(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信・情報処理機器を上下方向に搭載したラックが整列してラック列をなし，当該ラック列が複数設置されている通信・情報処理機器室等を空調するシステムであって，
前記ラック列間に形成される空間部の上方に，当該空間部を冷却するための局所冷却装置が，前記ラック列とは構造的に分離して配置され，
前記局所冷却装置は，前記通信・情報処理機器室の床面と対向するように設けられた吹出口と，当該通信・情報処理機器室内の上部空間の空気を取り入れるための吸込口を有していることを特徴とする，通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項２】
前記ラック相互列間に形成される空間部のうち，対面する２つのラック列毎に形成される空間部を通路空間部とし，当該通路空間部の上方にのみ前記局所冷却装置が配置されていることを特徴とする，請求項１に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項３】
前記ラックは，空間部に面した部分に開口部を有し，さらに前記ラック上部には，ラック内雰囲気をラック外に排気するための送風機が設けられていることを特徴とする，請求項１に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項４】
前記ラックは，通路空間部に面した部分に開口部を有し，さらに前記ラック上部には，ラック内雰囲気をラック外に排気するための送風機が設けられていることを特徴とする，請求項２に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項５】
前記ラックは，空間部に面した部分に開口部を有し，
さらに当該ラックに搭載されている通信・情報処理機器は固有の送風機を有しかつ各当該送風機による給排気方向は，前記ラックに搭載されている各通信・情報処理機器間で揃っていることを特徴とする，請求項１に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項６】
前記ラックは，通路空間部に面した部分に開口部を有し，
さらに当該ラックに搭載されている通信・情報処理機器は固有の送風機を有しかつ各当該送風機による給排気方向は，前記ラックに搭載されている各通信・情報処理機器間で揃っていることを特徴とする，請求項２に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項７】
前記ラックは床下チャンバを構成する二重床上に設置されるとともに，ラック列間に形成される空間部における床面には前記床下チャンバに通ずる開口が形成されていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５又は６のいずれかに記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項８】
前記ラックの下面と対面する床面には，前記床下チャンバに通ずる開口が形成されていることを特徴とする，請求項７に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項９】
前記床下チャンバに通ずる開口に，当該開口を通過する空気量を調整するための空気量調整機構を有することを特徴とする，請求項７又は８のいずれかに記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項１０】
前記ラック上部のラック内雰囲気をラック外に排気するための送風機が複数台設置され，当該排気の温度を設定温度以下にするために，前記送風機は台数制御されていることを特徴とする，請求項３，４，５，６，７，８又は９のいずれかに記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項１１】
各局所冷却装置毎に下部のラック列相互間に形成される空間部の温度の測定結果に基づいて，各局所冷却装置の冷却能力が制御されていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０のいずれかに記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項１２】
前記局所冷却装置は，冷却手段として直膨コイルを有し，さらに前記直膨コイルの冷媒蒸発温度が処理空気の露点温度よりも高く制御されていることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１のいずれかに記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項１３】
前記通信・情報処理機器室等内の雰囲気の湿度を調整するための空調装置を別途有していることを特徴とする，請求項１２に記載の通信・情報処理機器室等の空調システム。
【請求項１４】
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２のいずれかに記載の通信・情報処理機器室等の空調システムを用いて行う空調方法であって，
前記通信・情報処理機器室等内に空調空気を供給する空調装置を別途複数台有し，
これらの空調装置はいずれも直膨式の冷却コイルを内蔵するものであり，
前記空調装置のうちの一部の空調装置の冷媒蒸発温度の制御目標値は，他の空調装置の冷媒蒸発温度の制御目標値よりも低く設定され，
室内空気の露点温度が高くなってきた場合には，優先的に前記一部の空調装置の方の冷却コイルを結露させることを特徴とする，空調方法。
【請求項１５】
前記一部の空調装置の冷媒蒸発温度の設定値を，他の空調装置の冷媒蒸発温度の設定値よりも低い範囲内で変更することにより，室内空気の露点温度を変更することを特徴とする，請求項１４に記載の空調方法。
【請求項１６】
前記一部の空調装置は，室内空気の露点温度が設定値を下回った時以外は，室内温度に拘わらず連続して運転を行うことを特徴とする，請求項１４又は１５に記載の空調方法。
【請求項１７】
前記一部の空調装置は，室内空気の露点温度が設定値を下回り，且つ室内空気の温度が設定値を下回った時のみに運転を停止することを特徴とする，請求項１４，１５又は１６のいずれかに記載の空調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，通信・情報処理機器室等をはじめとする，発熱密度の高い部屋の空調システム及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多数の電算機を収容しているいわゆる電算機室などでは，空調負荷のほとんどが顕熱負荷となっており，その床面積当りの平均発熱密度は５００ｗ／ｍ２程度である。このような施設では施工やメンテナンスの容易性，および熱源を分散することができるなどの理由から，全顕熱処理型のパッケージエアコンが多く使用されている。また，これらの施設の部屋構造は，多数の電源ケーブルや信号ケーブルを配線する必要があるためその多くは二重床構造となっており，床下チャンバを配線スペースとして利用している。
【０００３】
パッケージエアコンによる空調においても床下チャンバを風道として利用しているため，パッケージエアコンは上部吸込み・下部吹き出し方式となっており，パッケージエアコンで処理された低温空気を床下チャンバを通じて，電算機などの設置場所に搬送し，機器下部に設けられた開口部から当該低温空気を機器筐体内部に供給して機器からの排熱の処理を行っている。
【０００４】
従来のこのような空調システムの構成を図９に示す。使用される全顕熱処理型のパッケージエアコン１０１は，直膨式冷却コイル１０２と送風機１０３とを有し，直膨式冷却コイル１０２は機器室Ｍの外部に設置されている室外機１０４と冷媒配管１０５で結ばれている。この全顕熱処理型のパッケージエアコン１０１から吹き出される空気の温度は通常１５〜２０℃であり，電算機１０６からの排気（二重床の床下チャンバ１０７を通じて電算機１０６下部の開口部１０８より供給された空気）と機器室Ｍの床面Ｆの開口部１０９から機器室Ｍ内へ吹き出された空気との混合空気，すなわちパッケージエアコン１０１への戻り空気温度は２５℃程度となる。したがって，全顕熱処理型のパッケージエアコン１０１での処理温度差は５〜１０℃程度となる。現在製品化されている全顕熱処理型のパッケージエアコン１台当りの冷却能力は１０〜４０ｋＷ程度であり，機器室Ｍ内の外周壁面に沿って空調熱負荷に応じた台数のパッケージエアコンを設置して室内空調を行っている。
【０００５】
また前記全顕熱処理型のパッケージエアコン１０１など，一般のパッケージエアコン等の直膨式冷却コイル１０２の冷媒蒸発温度の制御目標の範囲は，例えば２〜６℃程度で一定値となっている。このような空調機を用いて室内の冷房を行う際の室内湿度は，直膨式冷却コイル１０２での減湿量に依存している。この減湿量は，冷媒蒸発温度や冷房負荷の大きさにより決まる空調機の運転時間に依存する。したがって，室内湿度を一定に維持する必要がある室では，別途減湿機や加湿器などを設置して湿度管理を行なう必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでインターネットの普及に伴い，インターネットを利用したビジネスが増加している。これらのビジネスを展開するために多くの通信・情報処理施設が建設されている。これら施設内の通信・情報処理機器室では，図１０に示すように，サーバやルータ等の通信・情報処理機器を複数台収納したラックＬが機器室内に多数並べられている。これらの施設も空調熱負荷のほとんどが顕熱負荷であり，その発熱密度は一般的な電算機室よりもかなり大きくなってきている。中には床面積あたりの発熱密度が１０００Ｗ／ｍ２を超える施設も出てきており，この傾向は当分の間続くと考えられる。
【０００７】
このような発熱密度が高い機器室の空調を行う場合，前記した電算機室で採用されている従来の全顕熱処理型パッケージエアコン１０１の設置台数を熱負荷に応じて増加する方式では，パッケージエアコン１０１の設置台数が著しく増加し，施設内の機器室壁面だけでは室内機を設置できなくなるおそれがある。またパッケージエアコンを増設する方式では，室内機の設置スペースの確保が難しくなるばかりではなく，送風量の増加による送風エネルギーの著しい増加を招くことになる。さらに機器室の床面積が広くなったり床下チャンバ内の通信ケーブル量が多くなると，床下チャンバ１０７内に均一に送風できなくなり，肝要な通信・情報処理機器に対する冷却能力にばらつきが生じる。また機器室で局所的に発熱密度が高いエリアがある場合には，送風量の増加や送風温度の低温化を図る必要があるが，前記従来システムでは局所的な対応が難しい。
【０００８】
さらにまた既述したように，一般のパッケージエアコン１０１を用いて室内の冷房を行う際に，顕熱負荷が小さく，且つ外気からの侵入湿分が多い場合には，顕熱負荷が小さいために室内温度は比較的早く設定温度に到達するため，十分な減湿が行われない状態で空調機が停止することになる。顕熱負荷が大きくなると，空調機は連続的に運転するようになり，空調機に内蔵された冷却コイルに結露が生じ，室内空気の露点温度が冷却コイルの表面温度相当になるまで減湿が行われる。このように一般のパッケージエアコンでは，減湿量が顕熱負荷の大きさにより変化するため，前記したような電算機室や通信・情報処理機機室など室内湿度を一定に維持する必要がある室，部屋では，別途専用の減湿機を設けなければならず，イニシャルコストを増加させることになる。
【０００９】
また前記した顕熱負荷が大きい場合には，空調機の運転時間は長くなるが，減湿量は空調機の運転時間等に依存するため成り行きとなる。減湿量が過多の場合には，冷却コイルで減湿をしつつ加湿器で加湿を行うなどの無駄なエネルギーを消費する場合がある。
【００１０】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，通信・情報処理機器を搭載しているラック内の機器排熱を効果的に処理して空調熱負荷を低減させるとともに，空調機器の設置スペースを工夫して，前記課題の解決を図ることをその目的としている。また本発明では，パッケージエアコン等の空調装置を用いて前記した通信・情報処理機機室内全体の空調を行う際に，これら空調装置間の制御目標値や運転方法を工夫することで，減湿機などの特別の機器を用いることなく湿度調整（減湿に係わる調整）を行うことをその目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，請求項１によれば，通信・情報処理機器を上下方向に搭載したラックが整列してラック列をなし，当該ラック列が複数設置されている通信・情報処理機器室等を空調するシステムであって，前記ラック列間に形成される空間部の上方に，当該空間部を冷却するための局所冷却装置が，前記ラック列とは構造的に分離して設けられ，前記局所冷却装置は，前記通信・情報処理機器室の床面と対向するように設けられた吹出口と，当該通信・情報処理機器室内の上部空間の空気を取り入れるための吸込口を有していることを特徴とする，通信・情報処理機器室等の空調システムが提供される。
【００１２】
このように前記ラック列相互間に形成される空間部の上方のみに，ラック列とは構造的に分離して，床面と対向した吹出口および機器室上部空間の高温空気を取り入れるための吸込口を有した局所冷却装置を配置することで，ラックの入れ替えや移動が自由に行えるとともに，前記ラック列相互間に形成される空間部のみを局所的に冷却することが可能となり，当該空間部を通じてラックの熱負荷を低減させることが可能になる。さらに局所冷却装置は，ラック列とは構造的に分離独立して配置されているので，室内機及びラック列の配置の自由度が向上し，例えば既設の施設においてラックを交換する場合にも，迅速に対応することが可能である。また局所冷却装置の周囲は開放空間であるため，機器室に設ける室内機とラックの換気風量とをバランスさせる必要がなく。室内機及びラックに設ける送風機の風量変更の自由度も高い。したがって例えば局所冷却装置に設ける送風機が故障しても，空間部の静圧が変化しないので，ラック換気量の変化は殆どなく，ラックに対する冷却性能の低下が少ない。
またラック列が機器室の一部だけ，又は時期をずらして順次増設されるような場合にも，増設されたラック列に対応して局所冷却装置も増設していけばよいため，初期投資額の低減を図ることも出来る。さらに，ラック列相互間に形成される空間部の上方に局所冷却装置を設置したので，格別床占有面積の増大をもたらさない。
さらにまた局所冷却装置の周囲は開放空間であるため，局所冷却装置のメンテナンス性も良好である。
【００１３】
なお，本明細書でいう通信・情報処理機器室とは，前記した通信・情報処理機器が設置されている部屋だけを言うのではなく，発熱量が高く，且つ高密度に発熱機器が設置されている部屋もその対象としている。したがって，電算機室であってもよい。また通信・情報処理機器とは，サーバーをはじめとして各種のコンピュータ装置，通信機器，演算処理器もこれに含まれる。
【００１４】
前記ラック列間に形成される空間部の上方のみに，局所冷却装置を配置する場合は非常に大きい発熱密度の部屋に対応できるが，それよりもいくぶん小さな発熱密度の部屋では，前記通路空間部の上方にのみに，局所冷却装置を設置することで，ラック冷却を効率よく行うことができる。つまり，ラック列が複数ある場合，各ラック列相互間に形成される空間部の全てに局所冷却装置を設置するのではなく，１つおきの空間部，つまり通路空間部の上方にのみ局所冷却装置を設置することで，全てのラック列のラック熱負荷を処理することが可能となる。
【００１５】
前記ラックは，請求項１の場合には各ラック列相互間に形成される空間部に面した部分に開口部を有し，請求項２の場合には通路空間部に面した部分にのみ開口部を有し，さらにラック上部にはラック内雰囲気をラック外に排気するための送風機が設けられていることが望ましい。前記送風機の運転により，空間部又は通路空間部に給気されている局所冷却装置の空調空気を積極的に開口部からラック内に取り入れることができ，ラック内に搭載されている通信・情報処理機器などの排熱処理をさらに効果的に実施することが出来る。このような構造のラックを用いる場合には，二重床が無い部屋においてもラック内に搭載されている通信・情報処理機器などの排熱処理を効果的に実施することが可能である。したがって，二重床設置のための費用を削減することができ，又二重床が無い既設の機器室の改修も容易に行うことができる。
【００１６】
ラック上部に送風機がなくても，例えばラックに搭載されている通信・情報処理機器は固有の送風機を有しかつ各当該送風機による給排気方向が，前記ラックに搭載されている各通信・情報処理機器間で揃っている構成であってもよい。この場合は，サーバー等の通信・情報処理機器に装備されているそのような固有の送風機（通常は小型の送風機が一般的である）の稼働のみで，空間部や通路空間部から空調空気をラック内に取り入れ，排気することができる。これによって当該通信・情報処理機器の排熱処理を実施することも可能である。
【００１７】
かかる作用に鑑みれば，各通信・情報処理機器が装備している送風機による給排気方向は，例えば各通信・情報処理機器の特定の側面に揃ってかかる送風機が設けられるなどして，前記ラックに搭載されている各通信・情報処理機器間で揃っていることが好ましい。
【００１８】
前記ラックが床下チャンバを構成する二重床上に設置されている場合，前記ラック列相互間に形成される空間部の下面には，前記床下チャンバに通ずる開口部が形成され，さらに既述したように，前記ラック上部にラック内雰囲気をラック外に排気するための送風機が設けられていたり，各通信・情報処理機器が装備している送風機による給排気方向が揃っていることが好ましい。この場合，床下チャンバ内の静圧は機器室内の静圧よりも高くなっている必要があり，床下チャンバ内には局所冷却装置以外の空調装置によって空調空気が供給されている。したがって，前記床下チャンバに通ずる開口部では空調空気が二重床内から機器室内へ吹き出される。前記各ラック列相互間に形成される空間部のうち，上部空間に局所冷却装置が設置されている空間部又は通路空間部では，局所冷却装置から吹き出された空調空気と床面開口部から吹き出された空調空気が混合され，ラック側面に形成された開口部より吸いこまれ，ラック内部に積層された機器の冷却を行った後に，ラック上部の送風機や通信機器等が有する送風機により排気される。また，上部空間に局所冷却装置が設置されていない空間部では床開口部から吹き出された空調空気は室内雰囲気の空調用として用いられる。
そしてそのように二重床にラックが設置され，ラック列間に形成される空間部やラック下面に，床下チャンバに通ずる開口が形成されていると，ラックの側面からラック内に空調空気を導入できる。通信機器等はラック内の棚，スロットに水平に搭載されているから，側面から導入することで，直接各通信機器等冷却することができ，効率がよい。
【００１９】
前記床下チャンバに通ずる開口部には，当該開口部を通過する空気量を調整するための空気量調整機構を設けることが好ましい。空気量調整機構は，例えば床パネル毎に調整が可能で，床開口部からの空調空気の吹出し量や吹出しパターンを任意に変更することができる。したがって上部空間に局所冷却装置が設置されている空間部や通路空間部では，空調空気の混合パターンや気流形状を任意に変更することが可能となる。
空気量調整機構としては，例えば開口部の開口率を段階的にあるいは連続的に変化させることができるシャッタが挙げられる。
【００２０】
前記ラック上部にラック内雰囲気をラック外に排気するための送風機を複数台設置した場合，排気の温度を設置温度以下にするために，これらの送風機を例えば台数制御装置等によって，運転台数制御することで，機器の発熱が少ないラックでの余分な空気搬送エネルギを低減することができる。
【００２１】
前記局所冷却装置は，各局所冷却装置毎に下部のラック列間に形成される空間部又は通路空間部の温度に基づいて各局所冷却装置の冷却能力を制御するようにすれば，効率的で且つ適切なラック列間に形成される空間部又は通路空間部の空調を実施して，ラックの排熱処理を行うことができる。また，発熱密度が高いエリアにおいては，局所冷却装置の冷却能力を部分的に増大させるような運転が可能であるため発熱負荷の空間的なばらつきにも対応可能である。また，局所冷却装置の一部が故障して停止した場合にも，局所冷却装置の冷却能力を部分的に増大させるような運転を行うことにより，ラック列間に形成される空間部や通路空間部の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００２２】
前記局所冷却装置は，冷却手段として直膨コイルを有し，さらに当該直膨コイルの冷媒蒸発温度を，処理空気の露点温度よりも高く制御するようにすれば，結露水が発生することがなく，ラック等に搭載される通信・情報処理機器等に水漏れなどによって不測の事態を与えることを防止できる。この場合，必要に応じて機器室内の雰囲気が設定露点温度と一致するように，外気を減湿処理して室内に供給する外気調和機や，室内空気の露点温度が外気調和機の故障などで設定値を上回った場合に設定値にまで減湿するための減湿装置を設けることで，そのようないわゆる渇きコイル運転制御が容易に行える。
【００２３】
また本発明が提案する空調方法によれば，前記した専用の減湿装置を設けることなく，いわゆる渇きコイル運転制御が容易に行える
すなわち，前記通信・情報処理機器室等内に空調空気を供給する空調装置を別途複数台有し，これらの空調装置は，直膨式の冷却コイルを内蔵するものとし，前記空調装置のうちの一部の空調装置の冷媒蒸発温度の制御目標値は，他の空調装置の冷媒蒸発温度の制御目標値よりも低く設定し，室内空気の露点温度が高くなってきた場合には，優先的に前記一部の空調装置の冷却コイルを結露させるようにしてもよい。これによって専用の減湿装置を設けることなく，室内空気の露点温度を変更することができ，局所冷却装置や他の空調装置の渇きコイル運転制御が容易に行える
【００２４】
この場合，例えば前記一部の空調装置の冷媒蒸発温度の設定値を，他の空調装置の冷媒蒸発温度の設定値よりも低い範囲内で変更することにより，室内空気の露点温度を変更してもよい。
また前記一部の空調装置は，室内空気の露点温度が設定値を下回った時以外は，室内温度に拘わらず連続して運転を行うようにしてもよい。この時他の空調装置は，室内温度が設定値に近づくと冷却能力の調整を行い，顕熱負荷に見合った運転を行うことで，空調システム全体として冷却能力の調整が図られる。
【００２５】
このような空調方法は，顕熱負荷が潜熱負荷に比べて著しく大きい通信機器湿・電算機室に特に適している。なお，顕熱負荷がさらに小さくなった場合には，空調装置の冷媒蒸発温度は徐々に低下し，これに伴い室内空気の露点温度も低下する。そして，室内空気温度と露点温度の双方が設定値を下回ったときに，前記一部の空調装置停止するように運転を行うことで，余分な減湿や冷却によるエネルギー消費を無くすことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の好ましい実施の形態を図面に基いて説明する。図１は第１の実施の形態にかかる空調システムを有する通信・情報処理機器室などの機器室Ｒ内の様子の概要を示している。この図示の例では，室内に通信・情報処理機器を搭載したラックＬの列が４列設置されており，ラック列Ａ〜Ｂ間およびラック列Ｃ〜Ｄ間は各々通路空間部Ｘを形成している。なお，ラック列Ｂ〜Ｃ間はラック列間に形成された空間部Ｙを形成している。
【００２７】
この種の通信・情報処理機器室で，従来から使用されているラックＬは前面と背面に保守，点検用の開閉自在な扉（図示せず）が設けられており，各ラックＬの寸法は同じ列内では同一となっている場合が多い。また，このラックＬに搭載されるサーバ等の機器は，ラックＬ内に設けられているレール（図示せず）上に固定され，多段に積層されている。
【００２８】
また，本実施の形態では，ラック列１列毎に各ラックＬの前面又は背面同士が向かい合う形をとっているが，このように通路空間部ＸにラックＬの前面同士が向かい合うように設置することが望ましい。この様な通路空間部Ｘは，通常９００ｍｍ程度の幅を有している。各ラックＬの天板部には，ラックＬ内の雰囲気をラック外に排気するための送風機１が設置されている。
【００２９】
ラックＬ自体は図２に示したように，サーバーなど各種通信・情報処理機器等の機器２を内部に収納するためのケーシング３を有しており，このケーシング３の通路空間部Ｘに面した側面には，各々開口部４が形成されている。開口部４はパンチングメタルの孔であってもよく，あるいはスリット等で形成してもよい。当該側面に開閉扉がある場合には，開閉扉自体をパンチングメタルで形成したり，開閉扉にスリットを設けるようにして，開口部４を創出してもよい。
【００３０】
図３にも示すように，機器室Ｒは二重床構造を有しており，床面Ｆの下には床下チャンバ１１が形成されている。各ラックＬは床面Ｆの上に設置されており，ラックＬ下部の床面Ｆには床下チャンバ１１に通ずる開口１２が設けられている。さらに，床面Ｆのラック設置部以外の場所にも，必要に応じて床下チャンバ１１に通ずる開口１３，１４が設けられている。
【００３１】
床面Ｆの各開口１２，１３，１４には開口率を任意に変更することが可能な空気量調整機構，例えばシャッター等が設置されており，より多くの冷却空気が必要なラック付近には重点的に空調空気を供給することが出来るようになっている。またかかる開口率の調整により，通路空間部Ｘ内の気流形状の調整ができ，全てのラックＬに一様に空調空気を供給することが可能となっている。
【００３２】
各通路空間部Ｘの上方には，ラック列とは構造的に分離して，局所冷却装置２１が複数台設置されている。局所冷却装置２１は，下部の床面Ｆと対向した吹出し口２２及び機器室Ｒの上部空間の高温空気を取り入れるための吸込口２３と，送風機２４を有しており，低温の空調空気を下部の通路空間部Ｘに供給し，且つラックＬから排気された高温空気を吸込み，処理している。局所冷却装置２１の設置台数は通路空間部Ｘに面したラックＬの発熱密度の大きさによって決められる。
【００３３】
局所冷却装置２１は，例えば室Ｒの天井部２５から吊下されて，ラック列とは構造的に分離して設置される。従って局所冷却装置２１の周囲は開放空間となっている。これに限らず，例えばラックＬとは独立して床面Ｆから立設した支柱や架台上に局所冷却装置２１を設置してもよい。
【００３４】
局所冷却装置２１は，冷却コイル２６を有している。冷却コイル２６は，直膨型の冷却コイルであり，図２に示すように機器室Ｒの外部に設置されている室外機２７との間を冷媒配管２８で接続されている。冷媒は，冷媒流量を調節するための電子膨張弁２９を通過して，冷却コイル２６に供給されるようになっている。冷媒配管２８は，例えば機器室Ｒ内の上部を通っており，１台の室外機２７に対して数台の局所冷却装置２１を接続することが可能である。なお室外機２７は空冷，水冷いずれのタイプも使用できる。
【００３５】
局所冷却装置２１は，各々に下部の通路空間部Ｘの温度を検出するための温度センサ（図示せず），および冷媒蒸発温度を検出するための温度センサ（図示せず）を有しており，これらの信号処理や電子膨張弁２９の開度調節を行わせるためのコントローラ・電源ボックス（図示せず）を有している。さらに各局所冷却装置２１全体の運転を制御・監視したり，圧縮機の運転容量を決定するためのコントローラ（図示せず）は室外機２７に装備されている。
【００３６】
室外機２７及び各局所循環装置２１のコントローラ同士は，逐次データのやり取りを行うことにより，安定した運転制御を行っている。この時，冷却コイル２６の冷媒蒸発温度は，機器室Ｒ内の室内露点温度よりも高く制御されており，通常は乾きコイルとして運転されるようになっている。また，局所冷却装置２１の筐体底板は，少なくとも冷却コイル２６の直下においては，防水パンを兼用しており，万一結露により結露水が発生した場合にはこの底板内に溜まり，下部のラックＬ内の機器２に結露水がかからないように配慮されている。さらに結露水が前記底板内に溜まり，一定量を超えると結露センサ（図示せず）により警報および強制運転，電子膨張弁２９の強制閉や室外機２７の圧縮機の停止などを行うようにコントローラのプログラムに組み込まれている。
【００３７】
そのような局所冷却装置２１の乾きコイル運転を確実に行わせるために，機器室Ｒ内には，外気処理ユニット３１が設置されている。この外気処理ユニット３１は，例えば冷却コイル３２と送風機３３を備えており，導入外気ＯＡを湿度調整した後に，機器室Ｒ内に供給するように構成されている。
【００３８】
機器室Ｒ内には，さらにパッケージエアコン３４が設置されている。このパッケージエアコン３４は，従来の全顕熱処理型パッケージエアコンであり，直膨コイル３５，送風機３６を備え，室外機３７とは冷媒配管３８によって結ばれている。そして床下チャンバ１１内に，例えば１５℃〜２０℃程度の空調空気を供給している。パッケージエアコン３４は，機器室Ｒの壁面に配置されており，通路空間部Ｘ以外の空調や，通路空間部Ｘの冷却の補助的役割を果たしている。
【００３９】
本実施の形態にかかる空調システムは，以上のように構成されており，各ラックＬからの排熱は，ラックＬ上部の送風機１によってラックＬの上方へ排出され，機器室Ｒ内上部の空気と共に，局所冷却装置２１の吸込口２３から吸い込まれて，冷却コイル２６によって冷却処理される。冷却処理された空気，例えば１８℃の冷却空気は，送風機２４によって，各通路空間部Ｘの床面Ｆに向けて吹き出される。
【００４０】
前記冷却空気は，ラックＬの前面に設けられている開口部４からラックＬ内に導入され機器２の排熱を処理する。一方床下チャンバ１１内には，パッケージエアコン３４からの空調空気，例えば１５℃〜２０℃の空気が吹き出されており，当該空調空気はラックＬの底部の開口１２を通じてラックＬ内に流れ込み，機器２の排熱を処理する。また床下チャンバ１１からの空調空気は，通路空間部Ｘの床面Ｆに設けた開口１４からも通路空間部Ｘに吹き出されており，ラックＬの前面に設けられている開口部４からラックＬ内に導入され機器２の排熱を処理している。したがってラックＬ内部の機器２の冷却効果は，従来よりも各段に向上している。この場合の床下チャンバ１１内の静圧は機器室Ｒ内の静圧より高くなっている。
【００４１】
また図３は，床下チャンバ１１の静圧が機器室Ｒ内の静圧よりも低くなった場合を示しているが，これは全ラックＬの送風機１の総排気量が増大し，全顕熱処理型のパッケージエアコン３４の総送風量を超えた場合に起こる。この場合は床下チャンバ１１へ通ずる床面の開口１３，１４での空気の流れは，機器室Ｒ内から床下チャンバ１１へ向かう。通路空間部Ｘの空調空気はラックＬの側面に設けられた開口部４からラックＬ内へ吸いこまれる空気の流れと，床面の開口１４から床下チャンバ１１へ一度吸いこまれたあと，再びラックＬの底部の開口１２よりラックＬ内へ吸い込まれる空気の流れがある。この場合は，通路空間部Ｘの床面Ｆの開口１４の面積や開口率を大きくすることで，より局所的な空気の循環を形成することができるため空気の混合ロスが少なくなる。
【００４２】
さらに本実施の形態では，機器室Ｒ内に外気処理ユニット３１が設置されているので，局所冷却装置２１の乾きコイル運転を確実に行わせることが可能となっており，結露の発生が極力抑えられている。
【００４３】
そして本実施の形態では，局所冷却装置２１は，各ラック列とは構造的に分離して設置されているために，既設の施設への追加工事などでは，施工性の面でも優れている。また機器室Ｒの一部エリアのラックＬの発熱量が多くなったような場合には，発熱量が多くなったエリアにのみ局所冷却装置２１を設置すればよく，発熱負荷の偏在に対しても対応が可能である。かかる場合も工事が簡単である。また局所冷却装置２１自体の保守を行う際にも，局所冷却装置２１の周囲は開放空間であるから，作業性も良好である。
【００４４】
図４は通路空間部Ｘでの局所冷却装置２１の温度制御方法と，気流形状の調整例を示し，ある通路空間部Ｘ内の様子を示している。この例では，各局所冷却装置２１ａ〜２１ｅは，ラック列に沿って等間隔に設置されている。そしてその下部の通路空間部Ｘ内の温度を温度センサＴで検出し，設定温度に近づくように冷却能力を調整されるように制御装置（図示せず）によって制御が行なわれている。例えば，１台の局所冷却装置２１ｂが故障した場合には，その周囲の通路空間部Ｘの温度も上昇するが，故障した局所冷却装置２１ｂに隣接する他の局所冷却装置２１ａや局所冷却装置２１ｃの冷却能力を増加させることで，通路空間部Ｘの温度上昇は僅かなものとなる。またこの例では，通路空間部Ｘにおける床面Ｆの開口１４の吹出し位置を，平面からみて，ちょうど各局所冷却装置２１間の位置に配置しており，局所冷却装置２１ａ〜２１ｅからの空調空気の供給量が比較的少ないエリアの空調空気量を補うことができる。
また局所冷却装置２１ａ〜２１ｅの送風機２４の稼働台数の制御を行うことで，ラックＬからの排気の温度調整を実施するようにしてもよい。例えば負荷が少ない場合には，より実際的に対処することができる。
【００４５】
図５は，外調機３１以外に，潜熱処理用パッケージエアコン４１を設置した例を示している。通常，取り入れ外気ＯＡは，外調機３１で湿度調整を行い機器室Ｒへ供給される。局所冷却装置２１の乾きコイル運転を行うためには室内露点温度制御が重要であるが，万一外調機３１が故障，又は性能低下した場合に備えて，潜熱処理用パッケージエアコン４１が少数台設置されている。
【００４６】
潜熱処理用パッケージエアコン４１の冷却コイルでの冷媒蒸発温度ＴＳを，局所冷却装置２１の冷媒蒸発温度ＴＥよりも低く，且つ設定露点温度ＴＲよりも高くする（ＴＥ＞ＴＳ＞ＴＲ）ことにより，外調機３１の異常時の湿度調整を可能としている。また潜熱処理用パッケージエアコン４１の台数は，例えば発熱密度１０００Ｗ／ｍ２，外気取り入れ量が機器室Ｒの換気回数で毎時０．５回程度の場合には，部屋全体の冷却能力の５％程度の容量の潜熱処理用パッケージエアコン４１を設置すればよく，図示するように壁面に設置されている全顕熱処理型パッケージエアコン３５の一部を入れ替えて潜熱処理用パッケージエアコン４１を設置すればよい。
【００４７】
以上の例では，ラックＬが設置されている床は二重床であったが，本発明は，図６に示したように，二重床が無い室に対しても適用可能である。この場合には，パッケージエアコン３４は，外調機３１と同様，上部吹出し，下部吸い込みの構成とする。かかる二重床が無い室に本発明を適用することで，冷却能力増強にも対応が可能である。したがって，既設の機器室に対して本発明は容易に対処することが可能である。
【００４８】
また以上の例では，局所冷却装置２１の乾きコイル運転を確実に行わせるために，機器室Ｒ内には，外気処理ユニット３１と共に潜熱処理用パッケージエアコン４１を設置していたが，そのような減湿用の外気処理ユニット３１を設置することなく，図７に示したように，パッケージエアコン３４のうちの一部のパッケージエアコン３４ａの運転制御を変えることによって，かかる乾きコイル運転を実施して局所冷却装置２１の冷却コイルの結露を防止するようにしてもよい。
【００４９】
すなわち，パッケージエアコン３４ａの冷媒蒸発温度の制御目標値を，他のパッケージエアコン３４の冷媒蒸発温度の制御目標値よりも低く設定しており，機器室Ｒ内の湿分を優先的にパッケージエアコン３４ａの冷却コイルで結露させるようにしている。これによって，機器室Ｒ内の露点温度の上昇は抑えられ，さらに冷媒蒸発温度がほぼ一定の値で制御されているため，減湿量が過多になり露点温度が設定値よりも下がることもない。
【００５０】
またこれらの空調機の運転方法の他の例としては，例えばパッケージエアコン３４の処理風量を少なくすることにより，減湿用のパッケージエアコンとして用いることが可能である。つまり同じ冷却コイルの仕様でも処理風量を少なくすることにより，パッケージエアコン３４よりも冷媒蒸発温度を低く維持しやすくできるため，本発明の実施においては好ましい運転状態となる。またパッケージエアコン３４ａに，風量可変機能と冷媒蒸発温度の制御目標値の変更機能を持たせることで，ハードウェア的には同一の空調機を用いることができるため，空調負荷条件（顕熱負荷と潜熱負荷の割合）に応じて各パッケージエアコン３４を顕熱処理型あるいは減湿用に随時変更が可能となり，フレキシビリティも高くなる。
【００５１】
また１台の室内機に複数台の室内機が接続するタイプの高顕熱処理型パッケージエアコン（マルチタイプ）では，前記した処理風量の変更の他に運転する室内機の台数を少なくすることで，冷媒蒸発温度を低く維持しやすくすることもできる。
【００５２】
図８は，あるパッケージエアコンの吸込み空気温度に対応する冷却コイル表面温度を冷媒蒸発温度毎に試算した例を示す。冷却コイルの表面温度は，主として冷媒蒸発温度・処理空気温度・冷却コイル内外の熱伝達率で決定される。なお，冷却コイル外側の熱伝達率は，冷却コイルの通過風速によって変化する。
冷却コイルの表面温度は伝熱抵抗を無視すると，式（１）で表される。
ｔｗ＝ｔｉｎ＋ｈｏｕｔ／（ｈｉｎ＋ｈｏｕｔ）×（Ｔｏｕｔ−ｔｉｎ）…（１）
ここで，
ｔｗ    ：冷却コイル表面温度[℃]
ｔｉｎ  ：低温流体（冷媒）の平均温度[℃]
Ｔｏｕｔ：高温流体（空気）の平均温度[℃]
ｈｉｎ  ：管外基準に換算した管内表面熱伝達率［ｋＷ／（ｍ２Ｋ）］
ｈｏｕｔ：管外表面熱伝達率［ｋＷ／（ｍ２Ｋ）］
【００５３】
例えば，処理空気温度（吸込み空気温度）が２７℃の条件で減湿用パッケージエアコン３４ａの冷媒蒸発温度を６℃で運転した場合には，冷却コイル表面温度は１２℃になる。通過空気は冷却コイル表面で冷却されて露点温度が１２℃程度になるまで減湿される。したがって，他のパッケージエアコン３４においても同様な試算を行い，冷媒蒸発温度の制御目標値を，冷却コイル表面温度が１２℃よりも高くなるように設定すれば，常に乾きコイルで運転することができる。また，パッケージエアコン３４ａの冷媒蒸発温度を任意に変更することで，室内空気の露点温度を変化させることも可能である。
【００５４】
その他，減湿用の一部のパッケージエアコン３４ａを，室内空気の露点温度が設定値を下回った時以外は，室内温度に拘わらず連続して運転を行うようにしたり，室内空気の露点温度が設定値を下回り，且つ室内空気の温度が設定値を下回った時のみに運転を停止するようにしてもよい。
【００５５】
なお前記実施の形態で使用した局所冷却装置は，両側に吸込口２３を有し，かつ冷却コイル２６も，当該吸込口２３と同じ方向で垂直に設けられていた構成であったが，本発明で適用できる局所冷却装置は，かかる構成に限られるものではない。例えば吸込口，吹出口とも床面に対面した方向に向けられ，かつ吸込口，吹出口とも空間部や通路空間部の長手方向に沿って並んで配置され，また冷却コイルも局所冷却装置内のチャンバ内に，吸込口から吹出口へと流れる気流の方向と直角に配置されているタイプのものももちろん使用できる。この場合，送風機もシロッコファンを用いることができる。かかる構成の局所冷却装置では，冷却コイルの下部に設置するドレンパンが設置しやすいという面もある。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば，通信・情報処理機器からの高密度の排熱がある施設において，省スペース・省エネルギの下で適切な排熱処理を実施することができる。しかも保守等の作業が容易である。また本発明の空調方法によれば，かかつ施設において空調機器の簡単な機能追加と運転方法の工夫により，低コスト・高フレキシビリティな湿度制御を容易に実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空調システムが適用された機器室の概略を示す説明図である。
【図２】図１の実施の形態にかかる空調システムにおいて，ラック内に空調空気を取り入れるときの様子を示す説明図である。
【図３】図１の実施の形態にかかる空調システムにおいて，床下チャンバの静圧が機器室内の静圧よりも低くなった場合の，空気の流れを示す説明図である。
【図４】本発明において運転制御の一例を説明するための通路空間部内の様子を示す側面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる空調システムが適用された機器室の概略を示す説明図である。
【図６】本発明を二重床のない機器室に適用した例を示す説明図である。
【図７】本発明の別の実施の形態にかかる空調システムが適用された機器室の概略を示す説明図である。
【図８】処理空気の乾球温度と冷却コイル表面温度との関係を示すグラフである。
【図９】従来技術の説明図である。
【図１０】一般的な通信・情報処理機器室の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    送風機
２    機器
４    開口部
１１    床下チャンバ
１２，１３，１４    開口
２１    局所冷却装置
２２    吹出口
２３    吸込口
２６    冷却コイル
２７    室外機
３１    外気処理ユニット
３４    パッケージエアコン
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ    ラック列
Ｆ    床面
Ｌ    ラック
Ｒ    機器室
Ｘ    通路空間部
Ｙ    空間部
【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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