(57)【要約】  風量センサを用いずに、冷却装置に供給される空気の風量を算出するために、発熱体の既知の吸気温度と、発熱体の近傍に設置され、発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とが格納される記憶手段と、冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力とする入力手段と、入力手段によって入力された冷媒情報と、冷媒の冷却能力とを用いて冷却装置の抜熱量を算出する抜熱量算出手段と、吸気温度と消費電力と冷媒情報とを用いて導出される冷媒の温度と発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、熱伝達特性とを用いて導出した抜熱量の風量依存性に抜熱量を当てはめて、冷却装置に供給される空気の風量を算出する風量算出手段と、風量算出手段によって算出された風量に関するデータを出力する出力手段とを備える管理装置とする。
2018179158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体の既知の吸気温度と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とが格納される記憶手段と、
前記冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、前記発熱体の消費電力とを入力とする入力手段と、
前記入力手段によって入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて前記冷却装置の抜熱量を算出する抜熱量算出手段と、
前記吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記熱伝達特性とを用いて導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて、前記冷却装置に供給される空気の風量を算出する風量算出手段と、
前記風量算出手段によって算出された風量に関するデータを出力する出力手段とを備える管理装置。
【請求項２】
前記入力手段は、
前記冷却装置に供給される前記冷媒の温度である供給冷媒温度と、前記冷却装置に供給される前記冷媒の流量である供給冷媒流量と、前記冷却装置から排出される前記冷媒の温度である排出冷媒温度と、前記冷却装置から排出される前記冷媒の圧力である排出冷媒圧力とを前記冷媒情報として取得する請求項１に記載の管理装置。
【請求項３】
前記抜熱量算出手段は、
前記冷媒の熱量と圧力との関係に、前記供給冷媒温度と前記排出冷媒温度と前記排出冷媒圧力とを当てはめて導出される前記冷却能力を用いて前記抜熱量を算出する請求項２に記載の管理装置。
【請求項４】
前記抜熱量算出手段は、
前記冷媒の熱量と圧力との関係を示すモリエル線図に関して、前記供給冷媒温度に基づいた過冷却液の膨張後の等温線と、前記排出冷媒圧力に基づいた加熱蒸気の等圧線との交点における第１の比エンタルピーと、前記排出冷媒温度に基づいた加熱蒸気の等温線と前記等圧線との交点における第２の比エンタルピーとの差を前記冷却能力として導出する請求項２または３に記載の管理装置。
【請求項５】
前記抜熱量算出手段は、
前記冷却装置の前記冷却能力と、前記冷媒の流束とを積算して前記抜熱量を算出する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の管理装置。
【請求項６】
前記記憶手段は、
前記冷却装置に供給される空気の風量と、前記冷却装置の熱コンダクタンスとを対応付けた特性を前記熱伝達特性として格納する請求項２乃至５のいずれか一項に記載の管理装置。
【請求項７】
前記風量算出手段は、
前記冷却装置に供給される空気の風量と、前記発熱体の排気温度と前記供給冷媒温度との差を対応付けた特性を前記差分温度の風量依存性として用いる請求項２乃至６のいずれか一項に記載の管理装置。
【請求項８】
前記風量算出手段が算出した風量を前記差分温度の風量依存性に当てはめて前記発熱体の前記排気温度を導出し、前記排気温度と前記吸気温度との差を温度上昇値として算出する温度差算出手段を備える請求項７に記載の管理装置。
【請求項９】
前記発熱体が配置される室内を前記吸気温度に調温する空調装置を制御する空調制御手段を備え、
前記空調制御手段は、
前記温度差算出手段が算出した前記温度上昇値に基づいて前記空調装置を制御する請求項８に記載の管理装置。
【請求項１０】
前記記憶手段には、
前記空調装置の設定風量が格納され、
前記空調制御手段は、
前記設定風量を参照し、前記温度上昇値に基づいて前記空調装置を制御するための制御信号を生成し、
前記出力手段は、
前記空調制御手段が生成した前記制御信号を前記空調装置に送信する請求項９に記載の管理装置。
【請求項１１】
前記冷却装置が設置される少なくとも一つの第１の発熱体と、前記冷却装置が設置されない少なくとも一つの第２の発熱体とが併設されたシステムにおいて、
前記入力手段は、
前記第２の発熱体の前記排気温度を取得し、
前記温度差算出手段は、
前記第１の発熱体に関しては、前記風量算出手段が算出した風量を前記差分温度の風量依存性に当てはめて算出した前記排気温度と前記吸気温度との差を前記温度上昇値として算出し、
前記第２の発熱体に関しては、前記入力手段が取得した前記第２の発熱体の前記排気温度と前記吸気温度との差を前記温度上昇値として算出し、
前記空調制御手段は、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体の少なくともいずれかに関して算出された前記温度上昇値に基づいて前記空調装置の風量を設定する請求項１０に記載の管理装置。
【請求項１２】
前記記憶手段には、
所定の温度差が格納され、
前記空調制御手段は、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体の少なくともいずれかに関して算出された前記温度上昇値と、前記所定の温度差との関係に基づいて前記空調装置を制御する請求項１１に記載の管理装置。
【請求項１３】
前記空調制御手段は、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体に関して算出された前記温度上昇値の最大値が前記所定の温度差よりも小さい場合、前記空調装置の風量を大きくし、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体に関して算出された前記温度上昇値の最大値が前記所定の温度差よりも大きい場合、前記空調装置の風量を小さくする請求項１２に記載の管理装置。
【請求項１４】
前記出力手段の出力を表示させる表示装置を備え、
前記表示装置は、
前記冷却装置に供給される空気の風量を表示させる表示部と、前記空調装置に設定する風量を入力するための入力部と、前記入力部に入力された風量を前記空調装置に設定するための実行ボタンとを含む表示情報を表示する請求項１２または１３に記載の管理装置。
【請求項１５】
前記出力手段の出力を表示させる表示装置を備える請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の管理装置。
【請求項１６】
少なくとも一つの前記冷却装置と、
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の管理装置とを備える冷却システム。
【請求項１７】
少なくとも一つの前記冷却装置と、
前記空調装置と、
請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の管理装置とを備える冷却システム。
【請求項１８】
冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力し、
入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出し、
前記発熱体の既知の吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する前記冷却装置の熱伝達特性とを用いて前記冷却装置の前記抜熱量の風量依存性を導出し、
導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて前記冷却装置に供給される空気の風量を算出し、
算出した風量に関するデータを出力する管理方法。
【請求項１９】
冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力する処理と、
入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出する処理と、
前記発熱体の既知の吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する前記冷却装置の熱伝達特性とを用いて前記冷却装置の前記抜熱量の風量依存性を導出する処理と、
導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて前記冷却装置に供給される空気の風量を算出する処理と、
算出した風量に関するデータを出力する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録するプログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムを管理する管理装置、管理方法およびプログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのコンピュータが室内に設置されるデータセンタでは、コンピュータが稼働することによって発生した熱が籠らないように、室内温度を調整するための空調装置が設けられる。例えば、コンピュータが積層されるラックの前面の吸気側にコールドアイルを形成し、ラックの背面の排気側にホットアイルを形成するレイアウトによって熱効率を向上させる方式が採用される。【０００３】
特許文献１には、サーバ等の電子機器を除熱すべく電子機器の排気を一群の電子機器単位で冷却する自立壁式の排気冷却ユニットについて開示されている。特許文献１のユニットは、サーバラックの背面側から間隔を隔てて配置され、サーバラックとの間に形成される排気流動領域に流入した排気が流出するのを阻止する遮風手段を有する。【０００４】
特許文献２には、空調施設内における風量バランスを制御する空調制御システムについて開示されている。特許文献２のシステムは、空調施設の各分割領域に配置される機器の消費電力と、空調機の消費電力とに基づいて、空調機の風量を制御する。また、特許文献２のシステムは、複数の空調機の風量を均一に下げる第１の風量制御手段と、複数の空調機から選択された所定数の空調機の風量を下げる第２の風量制御手段と、予め設定された条件に基づいて空調の試行制御を行う第３の風量制御手段とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８９７３１９号公報
【特許文献２】特許第５９４９０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、サーバラックに取り込まれる冷気と、サーバラックから排出される熱気とを分離することが可能となるため、一般的なホットアイル・コールドアイル方式で必要であった天井高が不要となる。また、特許文献１では、サーバへの風量が不足しないように、サーバの排熱を冷却ユニット内に誘導するためのファンについても提案されている。しかし、特許文献１には、風量の過不足の判断方法やファンの制御方法については開示されていないため、具体的な運用方法が不明確であるという問題点があった。【０００７】
特許文献２のシステムは、サーバラックの前面および背面に風量や風向、温度等を計測する各種の計測手段を設置し、それらの計測値に基づいて空調機のファンを制御する。しかし、特許文献２のシステムには、サーバラックの数に応じてセンサを増築する必要があるため、センサの設置やメンテナンスの手間、導入コストが増加するという問題点であった。【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、風量センサを用いずに、冷却装置に供給される空気の風量を算出できる管理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の管理装置は、発熱体の既知の吸気温度と、発熱体の近傍に設置され、発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とが格納される記憶手段と、冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力とする入力手段と、入力手段によって入力された冷媒情報と、冷媒の冷却能力とを用いて冷却装置の抜熱量を算出する抜熱量算出手段と、吸気温度と消費電力と冷媒情報とを用いて導出される冷媒の温度と発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、熱伝達特性とを用いて導出した抜熱量の風量依存性に抜熱量を当てはめて、冷却装置に供給される空気の風量を算出する風量算出手段と、風量算出手段によって算出された風量に関するデータを出力する出力手段とを備える。【００１０】
本発明の一態様の管理方法では、冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力し、入力された冷媒情報と、冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出し、発熱体の既知の吸気温度と消費電力と冷媒情報とを用いて導出される冷媒の温度と発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、発熱体の近傍に設置され、発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とを用いて冷却装置の抜熱量の風量依存性を導出し、導出した抜熱量の風量依存性に抜熱量を当てはめて冷却装置に供給される空気の風量を算出し、算出した風量に関するデータを出力する。【００１１】
本発明の一態様のプログラム記録媒体は冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力する処理と、入力された冷媒情報と、冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出する処理と、発熱体の既知の吸気温度と消費電力と冷媒情報とを用いて導出される冷媒の温度と発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、発熱体の近傍に設置され、発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とを用いて冷却装置の抜熱量の風量依存性を導出する処理と、導出した抜熱量の風量依存性に抜熱量を当てはめて冷却装置に供給される空気の風量を算出する処理と、算出した風量に関するデータを出力する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、風量センサを用いずに、冷却装置に供給される空気の風量を算出できる管理装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置の抜熱量算出手段が抜熱量を算出する際に参照されるモリエル線図の一例である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置が有する記憶手段に格納される情報例を示す概念図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置の記憶手段に格納される冷却装置の熱伝達特性の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの冷却装置に関する冷媒の温度と発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性の一例を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの冷却装置に関する抜熱量の風量依存性の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置に接続される冷媒情報取得装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置に接続される電力計測器の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置に接続される表示装置の表示例を示す概念図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置の抜熱量算出手段による抜熱量算出処理に関するフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置の風量算出手段による風量算出処理に関するフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る冷却システムの管理装置が有する記憶手段に格納される情報例を示す概念図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの管理装置に接続される表示装置の表示例を示す概念図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る冷却システムの管理装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る冷却システムの管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る冷却システムの管理装置の温度差算出手段による温度差算出処理に関するフローチャートである。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る冷却システムの管理装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る冷却システムの管理装置が有する記憶手段に格納される情報例を示す概念図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態に係る冷却システムが備える空調装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態に係る冷却システムの管理装置の動作を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第４の実施形態に係る冷却システムの管理装置の空調制御手段による空調制御処理に関するフローチャートである。
【図２５】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの発熱体の配置例を示す上面図である。
【図２６】図２５のＡ−Ａ線において切断した断面図である。
【図２７】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置と周辺機器との接続例を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置に接続される排気温度取得装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置の記憶手段に格納される情報例を示す概念図である。
【図３０】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置の温度差算出処理に関するフローチャートである。
【図３１】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置の空調制御手段によって設定された条件に基づく制御例である。
【図３２】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置の空調制御手段によって設定された条件に基づく制御例である。
【図３３】本発明の第５の実施形態に係る冷却システムの管理装置の空調制御手段によって設定された条件に基づいた制御例を示すフローチャートである。
【図３４】本発明の各実施形態に係る冷却システムの管理装置を実現するハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、冷媒や空気の流れの一例を示すものであり、それらの向きを限定するものではない。
【００１５】
（第１の実施形態）
（構成）
まず、本発明の第１の実施形態に係る冷却システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の冷却システム１の構成を示すブロック図である。図１のように、本実施形態の冷却システム１は、管理装置１０および冷却装置２０を備える。発熱体１００は、冷却システム１によって冷却される対象物である。
【００１６】
本実施形態では、少なくとも１台のサーバが収納されるサーバラックを発熱体１００として想定する。発熱体１００の内部には、サーバ内部やサーバラックに設置された図示しないファンによって室内の空気が継続的に導かれる。発熱体１００に導入された空気は、発熱体１００の内部で熱交換して暖められて排出される。これ以降、発熱体１００に導入される空気を吸気、発熱体１００から排出される空気を排気と呼ぶ。本実施形態では、発熱体１００から排出される排気が冷却装置２０に供給され、冷却装置２０で所定の温度（設定温度とも呼ぶ）まで冷却された空気（冷気）が室内に放出される。本実施形態において、設定温度は、発熱体１００の既知の吸気温度として設定される。なお、発熱体１００の吸気側に設置する温度センサによって取得されるセンシング値を既知の吸気温度として用いてもよい。
【００１７】
本実施形態では、冷却装置２０の内部に供給された空気を冷却するための流体（以下、冷媒）を供給・排出するための配管（図示しない）を有する。冷却装置２０の内部の配管には、液体の冷媒（以下、液相冷媒）を供給する。配管の内部を流通する液相冷媒は、発熱体の排気と熱交換して暖められて気化し、気体の冷媒（以下、気相冷媒）として排出される。なお、本実施形態では、冷却装置２０の配管の内部を流通する冷媒が液相から気相に相変化する際の吸熱を利用して冷却する相変化冷却を用いることを想定するが、配管の内部を流通する冷媒は、必ずしも相変化しなくてもよい。例えば、冷却装置２０の配管の内部には、液相の水や油などの液体を相変化させずに循環させてもよい。
【００１８】
管理装置１０は、冷却装置２０の配管の内部を流通する冷媒の温度や流量、圧力などの情報を含む冷媒情報と、発熱体１００の消費電力とを取得する。管理装置１０は、取得した情報を用いて、発熱体１００から冷却装置２０に向けて排出される排気の風量を算出する。
【００１９】
管理装置１０は、冷媒情報を計測する冷媒情報取得装置５１に接続される。管理装置１０は、冷却装置２０の配管に供給される液相の冷却媒体（以下、液相冷媒）の温度（供給冷媒温度Ｔri）および流量（供給冷媒流量Ｆ）を冷媒情報取得装置５１から取得する。また、管理装置１０は、冷却装置２０の配管から導出される気相の冷却媒体（以下、気相冷媒）の温度（排出冷媒温度Ｔro）および圧力（排出冷媒圧力ｐ）を冷媒情報取得装置５１から取得する。
【００２０】
また、管理装置１０は、発熱体１００に供給される消費電力Ｐを計測する電力計測器５３に接続される。管理装置１０は、発熱体１００に供給される消費電力Ｐを電力計測器５３から取得する。
【００２１】
管理装置１０は、冷媒情報取得装置５１および電力計測器５３から取得したデータを用いて、冷却装置２０に供給される空気の風量を算出する。本実施形態において、風量とは、単位時間あたりに冷却装置２０に供給される空気の量である。なお、本実施形態では、発熱体１００から冷却装置２０に向けて排出される排気の風量と、冷却装置２０から室内に向けて放出される冷気の風量とは同じであるとみなす。
【００２２】
冷却装置２０は、発熱体１００の近傍であり、かつ発熱体１００からの排気が通過する位置に配置される。すなわち、冷却装置２０は、発熱体１００の排気側に配置される。冷却装置２０は、発熱体１００と接するように配置してもよいし、発熱体１００と間を開けて配置してもよい。例えば、発熱体１００は、サーバが配置されるキャビネットを有するサーバラックである。また、冷却装置２０は、サーバラックのリアドアに設置される場合は、リアドア型冷却装置とも呼ばれる。
【００２３】
冷却装置２０は、発熱体１００の内部を通過して暖められた空気を冷却する。本実施形態においては、発熱体１００によって冷却された空気が放出されることによって、室内の温度は設定温度（以下、冷却設定温度Ｔsr）に調温され、発熱体１００には冷却設定温度Ｔsrの吸気が供給されるものとする。すなわち、発熱体１００の吸気温度Ｔiは、冷却設定温度Ｔsrと等しいものとみなす。
【００２４】
冷却装置２０の内部には、冷媒が流れる配管（図示しない）が収納される。冷却装置２０の内部の配管は、蛇行させたり、分岐させたり、あるいは配管の周辺にフィンを巻き付けたりすることで空気と接触する表面積を大きくして熱交換しやすい構造とすることが好ましい。冷却装置２０は、発熱体１００から排出される排気温度Ｔoの排気を所定の冷却設定温度Ｔsrに調温して放出する。
【００２５】
冷却装置２０の配管の一端は、液相冷媒を供給するための供給管２１に接続される。一方、冷却装置２０の配管の他端は、気相冷媒を排出するための排出管２５に接続される。供給管２１および排出管２５は、図示しない熱交換部に接続される。供給管２１には、図示しない熱交換部で冷やされた冷媒が供給される。また、排出管２５には、発熱体１００の排気と熱交換することによって暖められた冷媒が流通する。排出管２５を流通する冷媒は、図示しない熱交換部において冷やされてから供給管２１に供給される。冷却装置２０の配管内部を流通する液相の冷媒は、冷却装置２０の内部を通過する空気と熱交換して暖められ、やがて相変化して液相と気相とが混在した状態で流通する。冷却装置２０の配管内部を流通する冷媒は、蒸発潜熱で気化するために等圧変化する。
【００２６】
供給管２１および排出管２５には、冷媒情報取得装置５１が配置される。冷媒情報取得装置５１は、供給管２１を流通する液相冷媒の温度（供給冷媒温度Ｔriとも呼ぶ）および流量（供給冷媒流量Ｆとも呼ぶ）を計測する。また、冷媒情報取得装置５１は、排出管２５を流通する気相冷媒の温度（排出冷媒温度Ｔroとも呼ぶ）および圧力（排出冷媒圧力ｐとも呼ぶ）を計測する。冷媒情報取得装置５１は、計測した供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐを管理装置１０に送信する。以下においては供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐを併せて冷媒情報とも呼ぶ。なお、冷媒情報は、冷却装置２０を制御するコントローラ(図示しない)から情報通信を用いて収集した情報で代替してもよい。
【００２７】
発熱体１００の前面から導入された空気は、発熱体１００の内部を通過する際に、サーバなどの発熱体から熱を奪うことで暖められ、発熱体１００から排気として排出される。発熱体１００の排気は、冷却装置２０の内部で熱交換されてから放出される。冷却装置２０から放出された空気は、室内の空気と混じり合って発熱体１００に向けて再供給される。ここで、室内の空気の温度は、定常状態では冷却装置２０によって室内に放出される空気の温度、つまり所定の冷却設定温度Ｔsrとなる。
【００２８】
発熱体１００は、空気が内部を通過する構造を有する。発熱体１００には、室内の空気が内部に導入される吸気面と、内部を通過した空気が外部に排出される排気面とが形成される。本実施形態では、発熱体１００の排気側に冷却装置２０を配置する。
【００２９】
発熱体１００は、電線１３０を介して電力供給する電源１１０に接続される。なお、電源１１０は、一般的な商用電源でもよいし、冷却システム１および発熱体１００が設置される施設の専用電源でもよい。
【００３０】
電線１３０には、電力計測器５３が配置される。電力計測器５３は、電線１３０を介して発熱体１００に供給される電力（以下、消費電力）を計測する。電力計測器５３は、計測した消費電力を管理装置１０に送信する。電力計測器５３が計測する電力は、発熱体１００の消費電力に相当する。なお、電力計測器５３が計測する電力値に関する情報は、発熱体１００からの情報通信を用いて収集した電力値で代替してもよい。
【００３１】
以上が、本実施形態の冷却システム１の概略についての説明である。以下においては、冷却システム１の構成要素について詳細に説明する。
【００３２】
〔管理装置〕
図２は、管理装置１０の詳細構成を示すブロック図である。管理装置１０は、入力手段１１、抜熱量算出手段１２、記憶手段１３、風量算出手段１４および出力手段１５を有する。本実施形態においては、管理装置１０の出力を表示装置６０に表示させる例を示す。表示装置６０は、一般的なディスプレイである。なお、管理装置１０の出力は、表示装置６０に表示させず、別のシステムに送信したり、何らかの演算に使用したりしてもよい。
【００３３】
入力手段１１は、冷媒情報取得装置５１および電力計測器５３に接続される。また、入力手段１１は、抜熱量算出手段１２および風量算出手段１４に接続される。
【００３４】
入力手段１１は、冷却装置２０に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体１００の消費電力Ｐとを入力とする。具体的には、入力手段１１は、冷媒情報取得装置５１から、供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐを冷媒情報として取得し、電力計測器５３から消費電力Ｐを取得する。入力手段１１は、取得した冷媒状態情報および消費電力Ｐを抜熱量算出手段１２および風量算出手段１４に出力する。
【００３５】
抜熱量算出手段１２は、入力手段１１および風量算出手段１４に接続される。抜熱量算出手段１２は、入力手段１１から冷媒情報を取得する。抜熱量算出手段１２は、入力手段１１から取得した冷媒情報と、冷媒の冷却能力ＣＬとを用いて抜熱量Ｅを算出する。冷却能力ＣＬとは、冷却装置２０を流通する冷媒の単位流量当たりの排熱量である。冷却能力ＣＬは、供給冷媒温度Ｔri、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐによって変動するが、供給冷媒温度Ｔriに基づいて予め設定した値を抜熱量算出手段１２に格納しておけばよい。抜熱量算出手段１２は、算出した抜熱量Ｅを風量算出手段１４に出力する。
【００３６】
具体的には、抜熱量算出手段１２は、冷却能力ＣＬと、冷却装置２０に供給される冷媒の流量（供給冷媒流量Ｆ）と、供給冷媒の密度（以下、供給冷媒密度ｄ）とを以下の式１に当てはめて抜熱量Ｅを算出する。なお、供給冷媒流量Ｆは、冷媒情報取得装置５１によって計測される実測値である。
Ｅ＝ＣＬ×Ｆ×ｄ・・・（１）
式１において、供給冷媒流量Ｆと供給冷媒密度ｄとの積は、質量流束に相当する。すなわち、抜熱量Ｅは、冷媒の冷却能力ＣＬと質量流束との積に相当する。
【００３７】
また、抜熱量算出手段１２は、実測した供給冷媒温度Ｔri、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐに基づいて冷却能力ＣＬを算出してもよい。例えば、冷媒の冷却能力ＣＬは、モリエル線図を用いて導出される。
【００３８】
ここで、図３のモリエル線図を用いて、冷媒の冷却能力ＣＬを求める方法について説明する。図３においては、冷却装置２０の配管内部を流通する冷媒の比エンタルピーの変化量が冷却能力ＣＬに相当する。
【００３９】
まず、液相の供給冷媒温度Ｔriに基づいて過冷却液の膨張後の等温線Ｌ１（図３の破線）を引く。次に、気相の排出冷媒圧力ｐに基づいて加熱蒸気の等圧線Ｌ２（図３の太線）を引き、等温線Ｌ１（図３の破線）と等圧線Ｌ２（図３の太線）との交点Ａを得る。次に、気相の排出冷媒温度Ｔroに基づいて加熱蒸気の等温線Ｌ３（図３の一点鎖線）を引き、等圧線Ｌ２（図３の太線）と等温線Ｌ３（図３の一点鎖線）との交点Ｂを得る。点Ａと点Ｂの比エンタルピーの差が、単位流量当たりの排熱量（冷却能力ＣＬ）に相当する。
【００４０】
ここで、供給冷媒温度Ｔriに基づいた過冷却液の膨張後の等温線Ｌ１と、排出冷媒圧力ｐに基づいた加熱蒸気の等圧線Ｌ２との交点における比エンタルピーを第１の比エンタルピーとする。また、排出冷媒温度Ｔroに基づいた加熱蒸気の等温線Ｌ３と等圧線Ｌ２との交点における比エンタルピーを第２の比エンタルピーとする。抜熱量算出手段１２は、第２の比エンタルピーと第１の比エンタルピーとの差が冷却能力として導出する。
【００４１】
例えば、過冷却液の膨張後の温度および過熱蒸気の温度と圧力の３変数を独立変数とし、冷却能力ＣＬを従属変数とする関係式の形で抜熱量算出手段１２に格納しておく。供給冷媒温度Ｔriと、排出冷媒温度Ｔroと、排出冷媒圧力ｐの計測値を用いれば、冷却能力ＣＬが求まる。ただし、冷却能力ＣＬの導出方法は、上述の例の手法に限定されない。
【００４２】
記憶手段１３は、風量算出手段１４に接続される（図２）。図４は、記憶手段１３に格納される情報を示す概念図である。図４のように、記憶手段１３には、冷却装置２０の熱伝達特性と、冷却設定温度Ｔsrとが格納される。すなわち、本実施形態においては、冷却装置２０の冷却設定温度Ｔsrと、熱伝達特性とが記憶手段１３に格納される。
【００４３】
風量算出手段１４は、入力手段１１、抜熱量算出手段１２、記憶手段１３および出力手段１５に接続される（図２）。風量算出手段１４は、入力手段１１から排出冷媒温度Ｔrgと消費電力Ｐを取得するとともに、抜熱量算出手段１２から抜熱量Ｅを取得する。さらに、風量算出手段１４は、冷却装置２０の熱伝達特性と、冷却設定温度Ｔsrとを記憶手段１３から取得する。
【００４４】
冷却装置２０の熱伝達特性は、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖと、冷却装置２０の熱コンダクタンスＣとを対応させた特性である。図５は、冷却装置２０の熱伝達特性の一例である。図５のグラフの縦軸（熱コンダクタンスＣ）は、排気温度Ｔoと供給冷媒温度Ｔrlとの温度差の単位温度当たりの抜熱量を示す。図５のグラフは、風量に対応する発熱体１００の熱コンダクタンスＣを実測することで得られる。例えば、風量を独立変数とし、熱コンダクタンスＣを従属変数とする関数を冷却装置２０の熱伝達特性として記憶手段１３に格納しておけばよい。
【００４５】
図５の熱伝達特性は、冷却装置２０に供給される空気の温度（排気温度Ｔo）および供給冷媒温度Ｔrlが一定であれば、排気温度Ｔoと供給冷媒温度Ｔrlとの温度差の単位温度当たりの抜熱量は、風量Ｖの増加に従って単調増加することを示す。さらに、図５の熱伝達特性は、発熱体に供給される空気の風量Ｖが一定であれば、前述の温度差に比例して抜熱量が増加することを示す。
【００４６】
風量算出手段１４は、冷却装置２０の熱伝達特性と、冷却装置２０の冷媒の温度と発熱体１００からの排気の温度との差分温度ｄＴの風量依存性（以下、差分温度ｄＴの風量依存性と呼ぶ）とを用いて、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖを算出する。差分温度ｄＴの風量依存性は、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖと、発熱体１００の排気温度Ｔoと供給冷媒温度Ｔrlとの差分温度ｄＴとを対応させた特性である。差分温度ｄＴは、以下の式２から算出される。
ｄＴ＝Ｔo−Ｔri・・・（２）
排気温度Ｔoは、風量：Ｖ、吸気温度Ｔi、消費電力Ｐ、空気の密度ｃおよび比熱ρを用いて、以下の式３のような関数で表現できる。
Ｔo＝Ｔi＋Ｐ／（ｃ×ρ×Ｖ）・・・（３）
図６は、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖと、差分温度ｄＴとを対応させたグラフの一例である。図６のグラフは、差分温度ｄＴの風量依存性を示す。風量Ｖが小さいと、発熱体１００の内部に空気が滞在する時間が長くなり、排気温度Ｔoが高くなる。一方、風量Ｖが大きいと、発熱体１００の内部に空気が滞在する時間が短くなり、排気温度Ｔoは低くなる。
【００４７】
図５に示す熱コンダクタンスＣの風量依存性（冷却装置２０の熱伝達特性）と、図６に示す差分温度ｄＴの風量依存性とを組み合わせれば、冷却装置２０の抜熱量Ｅの風量依存性が導出できる。すなわち、冷却装置２０の抜熱量Ｅの風量依存性に抜熱量算出手段１２の算出した抜熱量Ｅを当てはめると、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖが算出できる。冷却装置２０の抜熱量Ｅは、冷却装置２０の熱伝達特性と、消費電力Ｐを用いて導出される冷却装置２０の差分温度ｄＴの風量依存性とを用いて導出される。
【００４８】
図５に示す冷却装置２０の熱伝達特性の熱コンダクタンスＣと、図６の差分温度ｄＴとを積算すると、風量Ｖと抜熱量Ｅとの関係が導かれる。図７は、熱コンダクタンスＣの風量依存性および差分温度ｄＴの風量依存性を組み合わせることで得られる冷却装置２０の抜熱量Ｅの風量依存性を示すグラフである。図７のグラフの関係を用いれば、抜熱量算出手段１２の算出した抜熱量Ｅ（縦軸）に対応する風量Ｖ（横軸）が求められる。
【００４９】
風量算出手段１４は、図７に示す風量Ｖと抜熱量Ｅとの関係（冷却装置２０の抜熱量Ｅの風量依存性）に、抜熱量算出手段１２が算出した抜熱量Ｅ（縦軸）を当てはめて風量Ｖ（横軸）を算出する。風量算出手段１４は、算出した風量Ｖを出力手段１５に出力する。なお、風量算出手段１４は、供給冷媒温度Ｔrlを冷媒温度として用いたが、熱伝達特性が排気温度Ｔoと排出冷媒温度Ｔrgとの差分に基づく情報である場合は、排出冷媒温度Ｔrgを冷媒温度として用いてもよい。
【００５０】
出力手段１５は、風量算出手段１４に接続される（図２）。また、図２の例では、出力手段１５は、表示装置６０に接続される。出力手段１５は、風量算出手段１４から出力された風量を表示装置６０に出力する。なお、出力手段１５が表示装置６０ではないシステムや装置に風量を出力するように構成してもよい。
【００５１】
〔冷媒情報取得装置〕
次に、冷媒情報取得装置５１について説明する。図８は、冷媒情報取得装置５１の構成を示すブロック図である。図８のように、冷媒情報取得装置５１は、供給冷媒温度計５１１、供給冷媒流量計５１２、排出冷媒温度計５１３、排出冷媒圧力計５１４、送信手段５１５を有する。供給冷媒温度計５１１および供給冷媒流量計５１２は、供給管２１に配置され、送信手段５１５と通信可能に接続される。また、排出冷媒温度計５１３および排出冷媒圧力計５１４は、排出管２５に配置され、送信手段５１５と通信可能に接続される。
【００５２】
供給冷媒温度計５１１は、供給管２１の内部を流通する冷媒の温度（供給冷媒温度Ｔri）を計測する。供給冷媒温度計５１１は、供給管２１の内部に設置されてもよいし、外部に設置されてもよい。例えば、供給冷媒温度計５１１は、熱電対や抵抗温度計、非接触温度計などによって実現できる。供給冷媒温度計５１１は、計測した供給冷媒温度Ｔriを送信手段５１５に出力する。
【００５３】
供給冷媒流量計５１２は、供給管２１の内部を流通する冷媒の流量（供給冷媒流量Ｆ）を計測する。供給冷媒流量計５１２は、供給管２１の内部に設置されてもよいし、外部に設置されてもよい。例えば、供給冷媒流量計５１２は、容量流量計や差圧式流量計、コリオリ流量計、渦流量計、超音波流量計、タービン流量計、熱式質量流量計などによって実現できる。供給冷媒流量計５１２は、計測した供給冷媒流量Ｆを送信手段５１５に出力する。
【００５４】
排出冷媒温度計５１３は、排出管２５の内部を流通する冷媒の温度（排出冷媒温度Ｔro）を計測する。排出冷媒温度計５１３は、排出管２５の内部に設置されてもよいし、外部に設置されてもよい。例えば、排出冷媒温度計５１３は、熱電対や抵抗温度計、非接触温度計などによって実現できる。排出冷媒温度計５１３は、計測した排出冷媒温度Ｔroを送信手段５１５に出力する。
【００５５】
排出冷媒圧力計５１４は、排出管２５の内部を流通する冷媒の圧力（排出冷媒圧力ｐ）を計測する。例えば、排出冷媒圧力計５１４は、重錘型圧力計や拡散型半導体歪ゲージ、レゾナントセンサなどによって実現できる。排出冷媒圧力計５１４は、計測した排出冷媒圧力ｐを送信手段５１５に出力する。
【００５６】
送信手段５１５は、供給冷媒温度Ｔriを供給冷媒温度計５１１から取得し、供給冷媒流量Ｆを供給冷媒流量計５１２から取得する。また、送信手段５１５は、排出冷媒温度Ｔroを排出冷媒温度計５１３から取得し、排出冷媒圧力ｐを排出冷媒圧力計５１４から取得する。送信手段５１５は、取得した供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐを冷媒情報として管理装置１０に送信する。送信手段５１５が冷媒情報を送信するタイミングは任意に設定できる。
【００５７】
〔電力計測器〕
次に、電力計測器５３について説明する。図９は、電力計測器５３の構成を示すブロック図である。図９のように、電力計測器５３は、電力計５３１、送信手段５３３を有する。
【００５８】
電力計５３１は、発熱体１００に電力を供給するための電線１３０に配置され、発熱体１００の消費電力Ｐを計測する。例えば、電力計５３１は、クランプ式電力計などのように、電線１３０の外部から電力を計測できるものが好適である。ただし、電力計５３１は、発熱体１００の消費電力Ｐを計測できさえすれば、その形態に限定を加えない。電力計５３１は、計測した消費電力Ｐを送信手段５３３に出力する。
【００５９】
送信手段５３３は、発熱体１００の消費電力Ｐを電力計５３１から取得する。送信手段５３３は、取得した消費電力Ｐを管理装置１０に送信する。
【００６０】
〔表示装置〕
図１０は、管理装置１０から出力された風量に関する情報を表示装置６０に表示させる一例である。図１０の例では、表示装置６０の画面６１に、冷却装置２０に供給されている風量を表示させる表示部６１１を表示させる。なお、図１０の表示装置６０に表示させる情報は、排気や冷媒の温度などのように風量以外の情報を含んでいてもよい。
【００６１】
（動作）
次に、本実施形態の管理装置１０の動作の概略について図面を参照しながら説明する。図１１は、管理装置１０の動作の概略について説明するためのフローチャートである。
【００６２】
図１１において、まず、管理装置１０は、抜熱量Ｅおよび風量Ｖの算出に必要なパラメータを取得する（ステップＳ１１）。本実施形態では、管理装置１０は、供給冷媒温度Ｔrl、供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔro、排出冷媒圧力ｐおよび消費電力Ｐをパラメータとして取得する。
【００６３】
次に、管理装置１０は、抜熱量算出処理によって抜熱量Ｅを算出する（ステップＳ１２）。抜熱量算出処理については、図１２を用いて後程説明する。
【００６４】
次に、管理装置１０は、抜熱量算出処理によって算出された抜熱量Ｅを用いて、風量算出処理によって風量Ｖを算出する（ステップＳ１３）。風量算出処理については、図１３を用いて後程説明する。
【００６５】
そして、管理装置１０は、風量算出処理によって算出された風量を出力する（ステップＳ１４）。
【００６６】
次に、図１１のフローチャートのステップＳ１２（抜熱量算出処理）およびステップＳ１３（風量算出処理）について図面を参照しながら説明する。図１２は、抜熱量算出処理について説明するためのフローチャートである。図１３は、風量算出処理について説明するためのフローチャートである。
【００６７】
〔抜熱量算出処理〕
図１２において、まず、抜熱量算出手段１２は、冷却装置２０に使用される冷媒のモリエル線図に冷媒温度を当てはめて、冷却装置２０の冷却能力ＣＬを導出する（ステップＳ１２１）。なお、予め格納された冷却能力ＣＬを用いる場合は、ステップＳ１２１を省略できる。
【００６８】
そして、抜熱量算出手段１２は、導出した冷却能力ＣＬと、供給冷媒流量Ｆとを用いて抜熱量を算出する（ステップＳ１２２）。
【００６９】
〔風量算出処理〕
図１３において、まず、風量算出手段１４は、冷却装置２０の熱伝達特性と、発熱体１００の排熱温度と冷却装置２０の冷媒温度との差分温度ｄＴの風量依存性とを用いて、冷却装置２０の抜熱量Ｅの風量依存性を導出する（ステップＳ１３１）。
【００７０】
そして、風量算出手段１４は、導出した冷却装置２０の抜熱量Ｅの風量依存性と、抜熱量算出手段が算出した抜熱量Ｅとを用いて、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖを算出する（ステップＳ１３２）。
【００７１】
以上が、図１１のフローチャートのステップＳ１２（抜熱量算出処理）およびステップＳ１３（風量算出処理）についての説明である。
【００７２】
以上のように、本実施形態の管理装置によれば、冷却装置に供給される空気の風量を実測せずに算出し、算出した風量を管理者に通知することが可能となる。すなわち、本実施形態の管理装置によれば、風量センサを用いずに、冷却装置に供給される空気の風量を算出できる。管理者は、本実施形態の管理装置が出力する風量データを参照することによって、現在の風量が適切であるか否かを判断できる。
【００７３】
また、別の側面からみると、本実施形態によれば、サーバラックの背面側に設置される冷却装置を風量センサの代替手段とすることによって、風量センサや温度センサを追加せずに、サーバラックへの供給風量を算出できる。
【００７４】
（第２の実施形態）
（構成）
次に、本発明の第２の実施形態に係る冷却システムの構成について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の冷却システムは、発熱体および冷却システムが設置される室内を調温する空調装置を備える点で、第１の実施形態とは異なる。
【００７５】
図１４は、本実施形態の冷却システム２の構成を示すブロック図である。図１４のように、本実施形態の冷却システム２は、管理装置１０および冷却装置２０に加えて空調装置３０を備える。以下においては、第１の実施形態と同様の構成や機能については説明を省略する。
【００７６】
空調装置３０は、発熱体１００に供給される空気を送風する。図１４の例では、空調装置３０から送風された空気が、床下を介して、アイルキャップ１０３によって形成されるコールドアイル５００に供給され、発熱体１００に吸気される例を示している。
【００７７】
本実施形態において、発熱体１００および冷却システム２が設置される室内の温度は、空調装置３０の設定温度（以下、空調設定温度：Ｔsa）に設定される。本実施形態においては、発熱体１００に供給される空気の温度（以下、吸気温度：Ｔi）と空調設定温度Ｔsaとは等しいものとみなす。すなわち、本実施形態と第１の実施形態との違いは、発熱体１００の吸気温度Ｔiを空調設定温度Ｔsaとする点であり、その他の点については第１の実施形態と同様である。
【００７８】
図１５は、本実施形態の記憶手段１３に格納される情報を示す概念図である。図１５のように、記憶手段１３には、冷却装置２０の熱伝達特性と、空調設定温度Ｔsaとが格納される。
【００７９】
図１６は、管理装置１０から出力された風量に関する情報を表示装置６０に表示させる一例である。図１６の例では、表示装置６０の画面６１に、冷却装置２０に供給されている風量を表示させる表示部６１１と、管理者が指定する風量を入力するための入力部６１２とを表示させる。例えば、入力部６１２に入力された数値を、制御信号の送信を指示する実行ボタン６１３を押すことによって、空調装置３０の風量として設定できるように構成できる。なお、図１６の表示装置６０に表示させる情報は、風量以外の情報を含んでいてもよい。
【００８０】
以上が、本実施形態の冷却システム２の構成に関する説明である。本実施形態の冷却システム２の動作については、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明については省略する。
【００８１】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、冷却装置に供給される空気の風量を実測せずに算出し、算出した風量を管理者に通知することが可能となる。さらに、本実施形態によれば、全体空調で全体を冷却するデータセンタにおいても、冷却装置が設置される発熱体の風量を算出し、算出した風量を通知できる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る冷却システムについて説明する。本実施形態の冷却システムは、発熱体の排気と吸気との温度差（以下、温度上昇値ＤＴ）を算出する点で第１の実施形態とは異なる。
【００８３】
図１７は、本実施形態の冷却システムが備える管理装置１０−３の構成を示すブロック図である。図１７のように、管理装置１０−３は、入力手段１１、抜熱量算出手段１２、記憶手段１３、風量算出手段１４および出力手段１５に加えて、温度差算出手段１６を有する。なお、入力手段１１、抜熱量算出手段１２、風量算出手段１４、記憶手段１３および出力手段１５の主な機能は、第１の実施形態の管理装置１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８４】
温度差算出手段１６は、風量算出手段１４と出力手段１５とに接続される。温度差算出手段１６は、風量算出手段１４の算出した風量Ｖを取得し、発熱体１００の排気温度Ｔoと吸気温度Ｔiとの温度差（温度上昇値ＤＴ）を算出する。具体的には、温度差算出手段１６は、第１の実施形態で示す式３に風量Ｖを代入して得られた排気温度Ｔoと、空調装置３０の空調設定温度Ｔsa（吸気温度Ｔi）とを以下の式４に代入して温度上昇値ＤＴを算出する。
ＤＴ＝Ｔo−Ｔsa・・・（４）
温度差算出手段１６は、算出した温度上昇値ＤＴを出力手段１５に出力する。
【００８５】
出力手段１５は、温度差算出手段１６から温度上昇値ＤＴを取得する。出力手段１５は、取得した温度上昇値ＤＴを表示装置６０に出力する。なお、出力手段１５は、風量Ｖも取得し、取得した風量Ｖも合わせて出力してもよい。出力手段１５からの出力を表示装置６０に表示させれば、温度上昇値ＤＴや風量Ｖが管理者によって参照可能となる。
【００８６】
（動作）
次に、本実施形態の管理装置１０−３の動作の概略について図面を参照しながら説明する。図１８は、管理装置１０−３の動作の概略について説明するためのフローチャートである。
【００８７】
図１８において、まず、管理装置１０−３は、抜熱量Ｅおよび風量Ｖの算出に必要なパラメータを取得する（ステップＳ３１）。本実施形態では、管理装置１０は、供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔro、排出冷媒圧力ｐおよび消費電力Ｐをパラメータとして取得する。
【００８８】
次に、管理装置１０−３は、抜熱量算出処理によって抜熱量Ｅを算出する（ステップＳ３２）。抜熱量算出処理については、図１２を用いて説明した通りである。
【００８９】
次に、管理装置１０−３は、風量算出処理によって風量Ｖを算出する（ステップＳ３３）。風量算出処理については、図１３を用いて説明した通りである。
【００９０】
次に、管理装置１０−３は、温度差算出処理を実行して発熱体１００の排気温度Ｔoと吸気温度Ｔiとの差（温度上昇値ＤＴ）を算出する（ステップＳ３４）。温度差算出処理については、図１９を用いて後程説明する。
【００９１】
そして、管理装置１０−３は、算出した風量を出力する（ステップＳ３５）。
【００９２】
次に、図１８のフローチャートのステップＳ３４（温度差算出処理）について図面を参照しながら説明する。図１９は、温度差算出処理について説明するためのフローチャートである。
【００９３】
〔温度差算出処理〕
図１９において、まず、温度差算出手段１６は、冷却装置２０の差分温度の風量依存性に、算出した風量を当てはめて発熱体１００の排気温度Ｔoを導出する（ステップＳ３４１）。
【００９４】
そして、温度差算出手段１６は、導出した排気温度Ｔoから空調設定温度Ｔsa（吸気温度Ｔi）を引いて温度上昇値ＤＴを算出する（ステップＳ３４２）。
【００９５】
以上が、図１８のフローチャートのステップＳ３４（温度差算出処理）についての説明である。
【００９６】
以上のように、本実施形態によれば、発熱体に供給される空気の風量を算出できることに加えて、排気温度と冷媒温度との温度差（温度上昇値）を算出できる。そのため、本実施形態によれば、冷却装置に供給される空気の風量に加えて、冷却装置に供給される空気の温度と、発熱体を通過する空気の温度上昇値を管理者に通知することが可能となる。
【００９７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る冷却システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の冷却システムは、冷却装置に供給される空気の風量に基づいて空調装置を制御する点が第３の実施形態とは異なる。また、本実施形態では、空調装置を制御するために、空調装置の設定風量に関する情報を用いる。
【００９８】
図２０は、本実施形態の冷却システムが備える管理装置１０−４の構成を示すブロック図である。図２０のように、管理装置１０−４は、入力手段１１、抜熱量算出手段１２、記憶手段１３、風量算出手段１４、出力手段１５および温度差算出手段１６に加えて、空調制御手段１７を有する。また、管理装置１０−４は、空調装置３０に接続される。入力手段１１、抜熱量算出手段１２、記憶手段１３、風量算出手段１４、出力手段１５および温度差算出手段１６の主な機能は、第３の実施形態の管理装置１０−３と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９９】
図２１は、本実施形態において記憶手段１３に格納する情報を示す概念図である。図２１のように、記憶手段１３には、冷却装置２０の熱伝達特性、空調設定温度Ｔsa、空調装置３０の設定風量が格納される。
【０１００】
空調制御手段１７は、温度差算出手段１６と出力手段１５とに接続される。空調制御手段１７は、温度差算出手段１６の算出した温度上昇値ＤＴを取得する。また、空調制御手段１７は、記憶手段１３から空調装置３０の設定風量を取得する。空調制御手段１７は、取得した温度上昇値ＤＴと、空調装置３０の設定風量とを用いて空調装置３０の風量Ｖを設定する。そして、空調制御手段１７は、空調装置３０の風量Ｖを設定するための制御信号を出力手段１５に出力する。
【０１０１】
出力手段１５は、空調制御手段１７から制御信号を取得する。出力手段１５は、取得した制御信号を空調装置３０に出力する。
【０１０２】
〔空調装置〕
図２２は、空調装置３０の構成を示すブロック図である。図２２のように、空調装置３０は、入力手段３１、ファン制御手段３３、ファン駆動手段３５およびファン３７を有する。なお、図２２は、空調装置３０の構成を概念的に示すものであり、本実施形態に係る空調装置３０の構成を限定するものではない。
【０１０３】
入力手段３１は、管理装置１０−４から制御信号を受信する。入力手段３１は、受信した制御信号をファン制御手段３３に出力する。ファン制御手段３３は、入力手段３１から制御信号を取得し、受信した制御信号に応じてファン駆動手段３５を制御する。ファン駆動手段３５は、ファン制御手段３３の制御に応じてファン３７を回転させる。ファン３７は、ファン駆動手段３５の駆動によって回転する。
【０１０４】
（動作）
次に、本実施形態の管理装置１０−４の動作について図面を参照しながら説明する。図２３は、管理装置１０−４の動作について説明するためのフローチャートである。
【０１０５】
図２３において、まず、管理装置１０−４は、抜熱量Ｅおよび風量Ｖの算出に必要なパラメータを取得する（ステップＳ４１）。本実施形態では、管理装置１０は、供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔro、排出冷媒圧力ｐおよび消費電力Ｐをパラメータとして取得する。
【０１０６】
次に、管理装置１０−４は、抜熱量算出処理を実行して抜熱量Ｅを算出する（ステップＳ４２）。抜熱量算出処理については、図１２を用いて説明した通りである。
【０１０７】
次に、管理装置１０−４は、風量算出処理を実行して風量Ｖを算出する（ステップＳ４３）。風量算出処理については、図１３を用いて説明した通りである。
【０１０８】
次に、管理装置１０−４は、温度差算出処理を実行して発熱体１００の排気温度Ｔoと吸気温度Ｔiとの差（温度上昇値ＤＴ）を算出する（ステップＳ４４）。温度差算出処理については、図１９を用いて説明した通りである。
【０１０９】
次に、管理装置１０−４は、空調制御処理を実行して空調装置３０を風量Ｖに設定するための制御信号を生成する（ステップＳ４５）。空調制御処理については、図２４を用いて後程説明する。
【０１１０】
そして、管理装置１０−４は、制御信号を空調装置３０に出力する（ステップＳ４６）。
【０１１１】
次に、図２３のフローチャートのステップＳ４５における空調制御処理について説明する。図２４は、空調制御処理について説明するためのフローチャートである。
【０１１２】
〔空調制御処理〕
図２４において、まず、空調制御手段１７は、温度差算出手段１６が算出した温度上昇値ＤＴが所定の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４５１）。
【０１１３】
温度上昇値ＤＴが所定の範囲内ではない場合（ステップＳ４５１でＮｏ）、空調制御手段１７は、温度上昇値ＤＴと空調装置の設定風量とに基づいて、風量Ｖを設定する（ステップＳ４５２）。一方、ステップＳ４５１において、温度上昇値ＤＴが所定の範囲内である場合（ステップＳ４５１でＹｅｓ）、図２４のフローチャートに沿った処理が終了とする。なお、空調制御手段１７が、温度上昇値ＤＴが所定の温度差以下の場合は風量を所定量減少し、温度上昇値ＤＴが所定の温度差を超える場合は風量を所定量増加するように設定してもよい。
【０１１４】
そして、空調制御手段１７は、空調装置３０の制御条件の変更を指示する制御信号を生成する（ステップＳ４５３）。
【０１１５】
以上が、本実施形態における管理装置１０−４の動作についての説明である。例えば、管理装置１０の動作周期は、発熱体１００が設置される室内の熱伝達や、冷却装置２０および空調装置３０の運転が定常状態になるのに十分な時間間隔に設定される。また、管理装置１０は、予め定められたタイミングで動作するように設定してもよいし、管理者の稼働指示に応じて動作するように設定してもよい。
【０１１６】
以上のように、本実施形態によれば、発熱体に供給される空気の風量と、排気温度と冷媒温度との温度差を算出できることに加えて、空調装置を自動制御できる。そのため、本実施形態によれば、管理者の判断を介さずに、発熱体が設置された室内の温度を自動制御できる。
【０１１７】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る冷却システムについて説明する。本実施形態の冷却システムは、複数のサーバラックから構成されるサーバシステムを発熱体とする例に関する。
【０１１８】
図２５は、複数のサーバラックから構成されるサーバシステムの概念図の上面図である。図２６は、図２５のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図２７は、本実施形態に係る冷却システムの管理装置１０−５の構成と、管理装置１０−５と周辺装置との接続状態を示すブロック図である。
【０１１９】
図２５のように、サーバシステムは、冷却装置２０が設置されるサーバラック（発熱体１００−１）と、冷却装置２０が設置されないサーバラック（発熱体１００−２〜６）とを組み合わせた構成を有する。図２５の例では、発熱体１００−１〜６の吸気側に空調装置３０から送風される空気を導入するコールドアイル５００を形成させ、排気側にホットアイルを形成させる。以下において、発熱体１００−１と発熱体１００−２〜６とを区別しない場合は、発熱体１００と表記する。
【０１２０】
発熱体１００−１（第１の発熱体とも呼ぶ）の排気側には、第１〜第４の実施形態のいずれかと同様に、冷却装置２０が設置される。一方、発熱体１００−２〜６（第２の発熱体とも呼ぶ）の排気側には、冷却装置２０が設置されず、排気温度Ｔ0を測定するための排気温度取得装置５５が設置される。
【０１２１】
排気温度取得装置５５は、発熱体１００−２〜６の排気側に配置され、発熱体１００−２〜６から排出される排気の温度（以下、排気温度Ｔ0）を計測する。排気温度取得装置５５は、計測した排気温度Ｔ0を管理装置１０−５（図２７）に出力する。
【０１２２】
図２６のように、向かい合う発熱体１００の上面をアイルキャップ１０３によって塞ぐことによって、コールドアイル５００に供給された空気を発熱体１００−１〜６の吸気側に流れ込ませる。図２６に示す矢印は、空調装置３０から送風された空気が循環する様子の概念図である。空調装置３０から送風された空気は、床下などを通じてコールドアイル５００まで供給され、発熱体１００に導入される。そして、発熱体１００に導入された空気は、発熱体１００の内部で暖められてホットアイルに排出される。発熱体１００から排出された空気は、ホットアイルを通じて再び空調装置３０に戻され、空調装置３０で調温されてからコールドアイル５００に向けて再び送風される。
【０１２３】
（構成）
図２７のように、本実施形態は、管理装置１０−５の入力手段１１が排気温度取得装置５５に接続されている点が、第４の実施形態とは異なる。また、管理装置１０−５は、排気温度取得装置５５によって取得された発熱体１００−２〜６の排気温度Ｔ0と吸気温度Ｔi（空調設定温度Ｔsa）との差を温度上昇値ＤＴとして温度差算出手段１６が算出する点が、第４の実施形態とは異なる。
【０１２４】
図２８は、排気温度取得装置５５の構成を示すブロック図である。図２８のように、排気温度取得装置５５は、温度計５５１、送信手段５５３を有する。温度計５５１は、発熱体１００−２〜６の排気側に設置される。温度計５５１は、発熱体１００−２〜６の排気温度Ｔ0を測定する。例えば、温度計５５１は、熱電対や抵抗温度計、非接触温度計などによって実現できる。温度計５５１は、計測した排気温度Ｔ0を送信手段５５３に出力する。送信手段５５３は、温度計５５１から排気温度Ｔ0を取得し、取得した排気温度Ｔ0を管理装置１０−５に送信する。
【０１２５】
図２９は、記憶手段１３に格納する情報を示す概念図である。図２９のように、記憶手段１３には、冷却装置２０の熱伝達特性、空調設定温度Ｔsa、空調装置３０の設定風量、所定の温度差ＤＴpが格納される。
【０１２６】
入力手段１１は、冷媒情報取得装置５１および電力計測器５３に加えて、排気温度取得装置５５に接続される（図２７）。入力手段１１は、冷媒情報取得装置５１から供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐを取得し、電力計測器５３から発熱体１００−１〜６の消費電力Ｐを取得する。また、入力手段１１は、排気温度取得装置５５から発熱体１００−２〜６の排気温度Ｔ0を取得する。
【０１２７】
入力手段１１は、供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔro、排出冷媒圧力ｐ、消費電力Ｐおよび排気温度Ｔ0を抜熱量算出手段１２に出力する。また、入力手段１１は、排気温度Ｔ0を温度差算出手段１６に出力する。なお、入力手段１１は、供給冷媒温度Ｔri、供給冷媒流量Ｆ、排出冷媒温度Ｔroおよび排出冷媒圧力ｐを風量算出手段１４に直接出力してもよい。また、電力計測器５３が計測する電力値（消費電力Ｐ）に関する情報は、発熱体１００−１〜６から情報通信を用いて収集した電力値の合計で代替してもよい。
【０１２８】
温度差算出手段１６は、発熱体１００−１に関して、風量算出手段１４の算出した風量Ｖを取得し、排気温度Ｔ0と吸気温度Ｔi（空調設定温度Ｔsa）との差である温度上昇値ＤＴ1を算出する。また、温度差算出手段１６は、入力手段１１から各発熱体１００−２〜６の排気温度Ｔoを取得し、各発熱体１００−２〜６の排気温度と吸気温度Ｔiとの差である温度上昇値ＤＴ2〜ＤＴ6を算出する。温度差算出手段１６は、算出した温度上昇値ＤＴ1〜ＤＴ6を空調制御手段１７に出力する。これ以降、温度上昇値ＤＴ1〜ＤＴ6を区別なく記載する場合は、温度上昇値ＤＴと表記する。
【０１２９】
空調制御手段１７は、温度差算出手段１６から温度上昇値ＤＴを取得し、取得した温度上昇値ＤＴに基づいて空調装置３０を制御する。空調制御手段１７は、記憶手段１３に格納された空調装置３０の設定風量と所定の温度差ＤＴpとを取得し、温度上昇値ＤＴと所定の温度差ＤＴpと、空調装置３０の設定風量とに基づいて空調装置３０の制御するための制御信号を生成する。そして、空調制御手段１７は、空調装置３０を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を出力手段１５に出力する。
【０１３０】
（動作）
次に、本実施形態の冷却システムの動作について図面を参照しながら説明する。図３０は、本実施形態の冷却システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３１】
図３０において、まず、温度差算出手段１６は、冷却装置２０が近傍に設置される発熱体１００−１に関して、風量算出手段１４が算出した風量Ｖと、冷却装置２０の差分温度ｄＴの風量依存性とを用いて排気温度Ｔ0を導出する（ステップＳ５４１）。
【０１３２】
次に、温度差算出手段１６は、算出した発熱体１００−１の排気温度Ｔ0と、空調設定温度Ｔsaとを用いて、冷却装置２０が近傍に設置される発熱体１００−１における温度上昇値ＤＴを算出する（ステップＳ５４２）。
【０１３３】
そして、温度差算出手段１６は、近傍に冷却装置２０が設置されていない発熱体１００−２〜６に関して、実測した排気温度Ｔ0と、空調設定温度Ｔsaとの差を温度上昇値ＤＴとして算出する（ステップＳ５４３）。
【０１３４】
〔空調制御〕
ここで、本実施形態の冷却システムにおける管理装置１０−５の空調制御手段１７による空調装置３０を制御する一例について説明する。
【０１３５】
図３１および図３２は、本実施形態における空調制御の一例について説明するための概念図である。図３１および図３２の例では、空調制御手段１７は、各発熱体１００の温度上昇値ＤＴの最大値を所定の温度差ＤＴpに近づけるように空調装置３０を制御する。例えば、空調制御手段１７は、ファン回転数を定格の５％だけ変更させる条件を空調装置３０に設定する制御信号を出力手段１５に出力する。なお、ファン回転数の変更条件は、任意に設定できるものとする。
【０１３６】
図３１は、各発熱体１００に関する温度上昇値ＤＴの最大値が所定の温度差ＤＴpを下回る場合である。この場合、空調制御手段１７は、ファン回転数を定格の５％（所定量）だけ小さくする条件を空調装置３０に設定する制御信号を出力手段１５に出力する。
【０１３７】
図３２は、各発熱体１００に関する温度上昇値ＤＴの最大値が所定の温度差ＤＴpを上回る場合である。この場合、空調制御手段１７は、ファン回転数を定格の５％（所定量）だけ大きくする条件を空調装置３０に設定する制御信号を出力手段１５に出力する。
【０１３８】
図３３は、図３１および図３２の処理の流れをまとめたフローチャートである。なお、図３３の動作の主体は、管理装置１０−５であるものとして説明する。
【０１３９】
図３３において、まず、管理装置１０−５は、温度上昇値ＤＴが許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５７１）。なお、温度上昇値ＤＴの許容範囲は予め設定しておけばよい。温度上昇値ＤＴが許容範囲内である場合（ステップＳ５７１でＹｅｓ）、管理装置１０−５は、制御信号を生成せずに図３３のフローチャートに沿った処理は終了とする。
【０１４０】
一方、温度上昇値ＤＴが許容範囲外である場合（ステップＳ５７１でＮｏ）、管理装置１０−５は、温度上昇値ＤＴの最大値と所定の温度差ＤＴpとの大小関係を判定する（ステップＳ５７２）。なお、温度上昇値ＤＴの最大値と所定の温度差ＤＴpとが等しい場合は、ステップＳ５７１の判定において温度上昇値ＤＴが許容範囲内であると判定されるものとする。
【０１４１】
温度上昇値ＤＴの最大値が所定の温度差ＤＴpよりも大きい場合（ステップＳ５７２でＹｅｓ）、管理装置１０−５は、空調装置３０から供給される空気の風量Ｖを増大させるための制御信号を生成する（ステップＳ５７３）。一方、温度上昇値ＤＴの最大値が所定の温度差ＤＴpよりも小さい場合（ステップＳ５７２でＮｏ）、管理装置１０−５は、空調装置３０から供給される空気の風量Ｖを減少させるための制御信号を生成する（ステップＳ５７４）。
【０１４２】
そして、管理装置１０−５は、生成した制御信号を空調装置３０に出力する。図３３のフローチャートに沿った処理によれば、冷却装置２０に供給される空気の風量Ｖに応じて、空調装置３０を自動制御することが可能となる。
【０１４３】
図３１〜図３３の空調制御によれば、各発熱体１００に供給される空気の温度上昇値ＤＴの変動を抑制できる。そのため、図３１〜図３３の空調制御によれば、冷却装置２０が設置された発熱体１００と、冷却装置２０が設置されていない発熱体１００とが混在する環境において、室内の温度を適切な範囲内に設定しやすくなる。すなわち、図３１〜図３３の空調制御によれば、各発熱体１００を適切に冷却するとともに、全体的な消費電力を低減することができる。
【０１４４】
例えば、算出された温度上昇値ＤＴが８℃で、所定の温度差ＤＴpが１０℃の場合、風量Ｖが過剰であるため、空調装置３０のファン回転数を緩和することによって空調装置３０の消費電力Ｐを削減できる。また、例えば、算出された温度上昇値ＤＴが１２℃で、所定の温度差ＤＴpが１０℃の場合、風量Ｖが不足であるため、空調装置３０のファン回転数を増加することによって発熱体の動作環境を改善できる。
【０１４５】
以上のように、本実施形態によれば、冷却装置が設置される発熱体と、冷却装置が設置されていない発熱体とが併設される環境において、複数の発熱体に供給される空気の風量を自動制御することで、複数の発熱体の動作環境を最適化できる。
【０１４６】
（ハードウェア）
ここで、本実施形態に係る管理装置の演算処理や制御処理を実行するハードウェア構成について、図３４のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。なお、図３４のコンピュータ９０は、各実施形態の管理装置の制御系統を実現するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態に係る管理装置は、図３４に図示した構成の全てを備えていなくてもよいし、図３４に図示していない構成を備えていてもよい。
【０１４７】
図３４のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図３４においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記している。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【０１４８】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本発明の各実施形態においては、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る管理装置による演算処理や制御処理を実行する。
【０１４９】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリや、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリによって実現できる。
【０１５０】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略してもよい。
【０１５１】
入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器との接続規格に基づいて、コンピュータ９０と周辺機器とを接続する。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続する。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【０１５２】
また、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器をコンピュータ９０に接続できるように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させる。また、コンピュータ９０には、画像情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介してコンピュータ９０に接続する。
【０１５３】
通信インターフェース９６は、ネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続される。通信インターフェース９６に無線通信する機能を持たせ、種々のデータを無線通信で送受信するように構成してもよい。
【０１５４】
また、必要に応じて、コンピュータ９０にリーダライタを備え付けてもよい。リーダライタは、バス９９に接続される。リーダライタは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、コンピュータ９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体などで実現できる。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体やその他の記録媒体によっても実現できる。
【０１５５】
以上が、本発明の各実施形態に係る管理装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。
【０１５６】
本発明の各実施形態に係る管理装置を構成する要素の少なくともいずれかは、図３４のコンピュータ９０によって実現される。例えば、本発明の各実施形態に係る管理装置を構成する要素は、図３４のコンピュータ９０において動作するソフトウェアによって実現できる。また、本発明の各実施形態に係る管理装置を構成する要素は、各構成要素の機能を有する回路によって実現してもよい。
【０１５７】
また、本発明の各実施形態に係る管理装置による処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、本発明の各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【０１５８】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
〔付記〕
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
発熱体の既知の吸気温度と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とが格納される記憶手段と、
前記冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、前記発熱体の消費電力とを入力とする入力手段と、
前記入力手段によって入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて前記冷却装置の抜熱量を算出する抜熱量算出手段と、
前記吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記熱伝達特性とを用いて導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて、前記冷却装置に供給される空気の風量を算出する風量算出手段と、
前記風量算出手段によって算出された風量に関するデータを出力する出力手段とを備える管理装置。
（付記２）
前記入力手段は、
前記冷却装置に供給される前記冷媒の温度である供給冷媒温度と、前記冷却装置に供給される前記冷媒の流量である供給冷媒流量と、前記冷却装置から排出される前記冷媒の温度である排出冷媒温度と、前記冷却装置から排出される前記冷媒の圧力である排出冷媒圧力とを前記冷媒情報として取得する付記１に記載の管理装置。
（付記３）
前記抜熱量算出手段は、
前記冷媒の熱量と圧力との関係に、前記供給冷媒温度と前記排出冷媒温度と前記排出冷媒圧力とを当てはめて導出される前記冷却能力を用いて前記抜熱量を算出する付記２に記載の管理装置。
（付記４）
前記抜熱量算出手段は、
前記冷媒の熱量と圧力との関係を示すモリエル線図に関して、前記供給冷媒温度に基づいた過冷却液の膨張後の等温線と、前記排出冷媒圧力に基づいた加熱蒸気の等圧線との交点における第１の比エンタルピーと、前記排出冷媒温度に基づいた加熱蒸気の等温線と前記等圧線との交点における第２の比エンタルピーとの差を前記冷却能力として導出する付記２または３に記載の管理装置。
（付記５）
前記抜熱量算出手段は、
前記冷却装置の前記冷却能力と、前記冷媒の流束とを積算して前記抜熱量を算出する付記２乃至４のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記６）
前記記憶手段は、
前記冷却装置に供給される空気の風量と、前記冷却装置の熱コンダクタンスとを対応付けた特性を前記熱伝達特性として格納する付記２乃至５のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記７）
前記風量算出手段は、
前記冷却装置に供給される空気の風量と、前記発熱体の排気温度と前記供給冷媒温度との差を対応付けた特性を前記差分温度の風量依存性として用いる付記２乃至６のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記８）
前記風量算出手段が算出した風量を前記差分温度の風量依存性に当てはめて前記発熱体の前記排気温度を導出し、前記排気温度と前記吸気温度との差を温度上昇値として算出する温度差算出手段を備える付記７に記載の管理装置。
（付記９）
前記発熱体が配置される室内を前記吸気温度に調温する空調装置を制御する空調制御手段を備え、
前記空調制御手段は、
前記温度差算出手段が算出した前記温度上昇値に基づいて前記空調装置を制御する付記８に記載の管理装置。
（付記１０）
前記記憶手段には、
前記空調装置の設定風量が格納され、
前記空調制御手段は、
前記設定風量を参照し、前記温度上昇値に基づいて前記空調装置を制御するための制御信号を生成し、
前記出力手段は、
前記空調制御手段が生成した前記制御信号を前記空調装置に送信する付記９に記載の管理装置。
（付記１１）
前記冷却装置が設置される少なくとも一つの第１の発熱体と、前記冷却装置が設置されない少なくとも一つの第２の発熱体とが併設されたシステムにおいて、
前記入力手段は、
前記第２の発熱体の前記排気温度を取得し、
前記温度差算出手段は、
前記第１の発熱体に関しては、前記風量算出手段が算出した風量を前記差分温度の風量依存性に当てはめて算出した前記排気温度と前記吸気温度との差を前記温度上昇値として算出し、
前記第２の発熱体に関しては、前記入力手段が取得した前記第２の発熱体の前記排気温度と前記吸気温度との差を前記温度上昇値として算出し、
前記空調制御手段は、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体の少なくともいずれかに関して算出された前記温度上昇値に基づいて前記空調装置の風量を設定する付記１０に記載の管理装置。
（付記１２）
前記記憶手段には、
所定の温度差が格納され、
前記空調制御手段は、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体の少なくともいずれかに関して算出された前記温度上昇値と、前記所定の温度差との関係に基づいて前記空調装置を制御する付記１１に記載の管理装置。
（付記１３）
前記空調制御手段は、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体に関して算出された前記温度上昇値の最大値が前記所定の温度差よりも小さい場合、前記空調装置の風量を大きくし、
前記第１の発熱体および前記第２の発熱体に関して算出された前記温度上昇値の最大値が前記所定の温度差よりも大きい場合、前記空調装置の風量を小さくする付記１２に記載の管理装置。
（付記１４）
前記出力手段の出力を表示させる表示装置を備え、
前記表示装置は、
前記冷却装置に供給される空気の風量を表示させる表示部と、前記空調装置に設定する風量を入力するための入力部と、前記入力部に入力された風量を前記空調装置に設定するための実行ボタンとを含む表示情報を表示する付記１２または１３に記載の管理装置。
（付記１５）
前記出力手段の出力を表示させる表示装置を備える付記１乃至１３のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記１６）
少なくとも一つの前記冷却装置と、
付記１乃至１５のいずれか一項に記載の管理装置とを備える冷却システム。
（付記１７）
少なくとも一つの前記冷却装置と、
前記空調装置と、
付記９乃至１４のいずれか一項に記載の管理装置とを備える冷却システム。
（付記１８）
冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力し、
入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出し、
前記発熱体の既知の吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する前記冷却装置の熱伝達特性とを用いて前記冷却装置の前記抜熱量の風量依存性を導出し、
導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて前記冷却装置に供給される空気の風量を算出し、
算出した風量に関するデータを出力する管理方法。
（付記１９）
冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力する処理と、
入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出する処理と、
前記発熱体の既知の吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する前記冷却装置の熱伝達特性とを用いて前記冷却装置の前記抜熱量の風量依存性を導出する処理と、
導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて前記冷却装置に供給される空気の風量を算出する処理と、
算出した風量に関するデータを出力する処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録するプログラム記録媒体。
【符号の説明】
【０１５９】
１０    管理装置
１１    入力手段
１２    抜熱量算出手段
１３    記憶手段
１４    風量算出手段
１５    出力手段
１６    温度差算出手段
１７    空調制御手段
２０    冷却装置
２１    供給管
２５    排出管
３０    空調装置
３１    入力手段
３３    ファン制御手段
３５    ファン駆動手段
３７    ファン
５１    冷媒情報取得装置
５３    電力計測器
５５    排気温度取得装置
６０    表示装置
１００    発熱体
１１０    電源
１３０    電線
５１１    供給冷媒温度計
５１２    供給冷媒流量計
５１３    排出冷媒温度計
５１４    排出冷媒圧力計
５１５    送信手段
５３１    電力計
５３３    送信手段
５５１    温度計
５５３    送信手段
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月6日(2019.9.6)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体の既知の吸気温度と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する冷却装置の熱伝達特性とが格納される記憶手段と、
前記冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、前記発熱体の消費電力とを入力とする入力手段と、
前記入力手段によって入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて前記冷却装置の抜熱量を算出する抜熱量算出手段と、
前記吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記熱伝達特性とを用いて導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて、前記冷却装置に供給される空気の風量を算出する風量算出手段と、
前記風量算出手段によって算出された風量に関するデータを出力する出力手段とを備える管理装置。
【請求項２】
前記入力手段は、
前記冷却装置に供給される前記冷媒の温度である供給冷媒温度と、前記冷却装置に供給される前記冷媒の流量である供給冷媒流量と、前記冷却装置から排出される前記冷媒の温度である排出冷媒温度と、前記冷却装置から排出される前記冷媒の圧力である排出冷媒圧力とを前記冷媒情報として取得する請求項１に記載の管理装置。
【請求項３】
前記抜熱量算出手段は、
前記冷媒の熱量と圧力との関係に、前記供給冷媒温度と前記排出冷媒温度と前記排出冷媒圧力とを当てはめて導出される前記冷却能力を用いて前記抜熱量を算出する請求項２に記載の管理装置。
【請求項４】
前記抜熱量算出手段は、
前記冷媒の熱量と圧力との関係を示すモリエル線図に関して、前記供給冷媒温度に基づいた過冷却液の膨張後の等温線と、前記排出冷媒圧力に基づいた加熱蒸気の等圧線との交点における第１の比エンタルピーと、前記排出冷媒温度に基づいた加熱蒸気の等温線と前記等圧線との交点における第２の比エンタルピーとの差を前記冷却能力として導出する請求項２または３に記載の管理装置。
【請求項５】
前記風量算出手段は、
前記冷却装置に供給される空気の風量と、前記発熱体の排気温度と前記供給冷媒温度との差を対応付けた特性を前記差分温度の風量依存性として用いる請求項２乃至４のいずれか一項に記載の管理装置。
【請求項６】
前記風量算出手段が算出した風量を前記差分温度の風量依存性に当てはめて前記発熱体の前記排気温度を導出し、前記排気温度と前記吸気温度との差を温度上昇値として算出する温度差算出手段を備える請求項５に記載の管理装置。
【請求項７】
前記発熱体が配置される室内を前記吸気温度に調温する空調装置を制御する空調制御手段を備え、
前記空調制御手段は、
前記温度差算出手段が算出した前記温度上昇値に基づいて前記空調装置を制御する請求項６に記載の管理装置。
【請求項８】
前記記憶手段には、
前記空調装置の設定風量が格納され、
前記空調制御手段は、
前記設定風量を参照し、前記温度上昇値に基づいて前記空調装置を制御するための制御信号を生成し、
前記出力手段は、
前記空調制御手段が生成した前記制御信号を前記空調装置に送信する請求項７に記載の管理装置。
【請求項９】
冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力し、
入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出し、
前記発熱体の既知の吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する前記冷却装置の熱伝達特性とを用いて前記冷却装置の前記抜熱量の風量依存性を導出し、
導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて前記冷却装置に供給される空気の風量を算出し、
算出した風量に関するデータを出力する管理方法。
【請求項１０】
冷却装置に使用される冷媒の冷媒情報と、発熱体の消費電力とを入力する処理と、
入力された前記冷媒情報と、前記冷媒の冷却能力とを用いて抜熱量を算出する処理と、
前記発熱体の既知の吸気温度と前記消費電力と前記冷媒情報とを用いて導出される前記冷媒の温度と前記発熱体からの排気の温度との差分温度の風量依存性と、前記発熱体の近傍に設置され、前記発熱体からの排気を冷却する前記冷却装置の熱伝達特性とを用いて前記冷却装置の前記抜熱量の風量依存性を導出する処理と、
導出した前記抜熱量の風量依存性に前記抜熱量を当てはめて前記冷却装置に供給される空気の風量を算出する処理と、
算出した風量に関するデータを出力する処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
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