(57)【要約】【課題】サーバ室において、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することが可能なサーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、分離された第１空間と第２空間とを有し、第１空間と第２空間との間にサーバが設置され、第１空間に流入した給気がサーバの発熱により加熱されて第２空間を経由して還気として流出するサーバ室の管理用の空調システムが、冷気生成装置と給気ファンと第１差圧計と制御装置とを備える。冷気生成装置は、所定条件を満たす給気を生成する。給気ファンは、生成された給気を第１空間に流入させる。第１差圧計は、第１空間に対する第２空間の静圧の差圧を計測する。制御装置は、計測された差圧を予め設定された基準値にするための給気ファンの回転数の制御設定値を決定し、この制御設定値に基づいて給気ファンの回転数を制御する。【選択図】図１
2012097961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離された第１空間と第２空間とを有し、前記第１空間と前記第２空間との間にサーバが設置され、前記第１空間に流入した給気が前記サーバの発熱により加熱されて前記第２空間を経由して還気として流出するサーバ室の管理用の空調システムにおいて、
所定条件を満たす給気を生成する冷気生成装置と、
前記冷気生成装置で生成された給気を前記第１空間に流入させる給気ファンと、
前記第１空間の静圧に対する前記第２空間の静圧の差圧を計測する第１差圧計と、
前記第１差圧計において計測された差圧を、前記第１空間から前記第２空間に空気が流れるように予め設定された基準値にするための、前記給気ファンの回転数の制御設定値を決定する送風制御内容決定部、および、この送風制御内容決定部で決定された制御設定値に基づいて前記給気ファンの回転数を制御するファン回転数制御部を有する制御装置と、
を備えることを特徴とするサーバ室管理用の空調システム。
【請求項２】
前記差圧計は、前記第１空間に静圧に対する前記第２空間の静圧の差圧を計測する正圧のみ計測可能な差圧計と、前記第２空間の静圧に対する前記第１空間の静圧の差圧を計測する正圧のみ計測可能な差圧計との２台を組み合わせて構成する
ことを特徴とするサーバ室管理用の空調システム。
【請求項３】
前記第２空間に流出した還気の温度を計測する還気温度計をさらに有し、
前記制御装置の送風制御内容決定部は、前記還気温度計で計測された還気の温度が予め設定された閾値を超えているときには、前記閾値を超えていないときよりも、前記基準値を高く設定して前記制御設定値を決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のサーバ室管理用の空調システム。
【請求項４】
前記第２空間に流出した還気の温度を計測する還気温度計をさらに有し、
前記制御装置の送風制御内容決定部は、
前記第１差圧計において計測された差圧を、前記第１空間から前記第２空間に空気が流れるように予め設定された基準値にするための、前記給気ファンの回転数の制御設定値を決定する第１制御部と、
前記還気温度計で計測された還気の温度が予め設定された閾値よりも高いときには、当該還気の温度を当該閾値以下にするための、前記給気ファンの制御設定値を決定する第２制御部と、
前記第１制御部で決定された制御設定値と前記第２制御部で決定された制御設定値とを比較し、絶対値が大きい方の制御設定値を選択する比較部とを有し、
前記制御装置のファン回転数制御部は、
前記比較部で選択された制御設定値に基づいて前記給気ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のサーバ室管理用の空調システム。
【請求項５】
前記第１差圧計は、複数個設置され、
前記複数の第１差圧計で計測された差圧のうち、最小の差圧を選択する差圧選択器をさらに有し、
前記制御装置の送風制御内容決定部は、前記差圧選択器で選択された差圧により、制御設定値を決定する
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のサーバ室管理用の空調システム。
【請求項６】
前記還気温度計は複数個設置され、
前記複数の還気温度計で計測された還気温度計測値のうち、最高の還気温度計測値を選択する還気温度選択器をさらに有し、
前記制御装置の送風制御内容決定部は、前記還気温度選択器で選択された還気温度計測値により、制御設定値を決定する
ことを特徴とする請求項３〜５いずれか１項に記載のサーバ室管理用の空調システム。
【請求項７】
前記サーバ室の第２空間から還気を流入させる還気ファンと、
前記空調システム内の静圧と外気の静圧との差圧を計測する第２差圧計とをさらに有し、
前記制御装置の送風制御内容決定部は、前記第２差圧計において計測された差圧により、外気の静圧のほうが前記空調システム内の静圧よりも高いときに、前記還気ファンの回転数を上げるための制御設定値を決定し、
前記ファン回転数制御部は、この送風制御内容決定部で決定された制御設定値に基づいて前記還気ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする１〜６いずれか１項に記載のサーバ室管理用の空調システム。
【請求項８】
分離された第１空間と第２空間とを有し、前記第１空間と前記第２空間との間にサーバが設置され、前記第１空間に流入した給気が前記サーバの発熱により加熱されて前記第２空間を経由して還気として流出するサーバ室の管理用の空調システムの、
冷気生成装置が、所定条件を満たす給気を生成し、
給気ファンが、前記冷気生成装置で生成された給気を前記第１空間に流入させ、
第１差圧計が、前記第１空間の静圧に対する前記第２空間の静圧の差圧を計測し、
制御装置が、前記第１差圧計において計測された差圧を、前記第１空間から前記第２空間に空気が流れるように予め設定された基準値にするための前記給気ファンの回転数の制御設定値を決定し、この決定された制御設定値に基づいて前記給気ファンの回転数を制御する
ことを特徴とするサーバ室管理用の空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、サーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野でＩＴ化が進むにつれ、ネットワークへの接続回線や保守・運用サービスなどを顧客に提供するデータセンターの必要性が高まってきている。
【０００３】
一般的にデータセンターでは、多数のサーバが設置されているため発熱量が多く、これらのサーバを正常に稼働させるためには適切に空調を行って所定範囲の環境条件に保つ必要がある。
【０００４】
データセンターのように多数のコンピュータが設置された室内を冷却するための技術として、データセンター内をサーバへの給気側の空間（コールドエリア）と排気側の空間（ホットエリア）との２つの空間に区分けして構成し、給気ファンによりコールドエリアに冷風を吹き込み、このコールドエリアの冷気がサーバ内のファンにより吸い込まれて暖まった暖気がホットエリアに吹き出すように気流を形成すること提案されている。
【０００５】
このように構成することにより、室内エリアの温度勾配を少なくするとともに給気温度のばらつきを少なくして省エネ効果が高く、効率の良い空調制御を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１０８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した２つの空間に区分けしたデータセンターにおいては、サーバ内のファンが吸い込む冷気を所定範囲内の条件を満たすように制御することで適切な空調を行うことが可能になるが、さらに効率良く、確実な効果が得ることが可能な空調システムが求められていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、サーバ室において、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することが可能なサーバ室管理用の空調システムおよび空調制御方法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】
【０００９】
上記目的を達成するための実施形態によれば、実施形態によれば、分離された第１空間と第２空間とを有し、第１空間と第２空間との間にサーバが設置され、第１空間に流入した給気がサーバの発熱により加熱されて第２空間を経由して還気として流出するサーバ室の管理用の空調システムが、冷気生成装置と給気ファンと第１差圧計と制御装置とを備える。冷気生成装置は、所定条件を満たす給気を生成する。給気ファンは、生成された給気を第１空間に流入させる。第１差圧計は、第１空間に対する第２空間の静圧の差圧を計測する。制御装置は、計測された差圧を予め設定された基準値にするための給気ファンの回転数の制御設定値を決定し、この制御設定値に基づいて給気ファンの回転数を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態による空調システムの構成を示す全体図である。
【図２】第１実施形態による空調システムの空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の構成を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の動作を示すフローチャートである。
【図９】第４実施形態による空調システムの構成を示す全体図である。
【図１０】第５実施形態による空調システムの構成を示す全体図である。
【図１１】第５実施形態による空調システムの空調制御装置の送風制御内容決定部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１実施形態》
〈第１実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの構成〉
本発明の第１実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ａの構成について、図１〜３を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態による空調システム１Ａは、データセンター等のサーバ室１０の空調を行う。サーバ室１０内は、第１の空間としてのコールドエリア１２と、第２の空間としてのホットエリア１３とに分離されており、このコールドエリア１２とホットエリア１３との間に複数のサーバ（図示せず）が収納されたサーバラック１１が設置されている。
【００１３】
そして、このサーバラック１１に収納されたサーバ内のファン（図示せず）の稼働により、矢印ａで示すように、室内機２０からコールドエリア１２に供給された冷気がサーバラック１１のサーバに吸入され、サーバの発熱により加熱された還気としてホットエリア１３に流出するように気流が発生する。そして、サーバでは発生する熱が吸入された冷気により冷却されて正常に稼働可能となる。
【００１４】
空調システム１Ａは、室内機２０と、室外機４０と、空調制御装置５０Ａとを有する。
【００１５】
室内機２０は、サーバ室１０のホットエリア１３に接続された還気吸入エリア２０Ａとコールドエリア１２に接続された給気冷却エリア２０Ｂとを有し、還気吸入エリア２０Ａには排気用ダンパ２１が設置され、還気吸入エリア２０Ａと給気冷却エリア２０Ｂとの間には還気導入用ダンパ２２が設置され、給気冷却エリア２０Ｂには外気導入用ダンパ２３と、冷気生成装置としての冷却コイル２４、加湿器２５、および給気ファン２６とが設置されている。
【００１６】
排気用ダンパ２１は、サーバ室１０のホットエリア１３から還気吸入エリア２０Ａに流入し外部に排出する還気量を、開度により調整する。
【００１７】
還気導入用ダンパ２２は、還気吸入エリア２０Ａから給気冷却エリア２０Ｂ内に導入する還気量を、開度により調整する。
【００１８】
外気導入用ダンパ２３は、外部から給気冷却エリア２０Ｂ内に導入する外気量を、開度により調整する。
【００１９】
冷却コイル２４は、外気導入用ダンパ２３が開状態にされたときに導入される外気、および還気導入用ダンパ２２が開状態にされたときに還気吸入エリア２０Ａから導入される還気を、必要に応じて冷却して冷気を生成する。
【００２０】
加湿器２５は、導入された外気および還気を、必要に応じて加湿する。
【００２１】
給気ファン２６は、冷却コイル２４により必要に応じて冷却されるとともに加湿器２５により必要に応じて加湿されて生成された冷気を、給気としてサーバ室１０内のコールドエリア１２に流入させる。
【００２２】
また、還気吸入エリア２０Ａ内には、ホットエリア１３から流入した還気温度を計測する還気温度計３１が設置され、室内機２０の外側には外気温度を計測する外気温度計３２および外気湿度を計測する外気湿度計３３が設置され、給気冷却エリア２０Ｂ内の給気ファン２６の下流にはサーバ室１０のコールドエリア１２に流入させる給気温度を計測する給気温度計３４および給気湿度を計測する給気湿度計３５が設置されている。
【００２３】
また、サーバ室１０内のコールドエリア１２とホットエリア１３との間には、コールドエリア１２とホットエリア１３との静圧の差である差圧を計測する差圧計３６が設置されている。差圧計には正圧および負圧を測定できるものと、正圧しか測定できないものとがあるが、本実施形態においてはどちらのエリアのほうがどの程度静圧が高いかを認識する必要があるため、正圧しか測定できない差圧計を用いる場合には、ホットエリア１３に対するコールドエリア１２の差圧（dp1）を測定する差圧計と、コールドエリア１２に対するホットエリア１３の差圧（dp2）を測定する差圧計との２個を設置する。
【００２４】
室外機４０は、冷却コイル２４に接続され、冷却コイル２４で冷気を生成する際に利用される冷媒を供給する。
【００２５】
空調制御装置５０Ａは、図２に示すように、計測値取得部５１と、冷却制御内容決定部５２と、ダンパ開度制御部５３と、コイル運転制御部５４と、加湿器運転制御部５５と、送風制御内容決定部５６Ａと、ファン回転数制御部５７とを有する。
【００２６】
計測値取得部５１は、還気温度計３１、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、給気湿度計３５、および差圧計３６で計測された計測値を取得する。
【００２７】
冷却制御内容決定部５２は、計測値取得部５１で取得された計測値に基づいて、排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度と、冷却コイル２４の必要冷媒量等の運転内容と、加湿器２５の運転内容とを決定する。
【００２８】
ダンパ開度制御部５３は、排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度を冷却制御内容決定部５２で決定された開度にするための制御信号を生成し、それぞれのダンパに送信する。
【００２９】
コイル運転制御部５４は、冷却コイル２４を冷却制御内容決定部５２で決定された内容で室外機４０から冷媒を取り紺込んで運転するための制御信号を生成し、冷却コイル２４に送信する。
【００３０】
加湿器運転制御部５５は、加湿器２５を冷却制御内容決定部５２で決定された内容で運転するための制御信号を生成し、加湿器２５に送信する。
【００３１】
送風制御内容決定部５６Ａは、図３に示すように、差圧判定部５６１と、第１ＰＩＤ制御部５６２と、第１上下限リミッタ５６３と、回転数設定部５６４とを有する。
【００３２】
差圧判定部５６１は、計測値取得部５１から差圧計３６で計測された差圧を取得し、この差圧からコールドエリア１２とホットエリア１３とのどちらのエリアのほうがどの程度静圧が高いかを判定する。
【００３３】
ここで、正圧および負圧を計測可能な差圧計を用いた場合には、例えばホットエリア１３に対するコールドエリア１２の差圧が正の値（正圧）である（コールドエリア１２の静圧のほうがホットエリア１３の静圧よりも高い）か、ホットエリア１３に対するコールドエリア１２の差圧が負の値（負圧）である（ホットエリア１３の静圧のほうがコールドエリア１２の静圧よりも高い）かにより、どちらのエリアのほうがどの程度静圧が高いかを判定する。
【００３４】
また、正圧しか計測できない差圧計３６を２個用いた場合には、これら２個の差圧の差分（ΔP=dp1-dp2 ; dp1≧0 , dp2≧0）をとることにより、どちらのエリアのほうがどの程度静圧が高いかを判定する。
【００３５】
第１ＰＩＤ制御部５６２は、差圧判定部５６１において判定された結果から、コールドエリア１２の空気が確実にホットエリア１３に流れるように給気ファン２６の回転数を必要に応じて変更するための制御設定値を出力する。このとき、本実施形態においては給気ファン２６の回転数を変更するか否かを決定するための基準値を差圧「０」とすることで、コールドエリア１２に対するホットエリア１３の差圧がこの基準値「０」よりも高い（ホットエリア１３の静圧のほうがコールドエリア１２の静圧よりも高い）と判定されたときには、差圧の目標値をこの基準値「０」に設定し、これに基づいてホットエリア１３の静圧を下げるために給気ファン２６の回転数を現在よりも減少させるような制御設定値を出力する。
【００３６】
第１上下限リミッタ５６３は、給気ファン２６の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第１ＰＩＤ制御部５６２で出力された制御設定値の変化幅の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きくならないように制限する。具体的には、第１ＰＩＤ制御部５６２において閾値よりも大きい変更幅で制御設定値が出力されたときには、この閾値よりも小さい変更幅の値を制御設定値として生成し出力する。
【００３７】
回転数設定部５６４は、第１ＰＩＤ制御部５６２において出力され第１上下限リミッタ５６３による制限を通過した制御設定値から、給気ファン２６の回転数を設定する。
【００３８】
ファン回転数制御部５７は、送風制御内容決定部５６Ａで決定された回転数で運転するための制御信号を生成し、給気ファン２６に送信する。
【００３９】
〈第１実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの動作〉
次に、本実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ａの動作について説明する。
【００４０】
本実施形態における空調システム１Ａでは、サーバラック１１に設置されたサーバを適切に冷却するために、（１）サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たし、且つ、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させるものとする。
【００４１】
このうち、（１）の給気の条件は、設置するサーバの要求に応じて定められるが、本実施形態においてはサーバ室１０への給気温度および給気湿度として、米国暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ；American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）の規定または、これに類する規定に従って、温度：18〜27℃、絶対湿度0.0056〜0.0107kg/kg且つ相対湿度60％以下とする条件が設定されているものとする。
【００４２】
本実施形態において空調システム１Ａが稼動すると、還気温度計３１、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、給気湿度計３５、および差圧計３６において計測された計測値が、それぞれ空調制御装置５０Ａに送信される。
【００４３】
送信された計測値は空調制御装置５０Ａの計測値取得部５１で取得され、これらが冷却制御内容決定部５２および送風制御内容決定部５６Ａに送信される。
【００４４】
冷却制御内容決定部５２では、計測値取得部５１で取得された計測値に基づいて、上述した条件の給気を生成するための排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度と、冷却コイル２４の必要冷媒量等の運転内容と、加湿器２５の運転内容とが決定される。
【００４５】
外気の状態ごとの、上記の条件を満たす給気を生成するための排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度制御、冷却コイル２４の運転制御、および加湿器２５の運転制御については、例えば特願２０１０−１１２５６０に記載の空調システムにおける制御方法を用いることができる。
【００４６】
次に、ダンパ開度制御部５３において、排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度を冷却制御内容決定部５２で決定された開度にするための制御信号が生成され、それぞれのダンパに送信される。
【００４７】
また、コイル運転制御部５４において、冷却コイル２４を冷却制御内容決定部５２で決定された内容で室外機４０から冷媒を取り込んで運転するための制御信号が生成され、冷却コイル２４に送信される。
【００４８】
また、加湿器運転制御部５５において、加湿器２５を冷却制御内容決定部５２で決定された内容で運転するための制御信号が生成され、加湿器２５に送信される。
【００４９】
排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、外気導入用ダンパ２３、冷却コイル２４、および加湿器２５では、送信された制御信号に基づいて運転が実行される。
【００５０】
このようにして排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、外気導入用ダンパ２３、冷却コイル２４、および加湿器２５の運転が制御されることにより、上述した（１）の条件を満たす給気が生成され、サーバ室１０のサーバラック１１に設置されたサーバが適切に冷却されるようになる。
【００５１】
また送風制御内容決定部５６Ａでは、計測値取得部５１で取得された計測値に基づいて、上述したように（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させるための、給気ファン２６の回転数が決定される。
【００５２】
上記（２）の条件を満たすために、送風制御内容決定部５６Ａで給気ファン２６の回転数が決定されるときの動作について図４を参照して説明する。
【００５３】
まず差圧判定部５６１において差圧計３６で計測された差圧が取得され（Ｓ１）、この差圧が、予め設定された基準値「０」を超えているか否かが判定される（Ｓ２）。
【００５４】
ここで、コールドエリア１２のほうがホットエリア１３よりも静圧が高く、差圧が基準値を超えていないと判定されたときには（Ｓ２の「NO」）、現在実行中の給気ファン２６の回転制御が継続される（Ｓ３）。
【００５５】
また、ホットエリア１３のほうがコールドエリア１２よりも静圧が高く、差圧が基準値を超えていると判定されたとき（Ｓ２の「YES」）には、ホットエリア１３からコールドエリア１２への空気の流入を防ぎ適切に空調が行われるようにするため、第１ＰＩＤ制御部５６２により、差圧の目標値を基準値「０」にして給気ファン２６の回転数を現在よりも減少させるための制御設定値が出力される（Ｓ４）。
【００５６】
次に、給気ファン２６の回転数が上下限の範囲におさまるために、第１ＰＩＤ制御部５６２で出力された制御設定値を第１上下限リミッタ５６３に通過させることにより、制御設定値が予め定められた上下限範囲を逸脱しないように制限される（Ｓ５）。
【００５７】
次に、回転数設定部５６４により、第１ＰＩＤ制御部５６２において出力され第１上下限リミッタ５６３による制限を通過した制御設定値から、給気ファン２６の回転数が設定される（Ｓ６）。
【００５８】
そして、ファン回転数制御部５７により、回転数設定部５６４で決定された回転数で運転するための制御信号が生成され、給気ファン２６に送信される。給気ファン２６では、ファン回転数制御部５７から送信された制御信号に基づいて運転が実行される。
【００５９】
以上の本実施形態によれば、サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たした状態で、サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させることができ、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することができる。
【００６０】
《第２実施形態》
〈第２実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの構成〉
本発明の第２実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｂの構成について、図１、図２、図５を参照して説明する。
【００６１】
本実施形態による空調システム１Ｂは、図１に示す空調システム１Ａと同様にサーバ室１０の空調を行うものであり、室内機２０と、室外機４０と、空調制御装置５０Ｂとを有する。
【００６２】
室内機２０および室外機４０の機能は、第１実施形態において説明した空調制御装置５０Ａにおけるこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
本実施形態による空調制御装置５０Ｂは、図２に示すように、計測値取得部５１と、冷却制御内容決定部５２と、ダンパ開度制御部５３と、コイル運転制御部５４と、加湿器運転制御部５５と、送風制御内容決定部５６Ｂと、ファン回転数制御部５７とを有する。
【００６４】
このうち計測値取得部５１、冷却制御内容決定部５２、ダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、加湿器運転制御部５５、およびファン回転数制御部５７の機能は、第１実施形態において説明した空調制御装置５０Ａのこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
本実施形態における送風制御内容決定部５６Ｂは、図５に示すように、差圧判定部５６１と、第１ＰＩＤ制御部５６２と、第１上下限リミッタ５６３と、回転数設定部５６４と、還気温度判定部５６５とを有する。
【００６６】
このうち差圧判定部５６１、第１上下限リミッタ５６３、および回転数設定部５６４の機能は、第１実施形態において説明した送風制御内容決定部５６Ａのこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
還気温度判定部５６５は、計測値取得部５１から還気温度計３１の計測値を取得し、還気温度が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する。この閾値は、サーバラック１１に収納されたサーバが正常に稼働可能な程度に十分に冷却されたか否かを示す指標として設定される値である。
【００６８】
第１ＰＩＤ制御部５６２は、差圧判定部５６１において計測されたコールドエリア１２とホットエリア１３との差圧と、還気温度判定部５６５において判定された結果から、コールドエリア１２の空気が確実にホットエリア１３に流れるようにするとともに還気温度を当該閾値以下にするための給気ファン２６の回転数の制御設定値を出力する。
【００６９】
具体的には、還気温度判定部５６５において還気温度が予め設定された閾値を超えていないと判定されたときには、第１実施形態と同様に給気ファン２６に回転数の変更を行うか否かを決定するための基準値を差圧「０」として設定し、さらにコールドエリア１２に対するホットエリア１３の差圧がこの基準値「０」よりも高いと判定されたときには、差圧の目標値をこの基準値「０」に設定する。また、還気温度が予め設定された閾値を超えていると判定されたときには、給気ファン２６に回転数の変更を行うか否かを決定するための基準値を差圧「Ｐ（P；０よりも大きい正の数）」にシフトして設定し、さらにコールドエリア１２に対するホットエリア１３の差圧がこの基準値「Ｐ」よりも高いと判定されたときには、差圧の目標値をこの基準値「Ｐ」に設定する。
【００７０】
そして、それぞれ目標値が基準値に設定されたときには、この基準値に基づいて、ホットエリア１３の静圧を下げるために給気ファン２６の回転数を現在よりも減少させるような制御設定値を出力する。
【００７１】
〈第２実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの動作〉
次に、本実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｂの動作について説明する。
【００７２】
本実施形態における空調システム１Ｂでは、サーバラック１１に設置されたサーバを適切に冷却するために、（１）サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たし、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すことが可能であり、且つ、（３）サーバ内のファンにより吹き出される暖気の温度が所定値以下になるように動作させるものとする。
【００７３】
このうち、（１）の給気の条件に対しては、第１実施形態において説明したように、ＡＳＨＲＡＥの規定、またはこれに類する規定に従って排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度制御、冷却コイル２４の運転制御、および加湿器２５の運転制御が行われるものとする。
【００７４】
本実施形態において空調システム１Ｂが稼動すると、還気温度計３１、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、給気湿度計３５、および差圧計３６において計測された計測値が、それぞれ空調制御装置５０Ｂに送信される。
【００７５】
送信された計測値は空調制御装置５０Ｂの計測値取得部５１で取得され、これらが冷却制御内容決定部５２および送風制御内容決定部５６Ｂに送信される。
【００７６】
本実施形態において、冷却制御内容決定部５２、ダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、および加湿器運転制御部５５で実行される動作は第１実施形態における空調制御装置５０Ａの冷却制御内容決定部５２の動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７７】
また送風制御内容決定部５６Ｂでは、計測値取得部５１で取得された計測値に基づいて、上述したように（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させ、且つ、（３）サーバ内のファンにより吹き出される暖気の温度が所定値以下になるように動作させるための、給気ファン２６の回転数が決定される。
【００７８】
上記（２）および（３）の条件を満たすために、送風制御内容決定部５６Ｂで給気ファン２６の回転数が決定されるときの動作について図６を参照して説明する。
【００７９】
まず差圧判定部５６１において差圧計３６で計測された差圧が取得され、また還気温度判定部５６５において還気温度計３１で計測された還気温度計測値が取得される（Ｓ１１）。
【００８０】
そして、還気温度判定部５６５において、取得した還気温度が予め設定された閾値以下であるか否かが判定される（Ｓ１２）。
【００８１】
ここで還気温度が予め設定された閾値以下である場合（Ｓ１２の「YES」）は、サーバラック１１に収納されたサーバが十分に冷却されていると判定され、第１実施形態の場合と同様に給気ファン２６に回転数の変更を行うか否かを決定するための基準値は「０」に設定される（Ｓ１３）。
【００８２】
また、還気温度が予め設定された閾値を超えている場合（Ｓ１２の「NO」）は、サーバラック１１に収納されたサーバの冷却が十分でないと判定され、給気ファン２６に回転数の変更を行うか否かを決定するための基準値が差圧「Ｐ（P；０よりも大きい正の数）」にシフトして設定される（Ｓ１４）。このように基準値をシフトすることにより、給気ファン２５の回転数を高める方向に変更しやすくなる。
【００８３】
次に、差圧判定部５６１において取得された差圧が基準値「０」また「Ｐ」を超えているか否かが判定される（Ｓ１５）。
【００８４】
ここで、取得された差圧が基準値を超えていないと判定されたときには（Ｓ１５の「NO」）、現在実行中の給気ファン２６の回転制御が継続される（Ｓ１６）。
【００８５】
また、取得された差圧が基準値を超えていると判定されたとき（Ｓ１５の「YES」）には、ホットエリア１３からコールドエリア１２への空気の流入を防ぎ適切に空調が行われるとともに十分にサーバが冷却されるようにするため、第１ＰＩＤ制御部５６２により、差圧の目標値をそれぞれ基準値「０」または「Ｐ」に設定して給気ファン２６の回転数を現在よりも減少させるための制御設定値が出力される（Ｓ１７）。
【００８６】
次に、給気ファン２６の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第１ＰＩＤ制御部５６２で出力された制御設定値を第１上下限リミッタ５６３に通過させることにより、制御設定値の変化幅の絶対値が予め設定された閾値よりも大きくならないように制限される（Ｓ１８）。
【００８７】
次に、回転数設定部５６４により、第１ＰＩＤ制御部５６２において出力され第１上下限リミッタ５６３による制限を通過した制御設定値から、給気ファン２６の回転数が設定される（Ｓ１９）。
【００８８】
そして、ファン回転数制御部５７により、回転数設定部５６４で決定された回転数で運転するための制御信号が生成され、給気ファン２６に送信される。給気ファン２６では、ファン回転数制御部５７から送信された制御信号に基づいて運転が実行される。
【００８９】
以上の本実施形態によれば、サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たした状態で、サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させることができ、さらにサーバの負荷が増大してホットエリアの温度が上昇した場合にも給気ファンの回転数を高くしやすくすることでこれに対応して十分にサーバを冷却することができ、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することができる。
【００９０】
《第３実施形態》
〈第３実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの構成〉
本発明の第３実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｃの構成について、図１、図２、図７を参照して説明する。
【００９１】
本実施形態による空調システム１Ｃは、図１に示す空調システム１Ａ、１Ｂと同様にサーバ室１０の空調を行うものであり、室内機２０と、室外機４０と、空調制御装置５０Ｃとを有する。
【００９２】
室内機２０および室外機４０の機能は、第１実施形態において説明した空調制御装置５０Ａにおけるこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
本実施形態による空調制御装置５０Ｃは、図２に示すように、計測値取得部５１と、冷却制御内容決定部５２と、ダンパ開度制御部５３と、コイル運転制御部５４と、加湿器運転制御部５５と、送風制御内容決定部５６Ｃと、ファン回転数制御部５７とを有する。
【００９４】
このうち計測値取得部５１、冷却制御内容決定部５２、ダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、加湿器運転制御部５５、およびファン回転数制御部５７の機能は、第１実施形態において説明した空調制御装置５０Ａにおけるこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９５】
本実施形態における送風制御内容決定部５６Ｃは、図７に示すように、差圧判定部５６１と、第１ＰＩＤ制御部５６２と、第１上下限リミッタ５６３と、還気温度判定部５６５と、第２ＰＩＤ制御部５６６と、第２上下限リミッタ５６７と、信号選択部５６８と、第３上下限リミッタ５６９と、回転数設定部５７０とを有する。
【００９６】
このうち差圧判定部５６１、第１ＰＩＤ制御部５６２、および第１上下限リミッタ５６３の機能は、第１実施形態において説明した送風制御内容決定部５６Ａのこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９７】
還気温度判定部５６５は、計測値取得部５１から還気温度計３１の計測値を取得し、還気温度が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する。
【００９８】
第２ＰＩＤ制御部５６６は、還気温度判定部５６５において判定された結果から、サーバラック１１に収納されたサーバが十分に冷却されるようにするための給気ファン２６の回転数の制御設定値を出力する。このとき、還気温度が予め設定された閾値以下である場合にはサーバが十分に冷却されているものと判断して現状の給気ファン２６の回転数を維持し、還気温度が予め設定された閾値を超えている場合にはサーバの負荷が増大し冷却が不十分であると判断して還気温度を閾値以下にするために給気ファン２６の回転数を上げるような制御設定値を出力する。
【００９９】
第２上下限リミッタ５６７は、給気ファン２６の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第２ＰＩＤ制御部５６６で出力された制御設定値の変化幅の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きくならないように制限する。具体的には、第２ＰＩＤ制御部５６６において閾値よりも大きい制御設定値が出力されたときには、この閾値よりも小さい値を制御設定値として生成し出力する。
【０１００】
信号選択部５６８は、第１上下限リミッタを通過した制御設定値と、第２上下限とリミッタを通過した制御設定値とを比較し、絶対値が大きい方の値を選択する。
【０１０１】
第３上下限リミッタ５６９は、信号選択部５６８で選択された制御設定値の変化幅の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きくならないように制限する。具体的には、信号選択部５６８で選択された制御設定値が閾値よりも大きい値であるときには、この閾値よりも小さい値を制御設定値として生成し出力する。
【０１０２】
回転数設定部５７０は、信号選択部５６８で選択され第３上下限リミッタ５６９による制限を通過した制御設定値から、給気ファン２６の回転数を設定する。
【０１０３】
〈第３実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの動作〉
次に、本実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｃの動作について説明する。
【０１０４】
本実施形態における空調システム１Ｃでは、サーバラック１１に設置されたサーバを適切に冷却するために、（１）サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たし、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すことが可能であり、且つ、（３）サーバ内のファンにより吹き出される暖気の温度が所定値以下になるように動作させるものとする。
【０１０５】
このうち、（１）の給気の条件に対しては、第１実施形態において説明したように、ＡＳＨＲＡＥの規定、またはこれに類する規定に従って排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度制御、冷却コイル２４の運転制御、および加湿器２５の運転制御が行われるものとする。
【０１０６】
本実施形態において空調システム１Ｃが稼動すると、還気温度計３１、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、給気湿度計３５、および差圧計３６において計測された計測値が、それぞれ空調制御装置５０Ｃに送信される。
【０１０７】
送信された計測値は空調制御装置５０Ｃの計測値取得部５１で取得され、これらが冷却制御内容決定部５２および送風制御内容決定部５６Ｃに送信される。
【０１０８】
本実施形態において、冷却制御内容決定部５２、ダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、および加湿器運転制御部５５で実行される動作は第１実施形態における空調制御装置５０Ａの冷却制御内容決定部５２の動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０９】
また送風制御内容決定部５６Ｃでは、計測値取得部５１で取得された計測値に基づいて、上述したように（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させ、且つ、（３）サーバ内のファンにより吹き出される暖気の温度が所定値以下になるように動作させるための、給気ファン２６の回転数が決定される。
【０１１０】
上記（２）および（３）の条件を満たすために、送風制御内容決定部５６Ｃで給気ファン２６の回転数が決定されるときの動作について図８を参照して説明する。
【０１１１】
まず差圧判定部５６１において差圧計３６で計測された差圧が取得され、また還気温度判定部５６５において還気温度計３１で計測された還気温度計測値が取得される（Ｓ２１）。
【０１１２】
そして差圧判定部５６１において、取得した差圧が基準値「０」を超えているか否かが判定される（Ｓ２２）。
【０１１３】
ここで、コールドエリア１２のほうがホットエリア１３よりも静圧が高く、差圧が基準値を超えていないと判定されたときには（Ｓ２２の「NO」）、現在実行中の給気ファン２６の回転制御が継続される（Ｓ２３）。
【０１１４】
また、ホットエリア１３のほうがコールドエリア１２よりも静圧が高く、差圧が基準値を超えていると判定されたとき（Ｓ２２の「YES」）には、ホットエリア１３からコールドエリア１２への空気の流入を防ぎ適切に空調が行われるようにするため、第１ＰＩＤ制御部５６２により、差圧の目標値を基準値「０」にして給気ファン２６の回転数を現在よりも減少させるための制御設定値が出力される（Ｓ２４）。
【０１１５】
次に、給気ファン２６の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第１ＰＩＤ制御部５６２で出力された制御設定値を第１上下限リミッタ５６３に通過させることにより、制御設定値の変化幅の絶対値が予め設定された閾値よりも大きくならないように制限される（Ｓ２５）。
【０１１６】
一方、還気温度判定部５６５においては、ステップＳ２１で取得した還気温度が予め設定された閾値以下であるか否かが判定される（Ｓ２６）。
【０１１７】
ここで還気温度が予め設定された閾値以下である場合（Ｓ２６の「YES」）は、サーバラック１１に収納されたサーバが十分に冷却されていると判定され、現在実行中の給気ファン２６の回転制御が継続される（Ｓ２３）。
【０１１８】
また、還気温度が予め設定された閾値いる場合（Ｓ２６の「NO」）は、サーバラック１１に収納されたサーバの冷却が十分でないと判定され、還気温度を当該閾値以下にするために給気ファン２６の回転数を現在よりも上げるための制御設定値が出力される（Ｓ２７）。
【０１１９】
次に、給気ファン２６の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第２ＰＩＤ制御部５６６で出力された制御設定値を第２上下限リミッタ５６７に通過させることにより、制御設定値が予め設定された上下限範囲を逸脱しないように制限される（Ｓ２８）。
【０１２０】
次に、信号選択部５６８において、第１上下限リミッタを通過した制御設定値と、第２上下限とリミッタを通過した制御設定値とが比較され、絶対値が大きい方の値が選択される（Ｓ２９）。
【０１２１】
次に、第３上下限リミッタ５６９において、信号選択部５６８で選択された制御設定値の変化幅の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きくならないように制限される（Ｓ３０）。
【０１２２】
次に、回転数設定部５７０により、信号選択部５６８で選択され第３上下限リミッタ５６９による制限を通過した制御設定値から、給気ファン２６の回転数が設定される（Ｓ３１）。
【０１２３】
以上の本実施形態によれば、サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たした状態で、サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させることができ、且つサーバの負荷が増大してホットエリアの温度が上昇した場合にもこれに対応して十分にサーバを冷却することができ、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することができる。
【０１２４】
《第４実施形態》
〈第４実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの構成〉
本発明の第４実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｄの構成について、図９を参照して説明する。
【０１２５】
本実施形態による空調システム１Ｄは、図１に示す空調システム１Ａと同様にサーバ室１０の空調を行うものであり、室内機２０と、室外機４０と、空調制御装置５０Ｄとを有する。
【０１２６】
室内機２０および室外機４０の機能は、第１実施形態において説明した空調制御装置５０Ａにおけるこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
空調制御装置５０Ｄの構成は、図２の空調制御装置５０Ａ〜５０Ｃのいずれかと同様であるため、同一機能を有する構成部分の詳細な説明は省略する。
【０１２８】
また、本実施形態においては、還気吸入エリア２０Ａ内およびサーバ室１０のホットエリア１３内の異なる箇所、例えばサーバラック１１内のサーバごとまたはラックの列ごとに対応する箇所の還気温度を計測する複数の還気温度計３１−１〜３１−５が設置されている。
【０１２９】
また空調システム１内には、これらの還気温度計３１−１〜３１−５で計測された還気温度計測値のうち、最高の計測値を選択して空調制御装置５０Ｄに送信する還気温度選択器６０が設置されている。
【０１３０】
また、サーバ室１０内には、コールドエリア１２とホットエリア１３との静圧の差分である差圧を異なる箇所で計測する複数の差圧計３６−１〜３６−４が設置されている。
【０１３１】
また空調システム１内には、これらの差圧計３６−１〜３６−４で計測された差圧のうち、最小の差圧を選択して空調制御装置５０Ｄに送信する差圧選択器７０が設置されている。
【０１３２】
そして、空調制御装置５０Ｄの計測値取得部５１では、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、および給気湿度計３５と、還気温度選択器６０で選択された還気温度計測値、および差圧選択器７０で選択された差圧を取得する。
【０１３３】
〈第４実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの動作〉
次に、本実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｄの動作について説明する。
【０１３４】
本実施形態における空調システム１Ｄでは、サーバラック１１に設置されたサーバを適切に冷却するために、（１）サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たし、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すことが可能であり、且つ、（３）サーバ内のファンにより吹き出される暖気の温度が所定値以下になるように動作させるものとする。
【０１３５】
このうち、（１）の給気の条件に対しては、第１実施形態において説明したように、ＡＳＨＲＡＥの規定、またはこれに類する規定に従って排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、および外気導入用ダンパ２３の開度制御、冷却コイル２４の運転制御、および加湿器２５の運転制御が行われるものとする。
【０１３６】
本実施形態において空調システム１Ｄが稼動すると、還気温度計３１−１〜３１−５で計測された還気温度計測値が還気温度選択器６０に送信され、還気温度選択器６０において、取得された還気温度計測値のうち最高の計測値が選択されて空調制御装置５０Ｄに送信される。また、差圧計３６−１〜３６−４で計測された差圧が差圧選択器７０に送信され、差圧選択器７０において、取得されたホットエリア１３に対するコールドエリア１２の差圧のうち最小の差圧が選択された空調制御装置５０Ｄに送信される。
【０１３７】
また、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、および給気湿度計３５において計測された計測値が、それぞれ空調制御装置５０Ｄに送信される。
【０１３８】
送信された計測値は空調制御装置５０Ｄの計測値取得部５１で取得され、これらが冷却制御内容決定部５２および送風制御内容決定部５６に送信される。
【０１３９】
そして、第１実施形態の動作と同様に、設定された条件の給気を生成するための排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、外気導入用ダンパ２３、冷却コイル２４、および加湿器２５の運転内容が冷却制御内容決定部５２で決定され、この決定された内容でこれらの機器を運転するための制御信号がダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、および加湿器運転制御部５５において生成されてそれぞれの機器に送信される。
【０１４０】
また、第２実施形態または第３実施形態の動作と同様に、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させ、且つ、（３）サーバ内のファンにより吹き出される暖気の温度が所定値以下になるように動作させるための、給気ファン２６の回転数が送風制御内容決定部５６で決定され、この決定された回転数で給気ファン２６を回転させるための制御信号がファン回転数制御部５７において生成されて給気ファン２６に送信される。給気ファン２６では、ファン回転数制御部５７から送信された制御信号に基づいて運転が実行される。
【０１４１】
以上の本実施形態によれば、サーバごとまたはサーバラックの列ごとに負荷が異なる場合にも、サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たした状態で、すべてのサーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させることができ、且ついずれかのサーバの負荷が増大して部分的にホットエリアの温度が上昇した場合にもこれに対応して十分にすべてのサーバを冷却することができ、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することができる。
【０１４２】
《第５実施形態》
〈第５実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの構成〉
本発明の第５実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｅの構成について、図１０を参照して説明する。
【０１４３】
本実施形態による空調システム１Ｅは、還気吸入エリア２０Ａ内に、サーバ室１０のホットエリア１３から還気を流入させる還気ファン２７が設置されるとともに、給気冷却エリア２０Ｂと外気との間に、給気冷却エリア２０Ｂと外気との静圧の差分である差圧を計測する差圧計３７が設置されていることを除いては、第１実施形態における空調システム１Ａ〜第４実施形態による空調システム１Ｄのいずれかの構成と同様であるため、同一機能を有する部分の詳細な説明については省略する。
【０１４４】
本実施形態による空調システム１Ｅ内には空調制御装置５０Ｅが設置され、図２に示すように、計測値取得部５１と、冷却制御内容決定部５２と、ダンパ開度制御部５３と、コイル運転制御部５４と、加湿器運転制御部５５と、送風制御内容決定部５６Ｅと、ファン回転数制御部５７とを有している。
【０１４５】
このうち冷却制御内容決定部５２、ダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、および加湿器運転制御部５５の機能は、第１実施形態において説明した空調制御装置５０Ａのこれらの機能と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４６】
本実施形態における計測値取得部５１は、差圧計３７で計測された計測値を取得し、送風制御内容決定部５６に送信する。
【０１４７】
また本実施形態における送風制御内容決定部５６Ｅは、送風制御内容決定部５６Ａ〜５６Ｃのいずれかの構成に加え、還気ファン２７の回転数を制御するための構成を有する。
【０１４８】
送風制御内容決定部５６Ｅの一例として、送風制御内容決定部５６Ａの構成に還気ファン２７の回転数を制御するための構成を加えた場合のブロック図を、図１１に示す。
【０１４９】
図１１の送風制御内容決定部５６Ｅは、差圧計３６の計測値に基づいて給気ファン２６の回転数を制御する差圧判定部５６１、第１ＰＩＤ制御部５６２、第１上下限リミッタ５６３、および回転数設定部５６４と、差圧計３７の計測値に基づいて還気ファン２７の回転数を制御する差圧判定部５７１、第３ＰＩＤ制御部５７２、第４上下限リミッタ５７３、および回転数設定部５７４とを有する。
【０１５０】
差圧判定部５７１は、計測値取得部５１から差圧計３７で計測された差圧を取得し、この差圧から給気冷却エリア２０Ｂと外気とのどちらのほうがどの程度静圧が高いかを判定する。
【０１５１】
第３ＰＩＤ制御部５７２は、差圧判定部５７１において判定された結果から、外気が給気冷却エリア２０Ｂ内に漏れることがないように、還気ファン２７の回転数を必要に応じて上げるための制御設定値を出力する。ここで、還気ファン２７の回転数を変更するか否かを決定するための基準値を差圧「０」とすることで、給気冷却エリア２０Ｂに対する外気の差圧がこの基準値「０」よりも高い（外気の静圧のほうが給気冷却エリア２０Ｂの静圧よりも高い）と判定されたときには、差圧の目標値をこの基準値「０」に設定し、これに基づいて給気冷却エリア２０Ｂの静圧を上げるために還気ファン２７の回転数を現在よりも上げるような制御設定値を出力する。
【０１５２】
第４上下限リミッタ５７３は、還気ファン２７の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第３ＰＩＤ制御部５７２で出力された制御設定値の変化幅の絶対値が、予め設定された閾値よりも大きくならないように制限する。具体的には、第３ＰＩＤ制御部５７２において閾値よりも大きい変更幅で制御設定値が出力されたときには、この閾値よりも小さい変更幅の値を制御設定値として生成し出力する。
【０１５３】
回転数設定部５７４は、第３ＰＩＤ制御部５７２において出力され第４上下限リミッタ５７３による制限を通過した制御設定値から、還気ファン２７の回転数を設定する。
【０１５４】
ファン回転数制御部５７は、送風制御内容決定部５６Ｅで決定された回転数で運転するための給気ファン２６および還気ファン２７の制御信号を生成し、給気ファン２６および還気ファン２７に送信する。
【０１５５】
〈第５実施形態によるサーバ室管理用の空調システムの動作〉
次に、本実施形態によるサーバ室管理用の空調システム１Ｅの動作について説明する。
【０１５６】
本実施形態における空調システム１Ｅでは、サーバラック１１に設置されたサーバを適切に冷却するために、（１）サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たし、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すことが可能であり、且つ、（４）外気が空調制御装置内に漏れることがないように動作させるものとする。
【０１５７】
本実施形態において空調システム１Ｅが稼動すると、還気温度計３１、外気温度計３２、外気湿度計３３、給気温度計３４、給気湿度計３５、差圧計３６、および差圧計３７において計測された計測値が、それぞれ空調制御装置５０Ｅに送信される。
【０１５８】
送信された計測値は空調制御装置５０Ｄの計測値取得部５１で取得され、これらが冷却制御内容決定部５２および送風制御内容決定部５６に送信される。
【０１５９】
そして、第１実施形態の動作と同様に、設定された条件の給気を生成するための排気用ダンパ２１、還気導入用ダンパ２２、外気導入用ダンパ２３、冷却コイル２４、および加湿器２５の運転内容が冷却制御内容決定部５２で決定され、この決定された内容でこれらの機器を運転するための制御信号がダンパ開度制御部５３、コイル運転制御部５４、および加湿器運転制御部５５において生成されてそれぞれの機器に送信される。
【０１６０】
また第１実施形態〜第３実施形態の動作と同様に、送風制御内容決定部５６の差圧判定部５６１〜回転数設定部５６４において、（２）サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させるための給気ファン２６の回転数が決定され、この決定された回転数で給気ファン２６を回転させるための制御信号がファン回転数制御部５７において生成されて給気ファン２６に送信されるとともに、送風制御内容決定部５６の差圧判定部５７１〜回転数設定部５７４において、（４）外気が空調制御装置内に漏れることがないように動作させるための還気ファン２７の回転数が決定され、この決定された回転数で還気ファン２７を回転させるための制御信号がファン回転数制御部５７において生成されて還気ファン２７に送信される。
【０１６１】
上記（４）の条件を満たすために、送風制御内容決定部５６Ｅで還気ファン２７の回転数が決定されるときの動作について説明する。
【０１６２】
まず差圧判定部５７１において差圧計３７で計測された差圧が取得され、この差圧が、予め設定された基準値「０」を超えているか否かが判定される。
【０１６３】
ここで、給気冷却エリア２０Ｂのほうが外気よりも静圧が高く、差圧が基準値を超えていないと判定されたときには、現在実行中の給気ファン２６の回転制御が継続される。
【０１６４】
また、外気のほうが給気冷却エリア２０Ｂよりも静圧が高く、差圧が基準値を超えていると判定されたときには、外気から給気冷却エリア２０Ｂへの空気の漏れを防ぎ適切に空調が行われるようにするため、第３ＰＩＤ制御部５７２により、差圧の目標値を基準値「０」にして還気ファン２７の回転数を現在よりも上げるための制御設定値が出力される。
【０１６５】
次に、還気ファン２７の回転数が急激に変化せず滑らかな制御が行われるようにするために、第３ＰＩＤ制御部５７２で出力された制御設定値を第４上下限リミッタ５７３に通過させることにより、制御設定値の変化幅の絶対値が予め設定された閾値よりも大きくならないように制限される。
【０１６６】
次に、回転数設定部５７４により、第３ＰＩＤ制御部５７２において出力され第４上下限リミッタ５７３による制限を通過した制御設定値から、還気ファン２７の回転数が設定される。
【０１６７】
そして、ファン回転数制御部５７により、回転数設定部５７４で決定された回転数で還気ファン２７を運転するための制御信号が生成され、還気ファン２７に送信される。還気ファン２７では、ファン回転数制御部５７から送信された制御信号に基づいて運転が実行される。
【０１６８】
以上の本実施形態によれば、サーバ内のファンが吸い込む冷気（室内機２０からサーバ室１０へ供給される給気）が所定条件を満たした状態で、サーバ内のファンが確実にコールドエリアの冷気を吸い込んでホットエリアに吹き出すように動作させることができ、外気が空調制御装置に漏れることなく、運転効率が良く省エネ効果が高い空調制御を実行することができる。
【０１６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…空調システム
１０…サーバ室
１１…サーバラック
１２…コールドエリア
１３…ホットエリア
２０…室内機
２０Ａ…還気吸入エリア
２０Ｂ…給気冷却エリア
２１…排気用ダンパ
２２…還気導入用ダンパ
２３…外気導入用ダンパ
２４…冷却コイル
２５…加湿器
２６…給気ファン
２７…還気ファン
３１、３１−１〜３１−５…還気温度計
３２…外気温度計
３３…外気湿度計
３４…給気温度計
３５…給気湿度計
３６、３６−１〜３６−４、３７…差圧計
４０…室外機
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ…空調制御装置
５１…計測値取得部
５２…冷却制御内容決定部
５３…ダンパ開度制御部
５４…コイル運転制御部
５５…加湿器運転制御部
５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｅ…送風制御内容決定部
５７…ファン回転数制御部
６０…還気温度選択器
７０…差圧選択器
５６１…差圧判定部
５６２…第１ＰＩＤ制御部
５６３…第１上下限リミッタ
５６４…回転数設定部
５６５…還気温度判定部
５６６…第２ＰＩＤ制御部
５６７…第２上下限リミッタ
５６８…信号選択部
５６９…第３上下限リミッタ
５７０…回転数設定部
５７１…差圧判定部
５７２…第３ＰＩＤ制御部
５７３…第４上下限リミッタ
５７４…回転数設定部
【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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