(57)【要約】【課題】複数のサーバラック列によりコールドアイルとホットアイルとが形成される情報通信機械室に好適な空調システムを提供する。【解決手段】ラック列３ａのコールドアイル部８ｂ側上部及び両端部交互には、それぞれ天井パネル７ｅに至る境界面仕切壁６ａ、６ｂ、６ｃが取り付けられており、コールドアイル部８ｂとホットアイル部９ｂとを区画分離して、両アイル間の空気流通を実質的に遮断するように構成されている。両アイルの区画分離により、複数のコールドアイル部８ｂと共有部８ａとによりコールドゾーン８が、ホットアイル部９ｂと共有部９ａとによりホットゾーン９が、それぞれ形成される。【選択図】図１（ａ）
2014156981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサーバラック列により、複数のコールドアイルと複数のホットアイルとが形成される情報通信機械室を、複数の空調機により冷却する空調システムであって、
該機械室内を、
複数のコールドアイル部（８ａ）及びこれと連通する共有部（８ｂ）の集合空間であるコールドゾーン（８）と、
複数のホットアイル部（９ａ）及びこれと連通する共有部（９ｂ）の集合空間であるホットゾーン（９）と、に区画し、かつ、
両ゾーン間の空気流通を実質的に遮断するように構成した、
ことを特徴とする情報通信機械室の空調システム
【請求項２】
前記空調機は、冷気をコールドアイル部（８ａ）に吹き出すように構成したことを特徴とする請求項１に記載の情報通信機械室の空調システム。
【請求項３】
前記空調機は、室内全体を冷却するアンビエント空調機と、サーバラック列内に配設されるタスク空調機と、により構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報通信機械室の空調システム。
【請求項４】
前記アンビエント空調機を、前記コールドゾーン（８）と前記ホットゾーン（９）との境界面に配置し、かつ、冷気を前記コールドアイル部（８ａ）に吹き出すように構成した、ことを特徴とする請求項３に記載の情報通信機械室の空調システム。
【請求項５】
前記タスク空調機を、前記コールドゾーン（８）と前記ホットゾーン（９）との境界面に配置し、かつ、冷気を前記コールドアイル部（８ａ）に吹き出すように構成した、ことを特徴とする請求項３に記載の情報通信機械室の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のサーバラック列によりコールドアイルとホットアイルとが形成される情報通信機械室に好適な空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信機械室（データセンタ）において、ＩＣＴ機器・装置類（以下、ＩＣＴ機器と総称）を収容するサーバラックは、前面から冷気を吸込み、内部の発熱部位（ＣＰＵやＨＤＤ等）を冷却して、上面又は背面から排気するタイプが多く、各ラックは同方向を向けて横一列に配置される。機械室内にはこのようなラック列が、隣接する列の吸気面と吸気面、排気面と排気面とを対向させて、複数列配置される。ここに、吸気面に挟まれた通路は二重床から冷気が供給されていることから、コールドアイルと呼ばれる。同様に、排気面に挟まれた通路はラックからの排気で温度が上がるため、ホットアイルと呼ばれる。
【０００３】
このようなサーバラックの配置に対応して、機械室空調システムは、機械室全体を冷却する全体空調機（アンビエント空調機）と、ラック列内に局所空調機（タスク空調機）を配置して、ホットアイルの高温空気を吸気し、コールドアイルに空調機で冷却した低温空気を供給する構造としている。
この場合、排気がホットアイル側からコールドアイル側に回り込むと冷却効率低下を招くため、回り込みを低減する工夫（例えば、特許文献１）や、コールドアイルの上方に空調機を設置し、コールドアイルに直接、冷気を供給する技術（例えば、特許文献２）、ラック列間に構成される空間を閉鎖空間とし、その上部に局所空調機を設ける技術（例えば、特許文献３）等、種々提案されている。
【０００４】
さらに、コールドアイル又はホットアイルの一方を囲って、両アイルを物理的に分離することにより給排気の混在を防ぎ、空調効率改善や適切な温熱環境を維持する技術も実用化されている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８４０７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６７２９号公報
【特許文献３】特開２００２−１５６１３６号公報
【特許文献４】特開２０１２−１７２８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アンビエント空調機とタスク空調機を用いて、上述のアイル分離方式を採用する場合、アイル単位で冷気供給の信頼性を確保するためには、タスク空調機に冗長性を持たせる必要がある。そのため多くの予備空調機の配置を要し、設置コストの増加が課題となる。
【０００７】
さらに、二重床空調によるアイル分離方式を採用した場合、各アイルは実際には床内で連通する空間であるにも関わらず、消防上の理由からそれぞれ独立した空間と見なされ、アイル単位に消防設備の設置が必要となるケースが生じる。この場合の設備コストの増加により、空調効率改善による省エネ効果が相殺されるという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであって、タスク空調機の冗長性を適切に抑制可能な機械室空調システムを提供するものである。
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係る情報通信機械室の空調システムは、
（１）複数のサーバラック列により、複数のコールドアイルと複数のホットアイルとが形成される情報通信機械室を、複数の空調機により冷却する空調システムであって、
該機械室内を、
複数のコールドアイル部（８ａ）及びこれと連通する共有部（８ｂ）の集合空間であるコールドゾーン（８）と、
複数のホットアイル部（９ａ）及びこれと連通する共有部（９ｂ）の集合空間であるホットゾーン（９）と、に区画し、かつ、
両ゾーン間の空気流通を実質的に遮断するように構成した、
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、機械室空間をアイル単位に分離するのではなく、室全体をコールドアイルの集合空間である「コールドゾーン」と、ホットアイルの集合空間である「ホットゾーン」の二つに区画分離し、両ゾーン間の空気流通を実質的に遮断したことを特徴とする。
【００１０】
空調機（アンビエント空調機、タスク空調機）の配置も、コールドゾーン・ホットゾーンの特性に合わせた配置とすることができる。また、空調機の吹き出し位置についても、床下、床上など冷却対象（ＩＣＴ装置）に合わせて、フレキシブルに対応することができる。
【００１１】
（２）上記発明において、前記空調機は、冷気をコールドアイル部（８ａ）に吹き出すように構成したことを特徴とする。
【００１２】
（３）上記各発明において、前記空調機は、室内全体を冷却するアンビエント空調機と、サーバラック列内に配設されるタスク空調機と、により構成されることを特徴とする。
【００１３】
（４）上記（３）の発明において、前記アンビエント空調機を、前記コールドゾーン（８）と前記ホットゾーン（９）との境界面に配置し、かつ、冷気を前記コールドアイル部（８ａ）に吹き出すように構成した、ことを特徴とする。
【００１４】
（５）上記（３）の発明において、前記タスク空調機を、前記コールドゾーン（８）と前記ホットゾーン（９）との境界面に配置し、かつ、冷気を前記コールドアイル部（８ａ）に吹き出すように構成した、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記各発明によれば、アイルの統合化により空調機の冗長構成を合理化し、かつ、信頼性を担保した高品質な空調システムの構築が可能となる。特に、アイル単位で予備機が必要な従来システムと比較して、予備機総台数を減らすことができ、コストダウンに資する。
【００１６】
また、給排気分離については従来のアイルキャッピングと同様、コールドゾーンにおける温度分布が均一になり、空調効率改善、省エネを実現できるという効果がある。
【００１７】
また、従来必要とされたアイル単位での火災報知器や消火設備の設置が不要になり、最低二箇所（コールドゾーン、ホットゾーン）の設置で足りるため、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
また、空調機からの冷気をコールドアイル床上に吹き出す構成の発明にあっては、床下を空調気流スペースとして用いることとなく、ケーブル敷設専用スペースとすることができる。これにより、ケーブルの過剰積層による気流阻害がなくなり、空調効率の改善を図ることができる。
さらに、空調機から床上に吹き出される気流は、二次元的なシンプルな流路構成となり、二重床空調方式の場合の床下で受ける抵抗（圧損）が低減するため、空調機のファン動力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１（ａ）】第一の実施形態に係る情報通信機械室の空調システム１の全体構成（平面）を示す図である。
【図１（ｂ）】空調システム１のコールドゾーン８及びホットゾーン９の区画態様を示す図である。
【図１（ｃ）】図１（ｂ）のＡ−Ａ’断面矢視図である。
【図１（ｄ）】図１（ｂ）のＢ−Ｂ’断面矢視図である。
【図１（ｅ）】空調システム１における冷気、排気の流れを模式的に示す図である。
【図１（ｆ）】空調システム１の境界面仕切壁の構成を一部変更した空調システム１’の断面構成を示す図である。
【図１（ｇ）】図１（ｆ）のＣ−Ｃ’断面矢視図である。
【図２】第二の実施形態に係る情報通信機械室の空調システム２０の全体構成（平面）を示す図である。
【図３】第三の実施形態に係る情報通信機械室の空調システム３０の全体構成（平面）を示す図である。
【図４】従来の機械室空調システムにおける冷気、排気の流れを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る空調機制御方法の各実施形態について、図１乃至３を参照してさらに詳細に説明する。重複説明を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００２１】
＜第一の実施形態＞
図１（ａ）乃至１（ｄ）を参照して、本実施形態に係る空調システム１は、情報通信機械室７内に収容される複数のサーバラック３を、アンビエント空調機５及びタスク空調機５により冷却するものである。アンビエント空調機５は、蒸発器５ｂ及び送風ファン５ｃを備えた室内ユニット５ａと、不図示の室外ユニットにより構成され、後述するコールドゾーン８の共有部８ａに配置されている。
機械室７内部は、床面７ｄ及び天井パネル７ｅにより３つの空間に区画されており、床面７ｄの下部には二重床下空間７ｃが、天井パネル７ｅの上部には天井空間７ｂが形成されている。空調機５の室内ユニット５ａと天井空間７ｂとは、戻り側ダクト７ｈを介して結ばれている。
二重床下空間７ｃ内には各サーバ、ＰＤＵ、空調機に電力供給する電源・通信等ケーブル７ｆが敷設されている。
【００２２】
サーバラック３は同一モジュールで構成されており、これを横一列に並べることによりラック列３ａが形成されている。サーバラック３の各段には、ラックマウントサーバ（以下、サーバ）３ｂが格納されている。各サーバが備える冷却ファン（図示せず）により前面側から吸気される冷気は、サーバ３ｂの発生熱と熱交換して暖気となり、空気とともに背面側に排気される。各サーバのこのような給排気作用により、サーバラック３全体として、前面側から冷気を吸込み背面側から排気するように構成されている。
【００２３】
さらに、ラック列３ａを構成する各サーバラックは、隣接する列の吸気面と吸気面、排気面と排気面が対向するように配置されており、これにより吸気側通路のコールドアイル部８ｂと、排気側通路のホットアイル部９ｂが形成されている。
タスク空調機４は、ラック列３ａを構成する各サーバラック３と同一モジュールに形成され、高発熱サーバラックの近傍に配設されている。
【００２４】
図１（ａ）乃至１（ｄ）を参照して、ラック列３ａのコールドアイル部８ｂ側上部及び両端部交互には、それぞれ天井パネル７ｅに至る境界面仕切壁６ａ、６ｂ、６ｃが取り付けられており、コールドアイル部８ｂとホットアイル部９ｂとを区画分離して、両アイル間の空気流通を実質的に遮断するように構成されている。両アイルの区画分離により、複数のコールドアイル部８ｂと共有部８ａとによりコールドゾーン８が、ホットアイル部９ｂと共有部９ａとによりホットゾーン９が、それぞれ形成されている。
【００２５】
以上の構成により、空調システム１におけるアンビエント空調機５及びタスク空調機４による室内冷却は以下の通り行われる。
アンビエント空調機５については、室内ユニット４ａに導入される室内空気を、蒸発器４ｅにおいて熱交換して冷気とし、送風ファン４ｃにより冷気を床面に沿ってコールドゾーン８に供給する。各サーバラック３に吸込まれた冷気は、各サーバ３ｂを冷却して高温排気となり、ホットゾーン９に排出される。排気はホットゾーン９内を上昇して、天井パネル７ｅに設けられた吸込口７ｇを介して天井空間７ｂに導かれ、戻り側ダクト７ｈを通過して空調機５に戻される。
【００２６】
一方、タスク空調機４については、ホットゾーン９内の高温排気の一部を直接吸い込んで、蒸発器５ｅで熱交換して冷気とし、送風ファン５ｃによりコールドゾーン８に吹き出す。供給冷気は、アンビエント空調機５からの冷気と混合されて、各サーバラックに吸込まれる。以上のような冷気・排気循環により、各サーバラックの冷却が行われる。
【００２７】
以上の冷却過程において、上述のように両ゾーン間の空気流通が遮断されており、冷気と高温排気の混合が生じないため、床面に沿って供給されるアンビエント空調機５及びタスク空調機４から供給される冷気は、全てコールドゾーン８に供給されるため、冷気供給効率が向上する。
【００２８】
図１（ｅ）、図４は、本発明と従来技術との気流抵抗の比較を模式的に示した図である。同図に示すように、アンビエント空調機５から床上に吹き出された冷気Ａは、ラック３前面に吸い込まれる際（ａ）、ラック３背面から排出される際（ｂ）、
吸込口７ｇに導かれる際（ｃ）、空調機５のダクト７ｈ通過時（ｄ）に、それぞれ気流方向を９０度変えることになる。
【００２９】
これに対して図１（ｅ）を参照して、従来の２重床吹き出し空調方式では、上記（ａ）〜（ｄ）に加えて、さらに空調機から２重床吹き出し時（ａ０）及び２重床空間からコールドアイルへの吹き出し時（ａ１）に余分に方向変更を要する。
その分、本方式では通過抵抗を減少させることができるため、搬送動力の減少が可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態において（以下の実施形態についても同様）、境界面仕切壁は必ずしも板材質のものを用いる必要はなく、例えば樹脂材質の透明シート等を用いることもできる。
【００３１】
さらに本実施形態の変形態様として、上述の空調システム１と境界面仕切壁の配置を変更した空調システム１’（図１（ｆ）、図１（ｇ）参照）とすることもできる。すなわち、空調システム１の境界面仕切壁６ａが、天井パネル７ｅに達するように設置されているのに対して、空調システム１’の境界面仕切壁６ｄは、対向するサーバラック３の最上部間を架橋するように設置されている。これにより、コールドアイル部８ｃとホットアイル部９ｂとが区画分離され、さらに、複数のコールドアイル部８ｃと共有部８ａとによりコールドゾーン８が、ホットアイル部９ｂと共有部９ａとによりホットゾーン９が、それぞれ形成される。このような構成により、設置コストの低減を図ることができる。また、コールドアイル部８ｃの空間容積を小さくすることができ、冷気供給効率の更なる向上が可能となる。
【００３２】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図２を参照して、本実施形態に係る空調システム２０が上述の空調システム１と異なる点は、アンビエント空調機の配置位置である。すなわち、空調システム１のアンビエント空調機５がコールドアイル部８ｂの共有部に設置されているのに対して、本実施形態のアンビエント空調機３１はコールドアイル部８ｂの最奥端部設置されており、境界面仕切壁の一部を構成していることである。その他の構成については、境界面仕切壁２ｂがラック列３ａの片側端部には上下交互に取り付けられている点を含め空調システム１と同様である。
【００３３】
本実施形態によればコールドアイル部８ｂの空間容積を第一の実施形態と比較してさらに小さくすることができ、冷気供給効率の更なる向上を図ることができる。
また、ＩＣＴ装置からの高温排気をアンビエント空調機へ戻すまでのダクト等の経路が不要となり、上述の実施形態と比べて構築コストのさらなる低減が可能となる。さらに、主幹通路の空調機スペースが低減でき、その分、ＩＣＴ装置の設置スペースを増やすことができる。
【００３４】
＜第三の実施形態＞
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。図３を参照して、本実施形態に係る空調システム３０が上述の空調システム１と異なる点は、タスク空調機の配置位置である。すなわち、空調システム１ではタスク空調機４はラック列内に配置されているのに対して、本実施形態のタスク空調機３１は各コールドアイル部８ｂの最奥端部に設置されていることである。アンビエント空調機５の配置位置を含め、その他の構成については空調システム１と同様であるので、重複説明を省略する。
一般に、タスク空調機はＩＣＴ装置の直近で空調することを目的に作られているため、アンビエント空調機と比較して、より高温の排気に対して空調機の能力低下を起こすことなく冷却が可能であり、より高発熱のＩＣＴ装置を適正に冷却可能である。
【００３５】
しかしながら、列内のみにタスク空調機を設置した場合、列毎にＩＣＴ装置の発熱量が異なるためホットゾーン内で温度分布が生じ、各タスク空調機の運転負荷に定常的な差異が生じ、故障頻度が増加するおそれがある。
ゾーンの共通部分である最奥端部にタスク空調機を設置することにより、各空調機の運転状態の平準化が図られ、冗長性担保に資するという効果がある。。
さらに、列内タスク空調機のいずれかに故障等が発生した場合に、ゾーンの共通部分にタスク空調機が存在することにより、列毎の冷却障害を緩和できるという効果もある。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、熱源、冷媒、空調方式、建築構造等の種類を問わず情報通信機械室における空調制御に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１’，２０、３０・・・・空調システム
３・・・・サーバラック
３ａ・・・・ラック列
３ｂ・・・・サーバ
４・・・・タスク空調機
５・・・・アンビエント空調機
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、２１・・・・境界面仕切壁
７・・・・情報通信機械室
８・・・・コールドゾーン
８ｂ、８ｃ・・・・コールドアイル部
９・・・・ホットゾーン
９ｂ・・・・ホットアイル部
【図１（ａ）】
2014156981.tif 000003
【図１（ｂ）】
2014156981.tif 000004
【図１（ｃ）】
2014156981.tif 000005
【図１（ｄ）】
2014156981.tif 000006
【図１（ｅ）】
2014156981.tif 000007
【図１（ｆ）】
2014156981.tif 000008
【図１（ｇ）】
2014156981.tif 000009
【図２】
2014156981.tif 000010
【図３】
2014156981.tif 000011
【図４】
2014156981.tif 000012