(57)【要約】【課題】発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調の技術に関し、発熱機器からの排熱の回り込みを抑え、既設の部屋にも適用でき、かつ、種々の収容部に適用可能な技術を提供する。【解決手段】一方から冷気を吸気し他方から排熱を排出する発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調システムであって、前記排熱を含む前記部屋内の空気を冷却する空調機と、前記発熱機器の吸気側に存在する前記収容部の前部に対して着脱自在なフード装置であって、該収容部の前部を覆い、該フード装置の内部を前記空調機で冷却された冷気が流れるフード装置と、前記フード装置の下方に設けられ、前記空調機で冷却された冷気を前記部屋の床下から前記フード装置へ送り出す床吹出口と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方から冷気を吸気し他方から排熱を排出する発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調システムであって、
前記排熱を含む前記部屋内の空気を冷却する空調機と、
前記発熱機器の吸気側に存在する前記収容部の前部に対して着脱自在なフード装置であって、該収容部の前部を覆い、該フード装置の内部を前記空調機で冷却された冷気が流れるフード装置と、
前記フード装置の下方に設けられ、前記空調機で冷却された冷気を前記部屋の床下から前記フード装置へ送り出す床吹出口と、を備える空調システム。
【請求項２】
前記フード装置は、前記収容部の前部と接続する接続部を有し、前記フード装置又は前記収容部の前部の少なくとも何れか一方には、前記フード装置と前記収容部の前部とを接続した際に前記フード装置内の冷気の漏れを抑制する漏れ抑制部が設けられている、請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記フード装置は、前記収容部の前部に設けられたヒンジ部を介して開閉自在に該収容部と接続され、前記床吹出口の上方には、前記収容部の上部と該フード装置の上部とに接続され、該フード装置を開けた際に該フード装置の上方を覆うことで前記冷気の逃げを抑制する遮蔽状態と、前記フード装置を閉めた際には折り畳まれる非遮蔽状態とを有する天井遮蔽部を有する、請求項１又は２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記フード装置の内部の上側に設けられ、該フード装置の内部の上側の温度を検出する上側温度検出部と、前記フード装置の内部、かつ、前記上側温度検出部よりも下方に設けられ、該フード装置の内部の下側の温度を検出する下側温度検出部と、を更に備え、
前記床吹出口は、前記上側温度検出部で検出される温度と前記下側温度検出部で検出される温度との温度差に基づいて、前記フード装置へ送り出す冷気の風量を調整する風量調整部を有する、請求項１から３の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項５】
前記フード装置は、前記収容部の前部に設けられる扉としての機能を更に有する、請求項１から４の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記フード装置は、袋状部材からなり、前記収容部の前部と接する領域の少なくとも一部に設けられ、前記冷気が通過する部材からなる通気部と、該通気部以外の領域に設けられ、前記冷気が通過しない部材からなる非通気部と、を有し、前記床吹出口から冷気が送り込まれることで膨張する膨張状態と、前記床吹出口からの冷気が遮断されることで収縮する収縮状態とを有する請求項１から５の何れか１項に記載の空調システム。
【請求項７】
一方から冷気を吸気し他方から排熱を排出する発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調システムで用いられるフード装置であって、
前記発熱機器の吸気側に存在する前記収容部の前部に対して着脱自在であり、該収容部の前部を覆い、該フード装置の内部を、前記排熱を含む前記部屋内の空気を冷却する空調機で冷却された冷気が流れ、
前記フード装置の内部を流れる冷気は、該フード装置の下方に設けられ、前記空調機で冷却された冷気を前記部屋の床下から前記フード装置へ送り出す床吹出口から送り出される冷気であるフード装置。
【請求項８】
前記フード装置は、前記収容部の前部に設けられる扉としての機能を更に有する、請求項７に記載のフード装置。
【請求項９】
前記フード装置は、袋状部材からなり、前記収容部の前部と接する領域の少なくとも一部に設けられ、前記冷気が通過する部材からなる通気部と、該通気部以外の領域に設けられ、前記冷気が通過しない部材からなる非通気部と、を有し、前記床吹出口から冷気が送り込まれることで膨張する膨張状態と、前記床吹出口からの冷気が遮断されることで収縮する収縮状態とを有する請求項７又は８に記載のフード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システム、及びフード装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバなどのＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機器を積載したラックが設置されるデータセンターでは、ＩＴ機器の発熱の高密度化から発熱量が増加し、データセンターの消費電力が増加している。消費電力が増加する一つの要因として、ＩＴ機器、例えばサーバから出た排熱が、サーバの吸い込み口に再循環する「排熱の回り込み」による熱問題があげられる。「排熱の回り込み」が生じると、サーバの吸い込み口における温度が上昇する。サーバは、一般的に、吸い込み口の温度が上昇した際に自己保護のために自動でシャットダウンする機能を有しており、「排熱の回り込み」が生じ、サーバの吸い込み口における温度が上昇すると自動でシャットダウンする。図１は、従来の空調システムの構成（断面図）の一例であり、「排熱の回り込み」を示す。仮に「排熱の回り込み」が生じ、サーバの吸い込み口における温度が上昇すると、データセンター内のサーバによって維持されているＩＴシステムに重大な影響を与えかねない。そこで、データセンターの運用においては、「排熱の回り込み」を抑え、サーバの吸い込み口における温度上昇を抑えるよう、データセンター内の空調を十分に整える必要がある。
【０００３】
「排熱の回り込み」を抑えるため、遮蔽板方式（キャッピング方式）、密閉式ラックとラック内冷却方式などの技術が提案されている。遮蔽板方式は、コールドアイルキャッピングとホットアイルキャッピングとを含む。コールドアイルキャッピングとは、ＩＴ機器を収容するラックの列で区切られた空間のうち、空調機からの冷気が通る空間（コールドアイル）の天井面に遮蔽板を設置する方法である（例えば、特許文献１、２を参照）。ホットアイルキャッピングとは、ラックの列で区切られた空間のうち、ラックに収容されるＩＴ機器からの排熱が通る空間（ホットアイル）の天井面に遮蔽板を設置する方法である（例えば、特許文献３を参照）。密閉式ラックとは、近年普及しているメッシュ式のラックとは異なる密閉式のラックの下部に吹出口を設け、床下の空調空気をラック内に流通させる方式である。密閉式ラックに関連する技術として、ＩＴ機器の発熱量に応じて通風量を調整する調整機構を設ける技術がある（例えば、特許文献４を参照）。ラック内冷却方式とは、ラック内に冷却ユニットを配置する方式である（例えば、特許文献５を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８３５６１５号公報
【特許文献２】特開２００９−７９８９０号公報
【特許文献３】特開２００６−６４３０３号公報
【特許文献４】特許第３７４６５７２号公報
【特許文献５】特開２００６−１６２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＩＴ機器を積載したラックが設置される室内において、ＩＴ機器、例えばサーバから出た排熱が、サーバの吸い込み口に再循環する「排熱の回り込み」による熱問題がある（図１を参照）。「排熱の回り込み」が生じ、サーバの吸い込み口における温度が上昇すると、室内のサーバによって維持されているＩＴシステムに重大な影響を与えかねない。
【０００６】
「排熱の回り込み」を抑える技術として、遮蔽板方式（コールドアイルキャッピングと
ホットアイルキャッピング）、密閉式ラックとラック内冷却方式などが提案されている。しかしながら、従来のコールドアイルキャッピングでは、コールドアイルを列方向に覆って、コールドアイルを加圧状態にする必要があり、例えばほとんどＩＴ機器が入っていないラックが含まれる場合には、気密を保つためのブランクパネルを多く設置するといった手間を要する。また、従来のラックの配置パターンには、図２に示すようにラックが整列されているパターンと、ラックが整列されていないパターンがある。しかしながら、上記従来のコールドアイルキャッピングの適用は、ラックが整列されているパターンに特定される。更に、従来のコールドアイルキャッピングは、コールドアイルの天井部のラック付近に配線がある場合、工事のために配線を移設しなければならない場合もあり、既設へ適用できない場合も想定される。
【０００７】
また、従来のホットアイルキャッピングでは、ラック間に空調機を併用することが求められる。また、空調機を併用しない場合には、ラックからの排熱を集め又は天井チャンバに戻すために、別途の還気チャンバが必要となる。但し、天井部の空間は通信配線などの導線としてスペースを多く利用するために、還気チャンバを後付けで設置することは非常に困難である。また、従来のホットアイルキャッピングは、上述した従来のコールドアイルキャッピングと同様、ラックが整列されている必要がある。つまり、従来のホットアイルキャッピングの適用は、ラックが整列されているパターンに特定される。
【０００８】
また、従来の密閉式ラックでは、ラックに収容されるＩＴ機器の仕様に合わせてラックのサイズを選択する必要があり、従来の密閉式ラックを既設に用いる場合には、ラック又はサーバの入れ替えが必要となる。すなわち、従来の密閉式ラックは、既設への適用が難しい。更に、密閉式ラックとラック内冷却機を用いる方式も提案されているが、既設への適用を考えた場合、冷却機を新たに置くため付帯の配管設備の追加や、専用ラックへの入れ替えが必要となる。従って、実務的には既設への適用は、非常に困難である。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑み、発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調の技術に関し、発熱機器からの排熱の回り込みを抑え、既設の部屋にも適用でき、かつ、種々の収容部に適用可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上述した課題を解決するため、発熱機器を収容する収容部の吸気側へ着脱自在であって、収容部の吸気側を覆って内部に冷気が流れるフード装置を設けることとした。そして、フード装置の下部に冷気を送り出す床吹出口を配置することとした。
【００１１】
詳細には、本発明は、一方から冷気を吸気し他方から排熱を排出する発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調システムであって、前記排熱を含む前記部屋内の空気を冷却する空調機と、前記発熱機器の吸気側に存在する前記収容部の前部に対して着脱自在なフード装置であって、該収容部の前部を覆い、該フード装置の内部を前記空調機で冷却された冷気が流れるフード装置と、
前記フード装置の下方に設けられ、前記空調機で冷却された冷気を前記部屋の床下から前記フード装置へ送り出す床吹出口と、を備える。
【００１２】
本発明では、フード装置が収容部の前部に対して着脱自在であり、既存の収容部に取付可能である。収容部には、サーバなどの発熱機器を収容するラックや、内部にサーバやストレージなど通常ラックに個々に積載されるものが予めパッケージされているメインフレームと呼ばれる汎用機器が含まれる。つまり、本発明に係る空調システムは、発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う既存の空調システムに適用可能である。また、フード装置は、収容部の前部を覆うよう、フード装置の前部に取り付けられる構成であり、収容部が列を成していないパターンや、収容部の大きさに関係なくフード装置を収
容部に取り付けることができる。換言すると、収容部が配置される部屋が、コールドアイルやホットアイルを有するか否かに関係なく、収容部にフード装置を取り付けることができる。つまり、本発明に係る空調システムは、種々の収容部に適用可能である。また、フード装置の内部には、フード装置の下方に設けられた床吹出口から冷気が直接送り込まれることから、効率よく発熱機器に冷気を送り込むことができる。更に、収容部の前部がフード装置によって覆われていることから、発熱機器から排出された排熱が回り込んで発熱機器が排熱を吸気することも抑えられる。つまり、本発明に係る空調システムによれば、発熱機器からの「排熱の回り込み」を抑え、かつ、冷気の給気の効率を向上することができる。
【００１３】
ここで、収容部は、サーバを含むＩＴ機器等を収容するものであり、大きさや数は、特に限定されない。収容部には、複数の収容部が接続された列状の収容部も含まれる。また、収容部は、前部から冷気を取り込み、発熱機器の排出側に存在する後部から排気可能なメッシュ式であることが好ましい。
【００１４】
空調機は、排熱を含む部屋内の空気を冷却する。本発明に係る空調システムでは、上記のように「排熱の回り込み」が抑えられ、空気が効率よく循環する循環系が形成され、空調機は、この循環系の一部に設けられる。循環系には、例えば、部屋の天井に設けられ、部屋から排出される排熱を含む空気を空調機へ導く天井チャンバ、部屋の床下に設けられ、空調機で冷却された冷気を床吹出口へ導く床下チャンバが含まれる。なお、空調機は、部屋の外側に設けることが好ましい。
【００１５】
フード装置は、収容部の前部を覆う。収容部の前部を覆うとは、換言すると、収容部の前部を囲むことで収容部の前部とフード装置の内壁とで冷気が流れる密閉空間を形成することを意味する。フード装置は、収容部の前部と相対する前壁部と、収容部の前部及び前壁部の端部と接続され、互いに対向する２枚の側壁部、及び天井部によって構成することができる。天井部は、前壁部の上部を湾曲し前壁部が兼ねてもよい。なお、「排熱の回り込み」を抑え、冷気の給気効率を向上する上では、フード装置の密閉性が優れていることが好ましい。そこで、フード装置は、収容部の前部との接続部と、部屋の床との接続部とのうち少なくともいずれか一方に、被接続部と密着させる密封部を有する構成としてもよい。また、フード装置は、フード装置の外側から発熱機器を視認可能とするため、若しくは、フード装置の外側から収容部の扉を開閉可能とするための点検口を有する構成としてもよい。なお、例えば、フード装置を透明な部材によって構成することで、視認性が高まり、発熱機器のチェックなどが容易になる。
【００１６】
ここで、前記フード装置は、前記収容部の前部と接続する接続部を有し、前記フード装置又は前記収容部の前部の少なくとも何れか一方には、前記フード装置と前記収容部の前部とを接続した際に前記フード装置内の冷気の漏れを抑制する漏れ抑制部が設けられている構成とすることができる。接続部には、フックが例示される。接続部としてフックを用いる場合、収容部にはフックを引っ掛ける引っ掛け部を設けることが好ましい。接続部をフックによって構成することで、フード装置の着脱作業が一人の作業員で短時間で行うことができ、また、フード装置の着脱を工具を用いずに行うことができる。従って、接続部は、換言すると、フード装置の着脱作業を一人の作業員で短時間で行うことができる構成、若しくは、フード装置の着脱を工具を用いずに行える構成である。このような接続部の他の態様として、磁石や面ファスナーが例示される。漏れ抑制部は、弾性部材によって構成することができる。
【００１７】
また、前記フード装置は、前記収容部の前部に設けられたヒンジ部を介して開閉自在に該収容部と接続され、前記床吹出口の上方には、前記収容部の上部と該フード装置の上部とに接続され、該フード装置を開けた際に該フード装置の上方を覆うことで前記冷気の逃
げを抑制する遮蔽状態と、前記フード装置を閉めた際には折り畳まれる非遮蔽状態とを有する天井遮蔽部を有する構成としてもよい。ヒンジ部を設ける態様によれば、ヒンジ部を軸としてフード装置を扉のように開閉可能となる。なお、フード装置を上記のようにヒンジ部を介して収容部の前部と接続する場合には、フード装置を開けた際、フード装置の上方が開放され、床吹出口から送られる冷気が上方の開放部から逃げることが懸念される。本発明では、フード装置が上記天井遮蔽部を有することで、フード装置を開けた際の冷気の逃げを抑制することができる。
【００１８】
ここで、本発明に係る空調システムは、前記フード装置の内部の上側に設けられ、該フード装置の内部の上側の温度を検出する上側温度検出部と、前記フード装置の内部、かつ、前記上側温度検出部よりも下方に設けられ、該フード装置の内部の下側の温度を検出する下側温度検出部と、を更に備え、前記床吹出口は、前記上側温度検出部で検出される温度と前記下側温度検出部で検出される温度との温度差に基づいて、前記フード装置へ送り出す冷気の風量を調整する風量調整部を有する構成してもよい。風量調整部を設けることで、エネルギー効率を高めることができる。フード装置の内部の上下温度差が小さい場合は冷気が上部まで行き届いており風量が足りているが、温度差が大きい場合は冷気の風量が不足していると判断することができる。また、フード装置の内部の温度を検出することで、風量の過不足の迅速な判断が可能となる。また、例えば、上側温度検出部及び下側温度検出部を収容部側に設けた場合には、フードの端部（発熱機器の給気側）まで冷気が届いているかを計測して確認でき負荷に応じた冷気の供給を実現できる。その結果、フード装置の下部に設けられた給気用の開口部と対向する面に冷気が滞留し収容部への吸気が不足するのを応答性よく防止できる。
【００１９】
風量調整部には、板状部材が開閉することで床吹出口を遮蔽するシャッタが例示される。シャッタを設けることで、仮に発熱機器が収容されていない収容部が存在する場合でも、床吹出口を遮蔽することで無駄な冷気の給気を防ぐことできる。また、他の収容部と比較して冷気の風量が少なくてよい収容部が存在する場合には、送り出す冷気の風量を減じることができ、空調機にかかる空気搬送動力を低減できる。また、風量調整部は、回転速度を調整することで送り出す冷気の風量を調整するファンとしてもよい。ファンを用いることで、空調機にかかる空気搬送動力を低減できる。また、ファンを用いることで、仮に空調機が故障した場合でも、一定時間床下に存在する冷気を送り出すことが可能となり、空調システムとしての冗長性を向上することができる。なお、上記温度検出部を備える態様によれば、温度検出部で検出された温度に基づく風量の自動調整が可能である。但し、空調システムをより簡易な構成とするため、風量調整は手動で行うようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る空調システムにおいて、前記フード装置は、前記収容部の前部に設けられる扉としての機能を更に有する構成とすることができる。フード装置は、収容部の前部を覆う構成であることから、収容部の前部に設けられている扉の代わりとして、フード装置を用いることもできる。収容部を新設する場合には、予め扉を有しない収容部を用いることができ、収容部の部品点数を削減することができる。
【００２１】
また、本発明に係る空調システムにおいて、前記フード装置は、袋状部材からなり、前記収容部の前部と接する領域の少なくとも一部に設けられ、前記冷気が通過する部材からなる通気部と、該通気部以外の領域に設けられ、前記冷気が通過しない部材からなる非通気部と、を有し、前記床吹出口から冷気が送り込まれることで膨張する膨張状態と、前記床吹出口からの冷気が遮断されることで収縮する収縮状態とを有する構成としてもよい。
【００２２】
膨張状態では、床吹出口から送られる冷気を効率よく供給することができる。収縮状態では、例えば、折り畳むことも可能であり、例えば、フード装置を取り外して保管する際、搬送する際の利便性が向上する。また、膨張状態や収縮状態は、外部から一目で確認可
能であり、収容部に対して冷気が正常に供給されているか否かの判断などを容易に行うことができる。
【００２３】
ここで、本発明は、上述した空調システムに用いられるフード装置としてもよい。具体的には、本発明は、一方から冷気を吸気し他方から排熱を排出する発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調システムで用いられるフード装置であって、前記発熱機器の吸気側に存在する前記収容部の前部に対して着脱自在であり、該収容部の前部を覆い、該フード装置の内部を、前記排熱を含む前記部屋内の空気を冷却する空調機で冷却された冷気が流れ、前記フード装置の内部を流れる冷気は、該フード装置の下方に設けられ、前記空調機で冷却された冷気を前記部屋の床下から前記フード装置へ送り出す床吹出口から送り出される冷気である。また、本発明は、上記フード装置が取り付けられた収容部として特定することもできる。更に、本発明は、空調方法としてもよい。空調方法に係る発明も、上述した本発明に係る空調システムと同様の機能、及び作用効果を有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、発熱機器を収容する収容部が配置された部屋の空調を行う空調の技術に関し、発熱機器からの排熱の回り込みを抑え、既設の部屋にも適用でき、かつ、種々の収容部に適用可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の空調システムの構成（断面図）の一例を示す。
【図２】従来の空調システムのラックの設置例の一例であって、大きさが同じ複数のラックが列状に設置されている例の平面図を示す。
【図３】従来の空調システムのラックの設置例の一例であって、大きさが異なる複数のラックが設置されている例の平面図を示す。
【図４】第一実施形態に係る空調システムの構成の断面図を示す。
【図５】第一実施形態に係るフード装置の斜視図を示す。
【図６】第一実施形態に係るフード装置の側面図を示す。
【図７】第二実施形態に係るフード装置の断面図を示す。
【図８】第三実施形態に係るフード装置の断面図を示す。
【図９】第四実施形態に係るフード装置の断面図を示す。
【図１０】第五実施形態に係るフード装置の断面図を示す。
【図１１】第六実施形態に係るフード装置を開放した状態の斜視図を示す。
【図１２】第七実施形態に係るフード装置の変化過程を示す。
【図１３】第八実施形態に係る空調システムの構成の断面図を示す。
【図１４】第八実施形態に係る空調システムの構成の平面図を示す。
【図１５】第八実施形態の変形例に係る空調システムの構成の平面図を示す。
【図１６】第九実施形態に係るフード装置の断面図を示す。
【図１７】第九実施形態に係る空調システムの制御部の機能ブロック図を示す。
【図１８】第九実施形態に係る制御部による風量調整の制御フローを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明にについて実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、本発明の空調システムを、サーバなどのＩＴ機器を積載したラックが設置されるデータセンターに適用する場合を例に説明する。
【００２７】
[第一実施形態]
＜構成＞
図４は、第一実施形態に係る空調システムの構成の断面図を示す。図４に示すように、第一実施形態に係る空調システム２００は、空調機１、床下チャンバ２、床吹出口３、風
量調整装置４、マシンルーム５、ラック６、フード装置７、天井吸込口８、天井チャンバ９を備える。
【００２８】
空調機１は、サーバから排出される排熱を含むマシンルーム５内の空気を冷却する。第一実施形態に係る空調システム２００では、空調機１から送り出される冷気が、床下チャンバ２、マシンルーム５、天井チャンバ９を通って、再度空調機に取り込まれる。すなわち、空調機１、床下チャンバ２、マシンルーム５、天井チャンバ９で一つの循環系が形成され、空調機１は、この循環系に設けられ、天井チャンバ９を流れる排熱を含む空気を取り込み、冷却した上で床下チャンバ２へ送り出す。なお、マシンルーム５内では、床吹出口３から吹き出した空気が、フード装置７、ラック６を通り、天井吸込口８から天井チャンバ９へ流れる。第一実施形態では、空調機１は、マシンルーム５の外側に設けられている。空調機１は、冷水が流れる配管にフィンが取り付けられた熱交換用のコイルと、空気を吸気して送り出す電動ファンを備えるユニット式の空調機によって構成されている。空調機１に供給される冷水は、図示しない冷凍機で冷やされた冷水であり、空調機１と冷凍機との間を循環する冷水循環系により供給される。なお、空調機１へ冷熱を供給する冷凍機は、屋外に設置される冷却塔の水で凝縮器を冷やす。なお、空調機１は、電動ファンとコイルをファンユニットとコイルユニットとして別体で構成し、必要に応じてダクトで接続してもよい。
【００２９】
床下チャンバ２は、二重床の床下空間に形成され、空調機１から送り出された冷気を床吹出口３へ導く。床吹出口３は、フード装置７の真下に設けられ、床下チャンバ２を介して導かれる冷気をフード装置７へ向けて送り出す。第一実施形態では、床吹出口３が、マシンルーム５の床５１を開口し、開口部にグレーチングを設置することで構成されている。
【００３０】
風量調整装置４は、床吹出口３の下部に設けられ、フード装置７へ送り出す冷気の風量を調整する。風量調整装置４は、シャッタやファンによって構成することができる。風量調整装置４の態様については、第二実施形態、第三実施形態で説明する。
【００３１】
マシンルーム５は、床５１、天井５２、壁５３からなり、内部に空間を有する。この空間、すなわちマシンルーム５には、床５１上に設置されたラック６（本発明の収容部に相当する）と、ラック６に接続されたフード装置７が設置されている。図４では、ラック６が１基のみ図示されているが、マシンルーム５には複数のラックを設置することができる。また、複数のラック６は、大きさが異なるものでもよい。第一実施形態に係るフード装置７は、接続するラックの数や大きさが限定されないことから、図４に示すように一つのラックにも適用可能である。なお、マシンルーム５内に複数のラックが設置される態様については、第八実施形態で説明する。
【００３２】
天井吸込口８は、マシンルーム５からの空気、すなわち、サーバから排出される排熱を含む空気を吸い込む。天井チャンバ９は、天井５２裏の空間に形成され、天井吸込口８から吸い込まれた排熱を含む空気を、空調機１へ導く。
【００３３】
ラック６は、サーバを収容する。第一実施形態では、ラック６は、サーバを収容するが、一方から冷気を吸気し他方から排熱を排出する発熱機器（ＩＴ機器類）を収容可能である。なお、第一実施形態に係るラック６は、前部６１から冷気を取り込み、後部６２から排熱を排気可能なメッシュ式である。前部６１とは、冷気を取り込む側の面であり、第一実施形態では、開閉可能な扉として構成されている。後部６２とは、排熱を排気する面である。なお、冷却ファンを有するサーバと異なり、ラックに収容される発熱機器が冷却ファンを有していない場合には、冷気の給気と排熱の排出を促すためのファンを別途設置するにようにしてもよい。
【００３４】
フード装置７は、ラック６の前部６１に対して着脱自在であり、ラック６の前部６１を覆う。フード装置７の内部には、空調機１で冷却された冷気が床吹出口３を介して供給される。図５は、第一実施形態に係るフード装置７の斜視図を示す。図６は、第一実施形態に係るフード装置７の側面図を示す。図５は、フード装置７をラック６から取り外した状態を示し、図６は、フード装置７をラック６に取り付けた状態を示す。第一実施形態に係るフード装置７は、ラック６の前部６１と相対する前壁部７１、ラック６の前部６１及び前壁部７１の端部と接続され、互いに対向する２枚の側壁部７２によって構成されている。第一実施形態では、前壁部７１の上部がラック６側に向けて湾曲することで床吹出口３の上方が覆われている。つまり、前壁部７１が、天井部としての機能も有している。フード装置７の底部は、床吹き出し口３からの冷気を受け入れるために開放されており、また、ラック６の前部６１側は、冷気をラック６へ送り出すために開放されている。なお、前壁部７１の上部を湾曲せずに平板状とし、フード装置７が、別途マシンルーム５の床５１と平行な天井部を備える構成としてもよい。フード装置７は、ビニールなどの軟質体によって構成することができるが、軟質体に限らず鋼板等の剛体によって構成することもできる。
【００３５】
第一実施形態のフード装置７は、フック７３を有しており、フック７３によりラック６の前部６１と着脱自在である。これにより、フード装置７の着脱作業が一人の作業員で短時間で行うことができる。また、フード装置７の着脱が、工具を用いずに行うことができる。第一実施形態では、フック７３が、前壁部７１の上端部に２つ、各側壁部７２の側端部に３つ、合計８つ設けられている。また、第一実施形態に係るフード装置７は、前壁部７１の上端部、各側壁部７２の側端部に、ラック６と密着させる側方密封部７４が設けられている。また、前壁部７１の下端部及び各側壁部７２の下端部には、床吹出口３と接続される下方密封部７５が設けられている。これにより、フード装置７の密閉性が向上し、フード装置７からの冷気の漏れや、マシンルーム５内からフード装置７内への排熱を含む空気の流入がより効果的に抑制される。側方密封部７４と下方密封部７５は、いずれもゴムなどの弾性部材によって構成することができる。なお、第一実施形態では、下方密封部７５が蛇腹状に形成されており、フード装置７の上下方向における長さの調整が可能である。なお、側方密封部７４を下方密封部７５と同じく蛇腹状としてもよい。
【００３６】
第一実施形態に係るフード装置７は、更に、前壁部７１に点検口７６を有する。点検口７６を備えることで、フード装置７の外側からラック６の扉の開閉などが可能となる。なお、フード装置７の色は、特に限定されないが、フード装置を透明な部材によって構成することで、視認性が高まり、サーバのチェックなどが容易になる。また、フード装置７は、内部を流れる冷気の温度に応じて発色するようにしてもよい。これにより、フード装置７を流れる冷気の温度を外部から容易に把握することが可能となる。
【００３７】
＜作用効果＞
以上説明した第一実施形態に係る空調システム２００によれば、フード装置７がラック６の前部６１に対してフック７３により着脱自在であり、例えば、既存のラックに対しても容易に取付可能である。つまり、第一実施形態に係る空調システム２００は、ラック６が配置されたマシンルーム５の空調を行う既存の空調システムに適用可能である。また、フード装置７は、ラック６の前部６１を覆うよう、フード装置７の前部６１に取り付けられる構成であり、第一実施形態のようにラック６が列を成していないパターンや、ラック６の大きさに関係なくフード装置７をラック６に取り付けることができる。換言すると、ラック６が配置されるマシンルーム５が、コールドアイルやホットアイルを有するか否かに関係なく、ラック６にフード装置７を取り付けることができる。つまり、第一実施形態に係る空調システム２００は、種々のラック６に適用可能である。また、フード装置７の内部には、フード装置７の下方に設けられた床吹出口３から冷気が直接送り込まれること
から、効率よくサーバに冷気を送り込むことができる。更に、ラック６の前部６１がフード装置７によって覆われ、かつ、フード装置７は、側方密封部７４及び下方密封部７５を有することで密閉性が高いことから、サーバから排出された排熱が回り込み、回り込んだ排熱をサーバが給気することを効果的に抑えることができる。つまり、第一実施形態に係る空調システム２００によれば、サーバからの「排熱の回り込み」を抑え、かつ、冷気の給気の効率を向上することができる。
【００３８】
[第二実施形態]
次に、第二実施形態について説明する。なお、既に説明した構成と同様の構成については、同一符号を付すことでその説明は省略する。以下、他の実施形態についても同様とする。図７は、第二実施形態に係るフード装置７の断面図を示す。第二実施形態に係るフード装置７は、第一実施形態に係る空調システム２００に適用可能であり、風量調整装置４としてシャッタ４０を採用する。シャッタ４０は、板状部材４０１と、軸部材４０２を有しており、板状部材４０１は、軸部材４０２を軸として回転可能である。第二実施形態では、このような板状部材４０１と軸部材４０２が対となって３基設けられている。なお、図７では、板状部材４０１と軸部材４０２が対となって３基設けられているが、例示であり、その数は限定されない。全ての板状部材４０１が床と平行（水平）となると床吹出口３からの冷気の吹き出しが遮断される。一方、全ての板状部材４０１が床と直交すると床吹出口３からの冷気の吹き出し量が最大となる。なお、シャッタ４０の調整は、手動、自動いずれでもよい。自動の場合には、ラック６付近やマシンルーム５内の温度を検知する温度センサを設置し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを有する制御部と電
気的に接続し、ＣＰＵが、温度センサで取得する温度に基づいてシャッタ４０の角度等を調整するように構成することができる。シャッタ４０を自動調整する場合の態様については、第九実施形態で更に詳しく説明する。なお、シャッタは、例えば、スライド式としてもよい。
【００３９】
第二実施形態では、風量調整装置４として、シャッタ４０を採用することで、仮にサーバが収容されていないラック６が存在する場合でも、床吹出口３を遮蔽することで無駄な冷気の給気を防ぐことできる。また、例えばラック６が複数ある場合において、他のラック６と比較して冷気の風量が少なくてよいラック６が存在する場合には、送り出す冷気の風量を減じることができ、空調機１にかかる空気搬送動力を低減できる。
【００４０】
[第三実施形態]
次に、第三実施形態について説明する。図８は、第三実施形態に係るフード装置７の断面図を示す。第三実施形態に係るフード装置７は、第一実施形態に係る空調システム２００に適用可能であり、風量調整装置４としてファン４１を採用する。ファン４１は、回転速度を調整することで送り出す冷気の風量を調整する。なお、ファン４１の調整は、手動、自動いずれでもよい。自動の場合には、ラック６付近やマシンルーム５内の温度を検知する温度センサを設置し、ＣＰＵやメモリを有する制御部と電気的に接続し、ＣＰＵが、温度センサで取得する温度に基づいてファン４１の回転速度を調整するように構成することができる。ファン４１を自動調整する場合の態様については、第九実施形態で更に詳しく説明する。
【００４１】
第三実施形態では、風量調整装置４として、ファン４１を採用することで、空調機１にかかる空気搬送動力を低減できる。また、ファン４１を採用することで、仮に空調機１が故障した場合でも、一定時間床下チャンバ２に存在する冷気を送り出すことが可能となり、空調システムとしての冗長性を向上することができる。
【００４２】
[第四実施形態]
次に、第四実施形態について説明する。図９は、第四実施形態に係るフード装置７ａの
断面図を示す。第四実施形態に係るフード装置７ａは、第一実施形態に係る空調システム２００に適用可能である。第四実施形態では、ラック６ａが前部６１ａに扉を有しない構造である。換言すると、フード装置７ａがラック６ａの扉の機能を有する。この場合、ラック６ａとフード装置７ａとの接続は、例えば、ヒンジ部によって行えばよい。フード装置７は、ラック６の前部６１を覆う構成であることから、ラック６ａの前部６１ａに設けられている扉の代わりとして、フード装置７を用いることもできる。ラック６ａを新設する場合には、予め扉を有しないラック６ａを用いることができ、ラック６ａの部品点数を削減することができる。
【００４３】
[第五実施形態]
次に、第五実施形態について説明する。図１０は、第五実施形態に係るフード装置７ｂの断面図を示す。第五実施形態に係るフード装置７ｂは、第一実施形態に係る空調システム２００に適用可能である。第五実施形態では、第四実施形態と同じくラック６ａが前部６１に扉を有しない構造である。すなわち、フード装置７ｂがラック６ａの扉の機能を有する。また、第五実施形態では、フード装置７ｂをラック６ａに接続した状態でフード装置７ｂの内部で作業が可能なように、フード装置７ｂの奥行きが設計されている。この場合、フード装置７ｂの奥行きは、例えば６００から９００ｍｍとすることができる。なお、フード装置７ｂの側壁部７２ｂに蛇腹状の長さ調整部を設けるようにしてもよい。これにより、作業時と非作業時でフード装置７ｂの奥行きを変化させることができる。更に、第五実施形態では、フード装置７ｂの奥行きに合わせて、床吹出口３が奥行き方向に２つ設けられている。これにより、フード装置７ｂ内に十分な冷気を送り出すことが可能となる。
【００４４】
[第六実施形態]
次に、第六実施形態について説明する。図１１は、第六実施形態に係るフード装置７ｃを開放した状態の斜視図を示す。第六実施形態に係るフード装置７ｃは、第一実施形態に係る空調システム２００に適用可能である。第六実施形態では、第一実施形態と同じくラック６が前部６１としての扉を備える構造である。この扉は、メッシュ構造を有する。但し、第六実施形態では、フード装置７ｃがヒンジ部７６を介して接続され、ヒンジ部７６を軸として扉として開閉可能である。また、第六実施形態では、フード装置７ｃが、床吹出口３からの冷気を送り出した状態のまま、フード装置７ｃと共に扉を開放した場合において、床吹出口３からの冷気の上昇を妨げる天井遮蔽部７７を有する。天井遮蔽部７７は、複数の折り目を有し、フード装置７ｃを開放した際に床吹出口３の上方を覆うように広がる構成である。換言すると、天井遮蔽部７７は、扇子状の構成を有する。これにより、フード装置７ｃ及び扉を開放した状態でも床吹出口３から送り出される冷気の吹き抜けを抑制した状態で、ラック６の内部のメンテナンス等を行うことができる。
【００４５】
[第七実施形態]
次に、第七実施形態について説明する。図１２は、第七実施形態に係るフード装置７ｄの変化過程を示す。図１２の左図は、第七実施形態に係るフード装置７ｄが収縮した状態（収縮途中の状態）を示し、図１２の右図は、第七実施形態に係るフード装置７ｄが膨張した状態を示す。第七実施形態に係るフード装置７ｄは、第一実施形態に係る空調システム２００に適用可能である。
【００４６】
第七実施形態では、フード装置７ｄが、袋状部材によって構成されており、床吹出口３から冷気が送り込まれることで膨張する膨張状態と、床吹出口３からの冷気が遮断されることで収縮する収縮状態とを有する。そして、第七実施形態に係るフード装置７ｄは、ラック６の前部６１と接する領域に冷気が通過する通気部７ｄ１を有し、それ以外の領域が冷気が通過しない非通気部７ｄ２として構成されている。通気部７ｄ１は、不織布などの通気性のある素材によって構成することができる。不織布の素材としては、例えばマスク
などに使用されているヘパクロス素材（不織布を開口率の高いビニールシート状のもので挟み込んだ通気性の素材）などを用いることができる。非通気部７ｄ２は、ビニールなどの通気性のない素材によって構成することができる。
【００４７】
第七実施形態によれば、膨張状態では、床吹出口３から送られる冷気を効率よく供給することができる。収縮状態では、例えば、折り畳むことも可能であり、例えば、フード装置７ｄを取り外して保管する際、搬送する際の利便性が向上する。また、膨張状態や収縮状態は、外部から一目で確認可能であり、ラック６に正常に冷気が供給されているか否かの判断などを容易に行うことができる。
【００４８】
[第八実施形態]
次に、第八実施形態について説明する。第八実施形態では、第一実施形態と異なり、マシンルーム５に複数のラックが設置されている態様について説明する。図１３は、第八実施形態に係る空調システム２０１の構成の断面図であり、図１４は、第八実施形態に係る空調システム２０１の構成の平面図を示す。図１３、図１４に示すように、第八実施形態に係る空調システム２０１では、マシンルーム５内に同じ大きさの複数のラック６が列状に設置されている。また、列状のラック群６０と列状のラック群６０とが互いに対向するように設置されている。フード装置７の構成は、基本的には第一実施形態と同様に構成すればよい。従って、列状のラック群６０を構成する全てのラック６に対して個別にフード装置７を設置してもよい。また、ラック群６０を構成する一部のラック６にフード装置７を設置してもよい。図１４は、ラック群６０を構成する全てのラック６に対して、個別にフード装置７を設置した例を示す。なお、フード装置７の前壁部７１の幅を長くし、複数のラック６やラック群６０を構成する全てのラック６を纏めて覆うようにしてもよい。
【００４９】
ここで、図１５は、第八実施形態の変形例に係る空調システム２０２の構成の平面図を示す。第八実施形態の変形例は、図３に示す従来の空調システムのラックの設置例に適用したものである。第八実施形態では、同じ大きさの複数のラック６が列状に設置されていたが、変形例では、大きさの異なるラック６がマシンルーム５内に複数設置されている。フード装置７の構成は、基本的には第一実施形態と同様とすればよい。但し、第八実施形態の変形例では、既存の床吹出口を利用するため、フード装置７の奥行きを個々に調整している。つまり、本発明に係るフード装置では、床吹出口とフード装置とが必ずしも隣接している必要は無い。第八実施形態の変形例では、ラック群６０ａ、６０ｂ等を構成する全てのラック６に対して、個別にフード装置７を設置している。但し、ラック群６０ａ、６０ｂを構成する一部のラック６にフード装置７を設置してもよい。なお、フード装置７の前壁部７１の幅を長くし、ラック群６０ａ、６０ｂを構成する全てのラック６を纏めて覆うようにしてもよい。
【００５０】
第八実施形態に係る空調システム２０２によれば、ラック６が列を成していないパターンや、ラック６の大きさに関係なくフード装置７をラック６に取り付けることができる。換言すると、ラック６が配置されるマシンルーム５が、コールドアイルやホットアイルを有するか否かに関係なく、ラック６にフード装置７を取り付けることができる。
【００５１】
[第九実施形態]
次に、第九実施形態について説明する。第九実施形態は、既に説明した第二、第三実施形態に係る空調システムにおける冷気の風量調整方法に関する。第九実施形態に係る空調システムでは、フード装置７の内部に上下二つの温度センサが設けられ、これらの温度センサで検出された温度から求められる温度差に基づいてフード装置７へ送り出す冷気の風量が制御される。
【００５２】
ここで、図１６は、第九実施形態に係るフード装置の断面図を示す。第九実施形態に係
る空調システムは、第二実施形態の構成に加えて、下側温度センサＴ１、上側温度センサＴ２、制御部４１０を有する。下側温度センサＴ１は、ラック６の前部６１の下側に接続され、フード装置７の内部の下側の温度Ｔ１を検出する。上側温度センサＴ２は、ラック６の前部６１の上側に接続され、フード装置７の内部の上側の温度を検出する。フード装置７へ供給される冷気の風量が、ラック６の吸い込み風量に対して十分な場合には、温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差は小さくなる。一方、フード装置７へ供給される冷気の風量が不足した場合には、発熱するサーバを冷却するための冷気が不足し、フード装置７内に熱だまりが生じる。その結果、フード装置７内の上側の温度Ｔ２がフード装置７内の下側の温度Ｔ１よりも高くなり、温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差が大きくなる。なお、図１６では、ラック６の前部６１に下側温度センサＴ１及び上側温度センサＴ２が取り付けられているが、設置位置は特に限定されない。下側温度センサＴ１及び上側温度センサＴ２は、フード装置７に接続してもよい。
【００５３】
制御部４１０は、下側温度センサＴ１、上側温度センサＴ２、風量調整装置４（シャッタ４０）と電気的に接続され、下側温度センサＴ１で検出される温度Ｔ１と上側温度センサＴ２で検出される温度Ｔ２との温度差に基づいて、伝記シャッタ４０の角度を調整し、フード装置７内に送り出す冷気の風量を調整する。制御部４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１１、メモリ４１２を有するコンピュータと、コンピュータ上で実行
されるプログラムによって実現される（図１７参照）。より具体的には、制御部４１０は、温度情報取得部４１３、判断部４１４、実行部４１５を含む機能部を備え、これらの機能部がコンピュータによって実行されることで冷気の風量調整が実現される。
【００５４】
ここで、図１８は、制御部による風量調整の制御フローを示す。ステップＳ０１では、温度情報取得部４１３は、温度情報として、下側温度センサＴ１で取得される温度Ｔ１と、上側温度センサＴ２で取得される温度Ｔ２を取得する。温度Ｔ１、温度Ｔ２が取得されるとステップＳ０２へ進む。
【００５５】
ステップＳ０２では、判断部４１４が、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差が所定の閾値Ｃ（例えば、０．５℃）以下であるか否かを判断する。換言すると、判断部４１４は、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差Ｔ０が所定の閾値Ｃ（例えば、０．５℃）以下であるか否かを判断することでフード装置７内へ供給する冷気の風量の不足分を判断する。温度差が閾値Ｃ以下である場合には、ステップＳ０３へ進む。一方、温度差が閾値Ｃ以下でない場合、すなわち温度差が閾値Ｃを上回っている場合には、ステップＳ０４へ進む。
【００５６】
ステップＳ０３では、実行部４１５は、シャッタ４０の開度を小さくする。これにより、フード装置７内へ供給される冷気の流量が低減される。一方、ステップＳ０４では、実行部４１５は、シャッタ４０の開度を大きくする。これにより、フード装置７内へ供給される冷気の流量が増加される。なお、温度差が小さく、かつ下側の温度Ｔ２が所定温度よりも高い場合には、空調機１から供給する冷気の風量を増加させ、または、空調機１から供給される冷気の温度を下げるといった制御を行うようにしてもよい。また、上記態様では、風量調整装置４がシャッタ４０によって構成されている場合を例に説明したが、風量調整装置４は、第三実施形態で説明したファン４１でもよい。この場合、ステップＳ０３では、実行部４１５は、ファン４１の回転数を低減すればよく、これにより、フード装置７内へ供給される冷気の流量が低減される。また、ステップＳ０４では、実行部４１５は、ファン４１の回転数を増加すればよく、これにより、フード装置７内へ供給される冷気の流量が増加される。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る空調システムはこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・空調機
２・・・床下チャンバ
３・・・床吹出口
４・・・風量調整装置
５・・・マシンルーム
６・・・ラック
７・・・フード装置
８・・・天井吸込口
９・・・天井チャンバ
２００・・・空調システム
【図１】
2011089716.tif 000003
【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】
2011089716.tif 000010
【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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