(57)【要約】ラックシステム（１００）は、複数のラック（１０５）を備え、これらラック間に少なくとも一つの通路を形成するようにラックを配列する。通路（１２０）は、通路（１２０）を通過する冷却媒体のほぼすべてがラック（１０５）を通過するように封止する。抽気開口を設け、この抽気開口により、通路（１２０）外に冷却媒体を抽気し、また周囲媒体を通路（１２０）内に流入させることを可能にする。センサ（例えば温度センサ）を、抽気開口を通る媒体流れ方向を決定するために設ける。ある実施形態において、センサにより発生した信号を用いて、通路（１２０）に供給する冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御する。
2011503853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックシステム（１００）において、
・  複数のラック（１０５）であって、ラック間に少なくとも１つの通路（１２０）を生ずるよう配列し、前記通路（１２０）に供給する冷却媒体のほぼすべてが前記ラック（１０５）を通過するよう前記通路を封止するようにした、該ラック（１０５）と、
・  前記通路（１２０）外に前記冷却媒体を抽出し、また周囲媒体が前記通路（１２０）内に流入できるようにする抽気開口（１９５Ａ）と、および
・  前記抽気開口を通過する媒体流れ方向を測定する第１センサ（１９５Ｂ）と、
を備えたラックシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のラックシステムにおいて、前記第１センサ（１９５Ｂ）を前記抽気開口（１９５Ａ）の近傍に配置する、ラックシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のラックシステムにおいて、前記第１センサ（１９５Ｂ）を、温度センサと、空気スクリューと、風受け翼操作スイッチからなるセットから選択した、ラックシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、前記抽気開口（１９５Ａ）を通路（１２０）の頂部に配置した、ラックシステム
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記第１センサ（１９５Ａ）により発生した信号に基づいて前記通路（１２０）に供給する冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御するよう構成した制御機構を備えた、ラックシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つのパラメータは、温度、湿度および冷却媒体の流速よりなるセットから選択した、ラックシステム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）内に前記冷却媒体を送給するための少なくとも１つのコンベヤ（２１５）を備えた、ラックシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つのコンベヤ（２１５）は、前記第１センサ（１９５Ｂ）により発生した信号に基づいて前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の流速を制御するよう構成した、ラックシステム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の温度および湿度のうち少なくとも１つを制御するための少なくとも１つの環境状態制御ユニット（２１０）を備えた、ラックシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つの環境状態制御ユニット（２１０）を、前記第１センサ（１９５Ｂ）により発生した信号に基づいて前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の温度および湿度のうち少なくとも一つを制御するように構成した、ラックシステム。
【請求項１１】
請求項５，８および１０のうち一項記載のラックシステムであって、さらに、少なくとも１つの第２センサ（２３５，２６０）を備えたラックシステムにおいて、制御機構、コンベヤ（２１５）および環境状態制御ユニット（２１０）のうち少なくとも一つを、さらに、前記第２センサ（２３５，２６０）により発生する信号に基づいて制御する、ラックシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つの第２センサ（２３５，２６０）を、前記抽気開口（１９５Ａ）および前記第１センサ（１９５Ｂ）のうち少なくとも一方から距離を空けて配置した、ラックシステム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）の頂部を封止するカバー素子（１３５）を備えた、ラックシステム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）を１個またはそれ以上の側方端部で封止する終端素子（１５０，１５５）を備えた、ラックシステム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）に前記冷却媒体を供給するためのグリル（７０５）を備え、前記グリル（７０５）を前記通路（１２０）のフロアに配置した、ラックシステム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）内に前記冷却媒体を供給するよう構成したダクト（１６５）を備えた、ラックシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のラックシステムにおいて、前記ダクトを（１６５）は、複数の通路（１２０）に冷却媒体を供給するよう構成した、ラックシステム。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載のラックシステムにおいて、前記ダクト（１６５）の大部分を複数のラック（１０５）の下方に配置した、ラックシステム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、各ラック（１０５）は、前記ラック（１０５）に前記冷却媒体を供給する供給側と、前記ラック（１０５）から前記冷却媒体を排出する供給側とは反対側の排出側とを有し、前記ラック（１０５）の前記供給側を、通路（１２０）内部に向かい合うよう配置した、ラックシステム。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、冷却を必要とする電動機器を備え、当該電動機器を前記ラック（１０５）の搭載スペースに配置した、ラックシステム。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路を内部に配置するハウジングを備えて、前記ハウジングは、前記冷却媒体の循環経路を閉じるよう構成した、ラックシステム。
【請求項２２】
複数のラック（１０５）を備え、これらラック間に通路（１２０）を形成するようラックを配列したラックシステム（１００）の環境状態状況を決定する方法において、
・  通路（１２０）内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ステップであって、前記通路内に供給する冷却媒体のほぼすべてがラック（１０５）を通過するよう前記通路（１２０）を封止する、該冷却媒体供給ステップと、
・  前記通路（１２０）外に冷却媒体を抽出し、また周囲媒体を通路（１２０）内に流入させることを可能にする抽気開口（１９５Ａ）を設けるステップと、
・  前記抽気開口（１９５Ａ）を通る媒体の流れ方向を決定するステップと、
を有する、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、さらに、前記媒体流れ方向に基づいて前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御するステップを有する、方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記少なくとも一つのパラメータを、温度、湿度および前記冷却媒体の流速よりなるセットから選択する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却媒体、例えば冷却空気を供給するラックシステムに関する。本発明はさらに、ラックシステムの環境状態を決定する方法に関する。ラックシステムの環境状態は、例えば、ラックシステム内の1つまたはそれ以上の環境状態パラメータを制御するために決定（測定）する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ、大容量記憶装置およびスイッチなどの電子デバイスを含む電気的に動作する電動機器は、いわゆるデータセンターに集約されることがよくある。データセンターにおいて、このような機器をラック内に格納するのが一般的になっている。２個の互いに隣接する列間に通路を設け、作業員が機器の設置、メンテナンスおよび撤去を行うことができるようにする。
【０００３】
ラック内に収納したほとんどの機器は、周囲の温度を上昇させるほどの多量の電力を消費する。機器が動作するには、熱的限界があることが多いため、臨界レベル以下の動作温度に維持するステップをとらなければならない。例えば、コンピュータなどの多くの電子機器は、ファンまたは他の内部冷却機構を装備する。これら機構は、冷却媒体、例えば周囲空気が機器を通過する流れを発生させて、内部電子コンポーネントを冷却することができるようにする。
【０００４】
しかし、とくに電子デバイスをラック内に密に詰め込むとき、周囲空気による冷却効果が十分でないことがよくある。さらに、データセンター内の周囲空気も温度上昇し、このことがさらに冷却効率を減少させる。周囲空気の温度上昇を回避する手法としては、データセンター内に環境状態制御システムを設置することである。環境状態制御システムは、周囲環境パラメータ、例えばデータセンター内の空気の温度および湿度を制御するよう構成する。
【０００５】
多くのデータセンター内では、環境状態制御システムにより発生した冷却および／または除湿空気のラック周りおよびラック内への流れは、多かれ少かれ不安定であることが知られている。結果として劣悪な冷却効率となる。言い換えれば、環境状態制御システムは、実際に必要な量よりも多くの電力を消費する。
【０００６】
冷却効率を向上するために、ラックに向かう冷却媒体の流れを集中および方向付けする様々な技術が提案されてきた。これに関して、特許文献１（米国特許６，６７２，９５５号）は空気流管理システムを開示しており、ラックの互いに隣接する２列で画定される通路の頂端部をカバーする。このカバーリング手法は、通路のフロアにから供給した冷却媒体が通路の上方向に流出することを防ぐ。他の例として、特許文献２（国際公開第２００６／１２４２４０号）は、側方から周囲媒体が通路に流入することを防ぐためのバッフルまたはドアを提案している。したがって、周囲媒体が冷却媒体（やはり通路のフロアから供給する）と混合するのを防止することができ、こうして冷却効率を増大させる。さらに他の例として、特許文献３（米国特許公開第２００５／００９９７７０号）は、完全に通路を囲い込み、またラックを通じて外側から冷却媒体を供給することを開示している。この手法によれば、温度上昇した冷却媒体をその後に囲い込んだ通路内で収集し、冷却媒体と混合することなく容易に除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，６７２，９５５号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／１２４２４０号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／００９９７７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数のラックで画定される通路内のその時点における環境状態条件を決定（測定）する必要がある。さらに、決定（測定）した環境状態条件に応じて冷却媒体のパラメータを効率的に制御する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの態様によれば、ラックシステムを提供し、当該ラックシステムは、複数のラックであって、ラック間に少なくとも１つの通路を生ずるよう配列し、通路に供給する冷却媒体のほぼすべてがラックに通過するように通路を封止する、該ラックと、通路外に冷却媒体を抽出し、また周囲媒体が前記通路内に流入できるようにする抽出開口と、および抽出開口を通過するよう媒体の流れ方向を測定する第１センサと、を備える。媒体の流れ方向は、ラックシステムの環境状態条件の表示または指標としてみなすことができる。
【００１０】
冷却媒体はガス状媒体とすることができる。例えば空気または窒素を、使用できる。しかし、従来技術による他の冷却媒体を使用することができる。
【００１１】
第１実施形態によれば、ラックは利用可能な工業規格標準に適合するものとする。工業規格標準の一例としては、ラック幅を４８．２６ｃｍ（１９インチ）とし、所定高さのユニットを特定個数のラック高さを規定しており、１個のユニットの高さは４．４４５ｃｍ（１．７５インチ）とする。他の実施形態において、ラックは専用の寸法を有する。ラックシステム内の複数のラックはそれぞれ同様の高さ、幅、奥行きを有することができる。各ラックは、ラックに冷却媒体を供給する供給側と、ラックから冷却媒体を排出する供給側とは反対側の排出側とを有する。ある実施形態において、ラックの供給側を通路の内部に面するように配置する。
【００１２】
第１センサを、抽出開口を通過する媒体流れ方向を決定するために適切な任意の位置に配置する。第１センサは、例えば、抽出開口の近傍または内部に配置する。第１センサを、媒体の流れ方向を測定できる任意のセンサとすることができる。例として、第１センサを、温度センサ、空気スクリュー、風受け翼作動スイッチよりなるセットから選択できる。温度センサは、例えば、通路外に抽気開口を経て冷却媒体が流れるときは、（一般的に暖かい）周囲空気媒体が抽気開口を経て通路内に流れる場合と比較して抽気開口近傍の温度が低いという原理に基づいて動作する。空気スクリューは、空気スクリュー上で動く媒体の流れ方向に応じて回転することにより、流れ方向を決定する。風受け翼作動スイッチにおいては、媒体の一部を捕まえて、媒体の流れ方向に応じて方向を変更するように風受け翼を配置して、それによりスイッチを操作する。別の場合では、第１センサが、抽出開口と反対側における媒体のパラメータを比較するように構成することができる。このような媒体パラメータとしては、温度および圧力がある。したがって、第１センサは、２個以上の個別センサコンポーネントを備えることができる。
【００１３】
一般的に、抽出開口を通路に対して任意の位置に配置することができる。例えば、抽気開口を、頂端部、底部または、通路の頂端部と底部との間における任意の位置に配置することができる。抽気開口は、冷却媒体を通路に供給する位置とはほぼ反対側に配置することができる。例えば冷却媒体を通路の底部から供給する場合、抽気開口を通路の頂端部に設けることができ、その逆もあり得る。
【００１４】
システムは、第１センサにより発生する信号に基づいて、通路に供給する冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御するよう構成した制御機構を備える。制御機構により制御する冷却媒体の少なくとも一つのパラメータは、温度、湿度および冷却媒体の流速よりなるセットから選択できる。ある場合において、これら３つのパラメータのうち少なくとも２つまたはすべてを制御することが役立つ。さらに、これらパラメータの一つまたは二つを、第１センサにより発生する信号とは独立して（例えば第２センサにより発生する信号に基づいて）制御することができる。冷却媒体の温度および湿度には物理的関係があるので、一つのパラメータ（例えば温度）を制御することは、同時に第２パラメータ（例えば湿度）の制御を結果的に得る。
【００１５】
以下に、冷却媒体の一つ以上のパラメータを制御する制御機構の様々な実現および要素をより詳細に記載する。例えば、少なくとも一つのコンベヤを、通路内に冷却媒体を送給するために設けることができる。少なくとも一つのコンベヤを、冷却媒体の流れ方向において通路の上流側または下流側に配置することができる。上流側に配置する場合、コンベヤは冷却媒体を通路内に押し込み、下流側に配置する場合、コンベヤは通路から冷却媒体を吸い出す。
【００１６】
コンベヤは、第１センサにより発生する信号に基づいて通路に供給する冷却媒体の流速を制御するよう構成する。コンベヤは、さらに、１つ以上の付加的または代替的センサの信号に基づいて、流速を制御するよう構成する。コンベヤは、例えば、調整可能な速度を有するファンを備える。
【００１７】
システムは、さらに、通路に供給する冷却媒体の温度および湿度のうち少なくとも一方を制御するための少なくとも１つの機構制御ユニットを備える。第１の実施形態によれば、コンベヤを環境状態制御ユニットと並置する（例えば一つのハウジング内で）。第２の実施形態によれば、コンベヤを環境状態制御ユニットから離して配置する。
【００１８】
少なくとも１つの機構制御ユニットは、第１センサにより発生する信号に基づいて冷却媒体の温度および湿度のうち少なくとも一方を制御するよう構成する。付加的にまたは代替的に、このような制御を１個またはそれ以上の第２センサにより発生する信号に基づく。
【００１９】
上述のように、１個またはそれ以上のセンサを第１センサに加えて設けることができる。したがって、制御機構、コンベヤおよび環境状態制御ユニットの少なくとも１つを、付加的にまたは代替的に、第２センサにより発生する信号に基づいて制御する。第２センサは、抽気開口および第１センサの少なくとも一方から離して配置する。ある実施形態によれば、第２センサを複数のラックから離れた位置に配置する。例えば、環境状態制御ユニットおよび／またはコンベヤの近傍に配置することができる。このような場合、第２センサは、媒体が環境状態制御ユニットおよび／またはコンベヤに流入する前に、媒体のパラメータを決定するように設ける。
【００２０】
ある実施形態において、システムは複数の第１センサおよび／または複数の第２センサと同様に、複数の第１センサおよび複数の第２センサの少なくとも一つと接続するマスタ制御ユニットを備える。マスタ制御ユニットは、コンベヤ（例えば少なくとも第１センサの信号に基づいて）および環境状態制御ユニット（例えば少なくとも第２センサの信号に基づいて）の少なくとも一方を制御するよう構成する。
【００２１】
複数の第１センサを設ける場合、いくつかの第１センサ（およびいくつかの抽出開口）を、各通路と関連付ける。さらに、いくつかの通路を形成するよう複数のラックを設ける場合、少なくとも１つの第１センサ（と少なくとも一つの抽気開口）を各通路に関連させる。マスタユニットの制御操作は、このような構成において、最小の好ましい媒体流れまたは環境状態条件を感知する第１センサにより得る信号に基づく。第１センサを温度センサとして構成する場合、最小の好ましい媒体流れを、最高温度を感知する特定の第１センサにより検出する。
【００２２】
システムの構成は、媒体循環経路を生ずるように行う。媒体循環経路は、１つまたはそれ以上の通路、少なくとも１つの制御ユニット、少なくとも１つのコンベヤを有する。この場合、１個またはそれ以上の第２センサを、循環経路に沿ってまた循環経路に隣接させて様々な場所に配置する。例えば、少なくとも１個の第２センサを、少なくとも１つのコンベヤの下流側でその近傍位置、または少なくとも１つの制御ユニットの近傍位置、または、少なくとも１つの環境状態制御ユニットと少なくとも１つの通路との間で流路内に、配置する。
【００２３】
少なくとも１つの環境状態制御ユニットおよび／または少なくとも１つのコンベヤは、それぞれ、マスタ制御ユニットと接続するスレーブ制御ユニットを備える。スレーブ制御ユニットは、マスタ制御ユニットと通信して、マスタ制御ユニットからの制御命令を受信するよう構成する。ある実施例において、スレーブ制御ユニットを、冷却媒体温度（少なくとも１つの機構制御ユニットにより）、および冷却媒体の流速（少なくとも１つのコンベヤにより）の少なくとも一方を制御するよう構成する。
【００２４】
システムは、さらに、通路の頂端部で通路を封止するカバー素子を備える。カバー素子は、外部照明からの光を通路に入れるように透明にする。さらに、カバー素子は、媒体を透過しないスペーサ素子を有する、または、スペーサ素子によりラックから離して配置する。ある実施例において、少なくとも１つの抽気開口を、少なくとも１つのカバー素子およびスペーサ素子に収容する。
【００２５】
システムは、さらに、通路の一以上の側方端部で封止する１個以上の終端素子を備える。一以上の側方端部をまた、ラックにより閉鎖する。終端素子は、作業員が通路に出入りすることを可能にするドアを備える。ドアは透明または不透明材料で形成し、スライドまたはスイングドアとする。ある実施形態において、ドアは、作業員の避難ルートの一部を形成するために１８０度開放するスイングドアとすることができる。
【００２６】
さらに他の実施形態において、システムは通路に冷却媒体を供給する１個以上のグリルを有する。グリルを例えば、冷却媒体を上方から供給する場合、頂端部（通路のカバー素子内）に配置し、冷却媒体を下方から供給する場合、通路のフロアに配置する。冷却媒体のための各グリルの透過性を増大するため、少なくとも７０％、好適には８０％以上（例えば９０％以上）のグリルの開口面積が、冷却媒体を透過するようにする。ある実施形態において、グリルを通路のフロアに配置し、作業員がグリル上を歩けるよう構成する。
【００２７】
システムはまた、通路に冷却媒体を供給するダクトを備える。ダクトは、ほぼ複数の通路の上方または下方に設ける。ダクトは、下方および上方の平面により画定し、上方平面はラックを配置するフロアを画定する。下方平面と上方平面との間の距離は、例えば１５０ｍｍ〜１２００ｍｍの範囲内とする。
【００２８】
ダクトの下方平面と上方平面との間における空間の一部を、電力ライン、通信ライン（ワイヤまたは光学ファイバライン）および液体またはガスなどの冷却媒体の供給および排出ラインを含む供給ラインが占めるようにする。ラックの近傍において、供給ラインは上方平面を通って、ラックおよび／または通路内へ延びる。供給ラインが上方平面を通る位置は、例えばブラシストリップまたは同様の方法を用いて封止する。
【００２９】
ダクトを媒体循環経路の一部とすることができる。例えば、ダクトは、一方では少なくとも１つの環境状態制御ユニットおよび／または少なくとも１つのコンベヤと、他方では通路との間で延在させる。冷却媒体を通路の上方からまたは底部から供給するかに基づいて、ダクトは通路の上方または通路の下方に（少なくとも部分的に）延在する。さらに、冷却媒体を複数の通路に同時に供給するよう構成する。
【００３０】
各ラックは、ペイロード（搭載物）を収納するための１個以上の搭載スペースを備える。ペイロードが占めない搭載スペースは、周囲媒体が通路内に多量に流れ込むおよび／または通路外に冷却媒体が多量に漏洩するのを防ぐために封止する。１００％の封止は一般的に必要がないが、いかなる漏洩も、一般的にはシステム全体の冷却効率を降下させることに留意すべきである。
【００３１】
搭載スペースに設けたペイロード（搭載物）は、電気的に動作する電動機器を備える。このような機器としては、コンピュータ（例えばサーバ）、大容量記憶装置、処理ユニット、スイッチ、またはハブなどのネットワークコンポーネントを備えることができる。そのようなペイロードおよび特に電動機器は、ラックの供給側から排出側に冷却媒体を送給する内蔵媒体コンベヤ（例えば内部ファン）を備える。ある実施形態において、ラック内部の全ペイロードを、内蔵媒体コンベヤの供給側がラックの供給側と一致して、内蔵媒体コンベヤの排出側がラックの排出側と一致するように、配置する。
【００３２】
ペイロードの各アイテムは、内蔵媒体コンベヤを（例えばペイロードのセンサ感知値または決定状態などのペイロードのパラメータに基づいて）制御するコントローラを備える。ペイロードの各アイテムは、その内部情報と性能についての情報を交換し、他の機器の内蔵媒体コンベヤに現時点動作する通信機構を備える。このような他の機器としては、マスタ制御ユニット、通路内に冷却媒体を送給する少なくとも１つのコンベヤ、少なくとも１つの環境状態制御ユニットがある。
【００３３】
システムは、さらに、通路を内部に配置するハウジングを備える。ハウジングを、冷却媒体の循環経路を閉じるように設ける。ハウジングは、データセンタールームのフロア、天井および壁を備える。ある実施例において、少なくとも１つのコンベヤおよび／または少なくとも１つの環境状態制御ユニットは、ハウジング内部またはその近傍に設ける。環境状態制御ユニットは、勿論、ハウジング外部に設けることができる。この場合、他のダクトを、ハウジングから環境状態制御ユニットへの周囲媒体の流れおよび冷却媒体（冷却した周囲媒体）の逆流を可能にするように設ける。環境状態制御ユニットと同様に、通路に冷却媒体を送給する少なくとも１つのコンベヤを、ハウジング内部または外部のいずれかに配置することができる。
【００３４】
環境状態制御ユニットに、周囲媒体（閉じた循環経路の場合にラックから流出する温度上昇した冷却媒体を含む）を供給し、周囲媒体を冷却媒体に変換するために周囲媒体に環境状態制御を実行し、次に冷却媒体を（少なくとも１つのコンベヤの補助により）通路に向けてダクトを経て送り出す。このようにして、閉じた循環経路を形成することができる。
【００３５】
他の態様によれば、複数のラックを備え、これらラック間に通路を形成するようにラックを配列したラックシステムの環境状態条件を決定（測定）する方法を提供する。本発明方法は、通路内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ステップであって、通路内に供給する冷却媒体のほぼ全てがラックを通過するよう通路を封止する、該冷却媒体供給ステップと、通路外に冷却媒体を抽出し、また周囲媒体を通路内に流入させることを可能にする抽気開口を設けるステップと、抽気開口を通る媒体の流れ方向を決定するステップとを備える。媒体の流れ方向は、ラックシステムが有する環境状態条件の指標または表示とみなすことができる。
【００３６】
本発明方法は、さらに、媒体の流れ方向に基づいて通路に供給する冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御するステップを備える。少なくとも一つのパラメータは、温度、湿度および冷却媒体の流速よりなるセットから選択することができる。
【００３７】
以下に、本発明の他の利点および詳細を添付図面につき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ラックシステムの実施形態の斜視図を示す。
【図２】ラックシステムの制御レイアウトの実施形態を示す。
【図３】第1方法の実施形態の概略的フローチャート図である。
【図４】第２方法の実施形態の概略的フローチャート図である。
【図５】複数通路のラックシステムを備えるデータセンターの頂面図である。
【図６ａ】ラックシステムの実施形態を実現するために用いることができる例示的なサーバーラックを示す。
【図６ｂ】ラックシステムの実施形態を実現するために用いることができる例示的なサーバーラックを示す。
【図７】フロアグリルおよび２列の平行なラックを有する通路の写真である。
【図８】冷たい冷通路および暖かい暖通路を分離しないラックシステムのレイアウトを示す。
【図９】冷たい通路および暖かい通路を分離したラックシステムの第２のレイアウトを示す。
【図１０】負荷試験の結果のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１はラックシステム１００の実施形態の斜視図である。ラックシステム１００は、付加的に他のラックシステムを収容することができるデータセンタールーム（図示せず）内に収納する。
【００４０】
ラックシステム１００は、複数の個別ラック１０５を備える。これらラック１０５を、「向かい合わせ（フロント‐ツー‐フロント）」の２列にして配置し、この列間に通路１２０を生ずるようにする。図１に示す実施形態において、ラック１０５の各列１１０，１１５を、対応するキャビネット１２５，１３０により付加的に囲い込む。
【００４１】
個別ラック１０５は、電動機器（図示せず）のための搭載スペースを画定する。この実施形態において、電動機器は、そのシャシー内に冷却媒体を強制通過させるための内蔵媒体コンベヤ（例えば、ファン）を有するコンピュータサーバーおよび大容量記憶デバイスにより構成する。電動機器のラック内における配置は、電動機器の各要素の媒体供給側が通路１２０に面し、媒体排出側が反対側に面するように行う。電動機器の媒体供給側および媒体排出側は、したがって、個別ラックの媒体供給側および媒体排出側を定義する。
【００４２】
図１に示すように、通路１２０を封止し、この封止は、通路１２０に供給する冷却媒体のほぼ全てがラック１０５を通過するように行う。言い換えれば、冷却媒体がラック１０５を通過する以外の方向で通路１２０から流出することをほぼ防止する。この点に関して通路１２０の完全封止は（妥当な技術的努力による技術的可能性がなければ）必要ないことに留意されたい。言い換えれば、冷却媒体の多少の漏れは、多くの場合、漏れがそれほど大幅に冷却効率を低下させない限りにおいて、許容される。
【００４３】
図１に示す実施形態において、ラック１０５を収納するラックキャビネット１２５，１３０により区切られない通路部分において、通路１２０を封止するいくつかの封止部材を設ける。とくに、カバー素子１３５は通路１２０の頂部を封止する。カバー素子１３５は、透明材料、例えばアクリルガラスで形成し、データセンターの照明からの光が通路１２０に進入できるようにする。カバー素子１３５は側方スペーサ素子１４０，１４５を有し、カバー素子が画定する平面が、２個のキャビネット１２５，１３０の頂端部で画定される平面から離れるようにする。
【００４４】
通路１２０を囲い込む封止部材としては、さらに、２個の側方終端素子１５０，１５５を備える。側方終端素子１５０，１５５は、作業員が通路１２０に出入りできるスイングドアとして構成する。側方終端素子１５０，１５５のうち一方は、１個またはそれ以上の他のラック１０５を収納するキャビネットと取り換えることができる。さらに、代替的なドア構造としてスライドドアを使用することもできる。
【００４５】
空気などの冷却媒体を、通路のフロアすなわち底部から供給する。この目的のために、高床式のフロアシステム１６０を設ける。高床式のフロアシステム１６０は、高床式のシステムにおける下方平面１７０と上方平面１７５との間にダクト１６５を画定する。図１に示すように、ラックキャビネット１２５，１３０およびその間の通路１２０は、上方平面１７５上に配置する。
【００４６】
高床式フロアシステムの上方平面１７５は、通路１２０をダクト１６５に流体連通するための複数の開口（図１には図示せず）を有する。矢印１８０で示すようにダクト１６５内に供給する冷却媒体は、したがって通路１２０に流入する。通路１２０を封止しているため、通路１２０に流入する冷却媒体は、矢印１８５で示すようにラック１０５を通ってのみ通路１２０から流出する。とくに、ラックの搭載スペース内に設けた電動機器の内蔵媒体コンベヤは、ラック１０５を通して、通路１２０に流入する冷却媒体を送給する。したがって、ラック１０５を通して送給する冷却媒体は、電動機器が放出する熱により加熱され、矢印１９０で示すようにラック１０５から流出する。
【００４７】
ラック１０５から流出する温度上昇した冷却媒体の通路は、ラック１０５を出る温度上昇した冷却媒体を冷却し（および随意的に除湿する）、冷却した（および随意的に除湿した）媒体をダクト１６５内に再び流入させることにより閉じて循環させることができる。他の実施形態において、媒体流路を閉じて循環させる必要はないことに注意すべきである。このような実施形態において、ラック１０５を出る温度上昇した冷却媒体は、単にデータセンター外の環境に送出する。
【００４８】
ダクト１６５により供給する冷却媒体のパラメータを制御することで、電動機器により発生する熱を効率的に打ち消して、ラック１０５内に発生する任意の望ましくない温度上昇を防ぐ。もう一方では、冷却媒体パラメータの過度の調整（例えば、過度の冷却）を回避して、エネルギー効率を向上しなければならない。
【００４９】
通路１２０に供給する冷却媒体の一つ以上のパラメータを効率的に制御するために、センサ装置１９５を通路１２０の頂端部に設ける。センサ装置１９５は、スペーサ素子１４５内に抽気開口と、抽気開口近傍に配置したセンサを備える（抽気開口およびセンサの配置を、図２につきより詳細に後述する）。
【００５０】
例えば１０ｃｍ２から５００ｃｍ２の間の範囲（例えば、８０ｃｍ２から２００ｃｍ２の間の範囲）で、一定あるいは調整可能な直径を有する抽気開口を設け、これにより通路１２０から冷却媒体を抽出し、または周囲媒体が通路１２０内に流入できるようにするようにする。言い換えれば、通路１２０の周囲と通路１２０との間の圧力差に応じて、冷却媒体が抽気開口を経て通路１２０を出る、または周囲媒体が抽気開口を経て通路１２０内に流入する。抽気開口の近傍に設けたセンサは、抽気開口を通過する媒体流れの方向を決定（測定）するよう構成する。したがって、センサにより感知した媒体流れ方向は、冷却媒体に関連する通路１２０内の環境状態の表示または指標である。したがってセンサにより感知した媒体流れ方向に応じて、冷却媒体の１個以上のパラメータを制御して、ラック１０５内に搭載した電動機器のエネルギー効率のよい冷却を可能にする。
【００５１】
以下において、センサ装置１９５にもとづいて冷却媒体のパラメータを制御する一つの実施例を、図２の線図的な制御ダイアグラムを用いて説明する。図２に示す特定の実施形態において、図１と同一の参照符号を使用して、同一または同様な要素を示す。
【００５２】
図２に示す制御の実施形態は、冷却媒体の閉じた循環経路に基づく。閉じた循環経路は、通路１２０を収容するデータセンタールーム内に配置する少なくとも１個の下行流ユニット２０５を備える。代替の実施形態では、下行流ユニット２０５は、図２に示す方法と同様の方法でルームとの流体連通を維持するように、ルーム外に配置することができる。
【００５３】
下行流ユニット２０５は、１個のハウジング内に２個の専用コンポーネントを備える、すなわち一方は環境状態制御ユニット２１０であり、他方は冷却媒体コンベヤ２１５である。環境状態制御ユニット２１０はいわゆる冷却装置であり、冷水供給チューブ２２０および暖水排出チューブ２２５に接続する。冷水供給チューブ２２０により供給する冷却水は、およそ５℃〜１５℃（例えば１１℃〜１３℃の間）の温度である。暖水排出チューブ２２５により排出する暖水は、およそ１２℃〜２２℃の間（例えば１６℃〜１９℃の間）の温度である。
【００５４】
環境状態制御ユニット２１０を通過する周囲媒体を、冷水と熱的に接触させて冷却する。同時に、冷水は温度上昇し、また暖水排出チューブ２２５を経て環境状態制御ユニット２１０から排出させる。随意的に、周囲媒体は、さらに、環境状態制御ユニット内２１０で除湿ステップを受けるようにする。
【００５５】
冷却媒体コンベヤ２１５は、ダクト１６５内に冷却した周囲媒体を冷却媒体として送給する。冷却媒体をダクト１６５に供給する近傍で、制御ユニット２４０に接続した温度センサ２３５を設ける。温度センサ２３５は、冷却媒体の現時点温度を感知するよう構成する。制御ユニット２４０において、冷却媒体の現時点温度を設定温度と比較して、冷水供給チューブ２２０内に配置した冷水供給バルブ２４５をこの比較結果に基づいて制御する。
【００５６】
冷水供給バルブ２４５は、環境状態制御ユニット２１０を通過する冷水の流れを制御して、センサ２３５により感知した媒体温度を特定の設定温度に近づけるまたは等しくする。図２に示すように、ダクト１６５内に流入する冷却媒体の温度を一般的には、約１８℃〜２６℃の間の範囲における値（例えば２０，２１，２２，２３，２４℃）に設定できる。
【００５７】
図２に図示する実施形態において、冷却媒体温度の制御を自動的に実行する。言い換えれば、制御ユニット２４０は、単に温度センサ２３５により発生する信号に従ってのみ作動する。他の実施形態において、制御ユニット２４０は、付加的にまたは代替的に、図２に示す１個またはそれ以上のセンサの信号を考慮することができ、このことを、以下に説明する。
【００５８】
上述のように、環境状態制御ユニットにより冷却した周囲媒体を、ダクト１６５内に冷却媒体コンベヤ２１５により送り込む。冷却媒体コンベヤ２１５を、専用の制御ユニット２５０の制御下でダクト１６５内に供給する冷却媒体の流速（媒体速度）を調整するよう、速度調整可能なファンとして設ける。通常動作中、冷却媒体コンベヤ２１５は冷却媒体を１〜３ｍ／ｓ（例えば約１．５〜２．２ｍ／ｓ）の速度で送り込む。
【００５９】
冷却媒体の好適な流速を得るために必要な媒体速度は、冷却媒体を下行流ユニットから通路１２０に送り込むダクト１６５の高さに依存する。この媒体速度値は、通常のダクト高さである約４００〜６００ｍｍに対応する。より小さいダクト高さ（例えば１５０ｍｍ）である場合、速度を増加する必要があり、より大きいダクト高さで（例えば８００ｍｍ）である場合、速度を減少させる必要がある。一般的に、媒体速度およびダクト１６５の高さの選択は、ダクト内の媒体圧力が比較的低く、例えば通路外部であってデータセンター内の媒体圧力よりも２０Ｐａ（例えば１０Ｐａ）高くならないように行う。
【００６０】
図２に示すように、ダクト１６５から送り込む冷却媒体（約１．７ｍ／ｓの速度であり、データセンターの内部圧力に比べて１０Ｐａ以下の増圧にする）は、上方フロア平面１７５内の開口２５５を経て通路１２０内に流入する。通路１２０内で、このようにして一般的に２２℃〜２６℃である媒体温度を維持し、この温度は３２℃〜３８℃である周囲温度よりも大幅に低い。図２に矢印で示すように、通路１２０内に流入する冷却媒体を、電動機器の内蔵媒体コンベヤにより通路１２０外に排出し、同時に電動機器内部の熱を吸収するとき温度上昇する。温度上昇した冷却媒体は、下行流ユニット２０５に戻る周囲媒体をなし、したがって、閉じた流れの回路を形成する。
【００６１】
図２につき説明すると、センサ装置１９５は、通路１２０の頂端部に配置した抽気開口１９５Ａ、ならびに抽気開口１９５Ａの近傍に配置した温度センサ１９５Ｂを備える。温度センサ１９５Ｂを、通路１２０内に配置するよう図示しているが、温度センサ１９５Ｂを、代替案として、抽気開口１９５Ａの内部または通路１２０の外部に配置してもよく、しかし、抽気開口１９５Ａの媒体流れを検知するために抽気開口１９５Ａの十分近くとする。図２に示す実施形態においては、センサ１９５Ｂを温度センサとしているが、抽気開口を通る媒体流れ方向を検知できる他のタイプのセンサも使用できることは理解できるだろう。
【００６２】
温度センサ１９５Ｂを、コンベヤ２１５に関連する制御ユニット２５０に電気的に接続する。言い換えれば、抽気開口１９５Ａを通る媒体流れ方向を示すセンサ信号を、冷却媒体の速度（したがって流速も）制御するために使用して、冷却媒体の適正量を通路１２０に供給する。他のモードにおいて、コンベヤ２１５をさらに、通路１２０の外部で、好適には下行流ユニット２０５の吸気口の近傍に配置した、他の（随意的）温度センサ２６０の信号に基づいて制御することもできる。
【００６３】
以下に、下行流ユニット２０５に配置するコンベヤの制御を、図３のフローチャート３００につき詳細に説明する。
【００６４】
図３のフローチャートを参照して、コンベヤ２１５に対する制御命令を、通路１２０内に冷却媒体を供給するステップ（ステップ３０２）から開始する。このようにして、冷却媒体を、フロアからカバー素子１３５（したがって、温度センサ１９５Ｂ）に達するまで通路１２０に充満させる。通路１２０は、両側方および頂部で封止する（図１参照）ため、開口２５５から通路１２０に流入する冷却媒体のほぼすべてはラック１０５を通過して、ラック１０５内に搭載した電動機器の熱消散を効率的に行うために使用できる。
【００６５】
ラック１０５内の機器はより多くの熱を消散させる必要がある（したがってより多くの冷却を必要とする）ので、機器内蔵の媒体コンベヤは、通路１２０からラック１０５を通る多くの冷却媒体を送り込む、結果として、周囲に対する通路１２０内部の圧力はわずかに降下する。通路１２０内部のこの圧力降下の結果として、温かい周囲媒体が抽気開口１９５Ａを通って通路１２０内に吸い込まれる（ステップ３０４）。結果として抽気開口１９５Ａを通る媒体流れ方向を、温度上昇として温度センサ１９５Ｂにより感知できる（ステップ３０６）。特に、抽気開口１２０内に吸い込まれて温度センサ１９５Ｂを通過する周囲媒体は、通路内部に圧力降下を生ずる前の温度センサ１９５Ｂの近傍に存在する冷却媒体の環境よりも高温となる。
【００６６】
温度センサ１９５Ｂの位置において上昇する温度は、制御ユニット２５０により感知して（例えば、制御ユニット２４０により付与した現時点温度の設定点と、所定の温度設定点との比較により）、より多くの冷却媒体を必要とすると解釈する。結果として、制御ユニット２５０は、媒体速度（すなわち流速）が増加するようにコンベヤ２１５を制御する。したがって、一定時間当たりにより多くの冷却媒体を、ダクト１６５に送り込む。周囲媒体が抽気開口１９５Ａを通って通路１２０内に流入する結果である通路１２０内部の圧力降下に基因して、より多くの冷却媒体が通路１２０内に流入する。
【００６７】
時間当たりに通路内に流入した冷却媒体が、通路外へラック１０５を経て内蔵媒体コンベヤにより送出した冷却媒体をわずかに上回った後、通路１２０内部の冷却媒体のレベルは、再び、温度センサ１９５Ｂの位置まで上昇する。同時に、通路１２０と周囲との間における圧力差は、これ以上の周囲媒体を通路内へ抽気開口１９５Ａから吸入しなくなるまで減少する。言い換えれば、温度センサ１９５Ｂは最終的に冷却媒体環境下に再び戻り、結果の温度を制御ユニット２５０が感知する。特に、制御ユニット２５０は、十分な冷却媒体を通路１２０内に供給して、温度センサ１９５Ｂに関連する特定の温度設定点に再び達するまで、ダクト１６５を通る冷却媒体の速度（すなわち流速）を徐々に低下させ始める。
【００６８】
この上述の温度設定点は、通路１２０内に流入する冷却媒体の平均温度より数℃（例えば１〜８℃）高い温度とする。例えば、温度設定点は、制御ユニット２４０により調整する冷却媒体温度（温度センサ２３５により測定する）に基づいて動的に定義することができる。設定点は、制御ユニット２５０により実装する制御シナリオは、特定の予定流速から開始する流速の増加を制限しないという利点を有するが、減少した初期流速で開始することもできる。したがって、ラック内に配置した電動機器がより少ないエネルギーを消費するならば、（したがってその内蔵媒体コンベヤがラック１０５を通って通路１２０からより少ない冷却媒体を強制通過させるならば）、温度センサ１９５Ｂ感知が感知する温度は、温度設定点に対して低下する。この温度低下は、制御ユニット２５０が、過剰な冷却媒体を通路１２０に供給したと解釈して、ダクト１６５内への冷却媒体の送り込み（すなわち媒体速度）を減少することができる。
【００６９】
随意的な制御シナリオにおいて、制御ユニット２５０は、さらに、他の温度センサ２６０（もし存在するなら）により発生する信号を、コンベヤ２１５を制御するときに考慮する。特に、制御ユニット２５０は、一方で温度センサ２６０により感知する温度および他方で温度センサ１９５Ｂにより感知する温度との間の温度差に応じて、コンベヤ２１５を制御する．例えば制御ユニット２５０は、冷却媒体の流速制御を以下のように構成する、すなわち、もし２個の温度センサ１９５Ｂ，２６０によりそれぞれ感知した温度間の所定温度差が、温度センサ１９５Ｂにより感知した温度が上昇することによって減少する場合に、冷却媒体の流速を増加させる、およびその逆のようにするよう制御する。
【００７０】
以下に、コンベヤ２１５を制御する他の実施形態を、図４のフローチャートにつき説明する。図４に示す制御の実施形態を、図３を用いた上記制御の実施形態と同時並行的に、あるいは代替的に実施することができる。
【００７１】
第１ステップ４０２において、冷却媒体の温度（例示的なパラメータとして）を、冷却媒体が通路１２０およびラック１０５内に流入する前に、所定温度値に維持する。上述のように、冷却媒体温度を所定値に維持するステップは、温度センサ２３５が感知した温度に基づいてバルブ２４５を調整する制御ユニット２４０の下で環境状態制御ユニット２１０が実行する。
【００７２】
ステップ４０４において、冷却媒体をコンベヤ２１５により、ダクト１６５から通路１２０に、そしてラック１０５媒体供給側に、送り込む。次に、ステップ４０６において、ラック１０５を通過する冷却媒体の移動率が、コンベヤを通過する冷却媒体の移動率と異なるかどうかを決定する。
【００７３】
さらなるステップ４０８において、コンベヤ２１５を、ステップ４０６において決定した移動率の差に基づいて制御する。この制御は、例えば移動率の差を最小化するまたは所定値に移動率差を維持することを目標とする。
【００７４】
ステップ４０２〜４０８は、一般的なシナリオにおいて、同時並行的にまた繰り返し行う。さらに、上述のように、移動率差および移動率差におけるいかなる変化をも、温度センサ１９５Ｂまたは抽気開口１９５Ａを通過する流れ方向を測定可能な任意の他のセンサにより得る信号に基づく。
【００７５】
図１〜４に図示するコンベヤ２１５に対する制御方法の結果として、コンベヤの電力消費は、ラック１０５内に搭載した電動機器がより少ない冷却しか必要としない状況で選択的にファンの速度を低下させることにより、減少させることができる。
【００７６】
上述の実施形態は、１個のセンサ装置１９５のみを備えるものとして説明したが、２個以上のセンサ装置を、通路１２０の上方部分に間隔を空けて配置できることは理解できるであろう。このような場合において、各センサ装置１９５の温度センサ１９５Ｂを、制御ユニット２５０に電気的に接続する。制御ユニット２５０は、次に、いずれかの温度センサ１９５Ｂが感知した最高温度に基づいて制御タスクを実行することができる。さらに、ダクト１６５に接続する通路１２０の数を必要に応じて増加することができる。ここれに関連して、図５に示す概略的ラックシステムレイアウトにつき説明する。また、同一参照符号を、同一または同様のコンポーネントを識別するために用いる。
【００７７】
図５に示すラックシステムのレイアウトによれば、４つの平行な通路１２０を設け、各通路１２０は、２つの平行なラック列１１０，１１５（２つの列を図５内に特に示す）により画定される。各通路１２０を全て同一ダクト（図１および２の参照符号１６５参照）に接続する。各ラック列１１０，１１５は、９または１０個のラックユニットを備える。各通路１２０に、少なくとも１個のセンサ装置１９５を備える。
【００７８】
通路１２０に、６個の個別の下行流ユニット２０５から冷却媒体を供給する。マスタ制御ユニット（図示せず）は、下行流ユニット管理の役割を持ち、６個の下行流ユニット２０５を、マスタ制御ユニットにスレーブユニットとして接続する。マスタ制御ユニットには、制御ユニット２５０に接続する上述の制御機能、および下行流ユニット管理のための他の制御機能を組み込む。
【００７９】
マスタ制御ユニットは、各通路１２０にわたって分布させたセンサ装置１９５のいずれかにより感知した最高温度に基づいて制御動作を実行するよう構成する。冷却条件に基づいて、マスタ制御ユニットは、個別の下行流ユニットをオンモード、オフモードまたはスタンバイモードに切り替える。さらに、マスタ制御ユニットは、感知した最高温度に基づいて、スイッチオンにした下行流ユニット２０５に関連するコンベヤのファン速度を（最大速度の３０〜１００％の間で）制御する。マスタユニットは集中的に冷却媒体の全体流速を制御するが、各下行流ユニットは自動で局部的に、個別下行流ユニット２０５を通過する冷却媒体の温度および湿度を制御できる。個別下行流ユニットの温度および湿度制御は、マスタ制御ユニットから受信した温度設定点に基づく。
【００８０】
全体制御の概念は、図１〜４につき説明した制御概念と同一である。言い換えれば、第１ステップにおいて、分布させたセンサ装置１９５のいずれかが検出した最高温度を、温度設定点と比較する。特定の例において、制御ユニット２４０（図２参照）により付与した温度設定点よりも１〜６℃高い温度設定点に設定する。いずれかの温度センサ１９５Ｂにより感知した最高温度がマスタ制御ユニットにより付与した温度設定点よりも低い場合、下行流ユニット２０５が各通路内に冷却媒体を多く送給しすぎていることを示す。したがって、冷却媒体の流速を減少する。他方、最高温度が温度設定点よりも高い場合、下行流ユニット２０５が各通路内に冷却媒体を十分に送給していないことを示す。したがって、冷却媒体の流速を増加させる。上述のように、流速を制御するとり得る手法としては、各下行流ユニットをオンまたはオフに切り換えるステップ、およびスイッチをオンにした下行流ユニットのファン速度を制御するステップがある。図２に示す制御ユニット２４０，２５０およびマスタ制御ユニットが行う制御方策としては、例えば、従来既知のＰＩ制御がある。
【００８１】
図６は、電動機器を含むペイロード（搭載物）を実装するための複数の搭載スペースを備えるラックの実施形態を示す。とくに、図６は、図１〜５につき説明したラックシステムの基本構造をなす空ラック１０５を示す。ラック１０５の未使用スペースは、図６ｂに示すブランクパネルにより覆う。ブランクパネルは、通路１２０内に供給した冷却媒体がラック１０５から漏れないようにする。効率的な冷却作業を行うためには１００％の封止は必要ないことを、ここで再度留意されたい。
【００８２】
図７は通路１２０のフロアを示す。図７で見ることができるように、フロアを完全にグリル７０５によりカバーする。グリル７０５は、大きな開口面積を有する。とくに、グリル７０５の表面積のおよそ９０％は冷却媒体を透過させることができる。図７に示すようなグリル７０５を使用する結果として、一方のダクト１６５と他方の通路１２０の空気との間における比較的小さな圧力差のみが、通路１２０に効率的に冷却媒体を供給するために必要となり、このことは下行流ユニット内のコンベヤが低速で作動することをも可能にする。上述のように、１０Ｐａ以下の圧力差で、多くの場合十分である。
【００８３】
本明細書で説明した様々な冷却手法は、例えば図８および９に示すような従来技術の冷却技術を越える大きな利点をもたらす。図８は、冷通路および暖通路を分離しないラックシステムレイアウトを示す。この種のラックシステムレイアウトは、ホストレガシーシステムであるデータセンターで一般的であり、データセンター内部の通気路を支持するように特別に仕立てていない。楕円内に見ることができるように、フロアから供給した新鮮な冷却媒体とラックから流出する温度上昇した冷却媒体が様々な区域で混合する。図９は、データセンター内のラックシステムレイアウトの他の実施形態を示し、この場合、冷通路と暖通路を分離する。楕円で示すように、依然として、新鮮な冷却媒体と温度上昇した冷却媒体が混合する区域が存在する。
【００８４】
図８及び９に示すラックシステムレイアウトの動作パラメータを、図２に示した動作パラメータと比較すると、本明細書で説明した冷却手法を、より少ない媒体速度および圧力差を用いて実装できる。さらに、下行流ユニット２０５を出る冷却媒体は、従来方法ほど冷たい必要はなく、全体の冷却効率を増加する。
【００８５】
本明細書で説明した技術の改善した冷却効率を、図１０のグラフで示す。図１０から明らかなように、通路１２０（図１０で「冷通路」と記載する）の頂部および底部における温度は、電気的負荷およびしたがって、電気的負荷により発生する消散すべき熱が大幅に増大したとしても、臨界温度の２５℃以下に十分維持することができる。冷通路温度に影響するのではなく、電気的負荷のいかなる増加も、通路１２０外部のデータルーム（図１０内の「暖通路」で示す）が温度上昇するだけである。
【００８６】
したがって、図１０は、本明細書に記載した方法が高冷却効率をもたらすことを示す。同時に、下行流ユニット２０５（特にコンベヤ２１５）のエネルギーコストおよび稼働時間は、従来技術と比較して著しく減少する。さらなる副次的効果として、コンベヤ２１５のファン速度を、ほとんどの作動状態において減少させることができ、データセンター内の騒音の著しい低減につながる。
【００８７】
本発明を、特別な実施形態を用いて説明したが、本発明を本明細書に説明および図示した特定の実施形態に限定されないことを当業者は理解するであろう。したがって、本明細書は単に例示に過ぎないことを理解されたい。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2011503853.tif 000003
【図２】
2011503853.tif 000004
【図３】
2011503853.tif 000005
【図４】
2011503853.tif 000006
【図５】
2011503853.tif 000007
【図６ａ】
2011503853.tif 000008
【図６ｂ】
2011503853.tif 000009
【図７】
2011503853.tif 000010
【図８】
2011503853.tif 000011
【図９】
2011503853.tif 000012
【図１０】
2011503853.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月21日(2009.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックシステム（１００）において、
・  複数のラック（１０５）であって、ラック間に少なくとも１つの通路（１２０）を生ずるよう配列し、前記通路（１２０）に供給する冷却媒体のほぼすべてが前記ラック（１０５）を通過するよう前記通路を封止する、該ラック（１０５）と、
・  前記通路（１２０）外に前記冷却媒体を抽出し、また周囲媒体が前記通路（１２０）内に流入できるようにする抽気開口（１９５Ａ）と、および
・  前記抽気開口を通過する媒体流れ方向を測定する第１センサ（１９５Ｂ）と、
・  前記第１センサ（１９５Ａ）により発生した信号に基づいて前記通路（１２０）に供給する冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御するよう構成した制御機構であって、前記信号は前記媒体の流れの方向を表すものとした、該制御機構と、
を備えたラックシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のラックシステムにおいて、前記第１センサ（１９５Ｂ）を前記抽気開口（１９５Ａ）の近傍に配置する、ラックシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のラックシステムにおいて、前記第１センサ（１９５Ｂ）を、温度センサと、空気スクリューと、風受け翼操作スイッチからなるセットから選択した、ラックシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、前記抽気開口（１９５Ａ）を通路（１２０）の頂部に配置した、ラックシステム
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つのパラメータは、温度、湿度および冷却媒体の流速よりなるセットから選択した、ラックシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）内に前記冷却媒体を送給するための少なくとも１つのコンベヤ（２１５）を備えた、ラックシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つのコンベヤ（２１５）は、前記第１センサ（１９５Ｂ）により発生した信号に基づいて前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の流速を制御するよう構成した、ラックシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の温度および湿度のうち少なくとも１つを制御するための少なくとも１つの環境状態制御ユニット（２１０）を備えた、ラックシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つの環境状態制御ユニット（２１０）を、前記第１センサ（１９５Ｂ）により発生した信号に基づいて前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の温度および湿度のうち少なくとも一つを制御するように構成した、ラックシステム。
【請求項１０】
請求項１，７および９のうち一項記載のラックシステムであって、さらに、少なくとも１つの第２センサ（２３５，２６０）を備えたラックシステムにおいて、制御機構、コンベヤ（２１５）および環境状態制御ユニット（２１０）のうち少なくとも一つを、さらに、前記第２センサ（２３５，２６０）により発生する信号に基づいて制御する、ラックシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のラックシステムにおいて、前記少なくとも１つの第２センサ（２３５，２６０）を、前記抽気開口（１９５Ａ）および前記第１センサ（１９５Ｂ）のうち少なくとも一方から距離を空けて配置した、ラックシステム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）の頂部を封止するカバー素子（１３５）を備えた、ラックシステム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）を１個またはそれ以上の側方端部で封止する終端素子（１５０，１５５）を備えた、ラックシステム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）に前記冷却媒体を供給するためのグリル（７０５）を備え、前記グリル（７０５）を前記通路（１２０）のフロアに配置した、ラックシステム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路（１２０）内に前記冷却媒体を供給するよう構成したダクト（１６５）を備えた、ラックシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のラックシステムにおいて、前記ダクトを（１６５）は、複数の通路（１２０）に冷却媒体を供給するよう構成した、ラックシステム。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のラックシステムにおいて、前記ダクト（１６５）の大部分を複数のラック（１０５）の下方に配置した、ラックシステム。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、各ラック（１０５）は、前記ラック（１０５）に前記冷却媒体を供給する供給側と、前記ラック（１０５）から前記冷却媒体を排出する供給側とは反対側の排出側とを有し、前記ラック（１０５）の前記供給側を、通路（１２０）内部に向かい合うよう配置した、ラックシステム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、冷却を必要とする電動機器を備え、当該電動機器を前記ラック（１０５）の搭載スペースに配置した、ラックシステム。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項記載のラックシステムにおいて、さらに、前記通路を内部に配置するハウジングを備えて、前記ハウジングは、前記冷却媒体の循環経路を閉じるよう構成した、ラックシステム。
【請求項２１】
複数のラック（１０５）を備え、これらラック間に通路（１２０）を形成するようラックを配列したラックシステム（１００）の環境状態状況を決定する方法において、
・  通路（１２０）内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給ステップであって、前記通路内に供給する冷却媒体のほぼすべてをラック（１０５）に通過させるよう前記通路（１２０）を封止する、該冷却媒体供給ステップと、
・  前記通路（１２０）外に冷却媒体を抽出し、また周囲媒体を通路（１２０）内に流入させることを可能にする抽気開口（１９５Ａ）を設けるステップと、
・  前記抽気開口（１９５Ａ）を通る媒体の流れ方向を決定するステップと、
・  前記媒体流れ方向に基づいて前記通路（１２０）に供給する前記冷却媒体の少なくとも一つのパラメータを制御するステップと、
を有する、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、前記少なくとも一つのパラメータを、温度、湿度および前記冷却媒体の流速よりなるセットから選択する、方法。
【国際調査報告】
2011503853.tif 000014
2011503853.tif 000015
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