ホットアイル排熱式空調補助装置
【課題】データセンターにおける冷却機の負荷を軽減し、効率的な冷却を可能にするホットアイル排熱式空調補助装置を提供する。
【解決手段】複数のサーバ（１２）と、サーバの排気側に配置されたホットアイル（１４）と、サーバの吸気側に配置されたコールドアイル（１６）と、ホットアイルとコールドアイルとの間に配置された冷却機（１８）とを備えたデータセンターに設置されるホットアイル排熱式空調補助装置（２０）は、ホットアイルに配置された排風機（２２）と、ホットアイルに配置された送風機（２４）とを備え、排風機及び送風機を作動させて、ホットアイル内の空気のうち一定量を外部に排出するとともに、同量の外気をホットアイル内に導入するように構成されていることを特徴とする。
【解決手段】複数のサーバ（１２）と、サーバの排気側に配置されたホットアイル（１４）と、サーバの吸気側に配置されたコールドアイル（１６）と、ホットアイルとコールドアイルとの間に配置された冷却機（１８）とを備えたデータセンターに設置されるホットアイル排熱式空調補助装置（２０）は、ホットアイルに配置された排風機（２２）と、ホットアイルに配置された送風機（２４）とを備え、排風機及び送風機を作動させて、ホットアイル内の空気のうち一定量を外部に排出するとともに、同量の外気をホットアイル内に導入するように構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、空調補助装置に関する。より詳細には、本発明は、データセンターにおける空調システムの負荷を軽減するホットアイル排熱式空調補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンターに配置されるサーバや他のＩＴ機器等は、動作時に発熱するＣＰＵ等の内部部品を冷却することによって熱気が排出されるため、データセンターの空調管理においては、この熱を如何に処理するかが重要な課題となっている。
【０００３】
従来のデータセンターでは、一般的に、サーバから排出される高温の排気が流れる流路と、サーバに供給される低温の吸気が流れる流路とを区分けする等の工夫を施すことにより、空調を行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、データセンターにおける近時のサーバ機器の高密度化により、空調システムの冷却機への負荷が増大し、電力量が増加してコスト高を招くという課題が生じている。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、データセンターにおける冷却機の負荷を軽減し、効率的な冷却を可能にするホットアイル排熱式空調補助装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願請求項１に記載の、複数のサーバと、前記サーバの排気側に配置されたホットアイルと、前記サーバの吸気側に配置されたコールドアイルと、前記ホットアイルと前記コールドアイルとの間に配置された冷却機とを備えたデータセンターに設置されるホットアイル排熱式空調補助装置は、前記ホットアイルに配置された排風機と、前記ホットアイルに配置された送風機とを備え、前記排風機及び前記送風機を作動させて、前記ホットアイル内の空気のうち一定量を外部に排出するとともに、同量の外気を前記ホットアイル内に導入するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項２に記載のホットアイル排熱式空調補助装置は、前記請求項１の装置において、前記送風機にフィルタが設置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項３に記載のホットアイル排熱式空調補助装置は、前記請求項１又は２の装置において、前記排風機及び前記送風機に、回転数を制御するためのインバータがそれぞれ設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基本的にはホットアイルに排風機と送風機を設置するのみでよいので、簡単な構造で低コストで効率的な空調管理を実施することができる。本発明の装置では、ホットアイルの温度管理を行うのみでよく、コールドアイルの温度管理は主空調機器で行うため、コールドアイルにおける本空調補助装置による温度管理は不要であるため、装置全体が簡単かつ小型のもので済み、故障が少なくメンテナンスが容易であるとともに、データセンターの空間設計に対する負担は殆ど生じない。また、送風機にフィルタを設置することにより、サーバへの粉塵等の侵入を効果的に防止することができる。さらに、排風機と送風機にそれぞれインバータを設置して回転数を制御することにより、一層効率的な空調管理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の空調補助装置が設置されるデータセンターの空調関連設備を概略的に示した模式図である。
【図２】冷却機がコールドアイルの天井に設置されている変形形態を模式的に示した立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係るホットアイル排熱式空調補助装置（以下「空調補助装置」という）について詳細に説明する。図１は、空調補助装置が設置されるデータセンターのうち空調関連設備１０を概略的に示した模式図である。データセンター内には、データ処理を行うための複数のサーバ１２が配置されている。図１では、サーバ１２が前面から吸気し背面から排気するように構成されているものとして図示されているが、このような構成に限定されるものではない。また、サーバ１２は、本来のサーバの他、ルータ等の他のＩＴ機器、変圧器、配電盤、無停電電源装置等の周辺機器も含むものとする。なお、図１において参照符号１２ａ、１２ｂは、サーバ本体、サーバ循環ファンをそれぞれ示している。
【００１２】
データセンターの空調関連設備１０は、サーバ１２の排気側に配置されたホットアイル１４と、サーバ１２の吸気側に配置されたコールドアイル１６とを備えている。ここで、ホットアイル１４とは、サーバ１２からの排気のみを集めた空間を意味し、コールドアイル１６とは、サーバ１２によって吸引される吸気のみを集めた空間を意味する。ホットアイル１４とコールドアイル１６は通常、排気と吸気が混合しないように、隔壁等によって区分けされている。
【００１３】
データセンターの空調関連設備１０はまた、ホットアイル１４とコールドアイル１６との間に配置された冷却機１８を備えている。冷却機１８は、高温の排気を冷却して低温にし、得られた低温の吸気をサーバ１２に供給するためのものである。冷却機１８は、通常の型式のものを使用してよい。図１において参照符号１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅは、冷却コイル、冷却循環ファン、圧縮機、放熱機、冷媒配管をそれぞれ示している。
【００１４】
本発明の空調補助装置２０は、ホットアイル１４に配置され、ホットアイル１４内の高温の排気を外部に排出するための排風機２２と、ホットアイル１４に配置され、ホットアイル１４内に外気を供給するための送風機２４とを備えている。排風機２２及び送風機２４は、通常のファンを使用してよい。
【００１５】
送風機２４には、ホットアイル１４内に清浄な外気を供給するため、フィルタ２６を設置するのが好ましい。また、後述するようにインバータ制御が行われる場合には、排風機２２及び送風機２４に、ボリュームダンパ（図示せず）を設置してもよい。また、排風機２２及び送風機２４に消火用のピストンダンパ（図示せず）を、建物の延焼防止用にファイアダンパ（図示せず）をそれぞれ設置してもよい。さらに、排風機２２及び送風機２４の停止時に、風圧による逆流防止用としてチェッキダンパ又はモータダンパ（いずれも図示せず）を設置してもよい。
【００１６】
通常は温熱が低所ではなく高所に溜まることを考慮して、図示されるように、排風機２２をホットアイル１４の高所に、送風機２４を低所に配置するのが好ましい。
【００１７】
次に、以上のように構成された空調補助装置２０の作動について説明する。サーバ１２に、コールドアイル１６から低温の空気が供給され、サーバ１２内のＣＰＵ等の発熱した部品を冷却した後、ホットアイル１４に高温の空気が排出される。ホットアイル１４に排出された高温の空気のうち一定量が排風機２２を介して外部に排出されるとともに、同量の外気が送風機２４を介してホットアイル１４に導入される。これにより、ホットアイル１４内の空気の温度が、ホットアイル１４に排出された直後の空気の温度よりも低下する。このようにして温度が低下した空気は、冷却機１８に供給されて所定温度まで冷却された後、コールドアイル１６に戻される。コールドアイル１６に戻された低温の空気は、再びサーバ１２に供給され、上述の過程を繰り返すことにより、データセンターの空調システムを補助する。
【００１８】
より効率的に空調管理を実施するため、排風機２２と送風機２４にインバータ２２ａ、２４ａを設置し、それぞれの回転数を制御するように構成してもよい。
【００１９】
インバータ２２ａ、２４ａを設置した場合には、温度センサ２８、３０によりホットアイル内温度、外気温度をそれぞれ測定し、両者の温度差が小さければ、インバータ２２ａ、２４ａにより排風／送風の空気量を増大させ、両者の温度差が大きければ、インバータ２２ａ、２４ａにより排風／送風の空気量を減少させることによって、冷却機１８への負荷を軽減して電力消費を減らし、一層効率的な空調管理が実施される。
【００２０】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２１】
たとえば、図面に示されている各構成要素の大きさや他の細部などは、単なる例示的なものにすぎず、これらに限定されるものではない。
【００２２】
また、図２に示されるように、冷却機１８をコールドアイル１６の天井に設置してもよい。さらに、コールドアイル１６の通路の突き当たり部分に冷却機１８を設置（図示せず）してもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１０ データセンターの空調関連設備
１２ サーバ
１２ａ サーバ本体
１２ｂ サーバ循環ファン
１４ ホットアイル
１６ コールドアイル
１８ 冷却機
１８ａ 冷却コイル
１８ｂ 冷却循環ファン
１８ｃ 圧縮機
１８ｄ 放熱機
１８ｅ 冷媒配管
２０ 空調補助装置
２２ 排風機
２２ａ インバータ
２４ 送風機
２４ａ インバータ
２６ フィルタ
２８ 温度センサ（ホットアイル内温度測定用）
３０ 温度センサ（外気温測定用）
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、空調補助装置に関する。より詳細には、本発明は、データセンターにおける空調システムの負荷を軽減するホットアイル排熱式空調補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンターに配置されるサーバや他のＩＴ機器等は、動作時に発熱するＣＰＵ等の内部部品を冷却することによって熱気が排出されるため、データセンターの空調管理においては、この熱を如何に処理するかが重要な課題となっている。
【０００３】
従来のデータセンターでは、一般的に、サーバから排出される高温の排気が流れる流路と、サーバに供給される低温の吸気が流れる流路とを区分けする等の工夫を施すことにより、空調を行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、データセンターにおける近時のサーバ機器の高密度化により、空調システムの冷却機への負荷が増大し、電力量が増加してコスト高を招くという課題が生じている。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、データセンターにおける冷却機の負荷を軽減し、効率的な冷却を可能にするホットアイル排熱式空調補助装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願請求項１に記載の、複数のサーバと、前記サーバの排気側に配置されたホットアイルと、前記サーバの吸気側に配置されたコールドアイルと、前記ホットアイルと前記コールドアイルとの間に配置された冷却機とを備えたデータセンターに設置されるホットアイル排熱式空調補助装置は、前記ホットアイルに配置された排風機と、前記ホットアイルに配置された送風機とを備え、前記排風機及び前記送風機を作動させて、前記ホットアイル内の空気のうち一定量を外部に排出するとともに、同量の外気を前記ホットアイル内に導入するように構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項２に記載のホットアイル排熱式空調補助装置は、前記請求項１の装置において、前記送風機にフィルタが設置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項３に記載のホットアイル排熱式空調補助装置は、前記請求項１又は２の装置において、前記排風機及び前記送風機に、回転数を制御するためのインバータがそれぞれ設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基本的にはホットアイルに排風機と送風機を設置するのみでよいので、簡単な構造で低コストで効率的な空調管理を実施することができる。本発明の装置では、ホットアイルの温度管理を行うのみでよく、コールドアイルの温度管理は主空調機器で行うため、コールドアイルにおける本空調補助装置による温度管理は不要であるため、装置全体が簡単かつ小型のもので済み、故障が少なくメンテナンスが容易であるとともに、データセンターの空間設計に対する負担は殆ど生じない。また、送風機にフィルタを設置することにより、サーバへの粉塵等の侵入を効果的に防止することができる。さらに、排風機と送風機にそれぞれインバータを設置して回転数を制御することにより、一層効率的な空調管理を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の空調補助装置が設置されるデータセンターの空調関連設備を概略的に示した模式図である。
【図２】冷却機がコールドアイルの天井に設置されている変形形態を模式的に示した立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係るホットアイル排熱式空調補助装置（以下「空調補助装置」という）について詳細に説明する。図１は、空調補助装置が設置されるデータセンターのうち空調関連設備１０を概略的に示した模式図である。データセンター内には、データ処理を行うための複数のサーバ１２が配置されている。図１では、サーバ１２が前面から吸気し背面から排気するように構成されているものとして図示されているが、このような構成に限定されるものではない。また、サーバ１２は、本来のサーバの他、ルータ等の他のＩＴ機器、変圧器、配電盤、無停電電源装置等の周辺機器も含むものとする。なお、図１において参照符号１２ａ、１２ｂは、サーバ本体、サーバ循環ファンをそれぞれ示している。
【００１２】
データセンターの空調関連設備１０は、サーバ１２の排気側に配置されたホットアイル１４と、サーバ１２の吸気側に配置されたコールドアイル１６とを備えている。ここで、ホットアイル１４とは、サーバ１２からの排気のみを集めた空間を意味し、コールドアイル１６とは、サーバ１２によって吸引される吸気のみを集めた空間を意味する。ホットアイル１４とコールドアイル１６は通常、排気と吸気が混合しないように、隔壁等によって区分けされている。
【００１３】
データセンターの空調関連設備１０はまた、ホットアイル１４とコールドアイル１６との間に配置された冷却機１８を備えている。冷却機１８は、高温の排気を冷却して低温にし、得られた低温の吸気をサーバ１２に供給するためのものである。冷却機１８は、通常の型式のものを使用してよい。図１において参照符号１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅは、冷却コイル、冷却循環ファン、圧縮機、放熱機、冷媒配管をそれぞれ示している。
【００１４】
本発明の空調補助装置２０は、ホットアイル１４に配置され、ホットアイル１４内の高温の排気を外部に排出するための排風機２２と、ホットアイル１４に配置され、ホットアイル１４内に外気を供給するための送風機２４とを備えている。排風機２２及び送風機２４は、通常のファンを使用してよい。
【００１５】
送風機２４には、ホットアイル１４内に清浄な外気を供給するため、フィルタ２６を設置するのが好ましい。また、後述するようにインバータ制御が行われる場合には、排風機２２及び送風機２４に、ボリュームダンパ（図示せず）を設置してもよい。また、排風機２２及び送風機２４に消火用のピストンダンパ（図示せず）を、建物の延焼防止用にファイアダンパ（図示せず）をそれぞれ設置してもよい。さらに、排風機２２及び送風機２４の停止時に、風圧による逆流防止用としてチェッキダンパ又はモータダンパ（いずれも図示せず）を設置してもよい。
【００１６】
通常は温熱が低所ではなく高所に溜まることを考慮して、図示されるように、排風機２２をホットアイル１４の高所に、送風機２４を低所に配置するのが好ましい。
【００１７】
次に、以上のように構成された空調補助装置２０の作動について説明する。サーバ１２に、コールドアイル１６から低温の空気が供給され、サーバ１２内のＣＰＵ等の発熱した部品を冷却した後、ホットアイル１４に高温の空気が排出される。ホットアイル１４に排出された高温の空気のうち一定量が排風機２２を介して外部に排出されるとともに、同量の外気が送風機２４を介してホットアイル１４に導入される。これにより、ホットアイル１４内の空気の温度が、ホットアイル１４に排出された直後の空気の温度よりも低下する。このようにして温度が低下した空気は、冷却機１８に供給されて所定温度まで冷却された後、コールドアイル１６に戻される。コールドアイル１６に戻された低温の空気は、再びサーバ１２に供給され、上述の過程を繰り返すことにより、データセンターの空調システムを補助する。
【００１８】
より効率的に空調管理を実施するため、排風機２２と送風機２４にインバータ２２ａ、２４ａを設置し、それぞれの回転数を制御するように構成してもよい。
【００１９】
インバータ２２ａ、２４ａを設置した場合には、温度センサ２８、３０によりホットアイル内温度、外気温度をそれぞれ測定し、両者の温度差が小さければ、インバータ２２ａ、２４ａにより排風／送風の空気量を増大させ、両者の温度差が大きければ、インバータ２２ａ、２４ａにより排風／送風の空気量を減少させることによって、冷却機１８への負荷を軽減して電力消費を減らし、一層効率的な空調管理が実施される。
【００２０】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２１】
たとえば、図面に示されている各構成要素の大きさや他の細部などは、単なる例示的なものにすぎず、これらに限定されるものではない。
【００２２】
また、図２に示されるように、冷却機１８をコールドアイル１６の天井に設置してもよい。さらに、コールドアイル１６の通路の突き当たり部分に冷却機１８を設置（図示せず）してもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１０ データセンターの空調関連設備
１２ サーバ
１２ａ サーバ本体
１２ｂ サーバ循環ファン
１４ ホットアイル
１６ コールドアイル
１８ 冷却機
１８ａ 冷却コイル
１８ｂ 冷却循環ファン
１８ｃ 圧縮機
１８ｄ 放熱機
１８ｅ 冷媒配管
２０ 空調補助装置
２２ 排風機
２２ａ インバータ
２４ 送風機
２４ａ インバータ
２６ フィルタ
２８ 温度センサ（ホットアイル内温度測定用）
３０ 温度センサ（外気温測定用）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサーバと、前記サーバの排気側に配置されたホットアイルと、前記サーバの吸気側に配置されたコールドアイルと、前記ホットアイルと前記コールドアイルとの間に配置された冷却機とを備えたデータセンターに設置されるホットアイル排熱式空調補助装置であって、
前記ホットアイルに配置された排風機と、前記ホットアイルに配置された送風機とを備え、前記排風機及び前記送風機を作動させて、前記ホットアイル内の空気のうち一定量を外部に排出するとともに、同量の外気を前記ホットアイル内に導入するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記送風機にフィルタが設置されていることを特徴とする請求項１に記載された空調補助装置。
【請求項３】
前記排風機及び前記送風機に、回転数を制御するためのインバータがそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された空調補助装置。
【請求項１】
複数のサーバと、前記サーバの排気側に配置されたホットアイルと、前記サーバの吸気側に配置されたコールドアイルと、前記ホットアイルと前記コールドアイルとの間に配置された冷却機とを備えたデータセンターに設置されるホットアイル排熱式空調補助装置であって、
前記ホットアイルに配置された排風機と、前記ホットアイルに配置された送風機とを備え、前記排風機及び前記送風機を作動させて、前記ホットアイル内の空気のうち一定量を外部に排出するとともに、同量の外気を前記ホットアイル内に導入するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記送風機にフィルタが設置されていることを特徴とする請求項１に記載された空調補助装置。
【請求項３】
前記排風機及び前記送風機に、回転数を制御するためのインバータがそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された空調補助装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１０９６１２（Ｐ２０１３−１０９６１２Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４６８６（Ｐ２０１１−２５４６８６）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（５０７３７３１２８）株式会社シーエムプラス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（５０７３７３１２８）株式会社シーエムプラス (2)
【Ｆターム（参考）】
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