(57)【要約】【課題】空調機の負荷軽減を図るサーバルームの構成を提供する。【解決手段】ラック１０に収容された情報機器２０からの熱気をサーバルーム３０内の外周部に設けた空調機４０に環流させて空気循環を行うサーバルーム３０に関する。サーバルーム３０の一又は二以上の壁面３１であって、空調機４０の近傍の位置に、外気導入用の換気扇（以下、吸気扇）５１を設け、サーバルーム３０上部である天井３２に排気用の換気扇（以下、排気扇）５２を設ける。空調機４０付近に吸気扇５１で外気を導入する一方、ラック１０の情報機器２０からの熱気はサーバルーム３０上部に設けた排気扇５２から外部へ排出する構成により、サーバルーム３０内で空調機４０に環流される空気の熱量を減らし、空調機４０の負荷を低減できる。【選択図】図１
2011159144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックに収容された情報機器からの熱気をサーバルーム内の外周部に設けた空調機に環流させて空気循環を行うサーバルームにおいて、
サーバルームの壁面であって前記空調機の近傍の位置に外気導入用の換気扇を設け、
サーバルーム上部に排気用の換気扇を設けたことを特徴とするサーバルーム。
【請求項２】
前記排気用の換気扇をサーバルームの天井に設けたことを特徴とする請求項１記載のサーバルーム。
【請求項３】
前記サーバルーム上部の排気用の換気扇は、当該サーバルームの壁面上部に設けられ、
前記外気導入用の換気扇と、前記排気用の換気扇とを、サーバルームの互いに異なる壁面に設けたことを特徴とする請求項１記載のサーバルーム。
【請求項４】
外気温及び室温を取得して両者の高低を判定し、前記外気温が前記室温より低い場合に前記各換気扇を稼動させる制御手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のサーバルーム。
【請求項５】
ラックに収容された情報機器からの熱気をサーバルーム内の外周部に設けた空調機に環流させて空気循環を行うサーバルームの冷却方法において、
サーバルームの壁面であって前記空調機の近傍の位置に設けた外気導入用の換気扇により、サーバルームの外部から外気を前記空調機に提供し、
サーバルーム上部に設けた排気用の換気扇により、前記情報機器からの熱気の少なくとも一部をサーバルームの外部へ排出する
ことを特徴とするサーバルームの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーバルームの冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術の急速な普及発展に伴い、サーバ装置やネットワーク機器など多数の情報機器をラックに収納して運用するサーバルームが増え、特に、情報機器のＣＰＵ能力や情報処理量の増大に伴って発熱・排熱量も増大し、空調機などを活用した確実で効率的な冷却と排熱の技術が工夫されている。
【０００３】
その典型例は、サーバルーム内に設けた空調機（具体的にはいわゆる室内機）が室内空気を冷却した冷気を、情報機器を収容するラックの前面開口等の冷気導入部に送出し、ラック背面から排気して再び空調機で冷却、という循環を行わせる構成である。なお、空調機からラック前面の冷気導入部まで冷気を逃がさず導くには、床の一部をグレーチングパネルなどの通風構造とし、空調機から冷気を床下空間に一旦送り込み、ラック底部付近の床からラック前面までを箱状の流路で覆ってその中を送風する例が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような従来技術では、サーバルーム内という閉じた系内で、室内空気が情報機器からの排熱で温められて空調機に戻る循環が繰り返されるため、空調機が熱交換する熱量が大きくなり、空調機の負荷が高くなるという問題があった。
【０００６】
なお、ラックの底部から冷気を送風する構成において、冷風機などが故障した場合に限り、吸気口からの外気を送風する提案はあるが（例えば、特許文献１参照）、空調機の負荷を軽減することはできなかった。
上記の課題に対し、本発明の目的は、空調機の負荷軽減を図るサーバルームの構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的をふまえ、本発明の一態様（１）は、ラックに収容された情報機器からの熱気をサーバルーム内の外周部に設けた空調機に環流させて空気循環を行うサーバルームにおいて、サーバルームの壁面であって前記空調機の近傍の位置に外気導入用の換気扇を設け、サーバルーム上部に排気用の換気扇を設けたことを特徴とする。
【０００８】
上記態様を方法として捉えた態様（５）としては、ラックに収容された情報機器からの熱気をサーバルーム内の外周部に設けた空調機に環流させて空気循環を行うサーバルームの冷却方法において、サーバルームの壁面であって前記空調機の近傍の位置に設けた外気導入用の換気扇により、サーバルームの外部から外気を前記空調機に提供し、サーバルーム上部に設けた排気用の換気扇により、前記情報機器からの熱気の少なくとも一部をサーバルームの外部へ排出することを特徴とする。
【０００９】
このように、空調機付近に換気扇で外気を導入する一方、ラックの情報機器からの熱気はサーバルーム上部に設けた排気用の換気扇から外部へ排出する構成により、サーバルーム内で空調機に環流される空気の熱量を減らし、空調機の負荷を低減できる。
【００１０】
本発明の他の態様（２）は、上記いずれかの態様において、前記排気用の換気扇をサーバルームの天井に設けたことを特徴とする。
【００１１】
このように、外気導入用の換気扇は空調機に近い壁面に設け、排気用の換気扇は比重の軽い熱気が上昇してくる天井に設けることにより、効率良く熱をサーバルームから排出し空調機の負荷を軽減できる。
【００１２】
本発明の他の態様（３）は、上記いずれかの態様において、前記サーバルーム上部の排気用の換気扇は、当該サーバルームの壁面上部に設けられ、前記外気導入用の換気扇と、前記排気用の換気扇とを、サーバルームの互いに異なる壁面に設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように、外気導入用の換気扇とは異なる壁面に排気用の換気扇を設けることにより、天井部に排気層など特段の構造を設ける負担無しに、熱を排出して空調機の負荷を軽減できる。
【００１４】
本発明の他の態様（４）は、上記いずれかの態様において、外気温及び室温を取得して両者の高低を判定し、前記外気温が前記室温より低い場合に前記各換気扇を稼動させる制御手段を有することを特徴とする。
【００１５】
このように、外気温が室温より低い場合に限って外気導入用及び排気用の換気扇を稼動させることにより、室温よりも高温の外気を導入することがなく、空調機の負荷低減が確実となる。
【００１６】
なお、上記の各態様とは異なるカテゴリ（装置に対し方法など）や、以下に説明するさらに具体的な各態様も、本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空調機の負荷軽減を図るサーバルームの構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態の実現例を示す斜視図。
【図３】本発明の第２実施形態の構成を示す図。
【図４】本発明の他の一実施形態を示す図。
【図５】本発明の他の一実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」と呼ぶ）について、図に沿って説明する。なお、背景技術や課題などで既に述べた内容と共通の前提事項については適宜省略する。
【００２０】
〔１．第１実施形態〕
〔１−１．第１実施形態の構成〕
図１は、第１実施形態におけるサーバルームの断面的構成を側方から見た透視図である。この図は、例えば図２で向き合う各空調機４０の列間の中心線上からサーバルーム３０を奥行方向（矢印Ａ方向）に見たときの側面を表している。この図に示すように、第１実施形態は、ラック１０に収容された情報機器２０からの熱気（グレーの太い矢印で示す）をサーバルーム３０内の外周部に設けた空調機の室内機（本出願において単に「空調機」と呼ぶ）４０に環流させて空気循環を行うサーバルーム３０に関するものである。
【００２１】
このサーバルーム３０は、部屋の形状として一般的な矩形（直方体状）であり、室内の外周部であって相対向する２つの壁面３１に沿った位置にそれぞれ空調機４０が１台又は複数台設置されており、空調機４０はその上部に吸気口、下部（例えば下面）に冷気吹出し口を有する。また、図１で左右両側に示している空調機４０より室内中央寄りにはそれぞれ、多数の情報機器２０を棚に収容したラック１０が１台又は複数台設置されている。壁面３１ごとに（例えば図１右側と左側）空調機４０やラック１０を複数台設置する場合は、それら複数台が壁面３１に沿うように図１の奥行方向に直列して配置（例えば図２）されることになる。
【００２２】
ここで、ラック１０の前面すなわち空調機４０側の面は開口であり、この開口（「前面開口」と呼ぶこととする）はオペレータなどが情報機器２０の前面パネルなどを操作するアクセス経路と、冷気導入部とを兼ねる。また、ラック１０の背面（図１中央側）も開口やパンチングメタルなどの通気構造であり、ラック１０では前面から流入する冷却用空気が情報機器２０の排熱を吸収して背面へ抜ける。
【００２３】
また、サーバルーム３０の床面３３のうち、空調機４０の下部を含む一部は、床下空間３４と空気を通流させるグレーチングパネルなどを用いた通気構造となっており、この部分を通気部Ｖと呼ぶこととする。この通気部Ｖの一部には空調機４０下部の前記冷気吹出し口が位置している。また、通気部Ｖの残りの部分からラック１０の前面開口までを、板材などで構成した箱状の風導（ダクト）Ｆが覆っている。
【００２４】
さらに、サーバルーム３０の一又は二以上の壁面３１であって、空調機４０の近傍の位置に、外気導入用の換気扇（以下「吸気扇」と呼ぶ）５１を設け、サーバルーム３０上部である天井３２には排気用の換気扇（以下「排気扇」と呼ぶ）５２を設けている。また、サーバルーム３０は制御ユニット５５を有し、この制御ユニット５５は、外気温及び室温を取得及び判定して各換気扇５１，５２を稼動させる制御手段である。
【００２５】
〔１−２．第１実施形態の作用〕
上記のように構成した第１実施形態では、各換気扇５１，５２を稼動させることにより、空調機４０の近傍に設けた吸気扇５１がサーバルーム３０の外部から冷涼な外気を空調機４０の吸気に加えるので、空調機４０の負荷が低減できる。この点、排気扇５２は、熱気が排出されるラック１０背面から上方にあたる位置の天井に設けることが好ましい。そして、空調機４０は、吸気を冷却した冷気（黒い実線の矢印で表す）を通気部Ｖを通じて一旦、床下空間３４へ吹き込む。そして、吹き込まれた冷気は床下空間３４から風導Ｆ内へ吹き上がり、その冷気を風導Ｆがラック１０の前面開口へ案内（誘導）する。
【００２６】
風導Ｆが案内した冷気はラック１０の前面開口からラック１０内に流入し情報機器２０を冷却して熱気となり、背面から流出してサーバルーム３０の天井方向へ上昇する。上昇した熱気の一部は再び空調機４０の吸気に合流するが、多くの熱気については天井３２の排気扇５２がサーバルーム３０の外部へ排出する。
【００２７】
但し、夏季など室温より高温の外気を室内に導入すると却って空調機４０の負荷を増大する問題が生じる。そこで、制御ユニット５５が、サーバルーム３０の内外に設けたセンサＳ（空調機４０の構成要素や関連機構を用いてもよい）により外気温及び室温を取得し、これら外気温と室温の関係すなわち高低を判定し、外気温が室温より低い場合に各換気扇５１，５２を稼動させる。
【００２８】
〔１−３．第１実施形態の効果〕
本実施形態では、上記のように、空調機４０付近に吸気扇５１で外気を導入する一方、ラック１０の情報機器２０からの熱気はサーバルーム３０上部に設けた排気扇５２から外部へ排出する構成により、サーバルーム３０内で空調機４０に環流される空気の熱量を減らし、空調機４０の負荷を低減できる。すなわち、各換気扇５１，５２により、室内に滞留する熱気を積極的に排出し、空調機４０が冷却する室内の空気の熱量を下げることで、空調機４０の負荷を軽減する。
【００２９】
特に、第１実施形態では、上記のように、吸気扇５１は空調機４０に近い壁面に設け、排気扇５２は比重の軽い熱気が上昇してくる天井３２に設けることにより、最小のエネルギー消費で効率良く熱を排出し空調機の負荷を軽減できる。ここで、図２は、平屋のデータセンタとして実現した第１実施形態を概念的に示す透過的な斜視図であり、サーバルーム３０のうち空調機４０に近い壁面上部に設けた吸気扇５１から外気を導入し、熱気を天井の排気扇５２から排出する様子を示している。このような第１実施形態は、平屋のデータセンタや最上階のサーバルームなどでの実施にも適する。
【００３０】
また、第１実施形態では上記のように制御ユニット５５により、外気温が室温より低い場合に限って外気導入用及び排気用の換気扇を稼動させることで、室温よりも高温の外気を導入することがなく、空調機の負荷低減が確実となる。
【００３１】
〔２．第２実施形態〕
上記第１実施形態では、排気扇５２をサーバルーム３０上部のうち天井３２に設けたが（図１、図２）、排気扇はサーバルームの上部であれば天井に限らず壁面の上部に設けてもよい。これは、吸気扇５１と排気扇５２とを、サーバルームの互いに異なる壁面に設けることを意味し、その一態様として第２実施形態では、吸気扇５１と排気扇５２を互いに対向する壁面に設けた例を示す（図３）。
【００３２】
この第２実施形態では、図３左側の空調機４０の吸気には吸気扇５１が外気を導入し、ラック１０からの熱気の多くを図３右側の排気扇５２がサーバルーム３２０の外部へ排出する。
【００３３】
このように、外気導入用の換気扇とは異なる壁面に排気用の換気扇を設けることにより、複数階のデータセンタや上階があるサーバルームなどの場合でも、天井部に排気層など特段の構造を設ける負担無しに、熱を排出して空調機の負荷を軽減できる。
【００３４】
〔３．他の実施形態〕
なお、上記各実施形態は例示に過ぎず、本発明は、以下に例示するものやそれ以外の他の実施態様も含むものである。例えば、吸気扇５１と排気扇５２を設けるサーバルームの壁面は、互いに対向する壁面（図３：第２実施形態）に限らず隣接する壁面でもよいので、図４に例示するように、ある対向する二壁面に吸気扇５１、残る二壁面に排気扇５２を設ければ、複数階のデータセンタなどにおいても十分な量の外気導入により空調機の負荷軽減を図ることが可能となる。
【００３５】
また、空調機からラックへ冷気を供給する際、冷気を床下空間から吹き上がらせることは必須ではなく、図５に例示するように、風導Ｆ２内にさらに設けた送風路Ｆ２１により、空調機４０からの冷気を風導Ｆ２上部へ導いてラック１０の各部に行き渡らせるようにすれば、サーバルームにおける電源や通信ケーブル等の配線を天井から行う場合、冷気を送るために別途改めてグレーチングパネルなどで通風のために床下空間を形成する設備投資等の負担が削減できる。
【００３６】
また、図５のような構成にすれば、冷気の比重によって風導Ｆ２の上部から下部へ冷気が重力によって降りるため、風導に冷気を行き渡らせるために床下から吹き上がらせる余分な風力が不要となり、空調機の負荷が低減できる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ラック
２０  情報機器
３０，３２０，３３０  サーバルーム
３１  壁面
３２  天井
３３  床面
３４  床下空間
４０  空調機
５１  吸気扇
５２  排気扇
５５  制御ユニット
Ｆ，Ｆ２  風導
Ｆ２１  送風路
Ｓ  センサ
Ｖ  通気部
【図１】
2011159144.tif 000003
【図２】
2011159144.tif 000004
【図３】
2011159144.tif 000005
【図４】
2011159144.tif 000006
【図５】
2011159144.tif 000007