無停電電源装置および無停電電源装置を備える情報処理システム
【課題】無停電電源装置は、商用電源から得られる電力エネルギーにて蓄電池をあらかじめ充電しておく。停電時等には上記蓄電池に蓄積した電力エネルギーを電子機器に供給（放電）することで、該電子機器が動作するに必要な電力をバックアップするように構成される。例えば電子機器がデータ保存等の所定の処理を実行して停止するまでの期間にわたって電力を供給した後、その動作を停止するように無停電電源装置を構成する。
蓄電池は、室温より温度が高い状態で充電や保管をすると、室温時の充電や保管に比べて電池寿命が早まるという問題があった。また、室温より温度が低い状態で放電を行うと、室温時での放電に比べて放電容量が低下するという問題があった。
【解決手段】
無停電電源装置の蓄電池において、充電時は冷却により電池寿命が延伸され、放電時は昇温により放電容量の低下が抑制されるように、蓄電池に対して、冷却手段および昇温手段を備える。
蓄電池は、室温より温度が高い状態で充電や保管をすると、室温時の充電や保管に比べて電池寿命が早まるという問題があった。また、室温より温度が低い状態で放電を行うと、室温時での放電に比べて放電容量が低下するという問題があった。
【解決手段】
無停電電源装置の蓄電池において、充電時は冷却により電池寿命が延伸され、放電時は昇温により放電容量の低下が抑制されるように、蓄電池に対して、冷却手段および昇温手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置および無停電電源装置を備える情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーバの高性能化および高密度化に伴いサーバの消費電力は年々増大し、データセンターにおける消費電力は近年、年率プラス１０％という非常に高い伸び率を示している。このため消費電力を低減する目的で、省エネルギー型データセンターの構築が急務となっている。その一環として、ひとつの電子機器収納用ラックに複数のサーバ（数台から数十台）を搭載する試みが進められている。ひとつの電子機器収納用ラックに複数のサーバを搭載することにより、複数台のサーバが一つのラック筐体に収納される。これにより、設置スペース削減や、ディスプレイ、マウスの共有化によるコスト削減、接続ケーブルの繁雑さから起こるケーブル抜け等の事故の軽減、耐震対策による安全性の向上等のメリットがある。
【０００３】
電力源として商用電源（交流）を用いたパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器においては、その動作（稼動）中に瞬時停電等が発生すると、処理動作自体にエラーが生じる、または、貴重な処理データが損なわれる等の不具合が発生する。
【０００４】
そこで、この種の電子機器の電源系に蓄電池を備えた無停電電源装置を設け、商用電源の停電時等には上記蓄電池から電子機器に対して電力を供給する。省エネルギー型データセンターを進めるために、電子機器収納用ラック内に無停電電源装置をもコンパクト化して設置する動きも始まっている。
【０００５】
この種の無停電電源装置は、商用電源から得られる電力エネルギーにて蓄電池をあらかじめ充電しておく。停電時等には上記蓄電池に蓄積した電力エネルギーを電子機器に供給（放電）することで、該電子機器が動作するに必要な電力をバックアップするように構成される。また蓄電池に蓄積した電力エネルギーの無駄な消費を防ぐべく、例えば電子機器がデータ保存等の所定の処理を実行して停止するまでの期間にわたって電力を供給した後、その動作を停止するように無停電電源装置を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７６８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８９９３号公報
【特許文献３】特開２００２−１２４２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蓄電池は、室温より温度が高い状態で充電や保管をすると、室温時の充電や保管に比べて電池寿命が早まるという問題があった。また、蓄電池は、室温より温度が低い状態で放電を行うと、室温時での放電に比べて放電容量が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の一観点によれば、蓄電池と、前記蓄電池を冷却する冷却手段と、前記蓄電池を昇温する昇温手段と、前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部とを有することを特徴とする無停電電源装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の観点によれば、電子機器と、前記電子機器に接続された蓄電池と、前記蓄電池を冷却する冷却手段と、前記蓄電池を昇温する昇温手段と、前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部とを備えることを特徴とする情報処理システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の無停電電源装置により、無停電電源装置の蓄電池は充電や保管時は冷却されて電池寿命を延伸し、放電時に昇温されて蓄電池の放電容量の低下を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、無停電電源装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、電子機器収納用ラック内の各部位が制御される工程の流れを示した、フローチャートである。
【図４】図４は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量未満の場合における電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ３の状態（工程）に相当する。
【図５】図５は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量以上に達している場合における電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ５の状態（工程）に相当する。
【図６】図６は、外部電源１１に停電が発生した場合における電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ７の状態（工程）に相当する。
【図７】図７は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の正面図である。
【図８】図８は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の左側面図である。
【図９】図９は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の左側面図である。
【図１０】図１０は、蓄電池熱交換用流路２４および蓄電池１の斜視図である。
【図１１】図１１は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の右側面図である。
【図１２】図１２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の右側面図である。
【図１３】図１３は、蓄電池における容量維持比のサイクル数依存性を実験にて調査した結果のグラフである。
【図１４】図１４は、蓄電池放電容量の放電電流依存を表したグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に実施例を示す。
【実施例１】
【００１３】
図１は無停電電源装置の構成を示す模式図である。
１は蓄電池、１ａは充電用導線、１ｂは放電用導線、２はＡＣ／ＤＣコンバータ、３はＤＣ／ＡＣコンバータ、３ａは電力供給用導線、４は充電回路、４ａは充電回路用信号線、５は放電回路、５ａは放電回路用信号線、６は制御モジュール、７は通信制御部、７ａは通信制御用信号線、８は表示部、８ａは表示用信号線、９が電子回路ユニット、１０は無停電電源装置制御部、１１は外部電源、１１ａが外部電源供給用導線、１２は電子機器、１２ａは電子機器用信号線である。
【００１４】
開示の無停電電源装置１０−１は図１に示すように、たとえば、蓄電池１、ＡＣ／ＤＣコンバータ２、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、充電回路４、放電回路５、制御モジュール６、通信制御部７、表示部８を含む。特に、充電回路４、放電回路５、制御モジュール６および通信制御部７、表示部８を含むユニットは、電子回路ユニット９である。また、電子機器１２との接続のために、電力供給用導線３ａおよび電子機器用信号線１２ａを有する。
【００１５】
開示の無停電電源装置１０−１は、図１に示すように、たとえば蓄電池１は無停電電源装置制御部１０と充電用導線１ａ、放電用導線１ｂで接続され、無停電電源装置制御部１０から離れた場所に設置されるタイプである。蓄電池１が無停電電源装置制御部１０の外部に設置されるため、寿命や劣化等により蓄電池１の交換作業する場合において、無停電電源装置制御部１０を開放する必要がなく、交換作業が簡便になる。
【００１６】
開示の無停電電源装置１０−１は、外部電源（商用電源；ＡＣ）１１を電力源として動作する電子機器１２の、バックアップ電源として用いられるものである。
【００１７】
蓄電池１は、例えばＮi-ＭＨ電池やＬiイオン電池等である。蓄電池１は、一般的には複数個の電池セルを直・並列に接続して必要な電池容量を備えたものである。
【００１８】
図１に例示する電子機器１２は、無停電電源装置１０−１を介して、外部電源１１からの電力を受けて動作するものとなっている。外部電源１１からの電力は、外部電源供給用導線１１ａを介して、無停電電源装置１０−１に供給される。無停電電源装置制御部１０内では、ＡＣ／ＤＣコンバータ（交流・直流変換器）２により、たとえば交流電力から一旦直流電力に変換され、ＤＣ／ＡＣコンバータ（直流・交流変換器）３により直流電力から再び交流電力へ変換される、さらに電力供給用導線３ａを介して、電子機器１２へ供給される。
【００１９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２およびＤＣ／ＡＣコンバータ３は、一般的には無停電電源装置１０−１内にユニットとして構築されることが多いが、電子機器１２に組み込まれた内部電源ユニットとして実現されることもある。
【００２０】
また、外部電源１１が停電していない場合は、外部電源１１からの電力は、外部電源供給用導線１１ａ、ＡＣ／ＤＣコンバータ２、充電回路４および充電用導線１ａを介して、蓄電池１に充電される。
【００２１】
一方、外部電源１１が停電するなどした場合、すなわち、電子機器１２が必要とする電力エネルギーが不足する場合、蓄電池１に蓄えた充電エネルギー（電力エネルギー）は、蓄電池１から放電用導線１ｂ、放電回路５、ＤＣ／ＡＣコンバータ３および電力供給用導線３ａを介して電子機器１２に供給される。
【００２２】
蓄電池１への充電とその放電をそれぞれ制御するべく、無停電電源装置１０−１には図１に示すように充電回路４と放電回路５とが設けられている。
【００２３】
充電回路４および放電回路５は、その充電路および放電路を選択的にオン・オフする半導体スイッチ素子（例えばＦＥＴ）等を備えたものである。
【００２４】
蓄電池１に充電を行う場合は、充電回路用信号線４ａを介して、制御モジュール６から充電回路４へ指令が発せられる。
【００２５】
蓄電池１を放電に切り替える場合は、放電回路用信号線５ａを介して、制御モジュール６から放電回路５へ指令が発せられる。
【００２６】
前述のように、充電回路４、放電回路５、制御モジュール６、通信制御部７、表示部８を含むユニットは、電子回路ユニット９である。蓄電池１の充放電制御は、上記のように電子回路ユニット９により行われる。
【００２７】
蓄電池１の充放電は、前記蓄電池１の端子電圧（充放電電圧）や充放電電流、更には充電回数、放電回数、電池容量、電池温度、外部電源１１の停電状態等を検出しながら、電子回路ユニット９により制御される。
【００２８】
電子回路ユニット９は、通信制御部７および通信制御用信号線１２ａを介して電子機器１２との間で情報通信し、電子機器１２の動作状態に応じて蓄電池１の充放電を制御したり、また電子機器１２からの指令を受けてその処理動作が制御されるようになっている。
【００２９】
電子回路ユニット９によって監視される蓄電池１の充放電状態などの情報や、通信制御部７を介して指示された動作モード等の情報は、適宜、表示用信号線８ａを介して、電子回路ユニット９内部の表示部８にて表示されるようになっている。
【００３０】
表示部８は、例えばＬＥＤアレイやマルチカラーＬＥＤを備えたもので、蓄電池１の概略的な充電容量を段階的に表示したり、蓄電池１の充電・放電の状態をＬＥＤの点滅等により表示するものである。
【００３１】
電子回路ユニット９により、蓄電池１の充放電の他に、上記のように電子機器１２の制御も行われる。
【００３２】
また、電子回路ユニット９により、そのほかに、後述のように、給気部開閉機構２１、蓄熱部開閉機構２３、リザーブ部開閉機構２５、循環流路開閉機構２７、循環ポンプ２９の制御も行われる（図１では「その他の制御」と記載）。
図２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の構成を示す模式図である。２０は電子機器収納用ラック、２０ａは給気部、２０ｂは排気部、２１は給気部開閉機構、２１ａは給気部開閉信号線、２２は蓄熱部、２２ａは蓄熱材保持量監視信号線、２３は蓄熱部開閉機構、２３ａは蓄熱部開閉信号線、２４は蓄電池熱交換用流路、２５はリザーブ部開閉機構、２５ａはリザーブ部開閉信号線、２６はリザーブ部、２７は循環流路開閉機構、２７ａは循環流路開閉信号線、２８は循環流路、２９は循環ポンプ、２９ａは循環ポンプ用信号線である。
【００３３】
図２に示すように、無停電電源装置制御部１０およびその蓄電池１は、電子機器収納用ラック２０内に設置される。図１と同様に、無停電電源装置制御部１０および蓄電池１は、別々に設置される。
【００３４】
無停電電源装置制御部１０内には、図１と同様に、電子回路ユニット９がある。電子回路ユニト９により、蓄電池１の充放電等が制御される。
【００３５】
電子機器収納用ラック２０は、空調空気を給気として取り込めるように、給気部２０ａを有する。給気部２０ａには、給気部開閉機構２１が設置されている。給気部開閉機構２１の開閉は、給気部開閉信号線２１ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。給気部開閉機構２１が開である場合は、たとえば床下からの空調空気が給気として、電子機器収納用ラック２０内に取り込まれる。取り込まれた給気により、蓄電池１および電子機器１２は冷却される。給気部開閉機構２１が閉である場合は、床下からの空調空気は電子機器収納用ラック２０内には取り込まれない。
【００３６】
電子機器収納用ラック２０は、給気した空調空気を排気するための、排気部２０ｂを有する。
【００３７】
外部電源１１からの電力供給で、電子機器１２が稼動する。電子機器１２は、給気部２０ａから取り込まれる空調空気にて冷却される。一方、電子機器収納用ラック２０内では、電子機器１２から熱が発生する。この電子機器１２からの排熱が蓄熱されるように、電子機器収納用ラック２０内には蓄熱部２２が設置されている。蓄熱部２２内には、電子機器１２からの排熱を蓄熱できるように、蓄熱材が内蔵されている。
【００３８】
電子機器収納用ラック２０内では、開示の無停電電源装置１０−１は、無停電電源装置制御部１０と蓄電池１と別々に設置される。図２の例では、蓄電池１は、たとえば蓄電池熱交換用流路２４の内部に設置される。蓄電池１は、電子回路ユニット９にて、その充放電を制御される。充電は充電用導線１ａを介して行われ、放電は放電用導線１ｂを介して行われる。
【００３９】
蓄熱部２２と蓄電池熱交換用流路２４とは、蓄熱部開閉機構２３を介してつながっている。
【００４０】
蓄熱部開閉機構２３が閉である場合には、蓄熱材は蓄熱部２２内に収まっている。このため、電子機器１２の排熱が、蓄熱部２２内の蓄熱材により蓄熱される。
【００４１】
蓄熱部開閉機構２３が開である場合には、蓄熱材は蓄熱部２２から、蓄電池熱交換用流路２４へ放出される。蓄電池熱交換用流路２４へ蓄熱材が放出されると、蓄熱材に蓄えられた熱により、蓄電池１は昇温される。
【００４２】
蓄熱部開閉機構２３の開閉は、蓄熱部開閉信号線２３ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００４３】
蓄電池熱交換用流路２４にて蓄電池１の昇温に寄与した蓄熱材は、最終的には蓄熱部２２へ回収される。回収のため、一旦は、リザーブ部２６に回収される。蓄電池熱交換用流路２４はリザーブ部開閉機構２５を介してリザーブ部２６とつながっている。
【００４４】
リザーブ部開閉機構２５が閉である場合には、蓄熱材は蓄電池熱交換用流路２４内に収まっている。
【００４５】
リザーブ部開閉機構２５が開である場合には、蓄熱材は蓄電池熱交換用流路２４から、リザーブ部２６へ放出される。
【００４６】
リザーブ部開閉機構２５の開閉は、リザーブ部開閉信号線２５ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００４７】
リザーブ部２６に移動した蓄熱材は、循環流路開閉機構２７、循環流路２８、循環ポンプ２９、循環流路２８を介して、蓄熱部２２に回収される。
【００４８】
リザーブ部２６と循環流路２８とは、循環流路開閉機構２７を介してつながっている。
【００４９】
循環流路２８は、蓄熱部２２とつながっており、途中には循環ポンプ２９が設置されている。
【００５０】
循環流路開閉機構２７が閉である場合には、蓄熱材はリザーブ部２６内に収まっている。
【００５１】
循環流路開閉機構２７が開である場合には、蓄熱材はリザーブ部２６から、循環流路２８へ放出される。循環流路２８へ放出された蓄熱材は、循環ポンプ２９により、蓄熱部２２へ送り返され、回収される。
【００５２】
循環流路開閉機構２７の開閉は、循環流路開閉信号線２７ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００５３】
循環ポンプ２９の稼動・停止は、循環ポンプ用信号線２９ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００５４】
蓄熱部開閉機構２３、リザーブ部開閉機構２５、循環流路開閉機構２７は、液体等の蓄熱材を「閉」の時には流動停止とし、「開」の時には流動するものである。たとえば、電気的な制御で開閉する、典型的なバルブであっても良い。
【００５５】
循環ポンプ２９は、液体等の蓄熱材の循環するポンプであれば良い。
【００５６】
図３は、電子機器収納用ラック内の各部位が制御される工程の流れを示した、フローチャートの例である。
【００５７】
工程の開始は、外部電源１１から電力供給から始まり、ＳＴＡＲＴとなる。
【００５８】
Ｓ１では、電子回路ユニット９から以下の指令が発せられる。蓄電池１は「充電」、電子機器１２は「電力供給停止」、給気部開閉機構２１は「開」、蓄熱部開閉機構２３は「閉」の指令がそれぞれ発せられる。
【００５９】
Ｓ１では、蓄電池１には充電が開始される。
【００６０】
電子機器１２へは、電力供給はまだ行われない。電子機器１２への電力供給は、次工程以降の準備事項が整ってからとなる。
【００６１】
給気部開閉機構２１は「開」となり、空調空気が電子機器収納用ラック２０内に取り込まれ、蓄電池１は冷却される。冷却により、蓄電池１は例えば、２５℃になる。
【００６２】
蓄熱部開閉機構２３は、「閉」である。蓄熱材は、蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ移動しない。
【００６３】
Ｓ２では、蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量が監視され、規定量以上であるか、規定量未満であるかが判定される。蓄熱部２２に設置した、たとえば蓄熱材監視モニターにより監視され、その信号が蓄熱材保持量監視信号線２２ａを介して電子回路ユニット９に送信される。送信されてきた信号に基づき、電子回路ユニット９により、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量未満か規定量以上かが判定される。
【００６４】
蓄熱部２２において蓄熱材が規定量未満であり、すなわち不足していると判定されると、蓄熱部２２では電子機器１２からの排熱を蓄熱することが困難となる。
【００６５】
一方、蓄熱部２２において蓄熱材が規定量以上保持されていると判定されると、蓄熱部２２では電子機器１２からの排熱を蓄熱する準備ができたことになる。
【００６６】
蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量未満である場合は、図３のフローチャートで「規定量未満」のほうへ進み、Ｓ３へ進む。
【００６７】
Ｓ３では、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量未満のため、蓄電池熱交換用流路２４およびリザーブ部２６から、蓄熱部２２へ蓄熱材を送り返すことが実施される。
【００６８】
すなわち、電子回路ユニット９から、リザーブ部開閉機構２５を「開」、循環流路開閉機構２７を「開」とする指令が出される。また、循環流路２８の途中に設置された循環ポンプ２９にも、電子回路ユニット９から「稼動」とする指令が出される。
【００６９】
これにより、蓄電池熱交換用流路２４およびリザーブ部２６に残留していた蓄熱材が、循環流路２８を経由して、蓄熱部２２へ送り返され、回収される。
【００７０】
Ｓ３ののちに、再び、Ｓ２にて蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量が規定量以上であるか、規定量未満であるかが判定される。
【００７１】
Ｓ２にて、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上である判定された場合は、電子機器１２からの排熱を蓄熱材に蓄熱することが可能となる。
【００７２】
Ｓ２にて、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上である場合は、図３のフローチャートで「規定量以上」のほうへ進み、Ｓ４へ進む。
【００７３】
Ｓ４では、電子回路ユニット９から、リザーブ部開閉機構２５を「閉」、循環流路開閉機構２７を「閉」とする指令が出される。循環流路２８の途中に設置された循環ポンプ２９には、電子回路ユニット９から「停止」とする指令が出される。
【００７４】
Ｓ５で、外部電源１１から電子機器１２へ電力供給が開始される。これまでの工程にて、停電した場合を想定した準備事項が整ったためである。
【００７５】
Ｓ６では、外部電源１１の停電が監視される。
Ｓ６で外部電源１１が停電していない場合は、継続して停電が監視される。図３のフローチャートでは「Ｎｏ」へ進む。
【００７６】
Ｓ６で外部電源１１が停電となった場合は、図３のフローチャートでは「Ｙｅｓ」へ進み、Ｓ７へ進む。
【００７７】
Ｓ７では、電子回路ユニット９から以下の指令が発せられる。
【００７８】
電子回路ユニット９からの指令により、蓄電池１は「充電停止」から「放電開始」となり、電子機器１２は「シャットダウン開始」、給気部開閉機構２１は「開」から「閉」となり、蓄熱部開閉機構２３は「閉」から「開」となる。
【００７９】
外部電源からの電力供給が完全に停止する前に、蓄電池１は、充電から放電に切り替わる。また、電子機器１２は、データ保存等の所定の処理を実行し、その後シャットダウンを開始する。そのため、この工程では、蓄電池１は、電子機器１２に対して、シャットダウン完了までに必要な電力を供給する。蓄電池１の電力供給時間は、データ保存からシャットダウン完了に至るまでの時間であり、５分から３０分程度であると考えられる。
【００８０】
Ｓ７で、給気部開閉機構２１「閉」で、電子機器収納用ラック２０内への空調空気は取り込み停止となる。これにより、蓄電池１の冷却も停止となる。
【００８１】
また、蓄熱部開閉機構２３「開」で、蓄熱材は蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ放出される。蓄電池熱交換用流路２４へ放出された蓄熱材は、蓄熱されているため、蓄電池１は昇温される。昇温により、例えば、蓄電池１は最終的に４０℃まで昇温されても良い。場合によっては、昇温により、最終的に７０℃となっても良い。放電開始とともに蓄電池１は昇温されると、放電容量の劣化が抑制できる。放電時における蓄電池の昇温温度は、３０℃〜７０℃が望ましい。
【００８２】
Ｓ８で、電子機器１２のシャットダウンを監視する。シャットダウンが未完了であれば、フローとしては「Ｎｏ」となり、さらに継続監視する。シャットダウンが完了すれば、フローとしては「Ｙｅｓ」となり、Ｓ９へ進む。
【００８３】
Ｓ９では、蓄電池１からの放電が停止される。給気部開閉機構２１は「開」となり、再び、蓄電池１は冷却される。蓄熱部開閉機構２３は、「閉」となる。
【００８４】
蓄電池１からの放電が停止すると、図３のフローチャートの全工程は完了となる。
【００８５】
以上が、電子機器収納用ラック内の各部位が制御される工程の流れを示した、Ｓ１〜Ｓ９の全工程の例である。
【００８６】
図４は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量未満の場合における、電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ３の状態（工程）に相当する。
【００８７】
外部電源１１は、電力供給している状態である。外部電源１１は、停電ではない。電子回路ユニット９では、停電ではないと判定されている。
外部電源１１からの電力は、無停電電源装置１０へ供給される。
【００８８】
電子機器１２への電力供給はまだ行われていない。
【００８９】
蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量は、蓄熱材保持量監視信号線２２ａを介して、電子回路ユニット９にて判定される。
【００９０】
図４では、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量未満であると判定されているため、電子機器１２へ電力供給を行う前の準備として、蓄熱部２２内の蓄熱材を規定量以上となるようにする。すなわち、以下の動作により、蓄電池熱交換用流路２４やリザーブ部２６に残留している蓄熱材が蓄熱部２２に回収される。
【００９１】
蓄熱部開閉機構２３は「閉」である。蓄熱部開閉機構２３を「閉」としておくのは、蓄熱部２２へ回収した蓄熱材が、蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ再び移動してしまわないようにするためである。
【００９２】
蓄熱部２２内へ蓄熱材を回収するには、リザーブ部開閉機構２５を「開」とし、蓄電池熱交換用流路２４内の蓄熱材を移動可能とする。
【００９３】
また、循環流路開閉機構２７も「開」とし、リザーブ２６内の蓄熱材を移動可能とする。蓄熱部開閉機構２３「閉」、リザーブ部開閉機構２５「開」、循環流路開閉機構２７「開」とした状態で、循環ポンプ２９を「稼動」とする。これにより、蓄電池熱交換用流路２４やリザーブ部２６に残留している蓄熱材は、循環流路２８を通って、蓄熱部２２へ送り返され、回収される。回収の動作は、電子回路ユニット９により、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上となるまで継続される。
【００９４】
蓄熱部開閉機構２３「閉」は、蓄熱部開閉信号線２３ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。リザーブ部開閉機構２５「開」は、リザーブ部開閉信号線２５ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。循環流路開閉機構２７「開」は、循環流路開閉信号線２７ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。循環ポンプ２９「稼動」は、循環ポンプ用信号線２９ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。
【００９５】
一方、蓄電池１は、外部電源１１から充電されている状態である。
【００９６】
給気部開閉機構２１は「開」であり、電子機器収納用ラック２０内に空調空気を給気として取り込む。取り込まれた給気により、蓄電池１は冷却される。冷却により、蓄電池１は例えば、２５℃になる。これにより、充電中の蓄電池１は、冷却状態となる。蓄電池１の充電は、電子回路ユニット９から指令される。給気部開閉機構２１の「開」は、電子回路ユニット９から給気部開閉信号線２３ａを介して指令される。
【００９７】
図５は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量以上に達している場合における、電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ５の状態（工程）に相当する。
【００９８】
外部電源１１は、電力供給している状態である。外部電源１１は、停電ではない。電子回路ユニット９では、停電ではないと判定されている。
【００９９】
外部電源１１からの電力は、無停電電源装置１０へ供給される。
【０１００】
蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量は、蓄熱材保持量監視信号線２２ａを介して、電子回路ユニット９にて判定される。
【０１０１】
図５では、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上と判定されているため、外部電源１１から電子機器１２への電力供給が開始されており、電子機器１２は「稼動」状態である。
【０１０２】
電子機器１２は稼動しているため、電子機器１２は排熱を発生する。電子機器１２の近傍には蓄熱部２２が配置されている。蓄熱部２２内に蓄熱材が内蔵されており、蓄熱材には、電子機器１２からの排熱が蓄熱される。蓄熱部開閉機構２３は「閉」である。
【０１０３】
給気部開閉機構２１は「開」であり、前図の図４と同様に蓄電池１は冷却されている。冷却により、蓄電池１の温度は例えば、２５℃になる。
【０１０４】
図６は、外部電源１１に停電が発生した場合における、電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ７の状態（工程）に相当する。
【０１０５】
外部電源１１は、停電状態である。電子回路ユニット９では、停電と判定されている。電子回路ユニット９からの指令により、電子機器１２は、データ保存等の所定の処理を実行し、その後シャットダウンを開始する。
【０１０６】
蓄電池１は、外部電源からの電力供給が完全に停止する前に、充電から放電に切り替わる。蓄電池１は、電子機器１２に対して、シャットダウン完了までに必要な電力を供給する。データ保存からシャットダウン完了に至るまでのシャットダウン時間は、５分から３０分程度であると考えられる。
【０１０７】
給気部開閉機構２１は「閉」となり、空調空気は取り込まれなくなる。その結果、蓄電池１の冷却は行われなくなる。
【０１０８】
蓄熱部開閉機構２３は「開」となる。これにより、蓄熱部２２内の蓄熱材は、蓄電池熱交換用流路２４へ放出される。蓄電池熱交換用流路２４に放出された蓄熱材は、蓄電池１に熱を渡し、蓄電池１は昇温される。昇温により、例えば、蓄電池１は最終的に３５℃まで昇温される。蓄電池１は、昇温により、３０℃〜７０℃となることが望ましい。
【０１０９】
蓄電池１は、図４、図５に示したように放電時以外、たとえば充電時は冷却状態であることが好ましい。電池寿命を延伸させることが可能であるためである。一方で、図６で示したように放電時は、昇温されていることが好ましい。放電時の蓄電池１は、冷却状態のままであるよりも、昇温されていたほうが、放電容量の劣化が抑制できる。
【０１１０】
図７は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の正面図である。
電子機器収納用ラック２０の正面側には、通常、前方パネルが設置されている。
【０１１１】
図７では、前方パネルを外した状態であり、電子機器収納用ラック２０内を示した図である。１０ａは無停電電源用取っ手、１２ｂは電子機器用取っ手、３０は床、３１はラック用キャスター、３１ａはキャスター用カバー、３２はラックの底面パネル、３３はラックの右側パネル、３４はラックの左側パネル、３５はラックの天井パネル、３６は仕切り板である。電子機器収納用ラック２０は、底面パネル３２、側面パネル３３、天井パネル３５により、周辺を覆われる。
【０１１２】
底面パネル３２には、ラック用キャスター３１が取り付けられている。
【０１１３】
天井パネル３３は天板で構成され閉鎖されるが、フレームで構成された開放型であっても、多孔性の部材により構成されていてもよい。
【０１１４】
開示の電子機器収納用ラック２０の大きさは、一例として、外形で高さ２０００ｍｍ、幅７００ｍｍである。電子機器収納用ラック２０の奥行き方向（図７で紙面表から裏）には１０５０ｍｍである。
【０１１５】
電子機器収納用ラック２０は、複数の仕切り板３６により、段数が設定される。各仕切り板３６上には、少なくとも無停電電源装置１０および電子機器１２を１台ずつ取り付け可能である。
【０１１６】
電子機器１２は、たとえばサーバーであり、大きさはたとえば、高さ１７７８ｍｍ、幅４８２ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）７８２ｍｍである。
無停電電源装置１０は、例えば、電子機器１２の下に配置し、大きさはたとえば、高さ３００ｍｍ、幅４８０ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）７００ｍｍである。
【０１１７】
たとえば、１台の電子機器１２に対して、１台の無停電電源装置１０を対応させるように配置するのが好ましい。
【０１１８】
電子機器１２を囲むように、蓄熱部２２、蓄電池熱交換用流路２４、リザーブ部２６が設置される。また、蓄電池１は、蓄電池熱交換用流路２４内に設置され、無停電電源装置１０とは別に配置される。
【０１１９】
図７の蓄電池１は１個の大きさが、たとえば、高さ８３ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）１９０ｍｍである。図７では、蓄電池１を２４個並べた例を示す。例えば、上下方向に６段、奥行き方向（図７で紙面表から裏）に４列並べて、計２４個の蓄電池１を並べる。蓄電池１が１個では、体積０．５７リットルである。２４個の合計体積は、約１３．６リットルである。
【０１２０】
蓄熱部２２の大きさは、例えば、高さ３５ｍｍ、幅５３１ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）７８２ｍｍである。蓄熱部２２の容積は、たとえば、約１４．５リットルである。そのため、蓄熱材は最大で１４．５リットルを蓄熱部２２内に内蔵可能である。
【０１２１】
蓄電池熱交換用流路２４の大きさは、例えば、高さ５４０ｍｍ、幅６０ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）８００ｍｍである。蓄電池熱交換用流路２４内の容積は、たとえば、約２５．９リットルである。
【０１２２】
蓄電池熱交換用流路２４内には、上記約１３．６リットルの蓄電池１が設置されているので、蓄熱材が入りこめる容積としては最大で、２５．９リットルから１３．６リットルを引き算した約１２リットルである。
【０１２３】
リザーブ部２６の大きさは、例えば、高さ３７ｍｍ、幅６０ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）９２１ｍｍである。リザーブ部２６の容積は、たとえば、約２リットルである。
【０１２４】
外部電源１１が正常に電力供給できている場合は、蓄熱部開閉機構２３は「閉」である。そのため、蓄熱部２２内に蓄熱材がとどまり、電子機器１２から発生する排熱が蓄熱材に蓄積される。蓄熱部２２内には、前述のように、最大で約１４．５リットルの蓄熱材に蓄熱される。
【０１２５】
蓄熱部２２と蓄電池熱交換用流路２４とは、蓄熱部開閉機構２３を介してつながっている。
【０１２６】
外部電源１１に停電が発生し、蓄熱部開閉機構が「開」となると、蓄熱材は、蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ移動し、蓄電池熱交換用流路２４には約１２リットルの蓄熱材が充填される。蓄熱材により、蓄電池１は昇温される。
【０１２７】
蓄熱材の昇温能力が飽和状態になった場合は、リザーブ部開閉機構２５を「閉」から「開」とし、昇温能力が飽和状態になった蓄熱材の一部を、リザーブ部２６へ放出することができる。 その後、蓄熱部２２内に残留している蓄熱材を、蓄電池熱交換用流路２４に追加放出しても良い。追加放出した蓄熱材は、蓄電池１に対して昇温能力を有している。
【０１２８】
図８、図９は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の左側面図である。電子機器収納用ラック２０の左側パネル３４を外した状態であり、電子機器収納用ラック２０内を示した図である。
【０１２９】
図８、図９は、電子機器収納用ラックの正面から見て、左側に蓄電池１を設置する場合の一例を示す。
３７は電子機器収納用ラック２０の前方パネル、３８は電子機器収納用ラック２０の後方パネルである。
【０１３０】
天井パネル３５は、電子機器収納用ラック２０内に給気した空調空気を排気する排気部２０ｂを有していることが望ましい。
【０１３１】
後方パネル３８は閉鎖されるか、開口のあるパーティションによりカバーされる。
【０１３２】
底面パネル３２は、床下からの空調空気を導入できるように、底面パネル３２には給気部２０ａが設けられている。給気部２０ａには開閉可能な給気部開閉機構２１を有している。開示の電子機器収納用ラック２０には、複数の無停電電源装置１０を配置しても良い。その場合、給気部開閉機構２１は、近傍の無停電電源装置１０により制御されることが好ましい。
【０１３３】
図８は、給気部開閉機構２１が「開」である場合を示す。この場合は、給気部開閉機構２１は、たとえば床下からの空調空気を給気として、電子機器収納用ラック２０内に取り込む。取り込まれた給気により、蓄電池１は冷却される。
【０１３４】
図９は、給気部開閉機構２１が「閉」である場合を示す。この場合は、給気部開閉機構２１は、床下からの空調空気を電子機器収納用ラック２０内には取り込まない。
【０１３５】
図１０は、蓄電池熱交換用流路２４および蓄電池１の斜視図である。３９は、蓄熱材と接触しない面である。図１０では、蓄電池熱交換用流路２４内に蓄電池１が収納されている状態である。
【０１３６】
前述のように、蓄電池熱交換用流路２４内の容積は、たとえば、約２５．９リットルである。
【０１３７】
蓄電池熱交換用流路２４内には、上記約１３．６リットルの蓄電池１が設置されているので、蓄熱材が入りこめる容積としては最大で、２５．９リットルから１３．６リットルを引き算した約１２リットルである。
【０１３８】
蓄電池１は、たとえば２４個の集合体である。
２４個の集合体である蓄電池１の熱容量はたとえば１１３００Ｊ／℃である。充電時は、２５℃に冷却されている。
【０１３９】
蓄熱材は、たとえば水である。
水の比熱は、ほぼ１ｃａｌ／（℃・ｇ）である。
水の密度は、１ｇ／ｃｃであるから、たとえば１２．３リットルは１２３００ｇである。
水の比熱に１２３００ｇを掛けると、水の熱容量１２３００ｃａｌ／℃が得られる。
ｃａｌをＪ（ジュール）に換算するには、４．１８４を掛ければ良い。従って、１２．３リットルの水の熱容量はＪ（ジュール）に換算して、５１５００Ｊ／℃となる。
【０１４０】
蓄熱材は、蓄熱部２２において、電子機器１２の排熱を蓄熱し、４０℃となっている。
【０１４１】
停電が発生し、蓄電池熱交換用流路２４に蓄熱材が放出されると、２５℃の蓄電池１と４０℃の蓄熱材が熱的に接触することになる。
【０１４２】
接触前の蓄電池１の温度をＴ１、蓄電池１の熱容量をＣ１、
接触前の蓄熱材の温度をＴ２、蓄熱材の熱容量をＣ２とすると、
熱力学的平衡の観点から、接触後の両者の最終的な温度は、
Ｔ＝（Ｔ１・Ｃ１＋Ｔ２・Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）となる。
そのため、Ｔ＝（１１３００×２５＋５１５００×４０）／（１１３００＋５１５００）
＝ ３７．３℃
となる。
【０１４３】
蓄電池１と蓄熱材とが接触すると、蓄電池１は２５℃から３７．３℃に１２．３℃昇温し、その際、
（蓄電池１の熱容量）×（昇温温度）
＝１１３００Ｊ／℃×１２．３℃
＝１３８９９０Ｊ（ジュール）
の熱が蓄熱材から蓄電池１に移動したことになる。
【０１４４】
一方、蓄熱材は４０℃から３７．３℃に２．７℃温度低下し、同様に１３８９９０Ｊ（ジュール）の熱が蓄熱材から蓄電池に流出したことになる。
【０１４５】
蓄電池１は、図１０のように２４個並べて配置する。そのため、１個あたりに約５８００Ｊの熱が流れ込むことになる。
【０１４６】
蓄電池１の形状は、例えば直方体であり、
前述のように、蓄電池１の１個の大きさは、たとえば、高さ８３ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行き１９０ｍｍである。
蓄電池１が蓄熱材と接触するのは、図１０に示すように、ひとつの直方体において、１面を除いて、６面中５面である。図１０において、蓄熱材と接触しない面３９のみは、蓄熱材と接触しないため、昇温に寄与しない。そのため、ひとつの蓄電池１が蓄熱材と接触する面積は、
（高さ８３ｍｍ×幅３６ｍｍ）×２面
＋ （奥行き１９０ｍｍ×幅３６ｍｍ）×２面
＋ （高さ８３ｍｍ×奥行き１９０ｍｍ）×１面
＝ ３５４２６ｍ■ ＝０．０３５■
である。
【０１４７】
蓄電池１の熱伝達係数は、２２０Ｗ／（℃・■）である。蓄電池１内部は液体であり、
液体の熱伝達係数は、空気（１１Ｗ／（℃・■））の２０倍と言われているためである。
【０１４８】
以上から、熱伝達係数×接触面積×変化温度 を計算することができる。この計算結果で、前述の５８００Ｊ／個を割れば、蓄電池１が２５℃から３７．３℃に昇温するまでに要する時間が求められる。
【０１４９】
５８００（Ｊ）／（熱伝達係数×接触面積×変化温度）
＝ ５８００／（２２０×０．０３５×１２．３）
＝ ６１秒
上記昇温時間の計算は、蓄電池１が１個について行った。
【０１５０】
蓄電池１を２４個として計算しても、結果は同様に６１秒となる。
【０１５１】
外部電源１１に停電発生後、電子機器１２において、データ保存からシャットダウン完了まで要する時間すなわち、シャットダウン時間としては、たとえば５分から３０分程度要すると考えられる。蓄電池１の電力供給は、電子機器１２のデータ保存動作当初から供給される。そのため、停電後、約１分で蓄電池の昇温が完了するのであれば、シャットダウン時間に比べて、昇温時間は早いと言える。
【０１５２】
蓄熱材が水の場合を示したが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。たとえば、アンモニア（密度０．６９４２：比熱１．１５２（４０℃にて））、イソプロピルアルコール（密度０．７８０８４：比熱０．７０９（４０℃にて））、プロピレングリコール（密度１．０３６：比熱０．５９）、エチレングリコール（密度１．１１３２：比熱０．５９９（４０℃にて））、エチルアルコール（密度０．７８９：比熱０．６４２（４０℃にて））、メチルアルコール（密度０．７９１８：比熱０．７２６（４０℃にて））、フロン１１（密度１．４７６：比熱０．２１９（４０℃にて））などでも良い。いずれも、密度の単位は（ｇ／ｃｃ）、比熱の単位は（ｃａｌ／（℃・ｇ））である。
【０１５３】
水の場合と同様に、蓄電池１との接触後の最終的な温度を熱力学的平衡の観点から計算すると、たとえばアンモニアでは３６．８℃となる。また、イソプロピルアルコールでは３５．７℃、プロピレングリコールでは３６℃、エチレングリコールでは３６．３℃、エチルアルコールでは３５．５℃、メチルアルコールでは３５．９℃、フロン１１では３３．９℃となる。
【０１５４】
蓄電池１は蓄熱材にて昇温されることにより、３０℃から７０℃となることが望ましい。
【実施例２】
【０１５５】
上記例では、蓄熱部２２の容積を１４．５リットル、蓄電池熱交換用流路２４の容積を２５．９リットル、蓄電池全体の容積を１３．６リットルとして例示した。ただし、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、これらに限るものではない。
【０１５６】
蓄熱部容積、蓄熱部周辺部容積や、蓄熱材の選定には、上記計算にならって行うことが可能である。
【０１５７】
蓄電池の容積をＸ（リットル）、Ｘリットルの蓄電池の熱容量をＹ（Ｊ／℃）とする。
【０１５８】
蓄電池は充電中は冷却されて、温度はａ（℃）であるとする。
【０１５９】
蓄熱部の容積をＺ（リットル）とし、蓄熱部周辺部の容積をＷ（リットル）とする。
【０１６０】
蓄熱材の密度をｂ（ｇ／ｃｃ）として、蓄熱材の比熱をｃ（ｃａｌ／（ｇ・℃））とする。
【０１６１】
蓄熱部におけるＺリットルの蓄熱材は、電子機器の排熱により昇温され、ｄ（℃）になっているとする。蓄電池の温度ａ（℃）と蓄熱材の温度ｄ（℃）との大小関係は、ｄ＞ａである。
【０１６２】
外部電源に停電が発生し、蓄熱部の蓄熱材が蓄電池熱交換用流路に移動される。
【０１６３】
蓄電池熱交換用流路に入り込める蓄熱材の体積は、蓄電池熱交換用流路の容積Ｗと蓄電池の容積Ｘから、（Ｗ−Ｘ）リットルである。（Ｗ−Ｘ）リットルの蓄熱材の熱容量は、
１０００・（Ｗ−Ｘ）・ｂ・ｃ（ｃａｌ／℃）である。ｃａｌをＪ（ジュール）に換算するには、４．１８４を掛ければよい。その結果、（Ｗ−Ｘ）リットルの蓄熱材の熱容量Ｚとすると、Ｚは
Ｚ＝４１８４・（Ｗ−Ｘ）・ｂ・ｃ（Ｊ／℃） ・・・ （式１）
である。
【０１６４】
熱力学的平衡の観点から、蓄電池ａ（℃）と蓄熱材ｄ（℃）との接触後、最終的な温度は、式１を用いて
（ａ・Ｙ＋ｄ・Ｚ）／（Ｙ＋Ｚ） ・・・ （式２）
となる。上記例では、式２の単位は℃である。
【０１６５】
また、蓄電池１の昇温時間については、蓄電池１の熱伝達係数Ｕ（Ｗ／（℃・■））、
蓄電池１が蓄熱材と接触する面積Ｍ（■）、蓄電池１の昇温温度ΔＴ（℃）、および、蓄
電池１の熱容量Ｙ（Ｊ／℃）より求まる。
【０１６６】
Ｙ／（Ｕ・Ｍ・ΔＴ） ・・・ （式３）
となる。上記例では、式３の単位は秒である。
【０１６７】
図１１、図１２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の右側面図である。電子機器収納用ラック２０の右側パネル３４を外した状態であり、電子機器収納用ラック２０内を示した図である。
【０１６８】
４０は無停電電源装置内蔵ファン、４１は電子機器内蔵ファンである。
【０１６９】
図１１は、給気部開閉機構２１が開である場合を示す。この場合は、給気部開閉機構２１は、たとえば床下からの空調空気を、給気部２０ａから給気として電子機器収納用ラック２０内に取り込む。取り込まれた給気により、蓄電池（図示無し）は冷却される。給気はその後、排気部２０ｂから排気される。
【０１７０】
無停電電源装置１０内には、無停電電源装置内蔵ファン４０により、ラック前方パネル側から給気を取り込む。取り込まれた給気により、無停電電源装置１０内は冷却される。無停電電源装置１０内を冷却した給気は、無停電電源装置内蔵ファン４０を経由して、電子機器収納用ラック２０の排気部２０ｂから排気される。
【０１７１】
電子機器１２内には、電子機器内蔵ファン４１により、ラック前方パネル側から給気を取り込む。取り込まれた給気により、電子機器１２内は冷却される。電子機器１２内を冷却した給気は、電子機器内蔵ファン４１を経由して、電子機器収納用ラック２０の排気部２０ｂから排気される。電子機器１２の上方には、蓄熱部２２が設置されている。そのため、電子機器１２からの排熱は、蓄熱部２２に蓄熱される。
【０１７２】
図１２は、給気部開閉機構２１が閉である場合である。この場合は、床下からの空調空気は電子機器収納用ラック２０内には取り込まれない。
【実施例３】
【０１７３】
図１３は、蓄電池放電容量の放電電流依存を表したグラフである。
【０１７４】
実験条件としては、蓄電池から放電電流０．２Ｃを放電させ、規定の電圧値に下がるまでの時間ｔを測定した。この電流０．２Ｃと時間ｔとの掛け算
０．２Ｃ×ｔ ・・・ （式４）
の値を基準の放電容量とした。
【０１７５】
同様に放電電流０．４Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃについて、規定の電圧値まで下がるまでのそれぞれの時間を測定し、各放電電流に対する、放電容量＝（放電電流×時間）を求めた。
【０１７６】
図１３のグラフは、縦軸を相対放電容量とし、横軸を放電電流とした。
【０１７７】
蓄電池の温度を、２０℃の場合と４０℃の場合との２条件にて実験を行った。
【０１７８】
図１３より、実際の実験結果では、(1) ０．２Ｃを超える大きい放電電流で蓄電池を使用すると、放電電流が大きくなるに従い、放電容量は下がってしまう。
(2) 同じ放電電流値で比較すると、蓄電池の温度は２０℃よりも４０℃のほうが、放電容量が大きい、という結果となった。
【０１７９】
結果(1)より、実際の蓄電池を大きな放電電流で使用すると、本来の放電容量の性能を発揮できず、規定の蓄電池電圧値には、より早い時間で到達してしまうことを示している。すなわち、大きな放電電流で使用すると、放電容量が劣化する。
【０１８０】
また、結果(2)より、蓄電池１は２０℃よりも４０℃のほうが、相対放電容量の劣化が抑制されていることを示している。
【０１８１】
これらの結果より、開示の無停電電源装置の蓄電池は、放電時には昇温し、かつ、放電電流値を３Ｃを超えない範囲としたほうが、放電容量の劣化が抑制できることがわかった。
【０１８２】
蓄電池は、内部抵抗が上昇すると、放電容量が劣化してしまう。そのため、昇温により内部抵抗の上昇が抑えられ、放電容量の劣化を抑制できると考えられる。
【実施例４】
【０１８３】
図１４は、蓄電池における容量維持比のサイクル数依存性を実験にて調査した結果のグラフである。蓄電池１としては、放電容量３．５Ａｈ、体積０．５７リットル（高さ８３ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行き１９０ｍｍ）である。
【０１８４】
サイクル条件として、充電は、１Ｃの相当する電流値を用い、４．２Ｖに達するまで行った。放電は、１Ｃに相当する電流値を用い、３．０Ｖに達するまでとした。サイクル回数は、１回、１３０回、２３０回、３００回、４００回、５００回とし、サイクル回数は５００回まで行った。各サイクルでの放電容量を調査した。
ここで、容量維持比は、１サイクル目を基準とし、
容量維持比 ＝（測定時サイクル回数の放電容量／１サイクル目の放電容量）
である。
【０１８５】
蓄電池１を２５℃に保った状態と、４５℃に保った状態との２種類について、調査を実施した。
【０１８６】
図１４のグラフは、縦軸を容量維持比とし、横軸をサイクル数としてプロットした。
【０１８７】
図１４より、サイクル数が増えるほど、容量維持比が減少していくことがわかった。また、蓄電池の温度は、４５℃よりも２５℃でのサイクル実験のほうが、容量維持比の減少の度合いが小さいことがわかった。
【０１８８】
図１３の結果より、放電時では蓄電池が昇温されているほうが、放電容量の劣化を抑制できることがわかっている。そのため、図１４の実験でも、サイクルの放電のみを考慮すると、４５℃の方が有利と予想される。
【０１８９】
しかしながら、２５℃でのサイクルの方が容量維持率の劣化を抑制できた。すなわち、開示の無停電電源装置の蓄電池は、充電時では昇温されているよりも、冷却されているほうが、電池寿命が長くなることがわかった。
【０１９０】
蓄電池は、蓄電池内に不要な反応が発生すると、電池寿命を短縮してしまう。そのため、充電時の蓄電池は冷却することにより、不要な反応が抑制され、蓄電池寿命の延伸となっていると考えられる。
【実施例５】
【０１９１】
開示の無停電電源装置を、種々の電子機器と組合せて、情報処理システムを構築することも可能である。
【０１９２】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９３】
１ 蓄電池、
１ａ 充電信号線、
１ｂ 放電信号線、
２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、
３ ＤＣ／ＡＣコンバータ、
３ａ 電力供給用導線、
４ 充電回路、
４ａ 充電回路用信号線、
５ 放電回路、
５ａ 放電回路用信号線、
６ 制御モジュール、
７ 通信制御部、
７ａ 通信制御用信号線
８ 表示部、
８ａ 表示用信号線、
９ 電子回路ユニット、
１０ 無停電電源装置、
１０−１ 無停電電源装置制御部、
１０ａ 無停電電源装置用取っ手
１１ 外部電源、
１１ａ 外部電源供給用導線、
１２ 電子機器、
１２ａ 電子機器用信号線、
１２ｂ 電子機器用取っ手
２０ 電子機器収納用ラック、
２０ａ 給気部、
２０ｂ 排気部、
２１ 給気部開閉機構、
２１ａ 給気部開閉信号線、
２２ 蓄熱部、
２２ａ 蓄熱材保持量監視信号線、
２３ 蓄熱部開閉機構、
２３ａ 蓄熱部開閉信号線、
２４ 蓄電池熱交換用流路、
２５ リザーブ部開閉機構、
２５ａ リザーブ部開閉信号線、
２６ リザーブ部、
２７ 循環流路開閉機構、
２７ａ 循環流路開閉信号線、
２８ 循環流路、
２９ 循環ポンプ、
２９ａ 循環ポンプ用信号線、
３０ 床、
３１ ラック用キャスター、
３１ａ キャスター用カバー
３２ ラックの底面パネル、
３３ ラックの右側パネル、
３４ ラックの左側パネル、
３５ ラックの天井パネル、
３６ 仕切り板、
３７ ラックの前方パネル、
３８ ラックの後方パネル、
３９ 蓄熱材と接触しない面
４０ 無停電電源装置内蔵ファン
４１ 電子機器内蔵ファン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無停電電源装置および無停電電源装置を備える情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーバの高性能化および高密度化に伴いサーバの消費電力は年々増大し、データセンターにおける消費電力は近年、年率プラス１０％という非常に高い伸び率を示している。このため消費電力を低減する目的で、省エネルギー型データセンターの構築が急務となっている。その一環として、ひとつの電子機器収納用ラックに複数のサーバ（数台から数十台）を搭載する試みが進められている。ひとつの電子機器収納用ラックに複数のサーバを搭載することにより、複数台のサーバが一つのラック筐体に収納される。これにより、設置スペース削減や、ディスプレイ、マウスの共有化によるコスト削減、接続ケーブルの繁雑さから起こるケーブル抜け等の事故の軽減、耐震対策による安全性の向上等のメリットがある。
【０００３】
電力源として商用電源（交流）を用いたパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器においては、その動作（稼動）中に瞬時停電等が発生すると、処理動作自体にエラーが生じる、または、貴重な処理データが損なわれる等の不具合が発生する。
【０００４】
そこで、この種の電子機器の電源系に蓄電池を備えた無停電電源装置を設け、商用電源の停電時等には上記蓄電池から電子機器に対して電力を供給する。省エネルギー型データセンターを進めるために、電子機器収納用ラック内に無停電電源装置をもコンパクト化して設置する動きも始まっている。
【０００５】
この種の無停電電源装置は、商用電源から得られる電力エネルギーにて蓄電池をあらかじめ充電しておく。停電時等には上記蓄電池に蓄積した電力エネルギーを電子機器に供給（放電）することで、該電子機器が動作するに必要な電力をバックアップするように構成される。また蓄電池に蓄積した電力エネルギーの無駄な消費を防ぐべく、例えば電子機器がデータ保存等の所定の処理を実行して停止するまでの期間にわたって電力を供給した後、その動作を停止するように無停電電源装置を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７６８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８９９３号公報
【特許文献３】特開２００２−１２４２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蓄電池は、室温より温度が高い状態で充電や保管をすると、室温時の充電や保管に比べて電池寿命が早まるという問題があった。また、蓄電池は、室温より温度が低い状態で放電を行うと、室温時での放電に比べて放電容量が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の一観点によれば、蓄電池と、前記蓄電池を冷却する冷却手段と、前記蓄電池を昇温する昇温手段と、前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部とを有することを特徴とする無停電電源装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の観点によれば、電子機器と、前記電子機器に接続された蓄電池と、前記蓄電池を冷却する冷却手段と、前記蓄電池を昇温する昇温手段と、前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部とを備えることを特徴とする情報処理システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の無停電電源装置により、無停電電源装置の蓄電池は充電や保管時は冷却されて電池寿命を延伸し、放電時に昇温されて蓄電池の放電容量の低下を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、無停電電源装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、電子機器収納用ラック内の各部位が制御される工程の流れを示した、フローチャートである。
【図４】図４は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量未満の場合における電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ３の状態（工程）に相当する。
【図５】図５は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量以上に達している場合における電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ５の状態（工程）に相当する。
【図６】図６は、外部電源１１に停電が発生した場合における電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ７の状態（工程）に相当する。
【図７】図７は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の正面図である。
【図８】図８は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の左側面図である。
【図９】図９は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の左側面図である。
【図１０】図１０は、蓄電池熱交換用流路２４および蓄電池１の斜視図である。
【図１１】図１１は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の右側面図である。
【図１２】図１２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の右側面図である。
【図１３】図１３は、蓄電池における容量維持比のサイクル数依存性を実験にて調査した結果のグラフである。
【図１４】図１４は、蓄電池放電容量の放電電流依存を表したグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に実施例を示す。
【実施例１】
【００１３】
図１は無停電電源装置の構成を示す模式図である。
１は蓄電池、１ａは充電用導線、１ｂは放電用導線、２はＡＣ／ＤＣコンバータ、３はＤＣ／ＡＣコンバータ、３ａは電力供給用導線、４は充電回路、４ａは充電回路用信号線、５は放電回路、５ａは放電回路用信号線、６は制御モジュール、７は通信制御部、７ａは通信制御用信号線、８は表示部、８ａは表示用信号線、９が電子回路ユニット、１０は無停電電源装置制御部、１１は外部電源、１１ａが外部電源供給用導線、１２は電子機器、１２ａは電子機器用信号線である。
【００１４】
開示の無停電電源装置１０−１は図１に示すように、たとえば、蓄電池１、ＡＣ／ＤＣコンバータ２、ＤＣ／ＡＣコンバータ３、充電回路４、放電回路５、制御モジュール６、通信制御部７、表示部８を含む。特に、充電回路４、放電回路５、制御モジュール６および通信制御部７、表示部８を含むユニットは、電子回路ユニット９である。また、電子機器１２との接続のために、電力供給用導線３ａおよび電子機器用信号線１２ａを有する。
【００１５】
開示の無停電電源装置１０−１は、図１に示すように、たとえば蓄電池１は無停電電源装置制御部１０と充電用導線１ａ、放電用導線１ｂで接続され、無停電電源装置制御部１０から離れた場所に設置されるタイプである。蓄電池１が無停電電源装置制御部１０の外部に設置されるため、寿命や劣化等により蓄電池１の交換作業する場合において、無停電電源装置制御部１０を開放する必要がなく、交換作業が簡便になる。
【００１６】
開示の無停電電源装置１０−１は、外部電源（商用電源；ＡＣ）１１を電力源として動作する電子機器１２の、バックアップ電源として用いられるものである。
【００１７】
蓄電池１は、例えばＮi-ＭＨ電池やＬiイオン電池等である。蓄電池１は、一般的には複数個の電池セルを直・並列に接続して必要な電池容量を備えたものである。
【００１８】
図１に例示する電子機器１２は、無停電電源装置１０−１を介して、外部電源１１からの電力を受けて動作するものとなっている。外部電源１１からの電力は、外部電源供給用導線１１ａを介して、無停電電源装置１０−１に供給される。無停電電源装置制御部１０内では、ＡＣ／ＤＣコンバータ（交流・直流変換器）２により、たとえば交流電力から一旦直流電力に変換され、ＤＣ／ＡＣコンバータ（直流・交流変換器）３により直流電力から再び交流電力へ変換される、さらに電力供給用導線３ａを介して、電子機器１２へ供給される。
【００１９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２およびＤＣ／ＡＣコンバータ３は、一般的には無停電電源装置１０−１内にユニットとして構築されることが多いが、電子機器１２に組み込まれた内部電源ユニットとして実現されることもある。
【００２０】
また、外部電源１１が停電していない場合は、外部電源１１からの電力は、外部電源供給用導線１１ａ、ＡＣ／ＤＣコンバータ２、充電回路４および充電用導線１ａを介して、蓄電池１に充電される。
【００２１】
一方、外部電源１１が停電するなどした場合、すなわち、電子機器１２が必要とする電力エネルギーが不足する場合、蓄電池１に蓄えた充電エネルギー（電力エネルギー）は、蓄電池１から放電用導線１ｂ、放電回路５、ＤＣ／ＡＣコンバータ３および電力供給用導線３ａを介して電子機器１２に供給される。
【００２２】
蓄電池１への充電とその放電をそれぞれ制御するべく、無停電電源装置１０−１には図１に示すように充電回路４と放電回路５とが設けられている。
【００２３】
充電回路４および放電回路５は、その充電路および放電路を選択的にオン・オフする半導体スイッチ素子（例えばＦＥＴ）等を備えたものである。
【００２４】
蓄電池１に充電を行う場合は、充電回路用信号線４ａを介して、制御モジュール６から充電回路４へ指令が発せられる。
【００２５】
蓄電池１を放電に切り替える場合は、放電回路用信号線５ａを介して、制御モジュール６から放電回路５へ指令が発せられる。
【００２６】
前述のように、充電回路４、放電回路５、制御モジュール６、通信制御部７、表示部８を含むユニットは、電子回路ユニット９である。蓄電池１の充放電制御は、上記のように電子回路ユニット９により行われる。
【００２７】
蓄電池１の充放電は、前記蓄電池１の端子電圧（充放電電圧）や充放電電流、更には充電回数、放電回数、電池容量、電池温度、外部電源１１の停電状態等を検出しながら、電子回路ユニット９により制御される。
【００２８】
電子回路ユニット９は、通信制御部７および通信制御用信号線１２ａを介して電子機器１２との間で情報通信し、電子機器１２の動作状態に応じて蓄電池１の充放電を制御したり、また電子機器１２からの指令を受けてその処理動作が制御されるようになっている。
【００２９】
電子回路ユニット９によって監視される蓄電池１の充放電状態などの情報や、通信制御部７を介して指示された動作モード等の情報は、適宜、表示用信号線８ａを介して、電子回路ユニット９内部の表示部８にて表示されるようになっている。
【００３０】
表示部８は、例えばＬＥＤアレイやマルチカラーＬＥＤを備えたもので、蓄電池１の概略的な充電容量を段階的に表示したり、蓄電池１の充電・放電の状態をＬＥＤの点滅等により表示するものである。
【００３１】
電子回路ユニット９により、蓄電池１の充放電の他に、上記のように電子機器１２の制御も行われる。
【００３２】
また、電子回路ユニット９により、そのほかに、後述のように、給気部開閉機構２１、蓄熱部開閉機構２３、リザーブ部開閉機構２５、循環流路開閉機構２７、循環ポンプ２９の制御も行われる（図１では「その他の制御」と記載）。
図２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の構成を示す模式図である。２０は電子機器収納用ラック、２０ａは給気部、２０ｂは排気部、２１は給気部開閉機構、２１ａは給気部開閉信号線、２２は蓄熱部、２２ａは蓄熱材保持量監視信号線、２３は蓄熱部開閉機構、２３ａは蓄熱部開閉信号線、２４は蓄電池熱交換用流路、２５はリザーブ部開閉機構、２５ａはリザーブ部開閉信号線、２６はリザーブ部、２７は循環流路開閉機構、２７ａは循環流路開閉信号線、２８は循環流路、２９は循環ポンプ、２９ａは循環ポンプ用信号線である。
【００３３】
図２に示すように、無停電電源装置制御部１０およびその蓄電池１は、電子機器収納用ラック２０内に設置される。図１と同様に、無停電電源装置制御部１０および蓄電池１は、別々に設置される。
【００３４】
無停電電源装置制御部１０内には、図１と同様に、電子回路ユニット９がある。電子回路ユニト９により、蓄電池１の充放電等が制御される。
【００３５】
電子機器収納用ラック２０は、空調空気を給気として取り込めるように、給気部２０ａを有する。給気部２０ａには、給気部開閉機構２１が設置されている。給気部開閉機構２１の開閉は、給気部開閉信号線２１ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。給気部開閉機構２１が開である場合は、たとえば床下からの空調空気が給気として、電子機器収納用ラック２０内に取り込まれる。取り込まれた給気により、蓄電池１および電子機器１２は冷却される。給気部開閉機構２１が閉である場合は、床下からの空調空気は電子機器収納用ラック２０内には取り込まれない。
【００３６】
電子機器収納用ラック２０は、給気した空調空気を排気するための、排気部２０ｂを有する。
【００３７】
外部電源１１からの電力供給で、電子機器１２が稼動する。電子機器１２は、給気部２０ａから取り込まれる空調空気にて冷却される。一方、電子機器収納用ラック２０内では、電子機器１２から熱が発生する。この電子機器１２からの排熱が蓄熱されるように、電子機器収納用ラック２０内には蓄熱部２２が設置されている。蓄熱部２２内には、電子機器１２からの排熱を蓄熱できるように、蓄熱材が内蔵されている。
【００３８】
電子機器収納用ラック２０内では、開示の無停電電源装置１０−１は、無停電電源装置制御部１０と蓄電池１と別々に設置される。図２の例では、蓄電池１は、たとえば蓄電池熱交換用流路２４の内部に設置される。蓄電池１は、電子回路ユニット９にて、その充放電を制御される。充電は充電用導線１ａを介して行われ、放電は放電用導線１ｂを介して行われる。
【００３９】
蓄熱部２２と蓄電池熱交換用流路２４とは、蓄熱部開閉機構２３を介してつながっている。
【００４０】
蓄熱部開閉機構２３が閉である場合には、蓄熱材は蓄熱部２２内に収まっている。このため、電子機器１２の排熱が、蓄熱部２２内の蓄熱材により蓄熱される。
【００４１】
蓄熱部開閉機構２３が開である場合には、蓄熱材は蓄熱部２２から、蓄電池熱交換用流路２４へ放出される。蓄電池熱交換用流路２４へ蓄熱材が放出されると、蓄熱材に蓄えられた熱により、蓄電池１は昇温される。
【００４２】
蓄熱部開閉機構２３の開閉は、蓄熱部開閉信号線２３ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００４３】
蓄電池熱交換用流路２４にて蓄電池１の昇温に寄与した蓄熱材は、最終的には蓄熱部２２へ回収される。回収のため、一旦は、リザーブ部２６に回収される。蓄電池熱交換用流路２４はリザーブ部開閉機構２５を介してリザーブ部２６とつながっている。
【００４４】
リザーブ部開閉機構２５が閉である場合には、蓄熱材は蓄電池熱交換用流路２４内に収まっている。
【００４５】
リザーブ部開閉機構２５が開である場合には、蓄熱材は蓄電池熱交換用流路２４から、リザーブ部２６へ放出される。
【００４６】
リザーブ部開閉機構２５の開閉は、リザーブ部開閉信号線２５ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００４７】
リザーブ部２６に移動した蓄熱材は、循環流路開閉機構２７、循環流路２８、循環ポンプ２９、循環流路２８を介して、蓄熱部２２に回収される。
【００４８】
リザーブ部２６と循環流路２８とは、循環流路開閉機構２７を介してつながっている。
【００４９】
循環流路２８は、蓄熱部２２とつながっており、途中には循環ポンプ２９が設置されている。
【００５０】
循環流路開閉機構２７が閉である場合には、蓄熱材はリザーブ部２６内に収まっている。
【００５１】
循環流路開閉機構２７が開である場合には、蓄熱材はリザーブ部２６から、循環流路２８へ放出される。循環流路２８へ放出された蓄熱材は、循環ポンプ２９により、蓄熱部２２へ送り返され、回収される。
【００５２】
循環流路開閉機構２７の開閉は、循環流路開閉信号線２７ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００５３】
循環ポンプ２９の稼動・停止は、循環ポンプ用信号線２９ａを介して、電子回路ユニット９により制御される。
【００５４】
蓄熱部開閉機構２３、リザーブ部開閉機構２５、循環流路開閉機構２７は、液体等の蓄熱材を「閉」の時には流動停止とし、「開」の時には流動するものである。たとえば、電気的な制御で開閉する、典型的なバルブであっても良い。
【００５５】
循環ポンプ２９は、液体等の蓄熱材の循環するポンプであれば良い。
【００５６】
図３は、電子機器収納用ラック内の各部位が制御される工程の流れを示した、フローチャートの例である。
【００５７】
工程の開始は、外部電源１１から電力供給から始まり、ＳＴＡＲＴとなる。
【００５８】
Ｓ１では、電子回路ユニット９から以下の指令が発せられる。蓄電池１は「充電」、電子機器１２は「電力供給停止」、給気部開閉機構２１は「開」、蓄熱部開閉機構２３は「閉」の指令がそれぞれ発せられる。
【００５９】
Ｓ１では、蓄電池１には充電が開始される。
【００６０】
電子機器１２へは、電力供給はまだ行われない。電子機器１２への電力供給は、次工程以降の準備事項が整ってからとなる。
【００６１】
給気部開閉機構２１は「開」となり、空調空気が電子機器収納用ラック２０内に取り込まれ、蓄電池１は冷却される。冷却により、蓄電池１は例えば、２５℃になる。
【００６２】
蓄熱部開閉機構２３は、「閉」である。蓄熱材は、蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ移動しない。
【００６３】
Ｓ２では、蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量が監視され、規定量以上であるか、規定量未満であるかが判定される。蓄熱部２２に設置した、たとえば蓄熱材監視モニターにより監視され、その信号が蓄熱材保持量監視信号線２２ａを介して電子回路ユニット９に送信される。送信されてきた信号に基づき、電子回路ユニット９により、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量未満か規定量以上かが判定される。
【００６４】
蓄熱部２２において蓄熱材が規定量未満であり、すなわち不足していると判定されると、蓄熱部２２では電子機器１２からの排熱を蓄熱することが困難となる。
【００６５】
一方、蓄熱部２２において蓄熱材が規定量以上保持されていると判定されると、蓄熱部２２では電子機器１２からの排熱を蓄熱する準備ができたことになる。
【００６６】
蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量未満である場合は、図３のフローチャートで「規定量未満」のほうへ進み、Ｓ３へ進む。
【００６７】
Ｓ３では、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量未満のため、蓄電池熱交換用流路２４およびリザーブ部２６から、蓄熱部２２へ蓄熱材を送り返すことが実施される。
【００６８】
すなわち、電子回路ユニット９から、リザーブ部開閉機構２５を「開」、循環流路開閉機構２７を「開」とする指令が出される。また、循環流路２８の途中に設置された循環ポンプ２９にも、電子回路ユニット９から「稼動」とする指令が出される。
【００６９】
これにより、蓄電池熱交換用流路２４およびリザーブ部２６に残留していた蓄熱材が、循環流路２８を経由して、蓄熱部２２へ送り返され、回収される。
【００７０】
Ｓ３ののちに、再び、Ｓ２にて蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量が規定量以上であるか、規定量未満であるかが判定される。
【００７１】
Ｓ２にて、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上である判定された場合は、電子機器１２からの排熱を蓄熱材に蓄熱することが可能となる。
【００７２】
Ｓ２にて、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上である場合は、図３のフローチャートで「規定量以上」のほうへ進み、Ｓ４へ進む。
【００７３】
Ｓ４では、電子回路ユニット９から、リザーブ部開閉機構２５を「閉」、循環流路開閉機構２７を「閉」とする指令が出される。循環流路２８の途中に設置された循環ポンプ２９には、電子回路ユニット９から「停止」とする指令が出される。
【００７４】
Ｓ５で、外部電源１１から電子機器１２へ電力供給が開始される。これまでの工程にて、停電した場合を想定した準備事項が整ったためである。
【００７５】
Ｓ６では、外部電源１１の停電が監視される。
Ｓ６で外部電源１１が停電していない場合は、継続して停電が監視される。図３のフローチャートでは「Ｎｏ」へ進む。
【００７６】
Ｓ６で外部電源１１が停電となった場合は、図３のフローチャートでは「Ｙｅｓ」へ進み、Ｓ７へ進む。
【００７７】
Ｓ７では、電子回路ユニット９から以下の指令が発せられる。
【００７８】
電子回路ユニット９からの指令により、蓄電池１は「充電停止」から「放電開始」となり、電子機器１２は「シャットダウン開始」、給気部開閉機構２１は「開」から「閉」となり、蓄熱部開閉機構２３は「閉」から「開」となる。
【００７９】
外部電源からの電力供給が完全に停止する前に、蓄電池１は、充電から放電に切り替わる。また、電子機器１２は、データ保存等の所定の処理を実行し、その後シャットダウンを開始する。そのため、この工程では、蓄電池１は、電子機器１２に対して、シャットダウン完了までに必要な電力を供給する。蓄電池１の電力供給時間は、データ保存からシャットダウン完了に至るまでの時間であり、５分から３０分程度であると考えられる。
【００８０】
Ｓ７で、給気部開閉機構２１「閉」で、電子機器収納用ラック２０内への空調空気は取り込み停止となる。これにより、蓄電池１の冷却も停止となる。
【００８１】
また、蓄熱部開閉機構２３「開」で、蓄熱材は蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ放出される。蓄電池熱交換用流路２４へ放出された蓄熱材は、蓄熱されているため、蓄電池１は昇温される。昇温により、例えば、蓄電池１は最終的に４０℃まで昇温されても良い。場合によっては、昇温により、最終的に７０℃となっても良い。放電開始とともに蓄電池１は昇温されると、放電容量の劣化が抑制できる。放電時における蓄電池の昇温温度は、３０℃〜７０℃が望ましい。
【００８２】
Ｓ８で、電子機器１２のシャットダウンを監視する。シャットダウンが未完了であれば、フローとしては「Ｎｏ」となり、さらに継続監視する。シャットダウンが完了すれば、フローとしては「Ｙｅｓ」となり、Ｓ９へ進む。
【００８３】
Ｓ９では、蓄電池１からの放電が停止される。給気部開閉機構２１は「開」となり、再び、蓄電池１は冷却される。蓄熱部開閉機構２３は、「閉」となる。
【００８４】
蓄電池１からの放電が停止すると、図３のフローチャートの全工程は完了となる。
【００８５】
以上が、電子機器収納用ラック内の各部位が制御される工程の流れを示した、Ｓ１〜Ｓ９の全工程の例である。
【００８６】
図４は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量未満の場合における、電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ３の状態（工程）に相当する。
【００８７】
外部電源１１は、電力供給している状態である。外部電源１１は、停電ではない。電子回路ユニット９では、停電ではないと判定されている。
外部電源１１からの電力は、無停電電源装置１０へ供給される。
【００８８】
電子機器１２への電力供給はまだ行われていない。
【００８９】
蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量は、蓄熱材保持量監視信号線２２ａを介して、電子回路ユニット９にて判定される。
【００９０】
図４では、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量未満であると判定されているため、電子機器１２へ電力供給を行う前の準備として、蓄熱部２２内の蓄熱材を規定量以上となるようにする。すなわち、以下の動作により、蓄電池熱交換用流路２４やリザーブ部２６に残留している蓄熱材が蓄熱部２２に回収される。
【００９１】
蓄熱部開閉機構２３は「閉」である。蓄熱部開閉機構２３を「閉」としておくのは、蓄熱部２２へ回収した蓄熱材が、蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ再び移動してしまわないようにするためである。
【００９２】
蓄熱部２２内へ蓄熱材を回収するには、リザーブ部開閉機構２５を「開」とし、蓄電池熱交換用流路２４内の蓄熱材を移動可能とする。
【００９３】
また、循環流路開閉機構２７も「開」とし、リザーブ２６内の蓄熱材を移動可能とする。蓄熱部開閉機構２３「閉」、リザーブ部開閉機構２５「開」、循環流路開閉機構２７「開」とした状態で、循環ポンプ２９を「稼動」とする。これにより、蓄電池熱交換用流路２４やリザーブ部２６に残留している蓄熱材は、循環流路２８を通って、蓄熱部２２へ送り返され、回収される。回収の動作は、電子回路ユニット９により、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上となるまで継続される。
【００９４】
蓄熱部開閉機構２３「閉」は、蓄熱部開閉信号線２３ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。リザーブ部開閉機構２５「開」は、リザーブ部開閉信号線２５ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。循環流路開閉機構２７「開」は、循環流路開閉信号線２７ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。循環ポンプ２９「稼動」は、循環ポンプ用信号線２９ａを介して、電子回路ユニット９から指令が発せられる。
【００９５】
一方、蓄電池１は、外部電源１１から充電されている状態である。
【００９６】
給気部開閉機構２１は「開」であり、電子機器収納用ラック２０内に空調空気を給気として取り込む。取り込まれた給気により、蓄電池１は冷却される。冷却により、蓄電池１は例えば、２５℃になる。これにより、充電中の蓄電池１は、冷却状態となる。蓄電池１の充電は、電子回路ユニット９から指令される。給気部開閉機構２１の「開」は、電子回路ユニット９から給気部開閉信号線２３ａを介して指令される。
【００９７】
図５は、蓄熱部２２内の蓄熱材保持量が規定量以上に達している場合における、電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ５の状態（工程）に相当する。
【００９８】
外部電源１１は、電力供給している状態である。外部電源１１は、停電ではない。電子回路ユニット９では、停電ではないと判定されている。
【００９９】
外部電源１１からの電力は、無停電電源装置１０へ供給される。
【０１００】
蓄熱部２２内の蓄熱材の保持量は、蓄熱材保持量監視信号線２２ａを介して、電子回路ユニット９にて判定される。
【０１０１】
図５では、蓄熱部２２内の蓄熱材が規定量以上と判定されているため、外部電源１１から電子機器１２への電力供給が開始されており、電子機器１２は「稼動」状態である。
【０１０２】
電子機器１２は稼動しているため、電子機器１２は排熱を発生する。電子機器１２の近傍には蓄熱部２２が配置されている。蓄熱部２２内に蓄熱材が内蔵されており、蓄熱材には、電子機器１２からの排熱が蓄熱される。蓄熱部開閉機構２３は「閉」である。
【０１０３】
給気部開閉機構２１は「開」であり、前図の図４と同様に蓄電池１は冷却されている。冷却により、蓄電池１の温度は例えば、２５℃になる。
【０１０４】
図６は、外部電源１１に停電が発生した場合における、電子機器収納用ラックに収納された開示の無停電電源装置の模式図である。図３のフローチャートでは、Ｓ７の状態（工程）に相当する。
【０１０５】
外部電源１１は、停電状態である。電子回路ユニット９では、停電と判定されている。電子回路ユニット９からの指令により、電子機器１２は、データ保存等の所定の処理を実行し、その後シャットダウンを開始する。
【０１０６】
蓄電池１は、外部電源からの電力供給が完全に停止する前に、充電から放電に切り替わる。蓄電池１は、電子機器１２に対して、シャットダウン完了までに必要な電力を供給する。データ保存からシャットダウン完了に至るまでのシャットダウン時間は、５分から３０分程度であると考えられる。
【０１０７】
給気部開閉機構２１は「閉」となり、空調空気は取り込まれなくなる。その結果、蓄電池１の冷却は行われなくなる。
【０１０８】
蓄熱部開閉機構２３は「開」となる。これにより、蓄熱部２２内の蓄熱材は、蓄電池熱交換用流路２４へ放出される。蓄電池熱交換用流路２４に放出された蓄熱材は、蓄電池１に熱を渡し、蓄電池１は昇温される。昇温により、例えば、蓄電池１は最終的に３５℃まで昇温される。蓄電池１は、昇温により、３０℃〜７０℃となることが望ましい。
【０１０９】
蓄電池１は、図４、図５に示したように放電時以外、たとえば充電時は冷却状態であることが好ましい。電池寿命を延伸させることが可能であるためである。一方で、図６で示したように放電時は、昇温されていることが好ましい。放電時の蓄電池１は、冷却状態のままであるよりも、昇温されていたほうが、放電容量の劣化が抑制できる。
【０１１０】
図７は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の正面図である。
電子機器収納用ラック２０の正面側には、通常、前方パネルが設置されている。
【０１１１】
図７では、前方パネルを外した状態であり、電子機器収納用ラック２０内を示した図である。１０ａは無停電電源用取っ手、１２ｂは電子機器用取っ手、３０は床、３１はラック用キャスター、３１ａはキャスター用カバー、３２はラックの底面パネル、３３はラックの右側パネル、３４はラックの左側パネル、３５はラックの天井パネル、３６は仕切り板である。電子機器収納用ラック２０は、底面パネル３２、側面パネル３３、天井パネル３５により、周辺を覆われる。
【０１１２】
底面パネル３２には、ラック用キャスター３１が取り付けられている。
【０１１３】
天井パネル３３は天板で構成され閉鎖されるが、フレームで構成された開放型であっても、多孔性の部材により構成されていてもよい。
【０１１４】
開示の電子機器収納用ラック２０の大きさは、一例として、外形で高さ２０００ｍｍ、幅７００ｍｍである。電子機器収納用ラック２０の奥行き方向（図７で紙面表から裏）には１０５０ｍｍである。
【０１１５】
電子機器収納用ラック２０は、複数の仕切り板３６により、段数が設定される。各仕切り板３６上には、少なくとも無停電電源装置１０および電子機器１２を１台ずつ取り付け可能である。
【０１１６】
電子機器１２は、たとえばサーバーであり、大きさはたとえば、高さ１７７８ｍｍ、幅４８２ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）７８２ｍｍである。
無停電電源装置１０は、例えば、電子機器１２の下に配置し、大きさはたとえば、高さ３００ｍｍ、幅４８０ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）７００ｍｍである。
【０１１７】
たとえば、１台の電子機器１２に対して、１台の無停電電源装置１０を対応させるように配置するのが好ましい。
【０１１８】
電子機器１２を囲むように、蓄熱部２２、蓄電池熱交換用流路２４、リザーブ部２６が設置される。また、蓄電池１は、蓄電池熱交換用流路２４内に設置され、無停電電源装置１０とは別に配置される。
【０１１９】
図７の蓄電池１は１個の大きさが、たとえば、高さ８３ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）１９０ｍｍである。図７では、蓄電池１を２４個並べた例を示す。例えば、上下方向に６段、奥行き方向（図７で紙面表から裏）に４列並べて、計２４個の蓄電池１を並べる。蓄電池１が１個では、体積０．５７リットルである。２４個の合計体積は、約１３．６リットルである。
【０１２０】
蓄熱部２２の大きさは、例えば、高さ３５ｍｍ、幅５３１ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）７８２ｍｍである。蓄熱部２２の容積は、たとえば、約１４．５リットルである。そのため、蓄熱材は最大で１４．５リットルを蓄熱部２２内に内蔵可能である。
【０１２１】
蓄電池熱交換用流路２４の大きさは、例えば、高さ５４０ｍｍ、幅６０ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）８００ｍｍである。蓄電池熱交換用流路２４内の容積は、たとえば、約２５．９リットルである。
【０１２２】
蓄電池熱交換用流路２４内には、上記約１３．６リットルの蓄電池１が設置されているので、蓄熱材が入りこめる容積としては最大で、２５．９リットルから１３．６リットルを引き算した約１２リットルである。
【０１２３】
リザーブ部２６の大きさは、例えば、高さ３７ｍｍ、幅６０ｍｍ、奥行き（図７で紙面表から裏）９２１ｍｍである。リザーブ部２６の容積は、たとえば、約２リットルである。
【０１２４】
外部電源１１が正常に電力供給できている場合は、蓄熱部開閉機構２３は「閉」である。そのため、蓄熱部２２内に蓄熱材がとどまり、電子機器１２から発生する排熱が蓄熱材に蓄積される。蓄熱部２２内には、前述のように、最大で約１４．５リットルの蓄熱材に蓄熱される。
【０１２５】
蓄熱部２２と蓄電池熱交換用流路２４とは、蓄熱部開閉機構２３を介してつながっている。
【０１２６】
外部電源１１に停電が発生し、蓄熱部開閉機構が「開」となると、蓄熱材は、蓄熱部２２から蓄電池熱交換用流路２４へ移動し、蓄電池熱交換用流路２４には約１２リットルの蓄熱材が充填される。蓄熱材により、蓄電池１は昇温される。
【０１２７】
蓄熱材の昇温能力が飽和状態になった場合は、リザーブ部開閉機構２５を「閉」から「開」とし、昇温能力が飽和状態になった蓄熱材の一部を、リザーブ部２６へ放出することができる。 その後、蓄熱部２２内に残留している蓄熱材を、蓄電池熱交換用流路２４に追加放出しても良い。追加放出した蓄熱材は、蓄電池１に対して昇温能力を有している。
【０１２８】
図８、図９は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の左側面図である。電子機器収納用ラック２０の左側パネル３４を外した状態であり、電子機器収納用ラック２０内を示した図である。
【０１２９】
図８、図９は、電子機器収納用ラックの正面から見て、左側に蓄電池１を設置する場合の一例を示す。
３７は電子機器収納用ラック２０の前方パネル、３８は電子機器収納用ラック２０の後方パネルである。
【０１３０】
天井パネル３５は、電子機器収納用ラック２０内に給気した空調空気を排気する排気部２０ｂを有していることが望ましい。
【０１３１】
後方パネル３８は閉鎖されるか、開口のあるパーティションによりカバーされる。
【０１３２】
底面パネル３２は、床下からの空調空気を導入できるように、底面パネル３２には給気部２０ａが設けられている。給気部２０ａには開閉可能な給気部開閉機構２１を有している。開示の電子機器収納用ラック２０には、複数の無停電電源装置１０を配置しても良い。その場合、給気部開閉機構２１は、近傍の無停電電源装置１０により制御されることが好ましい。
【０１３３】
図８は、給気部開閉機構２１が「開」である場合を示す。この場合は、給気部開閉機構２１は、たとえば床下からの空調空気を給気として、電子機器収納用ラック２０内に取り込む。取り込まれた給気により、蓄電池１は冷却される。
【０１３４】
図９は、給気部開閉機構２１が「閉」である場合を示す。この場合は、給気部開閉機構２１は、床下からの空調空気を電子機器収納用ラック２０内には取り込まない。
【０１３５】
図１０は、蓄電池熱交換用流路２４および蓄電池１の斜視図である。３９は、蓄熱材と接触しない面である。図１０では、蓄電池熱交換用流路２４内に蓄電池１が収納されている状態である。
【０１３６】
前述のように、蓄電池熱交換用流路２４内の容積は、たとえば、約２５．９リットルである。
【０１３７】
蓄電池熱交換用流路２４内には、上記約１３．６リットルの蓄電池１が設置されているので、蓄熱材が入りこめる容積としては最大で、２５．９リットルから１３．６リットルを引き算した約１２リットルである。
【０１３８】
蓄電池１は、たとえば２４個の集合体である。
２４個の集合体である蓄電池１の熱容量はたとえば１１３００Ｊ／℃である。充電時は、２５℃に冷却されている。
【０１３９】
蓄熱材は、たとえば水である。
水の比熱は、ほぼ１ｃａｌ／（℃・ｇ）である。
水の密度は、１ｇ／ｃｃであるから、たとえば１２．３リットルは１２３００ｇである。
水の比熱に１２３００ｇを掛けると、水の熱容量１２３００ｃａｌ／℃が得られる。
ｃａｌをＪ（ジュール）に換算するには、４．１８４を掛ければ良い。従って、１２．３リットルの水の熱容量はＪ（ジュール）に換算して、５１５００Ｊ／℃となる。
【０１４０】
蓄熱材は、蓄熱部２２において、電子機器１２の排熱を蓄熱し、４０℃となっている。
【０１４１】
停電が発生し、蓄電池熱交換用流路２４に蓄熱材が放出されると、２５℃の蓄電池１と４０℃の蓄熱材が熱的に接触することになる。
【０１４２】
接触前の蓄電池１の温度をＴ１、蓄電池１の熱容量をＣ１、
接触前の蓄熱材の温度をＴ２、蓄熱材の熱容量をＣ２とすると、
熱力学的平衡の観点から、接触後の両者の最終的な温度は、
Ｔ＝（Ｔ１・Ｃ１＋Ｔ２・Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）となる。
そのため、Ｔ＝（１１３００×２５＋５１５００×４０）／（１１３００＋５１５００）
＝ ３７．３℃
となる。
【０１４３】
蓄電池１と蓄熱材とが接触すると、蓄電池１は２５℃から３７．３℃に１２．３℃昇温し、その際、
（蓄電池１の熱容量）×（昇温温度）
＝１１３００Ｊ／℃×１２．３℃
＝１３８９９０Ｊ（ジュール）
の熱が蓄熱材から蓄電池１に移動したことになる。
【０１４４】
一方、蓄熱材は４０℃から３７．３℃に２．７℃温度低下し、同様に１３８９９０Ｊ（ジュール）の熱が蓄熱材から蓄電池に流出したことになる。
【０１４５】
蓄電池１は、図１０のように２４個並べて配置する。そのため、１個あたりに約５８００Ｊの熱が流れ込むことになる。
【０１４６】
蓄電池１の形状は、例えば直方体であり、
前述のように、蓄電池１の１個の大きさは、たとえば、高さ８３ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行き１９０ｍｍである。
蓄電池１が蓄熱材と接触するのは、図１０に示すように、ひとつの直方体において、１面を除いて、６面中５面である。図１０において、蓄熱材と接触しない面３９のみは、蓄熱材と接触しないため、昇温に寄与しない。そのため、ひとつの蓄電池１が蓄熱材と接触する面積は、
（高さ８３ｍｍ×幅３６ｍｍ）×２面
＋ （奥行き１９０ｍｍ×幅３６ｍｍ）×２面
＋ （高さ８３ｍｍ×奥行き１９０ｍｍ）×１面
＝ ３５４２６ｍ■ ＝０．０３５■
である。
【０１４７】
蓄電池１の熱伝達係数は、２２０Ｗ／（℃・■）である。蓄電池１内部は液体であり、
液体の熱伝達係数は、空気（１１Ｗ／（℃・■））の２０倍と言われているためである。
【０１４８】
以上から、熱伝達係数×接触面積×変化温度 を計算することができる。この計算結果で、前述の５８００Ｊ／個を割れば、蓄電池１が２５℃から３７．３℃に昇温するまでに要する時間が求められる。
【０１４９】
５８００（Ｊ）／（熱伝達係数×接触面積×変化温度）
＝ ５８００／（２２０×０．０３５×１２．３）
＝ ６１秒
上記昇温時間の計算は、蓄電池１が１個について行った。
【０１５０】
蓄電池１を２４個として計算しても、結果は同様に６１秒となる。
【０１５１】
外部電源１１に停電発生後、電子機器１２において、データ保存からシャットダウン完了まで要する時間すなわち、シャットダウン時間としては、たとえば５分から３０分程度要すると考えられる。蓄電池１の電力供給は、電子機器１２のデータ保存動作当初から供給される。そのため、停電後、約１分で蓄電池の昇温が完了するのであれば、シャットダウン時間に比べて、昇温時間は早いと言える。
【０１５２】
蓄熱材が水の場合を示したが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。たとえば、アンモニア（密度０．６９４２：比熱１．１５２（４０℃にて））、イソプロピルアルコール（密度０．７８０８４：比熱０．７０９（４０℃にて））、プロピレングリコール（密度１．０３６：比熱０．５９）、エチレングリコール（密度１．１１３２：比熱０．５９９（４０℃にて））、エチルアルコール（密度０．７８９：比熱０．６４２（４０℃にて））、メチルアルコール（密度０．７９１８：比熱０．７２６（４０℃にて））、フロン１１（密度１．４７６：比熱０．２１９（４０℃にて））などでも良い。いずれも、密度の単位は（ｇ／ｃｃ）、比熱の単位は（ｃａｌ／（℃・ｇ））である。
【０１５３】
水の場合と同様に、蓄電池１との接触後の最終的な温度を熱力学的平衡の観点から計算すると、たとえばアンモニアでは３６．８℃となる。また、イソプロピルアルコールでは３５．７℃、プロピレングリコールでは３６℃、エチレングリコールでは３６．３℃、エチルアルコールでは３５．５℃、メチルアルコールでは３５．９℃、フロン１１では３３．９℃となる。
【０１５４】
蓄電池１は蓄熱材にて昇温されることにより、３０℃から７０℃となることが望ましい。
【実施例２】
【０１５５】
上記例では、蓄熱部２２の容積を１４．５リットル、蓄電池熱交換用流路２４の容積を２５．９リットル、蓄電池全体の容積を１３．６リットルとして例示した。ただし、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、これらに限るものではない。
【０１５６】
蓄熱部容積、蓄熱部周辺部容積や、蓄熱材の選定には、上記計算にならって行うことが可能である。
【０１５７】
蓄電池の容積をＸ（リットル）、Ｘリットルの蓄電池の熱容量をＹ（Ｊ／℃）とする。
【０１５８】
蓄電池は充電中は冷却されて、温度はａ（℃）であるとする。
【０１５９】
蓄熱部の容積をＺ（リットル）とし、蓄熱部周辺部の容積をＷ（リットル）とする。
【０１６０】
蓄熱材の密度をｂ（ｇ／ｃｃ）として、蓄熱材の比熱をｃ（ｃａｌ／（ｇ・℃））とする。
【０１６１】
蓄熱部におけるＺリットルの蓄熱材は、電子機器の排熱により昇温され、ｄ（℃）になっているとする。蓄電池の温度ａ（℃）と蓄熱材の温度ｄ（℃）との大小関係は、ｄ＞ａである。
【０１６２】
外部電源に停電が発生し、蓄熱部の蓄熱材が蓄電池熱交換用流路に移動される。
【０１６３】
蓄電池熱交換用流路に入り込める蓄熱材の体積は、蓄電池熱交換用流路の容積Ｗと蓄電池の容積Ｘから、（Ｗ−Ｘ）リットルである。（Ｗ−Ｘ）リットルの蓄熱材の熱容量は、
１０００・（Ｗ−Ｘ）・ｂ・ｃ（ｃａｌ／℃）である。ｃａｌをＪ（ジュール）に換算するには、４．１８４を掛ければよい。その結果、（Ｗ−Ｘ）リットルの蓄熱材の熱容量Ｚとすると、Ｚは
Ｚ＝４１８４・（Ｗ−Ｘ）・ｂ・ｃ（Ｊ／℃） ・・・ （式１）
である。
【０１６４】
熱力学的平衡の観点から、蓄電池ａ（℃）と蓄熱材ｄ（℃）との接触後、最終的な温度は、式１を用いて
（ａ・Ｙ＋ｄ・Ｚ）／（Ｙ＋Ｚ） ・・・ （式２）
となる。上記例では、式２の単位は℃である。
【０１６５】
また、蓄電池１の昇温時間については、蓄電池１の熱伝達係数Ｕ（Ｗ／（℃・■））、
蓄電池１が蓄熱材と接触する面積Ｍ（■）、蓄電池１の昇温温度ΔＴ（℃）、および、蓄
電池１の熱容量Ｙ（Ｊ／℃）より求まる。
【０１６６】
Ｙ／（Ｕ・Ｍ・ΔＴ） ・・・ （式３）
となる。上記例では、式３の単位は秒である。
【０１６７】
図１１、図１２は、電子機器収納用ラック内に収納された開示の無停電電源装置の右側面図である。電子機器収納用ラック２０の右側パネル３４を外した状態であり、電子機器収納用ラック２０内を示した図である。
【０１６８】
４０は無停電電源装置内蔵ファン、４１は電子機器内蔵ファンである。
【０１６９】
図１１は、給気部開閉機構２１が開である場合を示す。この場合は、給気部開閉機構２１は、たとえば床下からの空調空気を、給気部２０ａから給気として電子機器収納用ラック２０内に取り込む。取り込まれた給気により、蓄電池（図示無し）は冷却される。給気はその後、排気部２０ｂから排気される。
【０１７０】
無停電電源装置１０内には、無停電電源装置内蔵ファン４０により、ラック前方パネル側から給気を取り込む。取り込まれた給気により、無停電電源装置１０内は冷却される。無停電電源装置１０内を冷却した給気は、無停電電源装置内蔵ファン４０を経由して、電子機器収納用ラック２０の排気部２０ｂから排気される。
【０１７１】
電子機器１２内には、電子機器内蔵ファン４１により、ラック前方パネル側から給気を取り込む。取り込まれた給気により、電子機器１２内は冷却される。電子機器１２内を冷却した給気は、電子機器内蔵ファン４１を経由して、電子機器収納用ラック２０の排気部２０ｂから排気される。電子機器１２の上方には、蓄熱部２２が設置されている。そのため、電子機器１２からの排熱は、蓄熱部２２に蓄熱される。
【０１７２】
図１２は、給気部開閉機構２１が閉である場合である。この場合は、床下からの空調空気は電子機器収納用ラック２０内には取り込まれない。
【実施例３】
【０１７３】
図１３は、蓄電池放電容量の放電電流依存を表したグラフである。
【０１７４】
実験条件としては、蓄電池から放電電流０．２Ｃを放電させ、規定の電圧値に下がるまでの時間ｔを測定した。この電流０．２Ｃと時間ｔとの掛け算
０．２Ｃ×ｔ ・・・ （式４）
の値を基準の放電容量とした。
【０１７５】
同様に放電電流０．４Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃについて、規定の電圧値まで下がるまでのそれぞれの時間を測定し、各放電電流に対する、放電容量＝（放電電流×時間）を求めた。
【０１７６】
図１３のグラフは、縦軸を相対放電容量とし、横軸を放電電流とした。
【０１７７】
蓄電池の温度を、２０℃の場合と４０℃の場合との２条件にて実験を行った。
【０１７８】
図１３より、実際の実験結果では、(1) ０．２Ｃを超える大きい放電電流で蓄電池を使用すると、放電電流が大きくなるに従い、放電容量は下がってしまう。
(2) 同じ放電電流値で比較すると、蓄電池の温度は２０℃よりも４０℃のほうが、放電容量が大きい、という結果となった。
【０１７９】
結果(1)より、実際の蓄電池を大きな放電電流で使用すると、本来の放電容量の性能を発揮できず、規定の蓄電池電圧値には、より早い時間で到達してしまうことを示している。すなわち、大きな放電電流で使用すると、放電容量が劣化する。
【０１８０】
また、結果(2)より、蓄電池１は２０℃よりも４０℃のほうが、相対放電容量の劣化が抑制されていることを示している。
【０１８１】
これらの結果より、開示の無停電電源装置の蓄電池は、放電時には昇温し、かつ、放電電流値を３Ｃを超えない範囲としたほうが、放電容量の劣化が抑制できることがわかった。
【０１８２】
蓄電池は、内部抵抗が上昇すると、放電容量が劣化してしまう。そのため、昇温により内部抵抗の上昇が抑えられ、放電容量の劣化を抑制できると考えられる。
【実施例４】
【０１８３】
図１４は、蓄電池における容量維持比のサイクル数依存性を実験にて調査した結果のグラフである。蓄電池１としては、放電容量３．５Ａｈ、体積０．５７リットル（高さ８３ｍｍ、幅３６ｍｍ、奥行き１９０ｍｍ）である。
【０１８４】
サイクル条件として、充電は、１Ｃの相当する電流値を用い、４．２Ｖに達するまで行った。放電は、１Ｃに相当する電流値を用い、３．０Ｖに達するまでとした。サイクル回数は、１回、１３０回、２３０回、３００回、４００回、５００回とし、サイクル回数は５００回まで行った。各サイクルでの放電容量を調査した。
ここで、容量維持比は、１サイクル目を基準とし、
容量維持比 ＝（測定時サイクル回数の放電容量／１サイクル目の放電容量）
である。
【０１８５】
蓄電池１を２５℃に保った状態と、４５℃に保った状態との２種類について、調査を実施した。
【０１８６】
図１４のグラフは、縦軸を容量維持比とし、横軸をサイクル数としてプロットした。
【０１８７】
図１４より、サイクル数が増えるほど、容量維持比が減少していくことがわかった。また、蓄電池の温度は、４５℃よりも２５℃でのサイクル実験のほうが、容量維持比の減少の度合いが小さいことがわかった。
【０１８８】
図１３の結果より、放電時では蓄電池が昇温されているほうが、放電容量の劣化を抑制できることがわかっている。そのため、図１４の実験でも、サイクルの放電のみを考慮すると、４５℃の方が有利と予想される。
【０１８９】
しかしながら、２５℃でのサイクルの方が容量維持率の劣化を抑制できた。すなわち、開示の無停電電源装置の蓄電池は、充電時では昇温されているよりも、冷却されているほうが、電池寿命が長くなることがわかった。
【０１９０】
蓄電池は、蓄電池内に不要な反応が発生すると、電池寿命を短縮してしまう。そのため、充電時の蓄電池は冷却することにより、不要な反応が抑制され、蓄電池寿命の延伸となっていると考えられる。
【実施例５】
【０１９１】
開示の無停電電源装置を、種々の電子機器と組合せて、情報処理システムを構築することも可能である。
【０１９２】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９３】
１ 蓄電池、
１ａ 充電信号線、
１ｂ 放電信号線、
２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、
３ ＤＣ／ＡＣコンバータ、
３ａ 電力供給用導線、
４ 充電回路、
４ａ 充電回路用信号線、
５ 放電回路、
５ａ 放電回路用信号線、
６ 制御モジュール、
７ 通信制御部、
７ａ 通信制御用信号線
８ 表示部、
８ａ 表示用信号線、
９ 電子回路ユニット、
１０ 無停電電源装置、
１０−１ 無停電電源装置制御部、
１０ａ 無停電電源装置用取っ手
１１ 外部電源、
１１ａ 外部電源供給用導線、
１２ 電子機器、
１２ａ 電子機器用信号線、
１２ｂ 電子機器用取っ手
２０ 電子機器収納用ラック、
２０ａ 給気部、
２０ｂ 排気部、
２１ 給気部開閉機構、
２１ａ 給気部開閉信号線、
２２ 蓄熱部、
２２ａ 蓄熱材保持量監視信号線、
２３ 蓄熱部開閉機構、
２３ａ 蓄熱部開閉信号線、
２４ 蓄電池熱交換用流路、
２５ リザーブ部開閉機構、
２５ａ リザーブ部開閉信号線、
２６ リザーブ部、
２７ 循環流路開閉機構、
２７ａ 循環流路開閉信号線、
２８ 循環流路、
２９ 循環ポンプ、
２９ａ 循環ポンプ用信号線、
３０ 床、
３１ ラック用キャスター、
３１ａ キャスター用カバー
３２ ラックの底面パネル、
３３ ラックの右側パネル、
３４ ラックの左側パネル、
３５ ラックの天井パネル、
３６ 仕切り板、
３７ ラックの前方パネル、
３８ ラックの後方パネル、
３９ 蓄熱材と接触しない面
４０ 無停電電源装置内蔵ファン
４１ 電子機器内蔵ファン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、
前記蓄電池を冷却する冷却手段と、
前記蓄電池を昇温する昇温手段と、
前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部と
を有する
ことを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記蓄電池が充電される場合は、前記冷却手段稼動に切り替え、
前記蓄電池が放電される場合は、前記昇温手段稼動に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記昇温手段は、
蓄熱部と、
前記蓄熱部内に備えられ、前記電子機器からの排熱を蓄熱する蓄熱材と
を備える
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の無停電電源装置。
【請求項４】
前記昇温手段は、
前記蓄熱材と前記蓄電池とが熱的に接触して昇温される
ことを特徴とする請求項３に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
前記蓄熱材が、
水、アンモニア、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコール、エチルアルコール、メチルアルコール、フロン１１のいずれかである
ことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の無停電電源装置。
【請求項６】
前記制御部から前記電子機器へシャットダウン信号が与えられ、
前記蓄電池は、接続された前記電子機器に電力を供給する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項７】
電子機器と、
前記電子機器に接続された蓄電池と、
前記蓄電池を冷却する冷却手段と、
前記蓄電池を昇温する昇温手段と、
前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部と
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項１】
蓄電池と、
前記蓄電池を冷却する冷却手段と、
前記蓄電池を昇温する昇温手段と、
前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部と
を有する
ことを特徴とする無停電電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記蓄電池が充電される場合は、前記冷却手段稼動に切り替え、
前記蓄電池が放電される場合は、前記昇温手段稼動に切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の無停電電源装置。
【請求項３】
前記昇温手段は、
蓄熱部と、
前記蓄熱部内に備えられ、前記電子機器からの排熱を蓄熱する蓄熱材と
を備える
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の無停電電源装置。
【請求項４】
前記昇温手段は、
前記蓄熱材と前記蓄電池とが熱的に接触して昇温される
ことを特徴とする請求項３に記載の無停電電源装置。
【請求項５】
前記蓄熱材が、
水、アンモニア、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコール、エチルアルコール、メチルアルコール、フロン１１のいずれかである
ことを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の無停電電源装置。
【請求項６】
前記制御部から前記電子機器へシャットダウン信号が与えられ、
前記蓄電池は、接続された前記電子機器に電力を供給する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無停電電源装置。
【請求項７】
電子機器と、
前記電子機器に接続された蓄電池と、
前記蓄電池を冷却する冷却手段と、
前記蓄電池を昇温する昇温手段と、
前記蓄電池の充電と放電との切替、および、前記冷却手段と前記昇温手段との稼動切替を行う制御部と
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１７５８７４（Ｐ２０１２−１７５８７４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７９２１（Ｐ２０１１−３７９２１）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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