(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視システムにおいて、前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出する温度検出部と、
前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記電子機器の消費電力を測定する電力センサと、前記電子機器の排気側の風速を測定する風速センサと、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部と、を有し、
前記温度検出部は、前記電子機器の排気側と前記冷却部の吸気側の間に設けられた前記冷却部の吸気側の温度を測定する第１の温度センサと、前記冷却部の排気側に設けられた前記冷却部の排気側の温度を測定する第２の温度センサと、を有し、
前記演算部は、前記冷却部の吸熱効率を算出し、前記吸熱効率は、前記第１の温度センサの測定温度（Ｔ１）、前記第２の温度センサの測定温度（Ｔ２）、前記風速センサの測定風速（Ｖ１）、前記電力センサの測定電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から、
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）（Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、監視システム。
【請求項２】
前記異常の検出は、前記配管もしくは前記冷却部、又は前記熱交換器の異常の特定を含む、請求項１記載の監視システム。
【請求項３】
前記演算部は、前記電子機器が動作しているとき、前記第１の温度センサの測定温度（Ｔ１）と前記第２の温度センサの測定温度（Ｔ２）が同等（Ｔ１≒Ｔ２）であれば、もしくは、前記吸熱効率ηがゼロ（η≒０）であれば、前記冷却システムが異常と判定する、請求項１または２記載の監視システム。
【請求項４】
前記圧力検出部は、前記冷媒を供給する配管内の圧力を測定する第１の圧力センサと、前記冷媒を回収する配管内の圧力を測定する第２の圧力センサと、を有し、前記演算部は、前記第１の圧力センサの測定圧力（Ｐ１）と前記第２の圧力センサの測定圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロでなければ（Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≠０［Ｐａ］）、前記熱交換器が異常と判定する、請求項３記載の監視システム。
【請求項５】
前記演算部は、前記第１の圧力センサの測定圧力（Ｐ１）と前記第２の圧力センサの測定圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロであれば（Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≒０［Ｐａ］）であれば、前記配管が異常と判定する、請求項４記載の監視システム。
【請求項６】
前記冷却システムは、相変化冷却方式である、請求項１から５の内の１項記載の監視シス
テム。
【請求項７】
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視装置において、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力と、に基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部を有し、
前記演算部は、前記冷却部の吸熱効率を算出し、前記吸熱効率は、前記冷却部の吸気側の温度（Ｔ１）、前記冷却部の排気側の温度（Ｔ２）、前記電子機器の排気側の風速（Ｖ１）、前記電子機器の消費電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）（Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、監視装置。
【請求項８】
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視方法において、
前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出し、
前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出し、
前記電子機器の消費電力を測定し、前記電子機器の排気側の風速を測定し、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をし、
前記異常の検出は、前記冷却部の吸熱効率を算出することによって行い、前記吸熱効率は、前記冷却部の吸気側の温度（Ｔ１）、前記冷却部の排気側の温度（Ｔ２）、前記電子機器の排気側の風速（Ｖ１）、前記電子機器の消費電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から、
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）（Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーバなどの電子機器を収納するラックキャビネットなどの冷却システムの動作を監視し異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理量の増大に伴い、サーバなどの情報機器の発熱量が増大し、情報機器を設置する施設の空調機の消費電力が大幅に増大するという問題が生じている。これに対処するために、サーバラックの背面扉（リアドア）に冷却ユニットを取り付け、サーバラックの背面から排出される熱気を冷却する技術が開示されている（特許文献１）。特許文献１によれば、サーバラックのリアドアにラジエータと複数のファンとを内蔵している。さらに、ラジエータの吸気側の温度センサと排気側の温度センサの検出値に基づいて前記ファンの回転数を設定することで、効率よく熱気を冷却するとしている。
【０００３】
サーバ等の電子機器の発熱による熱気を冷却する際に、センサにより温度などを測定し、測定結果に基づいて冷却を制御する関連技術は、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５にも開示されている。
【０００４】
一方、冷媒の気化と凝縮のサイクルによって冷却を行う相変化冷却方式が知られている。相変化方式での潜熱による熱輸送は、冷媒を温度上昇させる方式での顕熱による熱輸送よりも、熱輸送の力が大きい。さらに相変化方式では、蒸気から液体に戻すだけで済むので、冷媒の温度を下げるよりも少しの冷却で済む。以上の特長から、相変化冷却方式を電子機器の発熱による熱気の冷却システムに用いることは、空調の消費電力低減に際して有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１１８７８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１８３３０号公報
【特許文献３】特開平１１−２１２６７４号公報
【特許文献４】特開２０１３−２１９８９３号公報
【特許文献５】特開平１０−１９３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
相変化冷却方式を用いたサーバラックの冷却システムは、熱気を冷却する冷却ユニットと、冷却ユニットに冷媒を供給し回収する配管と、配管に接続し、冷媒を蒸気から液体に戻す熱交換器とを備える。そして、この冷却システムが正常に機能していることを監視し、システムに異常が生じた場合には、システムを構成する何処に異常が発生したのかを特定することが必要となる。
【０００７】
特許文献１〜５に開示された技術は、効率よく熱気を冷却することができる一方で、冷却システムに異常が生じた場合に、冷却システムを構成する何処に異常が発生したのかを特定することはできなかった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子機器の発熱による熱気を冷却するシステムにおいて、システムが正常に機能していることを監視し、システムに異常が生じた場合にはシステムを構成する何処に異常が発生したのかを特定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による監視システムは、吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視システムにおいて、前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出する温度検出部と、前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出する圧力検出部と、前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力と、に基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部と、を有する。
【００１０】
本発明による監視装置は、吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視装置において、前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部を有する。
【００１１】
本発明による監視方法は、吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視方法において、前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出し、前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出し、前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子機器の発熱による熱気を冷却するシステムにおいて、システムが正常に機能していることを監視し、システムに異常が生じた場合にはシステムを構成する何処に異常が発生したのかを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態の監視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２の実施形態の監視装置を用いた冷却システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の監視システムと監視装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、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。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の監視システムの構成を示すブロック図である。監視システム１は、吸気側と排気側とを有し吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部２と、冷却部２に接続し冷却部２に冷媒を供給する配管７と回収する配管７と、配管７に接続し冷媒の熱交換を行う熱交換器５と、を有する冷却システムを監視する。監視システム１は、冷却部２の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出する温度検出部８と、冷媒を供給または回収する少なくとも一方の配管７内の圧力を検出する圧力検出部９と、を有する。さらに、冷却部２の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて冷却システムの異常の検出をする演算部１２を有する。
【００１５】
本実施形態によれば、電子機器の発熱による熱気を冷却するシステムにおいて、システムが正常に機能していることを監視し、システムに異常が生じた場合にはシステムを構成する何処に異常が発生したのかを特定することができる。
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態の監視装置１５を適用した冷却システム１００の構成を示す図である。
【００１６】
冷却システム１００は、サーバなどの電子機器Ａ、Ｂ、Ｃを収納するラック６と、電子機器の発熱による熱気を冷却する冷却部２を備える。冷却部２はラック６の背面扉に組み込むことができる。さらに、冷却部２の吸気側は、電子機器の排気側に設置される。電子機器の台数は任意とすることができる。
【００１７】
冷却部２の冷却方式としては、気化と凝縮のサイクルによって冷却を行う相変化冷却方式とすることができる。冷却部２には、相変化冷却を行うための液体状の冷媒を供給する配管３と、冷却後の蒸気を含んだ冷媒を回収する配管４とが接続している。配管の材質は金属とすることができるが、金属には限定されない。さらに、配管３、４は、冷媒を蒸気から液体に戻す熱交換器５に接続している。熱交換器５には、冷媒を冷却する冷却水を供給、排出する冷水配管１３、冷水配管１４が接続している。
【００１８】
電子機器Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの排気側と冷却部２の吸気側との間には、電子機器の発熱による熱気を含んだ空気の温度を測定する第１の温度センサ２０、２１、２２（Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂ、Ｔ１Ｃ）が設置されている。第１の温度センサはラック６に組み込むことができる。
【００１９】
冷却部２の排気側には、第１の温度センサ２０、２１、２２（Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂ、Ｔ１Ｃ）と対となるように、電子機器の発熱による熱気を含んだ空気を冷却した後の空気の温度を測定する第２の温度センサ３０、３１、３２（Ｔ２Ａ、Ｔ２Ｂ、Ｔ２Ｃ）が設置されている。第２の温度センサは、冷却部２が組み込まれている背面扉に組み込むことができる。
【００２０】
電子機器Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの吸気側には、電子機器の発熱による熱気を含む前の空気の温度を測定する第３の温度センサ４０、４１、４２（Ｔ３Ａ、Ｔ３Ｂ、Ｔ３Ｃ）が設置されている。第３の温度センサはラック６に組み込むことができる。
【００２１】
さらに、冷却後の蒸気を含んだ冷媒を回収する配管４内の圧力を測定する第１の圧力センサ１０（Ｐ１）と、液体状の冷媒を供給する配管３内の圧力を測定する第２の圧力センサ１１（Ｐ２）とが設置されている。
【００２２】
さらに、電子機器Ａ、Ｂ、Ｃの各々の消費電力を測定する電力センサ５０、５１、５２（Ｗ１Ａ、Ｗ１Ｂ、Ｗ１Ｃ）、電子機器Ａ、Ｂ、Ｃの各々の排気の風速を測定する風速センサ６０、６１、６２（Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１Ｃ）が設置されている。電力センサと風力センサは、ラック６に組み込むことができる。
【００２３】
図３は、本実施形態の監視装置１５と、これを用いた冷却システムの監視システム７０の構成を示すブロック図である。監視装置１５は、演算部１２と、表示部１６と、外部インターフェース（ＩＦ）部１７と、を有する。
【００２４】
演算部１２は、第１の温度センサ２０、２１、２２（Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂ、Ｔ１Ｃ）、第２の温度センサ３０、３１、３２（Ｔ２Ａ、Ｔ２Ｂ、Ｔ２Ｃ）、第３の温度センサ４０、４１、４２（Ｔ３Ａ、Ｔ３Ｂ、Ｔ３Ｃ）、第１の圧力センサ１０（Ｐ１）、第２の圧力センサ１１（Ｐ２）の測定値を、例えば一定時間間隔で取り込み、測定値に基づいて演算処理を行う。演算処理の詳細は、図４を用いて後述する。
【００２５】
演算部１２は、さらに前記の測定値に加えて、例えば同様の一定時間間隔で、電力センサ５０、５１、５２（Ｗ１Ａ、Ｗ１Ｂ、Ｗ１Ｃ）と、風速センサ６０、６１、６２（Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１Ｃ）との測定値を取り込み、測定値に基づいて演算処理を行う。演算処理の詳細は、図５、図６を用いて後述する。なお、演算部１２の演算処理は、電子機器Ａ、Ｂ、Ｃごとに行われる。
【００２６】
表示部１６は、演算部１２の演算結果を表示する。表示部１６としては、ディスプレイやプリンタなどを使用することができる。
【００２７】
外部インターフェース部１７は、演算部１２の演算結果を外部に通知する。外部インターフェース部１７としては、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）やイーサネット（登録商標）ポートなどを使用することができる。
【００２８】
監視装置１５は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やサーバなどの情報機器とすることができる。情報機器は、演算資源であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、記憶資源であるメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）など、表示資源であるディスプレイやプリンタなど、外部インターフェースであるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）やイーサネットポートなどを有する。これらを用いて、ＣＰＵで監視動作のためのプログラムを動作させることにより、監視装置１５を構成する各部を実現することができる。
【００２９】
次に、冷却システムの監視装置１５の動作を説明する。
【００３０】
図４は、本実施形態の監視装置１５の動作を示すフローチャートである。監視装置１５は、図４の動作で冷却システムの異常を検出する。監視装置１５の演算部１２の演算処理は、電子機器Ａ、Ｂ、Ｃごとに行われるため、ここでは電子機器Ａを例に説明を行う。
【００３１】
図４において、第１の温度センサ２０の検出温度をＴ１、第２の温度センサ３０の検出温度をＴ２、第３の温度センサ４０の検出温度をＴ３、第１の圧力センサ１０の検出圧力をＰ１、第２の圧力センサ１１の検出圧力をＰ２とする。冷却システムの監視装置１５の電源が投入され監視動作のためのプログラムが始動することで開始となる。
【００３２】
ステップＳ０１では、各センサにおいて、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｐ１、Ｐ２の各データが検出され演算部１２に入力される。
【００３３】
ステップＳ０２では、演算部１２は、冷却部２の吸気側の温度（Ｔ１）と排気側の温度（Ｔ２）とを比較する。Ｔ１＞Ｔ２のとき（Ｓ０２のＹＥＳ）、冷却部２の動作は正常であるとし、例えば一定時間経過後に、Ｓ０１の動作を繰り返す。Ｔ１とＴ２とが同等の場合、すなわち、測定誤差の範囲内でＴ１とＴ２とが等しい場合（Ｔ１≒Ｔ２）（Ｓ０２のＮＯ）、Ｓ０３に移行する。
【００３４】
ここで、Ｓ０２のＮＯの判定は、正の閾値を設け、「Ｔ１−Ｔ２＜閾値」の場合としてもよい。閾値は任意に設定することができ、閾値が大きいほど、冷却部２の冷却性能がわずかに低下しただけでもＮＯとする。ただし、閾値が大きすぎると、冷却部２が十分な冷却性能を発揮していてもＮＯとしてしまうため、冷却システムの運用に適切な値を、運用実績などに基づいて設定することができる。「Ｔ１−Ｔ２≧閾値」の場合はＹＥＳとする。
【００３５】
また、Ｓ０２では、予め、電子機器の発熱量と冷却システムの冷却能力とから、冷却部２の排気側の温度（Ｔ２）の適正上限温度を求め、上限温度を閾値として、Ｔ２＜閾値のときにＹＥＳ、Ｔ２≧閾値のときにＮＯとすることもできる。この場合、第１の温度センサ２０の検出温度（Ｔ１）を使わずに、第２の温度センサ３０の検出温度（Ｔ２）だけで判定することができる。
【００３６】
ステップＳ０３では、演算部１２は、電子機器の吸気側の温度（Ｔ３）と排気側の温度（Ｔ１）とを比較する。Ｔ３とＴ１とが同等の場合、すなわち、測定誤差の範囲内でＴ３とＴ１とが等しい場合（Ｔ１≒Ｔ３）（Ｓ０３のＮＯ）、電子機器の発熱がないことから、電子機器は停止しているとし、例えば一定時間経過後に、Ｓ０１の動作を繰り返す。Ｔ１＞Ｔ３のとき（Ｓ０３のＹＥＳ）、電子機器は通常動作（正常動作）しているとし、Ｓ０４に移行する。
【００３７】
なお、ステップＳ０２とステップＳ０３の順序を逆にすることもできる。
【００３８】
ステップＳ０４では、演算部１２は、電子機器は通常動作（正常動作）していて、冷却部２の冷却性能が低下していることから、冷却システムに異常が発生していると判定し、Ｓ０５に移行する。
【００３９】
ステップＳ０５では、演算部１２は、配管３、４内の圧力が大気圧との差を有するか否かを判定する。Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］かつＰ２−大気圧≠０［Ｐａ］の場合（Ｓ０５のＹＥＳ）、ステップ０６に移行する。一方、Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］かつＰ２−大気圧≒０［Ｐａ］の場合（Ｓ０５のＮＯ）、ステップＳ０７に移行する。ここで、Ｐ１−大気圧≒０、Ｐ２−大気圧≒０とは、測定の誤差の範囲でＰ１、Ｐ２が大気圧と同等であることをいう。
【００４０】
ステップＳ０６では、演算部１２は、配管３、４若しくは冷却部２は正常であると判断し、熱交換器５に異常があると判定し、Ｓ０８に移行する。熱交換器５の異常としては、熱交換器５自体の異常と、冷水配管１３、冷水配管１４により供給される冷却水の水温の異常とを含む。
【００４１】
ステップＳ０７では、演算部１２は、配管内の圧力が大気圧に等しくなっていることから、配管３、４若しくは冷却部２の気密性に異常があると判定し、Ｓ０８に移行する。
【００４２】
ステップＳ０８では、Ｓ０６もしくはＳ０７の判定結果を、表示部１６で表示すると共に、外部インターフェース部１７を介して監視装置１５の外部に通知し、終了する。
【００４３】
図５は、本実施形態の監視装置１５の動作を示すフローチャートである。監視装置１５の演算部１２は、冷却部２の吸熱効率を算出する。図５においても、図４と同様に、電子機器Ａを例に説明を行う。
【００４４】
図５において、第１の温度センサ２０の検出温度をＴ１、第２の温度センサ３０の検出温度をＴ２、電力センサ５０の検出電力をＷ１、風速センサ６０の検出風速をＶ１とする。監視装置１５の電源が投入され監視動作のためのプログラムが始動することで開始となる。
【００４５】
ステップＳ１１では、各センサにおいて、Ｔ１、Ｔ２、Ｗ１、Ｖ１の各データが検出され演算部１２に入力される。
【００４６】
ステップＳ１２では、演算部１２は、ステップＳ１１での入力値に基づいて、冷却部２で吸熱される熱量Ｗ２を、以下の式で算出する。
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）［Ｗ］  （Ｋは係数）
ステップＳ１３では、演算部１２は、冷却部２の吸熱効率ηを、以下の式で算出する。
η＝Ｗ２／Ｗ１×１００［％］
ステップＳ１４では、演算部１２が算出した吸熱効率ηを、表示部１６で表示し、もしくは、外部インターフェース部１７を介して監視装置１５の外部に通知し、終了する。
【００４７】
図５のフローチャートにより、冷却システムの吸熱効率ηの算出を定期的に繰り返すことで、冷却システムが正常に機能しているか否かを監視することができる。
【００４８】
図６は、本実施形態の監視装置１５の動作を示すフローチャートである。図６では、監視装置１５は、図５で算出した吸熱効率ηを用いて冷却システムの異常を検出する。図６は、冷却システムの異常を検出する、図４とは別の方法である。図６においても、図４と同様に、電子機器Ａを例に説明を行う。
【００４９】
図６において、第１の温度センサ２０の検出温度をＴ１、第２の温度センサ３０の検出温度をＴ２、第３の温度センサ４０の検出温度をＴ３、電力センサ５０の検出電力をＷ１、風速センサ６０の検出風速をＶ１、第１の圧力センサ１０の検出圧力をＰ１、第２の圧力センサ１１の検出圧力をＰ２とする。冷却システムの監視装置１５の電源が投入され監視動作のためのプログラムが始動することで開始となる。
【００５０】
ステップＳ２１では、各センサにおいて、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｗ１、Ｖ１、Ｐ１、Ｐ２の各データが検出され演算部１２に入力される。
【００５１】
ステップＳ２２では、演算部１２は、吸熱効率ηを図５の動作で算出する。η＞０の場合（Ｓ２２のＹＥＳ）、冷却部２の動作は正常であるとし、例えば一定時間経過後に、Ｓ２１の動作を繰り返す。η≒０の場合、すなわち、測定誤差の範囲内でηがゼロの場合（Ｓ２２のＮＯ）、Ｓ２３に移行する。
【００５２】
ここで、Ｓ２２のＮＯの判定は、正の閾値を設け、「η＜閾値」の場合としてもよい。閾値は任意に設定することができ、閾値が大きいほど、冷却部２の冷却性能がわずかに低下しただけでもＮＯとする。ただし、閾値が大きすぎると、冷却部２が十分な冷却性能を発揮していてもＮＯとしてしまうため、冷却システムの運用に適切な値を、運用実績などに基づいて設定することができる。
【００５３】
ステップＳ２３では、演算部１２は、電子機器の吸気側の温度（Ｔ３）と排気側の温度（Ｔ１）とを比較する。Ｔ３とＴ１とが同等の場合、すなわち、測定誤差の範囲内でＴ３とＴ１とが等しい場合（Ｔ１≒Ｔ３）（Ｓ２３のＮＯ）、電子機器の発熱がないことから、電子機器は停止しているとし、例えば一定時間経過後に、Ｓ２１の動作を繰り返す。Ｔ１＞Ｔ３のとき（Ｓ２３のＹＥＳ）、電子機器は通常動作（正常動作）しているとし、Ｓ２４に移行する。
【００５４】
なお、ステップＳ２２とステップＳ２３の順序を逆にすることもできる。
【００５５】
ステップＳ２４では、演算部１２は、Ｓ２３のＹＥＳを受けて、冷却部２の冷却性能が低下していることから、冷却システムに異常が発生していると判定し、Ｓ２５に移行する。
【００５６】
ステップＳ２５では、演算部１２は、配管３、４内の圧力が大気圧との差を有するか否かを判定する。Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］かつＰ２−大気圧≠０［Ｐａ］の場合（Ｓ２５のＹＥＳ）、ステップ２６に移行する。一方、Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］かつＰ２−大気圧≒０［Ｐａ］の場合（Ｓ２５のＮＯ）、ステップＳ２７に移行する。ここで、Ｐ１−大気圧≒０、Ｐ２−大気圧≒０とは、測定の誤差の範囲でＰ１、Ｐ２が大気圧と同等であることをいう。
【００５７】
ステップＳ２６では、演算部１２は、配管３、４若しくは冷却部２は正常であると判断し、熱交換器５に異常があると判定し、Ｓ２８に移行する。熱交換器５の異常としては、熱交換器５自体の異常と、冷水配管１３、冷水配管１４により供給される冷却水の水温の異常とを含む。
【００５８】
ステップＳ２７では、演算部は、配管内の圧力が大気圧に等しくなっていることから、配管３、４若しくは冷却部２の気密性に異常があると判定し、Ｓ２８に移行する。
【００５９】
ステップＳ２８では、Ｓ２６もしくはＳ２７の判定結果を、表示部１６で表示すると共に、外部インターフェース部１７を介して監視装置１５の外部に通知し、終了する。
【００６０】
本実施形態の冷却システムの監視方法は、図４、図５、図６の動作を行う監視方法である。また、本実施形態の冷却システムの監視プログラムは、図４、図５、図６の動作を実行させる監視プログラムである。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、電子機器の発熱による熱気を冷却するシステムにおいて、システムが正常に機能していることを監視し、システムに異常が生じた場合にはシステムを構成する何処に異常が発生したのかを特定することができる。
【００６２】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものである。
【００６３】
また、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得るが、以下には限られない。
【００６４】
付記
（付記１）
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視システムにおいて、
前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出する温度検出部と、
前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部と、を有する監視システム。
（付記２）
前記異常の検出は、前記配管もしくは前記冷却部、又は前記熱交換器の異常の特定を含む、付記１記載の監視システム。
（付記３）
前記温度検出部は、前記電子機器の排気側と前記冷却部の吸気側の間に設けられた前記冷却部の吸気側の温度を測定する第１の温度センサと、前記冷却部の排気側に設けられた前記冷却部の排気側の温度を測定する第２の温度センサと、を有する、付記１または２記載の監視システム。
（付記４）
前記電子機器の消費電力を測定する電力センサと、前記電子機器の排気側の風速を測定する風速センサと、を有し、前記演算部は、前記冷却部の吸熱効率を算出し、前記吸熱効率は、前記第１の温度センサの測定温度（Ｔ１）、前記第２の温度センサの測定温度（Ｔ２）、前記風速センサの測定風速（Ｖ１）、前記電力センサの測定電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から、
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）  （Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、付記３記載の監視システム。
（付記５）
前記演算部は、前記電子機器が動作しているとき、前記第１の温度センサの測定温度（Ｔ１）と前記第２の温度センサの測定温度（Ｔ２）が同等（Ｔ１≒Ｔ２）であれば、もしくは、前記吸熱効率ηがゼロ（η≒０）であれば、前記冷却システムが異常と判定する、付記４記載の監視システム。
（付記６）
前記電子機器の吸気側に設けられた前記電子機器の吸気側の温度を測定する第３の温度センサを有し、前記演算部は、前記第１の温度センサの測定温度（Ｔ１）が前記第３の温度センサの測定温度（Ｔ３）よりも高いとき（Ｔ１＞Ｔ３）、前記電子機器が動作しているとする、付記５記載の監視システム。
（付記７）
前記圧力検出部は、前記冷媒を供給する配管内の圧力を測定する第１の圧力センサと、前記冷媒を回収する配管内の圧力を測定する第２の圧力センサと、を有し、前記演算部は、前記第１の圧力センサの測定圧力（Ｐ１）と前記第２の圧力センサの測定圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロでなければ（Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≠０［Ｐａ］）、前記熱交換器が異常と判定する、付記５または６記載の監視システム。
（付記８）
前記演算部は、前記第１の圧力センサの測定圧力（Ｐ１）と前記第２の圧力センサの測定圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロであれば（Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≒０［Ｐａ］）であれば、前記配管が異常と判定する、付記５または６記載の監視システム。
（付記９）
前記電子機器は複数であり、前記第１、第２、第３の温度センサ、前記電力センサ、前記風速センサは、前記電子機器ごとに備えられている、付記６から８の内の１項記載の監視システム。
（付記１０）
前記冷却システムは、相変化冷却方式である、付記１から９の内の１項記載の監視システム。
（付記１１）
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視装置において、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力と、に基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部を有する監視装置。
（付記１２）
前記異常の検出は、前記配管もしくは前記冷却部、又は前記熱交換器の異常の特定を含む、付記１１記載の監視装置。
（付記１３）
前記演算部は、前記冷却部の吸熱効率を算出し、前記吸熱効率は、前記冷却部の吸気側の温度（Ｔ１）、前記冷却部の排気側の温度（Ｔ２）、前記電子機器の排気側の風速（Ｖ１）、前記電子機器の消費電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から、
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）  （Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、付記１１または１２記載の監視装置。
（付記１４）
前記演算部は、前記電子機器が動作しているとき、前記温度（Ｔ１）と前記温度（Ｔ２）が同等（Ｔ１≒Ｔ２）であれば、もしくは、前記吸熱効率ηがゼロ（η≒０）であれば、前記冷却システムが異常と判定する、付記１３記載の監視装置。
（付記１５）
前記演算部は、前記温度（Ｔ１）が、前記電子機器の吸気側の温度（Ｔ３）よりも高いとき（Ｔ１＞Ｔ３）、前記電子機器が動作しているとする、付記１４記載の監視装置。
（付記１６）
前記演算部は、前記冷媒を供給する配管内の圧力（Ｐ１）と前記冷媒を回収する配管内の圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロでなければ（Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≠０［Ｐａ］）、前記熱交換器が異常と判定する、付記１４または１５記載の監視装置。
（付記１７）
前記演算部は、前記圧力（Ｐ１）と前記圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロであれば（Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≒０［Ｐａ］）、前記配管が異常と判定する、付記１４または１５記載の監視装置。
（付記１８）
前記電子機器は複数であり、前記温度（Ｔ１）、温度（Ｔ２）、温度（Ｔ３）、消費電力（Ｗ１）、風速（Ｖ１）は、前記電子機器ごとである、付記１３から１７の内の１項記載の監視装置。
（付記１９）
前記冷却システムは、相変化冷却方式である、付記１１から１８の内の１項記載の監視装置。
（付記２０）
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視方法において、
前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出し、
前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出し、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする、監視方法。
（付記２１）
前記異常の検出では、前記配管もしくは前記冷却部、又は前記熱交換器の異常の特定を含む、付記２０記載の監視方法。
（付記２２）
前記異常の検出では、前記冷却部の吸熱効率を算出することによって行い、前記吸熱効率は、前記冷却部の吸気側の温度（Ｔ１）、前記冷却部の排気側の温度（Ｔ２）、前記電子機器の排気側の風速（Ｖ１）、前記電子機器の消費電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から、
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）  （Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、付記２０または２１記載の監視方法。
（付記２３）
前記異常の検出では、前記電子機器が動作しているとき、前記温度（Ｔ１）と前記温度（Ｔ２）が同等（Ｔ１≒Ｔ２）であれば、もしくは、前記吸熱効率ηがゼロ（η≒０）であれば、前記冷却システムが異常と判定する、付記２２記載の監視方法。
（付記２４）
前記異常の検出では、前記温度（Ｔ１）が、前記電子機器の吸気側の温度（Ｔ３）よりも高いとき（Ｔ１＞Ｔ３）、前記電子機器が動作しているとする、付記２３記載の監視方法。
（付記２５）
前記異常の検出では、前記冷媒を供給する配管内の圧力（Ｐ１）と前記冷媒を回収する配管内の圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロでなければ（Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≠０［Ｐａ］）、前記熱交換器が異常と判定する、付記２３または２４記載の監視方法。
（付記２６）
前記異常の検出では、前記圧力（Ｐ１）と前記圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロであれば（Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≒０［Ｐａ］）、前記配管が異常と判定する、付記２３または２４記載の監視方法。
（付記２７）
前記電子機器は複数であり、前記温度（Ｔ１）、温度（Ｔ２）、温度（Ｔ３）、消費電力（Ｗ１）、風速（Ｖ１）は前記電子機器ごとであり、前記電子機器ごとに前記異常の検出を行う、付記２２から２６の内の１項記載の監視方法。
（付記２８）
前記冷却システムは、相変化冷却方式である、付記２０から２７の内の１項記載の監視方法。
（付記２９）
吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視装置に、
前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出する処理と、
前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出する処理と、
前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする処理と、を実行させる監視プログラム。
（付記３０）
前記異常の検出をする処理は、前記配管もしくは前記冷却部、又は前記熱交換器の異常の特定を含む、付記２９記載の監視プログラム。
（付記３１）
前記異常の検出をする処理は、前記冷却部の吸熱効率を算出し、前記吸熱効率は、前記冷却部の吸気側の温度（Ｔ１）、前記冷却部の排気側の温度（Ｔ２）、前記電子機器の排気側の風速（Ｖ１）、前記電子機器の消費電力（Ｗ１）、前記冷却部が吸熱する熱量（Ｗ２）から、
Ｗ２＝Ｋ×Ｖ１×（Ｔ１−Ｔ２）  （Ｋは係数）、吸熱効率η＝Ｗ２／Ｗ１
である、付記２９または３０記載の監視プログラム。
（付記３２）
前記異常の検出をする処理は、前記電子機器が動作しているとき、前記温度（Ｔ１）と前記温度（Ｔ２）が同等（Ｔ１≒Ｔ２）であれば、もしくは、前記吸熱効率ηがゼロ（η≒０）であれば、前記冷却システムが異常と判定する、付記３１記載の監視プログラム。
（付記３３）
前記異常の検出をする処理は、前記温度（Ｔ１）が、前記電子機器の吸気側の温度（Ｔ３）よりも高いとき（Ｔ１＞Ｔ３）、前記電子機器が動作しているとする、付記３２記載の監視プログラム。
（付記３４）
前記異常の検出をする処理は、前記冷媒を供給する配管内の圧力（Ｐ１）と前記冷媒を回収する配管内の圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロでなければ（Ｐ１−大気圧≠０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≠０［Ｐａ］）、前記熱交換器が異常と判定する、付記３２または３３記載の監視プログラム。
（付記３５）
前記異常の検出をする処理は、前記圧力（Ｐ１）と前記圧力（Ｐ２）の大気圧との差がゼロであれば（Ｐ１−大気圧≒０［Ｐａ］、Ｐ２−大気圧≒０［Ｐａ］）、前記配管が異常と判定する、付記３２または３３記載の監視プログラム。
（付記３６）
前記電子機器は複数であり、前記温度（Ｔ１）、温度（Ｔ２）、温度（Ｔ３）、消費電力（Ｗ１）、風速（Ｖ１）は前記電子機器ごとであり、前記電子機器ごとに前記異常の検出をする処理を実行させる、付記３１から３５の内の１項記載の監視プログラム。
（付記３７）
前記冷却システムは、相変化冷却方式である、付記２９から３６の内の１項記載の監視プログラム。
（付記３８）
付記１から１０の内の１項記載の監視システムを用いた冷却システム。
（付記３９）
付記１１から１９の内の１項記載の監視装置を用いた冷却システム。
（付記４０）
付記２０から２８の内の１項記載の監視方法を用いた冷却システム。
（付記４１）
付記２９から３７の内の１項記載の監視プログラムにより処理を実行させる監視装置を用いた冷却システム。
【符号の説明】
【００６５】
１    監視システム
２    冷却部
３、４    配管
５    熱交換器
６    ラック
７    配管
８    温度検出部
９    圧力検出部
１０    第１の圧力センサ
１１    第２の圧力センサ
１２    演算部
１３、１４    冷水配管
１５    監視装置
１６    表示部
１７    外部インターフェース部
２０、２１、２２    第１の温度センサ
３０、３１、３２    第２の温度センサ
４０、４１、４２    第３の温度センサ
５０、５１、５２    電力センサ
６０、６１、６２    風速センサ
７０    監視システム
１００    冷却システム
【要約】
【課題】電子機器の発熱による熱気を冷却するシステムが正常に機能していることを監視し、システムに異常が生じた場合にはシステムを構成する何処に異常が発生したのかを特定する。
【解決手段】本発明の監視システムは、吸気側と排気側とを有し前記吸気側を電子機器の排気側に設置した冷却部と、前記冷却部に接続し前記冷却部に冷媒を供給する配管と回収する配管と、前記配管に接続し前記冷媒の熱交換を行う熱交換器と、を有する冷却システム、を監視する監視システムにおいて、前記冷却部の排気側の、もしくは吸気側と排気側の、温度を検出する温度検出部と、前記冷媒を供給または回収する少なくとも一方の前記配管内の圧力を検出する圧力検出部と、前記冷却部の排気側の温度、もしくは吸気側と排気側の温度の差と、前記圧力とに基づいて前記冷却システムの異常の検出をする演算部と、を有する。
【選択図】      図１【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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