(57)【要約】【課題】  アイルキャップを設置することなく、暖気と冷気の混合による冷却効率の悪化を抑制できる発熱源冷却システムを提供する。【解決手段】  発熱源冷却システムは、サーバラック３と、局所空調装置２と、サーバラック３および局所空調装置２を制御する制御装置とから構成される。発熱源冷却システムは、さらに、局所空調装置２の近傍であり、この局所空調装置２を介さずに冷気エリア４１と暖気エリア４２との間を移動可能な気流風路に、この風路を通過する気流を検知する気流検知センサ６を備える。制御装置は、気流検知センサ６が気流を検知したら、この気流検知センサ６が検知する気流が小さくなるように、局所空調装置２の通流手段２４またはサーバラック３の通流手段３２を制御する。【選択図】  図１
2012193891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の床に設置された発熱源を収納するラックと、前記ラックの上方に前記室内の天井との間に配置される局所空調装置と、前記ラックおよび前記局所空調装置を制御する制御装置と、を備える発熱源冷却システムにおいて、
前記ラックおよび前記局所空調装置により前記室内を区画することで、前記局所空調装置が冷気を送出しかつ前記ラックが冷気を導入する冷気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、前記局所空調装置が暖気を吸入しかつ前記ラックが導入した冷気を前記発熱源との熱交換により暖気として排出する暖気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、
前記局所空調装置は、前記暖気エリアから吸入した暖気を冷却して所定の風量を前記冷気エリアへ送出する第１の通流手段を有し、
前記ラックは、前記冷気エリアから導入した冷気を前記発熱源との熱交換により所定の風量の暖気として前記暖気エリアへ排出する第２の通流手段を有し、
さらに、前記局所空調装置の近傍であり、当該局所空調装置を介さずに前記冷気エリアと前記暖気エリアとの間を移動可能な気流風路に当該風路を通過する気流を検知する気流検知手段を備え、
前記制御装置は、前記気流検知手段が気流を検知したら、当該気流検知手段が検知する気流が小さくなるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段を制御する
ことを特徴とする発熱源冷却システム。
【請求項２】
室内の床に設置された発熱源を収納するラックと、前記ラックの上方に前記室内の天井との間に配置される局所空調装置と、前記天井の上空間と前記床の下空間とを接続する風路内に配置されるベース空調装置と、前記ラックおよび前記局所空調装置および前記ベース空調装置を制御する制御装置と、を備える発熱源冷却システムにおいて、
前記ラックおよび前記局所空調装置により前記室内を区画することで、前記局所空調装置および前記ベース空調装置が冷気を送出しかつ前記ラックが冷気を導入する冷気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、前記局所空調装置および前記ベース空調装置が暖気を吸入しかつ前記ラックが導入した冷気を前記発熱源との熱交換により暖気として排出する暖気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、
前記局所空調装置は、前記暖気エリアから吸入した暖気を冷却して所定の風量を前記冷気エリアへ送出する第１の通流手段を有し、
前記ラックは、前記冷気エリアから導入した冷気を前記発熱源との熱交換により所定の風量の暖気として前記暖気エリアへ排出する第２の通流手段を有し、
前記ベース空調装置は、前記天井から吸入した前記暖気エリアの暖気を冷却して所定の風量を前記床下空間から前記冷気エリアへ送出する第３の通流手段を有し、
さらに、前記局所空調装置の近傍であり、当該局所空調装置を介さずに前記冷気エリアと前記暖気エリアとの間を移動可能な気流風路に当該風路を通過する気流を検知する気流検知手段を備え、
前記制御装置は、前記気流検知手段が気流を検知したら、当該気流検知手段が検知する気流が小さくなるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段または前記第３の通流手段を制御する
ことを特徴とする発熱源冷却システム。
【請求項３】
室内の床に設置された発熱源を収納する一対のラック列により、当該一対のラック列が対向する側に冷気エリアが形成され、当該一対のラック列が対向しない側に暖気エリアが形成されている室内において、前記発熱源を冷却する発熱源冷却システムであって、
前記ラック列を構成する各ラックの上方に前記室内の天井との間に配置される局所空調装置と、
前記ラック列を構成する各ラックおよび当該各ラックに対応する前記局所空調装置を制御する制御装置と、
前記局所空調装置の近傍であり、当該局所空調装置を介さずに前記冷気エリアと前記暖気エリアとの間を移動可能な気流風路に当該風路を通過する気流を検知する少なくとも１つの気流検知手段と、
を備え、
前記局所空調装置は、前記暖気エリアから吸入した暖気を冷却して所定の風量を前記冷気エリアへ送出する第１の通流手段を有し、
前記ラック列を構成する各ラックは、前記冷気エリアから導入した冷気を前記発熱源との熱交換により所定の風量の暖気として前記暖気エリアへ排出する第２の通流手段を有し、
前記制御装置は、前記気流検知手段が気流を検知したら、当該気流検知手段が検知する気流が小さくなるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段を制御する
ことを特徴とする発熱源冷却システム。
【請求項４】
室内の床に設置された発熱源を収納する一対のラック列により、当該一対のラック列が対向する側に冷気エリアが形成され、当該一対のラック列が対向しない側に暖気エリアが形成されている室内において、前記発熱源を冷却する発熱源冷却システムであって、
前記ラック列を構成する各ラックの上方に前記室内の天井との間に配置される局所空調装置と、
前記天井の上空間と前記床の下空間とを接続する風路内に配置されるベース空調装置と、
前記ラック列を構成する各ラックおよび当該各ラックに対応する前記局所空調装置および前記ベース空調装置を制御する制御装置と、
前記局所空調装置の近傍であり、当該局所空調装置を介さずに前記冷気エリアと前記暖気エリアとの間を移動可能な気流風路に当該風路を通過する気流を検知する少なくとも１つの気流検知手段と、
を備え、
前記局所空調装置は、前記暖気エリアから吸入した暖気を冷却して所定の風量を前記冷気エリアへ送出する第１の通流手段を有し、
前記ラック列を構成する各ラックは、前記冷気エリアから導入した冷気を前記発熱源との熱交換により所定の風量の暖気として前記暖気エリアへ排出する第２の通流手段を有し、
前記ベース空調装置は、前記天井から吸入した前記暖気エリアの暖気を冷却して所定の風量を前記床下空間から前記冷気エリアへ送出する第３の通流手段を有し、
前記制御装置は、前記気流検知手段が気流を検知したら、当該気流検知手段が検知する気流が小さくなるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段または前記第３の通流手段を制御する
ことを特徴とする発熱源冷却システム。
【請求項５】
前記一対のラック列の端部にあるラックの室内壁と対向する側面と、当該一対のラック列の端部にあるラックに対応する前記局所空調装置の室内壁と対向する側面とを、床から天井高さまである遮蔽材で覆うことを特徴とする請求項３または４に記載の発熱源冷却システム。
【請求項６】
前記気流検知手段は、複数ある気流風路のうち、流路抵抗が小さい気流風路に設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱源冷却システム。
【請求項７】
複数ある気流風路のうちの一部に流路抵抗を小さくするための風洞を設け、この風洞内に前記気流検知手段を設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱源冷却システム。
【請求項８】
複数ある気流風路のうちの一部に流路抵抗を大きくするための抵抗体を設け、抵抗体を設けない他の気流風路に前記気流検知手段を設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱源冷却システム。
【請求項９】
前記気流検知手段が前記冷気エリアから前記暖気エリアの方向へ気流が通過していることを検知したら、前記制御装置は前記冷気エリアの圧力を減少または前記暖気エリアの圧力を増加させるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段を制御し、
前記気流検知手段が前記暖気エリアから前記冷気エリアの方向へ気流が通過していることを検知したら、前記制御装置は前記冷気エリアの圧力を増加または前記暖気エリアの圧力を減少させるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段を制御する
ことを特徴とする請求項１または３に記載の発熱源冷却システム。
【請求項１０】
前記気流検知手段が前記冷気エリアから前記暖気エリアの方向へ気流が通過していることを検知したら、前記制御装置は前記冷気エリアの圧力を減少または前記暖気エリアの圧力を増加させるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段または前記第３の通流手段を制御し、
前記気流検知手段が前記暖気エリアから前記冷気エリアの方向へ気流が通過していることを検知したら、前記制御装置は前記冷気エリアの圧力を増加または前記暖気エリアの圧力を減少させるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段または前記第３の通流手段を制御する
ことを特徴とする請求２または４に記載の発熱源冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばサーバのような発熱源を空調装置で冷却する発熱源冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンタに収容されるサーバラックは、前面から冷気を吸い込み、背面から排気するタイプが多い。従来のサーバ冷却システムにおいては、サーバの前面側に冷気の流通する空間（コールドアイル）、背面側に暖気の流通する空間（ホットアイル）を設け、ホットアイルの暖気を冷却してコールドアイルへ送出していた。また、たとえば、サーバラックと天井の間の隙間などにおいて、ホットアイルとコールドアイルが空間的に繋がっていると、その隙間を介して暖気と冷気が混合してしまい、サーバ冷却システムのエネルギー効率が著しく悪化する。このため、従来、ホットアイルとコールドアイルが空間的に繋がっている隙間に隔壁（アイルキャップ）を設けて、暖気と冷気の混合を防止することが多い。
【０００３】
ただし、隙間を完全に遮断することは難しく、どうしても小さな隙間が生じる。そこで、特許文献１のような方式が提案されている。特許文献１の発明によれば、アイルキャップの一部にわざと流路抵抗の低い大きめの隙間を設け、そこに気流検知センサを設置する。そして、この隙間を流れる気流を最小化するように、冷気供給量を制御することにより、全体の各隙間の漏れ気流を最小化し、サーバ冷却システムのエネルギー効率を従来方式より向上しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、アイルキャップを設置するため、アイルキャップの建材や、この建材を設置するための工事作業が必要となる。加えて、サーバ冷却システムのエネルギー効率を向上するため、できるだけ隙間無くアイルキャップを設置しようとすると、工事作業にかかる手間や時間が大きくなるという問題がある。よって、特許文献１の技術では、高い省エネ効果を期待できるものの、アイルキャップ設置のための建材や大きな作業が発生するという課題を残している。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、アイルキャップを設置することなく、暖気と冷気の混合による冷却効率の悪化を抑制できる発熱源冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、室内の床に設置された発熱源を収納するラックと、前記ラックの上方に前記室内の天井との間に配置される局所空調装置と、前記ラックおよび前記局所空調装置を制御する制御装置と、を備える発熱源冷却システムにおいて、前記ラックおよび前記局所空調装置により前記室内を区画することで、前記局所空調装置が冷気を送出しかつ前記ラックが冷気を導入する冷気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、前記局所空調装置が暖気を吸入しかつ前記ラックが導入した冷気を前記発熱源との熱交換により暖気として排出する暖気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、前記局所空調装置は、前記暖気エリアから吸入した暖気を冷却して所定の風量を前記冷気エリアへ送出する第１の通流手段を有し、前記ラックは、前記冷気エリアから導入した冷気を前記発熱源との熱交換により所定の風量の暖気として前記暖気エリアへ排出する第２の通流手段を有し、さらに、前記局所空調装置の近傍であり、当該局所空調装置を介さずに前記冷気エリアと前記暖気エリアとの間を移動可能な気流風路に当該風路を通過する気流を検知する気流検知手段を備え、前記制御装置は、前記気流検知手段が気流を検知したら、当該気流検知手段が検知する気流が小さくなるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段を制御する
ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、室内の床に設置された発熱源を収納するラックと、前記ラックの上方に前記室内の天井との間に配置される局所空調装置と、前記天井上空間と前記床下空間とを接続する風路内に配置されるベース空調装置と、前記ラックおよび前記局所空調装置および前記ベース空調装置を制御する制御装置と、を備える発熱源冷却システムにおいて、前記ラックおよび前記局所空調装置により前記室内を区画することで、前記局所空調装置および前記ベース空調装置が冷気を送出しかつ前記ラックが冷気を導入する冷気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、前記局所空調装置および前記ベース空調装置が暖気を吸入しかつ前記ラックが導入した冷気を前記発熱源との熱交換により暖気として排出する暖気エリアを前記室内の所定の空間に形成し、前記局所空調装置は、前記暖気エリアから吸入した暖気を冷却して所定の風量を前記冷気エリアへ送出する第１の通流手段を有し、前記ラックは、前記冷気エリアから導入した冷気を前記発熱源との熱交換により所定の風量の暖気として前記暖気エリアへ排出する第２の通流手段を有し、前記ベース空調装置は、前記天井から吸入した前記暖気エリアの暖気を冷却して所定の風量を前記床下空間から前記冷気エリアへ送出する第３の通流手段を有し、さらに、前記局所空調装置の近傍であり、当該局所空調装置を介さずに前記冷気エリアと前記暖気エリアとの間を移動可能な気流風路に当該風路を通過する気流を検知する気流検知手段を備え、前記制御装置は、前記気流検知手段が気流を検知したら、当該気流検知手段が検知する気流が小さくなるように前記第１の通流手段または前記第２の通流手段または前記第３の通流手段を制御する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発熱源冷却システムによれば、アイルキャップを設置することなく、暖気と冷気の混合による冷却効率の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の発熱源冷却システムの一構成例を示す図である。
【図２】図１の発熱源冷却システムを上からみた断面図である。
【図３】本発明の発熱源冷却システムの一構成例を示す図である。
【図４】図３の発熱源冷却システムを上からみた断面図である。
【図５】気流検知センサ６の設置場所を説明するための図である。
【図６】気流検知センサ６を所望の場所に設置するための第１の工夫を示す図である。
【図７】気流検知センサ６を所望の場所に設置するための第２の工夫を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面を適宜参照しながら、本発明にかかる発熱源冷却システムの好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の発熱源冷却システムの一構成例であり、ベース空調装置および局所空調装置を備えたデータセンタを横からみた断面図である。図２は、図１の発熱源冷却システムを上からみた断面図である。
【００１２】
データセンタは、室内を冷却するためのベース空調装置１および局所空調装置２、室内の床に設置されるサーバラック３を有する。局所空調装置２は、サーバラック３の上方に、サーバラック３と室内の天井５１との間に、天井から吊り下げて配置されている。つまり、局所空調装置２は、室内の天井５１から第１の距離を隔て、かつサーバラック３から第２の距離を隔てて、サーバラック３と天井５１との間に配置される。ベース空調装置１・局所空調装置２・サーバラック３は、不図示の制御装置により制御される。
【００１３】
ベース空調装置１の設置台数は、１台でもよいし、複数台でもよい。サーバラック３の設置数量は、１つでもよいし、図１上の奥行き方向に複数個を並べラック列として構成してもよい。サーバラック３と同様に、局所空調装置２の配置台数は、１台でもよいし、図１上の奥行き方向に複数台を並べる構成としてもよい。
【００１４】
室内は、サーバラック３および局所空調装置２により、図１上の右側にドットで示す冷気エリア４１と、図１上の左側に斜線で示す暖気エリア４２とに区画されている。冷気エリア４１は、局所空調装置２が冷気を送出し、かつサーバラック３が前面から冷気を導入するように、室内の所定の空間に形成されている。暖気エリア４２は、局所空調装置２が暖気を吸入し、かつサーバラック３が前面から導入した冷気を背面から暖気として排出するように、室内の所定の空間に形成されている。
【００１５】
図２を適宜参照しながら説明する。室内を、サーバラック３および局所空調装置２により図１上で左右に区画し、冷気エリア４１と暖気エリア４２を形成するため、図１上の手前側および奥行き側にあるデータセンタの壁と、サーバラック３および局所空調装置２との間、側方空間４３は、間隔が狭いことが望ましい。この間隔が広い場合は、遮蔽材４４を、サーバラック３の側面および局所空調装置２の側面に近接するように設置し、たとえば冷気エリア４１の冷気がサーバラック３の側面を通って暖気エリア４２へ漏れないように（回り込まないように）することが望ましい。遮蔽材４４には、たとえばビニル製のカーテンを使うことができる。このカーテンは、一枚の大きな布状のものを使ってもよいし、冷気エリアへ人が出入り可能となるように左右に開閉できるタイプ、もしくは縦方向に短冊状に形成することができる。
【００１６】
ここで、サーバラック３の形状は直方体であり、局所空調装置２と向き合う天面と、床５２と向き合う底面と、冷気を導入する前面と、暖気を排出する背面と、残りの２つの側面から構成される。すなわち、サーバラック３の側面とは、図１上の手前側および奥行き側にあるデータセンタの壁と対向している部分である。局所空調装置２の側面とは、サーバラック３の２つの側面と平行な面であり、かつ、データセンタの壁と対向している部分を意味している。
【００１７】
遮蔽材４４の大きさは、高さと横幅と厚さで定義できる。遮蔽材４４の高さは、冷気または暖気が漏れないように、天井から床までの高さを有することが望ましい。遮蔽材４４の横幅は、たとえば冷気エリア４１の冷気が、遮蔽材４４と図１上の手前側および奥行き側にあるデータセンタの壁との間を通らない（回り込まない）程度の幅を有することが望ましい。遮蔽材４４は、さらには図２に示すように、図１上の手前側および奥行き側にあるデータセンタの壁と同程度の幅を有することが望ましい。
【００１８】
データセンタは、天井５１の上に空間を有する二重天井となっており、床５２の下に空間を有する二重床となっている。ベース空調装置１は、天井上空間と床下空間とを接続する風路内に配置される。ベース空調装置１は、暖気を冷却して冷気を生成するための熱交換器１１、室外から点線で示す配管１３を介して交換器１１へ冷媒を供給する冷凍機１２、ファン１４を有する。ファン１４は、室内の天井５１から吸入した暖気エリア４２の暖気を冷却して、所定の風量を床下空間から冷気エリア４１へ送出する第３の通流手段を構成する。
【００１９】
局所空調装置２は、暖気を冷却して冷気を生成するための熱交換器２１、室外から点線で示す配管２３を介して交換器２１へ冷媒を供給する冷凍機２２、ファン２４を有する。ファン２４は、暖気エリア４２から吸入した暖気を冷却して、所定の風量を冷気エリア４１へ送出する第１の通流手段を構成する。
【００２０】
サーバラック３は、発熱源としてのサーバ３１、ファン３２を有する。ファン３２は、冷気エリア４１から導入した冷気を、発熱源であるサーバ３１との熱交換により所定の風量の暖気として暖気エリア４２へ排出する第２の通流手段を構成する。
【００２１】
不図示の制御装置は、局所空調装置２が有する第１の通流手段と、サーバラック３が有する第２の通流手段と、ベース空調装置１が有する第３の通流手段を制御する。
サーバラック３と局所空調装置２との間や、局所空調装置２と天井５１との間には、隙間が存在する。この隙間を介して、暖気エリア４２の暖気と冷気エリア４１の冷気が混合してしまうと、サーバ３１の冷却効率が悪化する。本発明のポイントは、この隙間を流れる気流を最小化するよう制御して、冷気エリア４１と暖気エリア４２との間にアイルキャップを設置することなく、サーバ３１の冷却効率の悪化を抑制する（冷却効率を改善する）ことにある。
【００２２】
ベース空調装置１および局所空調装置２が冷気エリア４１に供給する冷気量と、サーバラック３のファン３２が暖気エリア４２に供給する暖気量との差が大きいほど、隙間（気流風路）を流れる気流量が増加する。そこで、暖気エリア４２と冷気エリア４１をつなぐ隙間に公知の気流検知センサ６を設置し、風向や気流量を検知する。つまり、局所空調装置２の近傍であり、この局所空調装置２を介さずに冷気エリア４１と暖気エリア４２との間を移動可能な気流風路に、この風路を通過する気流を検知する気流検知手段である気流検知センサ６を設置する。図１の例では、サーバラック３と局所空調装置２との間に、気流検知センサ６を設置した。
【００２３】
気流検知センサ６の設置場所は、たとえばシステム全体の設計段階において、気流シミュレーションなどにより、複数ある隙間の中で全体の気流を制御しうる、暖気と冷気の混合を抑制するための最適なセンシングポイントを予め求めておく。
【００２４】
気流検知センサ６が、暖気エリア４２から冷気エリア４１の方向へ気流が通過していることを検知したら、制御装置は、冷気エリア４１の圧力を増加または暖気エリア４２の圧力を減少させるように、第１の通流手段または第２の通流手段または第３の通流手段を制御する。たとえば、第１の通流手段または第３の通流手段を制御して、冷気の供給量を増加させ、冷気エリア４１の圧力を増加する。または、第２の通流手段を制御して、暖気の供給量を減少させ、暖気エリア４２の圧力を減少する。もしくは、第１・第２・第３の通流手段の複数を組み合わせて制御して、冷気エリア４１の圧力を相対的に増加または暖気エリア４２の圧力を相対的に減少させ、暖気エリアと冷気エリアの圧力差を小さくする。さらに、気流量が大きいほど制御量を大きくするなどして、検知する気流量が最小化するように制御する。このように制御することで、アイルキャップを設置しなくても暖気と冷気の混合を抑制し、冷却効率の悪化を抑制できる。
【００２５】
発熱源冷却システムが、ベース空調装置１を有しない場合は、気流検知センサ６が、暖気エリア４２から冷気エリア４１の方向へ気流が通過していることを検知したら、制御装置は、冷気エリア４１の圧力を増加または暖気エリア４２の圧力を減少させるように、第１の通流手段または第２の通流手段を制御する。たとえば、第１の通流手段を制御して、冷気の供給量を増加させ、冷気エリア４１の圧力を増加する。または、第２の通流手段を制御して、暖気の供給量を減少させ、暖気エリア４２の圧力を減少する。もしくは、第１・第２の通流手段を組み合わせて制御して、冷気エリア４１の圧力を相対的に増加または暖気エリア４２の圧力を相対的に減少させ、暖気エリアと冷気エリアの圧力差を小さくする。さらに、気流量が大きいほど制御量を大きくするなどして、検知する気流量が最小化するように制御する。このように制御することで、アイルキャップを設置しなくても暖気と冷気の混合を抑制し、冷却効率の悪化を抑制できる。
【００２６】
気流検知センサ６が、冷気エリア４１から暖気エリア４２の方向へ気流が通過していることを検知したら、制御装置は冷気エリア４１の圧力を減少または暖気エリア４２の圧力を増加させるように、第１の通流手段または第２の通流手段または第３の通流手段を制御する。たとえば、第１の通流手段または第３の通流手段を制御して、冷気の供給量を減少させ、冷気エリア４１の圧力を減少する。または、第２の通流手段を制御して、暖気の供給量を増加させ、暖気エリア４２の圧力を増加する。もしくは、第１・第２・第３の通流手段の複数を組み合わせて制御して、冷気エリア４１の圧力を相対的に減少または暖気エリア４２の圧力を相対的に増加させ、暖気エリアと冷気エリアの圧力差を小さくする。不図示の制御装置は、さらに、気流量が大きいほど制御量を大きくするなどして、検知する気流量が最小化するように制御する。このように制御することで、アイルキャップを設置しなくても暖気と冷気の混合を抑制し、冷却効率の悪化を抑制できる。
【００２７】
なお、本発明は、図３のようなデータセンタの構成においても、好適に実施される。図３においては、ベース空調装置１は図示を省略している。そして、サーバラック３および局所空調装置２は、図３の奥行き方向に、列状に並んでいる。図４は、図３の発熱源冷却システムを上からみた断面図である。
【００２８】
すなわち、一般的なデータセンタと同じく、室内の床５２に、発熱源３１を収納したサーバラック３が列状に並んだラック列が少なくとも一対ある。一対のラック列が対向する側に冷気エリア４１が形成され、一対のラック列が対向しない側に暖気エリア４２が形成されている。ラック列は、前面から冷気エリア４１の冷気を導入し、背面から暖気を暖気エリア４２に排出する。
【００２９】
ラック列を構成する各ラック３の上方には、各ラック３に対応させて、各ラック３と室内の天井５１との間に局所空調装置２が配置される。ラック列を構成する各ラック３および各ラック３に対応する局所空調装置２を個別に制御する制御装置を備える。局所空調装置２の近傍であり、この局所空調装置２を介さずに冷気エリア４１と暖気エリア４２との間を移動可能な気流風路に、この風路を通過する気流を検知する少なくとも１つの気流検知手段６を備える。複数の気流検知手段６を備えた場合は、複数の気流検知手段６の平均値を使って制御してもよいし、もっとも値の大きな気流検知手段６の出力を使って制御してもよい。
【００３０】
局所空調装置２は、暖気エリア４２から吸入した暖気を冷却して所定の風量を冷気エリア４１へ送出する第１の通流手段２４を有する。ラック列を構成する各ラック３は、冷気エリア４１から導入した冷気を発熱源３１との熱交換により所定の風量の暖気として暖気エリア４２へ排出する第２の通流手段３２を有する。
【００３１】
制御装置は、気流検知手段６が気流を検知したら、この気流検知手段６が検知する気流が小さくなるように、複数の第１の通流手段２４または複数の第２の通流手段３２を個別に制御する。制御装置が、複数の第１の通流手段２４または複数の第２の通流手段３２を制御するときは、負荷を均等に配分してもよいし、負荷を各サーバラック３の発熱量を考慮して配分してもよい。
【００３２】
たとえば冷気エリア４１の冷気が、局所空調装置２の側面と図１上の手前側および奥行き側にあるデータセンタの壁との間を通らないようにするため、一対のラック列の端部にあるラック３の室内壁と対向する側面と、この一対のラック列の端部にあるラック３に対応する局所空調装置の室内壁と対向する側面とを、図４に示すように床から天井高さまである遮蔽材４４で覆うことが望ましい。遮蔽材４４の横幅は、少なくとも対向するラック列間を覆う幅である。
【００３３】
なお、本発明は、図３のようなデータセンタの構成においても、好適に実施される。図３においては、ベース空調装置１は図示を省略している。そして、サーバラック３および局所空調装置２は、図３の奥行き方向に、列状に並んでいる。
【００３４】
すなわち、一般的なデータセンタと同じく、室内の床５２に、発熱源３１を収納したサーバラック３が列状に並んだラック列が少なくとも一対ある。一対のラック列が対向する側に冷気エリア４１が形成され、一対のラック列が対向しない側に暖気エリア４２が形成されている。ラック列は、前面から冷気エリア４１の冷気を導入し、背面から暖気を暖気エリア４２に排出する。
【００３５】
ラック列を構成する各ラック３の上方には、各ラック３に対応させて、各ラック３と室内の天井５１との間に局所空調装置２が配置される。天井５１の上の空間と床５２の下の空間とを接続する風路内に、ベース空調装置１が配置される。ラック列を構成する各ラック３および各ラック３に対応する局所空調装置２およびベース空調装置１を個別に制御する制御装置を備える。局所空調装置２の近傍であり、この局所空調装置２を介さずに冷気エリア４１と暖気エリア４２との間を移動可能な気流風路に、この風路を通過する気流を検知する少なくとも１つの気流検知手段６を備える。複数の気流検知手段６を備えた場合は、複数の気流検知手段６の平均値を使って制御してもよいし、もっとも値の大きな気流検知手段６の出力を使って制御してもよい。
【００３６】
局所空調装置２は、暖気エリア４２から吸入した暖気を冷却して所定の風量を冷気エリア４１へ送出する第１の通流手段２４を有する。ラック列を構成する各ラック３は、冷気エリア４１から導入した冷気を発熱源３１との熱交換により所定の風量の暖気として暖気エリア４２へ排出する第２の通流手段３２を有する。ベース空調装置１は、天井上空間から吸入した暖気エリア４２の暖気を冷却して所定の風量を床下空間から冷気エリア４１へ送出する第３の通流手段１４を有する。
【００３７】
制御装置は、気流検知手段６が気流を検知したら、この気流検知手段６が検知する気流が小さくなるように、複数の第１の通流手段２４または複数の第２の通流手段３２または複数の第３の通流手段１４を個別に制御する。複数の第１の通流手段２４または複数の第２の通流手段３２をまたは複数の第３の通流手段１４を制御するときは、負荷を均等に配分してもよいし、負荷を各サーバラック３の発熱量を考慮して配分してもよい。
【００３８】
たとえば冷気エリア４１の冷気が、局所空調装置２の側面と図１上の手前側および奥行き側にあるデータセンタの壁との間を通らないようにするため、一対のラック列の端部にあるラック３の室内壁と対向する側面と、この一対のラック列の端部にあるラック３に対応する局所空調装置の室内壁と対向する側面とを、図４に示すように床から天井高さまである遮蔽材４４で覆うことが望ましい。遮蔽材４４の横幅は、少なくとも対向するラック列間を覆う幅である。
【００３９】
以上のように、本発明の発熱源冷却システムによれば、気流検知センサ６の検出値に基づきベース空調装置１の通流手段１４または局所空調装置２の通流手段２４またはサーバラック３の通流手段３２を制御することで、アイルキャップを設置することなく、暖気と冷気の混合による冷却効率の悪化を抑制できる。
【００４０】
図５は、気流検知センサ６の設置場所を説明するための図であり、本発明の発熱源冷却システムの要部のみを示している。
図５では、サーバラック３と局所空調装置２との間に、気流検知センサ６を設置した。ここで、サーバラック３と局所空調装置２との第２の距離は、天井５１と局所空調装置２との第１の距離より大きい。つまり、サーバラック３と局所空調装置２との隙間（気流風路）は、天井５１と局所空調装置２との隙間より広く断面積が大きい。
【００４１】
気流検知センサ６を、隙間の広い位置に設置した理由は、以下による。すなわち、流路抵抗は流路の断面積の大きさに依存しており、一般に流路の断面積が大きいほど流路抵抗は小さくなる。そして、隙間の流路抵抗が小さいほど、隙間を流れる気流量は多くなる。隙間を流れる気流量が多い位置の気流量を最小化するように制御すれば、隙間を流れる気流量が少ない位置の気流量も最小化できることが推定される。よって、気流検知センサ６を、隙間の広い位置にのみ設置すればよく、隙間の狭い位置に設置することは不要なので、気流検知センサ６の設置数を少なくしてコストを抑制できる。
【００４２】
気流検知センサ６を、サーバラック３と局所空調装置２との隙間（気流風路）に設置し、気流検知センサ６の検出値に基づき、ベース空調装置１の通流手段１４または局所空調装置２の通流手段２４またはサーバラック３の通流手段３２を制御する。この結果、アイルキャップを設置することなく、気流検知センサ６の設置数を少なくしてコストを抑制しながらも、暖気と冷気の混合による冷却効率の悪化を抑制できる。
【００４３】
なお、図５の例では、天井５１と局所空調装置２との間にある狭い方の隙間と、サーバラック３と局所空調装置２との間にある広い方の隙間との、２つの隙間が存在するものとして説明したが、図５の例の本質は、次のように一般化できる。
【００４４】
すなわち、暖気エリア４２と冷気エリア４１とをつなぐ隙間は数多く存在し、それぞれの隙間に気流検知センサ６を設置すれば、気流検知センサ６の設置数が多くなり、コスト高となる。そこで、すべての隙間の中で最も流路抵抗が低いため流れる気流量が大きくなる隙間を、気流検知センサ６の設置場所として選定する。そして、制御装置は、この気流検知センサ６の検出値に基づき、ベース空調装置１の通流手段１４または局所空調装置２の通流手段２４またはサーバラック３の通流手段３２を制御する。この結果、アイルキャップを設置することなく、気流検知センサ６の設置数を最小化してコストを抑制しながらも、暖気と冷気の混合による冷却効率の悪化を抑制できる。
【００４５】
図６および図７は、気流検知センサ６を所望の場所に設置するための工夫を示す図であり、本発明の発熱源冷却システムの要部のみを示している。
システムを設置するデータセンタのサーバラック３や天井５１などの配置に依存して、最も流路抵抗の低い隙間（気流風路）の位置は変わってくる。しかしながら、最も流路抵抗の低い隙間の位置が変わる都度、気流検知センサ６の設置位置を変えるのは手間がかかることがある。また、最も流路抵抗の低い隙間が、配線の関係等で気流検知センサ６を設置するのに適さない場合もある。
【００４６】
よって、１つの工夫としては、図６に示すように、もともとは隙間が狭かった気流風路を拡張するように風洞７１を設け、この風洞７１内に気流検知センサ６を設置する。このように、故意に気流検知センサ６を設置する位置の流路抵抗が最も低くなるようにシステムの構造を設計してもよい。
【００４７】
他の工夫としては、図７に示すように、気流検知センサ６の設置に適さない最も流路抵抗の低い隙間に隔壁等の抵抗体７２を設けて流路抵抗を増大させ、気流検知センサ６の設置に適した隙間の流路抵抗が相対的に最も低くなるようにしてもよい。この変形例によれば、従来の全ての隙間にアイルキャップを設置する方法に比較して、アイルキャップの設置量を大幅に少なくできる。また、流路抵抗を増大させるだけでよく、隙間を完全に遮蔽する必要がないため、手間がかからず、従来方法よりもコストや工期を大幅に抑制できるという本発明の効果を失うことはない。
【符号の説明】
【００４８】
１    ベース空調装置
１４  ファン
２    局所空調装置
２４  ファン
３    サーバラック
３１  サーバ
３２  ファン
４１  冷気エリア
４２  暖気エリア
５１  天井
５２  床
６    気流検知センサ
７１  風洞
７２  抵抗体
【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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