データセンタ
【課題】ラック内の電子機器で発生する熱を効率よく除去して、空調機での消費エネルギーの低減を図ることが可能なデータセンタを提供する。
【解決手段】ラック列１５の背面Ｒ同士を間隔をおいて向かい合わせて床面１４上に配置し、ラック列１５の左右方向の端部側にパネルを設けると共に、両ラック列１５の前縁上部にパーティション２３を設けて、空調室１３内にホットゾーン２４を区画し、ホットゾーン２４内の天井２０に、ホットゾーン２４内の空気を排気する排気口２６を少なくとも１つ形成する。そして、空調機５１のファン５４には、各温度センサ６９ａ、６９ｂが計測する温度差に基づいて、空調室１３とホットゾーン２４間の温度差を目標とする値に一致させるように、ファン５４の回転数を制御する回転数制御装置６３ｃが設けられる。
【解決手段】ラック列１５の背面Ｒ同士を間隔をおいて向かい合わせて床面１４上に配置し、ラック列１５の左右方向の端部側にパネルを設けると共に、両ラック列１５の前縁上部にパーティション２３を設けて、空調室１３内にホットゾーン２４を区画し、ホットゾーン２４内の天井２０に、ホットゾーン２４内の空気を排気する排気口２６を少なくとも１つ形成する。そして、空調機５１のファン５４には、各温度センサ６９ａ、６９ｂが計測する温度差に基づいて、空調室１３とホットゾーン２４間の温度差を目標とする値に一致させるように、ファン５４の回転数を制御する回転数制御装置６３ｃが設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック内に収容されたサーバなどの電子機器で発生する熱を効率よく除去するデータセンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーバなどの電子機器は、一般的に、ラック内に高密度に多段に収容されて空調室内に配置される。電子機器では電力消費に伴い熱が発生するので、この熱による悪影響を排除するために、空調機などの冷却システムによりラック内に収容された電子機器に空調空気（冷風）を供給し、電子機器で発生した熱を除去するのが一般的である。
【０００３】
従来のデータセンタとして、図７に示すように、空調室内に、サーバなどの電子機器を収容したラック７１を複数台左右方向に並べてラック列７２を形成すると共に、このラック列７２の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて床面上に配置し、その向かい合わせたラック列７２の左右方向、即ち、長手方向の端部側に、ラック列７２の間を塞ぐように扉７５及び屋根パネル７４を設けることで、背面同士が向き合ったラック列７２の背面側の間に空調室内と仕切ってホットゾーンを区画した、所謂、モジュラー型データセンタ７０を空調室内に単数若しくは複数設置し、全体としてデータセンタを構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。なお、この扉７５は、ホットゾーンの中に入るためのものである。
【０００４】
また、空調室内にモジュラー型データセンタ７０を設置するタイプのデータセンタである特許文献１では、ラック７１のうち１つが冷却機器（空調機）を内蔵しており、ホットゾーン内の空気を冷却してラック７１の前面側に排気するようにしている。つまり、モジュラー型データセンタ７０では、ラック７１の前面から空調空気（冷風）を導入して、ラック７１内の電子機器で発生した熱を除去すると共に、熱を吸収した空気をラック７１の背面からホットゾーンに排気し、このホットゾーン内の空気を冷却機器で冷却してラック７１の前面側に排気している。
【０００５】
ラック７１内に収容された冷却機器には、水やフロンガスなどの冷媒を供給するための冷媒供給・戻りパイプ７６が接続される。ラック７１内の各電子機器には、電力供給ライン７７を介して電力が供給される。
【０００６】
このように、特定の場所（ホットゾーン）に電子機器で発生した熱を集中させることにより、冷却機器を効率良く作動させることが可能となる。すなわち、冷却機器には一般的な空調設備同等に低温な冷媒を供給する必要がなくなるため、安価に、かつ、除湿をすることなく空調空気（冷風）を効率よく作り出すことが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特表２００６−５２６２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のデータセンタでは、ラック７１（ラック列７２）の上面や屋根パネル７４の上面から空調室内に電子機器で発生した熱が放出されてしまい、該熱と、冷却機器によって生成したラック７１の前面側から送風する空調空気（冷風）とが混合することがあり、該混合の結果、ラック７１の前面から導入する空調空気（冷風）の温度が十分に冷やせなくなる場合には、これをモジュラー型データセンタ７０に組み込まれた冷却機器とは別の空調機（室内エアコン）で更に事前冷却する必要があった。これでは、空調機（室内エアコン）での消費エネルギーが無駄であり、省エネの観点から問題があった。
【０００９】
なお、サーバには上方に排気を行うタイプのものもあるため、このようなサーバをラック７１内に収容する場合には、ラック７１上面から空調室内に放出される熱が多く前記の問題が顕著に現れる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ラック内の電子機器で発生する熱を効率よく除去して、空調機での消費エネルギーの低減を図ることが可能なデータセンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、少なくとも、空調室と、該空調室の床面上にサーバなどの電子機器を多段に収容するラックを複数台左右方向に並べ形成されたラック列と、前記ラック内に収容された電子機器で発生する熱を除去すべく前記空調室内を空調する空調機とを備えたデータセンタにおいて、前記ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて前記空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から前記空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、前記空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井に、ホットゾーン内の空気を排気する排気口を少なくとも１つ形成すると共に、前記空調室内の空調空気を前記ラック列の前面から背面に通して前記ホットゾーンに導入するようにし、前記空調機と前記排気口とを接続する排気ダクトを設けると共に、前記空調機と前記ホットゾーン以外の前記空調室に設けられた吹出口とを接続する吹出ダクトを設け、これら前記排気ダクトと前記吹出ダクトにそれぞれ温度センサを設けて構成され、前記空調機のファンには、前記各温度センサが計測する温度差に基づいて、前記空調室と前記ホットゾーン間の温度差を目標とする値に一致させるように、前記ファンの回転数を制御する回転数制御装置が設けられることを特徴とするデータセンタである。
【００１２】
前記吹出口は、前記ホットゾーン以外の前記空調室の天井に少なくとも１つ形成され、前記空調空気を鉛直下方に吹き出すようにされてもよい。
【００１３】
前記排気口から排気された空気から熱を回収する熱回収コイルを備え、該熱回収コイルには、熱媒体の温度が最も高くなるように前記熱媒体の流量を制御する熱回収用制御装置が設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ラック内の電子機器で発生する熱を効率よく除去して、空調機での消費エネルギーの低減を図ることができる。
さらに、本発明によれば、電子機器を冷却しつつも、最も効率のよい温度で熱回収を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のデータセンタの概略断面図である。
【図２】本発明のデータセンタの平面図である。
【図３】本発明のデータセンタの側面図である。
【図４】本発明のデータセンタの正面図である。
【図５】本発明のデータセンタにおいて、空調機、熱回収手段を示す概略断面図である。
【図６】本発明のデータセンタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来のデータセンタの斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るデータセンタの概略断面図であり、図２はその平面図、図３はその側面図、図４はその正面図である。
【００１８】
図１〜４に示すように、データセンタ１０は、少なくとも、天井、床面、及び４つの側壁で形成された箱状の空調室１３と、サーバなどの電子機器１１を多段に収容する複数台のラック１２を左右方向に並べ形成されたラック列１５と、ラック１２内に収容された電子機器１１で発生する熱を除去すべく空調室１３内を空調する空調機（図示せず）とを備える。
【００１９】
ラック１２内には、サーバや、ＣＰＵ、ネットワーク機器、ストレージデバイスのような情報通信技術の設備機器である電子機器１１が多段に収容される。
【００２０】
データセンタ１０では、空調室１３の床面１４上にラック１２を複数台（本実施形態では１２台）左右方向に並べてラック列１５を形成すると共に、そのラック列１５の背面Ｒ同士を間隔をおいて向かい合わせて配置している。ラック列１５を間隔をおいて配置することで、ラック列１５間には作業通路１６が形成される。
【００２１】
これらラック列１５は、床面１４上に免震装置１７を介して配置される。本実施形態では、免震装置１７として、架台１８上にベアリングを介して免震台１９を設けたものを用いたが、これに限定されるものではない。
【００２２】
ラック列１５の左右には、ラック列１５の下縁から天井２０に延びるパネル２１が設けられる。このパネル２１には、作業通路１６に出入するための扉２２が設けられる。パネル２１は、免震装置１７上に設けられる。
【００２３】
各ラック列１５の前縁上部には、天井２０に延びるパーティション２３が設けられる。パーティション２３およびパネル２１の上端は、天井２０に対して移動可能に設けられる。
【００２４】
パネル２１とパーティション２３の上端には、ホットゾーン２４と空調室１３とをシールするための天井シール部材２５が設けられる。本実施形態では、天井シール部材２５としてゴムシートを用い、そのゴムシートをパーティション２３のホットゾーン２４側の上端に、その上端部がホットゾーン２４側に湾曲するようにボルトなどで固定した。
【００２５】
これにより、両ラック列１５、パーティション２３、およびパネル２１で空調室１３と仕切られたホットゾーン２４が区画形成される。
【００２６】
ホットゾーン２４内の天井２０には、ホットゾーン２４内の熱を排気する排気口２６が少なくとも１つ（図２では３つ）形成される。この排気口２６は排気ダクト５３（図２参照）を介して空調機の吸込口に接続される。排気ダクト５３には、ホットゾーン２４から吸引する空気の温度を測定するための排気側温度センサ６９ｂ（図５参照）が設けられる。
【００２７】
ホットゾーン２４以外の空調室１３の天井２０（図１ではラック列１５の前方の天井２０）には、空調機からの空調空気（冷風）を鉛直下方に吹き出す吹出口２７が少なくとも１つ（図２では３つ）形成される。この吹出口２７は、吹出ダクト５２（図２参照）を介して空調機の吹出口と接続される。吹出ダクト５２には、吹出口２７から吹き出す空調空気の温度を測定するための吹出側温度センサ６９ａ（図５参照）が設けられる。
【００２８】
図５に示すように、空調機５１は、ホットゾーン２４内の空気を吸引するファン５４と、ファン５４の下流側に設けられ、ファン５４からの空気を冷却して空調空気を吹き出す冷却コイル（ＤＣ；DryCoil）５５とを備える。
【００２９】
また、本実施形態に係るデータセンタ１０は、排気口２６から排気された空気の熱を空調機５１の冷却コイル５５で冷却する前に回収する熱回収手段５６を備える。
【００３０】
熱回収手段５６は、排気口２６から排気された空気から熱を回収する熱回収コイル（ＨＣ；Heat Capture Coil）５７と、熱回収コイル５７に熱媒体を供給する熱媒体供給管５８と、熱回収コイル５７で熱回収した熱媒体をボイラなど他の設備に排出する熱媒体排出管５９と、熱媒体供給管５８に設けられた熱媒体用ポンプ６０と、熱媒体用ポンプ６０の下流側の熱媒体供給管５８に設けられたレギュレータ６１と、熱媒体排出管５９中の熱媒体の温度を測定する熱媒体用温度センサ６２と、熱媒体用温度センサ６２の測定温度（熱媒体の温度）が最も高くなるように、レギュレータ６１の開度を調整して熱媒体の流量を制御する熱回収用制御装置６３ａとを備える。熱回収用制御装置６３ａはＰＬＣ（Programmable Logic Controller）からなる。
【００３１】
本実施形態では、熱媒体として水を用いた。熱回収コイル５７に供給する水の温度は、例えば、２０℃程度であり、熱回収コイル５７通過後の温水の温度は、例えば、３５〜４０℃程度である。
【００３２】
熱回収コイル５７は、空調機５１と一体に設けられ、ファン５４の下流側かつ冷却コイル５５の上流側に設けられる。これにより、排気口２６から排気された空気の熱のみならず、ファン５４で発生した熱も熱回収コイル５７で回収することが可能となる。熱回収コイル５７で熱回収された空気は、冷却コイル５５で冷却されて所定温度（例えば、２３℃程度）の空調空気となる。
【００３３】
冷却コイル５５には、冷媒を供給するための冷媒供給管６４、および冷媒を戻すための冷媒戻り管６５が接続される。冷媒供給管６４には冷媒用ポンプ６６が設けられる。冷媒は、例えば水である。
【００３４】
冷媒供給管６４および冷媒戻り管６５には、冷媒を冷却コイル５５に通さずにバイパスするためのバイパス管６７が接続され、バイパス管６７と冷媒戻り管６５の接続箇所には、冷媒のバイパス／非バイパスの混合比率を調節できる三方弁６８が設けられる。この三方弁６８は（一般にモーター付きの）電磁弁であり、冷却コイル５５を通過した後の空調空気の温度が所定温度（設定温度）となるように、冷却コイル５５を通過する冷媒流量の制御がなされる。
【００３５】
冷却用制御装置６３ｂは、吹出ダクト５２に設けられた吹出側温度センサ６９ａで測定した空調空気の温度が所定温度よりも高い場合には、三方弁６８で冷媒を冷却コイル５５により多く流すようにし、吹出側温度センサ６９ａで測定した空調空気の温度が所定温度よりも低い場合には、三方弁６８で冷媒をバイパス側により多く流し冷却コイル５５を通過させないようにする。
【００３６】
あるいは、このバイパス管６７がない場合、すなわち二方弁によって冷媒の流量の制御を行うことも可能であり、その方式でも吹出側温度センサ６９ａで測定した空調空気の温度を所定温度に合わせるように冷却コイル５５への冷媒の通過流量を決めるべく、バルブの開度が自動で制御される。
【００３７】
このように、冷却用制御装置６３ｂで冷却コイル５５に流れる冷媒の流量を制御することにより、所望の温度の空調空気が得られる。冷却用制御装置６３ｂはＰＬＣからなる。
【００３８】
ファン５４には、出力周波数可変の動力ＩＮＶ（inverter）盤６３ｄが接続される。ファン５４は、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数に応じた回転数で回転する。この動力ＩＮＶ盤６３ｄには、排気口２６から排気された空気の温度を所定温度範囲、または所定温度（例えば、４０〜４２℃）に保つように、動力ＩＮＶ盤６３ｄに出力周波数を出力してファン５４の回転数を制御する回転数制御装置６３ｃが接続される。
【００３９】
回転数制御装置６３ｃは、予め設定された最高閾値とする温度Ｔhigh（例えば、４２℃）と最低閾値とする温度Ｔlow（例えば、４０℃）に基づき、排気ダクト５３に設けられた排気側温度センサ６９ｂで測定した温度（排気口２６から排気された空気の温度）ｔが最高閾値とする温度Ｔhighよりも高い場合には、ファン５４の回転数を一定値ずつ上げる（例えば、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を１分間に２Ｈｚずつ上げる。また、その上げる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある）。また、排気側温度センサ６９ｂで測定した温度ｔが最低閾値とする温度Ｔlowよりも低い場合には、ファン５４の回転数を一定値ずつ下げる（例えば、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を１分間に１Ｈｚずつ下げる。また、その下げる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある）。あるいはこの周波数を変更する動作は、通常のＰＩＤ制御によって行う場合、またはその組み合わせで行う場合も考えられ、この制御方法を限定するものではない。
【００４０】
このように、回転数制御装置６３ｃでファン５４の回転数を制御することにより、排気口２６から排出される空気の温度ｔ、すなわち、ホットゾーン２４内の空気の温度ｔを所望の温度範囲（Ｔhigh〜Ｔlowの温度範囲）とすることができる。Ｔhigh＝Ｔlowとすれば、排気口２６から排出される空気の温度（ホットゾーン２４内の空気の温度）ｔを所望の温度Ｔhigh（＝Ｔlow）とすることができる。回転数制御装置６３ｃは、ＰＬＣからなる。
【００４１】
空調機５１は、ラック１２が配置される空調室１３とは別空間、例えば、データセンタ１０が設けられる建物の別の部屋、あるいは屋外などに設けられる。これにより、特許文献１のように、ラック１２（ラック列１５）に冷媒などの配管が接続されることがなくなり、空調機５１とラック１２（ラック列１５）とが完全に切り離される。図５では、空調機５１が、あたかも天井の上に設置されているように描かれているが、これは便宜上である。
【００４２】
また、例えば、空調機５１が空調室１３に隣接した別空間に設置された場合において、該別空間の床面は、空調室１３の床面より低いレベルであることが望ましく、本方式によっては容易にその形態をとることができる。これは、例えば、空調機５１に係る冷媒供給管６４、冷媒戻り管６５、熱媒体供給管５８、あるいは熱媒体排出管５９が損傷し、冷媒や熱媒体が流れ出しても、該冷媒や熱媒体が空調室１３内に侵入し難くなる工夫である。
【００４３】
本実施形態の作用を説明する。
【００４４】
図６に示すように、まず、空調機５１の空調空気吹出口から吹き出された空調空気（冷風）を、吹出ダクト５２を介して吹出口２７から吹き降ろし、空調室１３内に導入する（ステップＳ１）。このとき、回転数制御装置６３ｃは、ファン５４が適正と予想される初期の風速が得られる回転数となるように、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を制御する。吹き出される空調空気の温度は、例えば、２３℃程度である。
【００４５】
空調室１３内に吹き出された空調空気は、サーバなどの電子機器１１のファンによりラック列１５の前面Ｆからラック１２内に導入され、ラック１２内の電子機器１１で発生した熱を回収する（ステップＳ２）。
【００４６】
電子機器１１で発生した熱を回収した空気は、ラック列１５の背面Ｒからホットゾーン２４内に導入される（ステップＳ３）。ラック１２（ラック列１５）の上面から放出される熱も、ホットゾーン２４内に放出されるため、電子機器１１で発生する熱は全てホットゾーン２４内に集められる。
【００４７】
ホットゾーン２４内の空気は、ホットゾーン２４内の天井２０に設けられた排気口２６から排気され（ステップＳ４）、排気ダクト５３に設けられた排気側温度センサ６９ｂでその温度が常時連続して測定される（ステップＳ５）。排気側温度センサ６９ｂを通過した空気は、排気ダクト５３を介して空調機５１の吸込口に導入される。
【００４８】
回転数制御装置６３ｃは、予め設定された最高閾値とする温度Ｔhighと排気側温度センサ６９ｂで測定した温度ｔとを比較し（ステップＳ６）、ｔ＞Ｔhighである場合は、ファン５４の回転数を上げるべく、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を一定値ずつ（例えば、１分間に２Ｈｚずつ）上げる制御を行う（ステップＳ７）。これにより、空調機５１からの空調空気の吹出量が徐々に増加し、ラック１２（ラック列１５）に導入される空調空気の量が多くなるため、ホットゾーン２４内の空気の温度を下げることができる。
【００４９】
また、回転数制御装置６３ｃは、予め設定された最低閾値とする温度Ｔlowと排気側温度センサ６９ｂで測定した温度ｔとを比較し（ステップＳ８）、ｔ＜Ｔlowである場合は、ファン５４の回転数を下げるべく、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を一定値ずつ（例えば、１分間に１Ｈｚずつ）下げる制御を行う（ステップＳ９）。これにより、空調機５１からの空調空気の吹出量が徐々に減少し、ラック１２（ラック列１５）に導入される空調空気の量が少なくなるため、ホットゾーン２４内の空気の温度を上げることができる。
【００５０】
空調機５１の吸込口に導入された空気は、ファン５４を通過して、ファン５４で発生する熱を回収した後、熱回収コイル５７に導入される。熱回収コイル５７は、ファン５４より導入された空気の熱を回収し、この空気の温度に最も近い高温度の熱媒体（温水）を回収する（ステップＳ１０）。熱回収コイル５７を通過した高温度の熱媒体は、ボイラなど他の設備に排出される。
【００５１】
熱回収コイル５７を通過した空気は、冷却コイル５５に導入され、冷却コイル５５で所定温度（例えば、２３℃）に冷却され、空調空気（冷風）として空調機５１の空調空気吹出口から吹き出される（ステップＳ１１）。
【００５２】
以上のステップＳ１〜Ｓ１１を繰り返すことにより、排気口２６より排気される空気の温度ｔ、すなわちホットゾーン２４内の空気の温度ｔを、Ｔhigh〜Ｔlowの温度範囲（例えば、４０〜４２℃の温度範囲）とすることができ、熱回収コイル５７で効率よく熱回収を行うことが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係るデータセンタ１０では、ラック列１５の背面Ｒ同士を向かい合わせて配置し、各ラック列１５の前縁上部にパーティション２３を設けているため、ラック１２の上面から放出される熱もホットゾーン２４内に導入される。よって、ラック１２の上面から放出される熱が空調室１３内に放出されず、電子機器１１で発生する熱を全てホットゾーン２４に集中させることができる。
【００５４】
また、パーティション２３と天井シール部材２５により、吹出口２７から出る冷気とホットゾーン２４内の熱の混合がなくなる。この為、空調空気の温度も従来型空調機同等の低温度（例えば、１１〜１５℃程度）にする必要がなくなる。
【００５５】
この効果として、空調機５１に従来標準とされている低温の冷媒（例えば、６℃から１３℃）を供給する必要がなくなり、冷媒の供給温度を高く（例えば、１６℃から２０℃）しても電子機器１１の冷却が可能となる。その結果、冷却コイル５５では不必要な除湿がなくなり、除湿の結果必要とされていた加湿をする必要がなくなるため、効率よく安価に、空調空気（冷風）を作り出すことが可能となる。
【００５６】
また、冷媒を冷やす元となる冷熱源（例えば冷凍機、冷却塔など）の選択において、冷凍機を使わなくても寒冷な外気の冷熱などで冷却できるといった方法の選択幅やその有効期間も広がり、更に省エネ性を高めることができる。
【００５７】
この方式では、空気が熱せられて比重が小さくなり上昇しやすい性質、および冷却後に比重が大きくなる性質を利用するため、空調空気の流動性（対流）を高めることができ、空調機５１で送風動力として消費するエネルギーを低減することが可能となる。
【００５８】
さらにまた、ホットゾーン２４内の温度を意図的に高い温度に保つことで、前記の効果を高めて、空調機５１をより効率良く作動させることが可能となる。
【００５９】
よって、全体として空調機５１で大量のエネルギーを消費することがなくなり、熱源側とその消費側である空調機本体で大きな省エネを実現できる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、排気口２６から排気された空気の熱を冷却コイル５５で冷却する前に熱回収手段５６で回収しており、ホットゾーン２４に集められた熱を拡散させず有効利用することができる。
【００６１】
本実施形態では、熱回収コイル５７を空調機５１と一体に設けているため、全体としてコンパクト化することができる。さらに、熱回収コイル５７をファン５４の下流側かつ冷却コイル５５の上流側に設けているため、ファン５４で発生する熱も熱回収コイル５７で回収することが可能となり、より効果的な熱回収を実現することができる。また、熱回収コイル５７で熱回収した後に冷却コイル５５で冷却することになるので、冷却コイル５５での冷却エネルギー費を削減することが可能となる。
【００６２】
本実施形態では、ホットゾーン２４以外の空調室１３の天井に少なくとも１つの吹出口２７を形成し、吹出口２７から空調空気を「鉛直下方」に吹き出すようにしたことが特徴となっている。これにより、空調空気を供給する際に遅い風速（例えば、微風：１ｍ／ｓ以下）で吹き出しても、周囲との比重の差による落下が空気循環エネルギーとなって、ラック１２内に高所から低所まで分散して配置された電子機器１１（通常、本体前面に冷却空気吸い込みファンを個別に有する）の前面に均等に空調空気を供給することができるようになる。その結果、ファン５４の回転数（空調室１３内の循環風量）が小さくても電子機器１１を十分に冷却することが可能となるため、ホットゾーン２４内の空気の温度ｔを所定温度範囲、または所定温度とすることを優先してファン５４の回転数を決めることが可能となる。ファン５４の回転数を小さくすることが可能となるため、結果的に、ファン５４で消費するエネルギー（循環送風に要する動力）を低減することができる。
【００６３】
本実施形態では、ラック列１５を免震装置１７上に設け、かつ、ラック列１５と空調機５１とを完全に切り離している（配管などで接続していない）ため、地震が発生しても、冷媒などの配管が破損して電子機器１１に損害を与えるおそれがなくなる。さらに、パネル２１およびパーティション２３を天井２０に対して移動可能とすることにより、地震発生時にラック１２（ラック列１５）と建物との間に変位差が生じても、ラック１２が転倒するおそれがなくなる。
【００６４】
上記実施形態では、ホットゾーン２４内の空気の温度ｔを所定温度範囲、あるいは所定温度になるようにファン５４の回転数を制御する場合を説明したが、排気側温度センサ６９ｂおよび吹出側温度センサ６９ａが計測する温度差に基づいて、ホットゾーン２４内の空気と空調室１３（空調空気）の温度差を目標とする値に一致させるように、ファン５４の回転数を制御するようにしてもよい。これにより、電子機器１１を冷却しつつも、最も効率のよい温度で熱回収を行うことが可能となる。
【００６５】
上記実施形態では、ラック列１５を２列に配置した場合を説明したが、これに限定されず、他の幾何学的な配列としてもよい。また、パネル２１の代わりに複数のラック１２を配置し、その前縁上部にパーティション２３を設けるようにしてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、ラック列１５の左右方向の両端部側に、ラック列１５の間を塞ぐように、ラック列１５の下縁から空調室１３の天井２０に延びるパネル２１をそれぞれ設けたが、これを一端部側は、上記実施形態と同様のパネル２１、他端部側は、空調室１３の側壁をパネル２１の変わりに代用しても良く、この場合、空調室１３の側壁をパネル２１とみなす。
【００６７】
本発明は、上記実施形態には限定されず、当業者にとって想到し得る本明細書に説明された基本的教示の範囲に含まれる全ての変更、および代替的構成を具体化するものとして解釈されるべきである。
【００６８】
本発明において、「パネル」と「パーティション」と使い分けているが、例えば、材質が違うという具合に、構成材料が相違するといった意味で使い分けているのではなく、ラック上であって空調室を仕切る仕切り部材を「パーティション」、ラック列の左右方向の端部側であってラック列（パーティションの部分も含む）の間を閉塞するように連結する連結部材を「パネル」としている。なお、この「パネル」と「パーティション」だが、一枚構成でも、分割構成でも、どちらでも良い。
【００６９】
最後に、特許文献１に示すデータセンタは、空調室内にモジュラー型データセンタ７０を設置するタイプ、つまり、完全なモジュラー化タイプであったが、一方、本発明では、該完全なモジュラー化タイプとは一線を画しており、上述したように、地震に強く、そして、省エネである空調室と一部融合している一部モジュラー化タイプである。
【符号の説明】
【００７０】
１０ データセンタ
１１ 電子機器
１２ ラック
１３ 空調室
１４ 床面
１５ ラック列
２０ 天井
２１ パネル
２３ パーティション
２４ ホットゾーン
２６ 排気口
２７ 吹出口
５１ 空調機
５４ ファン
５５ 冷却コイル
５６ 熱回収手段
５７ 熱回収コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック内に収容されたサーバなどの電子機器で発生する熱を効率よく除去するデータセンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーバなどの電子機器は、一般的に、ラック内に高密度に多段に収容されて空調室内に配置される。電子機器では電力消費に伴い熱が発生するので、この熱による悪影響を排除するために、空調機などの冷却システムによりラック内に収容された電子機器に空調空気（冷風）を供給し、電子機器で発生した熱を除去するのが一般的である。
【０００３】
従来のデータセンタとして、図７に示すように、空調室内に、サーバなどの電子機器を収容したラック７１を複数台左右方向に並べてラック列７２を形成すると共に、このラック列７２の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて床面上に配置し、その向かい合わせたラック列７２の左右方向、即ち、長手方向の端部側に、ラック列７２の間を塞ぐように扉７５及び屋根パネル７４を設けることで、背面同士が向き合ったラック列７２の背面側の間に空調室内と仕切ってホットゾーンを区画した、所謂、モジュラー型データセンタ７０を空調室内に単数若しくは複数設置し、全体としてデータセンタを構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。なお、この扉７５は、ホットゾーンの中に入るためのものである。
【０００４】
また、空調室内にモジュラー型データセンタ７０を設置するタイプのデータセンタである特許文献１では、ラック７１のうち１つが冷却機器（空調機）を内蔵しており、ホットゾーン内の空気を冷却してラック７１の前面側に排気するようにしている。つまり、モジュラー型データセンタ７０では、ラック７１の前面から空調空気（冷風）を導入して、ラック７１内の電子機器で発生した熱を除去すると共に、熱を吸収した空気をラック７１の背面からホットゾーンに排気し、このホットゾーン内の空気を冷却機器で冷却してラック７１の前面側に排気している。
【０００５】
ラック７１内に収容された冷却機器には、水やフロンガスなどの冷媒を供給するための冷媒供給・戻りパイプ７６が接続される。ラック７１内の各電子機器には、電力供給ライン７７を介して電力が供給される。
【０００６】
このように、特定の場所（ホットゾーン）に電子機器で発生した熱を集中させることにより、冷却機器を効率良く作動させることが可能となる。すなわち、冷却機器には一般的な空調設備同等に低温な冷媒を供給する必要がなくなるため、安価に、かつ、除湿をすることなく空調空気（冷風）を効率よく作り出すことが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特表２００６−５２６２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のデータセンタでは、ラック７１（ラック列７２）の上面や屋根パネル７４の上面から空調室内に電子機器で発生した熱が放出されてしまい、該熱と、冷却機器によって生成したラック７１の前面側から送風する空調空気（冷風）とが混合することがあり、該混合の結果、ラック７１の前面から導入する空調空気（冷風）の温度が十分に冷やせなくなる場合には、これをモジュラー型データセンタ７０に組み込まれた冷却機器とは別の空調機（室内エアコン）で更に事前冷却する必要があった。これでは、空調機（室内エアコン）での消費エネルギーが無駄であり、省エネの観点から問題があった。
【０００９】
なお、サーバには上方に排気を行うタイプのものもあるため、このようなサーバをラック７１内に収容する場合には、ラック７１上面から空調室内に放出される熱が多く前記の問題が顕著に現れる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ラック内の電子機器で発生する熱を効率よく除去して、空調機での消費エネルギーの低減を図ることが可能なデータセンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、少なくとも、空調室と、該空調室の床面上にサーバなどの電子機器を多段に収容するラックを複数台左右方向に並べ形成されたラック列と、前記ラック内に収容された電子機器で発生する熱を除去すべく前記空調室内を空調する空調機とを備えたデータセンタにおいて、前記ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて前記空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から前記空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、前記空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井に、ホットゾーン内の空気を排気する排気口を少なくとも１つ形成すると共に、前記空調室内の空調空気を前記ラック列の前面から背面に通して前記ホットゾーンに導入するようにし、前記空調機と前記排気口とを接続する排気ダクトを設けると共に、前記空調機と前記ホットゾーン以外の前記空調室に設けられた吹出口とを接続する吹出ダクトを設け、これら前記排気ダクトと前記吹出ダクトにそれぞれ温度センサを設けて構成され、前記空調機のファンには、前記各温度センサが計測する温度差に基づいて、前記空調室と前記ホットゾーン間の温度差を目標とする値に一致させるように、前記ファンの回転数を制御する回転数制御装置が設けられることを特徴とするデータセンタである。
【００１２】
前記吹出口は、前記ホットゾーン以外の前記空調室の天井に少なくとも１つ形成され、前記空調空気を鉛直下方に吹き出すようにされてもよい。
【００１３】
前記排気口から排気された空気から熱を回収する熱回収コイルを備え、該熱回収コイルには、熱媒体の温度が最も高くなるように前記熱媒体の流量を制御する熱回収用制御装置が設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ラック内の電子機器で発生する熱を効率よく除去して、空調機での消費エネルギーの低減を図ることができる。
さらに、本発明によれば、電子機器を冷却しつつも、最も効率のよい温度で熱回収を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のデータセンタの概略断面図である。
【図２】本発明のデータセンタの平面図である。
【図３】本発明のデータセンタの側面図である。
【図４】本発明のデータセンタの正面図である。
【図５】本発明のデータセンタにおいて、空調機、熱回収手段を示す概略断面図である。
【図６】本発明のデータセンタの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来のデータセンタの斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るデータセンタの概略断面図であり、図２はその平面図、図３はその側面図、図４はその正面図である。
【００１８】
図１〜４に示すように、データセンタ１０は、少なくとも、天井、床面、及び４つの側壁で形成された箱状の空調室１３と、サーバなどの電子機器１１を多段に収容する複数台のラック１２を左右方向に並べ形成されたラック列１５と、ラック１２内に収容された電子機器１１で発生する熱を除去すべく空調室１３内を空調する空調機（図示せず）とを備える。
【００１９】
ラック１２内には、サーバや、ＣＰＵ、ネットワーク機器、ストレージデバイスのような情報通信技術の設備機器である電子機器１１が多段に収容される。
【００２０】
データセンタ１０では、空調室１３の床面１４上にラック１２を複数台（本実施形態では１２台）左右方向に並べてラック列１５を形成すると共に、そのラック列１５の背面Ｒ同士を間隔をおいて向かい合わせて配置している。ラック列１５を間隔をおいて配置することで、ラック列１５間には作業通路１６が形成される。
【００２１】
これらラック列１５は、床面１４上に免震装置１７を介して配置される。本実施形態では、免震装置１７として、架台１８上にベアリングを介して免震台１９を設けたものを用いたが、これに限定されるものではない。
【００２２】
ラック列１５の左右には、ラック列１５の下縁から天井２０に延びるパネル２１が設けられる。このパネル２１には、作業通路１６に出入するための扉２２が設けられる。パネル２１は、免震装置１７上に設けられる。
【００２３】
各ラック列１５の前縁上部には、天井２０に延びるパーティション２３が設けられる。パーティション２３およびパネル２１の上端は、天井２０に対して移動可能に設けられる。
【００２４】
パネル２１とパーティション２３の上端には、ホットゾーン２４と空調室１３とをシールするための天井シール部材２５が設けられる。本実施形態では、天井シール部材２５としてゴムシートを用い、そのゴムシートをパーティション２３のホットゾーン２４側の上端に、その上端部がホットゾーン２４側に湾曲するようにボルトなどで固定した。
【００２５】
これにより、両ラック列１５、パーティション２３、およびパネル２１で空調室１３と仕切られたホットゾーン２４が区画形成される。
【００２６】
ホットゾーン２４内の天井２０には、ホットゾーン２４内の熱を排気する排気口２６が少なくとも１つ（図２では３つ）形成される。この排気口２６は排気ダクト５３（図２参照）を介して空調機の吸込口に接続される。排気ダクト５３には、ホットゾーン２４から吸引する空気の温度を測定するための排気側温度センサ６９ｂ（図５参照）が設けられる。
【００２７】
ホットゾーン２４以外の空調室１３の天井２０（図１ではラック列１５の前方の天井２０）には、空調機からの空調空気（冷風）を鉛直下方に吹き出す吹出口２７が少なくとも１つ（図２では３つ）形成される。この吹出口２７は、吹出ダクト５２（図２参照）を介して空調機の吹出口と接続される。吹出ダクト５２には、吹出口２７から吹き出す空調空気の温度を測定するための吹出側温度センサ６９ａ（図５参照）が設けられる。
【００２８】
図５に示すように、空調機５１は、ホットゾーン２４内の空気を吸引するファン５４と、ファン５４の下流側に設けられ、ファン５４からの空気を冷却して空調空気を吹き出す冷却コイル（ＤＣ；DryCoil）５５とを備える。
【００２９】
また、本実施形態に係るデータセンタ１０は、排気口２６から排気された空気の熱を空調機５１の冷却コイル５５で冷却する前に回収する熱回収手段５６を備える。
【００３０】
熱回収手段５６は、排気口２６から排気された空気から熱を回収する熱回収コイル（ＨＣ；Heat Capture Coil）５７と、熱回収コイル５７に熱媒体を供給する熱媒体供給管５８と、熱回収コイル５７で熱回収した熱媒体をボイラなど他の設備に排出する熱媒体排出管５９と、熱媒体供給管５８に設けられた熱媒体用ポンプ６０と、熱媒体用ポンプ６０の下流側の熱媒体供給管５８に設けられたレギュレータ６１と、熱媒体排出管５９中の熱媒体の温度を測定する熱媒体用温度センサ６２と、熱媒体用温度センサ６２の測定温度（熱媒体の温度）が最も高くなるように、レギュレータ６１の開度を調整して熱媒体の流量を制御する熱回収用制御装置６３ａとを備える。熱回収用制御装置６３ａはＰＬＣ（Programmable Logic Controller）からなる。
【００３１】
本実施形態では、熱媒体として水を用いた。熱回収コイル５７に供給する水の温度は、例えば、２０℃程度であり、熱回収コイル５７通過後の温水の温度は、例えば、３５〜４０℃程度である。
【００３２】
熱回収コイル５７は、空調機５１と一体に設けられ、ファン５４の下流側かつ冷却コイル５５の上流側に設けられる。これにより、排気口２６から排気された空気の熱のみならず、ファン５４で発生した熱も熱回収コイル５７で回収することが可能となる。熱回収コイル５７で熱回収された空気は、冷却コイル５５で冷却されて所定温度（例えば、２３℃程度）の空調空気となる。
【００３３】
冷却コイル５５には、冷媒を供給するための冷媒供給管６４、および冷媒を戻すための冷媒戻り管６５が接続される。冷媒供給管６４には冷媒用ポンプ６６が設けられる。冷媒は、例えば水である。
【００３４】
冷媒供給管６４および冷媒戻り管６５には、冷媒を冷却コイル５５に通さずにバイパスするためのバイパス管６７が接続され、バイパス管６７と冷媒戻り管６５の接続箇所には、冷媒のバイパス／非バイパスの混合比率を調節できる三方弁６８が設けられる。この三方弁６８は（一般にモーター付きの）電磁弁であり、冷却コイル５５を通過した後の空調空気の温度が所定温度（設定温度）となるように、冷却コイル５５を通過する冷媒流量の制御がなされる。
【００３５】
冷却用制御装置６３ｂは、吹出ダクト５２に設けられた吹出側温度センサ６９ａで測定した空調空気の温度が所定温度よりも高い場合には、三方弁６８で冷媒を冷却コイル５５により多く流すようにし、吹出側温度センサ６９ａで測定した空調空気の温度が所定温度よりも低い場合には、三方弁６８で冷媒をバイパス側により多く流し冷却コイル５５を通過させないようにする。
【００３６】
あるいは、このバイパス管６７がない場合、すなわち二方弁によって冷媒の流量の制御を行うことも可能であり、その方式でも吹出側温度センサ６９ａで測定した空調空気の温度を所定温度に合わせるように冷却コイル５５への冷媒の通過流量を決めるべく、バルブの開度が自動で制御される。
【００３７】
このように、冷却用制御装置６３ｂで冷却コイル５５に流れる冷媒の流量を制御することにより、所望の温度の空調空気が得られる。冷却用制御装置６３ｂはＰＬＣからなる。
【００３８】
ファン５４には、出力周波数可変の動力ＩＮＶ（inverter）盤６３ｄが接続される。ファン５４は、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数に応じた回転数で回転する。この動力ＩＮＶ盤６３ｄには、排気口２６から排気された空気の温度を所定温度範囲、または所定温度（例えば、４０〜４２℃）に保つように、動力ＩＮＶ盤６３ｄに出力周波数を出力してファン５４の回転数を制御する回転数制御装置６３ｃが接続される。
【００３９】
回転数制御装置６３ｃは、予め設定された最高閾値とする温度Ｔhigh（例えば、４２℃）と最低閾値とする温度Ｔlow（例えば、４０℃）に基づき、排気ダクト５３に設けられた排気側温度センサ６９ｂで測定した温度（排気口２６から排気された空気の温度）ｔが最高閾値とする温度Ｔhighよりも高い場合には、ファン５４の回転数を一定値ずつ上げる（例えば、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を１分間に２Ｈｚずつ上げる。また、その上げる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある）。また、排気側温度センサ６９ｂで測定した温度ｔが最低閾値とする温度Ｔlowよりも低い場合には、ファン５４の回転数を一定値ずつ下げる（例えば、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を１分間に１Ｈｚずつ下げる。また、その下げる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある）。あるいはこの周波数を変更する動作は、通常のＰＩＤ制御によって行う場合、またはその組み合わせで行う場合も考えられ、この制御方法を限定するものではない。
【００４０】
このように、回転数制御装置６３ｃでファン５４の回転数を制御することにより、排気口２６から排出される空気の温度ｔ、すなわち、ホットゾーン２４内の空気の温度ｔを所望の温度範囲（Ｔhigh〜Ｔlowの温度範囲）とすることができる。Ｔhigh＝Ｔlowとすれば、排気口２６から排出される空気の温度（ホットゾーン２４内の空気の温度）ｔを所望の温度Ｔhigh（＝Ｔlow）とすることができる。回転数制御装置６３ｃは、ＰＬＣからなる。
【００４１】
空調機５１は、ラック１２が配置される空調室１３とは別空間、例えば、データセンタ１０が設けられる建物の別の部屋、あるいは屋外などに設けられる。これにより、特許文献１のように、ラック１２（ラック列１５）に冷媒などの配管が接続されることがなくなり、空調機５１とラック１２（ラック列１５）とが完全に切り離される。図５では、空調機５１が、あたかも天井の上に設置されているように描かれているが、これは便宜上である。
【００４２】
また、例えば、空調機５１が空調室１３に隣接した別空間に設置された場合において、該別空間の床面は、空調室１３の床面より低いレベルであることが望ましく、本方式によっては容易にその形態をとることができる。これは、例えば、空調機５１に係る冷媒供給管６４、冷媒戻り管６５、熱媒体供給管５８、あるいは熱媒体排出管５９が損傷し、冷媒や熱媒体が流れ出しても、該冷媒や熱媒体が空調室１３内に侵入し難くなる工夫である。
【００４３】
本実施形態の作用を説明する。
【００４４】
図６に示すように、まず、空調機５１の空調空気吹出口から吹き出された空調空気（冷風）を、吹出ダクト５２を介して吹出口２７から吹き降ろし、空調室１３内に導入する（ステップＳ１）。このとき、回転数制御装置６３ｃは、ファン５４が適正と予想される初期の風速が得られる回転数となるように、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を制御する。吹き出される空調空気の温度は、例えば、２３℃程度である。
【００４５】
空調室１３内に吹き出された空調空気は、サーバなどの電子機器１１のファンによりラック列１５の前面Ｆからラック１２内に導入され、ラック１２内の電子機器１１で発生した熱を回収する（ステップＳ２）。
【００４６】
電子機器１１で発生した熱を回収した空気は、ラック列１５の背面Ｒからホットゾーン２４内に導入される（ステップＳ３）。ラック１２（ラック列１５）の上面から放出される熱も、ホットゾーン２４内に放出されるため、電子機器１１で発生する熱は全てホットゾーン２４内に集められる。
【００４７】
ホットゾーン２４内の空気は、ホットゾーン２４内の天井２０に設けられた排気口２６から排気され（ステップＳ４）、排気ダクト５３に設けられた排気側温度センサ６９ｂでその温度が常時連続して測定される（ステップＳ５）。排気側温度センサ６９ｂを通過した空気は、排気ダクト５３を介して空調機５１の吸込口に導入される。
【００４８】
回転数制御装置６３ｃは、予め設定された最高閾値とする温度Ｔhighと排気側温度センサ６９ｂで測定した温度ｔとを比較し（ステップＳ６）、ｔ＞Ｔhighである場合は、ファン５４の回転数を上げるべく、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を一定値ずつ（例えば、１分間に２Ｈｚずつ）上げる制御を行う（ステップＳ７）。これにより、空調機５１からの空調空気の吹出量が徐々に増加し、ラック１２（ラック列１５）に導入される空調空気の量が多くなるため、ホットゾーン２４内の空気の温度を下げることができる。
【００４９】
また、回転数制御装置６３ｃは、予め設定された最低閾値とする温度Ｔlowと排気側温度センサ６９ｂで測定した温度ｔとを比較し（ステップＳ８）、ｔ＜Ｔlowである場合は、ファン５４の回転数を下げるべく、動力ＩＮＶ盤６３ｄの出力周波数を一定値ずつ（例えば、１分間に１Ｈｚずつ）下げる制御を行う（ステップＳ９）。これにより、空調機５１からの空調空気の吹出量が徐々に減少し、ラック１２（ラック列１５）に導入される空調空気の量が少なくなるため、ホットゾーン２４内の空気の温度を上げることができる。
【００５０】
空調機５１の吸込口に導入された空気は、ファン５４を通過して、ファン５４で発生する熱を回収した後、熱回収コイル５７に導入される。熱回収コイル５７は、ファン５４より導入された空気の熱を回収し、この空気の温度に最も近い高温度の熱媒体（温水）を回収する（ステップＳ１０）。熱回収コイル５７を通過した高温度の熱媒体は、ボイラなど他の設備に排出される。
【００５１】
熱回収コイル５７を通過した空気は、冷却コイル５５に導入され、冷却コイル５５で所定温度（例えば、２３℃）に冷却され、空調空気（冷風）として空調機５１の空調空気吹出口から吹き出される（ステップＳ１１）。
【００５２】
以上のステップＳ１〜Ｓ１１を繰り返すことにより、排気口２６より排気される空気の温度ｔ、すなわちホットゾーン２４内の空気の温度ｔを、Ｔhigh〜Ｔlowの温度範囲（例えば、４０〜４２℃の温度範囲）とすることができ、熱回収コイル５７で効率よく熱回収を行うことが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係るデータセンタ１０では、ラック列１５の背面Ｒ同士を向かい合わせて配置し、各ラック列１５の前縁上部にパーティション２３を設けているため、ラック１２の上面から放出される熱もホットゾーン２４内に導入される。よって、ラック１２の上面から放出される熱が空調室１３内に放出されず、電子機器１１で発生する熱を全てホットゾーン２４に集中させることができる。
【００５４】
また、パーティション２３と天井シール部材２５により、吹出口２７から出る冷気とホットゾーン２４内の熱の混合がなくなる。この為、空調空気の温度も従来型空調機同等の低温度（例えば、１１〜１５℃程度）にする必要がなくなる。
【００５５】
この効果として、空調機５１に従来標準とされている低温の冷媒（例えば、６℃から１３℃）を供給する必要がなくなり、冷媒の供給温度を高く（例えば、１６℃から２０℃）しても電子機器１１の冷却が可能となる。その結果、冷却コイル５５では不必要な除湿がなくなり、除湿の結果必要とされていた加湿をする必要がなくなるため、効率よく安価に、空調空気（冷風）を作り出すことが可能となる。
【００５６】
また、冷媒を冷やす元となる冷熱源（例えば冷凍機、冷却塔など）の選択において、冷凍機を使わなくても寒冷な外気の冷熱などで冷却できるといった方法の選択幅やその有効期間も広がり、更に省エネ性を高めることができる。
【００５７】
この方式では、空気が熱せられて比重が小さくなり上昇しやすい性質、および冷却後に比重が大きくなる性質を利用するため、空調空気の流動性（対流）を高めることができ、空調機５１で送風動力として消費するエネルギーを低減することが可能となる。
【００５８】
さらにまた、ホットゾーン２４内の温度を意図的に高い温度に保つことで、前記の効果を高めて、空調機５１をより効率良く作動させることが可能となる。
【００５９】
よって、全体として空調機５１で大量のエネルギーを消費することがなくなり、熱源側とその消費側である空調機本体で大きな省エネを実現できる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、排気口２６から排気された空気の熱を冷却コイル５５で冷却する前に熱回収手段５６で回収しており、ホットゾーン２４に集められた熱を拡散させず有効利用することができる。
【００６１】
本実施形態では、熱回収コイル５７を空調機５１と一体に設けているため、全体としてコンパクト化することができる。さらに、熱回収コイル５７をファン５４の下流側かつ冷却コイル５５の上流側に設けているため、ファン５４で発生する熱も熱回収コイル５７で回収することが可能となり、より効果的な熱回収を実現することができる。また、熱回収コイル５７で熱回収した後に冷却コイル５５で冷却することになるので、冷却コイル５５での冷却エネルギー費を削減することが可能となる。
【００６２】
本実施形態では、ホットゾーン２４以外の空調室１３の天井に少なくとも１つの吹出口２７を形成し、吹出口２７から空調空気を「鉛直下方」に吹き出すようにしたことが特徴となっている。これにより、空調空気を供給する際に遅い風速（例えば、微風：１ｍ／ｓ以下）で吹き出しても、周囲との比重の差による落下が空気循環エネルギーとなって、ラック１２内に高所から低所まで分散して配置された電子機器１１（通常、本体前面に冷却空気吸い込みファンを個別に有する）の前面に均等に空調空気を供給することができるようになる。その結果、ファン５４の回転数（空調室１３内の循環風量）が小さくても電子機器１１を十分に冷却することが可能となるため、ホットゾーン２４内の空気の温度ｔを所定温度範囲、または所定温度とすることを優先してファン５４の回転数を決めることが可能となる。ファン５４の回転数を小さくすることが可能となるため、結果的に、ファン５４で消費するエネルギー（循環送風に要する動力）を低減することができる。
【００６３】
本実施形態では、ラック列１５を免震装置１７上に設け、かつ、ラック列１５と空調機５１とを完全に切り離している（配管などで接続していない）ため、地震が発生しても、冷媒などの配管が破損して電子機器１１に損害を与えるおそれがなくなる。さらに、パネル２１およびパーティション２３を天井２０に対して移動可能とすることにより、地震発生時にラック１２（ラック列１５）と建物との間に変位差が生じても、ラック１２が転倒するおそれがなくなる。
【００６４】
上記実施形態では、ホットゾーン２４内の空気の温度ｔを所定温度範囲、あるいは所定温度になるようにファン５４の回転数を制御する場合を説明したが、排気側温度センサ６９ｂおよび吹出側温度センサ６９ａが計測する温度差に基づいて、ホットゾーン２４内の空気と空調室１３（空調空気）の温度差を目標とする値に一致させるように、ファン５４の回転数を制御するようにしてもよい。これにより、電子機器１１を冷却しつつも、最も効率のよい温度で熱回収を行うことが可能となる。
【００６５】
上記実施形態では、ラック列１５を２列に配置した場合を説明したが、これに限定されず、他の幾何学的な配列としてもよい。また、パネル２１の代わりに複数のラック１２を配置し、その前縁上部にパーティション２３を設けるようにしてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、ラック列１５の左右方向の両端部側に、ラック列１５の間を塞ぐように、ラック列１５の下縁から空調室１３の天井２０に延びるパネル２１をそれぞれ設けたが、これを一端部側は、上記実施形態と同様のパネル２１、他端部側は、空調室１３の側壁をパネル２１の変わりに代用しても良く、この場合、空調室１３の側壁をパネル２１とみなす。
【００６７】
本発明は、上記実施形態には限定されず、当業者にとって想到し得る本明細書に説明された基本的教示の範囲に含まれる全ての変更、および代替的構成を具体化するものとして解釈されるべきである。
【００６８】
本発明において、「パネル」と「パーティション」と使い分けているが、例えば、材質が違うという具合に、構成材料が相違するといった意味で使い分けているのではなく、ラック上であって空調室を仕切る仕切り部材を「パーティション」、ラック列の左右方向の端部側であってラック列（パーティションの部分も含む）の間を閉塞するように連結する連結部材を「パネル」としている。なお、この「パネル」と「パーティション」だが、一枚構成でも、分割構成でも、どちらでも良い。
【００６９】
最後に、特許文献１に示すデータセンタは、空調室内にモジュラー型データセンタ７０を設置するタイプ、つまり、完全なモジュラー化タイプであったが、一方、本発明では、該完全なモジュラー化タイプとは一線を画しており、上述したように、地震に強く、そして、省エネである空調室と一部融合している一部モジュラー化タイプである。
【符号の説明】
【００７０】
１０ データセンタ
１１ 電子機器
１２ ラック
１３ 空調室
１４ 床面
１５ ラック列
２０ 天井
２１ パネル
２３ パーティション
２４ ホットゾーン
２６ 排気口
２７ 吹出口
５１ 空調機
５４ ファン
５５ 冷却コイル
５６ 熱回収手段
５７ 熱回収コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、空調室と、該空調室の床面上にサーバなどの電子機器を多段に収容するラックを複数台左右方向に並べ形成されたラック列と、前記ラック内に収容された電子機器で発生する熱を除去すべく前記空調室内を空調する空調機とを備えたデータセンタにおいて、
前記ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて前記空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から前記空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、前記空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井に、ホットゾーン内の空気を排気する排気口を少なくとも１つ形成すると共に、前記空調室内の空調空気を前記ラック列の前面から背面に通して前記ホットゾーンに導入するようにし、
前記空調機と前記排気口とを接続する排気ダクトを設けると共に、前記空調機と前記ホットゾーン以外の前記空調室に設けられた吹出口とを接続する吹出ダクトを設け、これら前記排気ダクトと前記吹出ダクトにそれぞれ温度センサを設けて構成され、前記空調機のファンには、前記各温度センサが計測する温度差に基づいて、前記空調室と前記ホットゾーン間の温度差を目標とする値に一致させるように、前記ファンの回転数を制御する回転数制御装置が設けられる
ことを特徴とするデータセンタ。
【請求項２】
前記吹出口は、前記ホットゾーン以外の前記空調室の天井に少なくとも１つ形成され、前記空調空気を鉛直下方に吹き出すようにされる請求項１記載のデータセンタ。
【請求項３】
前記排気口から排気された空気から熱を回収する熱回収コイルを備え、
該熱回収コイルには、熱媒体の温度が最も高くなるように前記熱媒体の流量を制御する熱回収用制御装置が設けられる請求項１または２記載のデータセンタ。
【請求項１】
少なくとも、空調室と、該空調室の床面上にサーバなどの電子機器を多段に収容するラックを複数台左右方向に並べ形成されたラック列と、前記ラック内に収容された電子機器で発生する熱を除去すべく前記空調室内を空調する空調機とを備えたデータセンタにおいて、
前記ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて前記空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から前記空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、前記空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井に、ホットゾーン内の空気を排気する排気口を少なくとも１つ形成すると共に、前記空調室内の空調空気を前記ラック列の前面から背面に通して前記ホットゾーンに導入するようにし、
前記空調機と前記排気口とを接続する排気ダクトを設けると共に、前記空調機と前記ホットゾーン以外の前記空調室に設けられた吹出口とを接続する吹出ダクトを設け、これら前記排気ダクトと前記吹出ダクトにそれぞれ温度センサを設けて構成され、前記空調機のファンには、前記各温度センサが計測する温度差に基づいて、前記空調室と前記ホットゾーン間の温度差を目標とする値に一致させるように、前記ファンの回転数を制御する回転数制御装置が設けられる
ことを特徴とするデータセンタ。
【請求項２】
前記吹出口は、前記ホットゾーン以外の前記空調室の天井に少なくとも１つ形成され、前記空調空気を鉛直下方に吹き出すようにされる請求項１記載のデータセンタ。
【請求項３】
前記排気口から排気された空気から熱を回収する熱回収コイルを備え、
該熱回収コイルには、熱媒体の温度が最も高くなるように前記熱媒体の流量を制御する熱回収用制御装置が設けられる請求項１または２記載のデータセンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２９１４９（Ｐ２０１１−１２９１４９Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６６３４（Ｐ２０１１−２６６３４）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【分割の表示】特願２００８−２３６４３７（Ｐ２００８−２３６４３７）の分割
【原出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【分割の表示】特願２００８−２３６４３７（Ｐ２００８−２３６４３７）の分割
【原出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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