(57)【要約】【課題】電子機器の冷却装置、及び電子機器の冷却方法において、消費電力を抑制すること。【解決手段】複数の電子機器５に供給される冷却風Aの風量を電子機器５ごとに調節する風量調節器２１と、隣接する電子機器５の各々から流出する冷却風A同士の温度差の情報を検出するセンサ２４と、センサ２４からの情報STに基づいて風量調節器２１を制御する制御部２３とを有する電子機器の冷却装置による。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子機器に供給される冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節する風量調節器と、
隣接する前記電子機器の各々から流出する前記冷却風同士の温度差の情報を検出するセンサと、
前記センサからの情報に基づいて前記風量調節器を制御する制御部と、
を有する電子機器の冷却装置。
【請求項２】
前記センサは、
前記温度差により反りが生じる複数の薄膜の積層体と、
反りが生じた前記積層体と接触し、又は該接触体から離間するコンタクトと、
前記積層体と前記コンタクトとの接触の有無に基づいて、前記情報を出力する出力部とを有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【請求項３】
前記制御部は、
隣接する前記電子機器のうちの一方から流出した前記冷却風の温度が、他方の前記電子機器から流出した前記冷却風の温度よりも高いときに、前記風量調節器を制御することにより、前記一方の電子機器に供給される前記冷却風の風量を前記他方の電子機器に供給される前記冷却風の風量よりも多くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却風を生成するファンを更に有し、
前記制御部は、前記複数の電子機器の消費電力の合計値を基準にして前記ファンの回転数を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子機器の冷却装置。
【請求項５】
複数の電子機器の各々に冷却風を供給するステップと、
隣接する前記電子機器の各々から流出する前記冷却風同士の温度差を検出するステップと、
前記温度差に基づいて、前記冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節するステップと、
を有する電子機器の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の冷却装置、及び電子機器の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度情報化社会の到来に伴い、データセンタに設置されるサーバ等の電子機器では大量のデータが扱われるようになり、データセンタ全体の消費電力は増加傾向にある。
【０００３】
消費電力の増大によってサーバの発熱量も増大することになるが、そのサーバを効率的に冷却することにより、冷却に要する電力を抑えてデータセンタ全体の省エネルギ化を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１８３５９８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子機器の冷却装置、及び電子機器の冷却方法において、消費電力を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の開示の一観点によれば、複数の電子機器に供給される冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節する風量調節器と、隣接する前記電子機器の各々から流出する前記冷却風同士の温度差の情報を検出するセンサと、前記センサからの情報に基づいて前記風量調節器を制御する制御部とを有する電子機器の冷却装置が提供される。
【０００７】
また、その開示の別の観点によれば、複数の電子機器の各々に冷却風を供給するステップと、隣接する前記電子機器の各々から流出する前記冷却風同士の温度差を検出するステップと、前記温度差に基づいて、前記冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節するステップとを有する電子機器の冷却方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以下の開示によれば、電子機器の各々から流出する冷却風同士の温度差に基づいて冷却風の風量を電子機器ごとに調節するので、電子機器を効率的に冷却することができ、冷却のための消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本願発明者が検討したモジュール型データセンタの断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るモジュール型データセンタの断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態における各電子機器とその周囲の拡大断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態で使用するセンサの断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態において二つのセンサを対にして使用した場合の斜視図である。
【図６】図６は、第１実施形態のシミュレーションに使用した積層体のモデルの斜視図である。
【図７】図７は、第１実施形態のシミュレーションの結果を示す断面図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る冷却方法について示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る冷却方法について説明するための模式断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態で使用するセンサとその周囲の断面図である。
【図１１】図１１は、その他の実施形態に係る風量調節器の平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が行った検討事項について説明する。
【００１１】
データセンタの形態には様々なものがあるが、コンテナ内にファンユニットとサーバラックとを収容したデータセンタはモジュール型データセンタと呼ばれる。
【００１２】
そのモジュール型データセンタは、予めコンテナ内にサーバラックが収容されているため客先に短納期で設置でき、また、コンテナ単位での増設が容易であるというメリットがある。
【００１３】
図１は、本願発明者が検討したモジュール型データセンタの断面図である。
【００１４】
このモジュール型データセンタ１はコンテナ２を有し、このコンテナ２の内側にはファンユニット３とサーバラック４とが収容される。
【００１５】
ファンユニット３は、コンテナ２の吸気口２ａから外気を取り込んで冷却風Aを生成するファン３ａを有し、サーバラック４にその冷却風Aを供給する。
【００１６】
サーバラック４は、サーバ等の電子機器５を複数積み重ねてなり、各電子機器５内にはCPU等の発熱部品６と回路基板７とが設けられる。
【００１７】
なお、各電子機器５は、例えばファンレスのサーバであり、発熱部品６を冷却するためのファンを備えていない。そのため、この例では上記の冷却風Aにより発熱部品６を冷却し、冷却によって暖められた冷却風Aをコンテナ２の排気口２ｂから外部に逃がす。
【００１８】
各電子機器５に個別に冷却用のファンを設けると電子機器５の台数に応じてそのファンの数も増えてしまうが、この例では電子機器５の台数よりも少ない大型のファン３ａで一括して各電子機器５を冷却できるため、空調用の電力を削減できる。
【００１９】
ファン３ａの制御方法としては様々な方法がある。ここでは、複数の発熱部品６のうち消費電力が最も高い発熱部品６が上限温度以下となるようにファン３ａの回転数を制御する。なお、上限温度は、発熱部品６が熱暴走を起こさない限界の温度である。
【００２０】
この制御方法では、消費電力が低い電子機器５に必要以上の風量の冷却風Aが供給され、その電子機器５に搭載されている発熱部品６が過剰冷却の状態となり、空調用の電力に無駄が生じる。どの程度の電力が無駄になるかについて以下に概算する。
【００２１】
例えば、一つの電子機器５に発熱部品６としてCPUが二つ搭載されている場合を想定する。一つあたりのCPUの消費電力の最大値は１５０Wとする。また、電子機器５の台数は５台とする。
【００２２】
このとき、発熱部品６として搭載したCPUの消費電力が、全ての電子機器５において１００Wのとき、全ての電子機器５の消費電力の合計は１kW ＝ (２×５×１００W)となる。この場合の冷却風Aの風量を３００m3／hとする。
【００２３】
一方、発熱部品６の消費電力が、一つの電子機器５においては１５０Wであり、残りの全ての電子機器５において５０Wの場合を考える。前述のようにファン３ａの回転数は消費電力が最も高い発熱部品６を基準にして設定されるので、この場合は１５０Wの発熱部品６を冷却するのに適切な風量の冷却風Aをファン３ａで生成することになる。ここでは、冷却風Aの風量は、全ての電子部品６の消費電力が１００Wである場合の１．５倍になると仮定する。
【００２４】
ファン３ａの消費電力は冷却風Aの風量の三乗に比例することが知られているので、上記の場合は１．５3＝３．３７５でファン３ａの消費電力は３倍以上に増えてしまう。
【００２５】
このように、ファンユニット３で全電子機器５を一括して冷却する方式には、ファンユニット３の消費電力を抑制するという点で改善の余地がある。
【００２６】
（第１実施形態）
図２は、本実施形態に係るモジュール型データセンタ２０の断面図である。なお、図２において、図１に示したのと同じ要素には図１におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００２７】
図２に示すように、このデータセンタ２０には、各電子機器５を冷却するための冷却装置４０が設けられる。
【００２８】
冷却装置４０は、前述のファンユニット３、風量調節器２１、温度差測定部２２、及び制御部２３を備える。
【００２９】
これらのうち、風量調節器２１は各電子機器５の吸気面側に設けられ、温度差測定部２２は各電子機器５の排気面側に設けられる。
【００３０】
また、制御部２３は、温度差測定部２２から出力される後述の温度差情報STに基づいて風量調節器２１を制御する。なお、複数の電子機器５のうちの一台が制御部２３を兼ねてもよいし、制御部２３として専用のコントローラを設けてもよい。
【００３１】
図３は、各電子機器５とその周囲の拡大断面図である。
【００３２】
図３に示すように、風量調節器２１は、傾きθが可変な複数の板２１ａを有する。各板２１ａは、上下に隣接する電子機器５の間に設けられており、傾きθを調節することにより各板２１ａの間の間口Hが変わり、これにより各電子機器５に供給される冷却風Aの風量を調節できる。
【００３３】
なお、各板２１ａにはステッピングモータ等の不図示の駆動部が連結されており、制御部２３からその駆動部に駆動信号Sdを入力することで、傾きθを板２１ａごとに調節することができる。
【００３４】
一方、温度差測定部２２は複数のセンサ２４を有する。各センサ２４は、上下に隣接する各電子機器５の間に設けられており、これらの電子機器５の各々から流出する冷却風A同士の温度差を検出し、それを温度差情報STとして出力する。
【００３５】
その温度差情報STは制御部２３に入力され、温度差情報STに基づいて後述のように制御部２３は各板２１ａの傾きθを調節する。
【００３６】
図４は、センサ２４の断面図である。
【００３７】
センサ２４は、積層体２５と、その積層体２５に接触する導電性コンタクト２６と、積層体２５と導電性コンタクト２６との間を流れる電流を検出する検流計２７とを有する。
【００３８】
積層体２５は、第１〜第３の薄膜２５ａ〜２５ｃを順に積層してなり、その上下を流れる冷却風Aの温度差があると、第１の薄膜２５ａと第３の薄膜２５ｃの熱膨張量の差が原因で点線のような反りが生じる。
【００３９】
このような反りを助長するために、第１の薄膜２５ａと第３の薄膜２５ｃとしては熱膨張量の大きな金属薄膜を形成するのが好ましく、本実施形態ではアルミニウム膜又は銅膜をこれらの薄膜２５ａ、２５ｃとして形成する。これらの材料のうち、アルミニウム膜は、銅膜よりも剛性が高いため、上記の温度差が小さくなったときに積層体２５が元の平坦な形に戻りやすいという点で有利である。更に、アルミニウム膜は熱膨張率が高く、温度差に起因した反りを積層体２５に生じさせ易いというメリットがある。
【００４０】
また、第２の薄膜２５ｂは、第１の薄膜２５ａと第３の薄膜２５ｃとの温度差を維持する役割を担い、樹脂薄膜等のように熱伝導性が低い薄膜を第２の薄膜２５ｂとして形成するのが好ましい。そのような樹脂薄膜としては、例えば、ポリカーボネイト薄膜やポリイミド薄膜がある。
【００４１】
なお、積層体２５に反りが生じていない場合には、積層体２５は導電性コンタクト２６の第３の薄膜２５ｃと接触する。前述のように第３の薄膜２５ｃの材料は金属であるため、この場合には積層体２５と導電性コンタクト２６とが電気的に導通する。
【００４２】
検流計２７は、出力部の一例であって、積層体２５と導電性コンタクト２６とが電気的に導通しているか否かを検出し、その検出結果に基づき前述の温度差情報STを出力する。
【００４３】
例えば、第１の薄膜２５ａ側の冷却風Aの温度T1が、第３の薄膜２５ｃ側の冷却風Aの温度T2よりも低い場合（T1＜T2）を考える。この場合は、第１の薄膜２５ａよりも第３の薄膜２５ｃの膨張量の方が大きくなるため、積層体２５は点線のように反って導電性コンタクト２６から離間し、検流計２７は電流を検出しない。このように電流が流れていないことを検出することで、検流計２７は、第１の薄膜２５ａ側の温度T1が第３の薄膜２５ｃ側の温度T2よりも低い（T1＜T2）旨の温度差情報STを出力する。
【００４４】
一方、これとは逆にT1≧T2となった場合には、積層体２５が導電性コンタクト２６と接触するため検流計２７が電流を検出する。そして、この検出結果に基づき、検流計２７は、第１の薄膜２５ａ側の温度T1が第３の薄膜２５ｃ側の温度T2以上の温度である（T1≧T2）旨の温度差情報STを出力する。
【００４５】
このように積層体２５の反りを利用したセンサ２４は、構造がシンプルで安価であるメリットがある。
【００４６】
なお、上記では積層体２５とコンタクト２６との接触の有無を検流計２７で検出しているが、コンタクト２６に代えて圧力センサを設け、その圧力センサが積層体２５から受ける力の大きさに基づいて積層体２５の反りの有無を判断してもよい。
【００４７】
また、積層体２５が導電性コンタクト２６と接触するのは各温度の大小関係が上記のようにT1≧T2の場合であるが、これだけでは各温度が等しい（T1＝T2）のか、T1の方が温度が高い（T1＞T2）のか判別できない。
【００４８】
そこで、本実施形態では、図５のように二つのセンサ２４を対にして使用することで、T1＝T2の場合とT1＞T2の場合とを判別する。
【００４９】
図５は、二つのセンサ２４とその周囲の斜視図である。
【００５０】
図５に示すように、二つのセンサ２４は、それぞれ上下を逆にした状態で同一平面内に設けられる。以下では、図５の手前側と奥側にそれぞれ符号B、Cを付し、二つのセンサ２４を区別する。
【００５１】
このようにすると、T1＝T2の場合には、二つのセンサ２４のいずれにおいても積層体２５と導電性コンタクト２６とが接触する。よって、手前側Bのセンサ２４の温度差情報STはT1≧T2を示し、奥側Cのセンサ２４はT1≦T2を示すので、これらの共通部分からT1＝T2となることが分かる。
【００５２】
また、T1＞T2の場合には、手前側Bのセンサ２４の温度差情報STはT1≧T2を示し、奥側Cのセンサ２４はT1＞T2を示すので、これらの共通部分からT1＞T2となることが分かる。
【００５３】
同様に、T1＜T2の場合には、奥側Cのセンサ２４の温度差情報STはT1≦T2を示し、手前側Bのセンサ２４はT1＜T2を示すので、これらの共通部分からT1＜T2となることが分かる。
【００５４】
本願発明者は、冷却風Aの温度差により上記の積層体２５がどの程度反るのかをシミュレーションした。
【００５５】
図６は、そのシミュレーションに使用した積層体２５のモデルの斜視図である。そのシミュレーションでは、積層体２５の平面形状を短辺の長さWが１０mmで長辺の長さLが５０mmの矩形状とした。
【００５６】
また、第１の薄膜２５ａと第３の薄膜２５ｃとしては、厚さが０．０５mmのアルミニウム薄膜を使用し、第２の薄膜２５ｂとしては厚さが０．３mmのポリカーボネイト薄膜を使用した。
【００５７】
そして、第１の薄膜２５ａの温度は３０℃とし、第３の薄膜２５ｃの温度は３５℃とした。
【００５８】
このシミュレーションの結果を図７に示す。
【００５９】
図７は、シミュレーションにより得られた積層体２５の断面図である。図７に示すように、積層体２５の反り量Δは０．５１９mm程度となった。この値は、積層体２５と導電性コンタクト２６が接触状態から非接触状態になるのに十分な値である。
【００６０】
次に、本実施形態に係る冷却方法について説明する。
【００６１】
図８は、本実施形態に係る冷却方法について示すフローチャートである。
【００６２】
最初のステップS1では、ファンユニット３（図２参照）のファン３ａを回転させることにより冷却風Aを生成し、各電子機器５に冷却風Aを供給する。
【００６３】
冷却風Aの風量は、全ての電子機器５を適切に冷却しつつ、過剰冷却となる電子機器５が生じない程度の風量とするのが好ましい。
【００６４】
本実施形態では、制御部２３が各電子機器５の消費電力を集計してその合計値を求め、当該合計値を基準にしてファン３ａの回転数を制御する。その制御の仕方は特に限定されないが、例えば、消費電力の合計値が大きくなるのに合わせて、ファン３ａの回転数を増加させるのが好ましい。
【００６５】
各電子機器５の消費電力は、その電子機器５に搭載されている発熱部品６の発熱量の目安となる。よって、その消費電力の合計値に合わせて上記のようにファン３ａの回転数を制御することで、各電子機器５を冷却するのに適した風量の冷却風Aを生成できる。
【００６６】
次に、ステップS2に移り、各センサ２４から出力される温度差情報STに基づいて、制御部２３が、上下に隣接する電子機器５の各々から流出する冷却風A同士の温度差を検出する。
【００６７】
図９（ａ）〜（ｃ）は、ステップS2以降の工程について説明するための模式断面図である。
【００６８】
図９（ａ）〜（ｃ）においては、複数の電子機器５のうちの二つのみを表し、下側の電子機器５から流出する冷却風Aの温度をT1とし、上側の電子機器５から流出する冷却風Aの温度をT2としている。
【００６９】
前述のステップS2では、制御部２３が、これらの温度T1、T2の大小関係を（１）T2＞T1、（２）T2＝T1、及び（３）T2＜T1の三つの場合に分ける。
【００７０】
再び図８を参照する。
【００７１】
次のステップS3では、温度T1、T2が上記の（１）〜（３）のいずれに該当するのかを制御部２３が判断する。
【００７２】
ここで、T2＞T1と判断した場合にはステップS4に移る。
【００７３】
T2＞T1の場合には、上側の電子機器５が下側の電子機器５よりも多く発熱しており、上側の電子機器５を優先的に冷却するのが好ましい。
【００７４】
そこで、ステップS4では、制御部２３の制御下において、図９（ａ）のように板２１ａを下に向ける。
【００７５】
これにより、下側の電子機器５よりも上側の電子機器５に供給される冷却風Aの風量が増え、上側の電子機器５を優先的に冷却することができる。更に、下側の電子機器５に供給される冷却風Aの風量が減り、下側の電子機器５が過剰冷却になるのも防止できる。
【００７６】
一方、図８のステップS3でT2＝T1と判断した場合にはステップS5に移る。
【００７７】
T2＝T1の場合には、上側と下側の電子機器５に発熱量の差がない。そのため、ステップS5においては、図９（ｂ）に示すように制御部２３が板２１ａを水平面と平行にすることにより、上側と下側の各々の電子機器５に均等に冷却風Aを供給する。
【００７８】
そして、図８のステップS3でT2＜T1と判断した場合にはステップS6に移る。
【００７９】
ステップ6では、制御部２３の制御下において、図９（ｃ）のように板２１ａを上に向ける。
【００８０】
これにより、上側の電子機器５よりも下側の電子機器５に供給される冷却風Aの風量が増え、下側の電子機器５を優先的に冷却することができる。
【００８１】
更に、上側の電子機器５に供給される冷却風Aの風量が減り、上側の電子機器５が過剰冷却になるのも防止できる。
【００８２】
この後は、所定の時間が経過した後に再びステップS2に戻り、図９（ａ）〜（ｃ）のように板２１ａの向きを調節する。
【００８３】
なお、板２１ａの向きの調節は上記のように「上向き」、「平行」、「下向き」の三段階で行ってもよいし、更に向きを細分化して各電子機器５に供給される冷却風Aの風量を微調整してもよい。
【００８４】
また、図８及び図９では、上下に隣接する二台の電子機器５を例にして説明したが、電子機器５が三台以上の場合には、隣接する二台の電子機器５ごとに図８に従って冷却風Aの風量を調節すればよい。
【００８５】
以上により、本実施形態に係る冷却方法の基本ステップを終了する。
【００８６】
上記した本実施形態によれば、上下に隣接する電子機器５の各々から流出する冷却風A同士の温度差に基づいて、ステップS4〜S6において冷却風Aの風量を電子機器５ごとに調節する。
【００８７】
これにより、ファン３ａの回転数を増大させなくても発熱量が多い電子機器５に優先的に冷却風Aが供給されるため、ファンユニット３の消費電力を抑えることができる。更に、発熱量が小さい電子機器５に供給される冷却風Aの風量が少なくなるため電子機器５の過剰冷却を防止でき、各電子機器５を効率的に冷却することが可能となる。
【００８８】
しかも、ステップS1においては、消費電力が最大の電子機器５を基準にしてファン３ａの回転数を制御するのではなく、各電子機器５の消費電力の合計値を基準にしてファン３ａの回転数を制御する。消費電力の最大値を基準とする方法では最大値を示す電子機器５以外の全ての電子機器５が過剰冷却となるおそれがあるが、本実施形態のように合計値を基準とすれば過剰冷却となる電子機器５の台数が減り、空調電力の無駄を抑制できる。
【００８９】
（実験例）
次に、第１実施形態の実験例について説明する。
【００９０】
この実験では、サーバラック４に電子機器５として５台のサーバを組み込んだ。各サーバはファンレスである。そして、サーバラック４の吸気側に風量調節器２１として四枚の板２１ａを設けた。前述のように、各板２１ａは、上下に隣接する電子機器５の間に設けられる。
【００９１】
更に、サーバラック４の排気側には合計で８個のセンサ２４を設けた。図５に示したように、各センサ２４は二つで一セットとして用いられ、上下に隣接する電子機器５の間に１セットずつ設けた。
【００９２】
各センサ２４の積層体２５を形成する第１〜第３の薄膜２５ａ〜２５ｃ（図４参照）の平面形状は、短辺の長さが１０mmで長辺の長さが５０mmの矩形状である。また、第１の薄膜２５ａと第３の薄膜２５ｃとしては厚さが０．０５mmのアルミニウム薄膜を使用し、第２の薄膜２５ｂとしては厚さが０．３mmのポリカーボネイト薄膜を使用した。図７を参照して説明したように、このような構成の積層体２５においては、第１の薄膜２５ａと第３の薄膜２５ｃとの温度差を５℃としたときの反り量が約５mmである。
【００９３】
ここで、５台の電子機器５をそれぞれ独立に動作させたところ、各電子機器５の負荷の相違が原因で、発熱部品６として搭載したCPUの温度が電子機器５ごとに異なる温度となった。
【００９４】
そこで、各電子機器５の消費電力の合計値が１kWになるように、各電子機器５の発熱部品６の負荷を調節した。なお、この実験では、発熱部品６であるCPUの上限温度を７０℃に設定した。この上限温度は、CPUが熱暴走を起こさない温度の目安である。
【００９５】
各センサ２４を動作させない場合、発熱部品６の温度は各電子機器５の間で３５℃〜７０℃の範囲で変動し、各電子機器５から流出した冷却風Aの温度は各電子機器５の間で３５℃〜４５℃の範囲で変動した。
【００９６】
このとき、ファンユニット３で生成する冷却風Aの風量を、消費電力が最大となる電子機器５を基準に設定したところ、ファンユニット３の消費電力は３００Wとなった。
【００９７】
次に、本実施形態に従って各センサ２４を動作し、制御部２３に図８のフローチャートに従った動作をさせた。これにより、発熱部品６の温度は各電子機器５の間で３５℃〜６０℃の範囲で変動し、各電子機器５から流出した冷却風Aの温度は各電子機器５の間で３５℃〜４３℃の範囲で変動した。これらの変動の幅は、各センサ２４を動作させない場合よりも狭い。よって、ファン３ａの回転数を落としても発熱部品６がその上限温度（７０℃）を超えるおそれが低くなり、ファンユニット３の消費電力を低減できる。
【００９８】
このときのファンユニット３の消費電力は２００Wであり、制御部２３や風量調節器２１の消費電力（３０W）を合わせると、空調電力の総消費電力は２３０Wとなる。これにより、各センサ２４を動作させない場合のファンユニット３の消費電力（３００W）と比較して消費電力を２３％削減でき、データセンタの省エネルギ化を実現できることが明らかとなった。
【００９９】
（第２実施形態）
第１実施形態では、図４に示したように、積層体２５における第１〜第３の薄膜２５ａ〜２５ｃの熱膨張量の相違を利用することにより、上下に隣接する電子機器５の温度差を検出した。
【０１００】
これに対し、本実施形態では、以下のようにペルチェ素子を用いて各電子機器５の温度差を検出する。
【０１０１】
図１０は、本実施形態に係るセンサ２４とその周囲の断面図である。
【０１０２】
なお、図１０において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１０３】
本実施形態に係るセンサ２４は、ペルチェ素子３４とこれに接続された検流計３５とを有する。
【０１０４】
ペルチェ素子３４は第１の電極板３１と第２の電極板３２とを有し、これらの電極板３１、３２の間には熱電変換部３３が設けられる。熱電変換部３３は、例えばp型半導体とn型半導体を交互に配列してなり、各電極板３１、３２の温度差に応じた大きさと極性とを有する電位差をゼーベック効果により生成する。
【０１０５】
検流計３５は、出力部の一例であって、各電極板３１、３２の間の電位差によって流れる電流を検出し、その電流の向きに応じて温度差情報STを出力する。
【０１０６】
第１実施形態と同様に、このセンサ２４は、上下に隣接する電子機器５の間に設けられる。
【０１０７】
ここで、下側の電子機器５から流出した冷却風Aの温度をT1とし、上側の電子機器５から流出した冷却風Aの温度をT2とする。
【０１０８】
T1＜T2の場合とT1＞T2の場合とでは検流計３５に流れる電流Iの向きが逆になるため、検流計３５は電流Iの向きに基づいてT1とT2との大小関係を検出できる。また、T1＝T2の場合には電流Iが流れないので、電流Iの大きさが０か否かにより検流計３５は温度差の有無を検出できる。
【０１０９】
温度差情報STには、このような温度差の有無や各温度T1、T2の大小関係が含まれる。
【０１１０】
第１実施形態ではT1＝T2の場合を判別するために図５のように二つのセンサ２４を対にして使用したが、本実施形態では上記のように一つのセンサ２４でもT1＝T2の場合を判別でき、用いるセンサ２４の数を低減できる。
【０１１１】
なお、本実施形態に係るセンサ２４を用いた冷却方法は、第１実施形態の図８のフローチャートで示したのと同じなので、その説明については省略する。
【０１１２】
上記した本実施形態においても、第１実施形態と同様の理由によりファンユニット３の消費電力を抑制しながら、各電子機器５を効率的に冷却することができる。
【０１１３】
（実験例）
次に、第２実施形態の実験例について説明する。
【０１１４】
この実験では、サーバラック４に電子機器５として５台のサーバを組み込んだ。各サーバはファンレスである。そして、サーバラック４の吸気側に風量調節器２１として八枚の板２１ａを設けた。なお、この実験では二枚の板２１ａを１セットとして用い、４セットの各々を上下に隣接する電子機器５の間に設けた。
【０１１５】
更に、サーバラック４の排気側には４個のセンサ２４を設けた。各センサ２４は、それぞれ上下に隣接する電子機器５の間に１つずつ設けた。
【０１１６】
ここで、５台の電子機器５をそれぞれ独立に動作させたところ、各電子機器５の負荷の相違が原因で、発熱部品６として搭載したCPUの温度が電子機器５ごとに異なる温度となった。
【０１１７】
そこで、各電子機器５の消費電力の合計値が１．５kWになるように、各電子機器５の発熱部品６の負荷を調節した。なお、この実験では、発熱部品６であるCPUの上限温度を９０℃に設定した。
【０１１８】
各センサ２４を動作させない場合、発熱部品６の温度は各電子機器５の間で３５℃〜９０℃の範囲で変動し、各電子機器５から流出した冷却風Aの温度は各電子機器５の間で３５℃〜５５℃の範囲で変動した。
【０１１９】
このとき、ファンユニット３で生成する冷却風Aの風量を、消費電力が最大となる電子機器５を基準に設定したところ、ファンユニット３の消費電力は５００Wとなった。
【０１２０】
次に、本実施形態に従って各センサ２４を動作し、制御部２３に図８のフローチャートに従った動作をさせた。これにより、発熱部品６の温度は各電子機器５の間で３５℃〜７５℃の範囲で変動し、各電子機器５から流出した冷却風Aの温度は各電子機器５の間で３５℃〜５０℃の範囲で変動した。これらの変動の幅は、各センサ２４を動作させない場合よりも狭い。よって、ファン３ａの回転数を落としても発熱部品６がその上限温度（９０℃）を超えるおそれが低くなり、ファンユニット３の消費電力を低減できる。
【０１２１】
このときのファンユニット３の消費電力は３００Wであり、風量調節器２１、制御部２３、及び各センサ２４の消費電力（３０W）を合わせると、空調電力の総消費電力は３６０Wとなる。これにより、各センサ２４を動作させない場合のファンユニット３の消費電力（５００W）と比較して消費電力を２８％削減でき、データセンタの省エネルギ化を実現できることが明らかとなった。
【０１２２】
（その他の実施形態）
第１及び第２実施形態では、図３に示したように、風量調節器２１として傾きが可変な板２１ａを使用した。
【０１２３】
風量調節器２１はこれに限定されない。
【０１２４】
図１１は、風量調節器２１の他の例について示す平面図である。
【０１２５】
この風量調節器２１は、互いに重ねられた第１の板４１と第２の板４２とを有する。これらの板４１、４２の各々には第１の開口４１ａと第２の開口４２ａとが設けられており、各板４１、４２をずらすことにより各開口４１ａ、４２ａの重複部分Rの面積が可変となり、その重複部分を流れる冷却風Aの風量を調節できる。
【０１２６】
なお、各板４１、４２をずらすには、これらの板に不図示の駆動部を設け、その駆動部に対して制御部２３（図３参照）の駆動信号Sdを入力すればよい。第１実施形態と同様に、駆動信号Sdは、前述の温度差情報STに基づいて制御部２３が生成する。
【０１２７】
この風量調節装置２１は電子機器５ごとに設けられ、これにより電子機器５に供給される冷却風Aの風量を電子機器５ごとに調節することができる。
【０１２８】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２９】
（付記１）  複数の電子機器に供給される冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節する風量調節器と、
隣接する前記電子機器の各々から流出する前記冷却風同士の温度差の情報を検出するセンサと、
前記センサからの情報に基づいて前記風量調節器を制御する制御部と、
を有する電子機器の冷却装置。
【０１３０】
（付記２）  前記センサは、
前記温度差により反りが生じる複数の薄膜の積層体と、
反りが生じた前記積層体と接触し、又は該接触体から離間するコンタクトと、
前記積層体と前記コンタクトとの接触の有無に基づいて、前記情報を出力する出力部とを有することを特徴とする付記１に記載の電子機器の冷却装置。
【０１３１】
（付記３）  前記センサはペルチェ素子であることを特徴とする付記１に記載の電子機器の冷却装置。
【０１３２】
（付記４）  前記制御部は、
隣接する前記電子機器のうちの一方から流出した前記冷却風の温度が、他方の前記電子機器から流出した前記冷却風の温度よりも高いときに、前記風量調節器を制御することにより、前記一方の電子機器に供給される前記冷却風の風量を前記他方の電子機器に供給される前記冷却風の風量よりも多くすることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。
【０１３３】
（付記５）  前記風量調節器は向きが可変な板であり、
前記制御部は、前記情報に基づいて前記板の向きを制御することを特徴とする付記１乃至付記４のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。
【０１３４】
（付記６）  前記風量調節器は、第１の開口を備えた第１の板と、第２の開口を備え、前記第１の板に重ねられた第２の板とを有し、
前記制御部は、前記情報に基づいて前記第１の板と前記第２の板とをずらすことにより、前記第１の開口と前記第２の開口とを通る前記冷却風の風量を調節することを特徴とする付記１乃至付記４のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。
【０１３５】
（付記７）  前記冷却風を生成するファンを更に有し、
前記制御部は、前記複数の電子機器の消費電力の合計値を基準にして前記ファンの回転数を制御することを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかに記載の電子機器の冷却装置。
【０１３６】
（付記８）  複数の電子機器の各々に冷却風を供給するステップと、
隣接する前記電子機器の各々から流出する前記冷却風同士の温度差を検出するステップと、
前記温度差に基づいて、前記冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節するステップと、
を有する電子機器の冷却方法。
【０１３７】
（付記９）  前記温度差を検出するステップは、
複数の薄膜を積層してなる積層体を前記温度差によって反らせ、前記積層体とコンタクトとの接触の有無に基づいて、前記温度差を検出することを特徴とする付記８に記載の電子機器の冷却方法。
【０１３８】
（付記１０）  前記温度差を検出するステップは、
前記温度差に応じた向きの電流を出力するペルチェ素子を用い、該電流の向きに基づいて、前記温度差を検出することを特徴とする付記９に記載の電子機器の冷却方法。
【０１３９】
（付記１１）  前記冷却風の風量を前記電子機器ごとに調節するステップは、
隣接する前記電子機器のうちの一方から流出した前記冷却風の温度が、他方の前記電子機器から流出した前記冷却風の温度よりも高いときに、前記一方の電子機器に供給される前記冷却風の風量を前記他方の電子機器に供給される前記冷却風の風量よりも多くすることを特徴とする付記８乃至付記１０のいずれかに記載の電子機器の冷却方法。
【０１４０】
（付記１２）  前記冷却風を供給するステップにおいて、前記複数の電子機器の消費電力の合計値を基準にして、前記冷却風を生成するファンの回転数を制御することを特徴とする付記８乃至付記１１のいずれかに記載の電子機器の冷却方法。
【符号の説明】
【０１４１】
１、２０…モジュール型データセンタ、２…コンテナ、２ａ…吸気口、２ｂ…排気口、３…ファンユニット、３ａ…ファン、４…サーバラック、５…電子機器、６…発熱部品、７…回路基板、２１…風量調節器、２１ａ…板、２２…温度差測定部、２３…制御部、２４…センサ、２５…積層体、２５ａ〜２５ｃ…第１〜第３の薄膜、２６…導電性コンタクト、２７…検流計、３１、３２…第１及び第２の電極板、３３…熱電変換部、３４…ペルチェ素子、３５…検流計、４０…冷却装置、４１…第１の板、４１ａ…第１の開口、４２…第２の板、４２ａ…第２の開口。
【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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