(57)【要約】  電気機器キャビネットの属性を制御する換気システムの例示的な実施形態が提供される。この換気システムは、概して、電気機器キャビネットに取り付けられる構成及び寸法のダクトを含む。例示的な換気システムは、概して、ダクトに取り付けられたダンパと、電気機器キャビネット及びダクトの少なくとも一つに取り付けられたセンサとを含む。センサは、概して、属性に関する信号を効果的に生成する。また、換気システムを有する電気機器キャビネットの属性を制御する例示的な方法が提供される。これらの方法は、概して、電気機器キャビネット内で実質上差圧ゼロ又は温度環境を維持するように、感知された属性の少なくとも一部に基づいてダンパを絞るステップを含む。【選択図】図５
2015529886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器キャビネットの属性を制御する換気システムであって、
前記電気機器キャビネットに取り付けられる構成及び寸法のダクトと、
前記ダクトに取り付けられたダンパと、
前記電気機器キャビネット及び前記ダクトの少なくとも一つに取り付けられたセンサと、を備え、該センサは、前記電気機器キャビネットの前記属性に関する信号を効果的に生成する、換気システム。
【請求項２】
前記電気機器キャビネットに対する前記ダクトの取付け位置が、可変的に調整可能である、請求項1に記載の換気システム。
【請求項３】
前記ダクトに取り付けられたダクト延長部を備える、請求項1に記載の換気システム。
【請求項４】
前記ダクトは、リターンプレナムに取り付けられる構成及び寸法である、請求項1に記載の換気システム。
【請求項５】
前記電気機器キャビネット及び前記ダクトの外側に取り付けられた第2のセンサを備え、該第2のセンサは、前記電気機器キャビネットの外部の属性に関する信号を効果的に生成する、請求項1に記載の換気システム。
【請求項６】
前記センサ及び前記第2のセンサは、温度センサ、圧力センサ、空気流量センサ、及びトランスデューサの少なくとも一つである、請求項5に記載の換気システム。
【請求項７】
前記電気機器キャビネットの前記属性及び前記外部の属性は、温度、圧力、及び空気流量の少なくとも一つである、請求項6に記載の換気システム。
【請求項８】
前記属性に関する前記生成された信号の少なくとも一部に基づいて、前記ダンパを絞る構成及び寸法の作動機構を備える、請求項7に記載の換気システム。
【請求項９】
前記属性及び前記外部の属性に関する前記生成された信号の少なくとも一部に基づいて、前記ダンパを絞る構成及び寸法の作動機構を備え、前記ダンパを絞ることで、前記電気機器キャビネットにおいて実質上差圧ゼロ又は温度環境を効果的に維持する、請求項7に記載の換気システム。
【請求項１０】
前記作動機構は、圧力スイッチ、機械駆動部、及び収縮性ワイヤの少なくとも一つである、請求項9に記載の換気システム。
【請求項１１】
前記ダンパが可変ダンパである、請求項10に記載の換気システム。
【請求項１２】
換気システムを有する電気機器キャビネットの属性を制御する方法であって、
前記電気機器キャビネットにダクトを取り付けるステップと、
前記ダクトにダンパを取り付けるステップと、
前記電気機器キャビネット及び前記ダクトの少なくとも一つに、前記属性に関する信号を効果的に生成するセンサを取り付けるステップと、
前記センサによって生成された前記信号に基づいて前記属性を感知するステップと、
前記感知された属性の少なくとも一部に基づいて前記ダンパを絞るステップと、を含む方法。
【請求項１３】
第2のセンサが前記電気機器キャビネット及び前記ダクトの外側に取り付けられた状態で、前記電気機器キャビネットの外部の属性に関する信号を生成するステップを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記センサ及び前記第2のセンサによって生成された前記信号の少なくとも一部に基づいて、前記ダンパを絞るステップを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
作動機構によって前記ダンパを絞るステップを含み、前記作動機構は、圧力スイッチ、機械駆動部、及び収縮性ワイヤの少なくとも一つを備える、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記収縮性ワイヤに電圧を印加して前記ダンパの位置を制御するステップを含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記ダンパを絞るステップは、前記電気機器キャビネットの内側で実質上差圧ゼロ又は温度環境を効果的に維持する、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記電気機器キャビネットの一つ以上の側板又は仕切り板を取り外して共通のリターンプレナムを作製し、前記電気機器キャビネット内の温度又は圧力を等しくするステップを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１９】
電気機器キャビネット用の換気システムであって、
前記電気機器キャビネットに取り付けられる構成及び寸法のダクトを備え、
前記電気機器キャビネットに対する前記ダクトの取付け位置が、可変的に調整可能である、換気システム。
【請求項２０】
電気機器キャビネット用の換気システムの組立方法であって、
前記電気機器キャビネットにダクトを取り付けるステップと、
前記電気機器キャビネットに対する前記ダクトの取付け位置を可変的に調整するステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Chimney for an Electrical Equipment Cabinet and Associated Methods」という名称で2012年7月9日に出願された同時係属の米国特許仮出願第61/669,217号の利益を主張するものである。同仮出願の内容全体を、参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
技術分野
本開示は、換気システムに関し、より詳細には、電気機器キャビネットの圧力又は温度などの属性を制御する換気システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ケーブル管理システム(電気機器キャビネット、ケーブルラック、仕切り、又はフレームなど。以下「キャビネット」と呼ぶ。)は、通信及び電子サービスなどの様々な適用分野で長く使用されており、一般に、屋内の部屋、筐体、オフィス、又は制御された環境の保管室内に配置される。キャビネットは、一般に、様々なデバイス、たとえばパッチパネル、電気機器などを含む。キャビネットは、キャビネット内に又はキャビネットに対して取り付けられた様々なデバイスを相互接続する複数のケーブルをさらに含むことができる。
【０００４】
多くの場合、キャビネット内に又はキャビネットに対して取り付けられたデバイスは、デバイス内で適度な動作温度が確実に維持されるように、冷気の供給を必要とする。低温の空気は、たとえば複数のファン、コンピュータ室空調ユニット(CRAC：Computer Room Air Conditioning unit)などによって、キャビネットへ供給することができ、さらに、一つ以上の機器ファンによって、機器から排出することができる。温かい空気は、一般に、キャビネット内の通気孔を通して、たとえば空間、廊下、リターンプレナムなどへ排出することができる。
【０００５】
スイッチ及びブレードサーバなど、デバイスごとにより多くのアンペア数をますます消費する高密度電気機器の出現により、キャビネット内の熱負荷は、概して、ほぼ8kW未満から上昇し、今では一部のキャビネットで約30kWに迫っている。実装領域が縮小しているにもかかわらず、マイクロチップは概してより多くの計算を実行しており、したがってより多くの電力を消費し、熱負荷の増大のさらなる一因となっている。電気機器の密度の増大に加えて、ハードウェアを最大限利用するための仮想化が引き続き行われており、IT機器の従来のホットアイル-コールドアイルの配置を不十分なものにしている。したがって、IT管理者は、一般に、ネットワークの完全性を維持しながら、電力使用効果(PUE：Power Usage Effectiveness)を低減させる必要がある。
【０００６】
低温の給気と高温の排気との分離を維持することで、全米暖房冷凍空調学会(ASHRAE:
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)の指針に準拠して給気温度を上昇させることが可能になり、より高温の空気を冷却コイルへ戻すことによって冷却ユニットの効率が改善されることが、当業界内では理解されている。加えて、当業界内で理解されているように、概して、適切且つ/又は供給過剰の低温の空気を供給しても、たとえばホットスポットの修正、温度超過警報の停止、高温による機器障害の解消などは行われない。逆に、キャビネット内の機器内のファンは、一般に、たとえば正のヘッド圧を克服しようとすること、負のプレナム圧に晒されて過度に駆動されることなどによって、能力を失う。特に、現在のチムニーの配備は、一般に受動式又はファン補助式である。受動式のチムニーは、一般に負のプレナム圧への直接アクセスを可能とし、CRACユニットの循環を短くする。ファンとともに使用されるチムニーは、一般に、たとえば消費電力を増大させ、CRACユニットの短い循環の一因となり、データセンター内の騒音公害の一因となり、その結果、他の望ましくない影響をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、そのようなキャビネット内に又はキャビネットに対して取り付けられたデバイスからの温かい排気をより効果的且つ/又は確実に除去する(又は実質上除去する)ために、電気機器キャビネットの属性、たとえば圧力、温度などを制御する換気システム及び関連する方法に対する要求がある。本開示のシステム及び方法によって、これら及びその他の要求に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施形態によれば、電気機器キャビネットの属性、たとえば圧力、温度などを制御する例示的な換気システムが提供され、この換気システムは、概して、電気機器キャビネットに取り付けられる構成及び寸法の少なくとも一つのダクトを含む。例示的な換気システムは、概して、少なくとも一つのダクトに取り付けられた少なくとも一つのダンパを含む。例示的な換気システムは、概して、電気機器キャビネット及び少なくとも一つのダクトのうち、少なくとも一つに取り付けられた少なくとも一つのセンサをさらに含む。少なくとも一つのセンサは、概して、電気機器キャビネットの属性に関する信号を効果的に生成することができる。
【０００９】
電気機器キャビネットに対するダクトの取付け位置は、可変的に調整可能とすることができる。いくつかの例示的な実施形態では、換気システムは、ダクトに取り付けられたダクト延長部を含む。ダクトは、リターンプレナムに対して取り付けられる構成及び寸法であってもよい。いくつかの実施形態では、換気システムは、電気機器キャビネット及びダクトの外側に取り付けられた第2のセンサを含む。第2のセンサは、電気機器キャビネットの外部の属性に関する信号を効果的に生成することができる。センサ及び第2のセンサは、たとえば温度センサ、圧力センサ、空気流量センサ、トランスデューサなどの少なくとも一つとすることができる。電気機器キャビネットの属性及び外部の属性は、たとえば温度、圧力、空気流量などの少なくとも一つとすることができる。
【００１０】
換気システムは、概して、属性に関する生成された信号の少なくとも一部に基づいて、ダンパを絞る（throttle）構成及び寸法の作動機構を含む。いくつかの実施形態では、換気システムは、電気機器キャビネットの属性及び外部の属性、たとえば属性と外部の属性との間の差に関する生成された信号の少なくとも一部に基づいて、ダンパを絞る構成及び寸法の作動機構を含む。作動機構は、たとえば圧力スイッチ、機械駆動部、収縮性ワイヤなどとすることができる。ダンパは、たとえば可変ダンパなどとすることができる。ダンパを絞ることで、概して、電気機器キャビネットにおいて、実質上、差圧ゼロ（zero pressure）又は温度環境を効果的に維持することができる。
【００１１】
本開示の実施形態によれば、換気システムを有する電気機器キャビネットの属性、たとえば圧力、温度などを調節する例示的な方法が提供され、これらの方法は、概して、電気機器キャビネットに少なくとも一つのダクトを取り付けるステップを含む。例示的な方法は、概して、少なくとも一つのダクトに対して少なくとも一つのダンパを取り付けるステップを含む。さらに、例示的な方法は、電気機器キャビネット及び少なくとも一つのダクトのうち、少なくとも一つに対して少なくとも一つのセンサを取り付けるステップを含む。センサは、電気機器キャビネットの属性に関する信号を効果的に生成することができる。これらの方法は、概して、センサによって生成された少なくとも一つの信号に基づいて属性を感知するステップを含む。これらの方法は、概して、電気機器キャビネットの感知された属性の少なくとも一部に基づいて、ダンパを絞るステップをさらに含む。
【００１２】
例示的な方法は、概して、電気機器キャビネットに対するダクトの取付け位置を可変的に調整するステップを含む。いくつかの例示的な実施形態では、これらの方法は、ダクトにダクト延長部を取り付けるステップを含む。いくつかの実施形態では、これらの方法は、第2のセンサが電気機器キャビネット及びダクトの外側に取り付けられた状態で、電気機器キャビネットの外部の属性に関する信号を生成するステップを含む。これらの方法は、概して、センサ及び第2のセンサによって生成された信号の少なくとも一部に基づいて、ダンパを絞るステップを含む。これらの方法は、作動機構、たとえば圧力スイッチ、機械駆動、収縮性ワイヤなどによって、ダンパを絞るステップを含む。いくつかの実施形態では、これらの方法は、収縮性ワイヤに電圧を印加し、収縮性ワイヤを収縮及び伸長させることによってダンパの位置を制御するステップを含む。ダンパを絞ることで、電気機器キャビネットの内側で実質上差圧ゼロ又は温度環境を効果的に維持することができる。いくつかの実施形態では、これらの方法は、電気機器キャビネットの一つ以上の側板又は仕切り板を取り外して共通のリターンプレナムを創出し、電気機器キャビネット内の温度又は圧力を等しくするステップを含むことができる。
【００１３】
本開示の実施形態によれば、電気機器キャビネット用の例示的な換気システムが提供され、この換気システムは、概して、電気機器キャビネットに取り付けられる構成及び寸法の少なくとも一つのダクトを含む。電気機器キャビネットに対する少なくとも一つのダクトの取付け位置は、可変的に調整可能とすることができる。
【００１４】
本開示の実施形態によれば、電気機器キャビネット用の換気システムを組み立てる例示的な方法も提供され、これらの方法は、概して、電気機器キャビネットに少なくとも一つのダクトを取り付けるステップを含む。例示的な方法は、概して、電気機器キャビネットに対する少なくとも一つのダクトの取付け位置を可変的に調整するステップをさらに含む。
【００１５】
他の目的及び特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面とともに考慮することから明らかになるであろう。しかし、これらの図面は、本発明の範囲を定義するためではなく、例示のみを目的として設計されたものであることを理解されたい。
【００１６】
当業者が開示のデバイス及び関連する方法を作製及び使用することを助けるために、以下の添付の図を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、例示的な換気システムを有する独立型のキャビネット及び仕切られたキャビネットの例示的な実施形態を示す図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、ダンパを含む例示的な換気システムを有する独立型のキャビネット及び仕切られたキャビネットの例示的な実施形態を示す図である。
【図３】例示的な換気システムを有する仕切られたキャビネット及び冷却ユニットの短い循環の例示的な実施形態を示す図である。
【図４】ダンパを含む例示的な換気システムを有する仕切られたキャビネット及び冷却ユニットの例示的な実施形態を示す図である。
【図５】ダンパを含む例示的な換気システムを有するキャビネットのための制御システムの例示的な実施形態のブロック図である。
【図６Ａ】ダンパを含む例示的な換気システムを有するキャビネットのための制御システムの例示的な実施形態のフロー図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示すフロー図の続きである。
【図７】ダンパを含む例示的な換気システムを有するキャビネット及び冷却ユニットの例示的な実施形態の圧力とダンパ制御電圧との関係のグラフである。
【図８Ａ】例示的な換気システム内のダンパの作動を示すグラフである。
【図８Ｂ】例示的な換気システム内のダンパの作動を示すグラフである。
【図８Ｃ】例示的な換気システム内のダンパの作動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の実施形態によれば、電気機器キャビネットの属性、たとえば圧力、温度などを制御する例示的な換気システムが提供される。この換気システムは、概して、電気機器キャビネットに対して取り付けられる構成及び寸法の少なくとも一つのダクトを含む。例示的な換気システムは、概して、少なくとも一つのダクトに対して取り付けられた少なくとも一つのダンパを含む。例示的な換気システムは、概して、電気機器キャビネット及び少なくとも一つのダクトのうち、少なくとも一つに対して取り付けられた少なくとも一つのセンサをさらに含む。少なくとも一つのセンサは、概して、電気機器キャビネットの属性に関する信号を効果的に生成することができる。
【００１９】
ここで図1A及び図1Bを参照すると、本開示による例示的な換気システムを有する独立型のキャビネット及び仕切られたキャビネット、すなわち、キャビネット100及びチムニーアセンブリ 100'の例示的な実施形態がそれぞれ提供される。具体的には、図1Aは、独立型のキャビネット102及びチムニーアセンブリ104を概略的に示す。チムニーアセンブリ104は、概して、チムニーベース106、すなわちキャビネット102に対して取り付けられる構成及び寸法の少なくとも一つのダクトを含む。いくつかの例示的な実施形態では、チムニーアセンブリ104は、チムニーアセンブリ104の高さを延長するためのチムニー延長部108を含むことができる。一つのチムニー延長部108を図示するが、他の例示的な実施形態では、チムニーアセンブリ104は、たとえば一つ、二つ、三つ、四つ、五つのように、複数のチムニー延長部108を含むことができる。
【００２０】
例示的なチムニーアセンブリ104は、たとえばチムニーフランジ(図示せず)をキャビネット102に取り付けることなどによって、キャビネット102に、又はキャビネット102に対して、取り付けることができる。チムニーアセンブリ104の取付け位置は、可変的に調整可能に、たとえばずれるように、キャビネット102に対して取り付けることができる。たとえば、キャビネット102の右の側面110及び後ろの側面114と位置合わせされた状態で示すが、他の例示的な実施形態では、チムニーアセンブリ104の取付け位置は、たとえばキャビネット102の右の側面110、左の側面112、後ろの側面114、前の側面116などの少なくとも一つと位置合わせすることができる。いくつかの実施形態では、チムニーアセンブリ104は、キャビネット102の上面に対して中心に位置決めすることができる。キャビネット102に対するチムニーアセンブリ104の調整可能な位置決め及び/又は位置揃えにより、入口/出口118の開口を創出することが可能である。当業界で利用されているチムニーの立体構造とは異なり、例示的なチムニーアセンブリ104の調整可能な位置決め機能により、入口/出口118を利用して、たとえばケーブルトレイ、ファイバダクト、防火部、照明、バスダクト、ケーブル管理部、照明、加熱換気及び空調(HVAC：Heating Ventilation and Air Conditioning)ダクト、配電ダクトなどの取り付けを、キャビネット102に直交して、且つ/又はキャビネット102の通路内に行うことが可能になる。たとえば、入口/出口118を実装して、キャビネット102内に配置された電気機器との間に複数のケーブルを通すことができる。
【００２１】
図1Bを参照すると、仕切られたキャビネット102'のためのキャビネット及びチムニーアセンブリ100'が提供される。図1Bのキャビネット及びチムニーアセンブリ100'は、構造及び/又は機能に関して図1Aのものに実質上類似している。具体的には、キャビネット及びチムニーアセンブリ100'は、概して、キャビネット102'及びチムニーアセンブリ104'を含む。チムニーアセンブリ104'は、チムニーベース106'を含み、任意でチムニー延長部108'を含むことができる。キャビネット102'に対するチムニーアセンブリ104'の取付け位置に基づいて、たとえばケーブルなどを通すための入口/出口114'を創出及び実装することができる。図1Aに関して上述したように、チムニーアセンブリ104'は、キャビネット102'上の様々な取付け位置で位置揃え及び/又は位置決めすることができ、それによって入口/出口114'の可変的な位置決め及び/又は創出を可能にする。三つの仕切られたキャビネット102'を示すが、他の例示的な実施形態では、キャビネット及びチムニーアセンブリ100'は、たとえば、互いに対して位置決め及び/又は連結された二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、七つなど、複数のキャビネット102'を含むことができる。
【００２２】
ここで図2A及び図2Bを参照すると、例示的な換気システムを有する独立型のキャビネット及び仕切られたキャビネット、すなわちキャビネット200及びチムニーアセンブリ200'の例示的な実施形態が提供される。図2Aは、独立型のキャビネット及びチムニーアセンブリ200を示す。キャビネット及びチムニーアセンブリ200は、概して、キャビネット202及びチムニーアセンブリ204を含み、構造及び/又は機能に関して図1A及び図1Bのものに実質上類似している。具体的には、例示的なチムニーアセンブリ204は、チムニーベース206を含み、任意でチムニー延長部208を含む。いくつかの例示的な実施形態では、チムニーアセンブリ204は、少なくとも一つのダンパ210、たとえば可変ダンパなどを含むことができる。キャビネット202の前の側面216、右の側面212、左の側面214、及び/又は後ろの側面218に対するチムニーアセンブリ204の取付け位置は、たとえばキャビネット202の内側に配置された電気機器との間に複数のケーブルを通すための入口/出口220を創出することができるような位置とすることができる。
【００２３】
たとえばキャビネット202内、チムニーベース206内、チムニー延長部208内、キャビネット202の外側、チムニーベース206の外側、チムニー延長部208の外側などに、少なくとも一つのセンサ(図示せず)を取り付けることができる。センサは、たとえば温度センサ、圧力センサ、空気流量センサなどとすることができる。センサは、少なくとも一つのキャビネット属性、たとえば温度、圧力、空気流量などに関する少なくとも一つの信号を効果的に生成することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも一つのキャビネット属性に関する生成された信号の少なくとも一部に基づいてダンパ210を絞る（throttling）ように、たとえばキャビネット202内、チムニーベース206内、チムニー延長部208内、ダンパ210内などに、少なくとも一つの圧力スイッチ、駆動機構、及び/又は収縮性ワイヤ(図示せず)を取り付けることができる。たとえば、センサによって生成された温度信号に基づいて、圧力スイッチは、所定のキャビネット202の環境を維持することができるように、ダンパ210の開き及び/又は閉じを絞ること、すなわち制御、調整及びそれと同様のことを行うことができる。所定のキャビネット202の環境は、たとえばキャビネット202の圧力、キャビネット202の温度、キャビネット202の空気流量などとすることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、少なくとも一つの圧力スイッチ、駆動機構、及び/又は収縮性ワイヤは、キャビネット202内で測定された属性及びキャビネット202の外側で測定された属性、たとえばキャビネット202内の属性とキャビネット202の外側の属性との間の差に関する生成された信号の少なくとも一部に基づいて、ダンパ210を絞ることができる。たとえば、キャビネット202の内側のセンサによって生成された温度信号とキャビネット202の外側のセンサによって生成された温度信号との間の差に基づいて、所定のキャビネット202の環境を維持することができるように、ダンパ210を絞ってダンパ210を開き及び/又は閉じることができる。
【００２５】
図2Bを参照すると、独立型のキャビネット及びチムニーアセンブリ200は、仕切られたキャビネット及びチムニーアセンブリ200'に組み込むことができる。具体的には、キャビネット及びチムニーアセンブリ200'は、概して、複数のキャビネット202'及び複数のチムニーアセンブリ204'を含む。各チムニーアセンブリ204'は、概して、チムニーベース206'を含み、任意でチムニー延長部208'を含む。いくつかの例示的な実施形態では、チムニーアセンブリ204'はまた、ダンパ210'、たとえば可変ダンパなどを含む。図2Aに関して論じたように、キャビネット202'に対するチムニーアセンブリ204'の取付け位置は、概して、たとえばキャビネット202'の内側に配置された電気機器との間に複数のケーブルを通すための入口/出口220'の創出を可能にする。三つのキャビネット202'を図示したが、他の例示的な実施形態では、キャビネット及びチムニーアセンブリ200'は、たとえば、互いに相互接続及び/又は位置決めされた二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、七つなど、複数のキャビネット220'を含むことができる。
【００２６】
ここで図3を参照すると、例示的なキャビネット及びチムニーアセンブリを有する冷却ユニットの短い循環の例示的な実施形態が提供される。具体的には、図3のアセンブリ300は、概して、冷却ユニット302、たとえばCRACユニットなどと、キャビネット及びチムニーアセンブリ100'と、リターンプレナム304とを含む。三つのキャビネット102'及びチムニーアセンブリ104'を図示したが、他の例示的な実施形態では、アセンブリ300は、たとえば一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、七つなど、複数のキャビネット102'及びチムニーアセンブリ104'を含むことができる。チムニーアセンブリ104'は、概して、リターンプレナム304に終端が接続され、それによってキャビネット102'から排出された温かい空気をリターンプレナム304へ送り出す。冷却ユニット302は、概してカラー306を含み、該カラーはリターンプレナム304に終端が接続されることで、排出された温かい空気を受け入れて冷却し、アセンブリ300を収容する空間内へ放出する。
【００２７】
排出された温かい空気の空気流を示す矢印から理解することができるように、冷却ユニット302に最も近いチムニーアセンブリ104'は、概して、受動的な短い循環で再循環する空気を生じさせる。具体的には、冷却ユニット302に最も近いチムニーアセンブリ104'から排出される空気は、リターンプレナム304を通って循環し、冷却ユニット302内へ入る。対照的に、冷却ユニット302から最も遠いチムニーアセンブリ104'は、概して、リターンプレナム304内で空気流が停滞及び/又は再循環する領域を生じさせ、この空気流は、冷却ユニット302へ進むことができない。具体的には、冷却ユニット302から最も遠いチムニーアセンブリ104'から排出される空気は、最も遠いチムニーアセンブリ104'の上に位置するリターンプレナム304の領域内に留まり、リターンプレナム304に沿って冷却ユニット302へ進むことができない。したがって、冷却ユニット302に対して複数のチムニーアセンブリ104'が配置されることに起因して、リターンプレナム304を通る空気流の分布は概して均一ではない。
【００２８】
図4を参照すると、例示的なキャビネット及びチムニーアセンブリを有する冷却ユニットの例示的な実施形態が提供される。具体的には、図4のアセンブリ400は、概して、冷却ユニット402、たとえばCRACユニットなどと、キャビネット及びチムニーアセンブリ200'と、リターンプレナム404とを含む。三つのキャビネット202'及びチムニーアセンブリ204'を図示したが、他の例示的な実施形態では、アセンブリ400は、たとえば一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、七つなど、複数のキャビネット202'及びチムニーアセンブリ204'を含むことができる。チムニーアセンブリ204'は、概して、リターンプレナム404に終端が接続されることで、キャビネット202'から排出された温かい空気をリターンプレナム404へ送り出す。冷却ユニット402は、概してカラー406を含み、該カラーは、リターンプレナム404に終端が接続される。これにより、冷却ユニット402は、排出された温かい空気を受け入れ、その温かい空気を冷却して、アセンブリ400を収容する空間内へ放出する。
【００２９】
排出された温かい空気の空気流を示す矢印から理解することができるように、チムニーアセンブリ204'内のダンパ210'は、概して、キャビネット202'の列の全体にわたって負のプレナム圧の実質上均一な分布が得られるように、キャビネット202'内の環境、たとえば圧力、温度、空気流量などを制御及び/又は維持する。具体的には、負のプレナム圧の均一な分布は、リターンプレナム404を通って冷却ユニット402に入る均等に分配された空気の流れを創出する。
【００３０】
以下の議論は、図2Aの例示的なキャビネット及びチムニーアセンブリ200に関する。しかし、本議論はまた、本明細書に論じる例示的なチムニーアセンブリのすべてに適用することができることが、当業者には理解されよう。例示的なチムニーアセンブリ204の開口面積は、たとえば、約16in2、18in2、20in2、22in2、24in2などとすることができる。チムニーアセンブリ204は、キャビネット202の上に配置及び/又は取り付けることができる。さらに、チムニーアセンブリ204は、たとえばキャビネット202の右の側面212、左の側面214、前の側面216、及び/又は後ろの側面218に位置を揃えることができ、残りの領域は、入口/出口220を通るケーブル及び/又は電力の入口/出口として利用することができる。たとえば、例示的なチムニーアセンブリ204は、キャビネット202の左の側面214又は右の側面に位置を揃えることができる。いくつかの実施形態では、チムニーアセンブリ204は、キャビネット202の上面に対して中心に位置決めすることができる。
【００３１】
キャビネット202にダンパ210を取り付けた状態を図示したが、他の例示的な実施形態では、キャビネット202に対してダンパ210、チムニーベース206、及び/又はチムニー延長部208を取り付ける順序は、入れ替えることができる。したがって、たとえば、キャビネット202にチムニーベース206を取り付けることができ、さらにチムニーベース206にダンパ210を取り付けることができる。さらに、一つ以上のチムニー延長部208を実装して、チムニーアセンブリ204の高さを所望の高さ、たとえばリターンプレナムに到達するのに必要な高さまで延ばすことができる。
【００３２】
各チムニーアセンブリ204は、概して、受動的に、且つ/又はダンパ210、たとえば可変ダンパとともに利用することができる。ダンパ210は、圧力スイッチ、駆動機構、及び/又は収縮性ワイヤ(図示せず)などの作動機構で、循環させ又は絞ることができる。作動機構は、概して、キャビネット102が、キャビネット202の後方で、実質上、差圧ゼロ及び/又は温度環境を維持することを可能にする。たとえば、チムニーアセンブリ204がリターンプレナム404に終端で接続されているとき、作動機構をたとえば自動、手動などで作動させて、ダンパ210を絞ることができる。概して、ダンパ210を絞ることで、IT機器内に配置される軸流ファンの性能が最適化される。具体的には、キャビネット102内に配置されたIT機器内のファンは、概して、たとえば正のヘッド圧を克服しようとすることなどによって性能を失うことはなく、またたとえば負のプレナム圧に晒されることなどによって過度に駆動されることはない。チムニーアセンブリ204及び少なくとも一つのダンパ210の列の全体を利用することで、概して、負のプレナムへのキャビネット202の露出をキャビネット202の列全体にわたって実質上確実に分担させることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、チムニーアセンブリ204及びダンパ210の列全体を利用することで、キャビネット202の負荷及び冷却ユニット402に対するキャビネット202の位置に基づいて、負のプレナムへのキャビネット202の露出を正確に確実に均衡させることができる。この均衡は、冷却ユニット402に対するキャビネット202の位置によって生じるリターンプレナム404の圧力の変動を正確に補償するように、各キャビネット202を通る空気流量を制御することができる。上述のように、リターンプレナム404は、冷却ユニット402により近いところでより高い負圧を含む可能性があり、それによって循環が短くなる可能性がある。
【００３４】
概して、キャビネット202の列内で実質上分担された負のプレナム圧は、冷却ユニット402に最も近いキャビネット202の上で高い負のプレナム圧を置換し、且つ/又は冷却ユニット402から最も遠く離れたキャビネット202の上の正のプレナム圧を置換する。キャビネット202を通る空気流量を制御することで、概して、排出された空気からの熱を、機器、たとえばIT機器などから低温の空気へ伝達させ且つ/又は冷却ユニット402へ戻すことが可能になる。この排出された温かい空気の移送は、概して、キャビネット202の内側に配置された機器が、製造者の推奨する仕様を概ね実行することを可能にし、それによって冷却ユニット402、たとえば可変速CRACユニットなどの効率を最適化する。
【００３５】
例示的なチムニーアセンブリ204は、たとえば底板、上板、ガスケット付き後扉、ブランキングパネル、エアダムキットなどとともに実装することができる。いくつかの例示的な実施形態では、キャビネット202の底部後方に、空気の流れを容易にするための傾斜デバイス(図示せず)を取り付けることができる。ケーブル入口/出口220の開口は、概して、キャビネット202内の迂回空気流及び/又は粒子状物質による汚染を防止するために、たとえばブラシストリップ、非透過性の材料などでシールすることができる。上記で論じたように、ダンパ210に対する制御部は、たとえば電源コード、少なくとも一つのセンサを含む制御ボード、圧力スイッチ、機械駆動機構、収縮性ワイヤなどとすることができる。たとえば、いくつかの例示的な実施形態では、キャビネット202の内側に一つのセンサを配置することができる。他の例示的な実施形態では、一つのセンサをキャビネット202の内側に配置し、別のセンサをチムニーアセンブリ204の内側に配置して、信号を生成することができ、且つ/又はダンパ201を制御するための信号の差分、たとえば温度差、圧力差、空気流量差などを計算することができる。いくつかの実施形態では、一つのセンサをキャビネット202の内側に配置し、別のセンサをキャビネット202の外側に配置して、信号を生成することができ、且つ/又はダンパ201を制御するための信号の差分を計算することができる。
【００３６】
さらなる例として、ダンパ210は、概して、実質上差圧ゼロ及び/又は温度雰囲気をキャビネット202内、たとえばキャビネット202の後部などに維持及び/又は生成することなどを目標として、キャビネット202の後部に配置されたセンサの入力に基づいて開き及び/又は閉じる。いくつかの実施形態では、差圧ゼロ及び/又は温度雰囲気は、製造者によって機器に対して指定された圧力及び/又は温度とすることができる。したがって、可変ダンパ210による制御は、概して、機器ファンを、概ね製造者の仕様に準拠して機能させ、且つ/又は負のプレナム圧によって過度に駆動させないようにすることができる。加えて、機器ファンは、概して、冷却ユニット402に対するキャビネット202の位置による正圧を克服しようとしている間も性能低下を被らない。データセンター、すなわちキャビネット202内で高温の空気を低温の空気流から分離することで、概して、導入された機器の効率、予測可能性、及び/又は再現性が増大する。例示的なチムニーアセンブリ204は、概して、基礎構造がスラブ床を包含する場合を含む様々な環境内で実装することができる。この場合、コールドアイルを含むことが概して実現可能ではなく、ホットアイルを含むことが概して人に好ましくない条件、すなわち約100°Fのホットアイル内での作業のために拒絶される。
【００３７】
本開示の例示的な実施形態によれば、センサに基づくダンパ210を具備する例示的なチムニーアセンブリ204は、エアダムキット及び/又はブランキングパネルとともに利用されるとき、概して、実質上すべての低温の空気が実質上制御された流れで機器を通過するように強制する。制御された低温の空気の流れは、概して、たとえばホットスポット、温度超過警報、データセンターのPUEなどを修正及び/又は低減する。低圧すなわち低い立方フィート/分の空気流のキャビネット202内では、ダンパ210は実質上閉じた位置に留まることができる。これにより、正のプレナム圧環境で空気がチムニーアセンブリ204で下方へ移動してキャビネット202に入らないようにする。いくつかの実施形態では、低圧のキャビネット202において、空気がチムニーアセンブリ204で下方へ移動することができない位置まで、ダンパ210を可変的に絞ることができる。例示的なチムニーアセンブリ202はまた、たとえば層別の導入、受動的な方法などで使用することができる。
【００３８】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210の循環の指令及び/又は制御は、キャビネット202の後部で感知されたキャビネットの属性、たとえば温度、圧力などに基づいて行うことができる。そのような例示的な実施形態では、入力信号は、概して、少なくとも一つのセンサ、たとえば温度センサなどから導出されるはずである。たとえば、ダンパ210は、キャビネット202及びチムニーアセンブリ204内からのセンサの読取りに基づく吸気温度及び排気温度の温度差、すなわちΔTによって循環させることができる。いくつかの実施形態では、温度差は、キャビネット202の内側及びキャビネット202の外側の温度に基づいて求めることができる。温度差が最高温度などの予め設定された及び/又は既定の値に到達したときは、温度差が基準値設定未満に下がるまで、ダンパ210を開くことができる。同様に、温度差が最低温度などの予め設定された及び/又は既定の値に到達した場合、温度差が基準値設定に増大するまで、ダンパ210を閉じ、又は部分的に開いた位置に制御することができる。当業者には理解されるであろうが、温度差が基準値設定に到達した後は、キャビネット202の内側の温度が所望の値に維持されるように、ダンパ210を制御、たとえば閉じ、部分的に開いた状態を維持し、完全に開くことなどを行うことができる。
【００３９】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210は、圧力差、すなわちΔPに基づいて循環及び/又は制御を行うことができる。たとえば、第1の圧力センサは、たとえばキャビネット202の外側、チムニーアセンブリ204の内側でダンパ210の場所の上、リターンプレナム404内などに位置することができる。第2の圧力センサは、キャビネット202の後部に位置することができる。したがって、圧力差が最高圧力などの予め設定された及び/又は既定の値に到達したときは、圧力が基準値設定まで又は基準値設定未満に低下するまで、ダンパ210を開くことができる。同様に、圧力差が最低圧力などの予め設定された及び/又は既定の値に到達したときは、圧力が基準値設定に増大するまで、ダンパ210を閉じ又は部分的に開くことができる。圧力差が基準値設定に到達した後は、キャビネット202の内側の圧力が所望の値に維持されるように、ダンパ210を制御、たとえば閉じ、所望の程度まで部分的に開いた状態を維持し、完全に開くことなどを行うことができる。
【００４０】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも一つの空気流量センサに基づく空気流量差、すなわちΔAFに基づいて、ダンパ210を循環及び/又は制御することができる。たとえば、一つの空気流量センサからの入力信号として立方フィート/分を使用する所定のアルゴリズムに基づいて、ダンパ210を制御すること及び/又は循環させることができる。ダンパ210はまた、ダンパ210の上下に配置された少なくとも二つの空気流量センサによって生成された信号から計算された空気流量差に基づいて制御すること及び/又は循環させることができる。このタイプの適用分野は、概して、キャビネット202の後部に対してプレナムを均衡させる。したがって、空気流量差が最大空気流量などの予め設定された及び/又は既定の値を上回った場合、空気流量差が基準値設定に到達するまで、ダンパ210を閉じ又は部分的に開くことができる。同様に、空気流量差が最小空気流量などの予め設定された及び/又は既定の値を下回った場合、空気流量差が基準値設定に到達するまで、ダンパ210を開くことができ、又は部分的に開いたダンパ210の角度を増大させることができる。空気流量差が基準値設定に到達した後は、キャビネット202の内側の空気流量が所望の値に維持されるように、ダンパ210を制御、たとえば閉じ、所望の程度まで部分的に開いた状態を維持し、完全に開くことなどを行うことができる。
【００４１】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210は、電力配分ユニット(PDU)からの入力信号に基づいて、循環させ及び/又は制御することができる。概して、消費電力と熱負荷生成との間の比は、およそ1対1である。したがって、約1kWの電力が消費された場合、約1kWの熱が生成される。概して、所与の時点にキャビネット202内で消費されている電力の量をPDUからの可変入力として使用して、ダンパ210を制御すること及び/又は循環させることができる。
【００４２】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210は、たとえば防火システムからの補助入力指令信号を受け入れるように構成することができる。したがって、ダンパ210は、防火システム内の予備充電に応答して、又は防火システムが起動されたときに開き及び/又は閉じるように制御し及び/又は循環させることもできる。
【００４３】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210の制御部は、たとえばIPベースなどとすることができ、ここで論じる任意のセンサ入力、たとえば温度、圧力、空気流量などを使用してネットワークに接続することができる。概して、ダンパ210のシステムは、仕切り板の有無にかかわらず、仕切られた及び/又は一体式のキャビネット202上に導入することができる。さらに、例示的なチムニーアセンブリ204及び/又はキャビネット202は、概して、ダンパ210から電源を取り外すための「キル」スイッチを含むことができる。しかし、ダンパ210は、電源が取り外されているとき、開いた位置及び/又は閉じた位置へ自動又は手動で作動させることができ、したがって、たとえば保守、試験などを可能にすることができる。
【００４４】
ここでは別個の温度差、圧力差、空気流量差、PDU、補助入力指令信号などとして論じたが、いくつかの実施形態では、ダンパ210の制御は、感知された属性又は入力信号の一つ以上に基づいて行うことができる。たとえば、ダンパ210の調節は、キャビネット202の内側と外側の圧力差及び温度差に基づいて行うことができる。
【００４５】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210に対する制御部は、たとえばモータ駆動式、機械作動式などとすることができる。たとえば、モータは、補助入力指令信号を受け取ってダンパ210の位置を制御することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210は、一方の方向のみで空気の流れを可能にし、他方の方向ではダンパ210を通って空気が逆流するのを防止する加重ダンパ210とすることができる。たとえば、加重ダンパ210は、空気がキャビネット202からリターンプレナム内へ流れるのを可能にしながら、空気がリターンプレナムから再びキャビネット202内へ流れるのを防止することができる。
【００４６】
いくつかの例示的な実施形態では、ダンパ210は、ワイヤが電気的に駆動されたときに収縮又は縮小するワイヤ、たとえば電圧が印加されるとワイヤ長さの約4%収縮するFLEXINOL(商標)ワイヤによって制御することができる。このワイヤは、一方の端部では固定位置、たとえばキャビネット202の内壁に留めることができ、他方の端部ではばねに終端を接続することができる。ばねは、一方の端部をワイヤに接続し、他方の端部をダンパ210に締結された機械連結機構に接続することができる。センサがキャビネット202の属性を測定するとき、たとえば圧力センサが変動する圧力を測定し、温度センサが変動する温度を測定し、空気流量センサが変動する空気流量を測定するときなどは、ワイヤへの電圧の供給を調整することができる。たとえば、センサによって生成された信号を受け取ったマイクロプロセッサは、作動機構へ信号を出力することができ、その結果、ワイヤへの電圧の供給を調整することができる。ワイヤへ供給される電圧の変動により、ワイヤの現在の状態に応じて、ワイヤを伸長又は収縮させることができる。ワイヤが伸展及び収縮すると、ワイヤは、ばねに力を作用させたり解放したりすることができ、それによってダンパ210を開閉することができる。それによって、キャビネット202内の圧力、温度、及び/又は空気流量を調整するようにダンパ210の位置を制御することができる。
【００４７】
ここで図5を参照すると、キャビネット502及びチムニーアセンブリ504に対する例示的な制御システム500のブロック図が提供される。具体的には、チムニーアセンブリ504は、ダンパ506及びチムニー508を含み、制御システム500は、ダンパ506の位置を制御、たとえば、全開にし、所望の程度まで部分的に開き、また全閉にするように実装することができる。キャビネット502は、概して、少なくとも一つのセンサ510、たとえば気圧センサ、温度センサ、空気流量センサなどを含む。キャビネット502内に配置された状態を図示するが、いくつかの実施形態では、センサ510は、チムニーアセンブリ504のダンパ506部分内及び/又はチムニー508内に配置することができる。システム500は、概して、可変調ダンパ制御アクチュエータ512、デジタル変換増幅器514(DC増幅器514)、及びデジタル-アナログ変換器516(DAC516)を含む。DAC516を使用するのではなく、電圧が印加されると収縮するワイヤ、たとえばFLEXINOL(商標)ワイヤを実装する実施形態では、マイクロコントローラボードの内蔵のパルス幅変調(PWM：Pulse Width Modulation)能力を使用し、パワートランジスタを使用してFLEXINOL(商標)ワイヤの電流を変調することができ、それによってダンパ506の開放及び閉鎖を制御することができる。たとえば、内蔵のPWM能力を有するArduino(商標)ナノマイクロコントローラボードを使用して、収縮性ワイヤに供給されている電流を変調することができる。
【００４８】
システム500は、マイクロプロセッサ518(MP518)、たとえば処理デバイスと、電圧調節器520と、電源522、たとえば24VDC電源とを含む。いくつかの実施形態では、ダンパ制御アクチュエータ512は、約0VDCから約10VDCまでの間で変調することができる。電力は、電源522に接続された直列リンクを介して、ダンパ制御アクチュエータ512、ダンパ制御アクチュエータ512の内部構成要素、及びDC増幅器514へ供給することができる。電源522は、電圧調節器520にさらに電気的に接続することができ、電圧調節器520は、制御された電圧をマイクロプロセッサ518に供給することができる。マイクロプロセッサ518はまた、ダンパ506の開閉を制御するために、キャビネット502内の測定された圧力、温度、及び/又は空気流量を示すセンサ510からの信号を受け取ることができる。センサ510から受け取った信号に基づいて、マイクロプロセッサ518は、DAC516を介してDC増幅器514へ信号を送ることができる。いくつかの実施形態では、センサ510から受け取った信号に加えて、マイクロプロセッサ518は、キャビネット502の外側の圧力及び/又は温度を測定するセンサ524、たとえば外部環境センサから信号を受け取ることができる。キャビネット502内のセンサ510及びキャビネット502の外側のセンサ524から受け取った信号を含む実施形態では、マイクロプロセッサ518によって、圧力及び/又は温度差信号を生成してDAC516を介してDC増幅器514へ送り、ダンパ506の開閉を制御することができる。DC増幅器514は、必要な電圧をダンパ制御アクチュエータ512、たとえばモータコントローラへ提供することができ、ダンパ制御アクチュエータ512は、チムニーアセンブリ504内でダンパ506の開閉位置を制御することができる。いくつかの実施形態では、ダンパ制御アクチュエータ512は、リミットスイッチ、たとえば全開リミットスイッチ526及び全閉リミットスイッチ528を含むことができ、これらのリミットスイッチは、ダンパ506の開閉位置を示す信号をマイクロプロセッサ518へ送ることができる。
【００４９】
たとえば、マイクロプロセッサ518がセンサ510から受け取った信号が、キャビネット502内の温度が増大していることを示す場合、マイクロプロセッサ518は、適当な制御信号をダンパ制御アクチュエータ512へ送って、ダンパ506をより開いた位置へ作動させることができる。同様に、マイクロプロセッサ518がセンサ510から受け取った信号が、キャビネット502内の温度が低下していることを示す場合、マイクロプロセッサ518は、適当な制御信号をダンパ制御アクチュエータ512へ送って、ダンパ506をより閉じた位置へ作動させ、キャビネット502内の温度を制御することができる。さらなる例として、マイクロプロセッサ518がセンサ510、524から受け取った信号が、温度差が増大していることを示す場合、マイクロプロセッサ518は、適当な制御信号をダンパ制御アクチュエータ512へ送って、ダンパ506をより開いた位置へ作動させることができる。同様に、マイクロプロセッサ518がセンサ510、524から受け取った信号が、温度差が低下していることを示す場合、マイクロプロセッサ518は、適当な制御信号をダンパ制御アクチュエータ512へ送って、ダンパ506をより閉じた位置へ作動させ、キャビネット502内の温度を制御することができる。
【００５０】
図6A及び図6Bを参照すると、ダンパ502を含むチムニーアセンブリ504を有するキャビネット502に対する例示的な制御システム600のフロー図が提供される。いくつかの実施形態では、制御システム600を使用して、モータコントローラによってダンパ502の開閉位置を制御することができる。いくつかの実施形態では、制御システム600を使用して、収縮性ワイヤ、たとえばFLEXINOL(商標)ワイヤによってダンパ502の位置を調節することができる。システム600は、電源をオンにすることで、システム600(602)の入出力(I/O)ピン及び定数を定義することができる。たとえば、システム600は、電源をオンにすることで、マイクロプロセッサ518のアナログ及びデジタルI/Oピンを定義するソフトウェアを起動させることができ、センサ510、524とマイクロプロセッサ518との間の通信設定を可能にし、且つ/又はPWMとマイクロプロセッサ518との間の通信設定を可能にする。いくつかの実施形態では、システム600の電源をオンにすることで、ダンパ506の位置をマイクロプロセッサ518に示すように、全開リミットスイッチ526及び全閉リミットスイッチ528を設定することができ、且つ、マイクロプロセッサ518が全開リミットスイッチ526及び全閉リミットスイッチ528からの信号を受け取ることが可能になるように、I/Oピンを設定することができる。さらに、システム600の電源をオンにすることで、所定の属性(たとえば、所定の圧力、所定の温度、所定の空気流量など)などのシステム600のための定数を定義することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、電源オンではなく、リセットボタンを介してシステム600をリセットすることができる(604)。システム600をリセットすることで、システム600の電源がオンにされ、また、システム600のI/Oピン及び定数が定義されることを理解されたい。システム600の電源がオンにされた後、DAC516を初期化することができる(606)。いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサ518を作動させて、10VDCの電圧をダンパ506に供給することができる。すなわちマイクロプロセッサ518は、ダンパ電圧VD=10VDCを設定する(608)。いくつかの実施形態では、ダンパ506に提供される電圧は変動しうることを理解されたい。次いで、ダンパ506の開閉位置をシステム600によって確認することができる(610)。たとえば、システム600は、ダンパ506が全開位置にあるかどうかを判定することができる(612)。ダンパ506が全開位置にない場合、システム600は、ダンパ506を全開位置へ作動させることができ、ダンパ506の開閉位置を再び確認することができる(614)。ダンパ506が全開位置にある場合、システム600は、グラフィカルユーザインターフェース、たとえばキャビネット502の外側からユーザーに見えるインターフェース内の発光ダイオード(LED)を作動させて、ダンパ506が全開位置にあることを示すことができる(616)。いくつかの実施形態では、LEDの代わりに、又はLEDと組み合わせて、システム600は、代替の視覚的及び/又は聴覚的手段、たとえば信号を介して、ダンパ506が全開位置にあることを示すことができる。
【００５２】
センサ510から受け取った一つ以上の信号に基づいて、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを計算することができる(618)。たとえば、ダンパ506が全開位置に位置決めされると、キャビネット502の内側に配置されたセンサ510及びキャビネット502の外側に位配置されたセンサ510からマイクロプロセッサ518が受け取った信号に基づいて、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを計算することができる。次いで、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの計算に関してエラーがないかを確認することができる(620、622)。エラーがある場合、グラフィカルユーザインターフェース、たとえば視覚的及び/又は聴覚的指示器、コンピュータなどに、そのエラーを表示することができる(624)。エラーがユーザーによって解決された後、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを再び計算することができる。キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの計算にエラーがなかった場合、システム600は、以下で論じるアルゴリズムを実施して、チムニーアセンブリ504の空気流量の計量を制御することができる。具体的には、システム600は、圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φ以上であるかどうかを判定することができる(626)。たとえば、所定の属性値φは、キャビネット502の内側の機器に対して製造者の推奨する圧力及び/又は温度を表すことができる。
【００５３】
キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φ以下である場合、すなわち圧力PΔ及び/又は温度TΔが所定の属性値φ未満である場合、システム600は、ダンパ506が全閉位置にあるかどうかを判定することができる(628)。キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φ未満である表示は、概して、機器に対する所望の圧力又は温度に対してキャビネット502が十分に冷却され、又は過度に冷却されていることを示す。ダンパ506が全閉された場合、システム600は、グラフィカルユーザインターフェース内のLEDを作動させて、ダンパ506が全閉位置にあることをユーザーに示すことができる(630)。次いで、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを再計算して、所定の属性値φに対する圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの状態を判定することができる(618)。ダンパ506が全閉位置にない場合、すなわち全開されているか、又は部分的に開いている場合、ダンパ506を作動させて全閉にすることができる(632)。たとえば、ダンパ506を全閉位置へ作動させて、キャビネット502内の機器が過度に冷却されるのを防止することができる。ダンパ506を全閉位置へ作動させることによって、所定の属性値φに到達するまで、キャビネット502内の圧力又は温度を増大させることができる。いくつかの実施形態では、ダンパ506を全閉にするのではなく、その前の開き角度より小さい開き角度で部分的に開いた位置へ、ダンパ506を作動させることができる。システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔをさらに再計算して、所定の属性値φに対する圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの状態を判定することができる(618)。
【００５４】
キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φ以上である場合、システム600は、ダンパ506の開閉位置を確認して、キャビネット502内の圧力PΔ及び/又は温度TΔが所定の属性値φを下回るようにダンパ506を制御するべきかどうかを判定することができる(634)。たとえば、システム600は、ダンパ506が全開位置にあるかどうかを判定することができる(636)。ダンパ506が全開にされており、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔがそれでもなお所定の属性値φを上回る場合、ダンパ506が全開位置にあることを示すLEDを作動させることができる(638)。次いで、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを再計算して、所定の属性値φに対する圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの状態を判定することができる(618)。
【００５５】
ダンパ506が全開位置にない場合、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φに等しいかどうかを判定することができる(640)。キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φに等しい場合、LEDを作動させて、ダンパ506の設定位置を示すことができる(642)。たとえば、LEDは、ダンパ506が部分的に開いている程度を示すことができる。次いで、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを再計算して、所定の属性値φに対する圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの状態を判定することができる(618)。したがって、キャビネット502内の圧力又は温度が所望の所定の属性値φにあり、キャビネット502内の圧力又は温度が上昇又は低下するまでダンパ506が現在の位置で維持されていることを、ユーザーは知ることができる。
【００５６】
キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φに等しくない場合、すなわち圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔが所定の属性値φより大きい場合、ダンパ506を作動させて、より大きい角度に開くことができる(644)。たとえば、ダンパ506を作動させて、当該部分的に開いた位置と全開位置との間の角度で開くことができる。前述のように、いくつかの実施形態では、ダンパ506は、モータ駆動及び/又は可変電圧が印加された収縮性ワイヤを介して作動させることができる。したがって、ダンパ506の開閉位置を制御してキャビネット502内の換気量を増大させ、キャビネット502内の圧力又は温度を減少させることができる。キャビネット502内の圧力又は温度を概ね所定の属性値φで維持するには、換気量の増大が望ましいことを理解されたい。したがって、ダンパ506の開閉位置を変えてより大きい角度で開いた場合、システム600は、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔを再計算して、所定の属性値φに対する圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔの状態を判定することができる(618)。次いで、所定の属性値φに到達するように、必要に応じてダンパ506を制御することができる。
【００５７】
いかなるときにいかなる理由でシステム600に障害が発生しても、ダンパ506を全開位置、すなわちデフォルト位置へ自動的に作動させて、キャビネット502内の温度及び/又は圧力がキャビネット502内の機器を損傷させる点を超過しないことを確実にできることを理解されたい。ここでは、キャビネット502内の圧力変化PΔ及び/又は温度変化TΔとして論じたが、いくつかの実施形態では、システム600の実装は、キャビネット502内に配置された一つのセンサに基づいて行うことができる。したがって、圧力差及び/又は温度差を計算するのではなく、キャビネット502内の圧力値及び/又は温度値に基づいて、システム600の動作を実行することができる。
【００５８】
図7を参照すると、ダンパ506の制御のための電圧入力VDに対する例示的な圧力変化PΔを示すグラフが提供される。ここでは、圧力変化PΔとして論じたが、実質上類似のグラフでダンパ506の制御のための電圧入力VDに対する温度変化TΔを表すことができることを理解されたい。具体的には、曲線(a)は、電気機器及びファンを最大効率で運転させるべく製造者によって指定された要求圧力、たとえば所定の属性値φを示す。したがって、曲線(a)は、PFANS+PCRAC、すなわちファンに対する圧力とコンピュータ室空調ユニットに対する圧力との組合せとして表すことができる。上述のように、キャビネット502の内側の機器を最も高い効率で維持するには、キャビネット502内の圧力を曲線(a)の位置まで増減させることが概して望ましい。
【００５９】
図7の曲線(b)は、電圧入力VDをたとえば0VDCから10VDCまでの間で増減させることによってダンパ506が制御されるときの圧力変化PΔを表す。上述のように、ダンパ506の制御は、たとえばモータ駆動、収縮性ワイヤなどを介して実行することができる。キャビネット502内の圧力変化PΔは、ダンパ506の制御によりキャビネット502内の空気流量を増大又は低減させると変動することができ、それによって、所定の圧力値に実質上等しい値の点A、すなわち曲線(a)で、キャビネット502内の圧力PΔを徐々に安定させる。
【００６０】
図7の曲線(c)は、CRACユニットが製造者の提案する圧力を超えて運転してダンパ506が制御され、キャビネット502内の圧力PΔが次第に理想的なキャビネット502の圧力で安定するときの圧力PCRACを表す。ファンとCRACユニットの組み合わせに理想的な動作圧力が維持される場合、圧力PCRACを実質上0とすることができることを理解されたい。図7から理解することができるように、キャビネット502内の圧力PΔが最初から高い場合、CRACユニットに対する圧力PCRACも高くすることができる。キャビネット502内の圧力PΔが低減され、曲線(a)に接近すると、圧力PCRACは、0に実質上等しい値の点Aで徐々に安定することができる。キャビネット502に対する理想的な圧力に到達した後、圧力PΔが圧力PFANS+PCRACから実質上ずれないことを確実にするように、システム600によってダンパ506を制御することができる。
【００６１】
収縮性ワイヤ、たとえばFLEXINOL(商標)ワイヤによって作動される試作品のダンパ506を用いて、ワイヤ電圧及びワイヤ電流をワイヤに提供することによって、ダンパ506の作動の実験を行った。以下の表1は、データ点1から22で収集したデータを示し、キャリパスを用いてインチ単位で測定されたダンパ506のブレード間のダンパ506の開きと、直流電圧(VDC)で測定されたワイヤ電圧と、アンペア(A)単位で測定されたワイヤ電流とを含む。次いで、各データ点に対するΩ抵抗を計算した。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
表1のデータに対して、データ点1から8では、ワイヤ電流を低減させ、ワイヤ電圧を約3.50VDCの最大に設定した。約1.08Aの最大電流及び約3.50VDCの最大電圧で、ワイヤは最大収縮を維持し、それによってダンパ506を全閉位置に位置させた。いくつかの実施形態では、ワイヤの最大収縮は、元のワイヤ長さの約4%とすることができる。データ点1から8に対してワイヤ電流を約0まで低減させると、ワイヤは伸長し、ダンパ506の開きを約0インチから約0.63インチに増大させた。
【００６４】
データ点8から18では、ワイヤ電流を約0Aから約1.08Aに増大させ、電圧を約0VDCから約3.50VDCの最大に増大させた。ワイヤ電流を増大させると、ワイヤの伸長が低減され、すなわちワイヤが収縮した後、ダンパ506の開きは再び全閉位置まで低減された。表1に提供する例示的なデータは、限定的であると解釈されるべきではないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、収縮性ワイヤに印加される電流及び/又は電圧を、表1に示す電流及び/又は電圧より大きく又は小さくして、ダンパ506の開きを増大又は減少させることができる。同様に、ワイヤ電圧及び電流を増大させてダンパ506を閉じるのではなく、いくつかの実施形態では、ワイヤ電圧及び電流を減少させることによってダンパ506を閉じることもできる。
【００６５】
図8Aから8Cは、表1のデータ点を示すグラフである。具体的には、図8Aは、収縮性ワイヤに印加される電流及び/又は電圧を変動させることによってダンパ506が閉じた位置及び開いた位置へ作動されるときの各データ点におけるダンパ506の開き、ワイヤ電圧、及びワイヤ電流を示し、図8Bは、各データ点におけるダンパ506の開き及び収縮性ワイヤに印加されるワイヤ電流を示し、図8Cは、各データ点におけるダンパ506の開き及び収縮性ワイヤに印加されるワイヤ電圧を示す。したがって、いくつかの実施形態では、収縮性ワイヤに印加される電圧及び/又は電流が低減されるにつれて、ダンパ506の開きを増大させることができる。いかなるときにいかなる理由で制御システム500に何らかの理由で障害が生じても、電圧及び/又は電流は収縮性ワイヤに印加されず、それによってワイヤを最大の長さまで伸長させることで、ダンパ506を全開位置、すなわちデフォルト位置へ作動させて、キャビネット502内の温度及び/又は圧力がキャビネット502内の機器を損傷する点を超過しないことを確実にできることを理解されたい。
【００６６】
上述の実験では、電圧が印加されたときはFLEXINOL(商標)ワイヤを加熱することができ、さらに電圧が取り除かれたときは冷却されることを実証した。収縮性ワイヤの冷却処理中の時間経過により、ダンパ506を開いた位置、部分的に開いた位置、又は閉じた位置に配置する収縮性ワイヤに付随する機械連結機構及び/又はばねにヒステリシスが生じうることが認められた。しかし、ヒステリシスが生じたとしても、それは概して、制御システム600の動作に影響を与えない。具体的には、上述のように、マイクロプロセッサ518は、キャビネット502の外部の環境圧力及び/又は温度とキャビネット502内の後部の圧力及び/又は温度との間の変化を連続して計算及び監視する。計算された圧力差及び/又は温度差は、マイクロプロセッサ518によってさらに使用することができ、それによって、特有又は所定の公差で、キャビネット502の理想的な圧力及び/又は温度、たとえば「ゼロ」の空気差圧及び/又は温度の位置を維持するように、ダンパ506の位置を調整することができる。圧力及び/又は温度の連続的な監視並びにダンパ506の制御は、収縮性ワイヤが冷却されるにつれてダンパ506の位置を適切に調整することができるシステム600の自己補正機能として作用する。したがって、ヒステリシスが生じても、それは概して、システム600の動作に影響を与えない。
【００６７】
いくつかの実施形態では、チムニーアセンブリ204'が取り付けられたキャビネット202'は、垂直に分割された側板/仕切り板を含むことができる。キャビネット202'が互いに仕切られた実施形態(たとえば、図2B)では、後ろの側板/仕切り板を取り外すことができ、したがってキャビネット202'の後部は、共通のリターンプレナムとして有利に作用することができる。たとえば、仕切られたキャビネット202'の後部に共通のリターンプレナムを創出することで、キャビネット202'の列内で等しい圧力分布を促進することができ、キャビネット202'の列内で等しい温度分布を促進することができ、且つ/又はケーブルを通すことが望まれるたびに個々のキャビネット202'から出る必要がなく、若しくは側板/仕切り板を開く必要がない、キャビネット202'間のケーブル管理を可能にすることができる。たとえば、キャビネット202'の列を直接通してケーブルを通すことは、キャビネット202'の外側からケーブルが取り外されたり損傷を受けたりしないことを確実にする安全策とすることができる。いくつかの実施形態では、前の仕切り板/側板を設置することによって、前から後ろへ流れる空気流をキャビネット202'内で維持することができる。
【００６８】
加えて、一体型のキャビネット設計のシール、ブランキングパネル、及び/又はエアダムキットにより、キャビネット202'の内側に配置された機器からの高温の排気が機器の吸気へ再循環するのを防止することができる。キャビネット202'の後部に配置された共通のリターンプレナムにより、エンドユーザーがチムニーアセンブリ204'を、たとえば各キャビネット202'上に、一つおきのキャビネット202'上に、キャビネット202'の列内で必要に応じて散発的に配置することなどを可能にできる。利用されるチムニーアセンブリ204'の数及び頻度に応じて、防火デバイスの噴霧パターンが、該当する消防規則を満たすために必要とされるとおりに機能することを可能にするように、チムニーアセンブリ204'の間隔を決定することができる。たとえば、チムニーアセンブリ204'の間隔は、各防火機器ノズルの周囲に必要な距離をあけるように選択することができる。
【００６９】
また、後ろの側板/仕切り板を取り外すことで、例示的な冷却策の冗長性を可能にすることができる。たとえば、仕切られたキャビネット202'の列内で一つのダンパ210'に障害が発生した場合、キャビネット202'の後部に配置された共通のリターンプレナムは、前の側板/仕切り板が設置された状態で前から後へ流れる空気流量を維持しながら、キャビネット202'間にあいた経路を介して残りのチムニーアセンブリ204'に熱負荷を分散させることを可能にできる。したがって、ダンパ210'の障害のために過熱されるのではなく、共通のリターンプレナムにより、キャビネット202'内で所望の温度、圧力、及び/又は空気流量を維持するのを補助することができる。
【００７０】
例示的な実施形態について本明細書に記載したが、これらの実施形態は限定的と解釈されるべきではなく、ここで明示された内容に対する追加及び修正も本発明の範囲内に含まれることに、特に留意されたい。さらに、ここで記載した様々な実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、そのような組合せ又は順列がここに明示されていない場合でも、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な組合せ及び順列で存在することができることを理解されたい。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
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