空調システム
【課題】冷却装置の消費電力を低減するとともに、結露の発生を防ぐ空調システムを提供する。
【解決手段】室外の気体を給気する給気ファン１４及び収納された電子機器１１で発生する暖気１６を室外に排気する排気ファン１５を有する電子機器収納室１０と、電子機器収納室１０が室内に配置されるとともに電子機器収納室１０と構造的に分離されている電子機器室２０とを備える空調システム１であって、電子機器室２０の外気２３を電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間に導入する外気導入ファン２２と、排気ファン１５と電子機器室２０の排気口２５とを連通し、暖気１６を室外に導出する排気ダクト２４と、排気ダクト２４に付設され、排気ダクト２４に排気された暖気１６の一部を抽気する抽気ゲート２７とを備え、給気ファン１４は、外気導入ファン２２により導入された外気２３と抽気ゲート２７により抽気された暖気１６との混合気３０を電子機器室１０に導入することを特徴とする空調システム１。
【解決手段】室外の気体を給気する給気ファン１４及び収納された電子機器１１で発生する暖気１６を室外に排気する排気ファン１５を有する電子機器収納室１０と、電子機器収納室１０が室内に配置されるとともに電子機器収納室１０と構造的に分離されている電子機器室２０とを備える空調システム１であって、電子機器室２０の外気２３を電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間に導入する外気導入ファン２２と、排気ファン１５と電子機器室２０の排気口２５とを連通し、暖気１６を室外に導出する排気ダクト２４と、排気ダクト２４に付設され、排気ダクト２４に排気された暖気１６の一部を抽気する抽気ゲート２７とを備え、給気ファン１４は、外気導入ファン２２により導入された外気２３と抽気ゲート２７により抽気された暖気１６との混合気３０を電子機器室１０に導入することを特徴とする空調システム１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器収納室に収納された電子機器を冷却するための空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、データセンタやサーバルーム等の電子機器収納室には、サーバやネットワーク機器などの電子機器が収納されている。電子機器はＣＰＵなどの機能部品を有しており、電力を消費して発熱する。そこで、電子機器収納室には電子機器を冷却する空調システムが備えられている。
【０００３】
関連のある技術として、以下の文献が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の空調システムでは電子機器と同等の電力を費やすコンプレッサ等を用いて冷却空気を電子機器収納室に導入している。このため、例えば電子機器収納室を給気側と排気側とに分離して冷却効率を向上させたとしても、わずかに省電力化するにとどまり、依然として冷却のための多大な電力が消費されている。一方、冷却装置の消費電力を安易に低減しようとすると、冷却効率が低下して室内の気温が上昇し、電子機器の誤作動が発生してしまう。
【０００６】
また、冷却装置を簡略化して外気を直接電子機器収納室の室内に導入するような構成の場合、梅雨の時期や冬季には電子機器に結露が発生してしまい、その寿命が著しく短縮する問題があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、冷却のための消費電力を低減するとともに、結露の発生を防ぐ空調システム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】
【０００８】
本発明の空調システムは、室外の気体を給気する給気ファン及び収納された電子機器で発生する暖気を室外に排気する排気ファンを有する電子機器収納室と、該電子機器収納室が室内に配置されるとともに前記電子機器収納室と構造的に分離されている電子機器室とを備える空調システムであって、前記電子機器室の外気を前記電子機器収納室と前記電子機器室との隙間に導入する外気導入ファンと、前記排気ファンと前記電子機器室の排気口とを連通し、前記暖気を室外に導出する排気ダクトと、前記排気ダクトに付設され、前記排気ダクトに排気された暖気の一部を抽気する抽気ゲートとを備え、前記給気ファンは、前記外気導入ファンにより導入された外気と前記抽気ゲートにより抽気された暖気との混合気を前記電子機器室に導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
冷却装置の消費電力を低減するとともに、結露の発生を防ぐ空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る空調システムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施の形態に係る空調システムについて図を用いて説明する。なお、以下では、本実施の形態の説明で必要な図のみ用いて説明する。このため、本発明はこれらの図に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る空調システム１の断面図である。空調システム１は、電子機器収納室１０及び電子機器室２０を備える。以下、各々について詳述する。
【００１３】
電子機器収納室１０は、電子機器１１、ラック１３、給気ファン１４及び排気ファン１５を備える。
【００１４】
電子機器１１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の機能部品を有しており、正面に不図示の外気導入口を備え、背面に電子機器排気ファン１２を備える。電子機器１１はＣＰＵで発生した暖気１６を排気ファン１２によりホットゾーン１０ｂに排気する。電子機器１１としては例えばサーバが挙げられる。
【００１５】
ラック１３は電子機器１１を上下方向に搭載する。ラック１３は電子機器収納室１０の床及び天井と当接しており、電子機器収納室１０をクールゾーン１０ａとホットゾーン１０ｂとに区分けする。
【００１６】
給気ファン１４は電子機器収納室１０のクールゾーン１０ａの壁に設けられており、電子機器収納室１０の室外の気体である混合気３０をクールゾーン１０ａに導入する。排気ファン１５は電子機器収納室１０のホットゾーン１０ｂ側の壁に設けられており、ホットゾーン１０ｂの暖気１６を排気する。給気ファン１４及び排気ファン１５としては例えば換気扇が挙げられ、いずれも消費電力が小さい装置である。
【００１７】
電子機器室２０は、前述の電子機器収納室１０、外気導入ゲート２１、外気導入ファン２２、排気ダクト２４、抽気ゲート２７及び通気路２８を備える。電子機器室２０には電子機器収納室１０が構造的に分離されるように室内に配置されている。このため、電子機器室２０は給気ファン１４とは別個に外気導入ファン２２を備え、電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間により通気路２８を形成する。
【００１８】
外気導入ゲート２１及び外気導入ファン２２は、電子機器室２０の給気ファン１４側の壁に設けられており、いずれも外気２３を電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間に導入する。外気導入ゲート２１は給気ファン１４近傍の減圧下で外気２３を導入することから、外気導入ファン２２が外気導入量を調整することができない場合に有効である。外気導入ファン２２は給気ファン１４及び排気ファン１５と同様に換気扇等の構造を有するものであり、小さな消費電力で稼動する。
【００１９】
排気ダクト２４は排気ファン１５と電子機器室２０の排気ファン１５側の壁に設けられた排気口２５とを連通し、排気ファン１５で排気された暖気１６を排気２６として電子機器室２０の室外に導出する。抽気ゲート２７は排気ダクト２４の排気ファン１５から排気口２５までの間に付設されており、排気ダクト１３から排気された暖気１６を抽気する。
【００２０】
通気路２８は電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間により形成され、抽気された暖気１６を還流気２９として給気ファン１４の近傍に案内する。この隙間が通気路２８を形成することにより、空調システム１を設置するための手間やコストを削減することが可能となる。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る空調システム１の気体の流れについて説明する。まず、電子機器１１が稼動した後、電子機器室２０の外気導入ファン２２、電子機器収納室１０の給気ファン１４及び排気ファン１５の電源を入れ、外気導入ゲート２１及び抽気ゲート２７のゲートを開放する。
【００２２】
電子機器１１のＣＰＵで発生した暖気１６は、電子機器排気ファン１２によりホットゾーン１０ｂに排気された後、排気ファン１５により排気ダクト２４を介して電子機器室２０の室外に排気されるとともに、抽気ゲート２７により暖気１６の一部が抽気される。
【００２３】
抽気された暖気１６は還流気２９として通気路２８を経て給気ファン１４の近傍に案内される。案内された還流気２９は外気２３と混合して混合気３０が生成される。生成された混合気３０は給気ファン１４により電子機器室１０の室内に導入されて電子機器１１を冷却する。
【００２４】
以上のように、本実施の形態に係る空調システム１では、ラック１３が電子機器収納室１０をクールゾーン１０ａとホットゾーン１０ｂとに区分けしているため、暖気１６がクールゾーン１１ａ側に回りこまない。また、従来の空調システムのようにコンプレッサ等を用いる必要がないため、電子機器収納室１０及び電子機器室２０を冷却するための消費電力を抑制することが可能となり、発電設備の小型化も実現できる。また、コンプレッサ等が不要であるため、ラック１３が１個〜数個の小型データセンタから数十個以上の大型データセンタのいずれにも容易に導入できる。
【００２５】
また、本実施の形態に係る空調システム１では、給気ファン１４が外気２３と還流気２９とが混合した混合気３０を電子機器収納室１０に導入する。このため、梅雨の季節や冬季の外気２３を電子機器室２０に導入しても還流気２９（暖気１６）により混合気３０の温度の低下を防ぎ、電子機器１１の結露の発生を抑制することが可能となる。
【００２６】
本実施の形態に係る空調システム１には、給気ファン１４や電子機器１１の近傍等に温度センサ、湿度センサ、気圧センサ等を設け、各センサからの情報に基づいて外気導入ゲート２１、外気導入ファン２２、排気ダクト２４、抽気ゲート２７等を制御する制御装置を設けてもよい。制御装置を設けた空調システムでは、空調システムの動作を外気２３の状況や電子機器１１の稼働状況に応じて調整することができるため、電子機器１１の誤作動を防止するとともに結露の発生を抑制することが可能となる。
【００２７】
また、本実施の形態では、還流気２９を通気路２８により給気ファン１４の近傍に案内しているが、抽気ゲート２７と給気ファン１４の近傍とを連通するダクトを設けてもよい。還流気２９を無駄なく給気ファン１４の近傍に案内することができるため、特に、外気２３の温度が低い場合に混合気３０の温度を容易に上昇させることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１ 空調システム、１０ 電子機器収納室、１０ａ クールゾーン、１０ｂ ホットゾーン、１１ 電子機器、１２ 電子機器排気ファン、１３ ラック、１４ 給気ファン、１５ 排気ファン、１６ 暖気、２０ 電子機器室、２１ 外気導入ゲート、２２ 外気導入ファン、２３ 外気、２４ 排気ダクト、２５ 排気口、２６ 排気、２７ 抽気ゲート、２８ 通気路、２９ 還流気、３０ 混合気。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器収納室に収納された電子機器を冷却するための空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、データセンタやサーバルーム等の電子機器収納室には、サーバやネットワーク機器などの電子機器が収納されている。電子機器はＣＰＵなどの機能部品を有しており、電力を消費して発熱する。そこで、電子機器収納室には電子機器を冷却する空調システムが備えられている。
【０００３】
関連のある技術として、以下の文献が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の空調システムでは電子機器と同等の電力を費やすコンプレッサ等を用いて冷却空気を電子機器収納室に導入している。このため、例えば電子機器収納室を給気側と排気側とに分離して冷却効率を向上させたとしても、わずかに省電力化するにとどまり、依然として冷却のための多大な電力が消費されている。一方、冷却装置の消費電力を安易に低減しようとすると、冷却効率が低下して室内の気温が上昇し、電子機器の誤作動が発生してしまう。
【０００６】
また、冷却装置を簡略化して外気を直接電子機器収納室の室内に導入するような構成の場合、梅雨の時期や冬季には電子機器に結露が発生してしまい、その寿命が著しく短縮する問題があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、冷却のための消費電力を低減するとともに、結露の発生を防ぐ空調システム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】
【０００８】
本発明の空調システムは、室外の気体を給気する給気ファン及び収納された電子機器で発生する暖気を室外に排気する排気ファンを有する電子機器収納室と、該電子機器収納室が室内に配置されるとともに前記電子機器収納室と構造的に分離されている電子機器室とを備える空調システムであって、前記電子機器室の外気を前記電子機器収納室と前記電子機器室との隙間に導入する外気導入ファンと、前記排気ファンと前記電子機器室の排気口とを連通し、前記暖気を室外に導出する排気ダクトと、前記排気ダクトに付設され、前記排気ダクトに排気された暖気の一部を抽気する抽気ゲートとを備え、前記給気ファンは、前記外気導入ファンにより導入された外気と前記抽気ゲートにより抽気された暖気との混合気を前記電子機器室に導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
冷却装置の消費電力を低減するとともに、結露の発生を防ぐ空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る空調システムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施の形態に係る空調システムについて図を用いて説明する。なお、以下では、本実施の形態の説明で必要な図のみ用いて説明する。このため、本発明はこれらの図に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る空調システム１の断面図である。空調システム１は、電子機器収納室１０及び電子機器室２０を備える。以下、各々について詳述する。
【００１３】
電子機器収納室１０は、電子機器１１、ラック１３、給気ファン１４及び排気ファン１５を備える。
【００１４】
電子機器１１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の機能部品を有しており、正面に不図示の外気導入口を備え、背面に電子機器排気ファン１２を備える。電子機器１１はＣＰＵで発生した暖気１６を排気ファン１２によりホットゾーン１０ｂに排気する。電子機器１１としては例えばサーバが挙げられる。
【００１５】
ラック１３は電子機器１１を上下方向に搭載する。ラック１３は電子機器収納室１０の床及び天井と当接しており、電子機器収納室１０をクールゾーン１０ａとホットゾーン１０ｂとに区分けする。
【００１６】
給気ファン１４は電子機器収納室１０のクールゾーン１０ａの壁に設けられており、電子機器収納室１０の室外の気体である混合気３０をクールゾーン１０ａに導入する。排気ファン１５は電子機器収納室１０のホットゾーン１０ｂ側の壁に設けられており、ホットゾーン１０ｂの暖気１６を排気する。給気ファン１４及び排気ファン１５としては例えば換気扇が挙げられ、いずれも消費電力が小さい装置である。
【００１７】
電子機器室２０は、前述の電子機器収納室１０、外気導入ゲート２１、外気導入ファン２２、排気ダクト２４、抽気ゲート２７及び通気路２８を備える。電子機器室２０には電子機器収納室１０が構造的に分離されるように室内に配置されている。このため、電子機器室２０は給気ファン１４とは別個に外気導入ファン２２を備え、電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間により通気路２８を形成する。
【００１８】
外気導入ゲート２１及び外気導入ファン２２は、電子機器室２０の給気ファン１４側の壁に設けられており、いずれも外気２３を電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間に導入する。外気導入ゲート２１は給気ファン１４近傍の減圧下で外気２３を導入することから、外気導入ファン２２が外気導入量を調整することができない場合に有効である。外気導入ファン２２は給気ファン１４及び排気ファン１５と同様に換気扇等の構造を有するものであり、小さな消費電力で稼動する。
【００１９】
排気ダクト２４は排気ファン１５と電子機器室２０の排気ファン１５側の壁に設けられた排気口２５とを連通し、排気ファン１５で排気された暖気１６を排気２６として電子機器室２０の室外に導出する。抽気ゲート２７は排気ダクト２４の排気ファン１５から排気口２５までの間に付設されており、排気ダクト１３から排気された暖気１６を抽気する。
【００２０】
通気路２８は電子機器収納室１０と電子機器室２０との隙間により形成され、抽気された暖気１６を還流気２９として給気ファン１４の近傍に案内する。この隙間が通気路２８を形成することにより、空調システム１を設置するための手間やコストを削減することが可能となる。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る空調システム１の気体の流れについて説明する。まず、電子機器１１が稼動した後、電子機器室２０の外気導入ファン２２、電子機器収納室１０の給気ファン１４及び排気ファン１５の電源を入れ、外気導入ゲート２１及び抽気ゲート２７のゲートを開放する。
【００２２】
電子機器１１のＣＰＵで発生した暖気１６は、電子機器排気ファン１２によりホットゾーン１０ｂに排気された後、排気ファン１５により排気ダクト２４を介して電子機器室２０の室外に排気されるとともに、抽気ゲート２７により暖気１６の一部が抽気される。
【００２３】
抽気された暖気１６は還流気２９として通気路２８を経て給気ファン１４の近傍に案内される。案内された還流気２９は外気２３と混合して混合気３０が生成される。生成された混合気３０は給気ファン１４により電子機器室１０の室内に導入されて電子機器１１を冷却する。
【００２４】
以上のように、本実施の形態に係る空調システム１では、ラック１３が電子機器収納室１０をクールゾーン１０ａとホットゾーン１０ｂとに区分けしているため、暖気１６がクールゾーン１１ａ側に回りこまない。また、従来の空調システムのようにコンプレッサ等を用いる必要がないため、電子機器収納室１０及び電子機器室２０を冷却するための消費電力を抑制することが可能となり、発電設備の小型化も実現できる。また、コンプレッサ等が不要であるため、ラック１３が１個〜数個の小型データセンタから数十個以上の大型データセンタのいずれにも容易に導入できる。
【００２５】
また、本実施の形態に係る空調システム１では、給気ファン１４が外気２３と還流気２９とが混合した混合気３０を電子機器収納室１０に導入する。このため、梅雨の季節や冬季の外気２３を電子機器室２０に導入しても還流気２９（暖気１６）により混合気３０の温度の低下を防ぎ、電子機器１１の結露の発生を抑制することが可能となる。
【００２６】
本実施の形態に係る空調システム１には、給気ファン１４や電子機器１１の近傍等に温度センサ、湿度センサ、気圧センサ等を設け、各センサからの情報に基づいて外気導入ゲート２１、外気導入ファン２２、排気ダクト２４、抽気ゲート２７等を制御する制御装置を設けてもよい。制御装置を設けた空調システムでは、空調システムの動作を外気２３の状況や電子機器１１の稼働状況に応じて調整することができるため、電子機器１１の誤作動を防止するとともに結露の発生を抑制することが可能となる。
【００２７】
また、本実施の形態では、還流気２９を通気路２８により給気ファン１４の近傍に案内しているが、抽気ゲート２７と給気ファン１４の近傍とを連通するダクトを設けてもよい。還流気２９を無駄なく給気ファン１４の近傍に案内することができるため、特に、外気２３の温度が低い場合に混合気３０の温度を容易に上昇させることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１ 空調システム、１０ 電子機器収納室、１０ａ クールゾーン、１０ｂ ホットゾーン、１１ 電子機器、１２ 電子機器排気ファン、１３ ラック、１４ 給気ファン、１５ 排気ファン、１６ 暖気、２０ 電子機器室、２１ 外気導入ゲート、２２ 外気導入ファン、２３ 外気、２４ 排気ダクト、２５ 排気口、２６ 排気、２７ 抽気ゲート、２８ 通気路、２９ 還流気、３０ 混合気。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外の気体を給気する給気ファン及び収納された電子機器で発生する暖気を室外に排気する排気ファンを有する電子機器収納室と、該電子機器収納室が室内に配置されるとともに前記電子機器収納室と構造的に分離されている電子機器室とを備える空調システムであって、
前記電子機器室の外気を前記電子機器収納室と前記電子機器室との隙間に導入する外気導入ファンと、
前記排気ファンと前記電子機器室の排気口とを連通し、前記暖気を室外に導出する排気ダクトと、
前記排気ダクトに付設され、前記排気ダクトに排気された暖気の一部を抽気する抽気ゲートと
を備え、
前記給気ファンは、前記外気導入ファンにより導入された外気と前記抽気ゲートにより抽気された暖気との混合気を前記電子機器室に導入することを特徴とする空調システム。
【請求項１】
室外の気体を給気する給気ファン及び収納された電子機器で発生する暖気を室外に排気する排気ファンを有する電子機器収納室と、該電子機器収納室が室内に配置されるとともに前記電子機器収納室と構造的に分離されている電子機器室とを備える空調システムであって、
前記電子機器室の外気を前記電子機器収納室と前記電子機器室との隙間に導入する外気導入ファンと、
前記排気ファンと前記電子機器室の排気口とを連通し、前記暖気を室外に導出する排気ダクトと、
前記排気ダクトに付設され、前記排気ダクトに排気された暖気の一部を抽気する抽気ゲートと
を備え、
前記給気ファンは、前記外気導入ファンにより導入された外気と前記抽気ゲートにより抽気された暖気との混合気を前記電子機器室に導入することを特徴とする空調システム。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２２０１０７（Ｐ２０１２−２２０１０７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６３７０（Ｐ２０１１−８６３７０）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（５１１０８９６６４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（５１１０８９６６４）
【Ｆターム（参考）】
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