気シャフト５０の床通気口５１の直下には、ファンを有する床下ファンユニット１９が設置されている。この床下ファンユニット１９により、電気室２５内の空気は排気シャフト１２に強制的に送られる。
【００５０】
また、サーバ２は、給気シャフト５０に沿って設けられており、この給気シャフト５０から冷却空気を取り込んで、排気シャフト１２Ｃに排熱する。
また、給気装置としての壁吹出ユニット１３は、サーバ室３４の壁面には設けられておらず、電気室２５の壁面のみに設けられている。
【００５１】
この空調システム１Ｃでは、空気の流れは以下のようになる。
すなわち、サーバ室３４のサーバ２から室内に排出された暖かい空気は、排気シャフト１２Ｃを通って、排気チャンバ１１に流入する。
その後、この排気チャンバ１１内の空気の一部は、冷却コイル１４で冷却されて混合チャンバ１０に供給され、残りの空気は、排気チャンバ１１から外部に排出される。
【００５２】
排気チャンバ１１から混合チャンバ１０に供給された空気は、混合チャンバ１０にて外部の冷たい空気と混合して空調され、その後、壁吹出ユニット１３により電気室２５に吹き出されて、キュービクル３を冷却するとともに、床通気口５１を通って給気シャフト５０に流れ込んで、上階のサーバ室３４のサーバ２を冷却する。
【００５３】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（５）と同様の効果がある。
【００５４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…空調システム
２…サーバ
３…キュービクル
４…ケーブルラック
１０…混合チャンバ
１１…排気チャンバ
１２、１２Ｂ、１２Ｃ…排気シャフト
１３…壁吹出ユニット（給気装置）
１４…冷却コイル
１５…天井通気口
１６…床通気口
１７…天井吹出ユニット（給気装置）
１８…床通気口（給気装置）
１９…床下ファンユニット
２０…下階の室
２１…サーバ室
２２…電気室
２３…電気室
２４…サーバ室
２５…電気室
３０…上階の室
３１…サーバ室
３２…電気室
３３…サーバ室
３４…サーバ室
４０…間仕切壁
４１…壁通気口
５０…給気シャフト
５１…床通気口
【図１】
2014134371.tif 000003
【図２】
2014134371.tif 000004
【図３】
2014134371.tif 000005
【図４】
2014134371.tif 000006