(57)【要約】【課題】サーバ室ごとの特有な状況を考慮しながら、ＩＣＴ装置の排熱効率を高めるための整流板のパラメータを決定する方法を提供する。【解決手段】サーバ室の寸法情報と、ＩＣＴ装置の位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、前記整流板のパラメータを変化させながら、前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、前記吸気温度および前記排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップとを備える。【選択図】図３
2015053012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣＴ装置の吸気口および／または前記ＩＣＴ装置の排気口に取り付けられる整流板のパラメータを決定する方法であって、
前記ＩＣＴ装置が設置されるサーバ室の寸法情報と、前記ＩＣＴ装置の設置された位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、前記整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、前記ＩＣＴ装置を冷却するための室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、
前記整流板のパラメータを変化させながら、前記シミュレーションの結果に基づき前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、
前記算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および前記算出されたＩＣＴ装置の排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップと
を備えることを特徴とする整流板のパラメータを決定する方法。
【請求項２】
前記整流板のパラメータは、前記整流板の形状と、前記整流板の開き角度とを含むことを特徴とする整流板のパラメータを決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流板のパラメータを決定する方法に関し、より詳細には、ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱を効率的に取り除くための整流板のパラメータを決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、企業のＩＣＴ（Information and Communication Technology：情報通信技術）利用の急速な増加に伴って、膨大な数のＩＣＴ装置が使用されている。本明細書では、ＩＣＴ装置は、サーバ、ルータなどをいう。ＩＣＴ装置のＣＰＵ、電源ユニットなどの負荷を冷却するため、空調の冷房運転における電力消費量の増加の問題が深刻化しつつあり、空調効率の改善が求められている。
【０００３】
ＩＣＴ装置は、米国ＥＩＡ規格に準ずる１９インチサーバラックに格納され、サーバ室に収容されるのが一般的である。また、隣り合うサーバラックの空間的な間隔は一定であり、一つのサーバラックの筐体に複数台のＩＣＴ装置が設置されている。
【０００４】
空調機の室内機からの冷気は、ＩＣＴ装置の吸気口の正面から入り、ＩＣＴ装置に内蔵されたファンによってＩＣＴ装置の内部へ送り込まれる。そして、ＩＣＴ装置のＣＰＵなどの負荷の発熱により冷気が暖められて、熱気がＩＣＴ装置の排気口から排気される。そこで、ＩＣＴ装置周辺を取り巻いている冷気を効率よく吸気してＩＣＴ装置の負荷を冷却することが要求される。
【０００５】
従来から、サーバ室の空調機の室内機が、床下で冷気を吹出し、冷気が床下から天井に向かって吹き出す空調方法が存在する。サーバラックは前面から冷気を吸込み、上面又は背面から排気するタイプが多く、各サーバラックは前面・上面・背面を同じ方向に向けて横一列に配置される。サーバ室内には吸気面・排気面を同じ方向に向けて配置されたサーバラック列が、隣接する列の吸気面と吸気面、排気面と排気面とを対向させて、複数列配置される。吸気面に挟まれた通路は二重床から冷気が供給されていることから、コールドアイルと呼ばれる。一方、排気面に挟まれた通路はサーバラックからの排気で温度が上がるため、ホットアイルと呼ばれる。コールドアイルとホットアイルとの間を遮蔽して冷暖気の混合を抑制することで、効率よくＩＣＴ装置に冷気を供給することが可能になる。
【０００６】
さらに、空調機の室内機から吹出された冷気を最大限生かすため、床下から冷気が吹出される網目状の床の配置を工夫することで、ＩＣＴ装置の冷却する効率を高める方法が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Hendrik Hamann、Madhusudan Iyengar、and Martin O’Boyle、 “THE IMPACT OF AIR FLOW LEAKAGE ON SERVER INLET AIR TEMPERATURE IN A RAISED FLOOR DATA CENTER”、11th Intersociety Conf. Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems、2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献１に開示された技術では、例えば、サーバ室特有の形状によってＩＣＴ装置の排熱が溜まる場所ができるといったサーバ室ごとの状況に対応できない。熱が溜まったコールドアイルから吸気すると、ＩＣＴ装置内に熱を含んだ冷気を送り込むことになり、ＩＣＴ装置内の温度センサによって検出された温度が上限温度を超えて、ＩＣＴ装置が安定して動作できなくなる。
【０００９】
そこでＩＣＴ装置の吸気口や排気口に整流板を取り付ければ、ＩＣＴ装置内に冷気をより多く取り込むことができ、ＩＣＴ装置の冷却する効率を高めることが可能である。一方、サーバ室は、様々な形状をしており、ＩＣＴ装置を収納したサーバラックの配列も様々である。よって空調の室内機から吹出した冷気の流れもサーバ室ごとに異なり、ＩＣＴ装置に冷気を効率よく供給するためには、ＩＣＴ装置ごとに位置を調整しながら整流板を取り付けなければならなかった。したがって、サーバ室ごとに経験則に基づいて試行錯誤しながら整流板を取り付けていては、時間が掛かり、コストが増大するといった問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、サーバ室ごとの状況を考慮しながら、ＩＣＴ装置に取り付ける整流板の形状および開き角度などの整流板のパラメータを決定する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段として、本発明では、ＩＣＴ装置の吸気口、排気口に整流板を取り付け、整流板の開き角度を調整することで、サーバ室内の気流循環効率を向上させることについて述べている。また、ＩＣＴ装置の吸気口および排気口に取り付ける整流板の開き角度に応じて、平面形状または曲面形状をもつ整流板を組み合わせて適用することについても述べている。
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＩＣＴ装置の吸気口および／または前記ＩＣＴ装置の排気口に取り付けられる整流板のパラメータを決定する方法であって、前記ＩＣＴ装置が設置されるサーバ室の寸法情報と、前記ＩＣＴ装置の設置された位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、前記整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、前記ＩＣＴ装置を冷却するための室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、前記整流板のパラメータを変化させながら、前記シミュレーションの結果に基づき前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、前記算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および前記算出されたＩＣＴ装置の排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、サーバ室内の全体の冷却循環効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる、サーバ室の構造のモデル化の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる、ＩＣＴ装置の吸気口に取り付ける整流板の形状の比較を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における、平面形状の整流板の開き角度および曲面形状の整流板の開き角度について示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる、サーバ室内の温度分布の複数例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる、曲面形状の整流板を取り付けたＩＣＴ装置内部の熱の流れの一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる、ＩＣＴ装置内部およびＩＣＴ装置付近の気流の強さについてシミュレーション実験した例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる、ＩＣＴ装置に取り付ける整流板の形状と開き角度と、ＩＣＴ装置の吸気温度と排気温度と、ＲＨＩ’との関係を示す図である。
【図８】二重床から冷気が供給されるサーバ室における、サーバラック列、サーバラック、およびＩＣＴ装置の配置を示す。
【図９】本発明の一実施形態にかかる、整流板のパラメータを決定する方法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】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
（サーバ室内のモデル化）  
図１に本発明の一実施形態にかかる、サーバ室の構造のモデル化の一例を示す。図１（ａ）は、サーバ室をＡから見た平面図を表し、図１（ｂ）は、サーバ室を斜めから見た斜視図を表す。図１（ｃ）は、サーバ室をＣ方向から見た側面図を表し、図１（ｄ）は、サーバ室をＤ方向から見た側面図を表す。
【００１７】
サーバ室１は、ＩＣＴ装置を複数収納したサーバラック列１１ａ〜１１ｆと、ＩＣＴ装置内の負荷を冷却するための冷気を吹出す室内機１２ａ〜１２ｄとを備える。サーバラック列１１ｆは、サーバラック列１１ｆ１〜サーバラック列１１ｆ７を含む。各ＩＣＴ装置には、室内機１２ａ〜１２ｄからの冷気を取り入れるためのファンが内蔵されている。
【００１８】
サーバ室１内の熱の流れのシミュレーションにおける数値計算を実施するための前提として、サーバ室１の構造のモデルをソフトウェアにより生成する。ソフトウェアにより、サーバ室１の寸法、サーバラック列１１ａ〜１１ｆの寸法、室内機１２ａ〜１２ｄの寸法、ＩＣＴ装置の寸法、ＩＣＴ装置の負荷の位置、ＩＣＴ装置のファンの位置、および後述するＩＣＴ装置に取り付けられる整流板の形状および整流板の開き角度（整流板のパラメータ）といった第１のパラメータに基づいて、サーバ室１内の構造のモデル化を行われる。次にサーバ室構造モデルが作成される。
【００１９】
図２に本発明の一実施形態にかかる、ＩＣＴ装置の吸気口に取り付ける整流板の形状のモデル化の比較を示す。図２（ａ）は、モデル化されたＩＣＴ装置２を直方体ａｂｃｄ−ｅｆｇｈとし、平面形状の整流板２３ａをＩＣＴ装置２の吸気口ａｂｃｄの線分ａｂに取り付けた図を表し、平面形状の整流板２３ｂをＩＣＴ装置２の吸気口ａｂｃｄの線分ｃｄに取り付けた図を表す。また図２（ａ）は、平面形状の整流板２３ｃをＩＣＴ装置２の吸気口ｅｆｇｈの線分ｅｆに取り付けた図を表し、平面形状の整流板２３ｄをＩＣＴ装置２の吸気口ｅｆｇｈの線分ｇｈに取り付けた図を表す。
【００２０】
図２（ｂ）は、モデル化されたＩＣＴ装置２を直方体ｉｊｋｌ−ｍｎｏｐとし、曲面形状の整流板３３ａをＩＣＴ装置２の吸気口ｉｊｋｌの線分ｉｊに取り付けた図を表し、曲面形状の整流板３３ｂをＩＣＴ装置２の吸気口ｉｊｋｌの線分ｋｌに取り付けた図を表す。また図２（ｂ）は、曲面形状の整流板３３ｃをＩＣＴ装置２の吸気口ｍｎｏｐの線分ｍｎに取り付けた図を表し、曲面形状の整流板３３ｄをＩＣＴ装置２の吸気口ｍｎｏｐの線分ｏｐに取り付けた図を表す。
【００２１】
図２（ａ）に示すＩＣＴ装置２は、ＩＣＴ装置２の内部の熱を取り除くためのファン２１と、熱を生じる負荷２２と、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けられた平面形状の整流板２３ａ〜２３ｄとを備える。また図２（ｂ）に示すＩＣＴ装置２は、ＩＣＴ装置２の内部の熱を取り除くためのファン２１と、熱を生じる負荷２２と、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けられた曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄとを備える。
【００２２】
ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に整流板を取り付けることにより、ＩＣＴ装置２内の気流の循環を促し、効率のよいＩＣＴ装置２内の熱交換の実現が可能となる。整流板の形状によって、または、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付ける角度によって、ＩＣＴ装置２内の取り込まれる冷気の量も変化する。整流板は、ガイドベンとも呼ばれている。ＩＣＴ装置２の内部形状および整流板の形状のモデル化については、曲面形状の表現に柔軟に対応するために、非構造格子モデルを用いる。
【００２３】
図３に本発明の一実施形態における、平面形状の整流板の開き角度および曲面形状の整流板の開き角度について示す。図３（ａ）は、平面形状の整流板の開き角度について示し、図３（ｂ）は、曲面形状の整流板の開き角度について示す。
【００２４】
図３（ａ）に示す角度（Ｅ）は、図２（ａ）に示すＩＣＴ装置２に取り付けられた平面形状の整流板２３ｃにおいて、線分ｂｆのｆ側を延長した半直線上にある点をβとした場合の角αｆβである。また図３（ｂ）に示す角度（Ｆ）は、図２（ｂ）に示すＩＣＴ装置２に取り付けられた曲面形状の整流板３３ａにおいて、円弧γに接する直線で点ｊを通る直線であって、円弧γ側の半直線上にある点をδとし、線分ｊｎのｊ側を延長した半直線上にある点をεとした場合の角δｊεである。角度（Ｅ）が４５度である場合、便宜上、平面４５度と表現する。また角度（Ｆ）が２３度である場合、便宜上、曲面２３度と表現する。
【００２５】
整流板が平面形状の場合の角度の範囲は1度〜89度とし、整流板が曲面形状の場合の角度の範囲は1度〜44度とする。整流板が曲面形状の場合の角度が44度までとしたのは、整流板とサーバラックの壁面とで気流がぶつかり合い、ＩＣＴ装置内に気流が入るのをかえって妨げることになるためである。
【００２６】
なお、整流板の形状は、平面形状、曲面形状に限られず、例えば、平面形状を２つに折った状態の形状、波形状などが考えられる。ＩＣＴ装置内の熱の流れのシミュレーションに基づいてＩＣＴ装置の排熱効率の高くなるように、整流板の様々な形状を選択可能である。
【００２７】
（モデル化されたサーバ室内の熱の流れのシミュレーション）  
図４に本発明の一実施形態にかかる、サーバ室内の温度分布の複数例を示す。図４（ａ）は、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に曲面形状の整流板を４５度で取り付けた場合のサーバ室１内の温度分布の一例を表し、図４（ｂ）は、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に曲面形状の整流板を４５度で取り付けた場合のサーバ室内の温度分布の別の例を表す。
【００２８】
サーバ室１内の熱の流れの数値計算には、熱流体力学方程式を使用する。サーバ室１全体の熱の流れは、所定の熱流体力学方程式に、室内機から吹出される冷気の風量および温度、ＩＣＴ装置２の負荷２２から生じる熱量、ＩＣＴ装置２のファン２１の風量といった第２のパラメータを代入して得た値と、作成されたサーバ室構造モデルとに基づき、ソフトウェアでシミュレーションすることによって知ることができる。ＩＣＴ装置２の内部の熱の流れがシミュレーションされると、図４（ａ）、図４（ｂ）に示されるサーバ室内の熱の流れを表すデータが、表示装置に表示される。
【００２９】
図４（ａ）、図４（ｂ）により、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けた整流板の開き角度の違いによって、サーバ室１内の温度分布に違いが生じることが、熱の流れの数値計算で容易にかつ効率的にわかる。
【００３０】
図５に曲面形状の整流板を取り付けたＩＣＴ装置内部の熱の流れの一例を示す。図５（ａ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄをＩＣＴ装置２の吸気口に取り付けた図を表し、ＩＣＴ装置２内の熱源である負荷２２の位置を示し、内蔵された冷却ファン２１の位置を示す。図５（ｂ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄを取り付けたＩＣＴ装置２内部の熱の流れを表した図であり、斜め上からみた図である。図５（ｃ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄを取り付けたＩＣＴ装置２内部の熱の流れを表した図であり、Ｇ方向から見た図である。図５（ｄ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄを取り付けたＩＣＴ装置２内部の熱の流れを表した図であり、Ｈ方向から見た図である。
【００３１】
サーバ室構造モデルと、所定の熱流体力学方程式に第２のパラメータを代入して得た値とに基づいて、ＩＣＴ装置２の内部の熱の流れがシミュレーションされ、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示されるＩＣＴ装置２の内部の熱の流れを表すデータが、ディスプレイなどの表示装置に表示される。
【００３２】
またＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて、ＩＣＴ装置２内部の熱の流れを見る開き角度の変更、整流板３３ａ〜３３ｄの曲面の曲率の変更、負荷２２の位置の変更、およびファン２１の位置の変更が可能である。ＩＣＴ装置２内部の熱の温度分布については、例えば、表示装置に、温度が高い領域を赤、温度が低い領域を緑、青で表示させることができる。
【００３３】
図６にＩＣＴ装置内部およびＩＣＴ装置付近の気流についてシミュレーション実験した例を示す。図６（ａ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が平面形状であって、平面１度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｂ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が平面形状であって、平面４５度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｃ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が平面形状であって、平面８９度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。
【００３４】
また図６（ｄ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が曲面形状であって、曲面１度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｅ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が曲面形状であって、曲面２３度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｆ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が曲面形状であって、曲面４４度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。
【００３５】
図６（ａ）から図６（ｆ）は、ＧＵＩ上で表示される一画面である。図６（ａ）から図６（ｆ）で示す画面は、カラーで表現され、図６の左側にある目盛りは気流の風速（ｍ／ｓ）を表し、目盛りの上部が赤色、中部が緑色、下部が青色といった虹色のグラデーション表示となってもよい。虹色のグラデーションに対応して赤色が、風速が高く、青色が、風速が低いとしてもよい。虹色のグラデーション表示を、ＩＣＴ装置内の冷気の動きについて適用し、矢印の色に用いて表現してもよい。
【００３６】
第２のパラメータを所定の熱流体力学方程式に代入して得た値に基づいて、ソフトウェアによって、ＩＣＴ装置２内およびＩＣＴ装置２付近の熱の流れがシミュレーションされるが、気流の向き、風速、風速の強さについても計算される。図６の矢印の向きは、気流の向きを表す。また矢印の大きさは、気流の風速の強さを表す。ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けられる整流板の形状および開き角度によって、ＩＣＴ装置２内の気流の向き、風速、風速の強さが大きく変わることが確認される。例えば、平面４５度の場合である図６（ｂ）では、ＩＣＴ装置２の平面形状の整流板付近で、矢印の束がＩＣＴ装置の内部に向かっていることから、気流もＩＣＴ装置の内部に向かっていることがわかる。平面４５度の場合である図６（ｂ）は、平面８９度の場合である図６（ｃ）と比較して、整流板が、風を集めている様子が見て取れる。また、ＩＣＴ装置の吸気口から少し内部に入ったところでは、多くの気流が集まっていることがわかる。
【００３７】
（整流板の決定）  
図７にＩＣＴ装置に取り付ける整流板の形状と開き角度と、ＩＣＴ装置２の吸気温度と排気温度と、ＩＣＴ装置２の排熱効率を表すＲＨＩ（Return Heat Index）との関係を示す。ＲＨＩが高ければ高いほど、冷気・暖気の混合が少なくなり、排熱効率が高くなることを示す。図７（ａ）は、ＩＣＴ装置２に取り付ける平面形状または曲面形状の整流板について、横軸を整流板の開き角度とし、縦軸をＩＣＴ装置２の平均吸気温度としたグラフを示す。菱形マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、平面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均吸気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から８５度まで記載されている。四角マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、曲面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均吸気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から４０度まで記載されている。
【００３８】
図７（ｂ）は、ＩＣＴ装置２に取り付ける平面形状または曲面形状の整流板について、横軸を整流板の開き角度とし、縦軸をＩＣＴ装置２の平均排気温度としたグラフを示す。菱形マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、平面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均排気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から８５度まで記載されている。四角マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、曲面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均排気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から４０度まで記載されている。
【００３９】
図７（ｃ）は、ＩＣＴ装置２に取り付ける平面形状または曲面形状の整流板について、横軸を整流板の開き角度とし、縦軸をＲＨＩ’としたグラフを示す。菱形マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、平面形状の整流板におけるＲＨＩ’と整流板の開き角度との関係を示し、０度から８５度まで記載されている。四角マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、曲面形状の整流板におけるＲＨＩ’と整流板の開き角度との関係を示し、０度から４０度まで記載されている。
【００４０】
第２のパラメータを所定の熱流体力学方程式に代入して得た値に基づいて、ＩＣＴ装置２内およびＩＣＴ装置２付近の熱の流れがシミュレーションされるが、熱の流れのシミュレーションにおいて、モデル化されたＩＣＴ装置２の吸気温度および排気温度が計測可能である。本明細書では、ＩＣＴ装置２の吸気温度とは、モデル化されたＩＣＴ装置２の吸気口付近の温度をいう。ＩＣＴ装置２の排気温度とは、モデル化されたＩＣＴ装置２の排気口付近の温度をいう。
【００４１】
そこで、計測されたＩＣＴ装置２の吸気温度を一定時間で平均した平均吸気温度と、整流板の形状および開き角度によって図７（ａ）のグラフにかかるデータを取得することができる。また計測されたＩＣＴ装置２の排気温度を一定時間で平均した平均排気温度と、整流板の形状および開き角度によって図７（ｂ）のグラフにかかるデータを取得することができる。ＩＣＴ装置２の排熱効率については、ＲＨＩ’を用いる。図７（ａ）および図７（ｂ）のグラフにかかるデータに基づいた後述する計算方法より、図７（ｃ）のグラフにかかるデータを取得することができる。
【００４２】
図８は、二重床から冷気が供給されるサーバ室における、サーバラック列、サーバラック、およびＩＣＴ装置の配置を示す。図８（ａ）は、サーバ室を上部からみた平面図である。サーバラックが１、２、…、ｐの順番に列配置され、１、２、…、ｑの順番に行配置されている。図８（ｂ）は、図８（ａ）をＩ方向からみた側面図である。サーバラックに収納されたＩＣＴ装置が１、２、…、ｎの順番に上から配置されている。室内機から床下へ吹出された冷気は、床下を通って床面に空けられた穴から吹出され、床面からの冷気は、サーバラックに供給される。
【００４３】
サーバ室内における熱循環効率（排熱効率）を定量的に評価するために、ＲＨＩおよびＳＨＩ（Supply Heating Index）が用いられている。ＲＨＩが大きいほど、ＩＣＴ装置の排熱と室内機から吹出される冷気との混ざり具合が少なく熱循環効率が高いことを示す。ＳＨＩが大きいほど、ＩＣＴ装置の排熱と室内機から吹出される冷気との混ざり具合が多く熱循環効率が低いことを示す。
【００４４】
サーバ室におけるＲＨＩおよびＳＨＩは、サーバ室内のすべてのサーバラックからの総排熱量Qと、サーバラックに入り込む前の冷気のエンタルピーの増加量δhとを用いて定義される。総排熱量Qを表す（式１）を以下に示す。
【００４５】
【数１】
2015053012.tif 000003
【００４６】
mri,jはi、j番目のサーバラックを通じた気流量とし、(Trin)i,jはi、j番目のサーバラックにおける平均流入温度とし、(Trout)i,jはi、j番目のサーバラックにおける平均流出温度とする。番数iは１からｐの任意の数であり、番数jは１からｑの任意の数である。Cpは定圧熱量である。rは、気流量mri,j、平均流入温度(Trin)i,j、および平均流出温度(Trout)i,jがサーバラックに関する変量であることを示す。
【００４７】
また増加量δhを表す（式２）を以下に示す。
【００４８】
【数２】
2015053012.tif 000004
【００４９】
Trefは、床面からの冷気の流入温度である。床面からの冷気の流入温度Trefは、どの床面でも同一と仮定する。また、床下の空間では熱の損失、発生はないと仮定する。エンタルピーの計算において、床面からの冷気の流入温度と、空調機から床下へ吹出される冷気の温度は同一と仮定する。床面からの冷気の流入温度Trefは、モデル化されたサーバ室における、冷気が吹出される床面付近の温度とすることができる。
【００５０】
サーバ室におけるＲＨＩは、次の（式３）で定義される。
【００５１】
【数３】
2015053012.tif 000005
【００５２】
（式３）の右辺の分子は、総発熱量Qを示し、（式３）の右辺の分母は、サーバラック全体からの排熱によって得られる熱量の増加を示す。
【００５３】
サーバ室におけるＳＨＩは、次の（式４）で定義される。またＲＨＩとＳＨＩとの関係式を（式５）で示す。
【００５４】
【数４】
2015053012.tif 000006
【００５５】
RHI＋SHI=１          （式５）
【００５６】
（式４）の右辺の分子は、サーバラックに流入する前のコールドアイル側の気流を通じて得られる熱量増加を示し、（式４）の右辺の分母は、サーバラック全体からの排熱によって得られる熱量の増加を示す。
【００５７】
本実施形態では、さらにサーバラックごとのＩＣＴ装置の台数の違いに対応できるように、サーバ室におけるＲＨＩ’およびＳＨＩ’を再定義する。まず、サーバ室内のすべてのサーバラックからの総排熱量Q’およびサーバラックに入り込む前の冷気のエンタルピーの増加量δh’を（式１）および（式２）を用いて、次の（式６）および（式７）で再定義する。
【００５８】
【数５】
2015053012.tif 000007
【００５９】
【数６】
2015053012.tif 000008
【００６０】
mri,j,kはi、j番目のサーバラック内のk番目のＩＣＴ装置における気流量を示す。番数kは１からｎの任意の数である。(Trin)i,j,kはi、j番目のサーバラック内のk番目のＩＣＴ装置における平均吸気温度とし、(Trout)i,j,kはi、j番目のサーバラック内のk番目のＩＣＴ装置における平均排気温度とする。Trefは、床面からの冷気の流入温度である。
【００６１】
ＳＨＩ’は、（式６）および（式７）を（式４）に代入して得られた次の（式８）で再定義される。
【００６２】
【数７】
2015053012.tif 000009
【００６３】
よって、ＲＨＩ’は、（式８）を（式５）に代入して得られた次の（式９）で再定義される。
【００６４】
【数８】
2015053012.tif 000010
【００６５】
平均吸気温度(Trin)i,j,kは、図７（ａ）に示すグラフから得ることができ、平均排気温度(Trout)i,j,kは、図７（ｂ）に示すグラフから得ることができる。
【００６６】
したがって床面からの冷気の流入温度Trefと、稼動するＩＣＴ装置のサーバ室における場所をそれぞれ特定すれば、ＲＨＩ’を求めることができる。そして整流板の形状および開き角度を設定すれば、ＲＨＩ’がそれぞれ求まり、図７（ｃ）に示すグラフを作成することが可能となる。
【００６７】
図７（ｃ）に示された一例では、ＲＨＩ’は、平面形状の整流板の開き角度が４０度である場合に最高値である０．６４という数字が示されている。ゆえに、図７（ｃ）に示された一例では、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状が平面形状であって、整流板の開き角度が４０度である場合が、ＩＣＴ装置２の排熱効率が最も高いことになる。したがって、図７（ｃ）により、排熱効率が最も高い、整流板の形状および開き角度を決定することができる。図７（ｃ）のグラフにかかるデータに基づいて、整流板をＩＣＴ装置２に取り付けて空調を稼動させれば、ＩＣＴ装置２を効率よく冷却できる空調制御を実現できる。
【００６８】
図７に示すシミュレーション結果の一例では、整流板の開き角度が20度未満であって、曲面形状の整流板を採用した場合、平面形状の整流板よりもＲＨＩ’が高くなった。また整流板の開き角度が20度〜44度であって、平面形状の整流板を採用した場合、曲面形状の整流板よりもＲＨＩ’が高くなった。よって、整流板の形状と整流板の開き角度の双方を考慮することがＩＣＴ装置２の排熱効率を高めるために効果的であることがわかり、サーバ室の空調の省電力化になることが示唆される。即ち、ＩＣＴ装置２を設置する環境に応じて、整流板の開き角度と整流板の形状の双方を考慮したサーバ室設計が空調の省電力化にとって有効である。
【００６９】
図９に本発明の一実施形態にかかる整流板のパラメータを決定する方法のフローチャートを示す。コンピュータは、ユーザが入力する命令に従い、本発明の一実施形態にかかる整流板のパラメータを決定するシステムを組み込んだ、ソフトウェアを実行することが可能である。本発明の一実施形態にかかる整流板のパラメータを決定するシステムは、構造計算部と、シミュレーション部と、第１の生成部と、第２の生成部と、整流板決定部と、記憶部とを備える。
【００７０】
構造計算部は、入力されたサーバ室１全体の寸法、室内機の寸法、サーバラックの寸法、ＩＣＴ装置２の設置の位置、ＩＣＴ装置２の寸法、ＩＣＴ装置２の負荷２２の位置、ＩＣＴ装置２のファン２１の位置、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状および開き角度といった第１のパラメータに基づいて、サーバ室構造モデルを作成する（Ｓ１０１）。作成されたサーバ室構造モデルは、記憶部に格納される。
【００７１】
シミュレーション部は、サーバ室構造モデルと、入力された空調の室内機から吹出される冷気の温度および風量、ＩＣＴ装置２の負荷２２から生じる熱量、ＩＣＴ装置２のファン２１の風量といった第２のパラメータを所定の熱流体力学方程式に代入して得た値とに基づいて、サーバ室１内の熱の流れをシミュレーションし、シミュレーションデータを生成する（Ｓ１０２）。シミュレーションデータは、記憶部に格納される。
【００７２】
第１の生成部は、シミュレーションデータに基づいて、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状および整流板の開き角度と、ＩＣＴ装置２の吸気温度との関係を表した第１のグラフにかかるデータを生成する。第１のグラフにかかるデータは、整流板のパラメータを変化させながら、シミュレーションの結果に基づきＩＣＴ装置２の吸気温度を算出した関数である。またＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状および整流板の開き角度と、ＩＣＴ装置２の排気温度との関係を表した第２のグラフにかかるデータを生成する（Ｓ１０３）。第２のグラフにかかるデータは、整流板のパラメータを変化させながら、シミュレーションの結果に基づきＩＣＴ装置２の排気温度を算出した関数である。第１のグラフにかかるデータおよび第２のグラフにかかるデータは、記憶部に格納される。
【００７３】
第２の生成部は、第１のグラフにかかるデータおよび第２のグラフにかかるデータに基づき、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状とおよび整流板の開き角度と、ＲＨＩ’との関係を表した第３のグラフにかかるデータを生成する（Ｓ１０４）。第３のグラフは、算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および算出されたＩＣＴ装置の排気温度に基づいて、排熱効率を算出した関数である。第３のグラフにかかるデータは、記憶部に格納される。
【００７４】
整流板決定部は、第３のグラフにかかるデータによって、最も排熱効率の高い、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状と、整流板の開き角度を決定する（Ｓ１０５）。
【００７５】
本実施形態によれば、サーバ室内の全体の冷却循環効率を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電力分野、エネルギー分野、通信分野、センシング分野において、実環境におけるモニタリングや画像センシングなどに関係する産業分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  サーバ室
２  ＩＣＴ装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ  サーバラック列
１１ｆ１、１１ｆ２、１１ｆ３、１１ｆ４、１１ｆ５、１１ｆ６、１１ｆ７  サーバラック
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  室内機
２１  ファン
２２  負荷
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  整流板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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