(57)【要約】【課題】冷却対象空間の適性湿度よりも外気の絶対湿度のほうが低い場合に、別の加湿設備を用いることなく適正な温湿度の空気を冷却対象空間に供給することができる加湿システム及び加湿方法を提供する。【解決手段】被冷却空気が通過する乾き流路、及び、内部空間が蒸発冷却され乾き流路と熱交換可能に配置された濡れ流路を有し、被冷却空気が乾き流路の通過により冷却されてなる既冷却空気の一部を冷却対象空間１Ａに供給するとともに、既冷却空気の他の一部を濡れ流路に導入して乾き流路を通過している被冷却空気の冷却に利用する間接気化冷却器７を備え、間接気化冷却器７で冷却される冷却対象空間１Ａを加湿するための加湿システムであって、濡れ流路から排出された排出空気の一部を冷却対象空間１Ａから排出されたレターン空気と混合して被冷却空気を得るための混合手段を備える。【選択図】図１
2016014513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却空気が通過する乾き流路、及び、内部空間が蒸発冷却され前記乾き流路と熱交換可能に配置された濡れ流路を有し、前記被冷却空気が前記乾き流路の通過により冷却されてなる既冷却空気の一部を冷却対象空間に供給するとともに、前記既冷却空気の他の一部を前記濡れ流路に導入して前記乾き流路を通過している前記被冷却空気の冷却に利用する間接気化冷却器を備え、前記間接気化冷却器で冷却される前記冷却対象空間を加湿するための加湿システムであって、
前記濡れ流路から排出された排出空気の一部を前記冷却対象空間から排出されたレターン空気と混合して前記被冷却空気を得るための混合手段を備える、加湿システム。
【請求項２】
前記混合手段は、前記排出空気の一部を前記レターン空気と混合して第１の混合空気を得る第１の混合手段と、前記第１の混合空気を外気と混合して前記被冷却空気を得る第２の混合手段と、を有する、請求項１記載の加湿システム。
【請求項３】
前記第１の混合手段は、前記排出空気の一部を前記レターン空気と混合して前記第１の混合空気を得る空間である第１の混合空間と、前記排出空気の一部を前記第１の混合空間に取り入れるための第１の空気導入口と、を含み、
前記第２の混合手段は、前記第１の混合空気を外気と混合して前記被冷却空気を得る空間である第２の混合空間と、前記外気を外部から前記第２の混合空間に取り入れるための第２の空気導入口と、を含む、請求項２記載の加湿システム。
【請求項４】
前記外気の絶対湿度に応じて前記第１の空気導入口における前記排出空気の流量を調整する調整手段を更に備える、請求項３記載の加湿システム。
【請求項５】
前記冷却対象空間は、データセンターの床上空間であり、
前記間接気化冷却器は、前記データセンターの床下空間に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項記載の加湿システム。
【請求項６】
被冷却空気が通過する乾き流路、及び、内部空間が蒸発冷却され前記乾き流路と熱交換可能に配置された濡れ流路を有し、前記被冷却空気が前記乾き流路の通過により冷却されてなる既冷却空気の一部を冷却対象空間に供給するとともに、前記既冷却空気の他の一部を前記濡れ流路に導入して前記乾き流路を通過している前記被冷却空気の冷却に利用する間接気化冷却器で冷却される前記冷却対象空間を加湿するための加湿方法であって、
前記濡れ流路から排出された排出空気の一部を前記冷却対象空間から排出されたレターン空気と混合する混合工程と、
前記混合工程で得られた空気を前記被冷却空気として前記乾き流路に導入する導入工程と、を有する、加湿方法。
【請求項７】
前記混合工程は、前記レターン空気を前記排出空気の一部と混合して第１の混合空気を得る第１の混合工程と、前記第１の混合空気を外気と混合して前記被冷却空気を得る第２の混合工程と、を含む、請求項６記載の加湿方法。
【請求項８】
前記外気の絶対湿度に応じて、前記レターン空気と混合する前記排出空気の混合量を調整する調整工程を更に備える、請求項７記載の加湿方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿システム及び加湿方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被冷却空気が通過する乾き流路と内部空間が蒸発冷却される濡れ流路とが熱交換可能に配置されている間接気化冷却器が知られている。間接気化冷却器では、濡れ流路から排出された空気を系外に排気し、その排気分に相当する空気量を外気から取り入れることにより、冷却対象空間の空気量を一定に保っている。
【０００３】
間接気化冷却器の一種として、乾き流路を通過して冷却された空気の一部を冷却対象空間に供給するとともに、当該空気の他の一部を濡れ流路に導入して乾き流路を通過している被冷却空気の冷却に利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この間接気化冷却器は、乾き流路で冷却された空気の一部を濡れ流路に導入しない場合と比べて被冷却空気を冷却する効果が高く、乾き流路を通過している被冷却空気を露点温度付近にまで冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１６０５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の間接気化冷却器では冷却対象空間に供給する空気を所望の温度に冷却することが可能であるものの、当該空気の湿度については、冷却対象空間の適性湿度に調節することは必ずしも容易ではない。例えば、年間冷房が予定され、且つ適正な温湿度を保つ必要がある冷却対象空間では、冷却対象空間の適性湿度よりも外気の絶対湿度のほうが低い場合は、間接気化冷却器とは別の加湿設備を用いて冷却対象空間内を加湿する必要がある。
【０００６】
本発明は、冷却対象空間の適性湿度よりも外気の絶対湿度のほうが低い場合に、別の加湿設備を用いることなく適正な温湿度の空気を冷却対象空間に供給することができる加湿システム及び加湿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】
【０００７】
本発明の加湿システムは、被冷却空気が通過する乾き流路、及び、内部空間が蒸発冷却され乾き流路と熱交換可能に配置された濡れ流路を有し、被冷却空気が乾き流路の通過により冷却されてなる既冷却空気の一部を冷却対象空間に供給するとともに、既冷却空気の他の一部を濡れ流路に導入して乾き流路を通過している被冷却空気の冷却に利用する間接気化冷却器を備え、間接気化冷却器で冷却される冷却対象空間を加湿するための加湿システムであって、濡れ流路から排出された排出空気の一部を冷却対象空間から排出されたレターン空気と混合して被冷却空気を得るための混合手段を備えている。
【０００８】
本発明の加湿方法は、被冷却空気が通過する乾き流路、及び、内部空間が蒸発冷却され乾き流路と熱交換可能に配置された濡れ流路を有し、被冷却空気が乾き流路の通過により冷却されてなる既冷却空気の一部を冷却対象空間に供給するとともに、既冷却空気の他の一部を濡れ流路に導入して乾き流路を通過している被冷却空気の冷却に利用する間接気化冷却器で冷却される冷却対象空間を加湿するための加湿方法であって、濡れ流路から排出された排出空気の一部を冷却対象空間から排出されたレターン空気と混合する混合工程と、混合工程で得られた空気を被冷却空気として乾き流路に導入する導入工程と、を有する。
【０００９】
上記加湿システム及び加湿方法では、間接気化冷却器に導入する被冷却空気としては、間接気化冷却器の濡れ流路から排出された排出空気の一部を冷却対象空間から排出されたレターン空気と混合して得られた空気を用いることになる。ここで、上記排出空気は、濡れ流路を通過したことによって絶対湿度が高められた空気であるため、これをレターン空気と混合することで、間接気化冷却器に導入する被冷却空気は絶対湿度が高められたものとなり、ひいては絶対湿度が高められた既冷却空気が冷却対象空間に供給される。従来は濡れ流路から排出された排出空気を全て系外に排気しており、その排気分に相当する空気量を外気のみで賄っていたため、外気の絶対湿度が低い場合はそのまま絶対湿度が低い空気が冷却対象空間に供給されていた。これに対し、本発明の加湿システム及び加湿方法によれば、絶対湿度が高められた排出空気を被冷却空気の構成要素として利用するため、冷却対象空間の適性湿度よりも外気の絶対湿度のほうが低い場合に、別の加湿設備を用いることなく適正な温湿度の空気を冷却対象空間に供給することができる。
【００１０】
上記加湿システムにおいては、混合手段は、排出空気の一部をレターン空気と混合して第１の混合空気を得る第１の混合手段と、第１の混合空気を外気と混合して被冷却空気を得る第２の混合手段と、を有することが好ましい。同様に、上記加湿方法においては、混合工程は、レターン空気を排出空気の一部と混合して第１の混合空気を得る第１の混合工程と、第１の混合空気を外気と混合して被冷却空気を得る第２の混合工程と、を含むことが好ましい。これらの構成によれば、排出空気の一部が、先にレターン空気と混合され、その次に外気と混合されることになる。一般に、排出空気とレターン空気とは、絶対湿度についてはレターン空気のほうが低い。また、排出空気と外気とは、互いに温度も絶対湿度も異なっており、特に、本発明を実施する場面では、外気の絶対湿度が低い。空気線図を用いた考察によれば、排出空気を先に外気と混合した場合は、排出空気が露点温度を超えて冷却され結露が生じる可能性が有意にあるが、排出空気を先にレターン空気と混合した場合は、そうした現象が生じにくい。
【００１１】
上記加湿システムにおいては、第１の混合手段は、排出空気の一部をレターン空気と混合して第１の混合空気を得る空間である第１の混合空間と、排出空気の一部を第１の混合空間に取り入れるための第１の空気導入口と、を含み、第２の混合手段は、第１の混合空気を外気と混合して被冷却空気を得る空間である第２の混合空間と、外気を外部から第２の混合空間に取り入れるための第２の空気導入口と、を含んでいることが好ましい。混合手段として、排出空気、レターン空気及び外気を混合するための空間と、排出空気又は外気を取り入れるための空気導入口とが互いに区別して設けられていると、各空気の流れや混合が効率的となる。
【００１２】
上記加湿システムにおいては、外気の絶対湿度に応じて第１の空気導入口における排出空気の流量を調整する調整手段を更に備えていてもよい。同様に、上記加湿方法においては、外気の絶対湿度に応じて、レターン空気と混合する排出空気の混合量を調整する調整工程を更に備えていてもよい。外気の絶対湿度が比較的高い場合は、冷却対象空間に供給される既冷却空気の絶対湿度が適正な範囲内にあって、必ずしも排出空気の一部を被冷却空気の構成成分として利用しなくてもよい場合がある。この場合には、レターン空気と混合する排出空気の混合量を調整することができると、既冷却空気の絶対湿度が過剰に高められることを防止することができる。
【００１３】
上記加湿システムにおいては、冷却対象空間がデータセンターの床上空間であり、間接気化冷却器は、データセンターの床下空間に配置されていることが好ましい。データセンターは年間冷房が予定され、且つ適正な温湿度を保つ必要がある設備であるため、本発明の加湿システムの適用対象として好適である。また、間接気化冷却器がデータセンターの床下空間に配置されていると、間接気化冷却器から水漏れが生じた場合にデータセンターの床上空間へ浸水するおそれが小さく、また、間接気化冷却器と冷却対象空間との距離を短くできるため、空気の搬送動力の低減に資する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、冷却対象空間の適性湿度よりも外気の絶対湿度のほうが低い場合に、別の加湿設備を用いることなく適正な温湿度の空気を冷却対象空間に供給することができる加湿システム及び加湿方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】データセンター内部の側面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】空気線図を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
はじめに、本実施形態の加湿システム、及び、加湿システムが適用されるデータセンターの構成を説明する。本実施形態の加湿システムは、冷却対象空間を間接気化冷却器で冷却するとともに加湿するためのものであり、間接気化冷却器と、各種空気を混合する混合手段とを備えている。
【００１８】
図１に示されたとおり、データセンター１は、床２によって隔てられた床上空間（冷却対象空間）１Ａと床下空間１Ｂとを有しており、パンチングメタルやグレーチング等の多数の貫通孔を有する足場材３（３Ａ，３Ｂ；通気手段）が床２の一部に嵌められていることにより、床上空間１Ａと床下空間１Ｂが互いに通気することが可能とされている。
【００１９】
ここで「データセンター」とは、各種のコンピュータや通信機器等が多数設置された大規模な空間から、小型のサーバー室のような小規模な空間までを含む設備をいう。データセンターは一般に、発熱するコンピュータを冷却するために年間冷房が予定され、且つ適正な温湿度を保つ必要がある。本実施形態では、多数のサーバーが設置されたデータセンターを例にする。
【００２０】
データセンター１の床上空間１Ａには、サーバーが収納されたサーバーラック４が、紙面の手前側から奥側へ向って複数列（図１では四列）並設されている。サーバーラック４の列は、二列一組とされており、その一組のサーバーラック４，４に挟まれた空間は、床２に足場材３Ａが嵌められており、当該サーバーラック４，４の頂部同士の間はカーテン等の遮蔽材５によって閉塞されている。また、遮蔽材５によって閉塞された当該空間における図１の紙面の手前側及び奥側の側面にも、遮蔽材（図示せず）が設けられており、当該空間は、密閉されたコールドアイル６Ａを構成している。換言すれば、コールドアイル６Ａは、遮蔽材５の設置によってチャンバー化された通路として構成されている。
【００２１】
他方、一組のサーバーラック４，４と他の一組のサーバーラック４，４との間の通路には、遮蔽材５は設けられておらず、当該空間は、天井方向や側面方向（紙面の手前側及び奥側）が開放されたホットアイル６Ｂを構成している。ホットアイル６Ｂにおける床２には、足場材３Ｂが嵌められている。
【００２２】
床下空間１Ｂには、各サーバーラック４の下方に位置するように、複数の間接気化冷却器７が配置されている。
【００２３】
ここで、本実施形態における間接気化冷却器７は、被冷却空気が通過する乾き流路、及び、内部空間が蒸発冷却され乾き流路と熱交換可能に配置された濡れ流路を有し、被冷却空気が乾き流路の通過により冷却されてなる既冷却空気の一部を床上空間１Ａに供給するとともに、既冷却空気の他の一部を濡れ流路に導入して乾き流路を通過している被冷却空気の冷却に利用する仕組みを有するものである。間接気化冷却器７には、被冷却空気を取り込むためのファン８が取り付けられている。
【００２４】
また、床下空間１Ｂは、間接気化冷却器７が配置された場所の更に下方において、間接気化冷却器７から排出された排出空気（ＥＡ）が排出される排出空間２１を有する。排出空間２１には、データセンター１の外部に排出空気を排気するための排気口９Ａが設けられている（図２）。また、床下空間１Ｂは、排出空間２１から排出空気が取り入れられ、排出空気とレターン空気（ＲＡ）及び外気（ＯＡ）とを混合するための混合空間２２を有している。
【００２５】
ここで「混合空間」とは、例えばチャンバーボックスのように、隣り合う他の空間から物理的に仕切られている区画であって、空間内の空気が所定の方向のみに流れるのではなく、空気が流れながら三次元的に拡散することが可能な空間をいう。
【００２６】
図２を用いて、床下空間１Ｂ及び加湿システム１０の構成を詳細に説明する。図２は、図１における紙面左側の部分の拡大図であり、一つの間接気化冷却器７が関わる範囲の構成を示している。図１において混合空間２２として示された空間は、より詳細には、排出空間２１と連通し、排出空間２１から排出空気が取り入れられる第１の混合空間２２Ａと、第１の混合空間２２Ａに満たされている空気が移送される第２の混合空間２２Ｂとを有している。
【００２７】
第１の混合空間２２Ａは、排出空間２１と連通しているだけでなく、レターン空気の移行口となる足場材３Ｂを介して床上空間１Ａのホットアイル６Ｂとも連通している。
【００２８】
排出空間２１と第１の混合空間２２Ａとの間には、開度調整が可能な第１のダンパー（第１の空気導入口）９Ｂが取り付けられている。また、第１のダンパー９Ｂには、外気の絶対湿度の値に応じて第１のダンパー９Ｂの開度を調整する第１の調整機構（調整手段）１３Ｂが取り付けられている。
【００２９】
第２の混合空間２２Ｂは、第１の混合空間２２Ａと隣り合っており、第１の混合空間２２Ａと第２の混合空間２２Ｂとの間には、開度調整が可能な第３のダンパー９Ｃが取り付けられている。また、第２の混合空間２２Ｂは、間接気化冷却器７とも隣り合っており、その間接気化冷却器７と隣り合う側の一面には、間接気化冷却器７に取り付けられたファン８が臨んでいる。
【００３０】
第２の混合空間２２Ｂには、外気を取り入れるためのダクト１１がデータセンター１の外部から連通している。ダクト１１には、開度調整が可能な第２のダンパー（第２の空気導入口）９Ｄが取り付けられている。また、第２のダンパー９Ｄには、第２の混合空間２２Ｂの絶対湿度の値に応じて第２のダンパー９Ｄの開度を調整する第２の調整機構１３Ｄが取り付けられている。
【００３１】
第２の混合空間２２Ｂには、第２の混合空間２２Ｂ内の温度及び相対湿度を取得する温湿度センサ１２が設置されている。温湿度センサ１２は、取得した温度及び相対湿度から絶対湿度を算出し、その値に応じて第２の調整機構１３Ｄを通じて、主として第２のダンパー９Ｄの開度を調整する。
【００３２】
上記構成のうち、第１の混合空間２２Ａと、第１のダンパー９Ｂと、レターン空気が第１の混合空間２２Ａに導入されるときに通過する足場材（通気手段）３Ｂとによって第１の混合手段が構成され、第２の混合空間２２Ｂと、第２のダンパー９Ｄと、第３のダンパー９Ｃとによって第２の混合手段が構成されている。そして、本実施形態では第１の混合手段と第２の混合手段とを合わせて、間接気化冷却器７から排出された排出空気の一部をレターン空気及び外気と混合するための混合手段が構成されている。そして、間接気化冷却器７と当該混合手段とによって、本実施形態の加湿システム１０が構成されている。
【００３３】
床下空間１Ｂとしては、更に、第２の混合空間２２Ｂから空気を取り込んだ間接気化冷却器７が既冷却空気を送り出す空間である供給空間２３を有している。供給空間２３の上方の床上空間１Ａはコールドアイル６Ａが位置しており、供給空間２３とコールドアイル６Ａとは、足場材３Ａを介して連通している。
【００３４】
次に、データセンター１内における空気の流れについて説明する。図１及び図２における白抜き矢印は、空気が流れる方向を示している。白抜き矢印の脇に付された斜体数字は、間接気化冷却器７に導入される空気の体積を１００としたときの各空気の体積比を示している。
【００３５】
間接気化冷却器７で冷却された既冷却空気（供給空気；ＳＡ）は、供給空間２３に送り出される。既冷却空気は、供給空間２３から足場材３Ａを介して、上方の床上空間１Ａであるコールドアイル６Ａに供給される。コールドアイル６Ａは、その上方及び側面（紙面手前側及び奥側）が遮蔽材５によって閉塞されているため、供給された既冷却空気は、サーバーラック４内を通過する。ここで既冷却空気は、サーバーが発している熱を吸熱して温度が高められながら、ホットアイル６Ｂ側へ移行する。ホットアイル６Ｂ側へ移行した空気をレターン空気と呼ぶ。
【００３６】
レターン空気は、ホットアイル６Ｂや天井付近を移動しながら、床２に嵌められた足場材３Ｂを通過して、床下空間１Ｂの第１の混合空間２２Ａに移行する。
【００３７】
他方、間接気化冷却器７は、濡れ流路から排出空気を排出しており、この排出空気は、排出空間２１に排出される。排出空間に排出された排出空気は、一部がデータセンター１の外部へ排気されるとともに、他の一部は、第１のダンパー９Ｂを介して第１の混合空間２２Ａに取り入れられる。
【００３８】
第１の混合空間２２Ａでは、排出空間２１から取り入れられた排出空気と、ホットアイル６Ｂから足場材３Ｂを介して移行したレターン空気とが出会い、自然混合される。又は、第１の混合空間２２Ａ内にサーキュレーター等の送風機を設置して両空気を撹拌混合してもよい。こうして排出空気とレターン空気とが混合された第１の混合空気が構成される（第１の混合工程）。
【００３９】
次に、第１の混合空気は、第３のダンパー９Ｃを介して第２の混合空間２２Ｂに移送される。第２の混合空間２２Ｂでは、第１の混合空間２２Ａから取り入れられた第１の混合空気と、データセンターの外部から第２のダンパー９Ｄを介して取り入れられた外気とが出会い、自然混合される。又は、第２の混合空間２２Ｂ内にサーキュレーター等の送風機を設置して両空気を撹拌混合してもよい。こうして第１の混合空気と外気とが混合された第２の混合空気が構成される（第２の混合工程）。ここで、第２の混合空気は、間接気化冷却器７に導入される被冷却空気である。
【００４０】
被冷却空気は、間接気化冷却器７に取り付けられたファン８が起こす気流によって、間接気化冷却器７に導入される（導入工程）。そして、間接気化冷却器７内の乾き流路で冷却された既冷却空気が、供給空間２３に送り出される。
【００４１】
以上のようにして、データセンター１内の空気の循環流が形成される。なお、間接気化冷却器７に取り付けられたファン８が起こす気流が、データセンター１内の空気の循環の駆動力となっている。
【００４２】
上記空気の循環流の形成の中で、温湿度センサ１２は、第２の混合空間２２Ｂにおける第２の混合空気の温度及び相対湿度を取得し、これらから絶対湿度を算出する。第２の混合空気の絶対湿度の値に応じて第２の調整機構１３Ｄを通じて第２のダンパー９Ｄの開度を調整し、外気を取り入れる量を調整する。また、併せて、排出空間２１における排気口９Ａにも働きかけて、排出空間２１からデータセンター１の外部に排気する空気の量を調整するとともに、第１のダンパー９Ｂに取り付けられている第１の調整機構１３Ｂにも働きかけて、排出空間２１から第１の混合空間２２Ａに取り入れる排出空気の量を調整する。
【００４３】
更に、加湿システム１０は、上記温湿度センサ１２の働きとは別に、外気の絶対湿度の高低に応じて、第１の調整機構１３Ｂに働きかけて、第１のダンパー９Ｂの開度を調整し、排出空間２１から第１の混合空間２２Ａに取り入れる排出空気の量を調整する（調整工程）。
【００４４】
上記第１の調整機構１３Ｂ及び第２の調整機構１３Ｄによる調整により、第１のダンパー９Ｂ及び第２のダンパー９Ｄから取り入れる空気の総量が一定となるように調整されることが好ましい。
【００４５】
アメリカ暖房冷凍空調学会が定めたデータセンターの温湿度に関する推奨環境としては、例えば、最大許容値として温度は１５〜３２℃であり、絶対湿度は３〜１２ｇ／ｋｇである。理想的には、温度は１８〜２７℃であり、絶対湿度は５〜１１ｇ／ｋｇである。本実施形態においても、絶対湿度については、５〜１１ｇ／ｋｇであることが好ましい。絶対湿度が高すぎると冷房によってサーバー等の機器に結露が生じる虞があり、絶対湿度が低すぎると、静電気が生じやすくなる。温湿度センサ１２は、これらの温湿度範囲を目安として、外気の取り入れの程度を調整する指標を与え、第２の混合空気の絶対湿度を自動管理する。
【００４６】
次に、本実施形態の加湿システム１０の作用効果について説明する。上記加湿システム１０を用いてデータセンター１の床上空間１Ａを加湿する方法では、間接気化冷却器７に導入する被冷却空気としては、間接気化冷却器７の濡れ流路から排出された排出空気の一部を、床上空間１Ａから移行されたレターン空気及び外部から取り入れた外気と混合して得られた空気（第２の混合空気）を用いることになる。
【００４７】
ここで、上記排出空気は、濡れ流路を通過したことによって絶対湿度が高められた空気であるため、これをレターン空気及び外部から取り入れた外気と混合することで、間接気化冷却器７に導入する被冷却空気の絶対湿度が高められ、ひいては絶対湿度が高められた既冷却空気が床上空間１Ａに供給される。
【００４８】
従来は濡れ流路から排出された排出空気を全て系外に排気しており、その排気分に相当する空気量を外気のみで賄っていたため、外気の絶対湿度が低い場合はそのまま絶対湿度が低い空気が冷却対象空間に供給されていた。これに対し、本実施形態の加湿システム１０を用いた加湿方法では、絶対湿度が高められた排出空気を被冷却空気の構成要素として利用するため、床上空間１Ａの上記適性湿度よりも外気の絶対湿度のほうが低い場合に、別の加湿設備を用いることなく適正な温湿度の空気を床上空間１Ａに供給することができる。
【００４９】
また、従来の蒸発冷却のような直接冷却法では、既冷却空気の絶対湿度が過剰になる虞があったが、本実施形態のような間接気化冷却法では、被冷却空気と既冷却空気との絶対湿度が変わりなく、床上空間１Ａに供給する空気の温湿度を制御しやすい利点がある。
【００５０】
また、上記加湿システム１０においては、混合手段として、排出空気の一部をレターン空気及び外気と混合して第２の混合空気を得るための混合空間２２と、排出空気の一部を混合空間２２に取り入れるための第１のダンパー９Ｂと、外気を外部から混合空間２２に取り入れるための第２のダンパー９Ｄと、を有している。このように、混合手段として、排出空気、レターン空気及び外気を混合するための空間と、排出空気又は外気を取り入れるためのダンパー９Ｂ，９Ｄとが互いに区別して設けられていることから、各空気の流れや混合が効率的となっている。
【００５１】
また、上記加湿システムにおいては、混合空間２２は、レターン空気を第１のダンパー９Ｂにより取り入れられた排出空気の一部と混合して第１の混合空気を得るための第１の混合空間２２Ａと、第１の混合空間２２Ａから移送された第１の混合空気を第２のダンパー９Ｄにより取り入れられた外気と混合して第２の混合空気を得るための第２の混合空間２２Ｂとを有している。このため、第１のダンパー９Ｂにより取り入れられた排出空気の一部が、先にレターン空気と混合され、その次に外気と混合されることになる。
【００５２】
一般に、排出空気とレターン空気とは、絶対湿度についてはレターン空気のほうが低い。また、排出空気と外気とは、互いに温度も絶対湿度も異なっており、特に、本発明を実施する場面では、外気の絶対湿度が低い。空気線図を用いた考察によれば、排出空気を先に外気と混合した場合は、排出空気が露点温度を超えて冷却され結露が生じる可能性が有意にあるが、排出空気を先にレターン空気と混合した場合は、そうした現象が生じにくい。
【００５３】
これについて、図３を参照しながら、より詳細に説明する。図３は、外気の温度及び絶対湿度が床上空間１Ａの温度及び絶対湿度よりも低い場合の空気線図である。グラフ中の右上がりの太い曲線は、各温度における露点温度（相対湿度１００％の状態）を示している。グラフ中の点ａ〜点ｇは、図２内に記した符号ａ〜ｇの箇所の温度及び絶対湿度を示している。
【００５４】
点ａは排出空気、点ｂはレターン空気、点ｄは外気を示している。排出空気とレターン空気とを１０：７０の体積比（図２の斜体数字参照）で混合すると、点ａと点ｂとを結ぶ線分上の点ｃで示される第１の混合空気となる。第１の混合空気と外気とを８０：２０の体積比で混合すると、点ｃと点ｄとを結ぶ線分上の点ｅで示される第２の混合空気となる。第２の混合空気、すなわち被冷却空気が間接気化冷却器７で冷却されると、点ｆで示される既冷却空気となる。間接気化冷却器７内の濡れ流路に導入される空気は、点ｇで示されている。これらのいずれの点も、露点温度を示す曲線よりも右側に位置しているため、空気の混合を上記の順に行うと、床下空間１Ｂにおいて結露が生じる虞が小さい。
【００５５】
これに対し、点ａで表される排出空気を点ｄで表される外気と先に混合した場合は、その混合空気を示す点は、点ａと点ｄとを結ぶ線分上に存在することになる。この場合、露点温度を示す曲線よりも左側にその点が位置することが予想されるため、床下空間１Ｂに結露が生じる可能性が高くなる。
【００５６】
温湿度センサ１２は一般に、湿度が高いと精度が低下するため、排出空気を先にレターン空気と混合することによって混合空間２２における結露が防止されると、温湿度センサ１２の精度の維持にとって都合がよい。
【００５７】
また、本実施形態の加湿システム１０においては、外気の絶対湿度に応じて第１のダンパー９Ｂの開度を調整する第１の調整機構１３Ｂを更に備えているため、外気の絶対湿度に応じて、レターン空気及び外気と混合する排出空気の混合量を調整することができる。外気の絶対湿度が比較的高い場合は、床上空間１Ａに供給される既冷却空気の絶対湿度が適正な範囲内にあって、必ずしも排出空気の一部を第２の混合空気の構成成分として利用しなくてもよい場合がある。この場合には、レターン空気及び外気と混合する排出空気の混合量を調整することができると、既冷却空気の絶対湿度が過剰に高められることを防止することができる。
【００５８】
例えば、外気の絶対湿度が低い（例えば２〜５ｇ／ｋｇ）日には、第１のダンパー９Ｂを開放した状態で加湿システム１０を運転し、外気の絶対湿度が十分に高い（例えば１１ｇ／ｋｇ超）日には、第１のダンパー９Ｂを閉鎖した状態で加湿システム１０を運転するという、運転の切替えをすることができる。この場合において、第１のダンパー９Ｂを閉鎖した状態で運転するときは、絶対湿度の高い外気の影響で床上空間１Ａの絶対湿度が高くなりすぎないように、外気を取り入れる際には、公知のデシカント空調機や除湿専用機等の除湿機能を有する機器によって外気を除湿することが望ましい。
【００５９】
上記加湿システム１０においては、データセンター１の床上空間１Ａを冷却対象としており、間接気化冷却器７は、データセンター１の床下空間１Ｂに配置されている。データセンター１は年間冷房が予定され、且つ適正な温湿度を保つ必要がある設備であるため、本実施形態の加湿システム１０の適用対象として好適である。また、間接気化冷却器７がデータセンター１の床下空間１Ｂに配置されているため、間接気化冷却器７から水漏れが生じた場合にデータセンター１の床上空間１Ａへ浸水するおそれが小さく、また、間接気化冷却器７と床上空間１Ａとの距離を短くできるため、空気の搬送動力の低減に資する。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、混合手段としては、第１の混合空間２２Ａ及び第２の混合空間２２Ｂを有する混合空間２２と、第１のダンパー９Ｂと、第２のダンパー９Ｄと、第３のダンパー９Ｃと、レターン空気が第１の混合空間２２Ａに導入されるときに通過する足場材３とを有する態様を示したが、混合空間２２を設ける代わりに、各種空気をそれぞれダクト等の流路中に流通させ、流路同士を合流させることにより空気を混合する態様としてもよい。また、上記実施形態では、混合手段として、外気を取り入れてこれを第１の混合空気と混合する態様を示したが、必ずしも外気を取り入れる必要はなく、濡れ流路から排出された排出空気の一部をレターン空気と混合する構成を有していればよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、排出空間２１が間接気化冷却器７の下方に位置する態様を示したが、床下空間１Ｂにおける各構成の配置は、他の配置に変更してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態におけるレターン空気、外気、排出空気、既冷却空気の体積比は、図１及び図２において斜体数字で示された数値に限られず、他の体積比を採用してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、第１の調整機構１３Ｂ及び第２の調整機構１３Ｄの調整が加湿システム１０又は温湿度センサ１２により自動で行われる態様を示したが、これらの調整及び、調整の判断ための温湿度の計測は、人間が手動で行ってもよい。また、第１のダンパー９Ｂ及び第２のダンパー９Ｄの開度の調整も、人間が手動で行ってもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、第１の空気導入口及び第２の空気導入口としてダンパーを用い、その開度が調整される態様を示したが、空気の流量を調整できるものであればよく、他の構成及びその開閉機構を採用してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、遮蔽材５によってコールドアイル６Ａがチャンバー化された態様を示したが、ホットアイル６Ｂがチャンバー化された態様としてもよく、コールドアイル６Ａとホットアイル６Ｂとの両方がチャンバー化された態様としてもよい。特に、上記実施形態のように床２の足場材３Ａ，３Ｂを介してレターン空気及び既冷却空気を通気する態様においては、コールドアイル６Ａとホットアイル６Ｂとの両方がチャンバー化されることが好ましい。
【００６６】
また、上記実施形態では、加湿システムの適用対象として、冷却対象空間がデータセンターの床上空間である場合を例に挙げたが、絶対湿度を管理すべき空間であれば、他の空間に対しても本発明の加湿システムを適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…データセンター、１Ａ…床上空間（冷却対象空間）、１Ｂ…床下空間、７…間接気化冷却器、９Ｂ…ダンパー（第１の空気導入口）、９Ｄ…ダンパー（第２の空気導入口）、１０…加湿システム、１３Ｂ…第１の調整機構（調整手段）、２２…混合空間、２２Ａ…第１の混合空間、２２Ｂ…第２の混合空間。
【図１】
2016014513.tif 000003
【図２】
2016014513.tif 000004
【図３】
2016014513.tif 000005