ラック、空気調節システム、空気調節方法
【課題】空気調節装置による冷却気流をラックの内部の高さ方向に対して効率良く供給し、ラック搭載型コンピュータ機器を効率的に冷却する。
【解決手段】内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器１が高さ方向に並べて収納され、空気調節装置５によって床下から内部を通って上方に向かう冷却気流Ａ３が供給されるラック１１であって、間隔をあけて配置された他のラック１１との間の空間を覆うことで空気調節装置５による気流を制御するための天井パネル１５及び側面扉パネル２０が設けられている。
【解決手段】内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器１が高さ方向に並べて収納され、空気調節装置５によって床下から内部を通って上方に向かう冷却気流Ａ３が供給されるラック１１であって、間隔をあけて配置された他のラック１１との間の空間を覆うことで空気調節装置５による気流を制御するための天井パネル１５及び側面扉パネル２０が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック搭載型コンピュータが高さ方向に並べて収納されるラック、及びこのラックに収納されたラック搭載型コンピュータを冷却するための空気調節システム、空気調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ機器のオープン化が広まってきたことに伴い、コンピュータ機器の小型化が進み、コンピュータ機器をラック内に高密度に実装する傾向が増えてきており、電算室内の局所に熱がこもる熱問題が増えてきた。また、コンピュータ機器がオープン化されたことに伴い、コンピュータ機器ベンダーやラックベンダーが電算室の建築設計や空気調節装置の設計に携わる例は極希であり、電算室の建築設計が完了した後に、電算室に設置されたコンピュータ機器の運用が開始されてから熱問題を認識する例が増えている。
【０００３】
このような電算室の熱問題への対応の経験から、高さが２ｍ程度のラックに実装されたコンピュータ機器を冷却するためには、従来の電算室の空気調節装置の設計、つまり発熱量と送風量の計算結果に基づく空気調節装置の選定と機器レイアウトの設定による方法では、適切な冷却効率を得られなかった。空気調節装置の冷却能力や必要風量が充分に設定されていても、空気調節装置によって供給される冷却気流と、コンピュータ機器から排出される排熱気流との経路が適切に形成されていないため、冷却効率を悪化させていた。
【０００４】
しかし、このような原因が判明しても、電算室の建築設計や建築施工が完了した後に抜本的な改善を施すことが難しいので、送風ファンや空気調節装置の増設など、追加の設備投資を行うことで対処する例が多い。冷却効率を向上させるためにさらに空気調節装置を追加し、設備投資や電力投資を行わなければならないという従来の対策では、コストの低減を追求する企業にとっては負担が大きく、環境負荷の低減が求められる世界情勢を考えると企業価値の市場評価を低下させる要因にもなりかねない。
【０００５】
したがって、電算室の空気調節装置による温度調節は、従来の設計方法や施工方法を抜本的に見直す必要が生じてきている。従来の電算室の工事の中で圧倒的大多数を占めるものが既存の電算室へのコンピュータ機器設置やコンピュータ機器の入れ替えであり、その際に起きる熱問題を解決する必要がある。
【特許文献１】特開２００２−６１９１１号公報
【特許文献２】特開２００３−５６８８２号公報
【特許文献３】特開２００３−１６６７２９号公報
【特許文献４】特開２００４−５５８８３号公報
【特許文献５】特開２００５−１７２３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、本発明に関連する、電算室の空調方式における問題について、図９〜図１２を参照して説明する。
【０００７】
コンピュータ機器がメインフレーム型コンピュータ機器１００からラック搭載型コンピュータ機器１０１に移行したことに伴って、従来の電算室の空調方式では気流分布が悪化してしまい、熱溜まり（ホットスポット）が生じる熱問題が発生している。電算室内の気流分布が悪化している原因は主に３つある。
【０００８】
１つめの原因は、コンピュータ機器が、図９及び図１０に示すように床下空調方式のメインフレーム型コンピュータ機器１００から、図１１及び図１２に示すように雰囲気空調方式のラック搭載型コンピュータ機器１０１に移行したことに起因している。電算室で用いられている電算室用床下吹き出しパッケージ型空気調節装置１０５（以下、空気調節装置と称する。）では、上側からコンピュータ機器から排出された機器排熱気流Ａ１を吸い込み、熱交換器１０５ａにおける蒸発で熱交換して、送風ファン１０５ｂによって二重床１０６ａと基礎床１０６ｂとの間の床下の空調ダクトスペース１０７に冷却気流Ａ２を供給している。このような空気調節装置１０５とラック搭載型コンピュータ機器１０１との気流の整合性が悪くなり、電算室内の温度分布を均一化することが難しくなってきたことにある。
【０００９】
これについて詳細に述べると、従来のメインフレーム型コンピュータ機器１００では、筐体専用の設計が独立して施されており、筐体１００ａが設置される床１０６に設けられたフロアカット１０６ａを介して、筐体１００ａの底面に設けられた底面吸気口１００ｂから、空気調節された冷却気流Ａ２を筐体１００ａ内に吸い込み、冷却気流Ａ２を送風ファン１００ｄによって機器本体１００ｅを通して上方に送り、筐体１００ａの天面排気口１００ｃからメインフレーム型コンピュータ機器１００の機器排熱気流Ａ１を放出する構造が採られていた。このため、従来のメインフレーム型コンピュータ機器１００における気流は、空気調節装置１０５による気流の向きと十分に整合されており、メインフレーム型コンピュータ機器１００を効率良く冷却することができた。
【００１０】
これに対して、図１１及び図１２に示すように、近年のラック搭載型のコンピュータ機器１０１では、汎用性を有するラック１１１に搭載される構造が採られており、ラック１１１の吸気孔付き前面扉１１２ａの通気孔から冷却気流を取り入れ、ラック１１１の排気孔付き後面扉１１２ｂの通気孔や上面１１２ｃ近傍に配置されたラック送風ファン１１２ｄから機器排熱気流Ａ１を排出する冷却構造に変わってきた。
【００１１】
空気調節装置１０５から供給される冷却気流Ａ２は、二重床１０６ａと基礎床１０６ｂとの間の床下の空調ダクトスペース１０７を通過し、通気孔付き床パネル１０６ｃ（いわゆるガラリ、ギャラリ、グリル、ルーバー等と称される穴あき床パネル）の通気孔を通過して床上に吹き上げられる。しかし、空気調節装置では、高さが２ｍ程度のラック１１１の上部まで冷却気流が届くような十分な風力が得られないために、ラック１１１の高さ方向の中段から上段に搭載されたコンピュータ機器１０１を効率良く冷却することが困難である。したがって、ラックの設置場所やラックの高さなどの条件や、空気調節装置による空調条件、電算室の天井高や、床下の空調ダクトスペースの高さなどの建築条件によって、ラックの内部に温度差が発生してしまう。
【００１２】
２つめの原因は、空気調節装置１０５による空気の流量が大きいため、通気孔付き床パネルからの吹き上げられた冷却気流Ａ３がラック１１１の前面上部まで吹き上げられて到達する前に、空気調節装置１０５に引き込まれてしまい、冷却気流Ａ３が冷却のために十分使用されずに空気調節装置１０５に戻ってしまう、いわゆるショートリターン気流Ａ４が発生するためである。このため、ラック１１１の下部は冷却されるが、ラック１１１の高さ方向の中段から上段にかけて冷却気流Ａ２が供給されないので、ラック１１１の内部における高さ方向の温度差が大きくなっている。加えて、空気調節装置１０５による冷却効率が悪化するので、空気調節装置１０５による電力の無駄な消費を招くことになる。
【００１３】
３つめの原因は、ラック搭載型コンピュータ機器１０１が年々小型化され、ユーザが省スペース化を目的として高さがさらに高いラック１１１を用いることで、ラック１１１に一層多くのラック搭載型コンピュータ機器１０１を搭載する傾向にあるためである。このため、ラック１１１におけるラック搭載型コンピュータ機器１０１の搭載密度及び電算室内の発熱密度が過密になり、電算室内の温度分布が均一化されなくなってきたことにある。
【００１４】
また、ラック１１１におけるラック搭載型コンピュータ機器１０１の搭載密度が高密度化するのに伴って必要な冷却気流の供給量も増加するので、ラック１１１の中段から上段まで、空気調節装置１０５による冷却気流Ａ２が十分に供給されず、ラック１１１の背面や上面にラック搭載型コンピュータ機器１０１からの排熱が滞留してしまう。そして、この滞留している機器排熱が、ラック１１１の上方を経路にしてラック１１１の前面に向かって流れ込んでしまい、ラック搭載型コンピュータ機器１０１がその排熱気流を再度吸気してしまう、いわゆる排熱還流Ａ５が発生する。これにより、ラック１１１の高さに応じて、ラック１１１の高さ方向に温度差が生じてしまう。
【００１５】
したがって、空気調節装置による気流を改善するためには、抜本的な建築構造や空調構造を設計の段階から見直す必要がある。しかしながら、上述のような熱問題についてコンピュータ機器運用管理者が認識するのは、電算室にコンピュータ機器を設置して運用を開始した後になってしまう。したがって、コンピュータ機器の運用を開始した後に、電算室の抜本的な建築構造の設計変更を行うことは非常に困難である。このため、建築構造や空調構造の設計変更を伴わずに、より効果的な気流改善の対策を図ることが求められている。
【００１６】
電算室内における温度分布を改善する対策として、空気調節装置１０５による冷却気流Ａ２の温度をより低く設定することが最も簡単な方法として考えられる。しかしながら、空気調節装置１０５が供給する冷却気流Ａ２の温度を下げた場合であっても、冷却気流Ａ２がラック１１１の上部まで十分に吹き上げられない。このため、この方法では、ラック１１１の上部の温度が変わらずに、ラック１１１の下部の温度が下がることになり、ラック１１１の上部と下部との温度差をかえって大きくさせる結果を招いてしまう。
【００１７】
また、他の対策としては、空気調節装置１０５の送風ファンを高速回転させたり、通気孔付き床パネル１０６ｃの通気孔の開口面積を広げたりすることで、雰囲気へ供給する風量を増やす方法が考えられる。しかしながら、このような対策を採った場合であっても、ラック１１１の上部まで吹き上がるのに十分な風力が得られない。そのため、ラック１１１の上部と下部との温度分布をかえって大きくさせる結果になってしまう。
【００１８】
そこで、従来、有効性が最も高いと考えられた対策は、気流を改善するために送風機をラックの周囲に設置したり、ラック搭載型の空気調節装置をラックの内部に配置したり、電算室内に空気調節装置を追加したりといったように、新たな冷却装置を追加する方法である。しかし、空気調節装置を追加する場合は、空気調節装置を設置できる場所や電力が制限されるために、空気調節装置を設置できないこともあり、追加設置できたとしても、電算室内の局所的な対策が採られるのに過ぎないため、電算室全体の改善を図ることが困難である。
【００１９】
さらに、上述した従来の対策のように、温度上昇を抑えるために空気調節装置の設定温度を低く設定したり、空気調節装置を追加設置したりする方法では、コンピュータ機器運用管理者の設備投資や電力負担が増大し、消費エネルギーの削減にも反することになり、地球環境への配慮を欠く結果となる。
【００２０】
つまり、上述した従来の方法では、ラックに搭載されたラック搭載型コンピュータ機器を冷却する冷却効率が乏しく、ラック搭載型コンピュータ機器の使用電力以上の空調電力が必要となり経済性を悪化させてしまうことが、ラック搭載型コンピュータ機器を冷却する上での問題点である。
【００２１】
そこで、本発明は、上述した課題を解決し、気流調節部材によってラックの高さ方向の途中から空気調節装置に引き込まれる気流を遮断することを可能にし、ラック搭載型コンピュータ機器の冷却効率を向上することができるラック、空気調節システム、空気調節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】
【００２２】
上述した目的を達成するため、本発明に係るラックは、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納され、空気調節装置によって床下から内部を通って上方に向かう冷却気流が供給されるラックであって、間隔をあけて配置された他のラックとの間の空間を覆うことで空気調節装置による気流を制御するための気流調節部材が設けられている。
【００２３】
また、本発明に係る空気調節システムは、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックと、
複数のラックが配置された室内の床下からラックの内部を通ってラックの上方に向かう冷却気流を供給し、ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、ラックに収納された複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置と、
を備え、複数のラックが配列されてなる第１のラック列と第２のラック列とが間に空間をあけて配置されている空気調節システムであって、第１及び第２のラック列の各ラックには、空間を覆うための気流調節部材が設けられている。
【００２４】
また、本発明に係る空気調節方法は、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックが配列されてなる第１のラック列及び第２のラック列と、
複数のラックが配置された室内の床下からラックの内部を通ってラックの上方に向かう冷却気流を供給し、ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、ラックに収納された複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置が配置され、第１のラック列と第２のラック列が間に空間をあけて配置された室内の空気調節方法であって、
第１のラック列及び第２のラック列のラックに設けられた気流調節部材によって空間を覆った状態で、空気調節装置によって空気を循環させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、間隔をあけて配置された他のラックとの空間を覆って空気調節装置による気流を制御するための気流調節部材がラックに設けられることで、ラック搭載型コンピュータ機器から排出された排熱気流がラック搭載型コンピュータ機器に引き込まれる排熱還流と、ラックの高さ方向の途中から空気調節装置に引き込まれるショートリターン気流の発生を抑制し、空気調節装置から供給された冷却気流をラックの内部の高さ方向に効率良く供給することを可能にし、ラック搭載型コンピュータ機器を効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
（実施例の構成）
本実施形態の空気調節システムについて、図１〜図８を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態の空気調節システムは、図１及び図２に示すように、電算室用床下吹き出しパッケージ型の空気調節装置５（いわゆる電算室用パッケージ型エアコンディショナ、以下、空気調節装置と称する。）が設置された電算室に適用される。
【００２９】
この空気調節システムは、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラック１１と、複数のラック１１が配置された室内の床下からラック１１の内部を通ってラック１１の上方に向かう冷却気流Ａ３を供給し、ラック１１から天井に抜けた排熱気流Ａ１を引き込んで循環させて、ラック１１に収納された複数のラック搭載型コンピュータ機器１を冷却する空気調節装置５と、を備えている。
【００３０】
また、電算室内には、複数のラック１１が配列されてなる第１のラック列１３と、この第１のラック列１３に間隔をあけて複数のラック１１が配列されてなる第２のラック列１４とがそれぞれ配置されている。なお、ラック１１としては、例えば１９インチ程度のものが用いられている。
【００３１】
空気調節装置５は、上部からラック搭載型コンピュータ機器１の機器排熱気流Ａ１を引き込み、空気調節装置５の内部に設けられた熱交換器１０５ａで空気の熱交換を行い、送風ファン５ｂを回転駆動させることで下部から冷却気流Ａ２を供給する。空気調節装置５から供給される冷却気流Ａ２は、二重床６ａの床下の空調ダクトスペース７を通って、電算室全体に供給される。
【００３２】
ラック１１の前面扉１２ａ側の二重床６ａの一部には、通気孔付きパネルが設けられており、冷却気流Ａ２が通気孔を通過して二重床６ａの床上に供給される。
【００３３】
図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、ラック１１（１１ａ，１１ｂ）の天井面には、第１の気流調節部材としての天井パネル１５と、この天井パネル１５を移動可能に支持する天井フレーム１６とが設けられている。天井フレーム１６は、天井スライドレール１７によって、第１のラック列１３と第２のラック列１４との間の空間に対して進退する方向である図３，４中の矢印Ｓ方向にスライド可能に構成されている。また、天井パネル１５は、光透過性を有する材料によって形成されており、電算室内の照明光を透過可能にされている。
【００３４】
本実施形態のように複数のラック１１が設置される場合には、ラック列１３，１４の配列方向の両端部に設置される各ラック１１ｂの片側の側面には、図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、天井パネル１５、天井フレーム１６、天井スライドレール１７に加えて、第２の気流調節部材としての側面扉パネル２０、及びこの側面扉パネル２０を支持する側面扉フレーム２１が設けられている。側面扉フレーム２１の上部には、通気孔付き側面パネル２３が取り付けられている。側面扉フレーム２１は、側面扉スライドレール２２によって、図５，６中の矢印Ｓ方向にスライド可能に構成にされている。側面扉パネル２０は、光透過性を有する材料によって形成されており、電算室内の照明光を透過可能にされている。
【００３５】
図７に示すように、ラック１１ａ，１１ｂの内部には、複数のラック搭載型コンピュータ機器１がそれぞれ搭載されている。ラック搭載型コンピュータ機器１は、ラック１１の吸気孔付き前面扉１２ａの通気孔から空気調節された冷却気流Ａ２を吸入し、機器送風ファン１ａによってラック１１の背面１２ｂに向かって排熱気流を放出する。
【００３６】
ラック搭載型コンピュータ機器１からの排熱気流をラック１１の上面に排出するために、ラック１１ａ，１１ｂの天板１２ｃには、所定の個数のラック送風ファン１２ｄが取り付けられている。
【００３７】
図１に示すように、複数のラック１１（１１ａ，１１ｂ）は、空気調節装置５側に臨む正面を隣接させて配置されている。電算室内の容積と空気調節装置５の冷却性能とに応じて、所望の個数のラック１１が設置されている。図１〜図８に示す構成例では、５つのラック１１からなるラック列１３，１４が間隔をあけて対向させて２列で配置された一例を示している。第１のラック列１３の各ラック１１と第２のラック列１４の各ラック１１は、前面扉１２ａ側を対向させて配置されている。
【００３８】
ラック１１の天井パネル１５は、天井スライドレール１７に沿ってラック１１の前面扉１２ａ側に移動され、向かい合うラック１１の互いの天井フレーム１６を当接させて係合され、天井フレーム１６が天井スライドレール１７に固定される。
【００３９】
複数のラック１１が設置されている場合、ラック列１３，１４の両端部に配置されるラック１１ｂの片側の側面に設けられている側面扉パネル２０は、側面扉スライドレール２２に沿ってラック１１ｂの前面扉１２ａ側に移動され、向かい合う他のラック１１ｂの側面扉フレーム２１を互いに当接させて係合され、側面扉フレーム２１が側面扉スライドレール２２に固定される。また、第１のラック列１３と第２のラック列１４との間の空間に人が出入りするときには、側面扉パネル２０を側面扉スライドレール２２に沿ってラック１１ｂの背面１２ｂ側に移動させることで、進入可能になる。
【００４０】
以上のように構成された空気調節システムについて、空気調節装置５が電算室内の空気を循環させる動作を、図１、図２、図７及び図８を参照して説明する。
【００４１】
空気調節装置５から供給される冷却気流Ａ３は、二重床６ａの床下の空調ダクトスペース１０７を通って電算室全体に供給される。ラック１１の前面扉１２ａ側の二重床６ａに設置された通気孔付き床パネル６ｃの通気孔を空気調節された冷却気流Ａ３が通過し、ラック１１の前面扉１２ａ側の床上に冷却気流Ａ３が供給される。
【００４２】
従来の構成であれば、二重床１０６ａの床下から通気孔付き床パネル１０６ｂの通気孔を通過して床上に供給される冷却気流Ａ２の一部は、ラック搭載型コンピュータ機器１０１に供給されずに、ラック１１１の前面扉１１２ａ側の空間から空気調節装置１０５側に向かって通過し、冷却に使用されずに空気調節装置１０５に短絡的に戻る空気の流れ（還流）されるショートリターン気流Ａ４が発生する。
【００４３】
一方、本実施形態によれば、ラック搭載型コンピュータ機器１に供給されずに空気調節装置５に引き込まれていた冷却気流を、側面扉パネル２０で遮断することで、冷却気流Ａ２の供給量のほとんど全てをラック１１に供給することが可能になる。
【００４４】
ラック搭載型コンピュータ機器１は、ラック１１の前面扉１２ａの通気孔から冷却気流Ａ３を取り入れ、ラック搭載型コンピュータ機器１の機器送風ファン１ａと、ラック１１のラック送風ファン１２ｄによって、機器排熱気流をラック１１の背面１２ｂ側と上部に向けて排気する。従来の構成であれば、このように排気された気流の一部が電算室の天井とラック１１の天板との間の空間を通過して、ラック１１の前面扉１２ａ側に回り込み、ラック搭載型コンピュータ１は自身の排熱気流を吸気するという、好ましくない排熱気流の循環経路が形成される。
【００４５】
一方、本実施形態によれば、ラック１１に設けられた天井パネル１５によって、ラック１１の上方を流れて前面扉１２ａ側に回り込む排熱気流をも遮断することができ、通気孔付き床パネル６ｃの通気孔を通過して床上に吹き上げられる冷却気流Ａ３をラック１１の下部から上部からに至るまでの高さ方向の全体に効率良く供給することができる。
【００４６】
また、側面扉パネル２０の上部には、空気調節装置５が停止したときに、ラック１１の、第１のラック列１３の前面扉１２ａ側と第２のラック列１４の前面扉１２ａ側との間の空間に空気を供給するための通気孔付き側面パネル２３が設けられている。
【００４７】
上述したように、本実施形態の空気調節システムによれば、第１のラック列１３及び第２のラック列１４の各ラック１１に、これら第１のラック列１３と第２のラック列１４との間の空間を覆うための天井パネル１５及び側面扉パネル２０がそれぞれ設けられている。この構成によって、ランク１１から放出された排熱気流がラック１１の上方を回ってラック１１の前面扉１２ａ側からコンピュータ機器１に引き込まれることを防ぐと共に、ラック１１の高さ方向の途中から空気調節装置５に引き込まれる冷却気流を遮断することができる。すなわち、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４８】
第１の効果は、ラック１１の下部から上部に至るまでの高さ方向に対して、均一の温度の冷却気流を供給することができる。その理由は、ラック１１周囲においてラック搭載型コンピュータ機器１の排熱気流の回り込みを抑制し、ラック１１の下部から上部までの高さ方向に対する温度分布を小さくすることができるからである。
【００４９】
第２の効果として、空気調節装置の送風による冷却気流の到達距離が伸び、電算室内を均一に冷却できる。その理由は、従来は通気孔付き床パネルからの吹き上げられた冷却気流Ａ３の一部が、コンピュータ機器を冷却するために使われずに直接空気調節装置に還流される無駄な気流が発生していた。しかしながら、本実施形態によれば、冷却気流のほとんど全ての供給量をラック１１内のコンピュータ機器１に供給することができるので、冷却気流の無駄な還流が抑制され、冷却気流の到達距離を伸ばすことができるからである。
【００５０】
第３の効果として、空気調節装置の設定温度を従来よりも高く設定することが可能になり、空気調節装置の消費エネルギーを抑えて運転を行うことができる。その理由は、空気調節装置から供給される冷却気流をラックの下部から上部までを一定の温度にさせるように供給することできるので、従来の電算室のように床下の温度を極端に下げる必要がなくなるためである。例えば、従来の電算室では、空気調節装置の給気温度を１８℃程度に設定することで、ラックへ供給される冷却気流の温度が２０℃〜２８℃程度にされていた。一方、本実施形態では、空気調節装置によって供給する冷却気流の温度を２３℃程度に設定することで、ラックへ供給される冷却気流の温度をコンピュータ機器に推奨される動作温度である２３℃〜２５℃程度の一定の温度に設定することが可能になる。つまり、この例では空気調節装置の設定温度を５℃程度高く設定して運用できるので、空気調節装置による消費電力を抑えることができる。さらに、本発明によれば、コンピュータ機器１の使用温度を低く抑えることが可能になり、コンピュータ機器１を安定的に使用することが可能になる。
【００５１】
第４の効果として、電算室における空気調節装置の設置数を削減することが可能になり、過剰な設備投資や電力費用を抑制することが可能になる。その理由は、電算室内の暖気が空気調節装置によって効率良く換気されるので、空気調節装置による冷却効率が向上する。その結果、最小限の個数の空気調節装置によって十分に冷却することが可能になり、従来のように電算室全体を冷却するために、電算室内の熱負荷よりも過剰な空気調節装置を設置する必要がなくなるためである。従来は電算室内における風量不足を補うための対策として、空気調節装置の個数を増やしたり、別途に送風ファンを設置したりといった対策に伴って供給電力を追加する必要があったが、本実施形態によれば、ラック１１に天井パネル１５、側面扉パネル２０が設けられる簡素な構成を採ることで、追加の供給電力が不要となり、消費エネルギーの低減を図ると共に最適な冷却と排熱処理を行うことができ、地球環境にも配慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態の空気調節システムが電算室に設置された構成例と、空気の流れの概略を示す斜視図である。
【図２】実施形態の空気調節システムが電算室に設置された構成例とその空気の流れを示す、空気調節装置の側面から見た断面図である。
【図３】実施形態における第１のラック列のラックを示す斜視図であって、（ａ）に天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に天井パネルが引き出された状態を示す。
【図４】実施形態における第２のラック列のラックを示す斜視図であって、（ａ）に天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に天井パネルが引き出された状態を示す。
【図５】実施形態におけるラックを示す斜視図であって、（ａ）に側面扉パネルと天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に側面扉パネルと天井パネルが引き出された状態を示す。
【図６】実施形態におけるラックを示す斜視図であって、（ａ）に側面扉パネルと天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に側面扉パネルと天井パネルが引き出された状態を示す。
【図７】実施形態におけるラックが電算室に設置された構成例とその空気の流れを示す、ラックの側面から見た断面図である。
【図８】実施形態におけるラックが電算室に設置された構成例とその空気の流れを示す、１９インチラックの上方から見た平面図である。
【図９】メインフレーム型コンピュータ機器が電算室に設置された構成例と、空気の流れの概略を示した斜視図である。
【図１０】メインフレーム型コンピュータ機器が電算室に設置された構成例における、空気の流れを示す、空気調節装置の側面から見た断面図である。
【図１１】ラック搭載型コンピュータ機器が搭載されたラックが電算室に設置された構成例における、空気の流れを示す斜視図である。
【図１２】ラック搭載型コンピュータ機器が搭載されたラックが電算室に設置された構成例と空気の流れを示す、空気調節装置の側面から見た断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ ラック搭載型コンピュータ機器
５ 電算室用床下吹き出しパッケージ型の空気調節装置
１１（１１ａ，１１ｂ） ラック
１３ 第１のラック列
１４ 第２のラック列
１５ 天井パネル
２０ 側面扉パネル
２３ 通気孔付き側面パネル
Ａ１ 機器排熱気流
Ａ３ 冷却気流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック搭載型コンピュータが高さ方向に並べて収納されるラック、及びこのラックに収納されたラック搭載型コンピュータを冷却するための空気調節システム、空気調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ機器のオープン化が広まってきたことに伴い、コンピュータ機器の小型化が進み、コンピュータ機器をラック内に高密度に実装する傾向が増えてきており、電算室内の局所に熱がこもる熱問題が増えてきた。また、コンピュータ機器がオープン化されたことに伴い、コンピュータ機器ベンダーやラックベンダーが電算室の建築設計や空気調節装置の設計に携わる例は極希であり、電算室の建築設計が完了した後に、電算室に設置されたコンピュータ機器の運用が開始されてから熱問題を認識する例が増えている。
【０００３】
このような電算室の熱問題への対応の経験から、高さが２ｍ程度のラックに実装されたコンピュータ機器を冷却するためには、従来の電算室の空気調節装置の設計、つまり発熱量と送風量の計算結果に基づく空気調節装置の選定と機器レイアウトの設定による方法では、適切な冷却効率を得られなかった。空気調節装置の冷却能力や必要風量が充分に設定されていても、空気調節装置によって供給される冷却気流と、コンピュータ機器から排出される排熱気流との経路が適切に形成されていないため、冷却効率を悪化させていた。
【０００４】
しかし、このような原因が判明しても、電算室の建築設計や建築施工が完了した後に抜本的な改善を施すことが難しいので、送風ファンや空気調節装置の増設など、追加の設備投資を行うことで対処する例が多い。冷却効率を向上させるためにさらに空気調節装置を追加し、設備投資や電力投資を行わなければならないという従来の対策では、コストの低減を追求する企業にとっては負担が大きく、環境負荷の低減が求められる世界情勢を考えると企業価値の市場評価を低下させる要因にもなりかねない。
【０００５】
したがって、電算室の空気調節装置による温度調節は、従来の設計方法や施工方法を抜本的に見直す必要が生じてきている。従来の電算室の工事の中で圧倒的大多数を占めるものが既存の電算室へのコンピュータ機器設置やコンピュータ機器の入れ替えであり、その際に起きる熱問題を解決する必要がある。
【特許文献１】特開２００２−６１９１１号公報
【特許文献２】特開２００３−５６８８２号公報
【特許文献３】特開２００３−１６６７２９号公報
【特許文献４】特開２００４−５５８８３号公報
【特許文献５】特開２００５−１７２３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、本発明に関連する、電算室の空調方式における問題について、図９〜図１２を参照して説明する。
【０００７】
コンピュータ機器がメインフレーム型コンピュータ機器１００からラック搭載型コンピュータ機器１０１に移行したことに伴って、従来の電算室の空調方式では気流分布が悪化してしまい、熱溜まり（ホットスポット）が生じる熱問題が発生している。電算室内の気流分布が悪化している原因は主に３つある。
【０００８】
１つめの原因は、コンピュータ機器が、図９及び図１０に示すように床下空調方式のメインフレーム型コンピュータ機器１００から、図１１及び図１２に示すように雰囲気空調方式のラック搭載型コンピュータ機器１０１に移行したことに起因している。電算室で用いられている電算室用床下吹き出しパッケージ型空気調節装置１０５（以下、空気調節装置と称する。）では、上側からコンピュータ機器から排出された機器排熱気流Ａ１を吸い込み、熱交換器１０５ａにおける蒸発で熱交換して、送風ファン１０５ｂによって二重床１０６ａと基礎床１０６ｂとの間の床下の空調ダクトスペース１０７に冷却気流Ａ２を供給している。このような空気調節装置１０５とラック搭載型コンピュータ機器１０１との気流の整合性が悪くなり、電算室内の温度分布を均一化することが難しくなってきたことにある。
【０００９】
これについて詳細に述べると、従来のメインフレーム型コンピュータ機器１００では、筐体専用の設計が独立して施されており、筐体１００ａが設置される床１０６に設けられたフロアカット１０６ａを介して、筐体１００ａの底面に設けられた底面吸気口１００ｂから、空気調節された冷却気流Ａ２を筐体１００ａ内に吸い込み、冷却気流Ａ２を送風ファン１００ｄによって機器本体１００ｅを通して上方に送り、筐体１００ａの天面排気口１００ｃからメインフレーム型コンピュータ機器１００の機器排熱気流Ａ１を放出する構造が採られていた。このため、従来のメインフレーム型コンピュータ機器１００における気流は、空気調節装置１０５による気流の向きと十分に整合されており、メインフレーム型コンピュータ機器１００を効率良く冷却することができた。
【００１０】
これに対して、図１１及び図１２に示すように、近年のラック搭載型のコンピュータ機器１０１では、汎用性を有するラック１１１に搭載される構造が採られており、ラック１１１の吸気孔付き前面扉１１２ａの通気孔から冷却気流を取り入れ、ラック１１１の排気孔付き後面扉１１２ｂの通気孔や上面１１２ｃ近傍に配置されたラック送風ファン１１２ｄから機器排熱気流Ａ１を排出する冷却構造に変わってきた。
【００１１】
空気調節装置１０５から供給される冷却気流Ａ２は、二重床１０６ａと基礎床１０６ｂとの間の床下の空調ダクトスペース１０７を通過し、通気孔付き床パネル１０６ｃ（いわゆるガラリ、ギャラリ、グリル、ルーバー等と称される穴あき床パネル）の通気孔を通過して床上に吹き上げられる。しかし、空気調節装置では、高さが２ｍ程度のラック１１１の上部まで冷却気流が届くような十分な風力が得られないために、ラック１１１の高さ方向の中段から上段に搭載されたコンピュータ機器１０１を効率良く冷却することが困難である。したがって、ラックの設置場所やラックの高さなどの条件や、空気調節装置による空調条件、電算室の天井高や、床下の空調ダクトスペースの高さなどの建築条件によって、ラックの内部に温度差が発生してしまう。
【００１２】
２つめの原因は、空気調節装置１０５による空気の流量が大きいため、通気孔付き床パネルからの吹き上げられた冷却気流Ａ３がラック１１１の前面上部まで吹き上げられて到達する前に、空気調節装置１０５に引き込まれてしまい、冷却気流Ａ３が冷却のために十分使用されずに空気調節装置１０５に戻ってしまう、いわゆるショートリターン気流Ａ４が発生するためである。このため、ラック１１１の下部は冷却されるが、ラック１１１の高さ方向の中段から上段にかけて冷却気流Ａ２が供給されないので、ラック１１１の内部における高さ方向の温度差が大きくなっている。加えて、空気調節装置１０５による冷却効率が悪化するので、空気調節装置１０５による電力の無駄な消費を招くことになる。
【００１３】
３つめの原因は、ラック搭載型コンピュータ機器１０１が年々小型化され、ユーザが省スペース化を目的として高さがさらに高いラック１１１を用いることで、ラック１１１に一層多くのラック搭載型コンピュータ機器１０１を搭載する傾向にあるためである。このため、ラック１１１におけるラック搭載型コンピュータ機器１０１の搭載密度及び電算室内の発熱密度が過密になり、電算室内の温度分布が均一化されなくなってきたことにある。
【００１４】
また、ラック１１１におけるラック搭載型コンピュータ機器１０１の搭載密度が高密度化するのに伴って必要な冷却気流の供給量も増加するので、ラック１１１の中段から上段まで、空気調節装置１０５による冷却気流Ａ２が十分に供給されず、ラック１１１の背面や上面にラック搭載型コンピュータ機器１０１からの排熱が滞留してしまう。そして、この滞留している機器排熱が、ラック１１１の上方を経路にしてラック１１１の前面に向かって流れ込んでしまい、ラック搭載型コンピュータ機器１０１がその排熱気流を再度吸気してしまう、いわゆる排熱還流Ａ５が発生する。これにより、ラック１１１の高さに応じて、ラック１１１の高さ方向に温度差が生じてしまう。
【００１５】
したがって、空気調節装置による気流を改善するためには、抜本的な建築構造や空調構造を設計の段階から見直す必要がある。しかしながら、上述のような熱問題についてコンピュータ機器運用管理者が認識するのは、電算室にコンピュータ機器を設置して運用を開始した後になってしまう。したがって、コンピュータ機器の運用を開始した後に、電算室の抜本的な建築構造の設計変更を行うことは非常に困難である。このため、建築構造や空調構造の設計変更を伴わずに、より効果的な気流改善の対策を図ることが求められている。
【００１６】
電算室内における温度分布を改善する対策として、空気調節装置１０５による冷却気流Ａ２の温度をより低く設定することが最も簡単な方法として考えられる。しかしながら、空気調節装置１０５が供給する冷却気流Ａ２の温度を下げた場合であっても、冷却気流Ａ２がラック１１１の上部まで十分に吹き上げられない。このため、この方法では、ラック１１１の上部の温度が変わらずに、ラック１１１の下部の温度が下がることになり、ラック１１１の上部と下部との温度差をかえって大きくさせる結果を招いてしまう。
【００１７】
また、他の対策としては、空気調節装置１０５の送風ファンを高速回転させたり、通気孔付き床パネル１０６ｃの通気孔の開口面積を広げたりすることで、雰囲気へ供給する風量を増やす方法が考えられる。しかしながら、このような対策を採った場合であっても、ラック１１１の上部まで吹き上がるのに十分な風力が得られない。そのため、ラック１１１の上部と下部との温度分布をかえって大きくさせる結果になってしまう。
【００１８】
そこで、従来、有効性が最も高いと考えられた対策は、気流を改善するために送風機をラックの周囲に設置したり、ラック搭載型の空気調節装置をラックの内部に配置したり、電算室内に空気調節装置を追加したりといったように、新たな冷却装置を追加する方法である。しかし、空気調節装置を追加する場合は、空気調節装置を設置できる場所や電力が制限されるために、空気調節装置を設置できないこともあり、追加設置できたとしても、電算室内の局所的な対策が採られるのに過ぎないため、電算室全体の改善を図ることが困難である。
【００１９】
さらに、上述した従来の対策のように、温度上昇を抑えるために空気調節装置の設定温度を低く設定したり、空気調節装置を追加設置したりする方法では、コンピュータ機器運用管理者の設備投資や電力負担が増大し、消費エネルギーの削減にも反することになり、地球環境への配慮を欠く結果となる。
【００２０】
つまり、上述した従来の方法では、ラックに搭載されたラック搭載型コンピュータ機器を冷却する冷却効率が乏しく、ラック搭載型コンピュータ機器の使用電力以上の空調電力が必要となり経済性を悪化させてしまうことが、ラック搭載型コンピュータ機器を冷却する上での問題点である。
【００２１】
そこで、本発明は、上述した課題を解決し、気流調節部材によってラックの高さ方向の途中から空気調節装置に引き込まれる気流を遮断することを可能にし、ラック搭載型コンピュータ機器の冷却効率を向上することができるラック、空気調節システム、空気調節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】
【００２２】
上述した目的を達成するため、本発明に係るラックは、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納され、空気調節装置によって床下から内部を通って上方に向かう冷却気流が供給されるラックであって、間隔をあけて配置された他のラックとの間の空間を覆うことで空気調節装置による気流を制御するための気流調節部材が設けられている。
【００２３】
また、本発明に係る空気調節システムは、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックと、
複数のラックが配置された室内の床下からラックの内部を通ってラックの上方に向かう冷却気流を供給し、ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、ラックに収納された複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置と、
を備え、複数のラックが配列されてなる第１のラック列と第２のラック列とが間に空間をあけて配置されている空気調節システムであって、第１及び第２のラック列の各ラックには、空間を覆うための気流調節部材が設けられている。
【００２４】
また、本発明に係る空気調節方法は、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックが配列されてなる第１のラック列及び第２のラック列と、
複数のラックが配置された室内の床下からラックの内部を通ってラックの上方に向かう冷却気流を供給し、ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、ラックに収納された複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置が配置され、第１のラック列と第２のラック列が間に空間をあけて配置された室内の空気調節方法であって、
第１のラック列及び第２のラック列のラックに設けられた気流調節部材によって空間を覆った状態で、空気調節装置によって空気を循環させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、間隔をあけて配置された他のラックとの空間を覆って空気調節装置による気流を制御するための気流調節部材がラックに設けられることで、ラック搭載型コンピュータ機器から排出された排熱気流がラック搭載型コンピュータ機器に引き込まれる排熱還流と、ラックの高さ方向の途中から空気調節装置に引き込まれるショートリターン気流の発生を抑制し、空気調節装置から供給された冷却気流をラックの内部の高さ方向に効率良く供給することを可能にし、ラック搭載型コンピュータ機器を効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
（実施例の構成）
本実施形態の空気調節システムについて、図１〜図８を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態の空気調節システムは、図１及び図２に示すように、電算室用床下吹き出しパッケージ型の空気調節装置５（いわゆる電算室用パッケージ型エアコンディショナ、以下、空気調節装置と称する。）が設置された電算室に適用される。
【００２９】
この空気調節システムは、内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラック１１と、複数のラック１１が配置された室内の床下からラック１１の内部を通ってラック１１の上方に向かう冷却気流Ａ３を供給し、ラック１１から天井に抜けた排熱気流Ａ１を引き込んで循環させて、ラック１１に収納された複数のラック搭載型コンピュータ機器１を冷却する空気調節装置５と、を備えている。
【００３０】
また、電算室内には、複数のラック１１が配列されてなる第１のラック列１３と、この第１のラック列１３に間隔をあけて複数のラック１１が配列されてなる第２のラック列１４とがそれぞれ配置されている。なお、ラック１１としては、例えば１９インチ程度のものが用いられている。
【００３１】
空気調節装置５は、上部からラック搭載型コンピュータ機器１の機器排熱気流Ａ１を引き込み、空気調節装置５の内部に設けられた熱交換器１０５ａで空気の熱交換を行い、送風ファン５ｂを回転駆動させることで下部から冷却気流Ａ２を供給する。空気調節装置５から供給される冷却気流Ａ２は、二重床６ａの床下の空調ダクトスペース７を通って、電算室全体に供給される。
【００３２】
ラック１１の前面扉１２ａ側の二重床６ａの一部には、通気孔付きパネルが設けられており、冷却気流Ａ２が通気孔を通過して二重床６ａの床上に供給される。
【００３３】
図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、ラック１１（１１ａ，１１ｂ）の天井面には、第１の気流調節部材としての天井パネル１５と、この天井パネル１５を移動可能に支持する天井フレーム１６とが設けられている。天井フレーム１６は、天井スライドレール１７によって、第１のラック列１３と第２のラック列１４との間の空間に対して進退する方向である図３，４中の矢印Ｓ方向にスライド可能に構成されている。また、天井パネル１５は、光透過性を有する材料によって形成されており、電算室内の照明光を透過可能にされている。
【００３４】
本実施形態のように複数のラック１１が設置される場合には、ラック列１３，１４の配列方向の両端部に設置される各ラック１１ｂの片側の側面には、図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、天井パネル１５、天井フレーム１６、天井スライドレール１７に加えて、第２の気流調節部材としての側面扉パネル２０、及びこの側面扉パネル２０を支持する側面扉フレーム２１が設けられている。側面扉フレーム２１の上部には、通気孔付き側面パネル２３が取り付けられている。側面扉フレーム２１は、側面扉スライドレール２２によって、図５，６中の矢印Ｓ方向にスライド可能に構成にされている。側面扉パネル２０は、光透過性を有する材料によって形成されており、電算室内の照明光を透過可能にされている。
【００３５】
図７に示すように、ラック１１ａ，１１ｂの内部には、複数のラック搭載型コンピュータ機器１がそれぞれ搭載されている。ラック搭載型コンピュータ機器１は、ラック１１の吸気孔付き前面扉１２ａの通気孔から空気調節された冷却気流Ａ２を吸入し、機器送風ファン１ａによってラック１１の背面１２ｂに向かって排熱気流を放出する。
【００３６】
ラック搭載型コンピュータ機器１からの排熱気流をラック１１の上面に排出するために、ラック１１ａ，１１ｂの天板１２ｃには、所定の個数のラック送風ファン１２ｄが取り付けられている。
【００３７】
図１に示すように、複数のラック１１（１１ａ，１１ｂ）は、空気調節装置５側に臨む正面を隣接させて配置されている。電算室内の容積と空気調節装置５の冷却性能とに応じて、所望の個数のラック１１が設置されている。図１〜図８に示す構成例では、５つのラック１１からなるラック列１３，１４が間隔をあけて対向させて２列で配置された一例を示している。第１のラック列１３の各ラック１１と第２のラック列１４の各ラック１１は、前面扉１２ａ側を対向させて配置されている。
【００３８】
ラック１１の天井パネル１５は、天井スライドレール１７に沿ってラック１１の前面扉１２ａ側に移動され、向かい合うラック１１の互いの天井フレーム１６を当接させて係合され、天井フレーム１６が天井スライドレール１７に固定される。
【００３９】
複数のラック１１が設置されている場合、ラック列１３，１４の両端部に配置されるラック１１ｂの片側の側面に設けられている側面扉パネル２０は、側面扉スライドレール２２に沿ってラック１１ｂの前面扉１２ａ側に移動され、向かい合う他のラック１１ｂの側面扉フレーム２１を互いに当接させて係合され、側面扉フレーム２１が側面扉スライドレール２２に固定される。また、第１のラック列１３と第２のラック列１４との間の空間に人が出入りするときには、側面扉パネル２０を側面扉スライドレール２２に沿ってラック１１ｂの背面１２ｂ側に移動させることで、進入可能になる。
【００４０】
以上のように構成された空気調節システムについて、空気調節装置５が電算室内の空気を循環させる動作を、図１、図２、図７及び図８を参照して説明する。
【００４１】
空気調節装置５から供給される冷却気流Ａ３は、二重床６ａの床下の空調ダクトスペース１０７を通って電算室全体に供給される。ラック１１の前面扉１２ａ側の二重床６ａに設置された通気孔付き床パネル６ｃの通気孔を空気調節された冷却気流Ａ３が通過し、ラック１１の前面扉１２ａ側の床上に冷却気流Ａ３が供給される。
【００４２】
従来の構成であれば、二重床１０６ａの床下から通気孔付き床パネル１０６ｂの通気孔を通過して床上に供給される冷却気流Ａ２の一部は、ラック搭載型コンピュータ機器１０１に供給されずに、ラック１１１の前面扉１１２ａ側の空間から空気調節装置１０５側に向かって通過し、冷却に使用されずに空気調節装置１０５に短絡的に戻る空気の流れ（還流）されるショートリターン気流Ａ４が発生する。
【００４３】
一方、本実施形態によれば、ラック搭載型コンピュータ機器１に供給されずに空気調節装置５に引き込まれていた冷却気流を、側面扉パネル２０で遮断することで、冷却気流Ａ２の供給量のほとんど全てをラック１１に供給することが可能になる。
【００４４】
ラック搭載型コンピュータ機器１は、ラック１１の前面扉１２ａの通気孔から冷却気流Ａ３を取り入れ、ラック搭載型コンピュータ機器１の機器送風ファン１ａと、ラック１１のラック送風ファン１２ｄによって、機器排熱気流をラック１１の背面１２ｂ側と上部に向けて排気する。従来の構成であれば、このように排気された気流の一部が電算室の天井とラック１１の天板との間の空間を通過して、ラック１１の前面扉１２ａ側に回り込み、ラック搭載型コンピュータ１は自身の排熱気流を吸気するという、好ましくない排熱気流の循環経路が形成される。
【００４５】
一方、本実施形態によれば、ラック１１に設けられた天井パネル１５によって、ラック１１の上方を流れて前面扉１２ａ側に回り込む排熱気流をも遮断することができ、通気孔付き床パネル６ｃの通気孔を通過して床上に吹き上げられる冷却気流Ａ３をラック１１の下部から上部からに至るまでの高さ方向の全体に効率良く供給することができる。
【００４６】
また、側面扉パネル２０の上部には、空気調節装置５が停止したときに、ラック１１の、第１のラック列１３の前面扉１２ａ側と第２のラック列１４の前面扉１２ａ側との間の空間に空気を供給するための通気孔付き側面パネル２３が設けられている。
【００４７】
上述したように、本実施形態の空気調節システムによれば、第１のラック列１３及び第２のラック列１４の各ラック１１に、これら第１のラック列１３と第２のラック列１４との間の空間を覆うための天井パネル１５及び側面扉パネル２０がそれぞれ設けられている。この構成によって、ランク１１から放出された排熱気流がラック１１の上方を回ってラック１１の前面扉１２ａ側からコンピュータ機器１に引き込まれることを防ぐと共に、ラック１１の高さ方向の途中から空気調節装置５に引き込まれる冷却気流を遮断することができる。すなわち、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４８】
第１の効果は、ラック１１の下部から上部に至るまでの高さ方向に対して、均一の温度の冷却気流を供給することができる。その理由は、ラック１１周囲においてラック搭載型コンピュータ機器１の排熱気流の回り込みを抑制し、ラック１１の下部から上部までの高さ方向に対する温度分布を小さくすることができるからである。
【００４９】
第２の効果として、空気調節装置の送風による冷却気流の到達距離が伸び、電算室内を均一に冷却できる。その理由は、従来は通気孔付き床パネルからの吹き上げられた冷却気流Ａ３の一部が、コンピュータ機器を冷却するために使われずに直接空気調節装置に還流される無駄な気流が発生していた。しかしながら、本実施形態によれば、冷却気流のほとんど全ての供給量をラック１１内のコンピュータ機器１に供給することができるので、冷却気流の無駄な還流が抑制され、冷却気流の到達距離を伸ばすことができるからである。
【００５０】
第３の効果として、空気調節装置の設定温度を従来よりも高く設定することが可能になり、空気調節装置の消費エネルギーを抑えて運転を行うことができる。その理由は、空気調節装置から供給される冷却気流をラックの下部から上部までを一定の温度にさせるように供給することできるので、従来の電算室のように床下の温度を極端に下げる必要がなくなるためである。例えば、従来の電算室では、空気調節装置の給気温度を１８℃程度に設定することで、ラックへ供給される冷却気流の温度が２０℃〜２８℃程度にされていた。一方、本実施形態では、空気調節装置によって供給する冷却気流の温度を２３℃程度に設定することで、ラックへ供給される冷却気流の温度をコンピュータ機器に推奨される動作温度である２３℃〜２５℃程度の一定の温度に設定することが可能になる。つまり、この例では空気調節装置の設定温度を５℃程度高く設定して運用できるので、空気調節装置による消費電力を抑えることができる。さらに、本発明によれば、コンピュータ機器１の使用温度を低く抑えることが可能になり、コンピュータ機器１を安定的に使用することが可能になる。
【００５１】
第４の効果として、電算室における空気調節装置の設置数を削減することが可能になり、過剰な設備投資や電力費用を抑制することが可能になる。その理由は、電算室内の暖気が空気調節装置によって効率良く換気されるので、空気調節装置による冷却効率が向上する。その結果、最小限の個数の空気調節装置によって十分に冷却することが可能になり、従来のように電算室全体を冷却するために、電算室内の熱負荷よりも過剰な空気調節装置を設置する必要がなくなるためである。従来は電算室内における風量不足を補うための対策として、空気調節装置の個数を増やしたり、別途に送風ファンを設置したりといった対策に伴って供給電力を追加する必要があったが、本実施形態によれば、ラック１１に天井パネル１５、側面扉パネル２０が設けられる簡素な構成を採ることで、追加の供給電力が不要となり、消費エネルギーの低減を図ると共に最適な冷却と排熱処理を行うことができ、地球環境にも配慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態の空気調節システムが電算室に設置された構成例と、空気の流れの概略を示す斜視図である。
【図２】実施形態の空気調節システムが電算室に設置された構成例とその空気の流れを示す、空気調節装置の側面から見た断面図である。
【図３】実施形態における第１のラック列のラックを示す斜視図であって、（ａ）に天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に天井パネルが引き出された状態を示す。
【図４】実施形態における第２のラック列のラックを示す斜視図であって、（ａ）に天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に天井パネルが引き出された状態を示す。
【図５】実施形態におけるラックを示す斜視図であって、（ａ）に側面扉パネルと天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に側面扉パネルと天井パネルが引き出された状態を示す。
【図６】実施形態におけるラックを示す斜視図であって、（ａ）に側面扉パネルと天井パネルが収納された状態を示し、（ｂ）に側面扉パネルと天井パネルが引き出された状態を示す。
【図７】実施形態におけるラックが電算室に設置された構成例とその空気の流れを示す、ラックの側面から見た断面図である。
【図８】実施形態におけるラックが電算室に設置された構成例とその空気の流れを示す、１９インチラックの上方から見た平面図である。
【図９】メインフレーム型コンピュータ機器が電算室に設置された構成例と、空気の流れの概略を示した斜視図である。
【図１０】メインフレーム型コンピュータ機器が電算室に設置された構成例における、空気の流れを示す、空気調節装置の側面から見た断面図である。
【図１１】ラック搭載型コンピュータ機器が搭載されたラックが電算室に設置された構成例における、空気の流れを示す斜視図である。
【図１２】ラック搭載型コンピュータ機器が搭載されたラックが電算室に設置された構成例と空気の流れを示す、空気調節装置の側面から見た断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ ラック搭載型コンピュータ機器
５ 電算室用床下吹き出しパッケージ型の空気調節装置
１１（１１ａ，１１ｂ） ラック
１３ 第１のラック列
１４ 第２のラック列
１５ 天井パネル
２０ 側面扉パネル
２３ 通気孔付き側面パネル
Ａ１ 機器排熱気流
Ａ３ 冷却気流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納され、空気調節装置によって床下から前記内部を通って上方に向かう冷却気流が供給されるラックであって、
間隔をあけて配置された他のラックとの間の空間を覆うことで前記空気調節装置による気流を制御するための気流調節部材が設けられていることを特徴とするラック。
【請求項２】
前記気流調節部材は、前記空間を覆った状態で、前記他のラックに設けられた前記気流調節部材と係合されている、請求項１に記載のラック。
【請求項３】
前記気流調節部材は、前記空間に対して進退する方向にスライド可能に設けられている、請求項１または２に記載のラック。
【請求項４】
内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックと、
前記複数のラックが配置された室内の床下から前記ラックの前記内部を通って前記ラックの上方に向かう冷却気流を供給し、前記ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、前記ラックに収納された前記複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置と、
を備え、前記複数のラックが配列されてなる第１のラック列と第２のラック列とが間に空間をあけて配置されている空気調節システムであって、
前記第１及び第２のラック列の各前記ラックには、前記空間を覆うための気流調節部材が設けられていることを特徴とする空気調節システム。
【請求項５】
前記第１及び第２のラック列における配列方向の両端に配置された前記ラックは、前記空間の天面を覆う第１の気流調節部材と、該第１の気流調節部材に連結されて前記空間の側面を覆う第２の気流調節部材とを有し、
前記第１及び第２のラック列における配列方向の両端以外に配置された前記ラックは、前記第１の気流調節部材を有し、
前記第１のラック列の前記第１及び第２の気流調節部材と、前記第２のラック列の前記第１及び第２の気流調節部材とが連結されることで前記空間が覆われている、請求項４に記載の空気調節システム。
【請求項６】
前記第１の気流調節部材及び前記第２の気流調節部材は、各前記ラックの天面及び側面に、前記空間に対して進退する方向にスライド可能に設けられている、請求項５に記載の空気調節システム。
【請求項７】
内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックが配列されてなる第１のラック列及び第２のラック列と、
前記複数のラックが配置された室内の床下から前記ラックの前記内部を通って前記ラックの上方に向かう冷却気流を供給し、前記ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、前記ラックに収納された前記複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置が配置され、前記第１のラック列と前記第２のラック列が間に空間をあけて配置された室内の空気調節方法であって、
前記第１のラック列及び前記第２のラック列の前記ラックに設けられた気流調節部材によって前記空間を覆った状態で、前記空気調節装置によって空気を循環させる空気調節方法。
【請求項１】
内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納され、空気調節装置によって床下から前記内部を通って上方に向かう冷却気流が供給されるラックであって、
間隔をあけて配置された他のラックとの間の空間を覆うことで前記空気調節装置による気流を制御するための気流調節部材が設けられていることを特徴とするラック。
【請求項２】
前記気流調節部材は、前記空間を覆った状態で、前記他のラックに設けられた前記気流調節部材と係合されている、請求項１に記載のラック。
【請求項３】
前記気流調節部材は、前記空間に対して進退する方向にスライド可能に設けられている、請求項１または２に記載のラック。
【請求項４】
内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックと、
前記複数のラックが配置された室内の床下から前記ラックの前記内部を通って前記ラックの上方に向かう冷却気流を供給し、前記ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、前記ラックに収納された前記複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置と、
を備え、前記複数のラックが配列されてなる第１のラック列と第２のラック列とが間に空間をあけて配置されている空気調節システムであって、
前記第１及び第２のラック列の各前記ラックには、前記空間を覆うための気流調節部材が設けられていることを特徴とする空気調節システム。
【請求項５】
前記第１及び第２のラック列における配列方向の両端に配置された前記ラックは、前記空間の天面を覆う第１の気流調節部材と、該第１の気流調節部材に連結されて前記空間の側面を覆う第２の気流調節部材とを有し、
前記第１及び第２のラック列における配列方向の両端以外に配置された前記ラックは、前記第１の気流調節部材を有し、
前記第１のラック列の前記第１及び第２の気流調節部材と、前記第２のラック列の前記第１及び第２の気流調節部材とが連結されることで前記空間が覆われている、請求項４に記載の空気調節システム。
【請求項６】
前記第１の気流調節部材及び前記第２の気流調節部材は、各前記ラックの天面及び側面に、前記空間に対して進退する方向にスライド可能に設けられている、請求項５に記載の空気調節システム。
【請求項７】
内部に複数のラック搭載型コンピュータ機器が高さ方向に並べて収納された複数のラックが配列されてなる第１のラック列及び第２のラック列と、
前記複数のラックが配置された室内の床下から前記ラックの前記内部を通って前記ラックの上方に向かう冷却気流を供給し、前記ラックから天井に抜けた排熱気流を引き込んで循環させて、前記ラックに収納された前記複数のラック搭載型コンピュータ機器を冷却する空気調節装置が配置され、前記第１のラック列と前記第２のラック列が間に空間をあけて配置された室内の空気調節方法であって、
前記第１のラック列及び前記第２のラック列の前記ラックに設けられた気流調節部材によって前記空間を覆った状態で、前記空気調節装置によって空気を循環させる空気調節方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２８２７５３（Ｐ２００９−２８２７５３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３４１４４（Ｐ２００８−１３４１４４）
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（０００２３２１４０）ＮＥＣフィールディング株式会社 (373)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（０００２３２１４０）ＮＥＣフィールディング株式会社 (373)
【Ｆターム（参考）】
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