(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度測定エリア内に敷設された光ファイバに接続されて前記温度測定エリア内の実温度分布を測定する光ファイバ式温度測定部と、
前記温度測定エリア内に設置された空調機のルーバの向きの補正量を算出する算出部と、
前記ルーバに固定されて前記温度測定エリアの実画像を撮像する撮像部とを備え、
前記算出部が、前記ルーバの向きを補正する前と比較して、前記温度測定エリアの目標温度分布と前記実温度分布とのずれが小さくなるように前記補正量を算出し、前記補正量を前記実画像に重ねてなる合成画像の画像データを生成することを特徴とする空調改善システム。
【請求項２】
前記合成画像は、前記補正量だけ前記ルーバの向きを補正したときに前記撮像部で得られると想定される仮想画像と前記実画像とを重ね合わせてなることを特徴とする請求項１に記載の空調改善システム。
【請求項３】
前記撮像部に設けられて前記温度測定エリアの一点に光を照射する光源を更に有し、
前記合成画像は、前記補正量だけ前記ルーバの向きを補正したときに前記光源で照射されると想定される前記温度測定エリア内の一点と前記実画像とを重ね合わせてなることを特徴とする請求項１に記載の空調改善システム。
【請求項４】
前記算出部は、前記空調機に対し、前記補正量だけ前記ルーバの向きを補正する制御信号を出力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項に記載の空調改善システム。
【請求項５】
前記実温度分布は、前記光ファイバの敷設経路に沿った複数の温度測定点の各々に該温度測定点における実温度を対応付けてなり、
前記目標温度分布は、複数の前記温度測定点の各々に該温度測定点における目標温度を対応付けてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の空調改善システム。
【請求項６】
前記ずれは、iとjを整数として前記温度測定点を（i、j）で表したとき、該温度測定点（i、j）における前記目標温度をT0ij、該温度測定点（i、j）における前記実温度をTij、隣接する前記温度測定点同士の間隔をΔDとして、
【数５】
0005673226.tif 000006
により表されることを特徴とする請求項５に記載の空調改善システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調改善システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化防止に対する関心の高まりに伴い、社会の色々な場面において省エネルギ化が進められている。省エネルギ化の対象は、家庭用電化製品やオフィスビル等のように様々である。
【０００３】
なかでも、インターネットデータセンタ（IDC）は、ブロードバンド通信のニーズに応えるべくその数が増大する傾向にあるため、省エネルギ化の実益が大きく見込まれる。
【０００４】
IDCには多数のサーバが設置され、その各々が空調機で冷却される。よって、その空調機の冷却効率を向上させれば、IDCの省エネルギ化に資することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５９８２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空調改善システムにおいて、空調の効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下の開示の一観点によれば、温度測定エリア内に敷設された光ファイバに接続されて前記温度測定エリア内の実温度分布を測定する光ファイバ式温度測定部と、前記温度測定エリア内に設置された空調機のルーバの向きの補正量を算出する算出部と、前記ルーバに固定されて前記温度測定エリアの実画像を撮像する撮像部とを備え、前記算出部が、前記ルーバの向きを補正する前と比較して、前記温度測定エリアの目標温度分布と前記実温度分布とのずれが小さくなるように前記補正量を算出し、前記補正量を前記実画像に重ねてなる合成画像の画像データを生成する空調改善システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以下の開示によれば、温度測定エリアの目標温度分布と実温度分布とのずれが小さくなるように算出部がルーバの向きの補正量を算出する。そして、その補正量だけルーバの向きを補正することにより、空調機の消費電力を増大させることなく実温度分布を目標温度分布に近づけることができ、空調効率の改善を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、温度測定エリアの模式図である。
【図２】図２は、光ファイバ式温度測定部の構成図である。
【図３】図３は、後方散乱光のスペクトルを示す図である。
【図４】図４は、ラマン散乱光の強度の時系列分布の一例を示す図である。
【図５】図５は、図４のラマン散乱光の強度の時系列分布を基にＩ1／Ｉ2比を時間毎に計算し、且つ図４の横軸（時間）を距離に換算し、縦軸（信号強度）を温度に換算した結果を示す図である。
【図６】図６は、温度測定エリア内におけるサーバの配置例と光ファイバの敷設例とを示す平面図である。
【図７】図７は、温度測定エリアの側面図である。
【図８】図８は、サーバの扉面近傍における光ファイバの敷設例を示す平面図である。
【図９】図９は、第１の空調機の側面図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る空調改善システムの構成図である。
【図１１】図１１は、風向の定義を説明するための模式図である。
【図１２】図１２は、風向補正量−温度分布テーブルTBの模式図である。
【図１３】図１３（ａ）は、撮像部で撮像された実画像を模式的に示す図であり、図１３（ｂ）は、ルーバの向きを補正した場合に撮像部で撮像されると想定される仮想画像を模式的に示す図であり、図１３（ｃ）は、実画像と仮想画像とを合成してなる第１の合成画像を模式的に示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は、ルーバの向きを補正する前の温度測定エリアの実温度分布を模式的に示す図であり、図１４（ｂ）は、第１の空調機のルーバの向きを補正した後の温度測定エリアの実温度分布を模式的に示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は、光源を利用する場合の実画像を模式的に示す図であり、図１５（ｂ）は、その実画像を利用して得られた第２の合成画像を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、本実施形態に係る空調改善方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態では、IDCやオフィスビルにおける空調を改善する空調改善システムについて説明する。
【００１１】
図１は、温度測定エリア１の模式図である。
【００１２】
温度測定エリア１は、例えばIDCであって、その内部には複数のサーバ２と、第１の空調機３と、第２の空調機４とが設けられる。なお、温度測定エリア１はIDCに限定されず、空調を要するオフィスであってもよい。
【００１３】
第１の空調機３と第２の空調機４は冷気Cを生成し、発熱している各サーバ２がその冷気Cに曝されることで冷却される。
【００１４】
第１の空調機３と第２の空調機４としては市販のエアコンを使用するのが好適であり、本実施形態ではダイキン製のFVYCP280Mをこれらの空調機３、４として使用する。
【００１５】
なお、空調機の台数は２台に限定されず、１台でもよいし、３台以上でもよい。
【００１６】
目標としている温度にまで各サーバ２が冷却されているかどうかを判断するには、各サーバ２の表面やその内部の実温度を測定するのが有用である。そこで、本実施形態では、そのような実温度を測定するための光ファイバ２４を温度測定エリア１内に敷設すると共に、光ファイバ２４の端部に光ファイバ式温度測定部３０を接続する。
【００１７】
光ファイバ２４は特に限定されない。本実施形態では、光ファイバ２４としてマルチモード・グレーデッドインデックス型石英光ファイバであるHFR-2Z-1（古河電工製）を使用する。なお、その光ファイバ２４の外周はポリウレタン樹脂で被覆されている。
【００１８】
また、光ファイバ式温度測定部３０としては、ラマン散光式温度測定装置であるDTS800M（SENSA社製）を使用し得る。
【００１９】
図２は、その光ファイバ式温度測定部３０の構成図である。
【００２０】
図２に示すように、光ファイバ式温度測定部３０は、レーザ光源２１と、コリメータレンズ２２ａと、コンデンサレンズ２２ｂと、ビームスプリッタ２３と、波長分離部２５と、光検出器２６とを有する。
【００２１】
レーザ光源２１からは、所定のパルス幅のレーザ光が一定の周期で出力される。このレーザ光は、コリメータレンズ２２ａ、ビームスプリッタ２３、及びコンデンサレンズ２２ｂを通って光ファイバ２４に進入する。
【００２２】
なお、その光ファイバ２４は、コア２４ａとその周囲に形成されたクラッド２４ｂとを有する。
【００２３】
光ファイバ２４内に進入したレーザ光の一部は、コア２４ａの材料分子により後方散乱される。
【００２４】
図３は、その後方散乱光のスペクトルを示す図である。
【００２５】
図３に示すように、後方散乱光には、レイリー（Rayleigh）散乱光と、ブリルアン（Brillouin）散乱光と、ラマン（Raman）散乱光とが含まれる。レイリー散乱光は入射光と同一波長の光であり、ブリルアン散乱光及びラマン散乱光は入射波長からシフトした波長の光である。
【００２６】
ラマン散乱光には、入射光よりも長波長側にシフトしたストークス光と、入射光よりも短波長側にシフトした反ストークス光とがある。ストークス光及び反ストークス光のシフト量はレーザ光の波長やコア２４ａの材料等にも依存するが、通常５０nm程度である。
【００２７】
また、ストークス光及び反ストークス光の強度はいずれも温度により変化するが、ストークス光は温度による変化量が小さく、反ストークス光は温度による変化量が大きい。すなわち、ストークス光は温度依存性が小さく、反ストークス光は温度依存性が大きいということができる。
【００２８】
これらの後方散乱光は、図２の光ファイバ２４を戻ってコンデンサレンズ２２ｂを透過した後、ビームスプリッタ２３により反射されて波長分離部２５に進入する。
【００２９】
波長分離部２５は、波長に応じて光を透過又は反射する第１〜第３のビームスプリッタ３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、特定の波長の光のみを透過する第１〜第３の光学フィルタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃとを有する。更に、その波長分離部２５は、上記の第１〜第３の光学フィルタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを透過した光をそれぞれ光検出器２６の第１〜第３の受光部２６ａ、２６ｂ、２６ｃに集光する第１〜第３の集光レンズ３４ａ、３４ｂ、３４ｃを備える。
【００３０】
波長分離部２５に入射した光は、第１〜第３のビームスプリッタ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、及び光学フィルタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃによりレイリー散乱光、ストークス光、及び反ストークス光に分離され、第１〜第３の受光部２６ａ、２６ｂ、２６ｃに入力される。
【００３１】
その結果、第１〜第３の受光部２６ａ、２６ｂ、２６ｃからはレイリー散乱光、ストークス光及び反ストークス光の強度に応じた信号が出力される。
【００３２】
なお、光検出器２６に入力される後方散乱光のパルス幅は光ファイバ２４の長さに関係する。このため、レーザ光源２１から出力されるレーザパルスの間隔は、各レーザパルスによる後方散乱光が重ならないように設定される。また、レーザ光のパワーが高すぎると誘導ラマン散乱状態になって正しい計測ができなくなる。このため、誘導ラマン散乱状態にならないようにレーザ光源２１のパワーを制御するのが好ましい。
【００３３】
上記したように、ストークス光は温度依存性が小さく、反ストークス光は温度依存性が大きいので、両者の比により後方散乱が発生した位置の温度を評価することができる。
【００３４】
ストークス光及び反ストークス光の強度比は、入射光の角周波数をω0、光ファイバ中のオプティカルフォノンの角周波数をωk、プランク定数をｈ、ボルツマン定数をｋ、温度をＴとしたときに、以下の（１）式により表わされる。
【００３５】
【数１】
0005673226.tif 000002
すなわち、ストークス光及び反ストークス光の強度比がわかれば、（１）式から後方散乱が発生した位置の温度を算出することができる。
【００３６】
ところで、光ファイバ２４内で発生した後方散乱光は、光ファイバ２４を戻る間に減衰する。そのため、後方散乱が発生した位置における温度を正しく評価するためには、光の減衰を考慮するのが好ましい。
【００３７】
図４は、横軸に時間をとり、縦軸に光検出器の受光部から出力される信号強度をとって、ラマン散乱光の強度の時系列分布の一例を示す図である。光ファイバ２４にレーザパルスを入射した直後から一定の間、光検出器２６にはストークス光及び反ストークス光が検出される。光ファイバの全長にわたって温度が均一の場合、レーザパルスが光ファイバに入射した時点を基準とすると、信号強度は時間の経過とともに減少する。この場合、横軸の時間は光ファイバの光源側端部から後方散乱が発生した位置までの距離を示しており、信号強度の経時的な減少は光ファイバによる光の減衰を示している。
【００３８】
光ファイバの長さ方向にわたって温度が均一でない場合、例えば長さ方向に沿って高温部及び低温部が存在する場合は、ストークス光及び反ストークス光の信号強度は一様に減衰しない。
【００３９】
図４に示すように、このように低温部と高温部が存在するとグラフに山と谷が現れる。図４において、ある時間ｔにおける反ストークス光の強度をＩ1、ストークス光の強度をＩ2とする。
【００４０】
図５は、図４のラマン散乱光の強度の時系列分布を基にＩ1／Ｉ2比を時間毎に計算し、且つ図４の横軸（時間）を距離に換算し、縦軸（信号強度）を温度に換算した結果を示す図である。この図５に示すように、反ストークス光とストークス光との強度比（Ｉ1／Ｉ2）を計算することにより、光ファイバの長さ方向における温度分布を測定することができる。
【００４１】
なお、後方散乱が発生した位置におけるラマン散乱光（ストークス光及び反ストークス光）の強度は温度により変化するが、レイリー散乱光の強度の温度依存性は無視することができるほど小さい。従って、レイリー散乱光の強度から後方散乱が発生した位置を特定し、その位置に応じて光検出器で検出したストークス光及び反ストークス光の強度を補正することが好ましい。
【００４２】
このような光ファイバ式温度測定部３０によれば、図１に示したサーバ２の表面近傍の空気の実温度測定できる。そのため、サーモグラフィ等の非接触温度センサのように温度の測定対象がサーバ２の表面に限定されるセンサと比較して、この光ファイバ式温度測定部３０では、冷気Cの流れに伴う温度測定エリア１内の温度変化をリアルタイムに測定することができる。
【００４３】
更に、熱電対やサーミスタ等のディスクリート型センサでは温度測定エリア１の温度分布を測定するのに極めて多数のセンサを配置する必要があるのに対し、光ファイバ式温度測定部３０では光ファイバ２４を敷設するだけで簡単に温度分布を測定できる。
【００４４】
図６は、温度測定エリア１内におけるサーバ２の配置例と光ファイバ２４の敷設例とを示す平面図である。そして、図７は、温度測定エリア１の側面図である。
【００４５】
図６に示すように、光ファイバ２４は、温度測定エリア１の天井面に敷設される。
【００４６】
また、図７に示すように、光ファイバ２４は各サーバ２の扉面に配される。
【００４７】
図８は、サーバ２の扉面近傍における光ファイバ２４の敷設例を示す平面図である。
【００４８】
図８に示すように、光ファイバ２４には、その敷設経路に沿って複数の温度測定点P(i、j)が間隔をおいて設定される。そして、これらの温度測定点P(i、j)は、約１０cm程度の間隔ΔDをおいて行列状に設けられる。
【００４９】
なお、P(i、j)において、iとjは、それぞれ行番号と列番号とを示し、いずれも任意の整数である。
【００５０】
ところで、第１の空調機３と第２の空調機４により各サーバ２を効率的に冷却するには、これらの空調機３、４から出る冷気Cの風向、風量、及び温度等を最適化するのが有用である。
【００５１】
図９は、第１の空調機３の側面図である。
【００５２】
図９に示すように、第１の空調機３は、複数のルーバ７と角度調節器８とを有する。
【００５３】
ルーバ７は、その向きが水平方向と鉛直方向に可動であって、冷気Cの風向を調節するのに使用される。ルーバ７の材料は特に限定されない。ルーバ７としては、金属板や樹脂板を使用し得る。
【００５４】
角度調節器８は、ルーバ７に機械的に連結されており、ルーバ７の向きを自動的に調節するのに使用される。本実施形態では、角度調節器８として、オリエンタルモータ社製のステッピングモータ式変角装置であるDG85R-ASAADを使用する。
【００５５】
なお、このように角度調節器８を利用せずに、ユーザが手動でルーバ７の向きを調節してもよい。
【００５６】
そのルーバ７には撮像部９と点滅光源１０が固定される。
【００５７】
このうち、撮像部９は、ルーバ７と共に撮像方向Gが変わり、ルーバ７から見た温度測定エリア１の実画像を取得するに使用される。撮像部９として使用し得る撮像デバイスとしては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)型センサ、CMOS型センサ、及び撮像式センサ等があり、デバイスの大きさや感度を基準にしてこれらの中から適宜選択し得る。
【００５８】
本実施形態では、画素数が１３０万のCCDカメラモジュールであるMCB304（SONY製）を撮像部９として使用する。
【００５９】
そして、点滅光源１０は、温度測定エリア１内の一点に点滅光Lを照射するものであって、半導体レーザ、ガスレーザ、高輝度LED、及び白熱電球等のいずれかを点滅光源１０として使用し得る。
【００６０】
これらのうち、半導体レーザは、複雑な光学系や電源の制御が不要であるため、点滅光源１０の小型化と軽量化に有利である。点滅光源１０として使用し得る半導体レーザとしては、例えば、IE-L532-3G-3-P1（共立電子産業製）がある。
【００６１】
また、その点滅光源１０は撮像部９と位置合わせされており、点滅光Lの照射位置は撮像部９で撮影された実画像の中心に一致する。
【００６２】
冷気Cの風向は上記のようにルーバ７の向きによって調節されるが、調節の角度が１度だけ変わった場合でも第１の空調機３から数m〜数１０m先では冷気Cの進路が大きく変わるので、ルーバ７の向きは各サーバ２を効率的に冷却するのに大きな影響を与える。
【００６３】
ルーバ７の向きの調整方法として、向きの微調整と温度測定エリア１内の温度計測とを繰り返す方法もあるが、これでは数時間もの長時間を要し、大規模な事業所では更に数週間の時間を要する必要がある。
【００６４】
そこで、本実施形態では、以下に説明するような空調改善システムを利用して、ルーバ７の向きを短時間で簡単に最適化する。
【００６５】
図１０は、本実施形態に係る空調改善システム４０の構成図である。
【００６６】
以下では、第１の空調機３を例にしながらルーバ７の向きの補正方法について説明するが、第２の空調機４についてもこれと同様の補正方法を採用し得る。
【００６７】
この空調改善システム４０は、撮像部９と、光源１０と、算出部４１、モニタ４２と、光ファイバ式温度測定部３０とを有する。
【００６８】
算出部４１は、サーバ等の電子計算機であって、ルーバ７の最適な向きを算出するのに使用される。また、後述のように、算出部４１は、撮像部９から画像データを取り込むのにも使用されるため、画像処理用プロセッサが搭載されているサーバであるが好ましい。そのようなサーバとしては、例えば、富士通製のPRIMERGY TX200 S6がある。
【００６９】
その算出部４１には、温度測定部３０から温度信号STが入力される。温度信号STは、複数の温度測定点P(i、j)（図８参照）の各々に、当該温度測定点P(i、j)における実温度Tijを対応付けてなる。このように対応付けられた複数の温度測定点P(i、j)と実温度Tijとを以下では実温度分布Tと呼ぶ。
【００７０】
また、算出部４１には、ハードディスク等の記憶部４１ａが設けられる。
【００７１】
更に、撮像部９と算出部４１とは第１の信号線４３により接続される。そして、温度測定エリア１の実画像を表す実画像データSPが撮像部９から出力され、その実画像データSPが第１の信号線４３を介して算出部４１に入力される。
【００７２】
なお、第１の信号線４３と算出部４１との間に画像入力ボードを設けてもよい。その画像入力ボードとしては、例えば、Unigraf製のUFG-05 4Eを使用し得る。
【００７３】
算出部４１にはモニタ４２が接続されており、実画像データSPに基づいて生成された実画像がそのモニタ４２に表示される。
【００７４】
また、点滅光源１０と算出部４１とは第２の信号線４４により接続される。算出部４１は、０．５Hz程度の所定の周期のパルス電圧Vを生成し、そのパルス電圧Vが第２の信号線４４を介して点滅光源１０に入力され、点滅光源１０が０．５Hz程度の周期で点滅する。
【００７５】
更に、算出部４１は、第３の信号線４５を介して角度調節器８に接続されており、ルーバ７の向きを補正するルーバ制御信号SAを角度調節器８に対して出力する。
【００７６】
次に、この空調改善システム４０の原理について説明する。
【００７７】
空調改善システム４０は、ルーバ７の向きを補正することにより温度測定エリア１内の実温度分布を目標温度分布に近づけて、冷気Cにより各サーバ２を効果的に冷却するのに使用される。
【００７８】
空調改善システム４０で使用される目標温度分布は特に限定されない。但し、各サーバ２を効果的に冷却するという観点からすると、サーバ２の吸気面側に冷気Cを当ててサーバ２内に冷気Cを導入するのが好ましいため、各サーバ２の吸気面に冷気Cが当たっている場合に想定される温度分布を目標温度分布とするのが好適である。
【００７９】
その目標温度分布を以下ではT0で表す。目標温度分布T0は、複数の温度測定点P（i、j）（図８参照）の各々に、当該温度測定点P（i、j）における目標温度T0ijを対応付けてなる。
【００８０】
そして、温度測定点P（i、j）において実温度Tijが目標温度T0ijからどの程度ずれているかを示す指標として、温度勾配∇Tijを次の式（２）で定義する。
【００８１】
【数２】
0005673226.tif 000003
なお、式（２）において、ΔDは、図８に示したように、隣接する温度測定点P（i、j）同士の間隔である。また、Tijは、温度測定点（i、j）における実温度である。
【００８２】
式（２）で定義される温度勾配∇Tijが０に近いほど、温度測定点P（i、j）における実温度Tijが目標温度T0ijに近いということになる。
【００８３】
但し、一点P（i、j）において実温度が目標温度に近くても、他の温度測定点Pにおいては実温度が目標温度からずれていることも考えられる。そこで、実温度と目標温度とのずれを全ての点P（i、j）で考慮した指標として、次の式（３）で定義されるずれS(T, T0)を利用する。
【００８４】
【数３】
0005673226.tif 000004
ずれS(T, T0)が０に近いほど、全ての点P(i、j)で実温度が目標温度分布に近くなるため、実温度分布が目標温度分布に近いということになる。
【００８５】
算出部４１は、ずれS(T, T0)が最小になるようなルーバ７の向きの補正量を次のように算出する。
【００８６】
図１１は、風向W(x、y)の定義を説明するための模式図である。
【００８７】
図１１に示すように、各サーバ２の表面には仮想的にx−y直交座標系が設定される。そのx−y直交座標系において、x軸は水平方向に延在し、y軸は鉛直方向に延在する。
【００８８】
この場合、風向W（x、y）は、第１の空調機３のルーバ７に任意に設定された基準点から出た冷気Cがサーバ２の表面に到達する点として定義される。
【００８９】
そして、ルーバ７の向きの補正量（Δx、Δy）は、ルーバ７の向きを変えたときの風向W（x、y）のずれ量として定義される。
【００９０】
図１２は、補正量（Δx、Δy）の算出に使用する風向補正量−温度分布テーブルTBの模式図である。
【００９１】
その風向補正量−温度分布テーブルTBは、算出部４１の記憶部４１ａ（図１０参照）に予め格納されており、補正量（Δxn、Δym）に仮想温度分布Tvnmを対応付けてなる。なお、補正量（Δxn、Δym）の各成分は離散値であって、n、mはその離散値を特定する任意の整数である。
【００９２】
仮想温度分布Tvnmは、現状の風向W（x、y）が（x＋Δxn、y＋Δym）に補正されたときに現状の実温度分布Tが変化して最終的に得られると想定される温度分布であって、温度測定点P(i、j)において仮想温度Tvnm;i,jを有する。
【００９３】
そのような風向補正量−温度分布テーブルTBは、市販の熱流体シミュレーションソフトを用いて作成することができる。そのシミュレーションソフトを用いれば、様々な実温度分布Tを初期値にし、補正量(Δxn、Δym)をパラメータとすることで、上記の風向補正量−温度分布テーブルTBを作成することができる。
【００９４】
本実施形態では、その熱流体シミュレーションソフトとして、6Sigma DC (Future Facilities製)を使用する。
【００９５】
算出部４１は、風向補正量−温度分布テーブルTBを参照しながら、式（３）を利用して仮想温度分布Tvnmと目標温度分布T0とのずれS(Tvnm, T0)が最も小さくなるような補正量(Δxn、Δym)を求める。
【００９６】
その補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを補正すれば、補正前と比較して、実温度分布Tと目標温度分布T0とのずれS(T, T0)が小さくなる。
【００９７】
但し、ユーザが手動でルーバ７の向きを補正する場合、ユーザに補正量(Δxn、Δym)の数値だけを知らせても、ユーザが正確にルーバ７の向きを補正するのは困難である。
【００９８】
そこで、本実施形態では、撮像部９で撮像された実画像を利用して、以下のようにユーザに補正量を認識させる。
【００９９】
図１３（ａ）は、撮像部９で撮像された実画像IMaを模式的に示す図である。
【０１００】
この実画像IMaは、撮像部９から出力された実画像データSPに基づき、モニタ４２に表示される。
【０１０１】
そして、算出部４１は、実画像IMaの画像データを二値化することにより、温度測定エリア１内のサーバ２、壁、及び机等の特定のオブジェクトを認識する。
【０１０２】
一方、図１３（ｂ）は、補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを補正した場合に撮像部９で撮像されると想定される仮想画像IMvを模式的に示す図である。
【０１０３】
算出部４１は、実画像IMaで認識したオブジェクトを補正量(Δxn、Δym)だけずらすことで、モニタ４２に仮想画像IMvを表示するのに要する仮想画像データを生成する。
【０１０４】
図１３（ｃ）は、実画像IMaと仮想画像IMvとを合成してなる第１の合成画像IMc1を模式的に示す図である。
【０１０５】
図１３（ｃ）に示すように、第１の合成画像IMc1では、実画像IMaと仮想画像IMvとがずれてモニタ４２に表示される。そのずれ量は補正量(Δxn、Δym)に相当するので、ユーザは、現状のルーバ７の向きが目標温度分布を得るのにどの程度ずれているのかを視覚的に把握することができる。
【０１０６】
更に、ルーバ７に撮像部９を固定したため、ルーバ７の向きを変えるとそれに応じて実画像IMaも変わる。そのため、ユーザは、モニタ４２（図１０参照）を見ながら実画像IMaと仮想画像IMvの各々のオブジェクト同士が重なるようにルーバ７を手動で変えることにより、ルーバ７の向きを補正量(Δxn、Δym)だけ簡単に短時間で補正することができる。
【０１０７】
なお、第１の合成画像IMc1の画像データScは、上記の実画像IMaと仮想画像IMvを利用して算出部４１が生成する。
【０１０８】
図１４（ａ）は、ルーバ７の向きを補正する前の温度測定エリア１の実温度分布を模式的に示す図である。そして、図１４（ｂ）は、上記のようにして第１の空調機３のルーバ７の向きを補正した後の温度測定エリア１の実温度分布を模式的に示す図である。
【０１０９】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、補正前と比較して、補正後ではサーバ２の吸気面２ｄの温度を低下させることができる。
【０１１０】
また、上記に代えて、次のように点滅光源１０を利用してユーザに補正量(Δxn、Δym)を知らせてもよい。
【０１１１】
図１５（ａ）は、光源２１を利用する場合の実画像IMaを模式的に示す図である。
【０１１２】
図１５（ａ）に示されるように、実画像IMaでは、点滅光源１０から出た点滅光L（図９参照）が輝点Q1として現れる。
【０１１３】
図１５（ｂ）は、その実画像IMaを利用して得られた第２の合成画像IMc2を模式的に示す図である。第２の合成画像IMc2は、上記の実画像IMaに、補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを補正したときに点滅光源１０で照射されると想定される温度測定エリア１内の一点Q2を重ね合わせてなる。
【０１１４】
この場合、各点Q1、Q2のずれ量が補正量(Δxn、Δym)に相当する。そのため、ユーザは、各点Q1、Q2のずれ量を基にして、現状のルーバ７の向きが目標温度分布を得るのにどの程度ずれているのかを視覚的に把握することができる。
【０１１５】
更に、点滅光源１０から出る点滅光Lが所定の周期で点滅するので、合成画像IMc2内において輝点Q1がどこにあるのかをユーザが簡単に識別できる。
【０１１６】
そして、一点Q2が輝点Q1に重なるようにルーバ７を手動で変えることで、にルーバ７の向きを補正量(Δxn、Δym)だけ簡単に補正することができる。
【０１１７】
このような原理に基づき、本実施形態に係る空調改善システム４０では、次のようにしてルーバ７の最適な向きを算出する。
【０１１８】
図１６は、本実施形態に係る空調改善方法のフローチャートである。
【０１１９】
最初のステップP1では、光ファイバ式温度測定部３０を利用して、温度測定エリア１の実温度分布Tを測定する。その測定結果は、実温度データSTとして算出部４１に取り込まれる。
【０１２０】
なお、その実温度データSTを利用して、温度測定エリア１において実温度が極小となる極小点Pminと、実温度が極大となる極大点Pmaxとを算出部４１に求めさせてもよい。
【０１２１】
これらの測定点Pmin、Pmaxは、温度測定エリア１おいて冷え易い点や温まり易い点であって、温度測定エリア１の癖を表す。そのため、測定点Pmin、Pmaxをデータベース化して記憶部４１ａ（図１０参照）に格納しておけば、例えば極大点Pmaxに冷気Cが当たるようにルーバ７の向きを補正することで、温度測定エリア１の癖を反映したルーバ７の補正が可能となる。
【０１２２】
次いで、ステップP2に移り、算出部４１が撮像部９から実画像データSPを取り込む。
【０１２３】
そして、ステップP3に移り、算出部４１が、実温度分布Tと目標温度分布T0から温度勾配∇Tijを算出し、その温度勾配∇Tijを利用して式（３）で定義したずれS(T, T0)を算出する。
【０１２４】
上記のようにずれS(T, T0)はルーバ７の向きの補正量を算出するのに使用されるが、冷気Cの温度や風量を補正するために、算出部４１が本ステップにおいて次の式（４）で定義される総和Uを求めてもよい。
【０１２５】
【数４】
0005673226.tif 000005
この場合、基準値U0を適宜設定し、総和Uが基準値U0よりも大きい場合には、実温度分布Tijが目標温度分布T0ijからずれていると判断できる。
【０１２６】
次に、ステップP4に移り、算出部４１が、ルーバ７の向きの補正が必要かどうかを判断する。
【０１２７】
この判断は、適宜設定された基準値S0とずれSとを比較して行われる。そして、ずれSが基準値S0以下の場合には、実温度分布が目標温度分布に近いため補正が必要ない（ＮＯ）と判断し、ルーバ７の向きを補正せずに処理を終了する。
【０１２８】
一方、ずれSが基準値S0よりも大きい場合には補正が必要（ＹＥＳ）と判断し、ステップP5に移行する。
【０１２９】
ステップP5では、算出部４１がルーバ７の補正量(Δxn、Δym)を求める。本ステップは、既述のように、風向補正量−温度分布テーブルTB（図１２参照）を利用して、仮想温度分布Tvnmと目標温度分布T0とのずれS(Tvnm, T0)が最も小さくなるような補正量(Δxn、Δym)が求められる。
【０１３０】
そして、補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを補正すれば、補正前と比較して実温度分布Tと目標温度分布T0とのずれS(T, T0)を小さくすることができる。
【０１３１】
なお、ステップP3において式（４）の総和Uを求め、総和Uが基準値U0よりも大きい場合には、本ステップにおいて冷気Cの温度や風量に対する補正量を算出してもよい。
【０１３２】
ステップP5で補正量(Δxn、Δym)を求めた後、ユーザが手動でルーバ７の向きを補正する場合はステップP6に移る。
【０１３３】
そのステップP6では、算出部４１の制御下で、モニタ４２に第１の合成画像IMc1（図１３（ｃ）参照）と第２の合成画像IMc2（図１５（ｂ）参照）のいずれかを表示する。
【０１３４】
既述のように、第１の合成画像IMc1と第２の合成画像IMc2は補正量(Δxn、Δym)を視覚的に表すものであって、これらの合成画像IMc1、IMc2を手掛かりにしてユーザがルーバ７の向きを短時間で簡単に補正することができる。
【０１３５】
一方、自動でルーバ７の向きを補正する場合は、上記のステップP5の後にステップP7に移る。
【０１３６】
そのステップP7では、算出部４１が角度調節器８に対して上記の補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを補正するルーバ制御信号SAを出力する
このルーバ制御信号SAを受けた角度調節器８は、上記の補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを変える。このように自動でルーバ７の向きを変えることで、ユーザが手動で変える場合と比較して短時間でルーバ７の向きを補正できる。
【０１３７】
そして、ステップP6とステップP7の後は再びステップP1に戻り、ステップP4において補正が必要ない（ＮＯ）と判断されるまで、ステップP1〜ステップP7を繰り返す。繰り返しの周期は特に限定されないが、手動又は自動でルーバ７の向きを補正してから数十分程度の時間をおいた後にステップP1に戻るのが好ましい。
【０１３８】
以上により、本実施形態に係る空調改善方法の基本ステップを終了する。
【０１３９】
上記した本実施形態では、ステップS6において、ルーバ７の向きを補正する前と比較して、実温度分布Tと目標温度分布T0とのずれS(T, T0)が小さくなるような補正量(Δxn、Δym)を算出する。よって、その補正量(Δxn、Δym)だけルーバ７の向きを補正した後にある程度の時間が経過すれば、温度測定エリア１内において目標温度分布T0に近い温度分布を得ることができる。
【０１４０】
これにより、第１の空調機３の消費電力を増大させることなく実温度分布Tを目標温度分布T0に近づけることができ、空調効率の改善を図って省エネルギ化を実現することが可能となる。
【０１４１】
更に、ステップP7では、ユーザの便宜に資するため、第１の合成画像IMc1と第２の合成画像IMc2のいずれかを表示する。
【０１４２】
図１３（ｃ）と図１５（ｂ）に示したように、第１の合成画像IMc1と第２の合成画像IMc2は補正量(Δxn、Δym)を視覚的に表すものであるから、これらの合成画像IMc1、IMc2を手掛かりにしてユーザがルーバ７の向きを簡単に補正することができる。
【０１４３】
次に、本願発明者が行った実験例について説明する。
【０１４４】
（第１の実験例）
第１の実験例は、手動によりルーバ７の向きを補正する実験例であって、その補正には点滅光源１０を利用する第２の合成画像IMc2（図１５（ｂ）参照）を使用した。数回の補正の後、ルーバ７の向きは、補正前と比較して水平方向に約２０°だけ変わった。そして、補正を開始してから約３０分後に温度測定エリア１の温度分布が目標温度分布T0に略等しくなった。
【０１４５】
この場合、動作しているサーバ２の台数や動作条件は変わっていないにも関わらず、補正前と比較して第１の空調機３の消費電力を約８％低減しても各サーバ２を目標通りに冷却できた。これにより、ルーバ７の補正が適正であったことが確認されたと共に、省エネルギ化を実現することができた。
【０１４６】
（第２の実験例）
第２の実験例は、角度調節器８により自動でルーバ７の向きを補正する実験例である。その実験では、図１６のフローチャートに従ってルーバ７の向きを補正した。その結果、３０分後に補正が完了し、補正前と比較して第１の空調機３の消費電力を約８％低減しても各サーバ２を目標通りに冷却できた。
【０１４７】
また、この空調改善システム４０を連続運用し、１日に１回の頻度でルーバ７の向きの補正を行った。その結果、一ヶ月後には、運用前と比較して第１の空調機３の消費電力を約１２％低減しても各サーバ２を目標通りに冷却でき、更なる消費エネルギ化を実現することができた。
【符号の説明】
【０１４８】
１…温度測定エリア、２…サーバ、３…第１の空調機、４…第２の空調機、７…ルーバ、８…角度調節器、９…撮像部、１０…点滅光源、２１…レーザ光源、２２ａ…コリメータレンズ、２２ｂ…コンデンサレンズ、２３…ビームスプリッタ、２４…光ファイバ、２４ａ…コア、２４ｂ…クラッド、２５…波長分離部、２６…光検出器、２６ａ〜２６ｃ…第１〜第３の受光部、３０…光ファイバ式温度測定部、３１ａ〜３１ｃ…第１〜第３のビームスプリッタ、３３ａ〜３３ｃ…第１〜第３の光学フィルタ、３４ａ〜３４ｃ…第１〜第３の集光レンズ、４０…空調改善システム、４１…算出部、４１ａ…記憶部、４２…モニタ、４３〜４５…第１〜第３の信号線。
【図１】
0005673226.tif 000007
【図２】
0005673226.tif 000008
【図３】
0005673226.tif 000009
【図４】
0005673226.tif 000010
【図５】
0005673226.tif 000011
【図６】
0005673226.tif 000012
【図７】
0005673226.tif 000013
【図８】
0005673226.tif 000014
【図９】
0005673226.tif 000015
【図１０】
0005673226.tif 000016
【図１１】
0005673226.tif 000017
【図１２】
0005673226.tif 000018
【図１３】
0005673226.tif 000019
【図１４】
0005673226.tif 000020
【図１５】
0005673226.tif 000021
【図１６】
0005673226.tif 000022