(57)【要約】【課題】モジュール型データセンタとその制御方法において、気流の温度と湿度を容易に制御できるようにすること。【解決手段】外気Aを取り入れて第１の気流B1を生成するファンユニット３８と、筐体２１内に設けられ、第１の気流B1を吸気する吸気面４４ａと、排気流Eを排気する排気面４４ｂとを備えた電子機器４４と、排気流Eが通る第１の流路５７と、第１の流路５７を通る排気流Eの流量を調節する第１の流量調節部５１と、第１の流路５７に接続され、第１の流量調節部５１から出た排気流Eを冷媒Wに直接当てて第２の気流B2を生成し、第２の気流B2を吸気面４４ａに供給する空調機３１と、空調機３１を経由せずに排気流Eを吸気面４４ａ側に供給する第２の流路５８と、第２の流路５８を通る排気流Eの流量を調節する第２の流量調節部５２とを有するモジュール型データセンタによる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に外気を取り入れて第１の気流を生成するファンユニットと、
前記筐体内に設けられ、前記第１の気流を吸気する吸気面と、排気流を排気する排気面とを備えた電子機器と、
前記排気流が通る第１の流路と、
前記第１の流路に設けられ、該第１の流路を通る前記排気流の流量を調節する第１の流量調節部と、
前記第１の流路に接続され、前記第１の流量調節部から出た前記排気流を冷媒に直接当てることにより第２の気流を生成し、該第２の気流を前記吸気面に供給する空調機と、
前記排気流が通り、前記空調機を経由せずに該排気流を前記吸気面側に供給する第２の流路と、
前記第２の流路に設けられ、該第２の流路を通る前記排気流の流量を調節する第２の流量調節部と、
を有するモジュール型データセンタ。
【請求項２】
前記第１の流量調節部は、前記吸気面の湿度が規定湿度以下になったときに、前記第１の流路を流れる前記排気流の流量を増やすことを特徴とする請求項１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項３】
前記第２の流量調節部は、前記吸気面の温度が規定温度以下になったときに、前記第２の流路を流れる前記排気流の流量を増やすことを特徴とする請求項１に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項４】
前記筐体は、前記排気流の一部を逃がす排気口を有し、
前記排気口に、該排気口の開口率を調節する開口率調節部が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のモジュール型データセンタ。
【請求項５】
筐体内に外気を取り入れて第１の気流を生成して、前記筐体内の電子機器が備える吸気面が前記第１の気流を吸気し、
前記電子機器が備える排気面から排気された排気流の一部を第１の流路を介して空調機に導き、該空調機において前記排気流を冷媒に直接当てることにより第２の気流を生成し、該第２の気流を前記吸気面に供給し、
前記電子機器が備える排気面から排気された排気流の一部を、前記空調機を介さずに、第２の流路を介して前記吸気面に供給し、
前記第１の流路と前記第２の流路の各々を流れる前記排気流の流量を調節することにより、前記吸気面における湿度又は温度を制御することを特徴とするモジュール型データセンタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール型データセンタとその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク技術の発達に伴い、ネットワークを経由して様々なサービスをユーザに提供するネットワークサービスが注目されつつある。そのようなサービスを提供するサービス事業者は、例えば、ソフトウエアパッケージやアプリケーションソフトウェアを実行するためのプラットホームを、ネットワークを経由してユーザに提供する。
【０００３】
これらのサービスを提供するための情報処理システムは、サーバ等の電子機器をラックに複数設けてなり、サービス事業者が所有するサーバールーム等のデータセンタに備えられる。
【０００４】
電子機器をその動作が保障される温度で動作させるため、データセンタにはパッケージエアコン等の空調装置が設けられるが、広範なデータセンタをパッケージエアコンで冷却するのは非効率的である。
【０００５】
更に、電子機器を安定して運用するには、空調装置によって気流の温度と湿度とを制御して、電子機器の動作を保証する温度と湿度とを簡単に得られるようにするのが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２７７００号公報
【特許文献２】特開２０００−３２０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
モジュール型データセンタとその制御方法において、気流の温度と湿度を容易に制御できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下の開示の一観点によれば、筐体と、前記筐体内に外気を取り入れて第１の気流を生成するファンユニットと、前記筐体内に設けられ、前記第１の気流を吸気する吸気面と、排気流を排気する排気面とを備えた電子機器と、前記排気流が通る第１の流路と、前記第１の流路に設けられ、該第１の流路を通る前記排気流の流量を調節する第１の流量調節部と、前記第１の流路に接続され、前記第１の流量調節部から出た前記排気流を冷媒に直接当てることにより第２の気流を生成し、該第２の気流を前記吸気面に供給する空調機と、前記排気流が通り、前記空調機を経由せずに該排気流を前記吸気面側に供給する第２の流路と、前記第２の流路に設けられ、該第２の流路を通る前記排気流の流量を調節する第２の流量調節部とを有するモジュール型データセンタが提供される。
【０００９】
また、その開示の他の観点によれば、筐体内に外気を取り入れて第１の気流を生成して、前記筐体内の電子機器が備える吸気面が前記第１の気流を吸気し、前記電子機器が備える排気面から排気された排気流の一部を第１の流路を介して空調機に導き、該空調機において前記排気流を冷媒に直接当てることにより第２の気流を生成し、該第２の気流を前記吸気面に供給し、前記電子機器が備える排気面から排気された排気流の一部を、前記空調機を介さずに、第２の流路を介して前記吸気面に供給し、前記第１の流路と前記第２の流路の各々を流れる前記排気流の流量を調節することにより、前記吸気面における湿度又は温度を制御することを特徴とするモジュール型データセンタの制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以下の開示によれば、排気流の流路を第１の流路と第２の流路とに分け、第１の流路を通った排気流のみに対して空調機で空調を行う。よって、空調が行われる第１の流路を通った排気流と、空調が行われない第２の流路を通った排気流の二つを利用して吸気面の温度と湿度とを調節でき、いずれか一方の排気流のみを利用する場合と比較して当該温度と湿度の制御の幅が広がる。その結果、吸気面における温度と湿度とを制御するのが容易となり、電子機器の動作を保証する温度と湿度とを簡単に得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本願発明者が検討したモジュール型データセンタの内部構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るモジュール型データセンタの外観図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るモジュール型データセンタを斜め後方から見た場合の外観図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るモジュール型データセンタが備えるコンテナの内部構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るモジュール型データセンタが備える空調機の一部分解斜視図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るモジュール型データセンタが備えるコンテナの内部の側面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るモジュール型データセンタが備える制御部の模式図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るモジュール型データセンタが備えるコンテナの内部の平面図である。
【図９】図９（ａ）は、比較例に係るモジュール型データセンタにおける湿り空気線図であり、図９（ｂ）は、本実施形態に係るモジュール型データセンタにおける湿り空気線図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係るモジュール型データセンタの制御方法について示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が行った検討結果について説明する。
【００１３】
データセンタを冷却する方式には、パッケージエアコンを用いる方式の他に、外気そのものでデータセンタを冷却する方式や、水の蒸発潜熱で冷却する気化式冷却方式がある。
【００１４】
前者の方式は、データセンタに外気を取り入れるためのファンのみで実現でき、パッケージエアコン等のような大掛かりな設備が不要なため、データセンタの低コスト化を実現できる。しかし、この方式では、データセンタ冷却するために外気温が十分に低い必要があり、外気温が低い寒冷地や高地にデータセンタの設置場所が限定されてしまう。
【００１５】
これに対し、後者の気化式冷却方式では、水の蒸発潜熱で外気を冷却するため、外気温がある程度高い地域にもデータセンタを設置できる。
【００１６】
以下に、このような気化式冷却方式を採用したデータセンタについて説明する。
【００１７】
図１は、本願発明者が検討したデータセンタの内部構成を示す斜視図である。
【００１８】
このデータセンタ１は、コンパクトなコンテナ２を備え、その内側に空調機３とラック５とが設けられる。このようにデータセンタの機能を担うラック５や空調機３等の各モジュールを一つのコンテナ２内に収めたデータセンタ１を以下ではモジュール型データセンタと呼ぶ。
【００１９】
空調機３は、気化式冷却装置であって、コンテナ２の吸気口２ａから外気Aを取り込むためのファン３ａと、水を含浸したエレメント３ｂとを有しており、エレメント３ｂ内の水の蒸発潜熱により外気Aを冷却して気流Bを生成する。
【００２０】
一方、ラック５は、上記の気流Bによって空冷されるサーバ等の電子機器１３を複数備える。各電子機器１３は、気流Bをその内部に取り込むための吸気面１３ａを有しており、吸気面１３ａから取り込まれた気流Bによって各電子機器１３が冷却される。そして、冷却後に暖められた排気流Eは、各電子機器１３の排気面１３ｂから排出された後、コンテナ２の排気口２ｂから外部に逃がされる。
【００２１】
なお、吸気面１３ａとこれに対向する空調機３との間の空間は、冷却用の冷たい気流Bが通るコールドアイル４として供される。また、排気面１３ｂとこれに対向する排気口２ｂとの間の空間は、各電子機器１３で暖められた排気流Eが通るホットアイル６として供される。
【００２２】
ホットアイル６を出た排気流Eの一部は、コンテナ２の天井を伝って空調機３側に流れる。なお、コールドアイル４の上には天板８が設けられているため、その排気流Eが直接コールドアイル４に流れ込むことはない。
【００２３】
空調機３の上には、仕切板１１とダンパ１２とが設けられる。そのダンパ１２が開くと、排気流Eが空調機３に流れ込むことになる。
【００２４】
このようなデータセンタ１によれば、コンパクトなコンテナ２内にラック５を収めたため、ラック５の各電子機器１３で発生した熱がそのコンテナ２内に閉じ込められ、空調機３によって効率的に各電子機器１３を冷却できる。
【００２５】
また、冬季のように外気Aの温度が低い場合には、ダンパ１２を開いて暖かな排気流Eを空調機３に戻し、その排気流Eをラック５に戻すことで、気流Bの温度が電子機器１３の動作を保証する温度よりも下がるのを防止できる。
【００２６】
更に、空調機３のエレメント３ｂに含まれる水によって気流Bを加湿することができるので、低湿度の気流Bが原因で電子機器１３内に静電気が発生するのを抑制することもできる。
【００２７】
ここで、上記のように空調機３は加湿と冷却の両方の役割を担っており、空調機３を出た気流Bの温度や湿度は、ファン３ａの回転数やエレメント３ｂに供給する水の量等のパラメータによって制御することができる。
【００２８】
しかし、これらのパラメータのみで温度と湿度とを制御するのは実際には困難であり、気流Bの温度や湿度を一定に保つのが難しい。
【００２９】
また、冬季等において電子機器１３の温度低下を防止すべく、上記のようにダンパ１２を介して空調機３に暖かな排気流Eを戻しても、エレメント３ｂの水の蒸発潜熱によって排気流Eの温度が下がり、排気流Eで電子機器１３を効率的に暖めることができない。
【００３０】
以下、本実施形態について説明する。
【００３１】
（本実施形態）
図２は、本実施形態に係るデータセンタ２０の外観図である
このデータセンタ２０は、モジュール型データセンタであって、筐体の一例である金属製のコンテナ２１を備える。
【００３２】
コンテナ２１の外形は直方体状であり、その左側面２１ｘと前面２１ｙの各々には第１の吸気口２１ａと第２の吸気口２１ｂが設けられる。
【００３３】
このうち、第２の吸気口２１ｂはコンテナ２１内に空冷用の外気Aを常時取り込むのに使用される。一方、第１の吸気口２１ａには可動式の遮蔽板２２が設けられており、冬季のように外気Aの温度が十分に低い場合には遮蔽板２２で第１の吸気口２１ａを塞ぎ、第２の吸気口２１ｂから取り込んだ外気Aのみでコンテナ２１内を冷却する。
【００３４】
なお、夏季においては遮蔽板２２を開いて第１の吸気口２１ａからコンテナ２１内に外気Aを取り込んでもよい。
【００３５】
また、第１の吸気口２１ａの形状は特に限定されず、複数の孔の集合体で第１の吸気口２１ａを形成してもよいし、第１の吸気口２１ａとして単一の開口を形成してもよい。これについては第２の吸気口２１ｂについても同様である。
【００３６】
図３は、データセンタ２０を斜め後方から見た場合の外観図である。
【００３７】
図３に示すように、上記の第１の吸気口２１ａは、コンテナ２１の右側面２１ｚにも設けられる。そして、コンテナ２１の背面２１ｗには、空冷に使用された排気流Eを放出するための排気口２１ｃが設けられる。
【００３８】
排気口２１ｃにはその開口率を調節するための開口率調節部２９が設けられる。開口率調節部２９は、例えばロールカーテンであって、その展開量を制御することにより排気口２１ｃを塞ぐ面積を調節し、排気口２１ｃの開口率を調節し得る。
【００３９】
なお、ロールカーテンに代えて可変ルーバを開口率調節部２９として設けてもよい。
【００４０】
また、コンテナ２１の大きさは特に限定されないが、本実施形態ではコンテナ２１の幅を２．３m〜４．０m、高さを２．５m〜６．０m、奥行きを３．０m〜１２．５m程度とする。
【００４１】
更に、コンテナ２１の設置環境も特に限定されず、屋外と屋内のいずれにコンテナ２１を設置してもよい。
【００４２】
図４は、コンテナ２１の内部構成を示す斜視図である。
【００４３】
コンテナ２１の内部には、空調機３１、ファンユニット３８、及びラック４０が設けられる。これらの配置は特に限定されない。本実施形態では、第２の吸気口２１ｂから取り込まれる外気Aの流れ方向の上流側から順に、空調機３１、ファンユニット３８、及びラック４０を設ける。
【００４４】
このうち、ファンユニット３８は、データセンタ２０が動作している間は常に運転状態にあり、ファン３８ａの回転により第２の吸気口２１ｂから外気Aを取り入れて第１の気流B1を生成する。なお、空調機３１で生成される後述の第２の気流B2もファン３８ａにより取り込まれる。また、第１の気流B1は、コンテナ２１の内側を空冷するのに使用され、空冷後の排気流Eが排気口２１ｃから排出される。
【００４５】
一方、空調機３１は、既述の気化式冷却装置であって、第１の吸気口２１ａ（図２参照）から外気Aを取り込むための開口３１ａを有する。なお、冬季においては、既述のように第１の吸気口２１ａは遮蔽板２２で塞がれているため、開口３１ａから外気Aが取り込まれることはない。
【００４６】
また、この例ではコンテナ２１内に空調機３１を二つ設けているが、空調機３１の数はこれに限定されず、空調機３１を一つのみ設けてもよいし、三つ以上の空調機３１を設けてもよい。
【００４７】
図５は、この空調機３１の一部分解斜視図である。
【００４８】
空調機３１は、高分子複合ファイバを成型してなる吸水性のエレメント３４と、エレメント３４に水W等の冷媒を滴下するノズル３３と、ノズル３３への水Wの供給を制御する電磁弁３５と、複数のファン３６（図４参照）とを備える。
【００４９】
更に、空調機３１には既述の排気流Eの一部が流れるダクト５７と接続されており、ファン３６によってその排気流Eが空調機３１に取り込まれ、エレメント３４に含まれた水Wに排気流Eが直接当たる。その結果、水Wの蒸発潜熱によって排気流Eが冷却されると共に排気流Eが加湿され、温度と湿度とが調節された排気流Eが第２の気流B2としてファン３６の後段に排出される。
【００５０】
なお、電磁弁３５は、ファン３６の回転の開始と共に開状態となるが、排気流Eの湿度が十分高い場合には電磁弁３５を閉状態にして水Wの無駄な供給を停止させるのが好ましい。本実施形態では、排気流Eの湿度が基準値、例えば８５％を超えた場合には、後述の制御部の制御下で電磁弁３５を閉状態にし、水資源の無駄な消費を抑制する。
【００５１】
また、ファン３６の回転数も特に限定されない。但し、ファン３６を高速で回転させると気流B2の風速が増大して水Wの飛沫が発生し、その水Wによってコンテナ２１内の電子機器が故障するおそれがある。よって、水Wの飛沫が生ずるおそれのある上限風速以下の気流B2が得られるようにファン３６の回転数を抑えるのが好ましい。気流B2の湿度が約８０％のとき、その上限風速は約２．５m／秒である。
【００５２】
再び図４を参照する。
【００５３】
ラック４０は、コンテナ２１の幅方向に複数台設置されると共に、上記の各気流B1、B2によって空冷されるサーバ等の電子機器４４を複数備える。各電子機器４４は、各気流B1、B2を吸気するための吸気面４４ａを有しており、吸気面４４ａから取り込まれた各気流B1、B2によって各電子機器４４が冷却される。そして、冷却後に暖められた排気流Eは、各電子機器４４の排気面４４ｂから排出された後、その一部がコンテナ２１の排気口２１ｃから外部に逃がされる。
【００５４】
なお、吸気面４４ａとこれに対向するファンユニット３８との間の空間は、各気流B1、B2が通るコールドアイル３９として供される。また、排気面４４ｂとこれに対向する排気口２１ｃとの間の空間は、各電子機器４４で暖められた排気流Eが通るホットアイル４１として供される。
【００５５】
本実施形態では、コンテナ２１の天井２１ｖをラック４０よりも高く設定することで、ラック４０と天井２１ｖとの間に排気流Eが流れるクリアランスLを設ける。上記の排気流Eの一部は、背面２１ｗと開口率調節部２９で跳ね返ってそのクリアランスLを通り、コールドアイル３９の上方の空間に流れ込む。
【００５６】
なお、コールドアイル３９の天井は天板５０で仕切られているため、上記の排気流Eが直接コールドアイル３９に入ることはない。また、全てのラック４０の幅の合計はコンテナ２１の内側の幅と等しいため、ラック４０の側面を伝って排気流Eがコールドアイル３９に入ることもない。
【００５７】
上記のファンユニット３８の上には仕切板５３が設けられる。仕切板５３の外縁から上記の排気流Eが漏れるのを防止すべく、仕切板５３の外縁はコンテナ２１の内形に合せて作られる。
【００５８】
その仕切板５３には、空調機３１に排気流Eを導く第１の流路としてダクト５７が接続される。
【００５９】
そして、ダクト５７の周囲であって、ファンユニット３８の上流側におけるコンテナ２１の内部は、第２の流路５８として供せられる。その第２の流路５８は、ダクト５７から隔離されており、外気Aの流れ方向を基準にしてファンユニット３８の上流に排気流Eを導く。
【００６０】
更に、ダクト５７と仕切板５３には、それぞれ第１の流量調節部５１と第２の流量調節部５２が設けられる。第１の流量調節部５１はダンパであり、その開度を調節することによりダクト５７を流れる排気流Eの流量を調節できる。同様に、第２の流量調節部５２もダンパであり、その開度を調節することにより第２の流路５８を流れる排気流Eの流量を調節できる。
【００６１】
上記のダクト５７と第２の流路５８は、それぞれ第１の流量調節部５１と第２の流量調節部５２が開状態のときに、コンテナ２１の排気口２１ｃと連通する。
【００６２】
図６は、コンテナ２１の内部の側面図である。
【００６３】
各電子機器４４は、上記のように吸気面４４ａから第１の気流B1と第２の気流B2を吸気し、排気面４４ｂから排気流Eを排気する。
【００６４】
そして、その排気流Eの一部は排気口２１ｃからコンテナ２１の外部に逃がされ、残りの排気流Eはコンテナ２１内に戻される。コンテナ２１内に戻される排気流Eの量は、上記の開口率調節部２９で排気口２１ｃの開口率を調節することで制御し得る。
【００６５】
また、各電子機器４４の吸気面４４ａには、温度センサ７５と湿度センサ７６とが設けられる。
【００６６】
このうち、温度センサ７５は、吸気面４４ａの温度Tを測定してその結果を温度情報STとして出力する。また、湿度センサ７６は吸気面４４ａの湿度Hを測定してその結果を湿度情報SHとして出力する。
【００６７】
なお、温度センサ７５で測定される温度Tは乾球温度であり、湿度センサ７６で測定される湿度Hは絶対湿度である。
【００６８】
コンテナ２１内には制御部９０が設けられており、上記した温度情報STと湿度情報SHその制御部９０に入力される。
【００６９】
図７は制御部９０の模式図である。
【００７０】
制御部９０は、温度情報STと湿度情報SHとに基づいて、第１〜第４の制御信号S1〜S4を出力する。
【００７１】
このうち、第１の制御信号S1は第１の流量調節部５１を制御してその開度を調節し、第２の制御信号S2は第２の流量調節部５２を制御してその開度を調節する。
【００７２】
また、第３の制御信号S3は空調機３１を制御してそのファン３６の回転数や電磁弁３５（図５参照）の開閉を調節し、第４の制御信号S4は開口率調節部２９を制御して排気口２１ｃの開口率を調節する。
【００７３】
図８は、コンテナ２１の内部の平面図である。
【００７４】
コンテナ２１内に戻された排気流Eの流路は、第１の流路であるダクト５７と第２の流路５８とに分けられる。
【００７５】
これらのうち、ダクト５７を流れる排気流Eは、空調機３１において排気流Eの温度と湿度とが調節されて第２の気流B2となり、吸気面４４ａ（図４参照）に供給される。
【００７６】
一方、第２の流路５８を流れる排気流Eは、空調機３１を経由せずに上記の吸気面４４ａに供給される。
【００７７】
本実施形態では、このように排気流Eの流路を空調機３１を経由させる第１の流路５７と経由させない第２の流路５８とに分け、上記の各流量調節部５１、５２によりこれらの流路５７、５８の流量を制御する。第１の流路５７を経由した排気流Eは空調機３１で温度と湿度が調節されるのに対し、第２の流路５８を経由した排気流Eは温度と湿度が調節されない。このように温度や湿度が異なる二つの排気流Eの流量を制御することで、本実施形態では吸気面４４ａの温度と湿度の制御の幅が広がり、吸気面４４ａの温度や湿度を電子機器４４の動作に適した値にし易くなる。
【００７８】
このような制御の容易性について図９（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００７９】
図９（ａ）は、図１の比較例に係るデータセンタ１における湿り空気線図であり、図９（ｂ）は、本実施形態に係るデータセンタ２０における湿り空気線図である。湿り空気線図は、等相対湿度線をプロットしたものであり、その横軸は乾球温度を示し、縦軸は絶対湿度を示す。
【００８０】
電子機器４４には、その動作を保証する温度範囲T1〜T2と湿度範囲H1〜H2が設定されるが、この温度範囲と湿度範囲の内側の領域を図９（ａ）、（ｂ）では動作保証領域Sで示している。動作保証領域Sの境界線は電子機器４４の種類によって異なる。
【００８１】
以下では、例えば、温度範囲T1〜T2を１０℃〜３５℃とし、湿度範囲H1〜H2を１０％〜８５％とする。その温度範囲T1〜T2の下限温度T1と上限温度T2は、電子機器４４内の不図示の半導体集積回路が正常に動作できる限界温度である。また、湿度範囲H1〜H2の下限湿度H1は、乾燥した空気に起因する静電気で電子機器４４がダメージを受ける凡その湿度であり、湿度範囲H1〜H2の上限湿度H2は、高湿の空気が原因の結露が電子機器４４に生じるおそれのある湿度である。
【００８２】
外気Aの乾球温度TAと絶対湿度HAとを座標点とする状態点P1がこの動作保証範囲S内にある場合には外気Aをそのまま利用して電子機器４４を空冷することができる。
【００８３】
一方、状態点P1が動作保証範囲Sの外側にある場合には、状態点P1が動作保証範囲Sの内側に収まるように外気Aを調整することになる。
【００８４】
その調整にあたり、図９（ａ）の比較例においては、状態点P1にある外気Aと状態点P2にある排気流Eとを混合する。状態点P2の乾球温度と絶対湿度がそれぞれTB、HBのとき、外気Aと排気流Eとを混合することにより、乾球温度と絶対湿度がそれぞれTC、HCの状態点P3にある混合気流が得られる。そして、空調機３にこの混合気流を通すことにより、吸気面４４ａにおける状態点P4が動作保証範囲Sに収まるようにする。
【００８５】
このように、比較例では、動作保証範囲Sの内部に至る経路が状態点P3→状態点P4の一つの経路のみである。特に、比較例においては、図１に示した吸気口２ａから取り込まれる外気Aの流量、ダクト１を通る排気流Eの流量、及び気流Bの湿度の全てがファン３ａの回転数で決まるので、上記の経路P3→P4により状態点をP3からP4に遷移させるのが難しい。
【００８６】
一方、図９（ｂ）の本実施形態では、状態点P2にある排気流Eの一部が、第１の流路５７を通って空調機３１に入ることにより、乾球温度と絶対湿度がそれぞれTD、HDの状態点P5に遷移する。また、第２の流路５８を通る排気流Eは、空調機３１を経由しないため、その状態点はP2のままである。
【００８７】
よって、本実施形態では、状態点がP2とP5の各々にある排気流Eと、状態点がP1の外気Aとが混合することにより、吸気面４４ａにおける状態点P6が動作保証範囲Sに収まるようになる。そのため、動作保証範囲Sの内部に至る経路として、状態点P5→P6と状態点P2→P6の二つの経路があり、当該経路が一つのみの比較例よりも吸気面４４ａにおける温度と湿度とを制御するパラメータが増え、当該温度と湿度とを動作保証範囲Sに収め易くなる。
【００８８】
そのパラメータは、例えば第１の流路５７と第２の流路５８の各々を通る排気流Eの流量であって、本実施形態ではこれらの流量を図６の温度センサ７５や湿度センサ７６の出力値に基づいて以下のように制御部９０が制御する。
【００８９】
次に、本実施形態に係るモジュール型データセンタ２０の制御方法について説明する。
【００９０】
モジュール型データセンタ２０においては、夏季等のように各電子機器４４の温度が上昇し易い場合においては、外気Aや空調機３１で冷却された第２の気流B2を用いて各電子機器４４を冷却する。
【００９１】
一方、冬季等のように各電子機器４４の温度が低下し易い場合には、暖かな排気流Eを併用して各電子機器４４を暖める。
【００９２】
以下では、このように各電子機器４４を暖める場合のデータセンタ２０の制御方法について説明する。
【００９３】
図１０は、本実施形態に係るモジュール型データセンタの制御方法について示すフローチャートである。
【００９４】
最初のステップP11では、温度情報STに基づいて制御部９０が吸気面４４ａの温度Tを計測する。そして、その温度Tが、動作保証領域Sの温度の下限温度T1以下であるか否かを制御部９０が判断する。なお、下限温度T1は規定温度の一例である。
【００９５】
ここで、温度Tが下限温度T1以下である（YES）と判断された場合にはステップP12に移る。
【００９６】
そのステップP12においては、制御部９０の制御下において第２の流量調節部５２を制御することにより、ステップP12の実行前と比較して第２の流量調節部５２の開度を大きくし、第２の流路５８を流れる排気流Eの流量を増大させる。
【００９７】
なお、ステップP12の実行前に第２の流量調節部５２が閉状態にあったときは、第２のる流量調節部５２を単に開状態にするだけでもよい。
【００９８】
このように第２の流量調節部５２を開状態にしたりその開度を増大させたりすると、吸気面４４ａに供給される暖かな排気流Eの流量が増え、ステップP12の実行前と比較して吸気面４４ａの温度Tが上昇する。
【００９９】
その後、ステップP13に移り、温度情報STに基づいて制御部９０が吸気面４４ａの温度Tを再び計測し、その温度Tが下限温度T1以下であるか否かを制御部９０が判断する。
【０１００】
ここで、温度Tが下限温度T1以下である（YES）と判断された場合には、第２の流量調節部５２を制御するだけでは吸気面４４ａの温度Tを上昇させるのが難しいということになる。
【０１０１】
そこで、この場合には、ステップP14に移り、制御部９０の制御下で開口率調節部２９を制御することにより、ステップP14の実行前と比較して排気口２１ｃの開口率を低減させる。これにより、コンテナ２１内を循環する暖かな排気流Eの流量が増え、ステップP14の実行前よりも吸気面４４ａの温度Tを上昇させることが可能となる。
【０１０２】
特に、開口率調節部２９として使用されるロールカーテンや可変ルーバは消費電力が極めて少ないので、データセンタ２０の消費電力が上昇するのを抑えつつ、吸気面４４ａの温度を上昇させることができる。
【０１０３】
一方、各ステップP11、P13の各々で温度Tが下限温度T1以下ではない（NO）と判断された場合や、ステップP14の実行後には、ステップP15が行われる。
【０１０４】
そのステップP15においては、湿度情報SHに基づいて制御部９０が吸気面４４ａの湿度Hを計測する。そして、その湿度Hが、動作保証領域Sの湿度の下限湿度H1以下であるか否かを制御部９０が判断する。なお、下限湿度H1は規定湿度の一例である。
【０１０５】
ここで、湿度Hが下限湿度H1以下である（YES）と判断された場合にはステップP16に移る。
【０１０６】
ステップP16では、制御部９０の制御下において第１の流量調節部５１を制御することにより、閉状態にあった第１の流量調節部５１を開状態にし、ステップP16の実行前と比較して第１の流路５７を流れる排気流Eの流量を増大させる。なお、ステップP16の実行前に第１の流量調節部５１が既に開状態にあるときは、第１の流量調節部５１の開度を増大させることにより第１の流路５７を流れる排気流Eの流量を増大させてもよい。
【０１０７】
次に、ステップP17に移り、制御部９０が空調機３１のファン３６を制御することにより、停止状態にあったファン３６を回転させて、空調機３１による排気流Eの加湿を開始する。
【０１０８】
これにより、第１の流量調節部５１と空調機３１の各々を経由して加湿された排気流Eが吸気面４４ａに供給され、当該吸気面４４ａの湿度Hが上昇する。
【０１０９】
次に、ステップP18に移り、制御部９０の制御下で開口率調節部２９を制御することにより、ステップP18の実行前と比較して排気口２１ｃの開口率を低減させる。これにより、コンテナ２１内を循環して空調機３１に入る排気流Eの流量が増えるため、空調機３１においてより多くの排気流Eが加湿され、ステップP18を行う場合と比較して吸気面４４ａの湿度Hを更に上昇させることができる。
【０１１０】
次に、ステップP19に移り、湿度情報SHに基づいて制御部９０が吸気面４４ａの湿度Hを再び計測し、その湿度Hが下限湿度H1以下であるか否かを制御部９０が判断する。
【０１１１】
本ステップP19は、ステップP17において湿度Hを上昇させるべくファン３６の回転を開始してから所定時間を経過した後に行われる。よって、本ステップP19の実行時にはステップP17の実行時よりも湿度Hが上昇していると期待できるが、それでも湿度Hが下限湿度H1以下の場合には、ファン３６を回転させるだけでは湿度Hを上昇させるのに不十分ということになる。
【０１１２】
そこで、本ステップP19において湿度HTが下限湿度H1以下である（YES）と判断された場合には、吸気面４４ａの湿度Hを上昇させるべくステップP20に移る。
【０１１３】
そのステップP20では、制御部９０が空調機３１のファン３６を制御することにより、ステップP20の実行前よりもそのファン３６の回転数を増大させる。これにより、空調機３１において加湿される排気流Eの流量が増大し、その排気流Eが吸気面４４ａに供給されることで当該吸気面４４ａの湿度Hが上昇する。
【０１１４】
また、このように必要に応じてファン３６の回転数を増大させることで、ファン３６において電力が無駄に消費されるのを防止することができる。
【０１１５】
なお、ファン３６の回転数を増大させるのに代えて、ステップP17において複数のファン３６の一部のみを回転させておき、本ステップP20において残りのファン３６を回転させるようにしてもよい。このように必要に応じて段階的にファン３６を回転させることによってもファン３６の消費電力を抑制することができる。
【０１１６】
一方、各ステップP15、P19の各々で湿度Hが下限湿度H1以下ではない（NO）と判断された場合や、ステップP20の実行後には、ステップP21が行われる。
【０１１７】
そのステップP21においては、第１の流量調節部５１と第２の流量調節部５２の各々の開度と、空調機３１のファン３６の回転数と、開口率調節部２９で調節された排気口２１ｃの開口率を維持して、モジュール型データセンタ２０の運転を継続する。
【０１１８】
以上により、本実施形態に係るモジュール型データセンタの制御方法の基本ステップを終了する。
【０１１９】
上記した本実施形態によれば、コンテナ２１の内部に戻す排気流Eの流路を第１の流路５７と第２の流路５８とに分け、第１の流路５７を通った排気流Eのみに対して空調機３１で加湿を行う。よって、加湿が行われる第１の流路５７を通った排気流Eと、加湿が行われない第２の流路５８を通った排気流Eの二つを利用して吸気面４４ａの温度と湿度とを調節でき、いずれか一方の排気流Eのみを利用する場合と比較して当該温度と湿度の制御の幅が広がる。その結果、吸気面４４ａにおける状態点を動作保証領域Sの内部に入れるのが容易となり、その動作保証領域Sにおいて各電子機器４４を安定して運用することができる。
【０１２０】
また、第１の流路５７と第２の流路５８の流量を調節するだけでなく、開口率調節部２９によって排気口２１ｃの開口率を調節することで、吸気面４４ａの温度と湿度とを調節するのが更に容易となる。
【０１２１】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２２】
（付記１）  筐体と、
前記筐体内に外気を取り入れて第１の気流を生成するファンユニットと、
前記筐体内に設けられ、前記第１の気流を吸気する吸気面と、排気流を排気する排気面とを備えた電子機器と、
前記排気流が通る第１の流路と、
前記第１の流路に設けられ、該第１の流路を通る前記排気流の流量を調節する第１の流量調節部と、
前記第１の流路に接続され、前記第１の流量調節部から出た前記排気流を冷媒に直接当てることにより第２の気流を生成し、該第２の気流を前記吸気面に供給する空調機と、
前記排気流が通り、前記空調機を経由せずに該排気流を前記吸気面側に供給する第２の流路と、
前記第２の流路に設けられ、該第２の流路を通る前記排気流の流量を調節する第２の流量調節部と、
を有するモジュール型データセンタ。
【０１２３】
（付記２）  前記第１の流量調節部は、前記吸気面の湿度が規定湿度以下になったときに、前記第１の流路を流れる前記排気流の流量を増やすことを特徴とする付記１に記載のモジュール型データセンタ。
【０１２４】
（付記３）  前記第２の流量調節部は、前記吸気面の温度が規定温度以下になったときに、前記第２の流路を流れる前記排気流の流量を増やすことを特徴とする付記１に記載のモジュール型データセンタ。
【０１２５】
（付記４）  前記筐体は、前記排気流の一部を逃がす排気口を有し、
前記排気口に、該排気口の開口率を調節する開口率調節部が設けられたことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載のモジュール型データセンタ。
【０１２６】
（付記５）  前記開口率調節部は、前記吸気面の温度が規定温度以下になったときに、前記開口率を低減させることを特徴とする付記４に記載のモジュール型データセンタ。
【０１２７】
（付記６）  前記開口率調節部は、前記吸気面の湿度が規定湿度以下になったときに、前記開口率を低減させることを特徴とする付記４又は付記５に記載のモジュール型データセンタ。
【０１２８】
（付記７）  前記空調機は、前記第２の気流を生成するファンを有し、
前記ファンは、前記吸気面の湿度が規定湿度以下のときに回転を開始することを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかに記載のモジュール型データセンタ。
【０１２９】
（付記８）  前記ファンは、前記回転を開始してから所定時間が経過した後にも前記吸気面の前記湿度が前記規定湿度以下のとき、前記所定時間が経過する前よりも回転数が増大することを特徴とする付記７に記載のモジュール型データセンタ。
【０１３０】
（付記９）  筐体内に外気を取り入れて第１の気流を生成して、前記筐体内の電子機器が備える吸気面が前記第１の気流を吸気し、
前記電子機器が備える排気面から排気された排気流の一部を第１の流路を介して空調機に導き、該空調機において前記排気流を冷媒に直接当てることにより第２の気流を生成し、該第２の気流を前記吸気面に供給し、
前記電子機器が備える排気面から排気された排気流の一部を、前記空調機を介さずに、第２の流路を介して前記吸気面に供給し、
前記第１の流路と前記第２の流路の各々を流れる前記排気流の流量を調節することにより、前記吸気面における湿度又は温度を制御することを特徴とするモジュール型データセンタの制御方法。
【０１３１】
（付記１０）  前記筐体に設けられて前記排気流の一部を逃がす排気口の開口率を調節することにより、前記吸気面における前記温度又は前記湿度を制御することを特徴とする付記９に記載のモジュール型データセンタの制御方法。
【符号の説明】
【０１３２】
１、２０…データセンタ、２、２１…コンテナ、３、３１…空調機、３ａ…ファン、３ｂ…エレメント、４…コールドアイル、５…ラック、６…ホットアイル、８…天板、１１、５３…仕切板、１２…ダンパ、１３…電子機器、１３ａ…吸気面、１３ｂ…排気面、２１ａ…第１の吸気口、２１ｂ…第２の吸気口、２１ｖ…天井、２１ｗ…背面、２１ｃ…排気口、２１ｘ…左側面、２１ｙ…前面、２１ｚ…右側面、２２…遮蔽板、２９…開口率調節部、３１ａ…開口、３３…ノズル、３４…エレメント、３５…電磁弁、３６…ファン、３８…ファンユニット、３８ａ…ファン、３９…コールドアイル、４０…ラック、４１…ホットアイル、４４…電子機器、４４ａ…吸気面、４４ｂ…排気面、５０…天板、５１…第１の流量調節部、５２…第２の流量調節部、５７…ダクト（第１の流路）、５８…第２の流路、９０…制御部。
【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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【図６】
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【図７】
2014074545.tif 000009
【図８】
2014074545.tif 000010
【図９】
2014074545.tif 000011
【図１０】
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