(57)【要約】【課題】  情報処理システムの設計の容易化を実現する。【解決手段】  本発明の情報処理システムは、コールドアイルとホットアイルの境界に設置されているラックと、ラックに搭載されている情報処理装置と、コールドアイルからホットアイルに送風することで情報処理装置を冷却する冷却ファンと、ホットアイルの暖気をコールドアイルに送風するファンとを備える。【選択図】  図１
2013047577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コールドアイルに接する少なくとも一つのラックと、
前記少なくとも一つのラックに搭載されている少なくとも一つの情報処理装置と、
前記コールドアイルからホットアイルに送風することで、前記少なくとも一つの情報処理装置を冷却する少なくとも一つの第１ファンと、
前記ホットアイルの暖気を前記コールドアイルに送風する少なくとも一つの第２ファンとを有し、
前記少なくとも一つの第１ファンの送風量および前記コールドアイルの温度に応じて、前記コールドアイルへの冷気の流入量および前記少なくとも一つの第２ファンを制御することを特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記コールドアイルへの前記冷気の流入口を備え、
前記流入口の開口率を変化させることで前記流入量を制御することを特徴とする情報処理システム。
【請求項３】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記冷気を前記コールドアイルへ送風する第３ファンを備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の情報処理システムにおいて、
前記第３ファンを制御することで、前記流入量を制御することを特徴とする情報処理システム。
【請求項５】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記少なくとも一つの情報処理装置には、サーバ装置が含まれ、
前記少なくとも一つの第１ファンには、前記サーバ装置に備えられている冷却ファンが含まれることを特徴とする情報処理システム。
【請求項６】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記冷気は外気であることを特徴とする情報処理システム。
【請求項７】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記少なくとも一つの第２ファンは前記少なくとも一つのラックに備えられていることを特徴とする情報処理システム。
【請求項８】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記冷気が天井から前記コールドアイルに流入することを特徴とする情報処理システム。
【請求項９】
請求項１に記載の情報処理システムにおいて、
前記冷気が床下から前記コールドアイルに流入することを特徴とする情報処理システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の情報処理システムを備えるデータセンタ。
【請求項１１】
コールドアイルとホットアイルの境界に設置されているラックと、
前記ラックに搭載されている情報処理装置と、
前記コールドアイルから前記ホットアイルに送風することで前記情報処理装置を冷却する冷却ファンと、
前記ホットアイルの暖気を前記コールドアイルに送風する温風ファンとを備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の情報処理システムにおいて、
前記温風ファンは前記ラックに備えられていることを特徴とする情報処理システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の情報処理システムにおいて、
前記冷却ファンの送風量、ならびに前記コールドアイルの温度および湿度に応じて、前記コールドアイルへの冷気の流入量および前記温風ファンを制御することを特徴とする情報処理システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の情報処理システムにおいて、
前記冷却ファンの送風量、および前記コールドアイルの温度に応じて、前記コールドアイルへの冷気の流入量および前記温風ファンを制御することを特徴とする情報処理システム。
【請求項１５】
床下の空間に冷気が導入される二重床の上で、且つ、コールドアイルとホットアイルの境界に設置されているラックと、
前記ラックに搭載されている情報処理装置と、
前記コールドアイルから前記ホットアイルに送風することで前記情報処理装置を冷却する第１ファンと、
前記二重床の床下の空間に設けられている、前記ホットアイルの暖気が導入される暖気導入部と、
前記二重床の床下の空間に設けられている、前記冷気と前記暖気導入部からの暖気とを混合し、混合した空気を前記コールドアイルに供給する混合チャンバと、
前記暖気導入部と前記混合チャンバとの間に備えられている第２ファンとを有し、
前記第１ファンの送風量および前記コールドアイルの温度に応じて、前記混合チャンバへの前記冷気の流入量および前記第２ファンを制御することを特徴とする情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理システムに関し、特にデータセンタなどに含まれる情報処理装置の冷却に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバ装置、ルータ装置、ストレージ装置などの情報処理装置の高速化、大容量化、高密度化が急速に進んでいる。また、これらの情報処理装置をデータセンタと呼ばれる建物内の計算機室に収容することが一般的になってきている。
【０００３】
データセンタの計算機室には、情報処理装置としてサーバ装置やストレージ装置、ルータ装置などを収容したラックが配置される。空調が情報処理装置の冷却に一般的に用いられる。ラックは前面から冷気を吸い込み、後面から排気するタイプが一般的で、各ラックが方向を揃えたラック列として横一列に配置される構成が一般的である。計算機室内には、このようなラック列が通路を挟んで複数列配置されるが、隣接するラック列の吸気面と吸気面、排気面と排気面とが対向するように配置される。吸気面に挟まれた通路は、二重床の床下の空間から冷気が供給されるため、コールドアイルと呼ばれる。これに対し、排気面に挟まれた通路はラックからの排気で温度が上がるためホットアイルと呼ばれる。
【０００４】
非特許文献１に開示されているように、従来、外気を導入してデータセンタ内のサーバを冷却するには、サーバへの入気温度が保たれるように、外気とホットアイルからの還流暖気とを混合することで予め空気の温度調節がなされた後に、温度調節された空気が計算機室内に循環されて各コールドアイルに分配されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｌｉｆｆ  Ｓａｒａｎ、”Ｆｒｅｓｈ  ａｉｒ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ｍａｋｅｓ  ＨＰ  ｄａｔａｃｅｎｔｒｅ  ｓｕｐｅｒ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１０年２月１７日、ＣｏｍｐｕｔｅｒＷｅｅｋｌｙ．ｃｏｍ、［２０１１年８月２０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｍｐｕｔｅｒｗｅｅｋｌｙ．ｃｏｍ／Ａｒｔｉｃｌｅｓ／２０１０／０３／１５／２４０３４１／Ｆｒｅｓｈ−ａｉｒ−ｃｏｏｌｉｎｇ−ｍａｋｅｓ−ＨＰ−ｄａｔａｃｅｎｔｒｅ−ｓｕｐｅｒ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．ｈｔｍ？ｐｒｉｎｔｅｒｆｒｉｅｎｄｌｙ＝ｔｒｕｅ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、サーバへの入気温度が保たれるように情報処理システムを設計するのは容易ではない。例えば、冷気の供給源である外気冷房機との位置関係から生じる、各コールドアイルに分配される冷気の風量のばらつきを考慮しなければならない。さらには、例えば、データセンタの計算機室の二重床の床下の空間にはケーブル群が存在し、冷気が各コールドアイルへ分配されるのを阻害することも、情報処理システムの設計の作業を複雑化する。このように、情報処理システムの設計を行うことは容易ではなく、非常にコストがかかる。
【０００７】
本発明は、情報処理システムの設計の容易化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
本発明の情報処理システムは、コールドアイルとホットアイルの境界に設置されているラックと、ラックに搭載されている情報処理装置と、コールドアイルからホットアイルに送風することで情報処理装置を冷却する冷却ファンと、ホットアイルの暖気をコールドアイルに送風するファンとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１１】
本発明の情報処理システムでは、情報処理装置への入気温度に予め温度調節された空気を分配させる必要が無く、情報処理システムの設計を容易にすることができる。ひいては、情報処理システムの設計コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の情報処理システムの実施例の側面側からの模式図である。
【図２】本発明の情報処理システムの実施例の上面側からの模式図である。
【図３】本発明の情報処理システムの実施例に用いられるラックの断面の模式図である。
【図４】本発明の情報処理システムの実施例に用いられる送風機の断面の模式図である。
【図５】本発明の情報処理システムの実施例に用いられる吹き出し口の断面の模式図である。
【図６】本発明の情報処理システムの実施例のコールドアイルの温度が制御される様子の例を模式的に示した図である。
【図７】実施例を説明するための湿り空気線図である。
【図８】本発明の情報処理システムの動作のフローの例を示す図である。
【図９】本発明の情報処理システムの実施例の側面側からの模式図である。
【図１０】本発明の情報処理システムの実施例の側面側からの模式図である。
【図１１】本発明の情報処理システムの実施例の側面側からの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１および図２に、本発明の情報処理システムをデータセンタに適用した実施例として情報処理システム１０１を示した。図１は情報処理システム１０１を側面側から模式的に示した図である。情報処理システム１０１は、計算機室１０２に、外気冷房機１０３、外気冷房機１０３の制御盤１０４、二重床の上に設置されているラック列１０５ａ〜１０８ａと分電盤１０９と二重床の床下の空間１１０と排気ダクト１１１と吹き出し口１１２とを有する。各ラック列には、少なくとも一つのラックが含まれる。
【００１５】
ラック列１０５ａは、コールドアイル１１３ａとホットアイル１１４ａの境界に、ラック列１０６ａはホットアイル１１４ａとコールドアイル１１５ａの境界に、ラック列１０７ａはコールドアイル１１５ａとホットアイル１１６ａの間に、ラック列１０８ａはホットアイル１１６ａとコールドアイル１１７ａの間に設置されている。本実施例では、コールドアイルとホットアイルの間はキャッピングにより分離されている。キャッピングによる分離により、より精度の高い空調制御が可能となる。
【００１６】
図２は、情報処理システム１１０を上面側から模式的に示した図である。情報処理システムには、ラック列１０５ａ〜１０８ａと同様に、ラック列１０５ｂ〜１０８ｂが配置されている。
【００１７】
情報処理システム１０１には、少なくとも一台の情報処理装置が備えられている。情報処理装置は、ラック列１０５ａ〜１０８ａおよびラック列１０５ｂ〜１０８ｂを構成するラックに搭載されている。搭載されている情報処理装置には、サーバ装置、ルータ装置、ストレージ装置などがある。また、情報処理装置が搭載されているラックには、コールドアイルからホットアイルへ向けて送風することで搭載されている情報処理装置を冷却する冷却ファンが備えられている。本実施例では、各冷却ファンは各情報処理装置に備えられている。例えば、冷却ファンは搭載されているサーバ装置に備えられている。
【００１８】
また、ラック列１０５ａ〜１０８ａおよびラック列１０５ｂ〜１０８ｂの各ラック列を構成するラックには、各コールドアイルに接して少なくとも１台、ホットアイルの暖気をコールドアイルに送風する送風機１１８が備えられている。送風機１１８は暖気を送風するので、温風ファンとして働く。
【００１９】
外気冷房機１０３は、外気を吸い込み、冷気を二重床の床下の空間１１０へ導入する送風ファン１１９と、暖気を外部へ排気する排気ファン１２０とを備える。また、外気冷房機１０３は、外気の温度が十分低くない場合には、熱交換器を備えた空調機１２１で外気を冷却して、二重床の床下の空間１１０へ導入する。また、外気冷房機１０３は、二重床の床下の空間１１０に導入する冷気の温度と湿度とを測るために、温度計と湿度計とを備える。
【００２０】
外気冷房機１０３から二重床の床下の空間１１０へ導入された冷気は、流入口となる吹き出し口１１２を通じて、各コールドアイルに導入される。各コールドアイルへの吹き出し口１１２を通じて各コールドアイルに導入された冷気は、各ラックに搭載されている情報処理装置の冷却のために使用され、各情報処理装置で温められた空気が各冷却ファンにより各ホットアイルへ送風される。
【００２１】
各ホットアイルの暖気は、後述の過程によって、一部は送風機１１８により各コールドアイルに戻され、一部は吸い込み口１２２を通じて、排気ダクト１１１に排出される。排気ダクト１１１の空気は、排気ファン１２０により外部へ排気される。
【００２２】
図３に、ラック列１０５ａ〜１０８ａおよびラック列１０５ｂ〜１０８ｂに用いられる、情報処理装置が搭載され、送風機１１８が備えられているラック３０１の断面図を模式的に示す。ラック３０１には、最下部に送風機１１８が搭載され、その上部に例えばルータ装置、ストレージ装置、ブレードサーバ装置、１Ｕサーバ装置といった情報処理装置３０２が少なくとも一つ、ラックフレーム３０３上に搭載される。ラック３０１は、前面ドア３０４側がコールドアイル側に、後面ドア３０５側がホットアイル側になるように設置される。
【００２３】
ラック３０１に搭載される各情報処理装置には、それぞれ冷却ファンが備えられている。各情報処理装置の冷却ファンにより、コールドアイルの空気が、ラック３０１のメッシュパネルなどの部材が適用されて通風可能な前面ドア３０４から吸い込まれて情報処理装置３０２の内部に導入され、ラック３０１のメッシュパネルなどの部材が適用されて通風可能な後面ドア３０５から排気される。情報処理装置３０２の、例えばＣＰＵから発生した熱により、ホットアイルの空気は暖気になる。
【００２４】
ラック３０１の前面ドア３０４には、温度計３０６と湿度計３０８とが備えられており、コールドアイルの空気の温度や湿度を計測できる。後面ドア３０５には、温度計３０６、３０７と湿度計３０８、３０９とが備えられており、温度計３０６と湿度計３０８により、ラック３０１からの排気の温度や湿度が計測でき、温度計３０７と湿度計３０９により、後述のようにホットアイルの暖気の温度や湿度を計測できる。また、後面ドア３０５には、情報処理装置３０２の冷却ファンの風量を検出するための風速計３１０が設けられている。冷却ファンが送風する風は後面ドア３０５を通過するので、風速計３１０で風速を測定することで、冷却ファンの風量を求めることができる。なお、温度計３０６、３０７、湿度計３０８、３０９、および風速計３１０は、より密に配置して計測点を増やすことで、より細かく温度、湿度、風量の情報を取得することが可能である。
【００２５】
送風機１１８は、ホットアイルの暖気を、ラック３０１の後面ドア３０５から吸い込み、ラック３０１の最下部を通過させ、コールドアイルに排出する。また、ラック３０１の最下層の高さに設置されている温度計３０７と湿度計３０９により、ホットアイルから送風機１１８によって送風される暖気の温度と湿度を計測することができる。
【００２６】
図４に、送風機１１８の断面図を模式的に示す。送風機１１８は、送風部４０１と送風制御部４０２と延長ダクト４０３とを備える。送風部４０１には送風ファン４０４が具備されている。送風ファン４０４は送風制御部４０２からの制御を受けて動作し、ホットアイルの暖気をコールドアイルに向けて送風する。送風制御部４０２は送風ファン４０４のオンオフや回転数を制御する。送風ファン４０４の回転数の制御により、ホットアイルの暖気のコールドアイルへの送風量が制御される。送風部４０１はダクトとなっており、送風部４０１と延長ダクト４０３とで、ホットアイル側からコールドアイル側への流路を形成する。送風機１１８が延長ダクト４０３を備えることで、ホットアイル側から送風する暖気がラック３０１よりも前方に送風され、ラック３０１の前面ドア３０４の内側に暖気が直接流入することが防がれ、情報処理装置の高温障害を防ぐことができる。また、ホットアイル側から送風される暖気が、攪拌によりコールドアイルで冷気と混合され易くなる。
【００２７】
図５に吹き出し口１１２の構成例を断面図で模式的に示す。吹き出し口１１２は、コールドアイルへの冷気の供給量を制御するために、吹き出し制御部５０１と開口部５０２とセンサ部５０３とを備える。センサ部５０３側から、開口部５０２側に向かって冷気が流れる。
【００２８】
吹き出し制御部５０１は、開口部５０２の開口率を変化させることにより、二重床の床下の空間１１０からコールドアイルへの冷気の流入量を制御する。吹き出し口１１２には、冷気の流入量を制御するために、開口部５０２に、回転翼５０４のアレイが設けられている。吹き出し制御部５０１が各回転翼５０４の向きを制御することで開口率が制御され、コールドアイルへの冷気の流入量が制御される。また、吹き出し制御部５０１が、ラック列が設置されている方向とは逆の方向に冷気が流れるように各回転翼５０４の向きを制御することで、ラック列に搭載されている情報処理装置に冷気が直接流入することを防ぐことができ、露点付近の冷気が流入してきた場合においても、ラックに搭載されている情報処理装置内の結露を防ぐことができる。
【００２９】
センサ部５０３は、流量計、温度計、湿度計といったセンサを有し、吹き出し口１１２からコールドアイルへ供給される冷気の流量と、温度と、湿度とを計測できる。センサ部５０３で計測された、冷気の流量、温度や湿度は吹き出し制御部５０１を介して外部に出力される。
【００３０】
ラックの一つには管理サーバ装置１２３が備えられている。管理サーバ装置１２３も情報処理装置であり、他の情報処理装置と同様に冷却ファンを備える。管理サーバ装置１２３は、外気冷房機１０３の制御盤１０４と、各送風機１１８の送風制御部４０２と、各吹き出し口１１２の吹き出し制御部５０１と、各ラックと、各ラックに搭載されている情報処理装置とに破線で示した配線１２４を介して接続されている。なお、配線１２４は、ラック間や外部との通信のための、例えばイーサネットケーブル等の情報通信ケーブル群１２５や、各ラックと分電盤１０９との間に接続されている電源ケーブル群１２６と比べて大幅に少ないものであり、配線１２４を設けることでの二重床の床下の空間１１０での冷気の分配への影響はほとんど無い。それに対して、情報通信ケーブル群１２５や電源ケーブル群１２６は、例えば渦を発生させるので、外気冷房機１０３から各コールドアイルへ供給される冷気の流れにとって抵抗成分となり、冷気の各コールドアイルへの分配のばらつきを生じさせうる。
【００３１】
管理サーバ装置１２３は、外気冷房機１０３の制御盤１０４に制御信号を送信することで送風ファン１１９の制御と、各送風機１１８の送風制御部４０２に制御信号を送信することで各送風ファン４０４の制御と、各吹き出し口１１２の吹き出し制御部５０１に制御信号を送信することで各吹き出し口１１２の開口率の制御とを行うことができる。また、管理サーバ装置１２３は、外気冷房機１０３から二重床の床下の空間１１０に導入される冷気の温度や湿度の情報と、温度計３０７と湿度計３０９からの各ホットアイルから送風機１１８によって送風される暖気の温度や湿度の情報と、各吹き出し口１１２の吹き出し制御部５０１を介して各吹き出し口１１２からコールドアイルへ供給される冷気の流量、温度や湿度の情報と、各ラックに搭載されている情報処理装置の冷却ファンの風量に関する情報と、各ラック３０１の前面ドア３０４に備えられている温度計３０６と湿度計３０８から各コールドアイルの温度や湿度の情報とを、それぞれ取得することができる。
【００３２】
ここで、各情報処理装置の冷却ファンの風量、すなわち各情報処理装置がホットアイルへ排気する暖気の風量は、風速計３１０により前述のようにセンシングするか、または各情報処理装置の仕様と各情報処理装置が処理を行っている作業負荷量等から各情報処理装置の冷却ファンの回転数を推定して各情報処理装置が排出している風量を算出する等の方法により求めることができる。
【００３３】
図６は、本実施例の情報処理システム１０１の管理サーバ装置１２３によって、コールドアイルの温度が制御される様子の例を模式的に示した図である。図６に示した例では、管理サーバ装置１２３は、二重床の床下の空間１１０を経て各吹き出し口１１２から各コールドアイルに流入する冷気の相対湿度を１００％と仮定して、送風機１１８による暖気の送風によって各コールドアイルの温度を所定の下限（基準温度＿Ｌ）以上に高めるように制御することで、露点から十分に離れた空気が各ラック３０１の情報処理装置に導入されるように制御する。
【００３４】
所定の下限（基準温度＿Ｌ）は、例えば、コールドアイルに流入する冷気の相対湿度が１００％と仮定した場合に、相対湿度が９０％になる温度とすれば良い。これにより、コールドアイルに流入する冷気の湿度が仮に１００％であったとしても、コールドアイルの相対湿度が９０％以下になるように制御されるので、結露による障害を防ぐことができる。または、所定の下限（基準温度＿Ｌ）を各情報処理装置の仕様から例えば２１℃とすることもできる。なぜなら、一般的に外気冷房は外気温が低い、例えば外気温が５℃程度になるような地域で用いられるので、十分に結露による障害が防がれるからである。
【００３５】
また、各情報処理装置に導入される空気の温度の上限（基準温度＿Ｕ）は、例えば各情報処理装置の仕様から入気上限温度（例えば２５℃）を定め、マージンを取って例えば２４℃と決めることができる。
【００３６】
管理サーバ装置１２３は、二重床の床下の空間１１０を経て各吹き出し口１１２から各コールドアイルに流入する冷気の温度を、外気冷房機１０３の温度計または吹き出し口１１２の温度計から取得する。また、管理サーバ装置１２３は、各ラックの前面ドア３０４の温度計３０６から各コールドアイルの温度ＣＴを取得する。
【００３７】
管理サーバ装置１２３は、各吹き出し口１１２から各コールドアイルに流入する風量と、送風機１１８によって各コールドアイルに流入する風量との和が、各コールドアイルに接するラック列の情報処理装置の冷却ファンの風量とバランスするように制御する。図６に示した制御の場合には、コールドアイルの温度ＣＴが基準温度＿Ｕを超えた場合には、吹き出し口１１２からコールドアイルに流入する風量を増やして、送風機１１８の風量を減らす制御を行い、コールドアイルの温度ＣＴが基準温度＿Ｌを下回った場合には、吹き出し口１１２からコールドアイルに流入する冷気の風量を減らして、送風機１１８の風量を増やす制御を行う。吹き出し口１１２からコールドアイルへの冷気の流入量の制御は、外気冷房機１０３の送風ファン１１９の制御や吹き出し口１１２の開口率の制御で行うことができる。なお、図６では、一つのコールドアイルについての制御の例を示しているが、管理サーバ装置１２３は、上述の制御を各コールドアイルについて行う。
【００３８】
制御の方法については、上述の方法以外にも、基準温度＿Ｌと基準温度＿Ｕの間に目標値となる基準温度を設定してＰＩＤ制御を行う方法などを適用することができる。図６に基準温度の例を一点鎖線で示した。また、管理サーバ装置１２３は、コールドアイルに供給される冷気の温度や湿度、送風機１１８によって送風される暖気の温度や湿度の情報の取得を行い、吹き出し口１１２からのコールドアイルへの冷気の流入量の制御と、送風ファン４０４の制御とに反映することで、より精度の高い制御を実現できる。
【００３９】
以上により、外気などの冷気を各コールドアイルの吹き出し口１１２まで導き、各コールドアイルで温度調節を行うことができる。これにより、例えば２４℃に予め温度調節された空気を各コールドアイルの吹き出し口１１２まで導くよりも、例えば５℃といった、より冷たい空気を各コールドアイルの吹き出し口１１２に導くことができ、したがって、より少ない空気の流れで各情報処理装置の冷却に必要な空気を供給できる。また、コールドアイルへの冷気の供給にばらつきがあっても、各コールドアイルへのホットアイルからの暖気の送風によって、ばらつきが吸収される。よって、情報処理システム１０１の設計をする際に、冷気の各コールドアイルへの分配のための設計が容易になり、設計コストを削減することができる。
【００４０】
図７に、本実施例を説明するための湿り空気線図を示す。コールドアイルに流入する冷気の温度を測定し、コールドアイルに流入する空気の相対湿度を１００％と仮定し、送風機１１８からの暖気で相対湿度が下がるという仮定は、図７の矢印Ａのように示すことができる。なお、矢印Ａのように絶対湿度の変化を考慮しないで示すことができるのは、絶対湿度は緩やかに変化するものであり、本実施例の説明では絶対湿度の変化を無視して説明できるからである。
【００４１】
本実施例では、コールドアイルに流入する冷気の相対湿度を１００％と仮定したが、外気冷房機１０３の湿度計や吹き出し口１１２の湿度計の計測結果を用いて、より精度の高い制御をすることも可能である。また、各ラックの前面ドア３０４の湿度計３０８から各コールドアイルの湿度の情報も取得することで、温度だけでなく情報処理装置に導入される空気の湿度も制御することが可能となる。後面ドア３０５の湿度計３０９の測定結果も取得することで、さらに精度を上げることもできる。また、実施例４で後述するように、各コールドアイルに加湿器を導入し、加湿器を管理サーバ装置１２３で制御することで、各コールドアイルの湿度の制御の自由度を高めることもできる。また、各ラック列のラックに搭載されている情報処理装置の仕様に合わせた各コールドアイルの湿度の調整も容易になる。
【００４２】
以下、管理サーバ装置１２３が実行する一連の制御の例を説明する。なお、初期状態として、外気冷房機１０３および各ラック列に搭載されている情報処理装置は全て停止しており、コールドアイルの吹き出し口１１２は閉まっていて、コールドアイルとホットアイルの間の温度差は小さく、例えば２３℃といった情報処理装置を動作させるのに問題のない温度であるとする。さらに、わかりやすくするために、外気温度は例えば冬季のように十分低温（５℃程度）の場合とする。
【００４３】
まず、管理サーバ装置１２３と管理サーバ装置１２３が搭載されているラックに設けられている送風機１１８の電源を投入し稼働状態にし、かつ管理サーバ装置１２３に実装されている情報処理システム１０１を制御する制御プログラムを実行する。この時、管理サーバ装置１２３自体に備えられている冷却ファンの風量Ａと管理サーバ装置が搭載されているラックに設けられている送風機１１８の風量Ｂがバランスするように、管理サーバ装置１２３が、風速計３１０などから風量Ａを算出し、算出した風量Ａに基づいて管理サーバ装置１２３が搭載されているラックに設けられている送風機１１８を動作させる。
【００４４】
次に、管理サーバ装置１２３は、制御盤１０４に外気冷房機１０３を始動させる制御信号を送信し、外気冷房機１０３の稼働を開始させる。このとき、外気冷房機１０３の送風ファン１１９を十分低速状態から稼働させ、冷気を二重床の床下の空間１１０へ流入させる。この送風ファン１１９の稼働状態に応じて排気ファン１２０も稼働を開始する。並行して、稼働させる情報処理装置の電源を投入し、情報処理装置をアイドル状態で稼働させる。
【００４５】
管理サーバ装置１２３は、各ラック列のホットアイル側に設置されている風速計３１０から風量情報を取得し、稼働している情報処理装置とその搭載位置を特定し、搭載位置に該当するラックの送風機１１８の稼働を開始させる。この時、管理サーバ装置１２３の始動時と同様に、管理サーバ装置１２３から該当する送風機１１８に対して、稼働している情報処理装置の冷却ファンの風量とバランスするように風量情報が送信され、該当する送風機１１８はそれぞれ受信した情報に従いホットアイルからコールドアイルへの送風を開始する。
【００４６】
続いて、管理サーバ装置１２３は、稼働している情報処理装置の搭載位置に対応するコールドアイル床面の吹き出し口１１２の開口率を閉状態から少しずつ上げ、二重床の床下の空間１１０から冷気をコールドアイルへ導入する。管理サーバ装置１２３は、吹き出し口１１２から吹き出される冷気の風量を取得し、コールドアイルへ供給される風量と、稼働している情報処理装置の冷却ファンがホットアイルへ排気する風量とがバランスするように、該当する各送風機１１８の送風量を算出し、各送風機１１８に送風量の情報を送信する。該当する各送風機１１８の送風制御部４０２は、管理サーバ装置１２３からの送風量情報をそれぞれ受信し、受信した送風量に応じて、送風部４０１の送風ファン４０４の制御をそれぞれ行う。そして、管理サーバ装置１２３は、各コールドアイルの温度情報をモニターし、各コールドアイルの温度が設定範囲を逸脱しないように各吹き出し口１１２の開口率と各送風機１１８の送風量とを制御して定常状態に入る。
【００４７】
定常状態に入ると、稼働している各情報処理装置へ処理するジョブが順次投入される。このとき例えば、コールドアイルへ供給する風量が足らない場合には、吹き出し口１１２の開口率を上げる制御や送風機１１８からの送風量を上げる制御が行われる。吹き出し口１１２の開口率が最大の場合で、冷気の流入が不足する場合は、管理サーバ装置１２３より制御盤１０４へ外気冷房機１０３の送風ファン１１９の回転数を上げるようにコマンドが送付される。これにより、各コールドアイルの吹き出し口１１２からの冷気の流入量が増加するが、管理サーバ装置１２３が各吹き出し口１１２の開口率を下げるなどしてコールドアイルの環境が制約条件範囲内になるように制御が行われる。
【００４８】
以上のように、管理サーバ装置１２３が、情報処理装置の冷却ファンの風量と、コールドアイルの温度とをモニタリングして、送風機１１８によるホットアイルからコールドアイルへの送風量と吹き出し口１１２からの冷気の流量とを制御することで、コールドアイルの温度調整を実現している。
【００４９】
図８に、情報処理システム１０１の管理サーバ装置１２３による制御のフローチャートの一例を示す。ステップ８０１でコールドアイルの温度や湿度のデータを取得し、ステップ８０２で情報処理装置の冷却ファンの風量のデータを取得し、ステップ８０３でコールドアイルへの冷気と暖気の流入量を算出し、ステップ８０４でコールドアイルへの冷気と暖気の流入量制御が行われる。以上により、コールドアイルの温度や湿度の環境を保つことができる。
【００５０】
以上、本実施例の情報処理システムにより、予め温度調節された空気を各コールドアイルの吹き出し口まで導くよりも、より冷たい空気のより少ない流れで各情報処理装置の冷却に必要な空気を供給できる。また、コールドアイルへの冷気の供給にばらつきがあっても、各コールドアイルへのホットアイルからの暖気の送風によって、ばらつきが吸収される。よって、情報処理システムの設計をする際に、冷気の各コールドアイルへの分配のための設計が容易になり、設計コストを削減することができる。
【実施例２】
【００５１】
実施例２では、実施例１の変形例について説明する。実施例１では外気冷房機からの冷気を二重床の床下の空間経由で各コールドアイルへ供給する場合について説明した。それに対して、実施例２では、外気冷房機からの冷気を計算機室の三重天井の空間経由で各コールドアイルへ供給する場合について説明する。
【００５２】
図９は、本発明の実施例２の情報処理システム９０１を側面側から模式的に示した図である。情報処理システム９０１では、外気冷房機９０２からの冷気を計算機室９０３の三重天井の空間９０４経由で、吹き出し口１１２を介して各コールドアイルに供給する。空気の比重は温度により異なり、温度が低い方が比重が大きい。したがって、三重天井の空間９０４経由で各コールドアイルに供給することで、外気冷房機９０２から送風された冷気が各コールドアイルへ入気し易くなる。
【００５３】
情報処理システム９０１では、ラック列９０５ａ〜９０８ａの各ラックの最上部に送風機１１８が設置されている。温度が高い空気は、相対的に比重が小さいために上昇するので、各ラックの最上部に送風機１１８が設置されることで、三重天井の空間９０３から下降してくる冷気と送風機１１８からの暖気の撹拌による混合がし易くなる。ホットアイルの排気は、吸い込み口１１２から排気ダクト９０９を介して、三重天井の空間９１０を通り外界へ排出される。その他の構成に関しては図１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
以上、本実施例の情報処理システム９０１により、実施例１と同様、予め温度調節された空気を各コールドアイルの吹き出し口まで導くよりも、より冷たい空気のより少ない流れで各情報処理装置の冷却に必要な空気を供給できる。また、コールドアイルへの冷気の供給にばらつきがあっても、各コールドアイルへのホットアイルからの暖気の送風によって、ばらつきが吸収される。よって、情報処理システムの設計をする際に、冷気の各コールドアイルへの分配のための設計が容易になり、設計コストを削減することができる。
【実施例３】
【００５５】
実施例３では、実施例１の変形例について説明する。実施例１では外気とホットアイルからの暖気の撹拌をコールドアイル内で行う場合について説明した。実施例３では、外気とホットアイルからの暖気の撹拌を二重床の床下の空間内で行い、温調した空気をコールドアイルへ送風する場合について説明する。
【００５６】
図１０は、本発明の実施例３の情報処理システム１００１を側面側から模式的に示した図である。情報処理システム１００１では、外気冷房機１０３からの冷気と各ホットアイルからの暖気を二重床の床下の空間１１０内で撹拌し、攪拌した空気を各コールドアイルへ送風する。各ホットアイルの床面に吸い込み口１００２を設置し、各ホットアイルの暖気を二重床の床下の空間１１０へ導入出来るようにする。その際、外気冷房機１０３から二重床の床下の空間１１０へ送風された冷気と各ホットアイルの暖気とが直接に混合しないように、二重床の床下の空間１１０内にアイルキャッピングにより、ホットアイルの暖気が導入される暖気導入部１００３、およびホットアイルから導入された暖気と二重床の床下の空間１１０へ送風された冷気とを混合するための混合チャンバ１００４が形成されている。さらに、暖気導入部１００３から混合チャンバ１００４へ暖気を送風するために、送風機１１８が暖気導入部１００３と混合チャンバ１００４の境界に設置されている。混合チャンバ１００４には、外気空調機１０３からの冷気の流入量を制御するために開口率が可変となっている冷気流入口１００５が設けられている。冷気流入口１００５は管理サーバ装置１２３に接続されており、冷気流入口１００５の開口率は管理サーバ装置１２３によって制御される。また、冷気流入口１００５には、吹き出し口１１２と同様に、流量計、温度計、湿度計といったセンサが設けられ、混合チャンバ１００４へ供給される冷気の流量と、温度と、湿度とを計測できる。計測結果は、管理サーバ装置１２３に収集される。
【００５７】
管理サーバ装置１２３は、冷気流入口１００５の開口率の制御と送風機１１８の制御により、実施例１と同様に、各コールドアイルに供給される風量と各ラック列から排気される風量のバランスを維持し、かつ各コールドアイルの温度、すなわちラック列１００６ａ〜１００９ａに供給される空気の温度を設定温度範囲に収めるようにする。その他の構成に関しては実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
以上、本実施例の情報処理システム１００１により、実施例１と同様、予め温度調節された空気を各コールドアイルの吹き出し口まで導くよりも、より冷たい空気のより少ない流れで各情報処理装置の冷却に必要な空気を供給できる。また、コールドアイルへの冷気の供給にばらつきがあっても、各コールドアイルへのホットアイルからの暖気の送風によって、ばらつきが吸収される。よって、情報処理システムの設計をする際に、冷気の各コールドアイルへの分配のための設計が容易になり、設計コストを削減することができる。
【実施例４】
【００５９】
実施例４では、実施例１の情報処理システム１０１にさらに加湿器を導入した実施例を示す。
【００６０】
図１１は、本実施例の情報処理システム１１０１を側面側から模式的に示した図である。情報処理システム１１０１は、コールドアイル１１３ａに加湿器１１０２導入が導入されており、加湿器１１０２は管理サーバ装置１２３に配線１２４を介して接続されている。なお、図１１では、コールドアイル１１３ａにのみ加湿器１１０２を図示しているが、コールドアイル１１５ａやコールドアイル１１７ａにも、例えば吹き出し口１１２の間に、同様に加湿器１１０２を設置することができる。加湿器１１０２を設置することで、各コールドアイルの湿度の制御の自由度を高められる。また、各ラックに搭載されている情報処理装置の仕様に合わせたコールドアイルの湿度の調整も容易になる。
【００６１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であり、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１０１…情報処理システム、１０２…計算機室、１０３…外気冷房機、１０４…制御盤、１０５ａ〜１０８ａ…ラック列、１０５ｂ〜１０８ｂ…ラック列、１０９…分電盤、１１０…二重床の床下の空間、１１１…排気ダクト、１１２…吹き出し口、１１３ａ…コールドアイル、１１３ｂ…コールドアイル、１１４ａ…ホットアイル、１１４ｂ…ホットアイル、１１５ａ…コールドアイル、１１５ｂ…コールドアイル、１１６ａ…ホットアイル、１１６ｂ…ホットアイル、１１７ａ…コールドアイル、１１７ｂ…コールドアイル、１１８…送風機、１１９…送風ファン、１２０…排気ファン、１２１…空調機、１２２…吸い込み口、１２３…管理サーバ装置、１２４…配線、１２５…情報通信ケーブル群、１２６…電源ケーブル群、３０１…ラック、３０２…情報処理装置、３０３…ラックフレーム、３０４…前面ドア、３０５…後面ドア、３０６…温度計、３０７…温度計、３０８…湿度計、３０９…湿度計、４０１…送風部、４０２…送風制御部、４０３…延長ダクト、４０４…送風ファン、５０１…吹き出し制御部、５０２…開口部、５０３…センサ部、５０４…回転翼。
【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１】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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