電子機器の冷却システム
【課題】 ラックに格納された複数の電子機器を発熱量に応じた流量の冷却液で効率よく冷却する。
【解決手段】 サーバ冷却システム１は、複数のサーバ３の外面にそれぞれ冷却ポンプ４を備え、冷却ポンプ４により冷却液をサーバ３の発熱部に供給する。各サーバ３の発熱温度は温度センサ５により個別に検出され、制御装置６が温度センサ５から入力した温度情報に基づいて冷却ポンプ４を制御する。制御装置６はサーバ３と一緒にラック２の内部に格納されている。制御装置６の外面には、温度センサ５が接続される入力端子２８と、冷却ポンプ４、循環ポンプ２４、冷却器２６が接続される出力端子２９と、遠隔監視装置３４に接続されるネットワーク端子３０とが設けられている。
【解決手段】 サーバ冷却システム１は、複数のサーバ３の外面にそれぞれ冷却ポンプ４を備え、冷却ポンプ４により冷却液をサーバ３の発熱部に供給する。各サーバ３の発熱温度は温度センサ５により個別に検出され、制御装置６が温度センサ５から入力した温度情報に基づいて冷却ポンプ４を制御する。制御装置６はサーバ３と一緒にラック２の内部に格納されている。制御装置６の外面には、温度センサ５が接続される入力端子２８と、冷却ポンプ４、循環ポンプ２４、冷却器２６が接続される出力端子２９と、遠隔監視装置３４に接続されるネットワーク端子３０とが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック内に格納された電子機器を冷却するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーバラック内の複数のサーバを空調機によって冷却するシステムが知られている。例えば、図４に示すように、特許文献１に記載された冷却システム５１は、サーバラック５２内に複数の空調機５３を格納し、各空調機５３に複数のサーバ５４を割り当て、制御装置５５がサーバ５４の温度に基づいて空調機５３の運転を制御するように構成されている。また、制御装置５５は、空調機５３の能力不足を判定した場合に、データセンター等の室内に設備された大型空調機の能力を増強するための制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６４２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、空冷単独の冷却方式は効率が低いため、従来の冷却システム５１によると、一つのサーバラック５２に複数の空調機５３を設置する必要があり、設備費が高くついた。また、空調機５３を室内の大型空調機と協調制御する必要もあり、システム５１が複雑で大規模になるという問題点もあった。特に、一台の空調機５３で複数のサーバ５４を冷却する構成によると、発熱量の大きなサーバ５４を充分に冷却できなかったり、発熱量が少ないサーバ５４を無駄に冷却したりするなど、個々のサーバ５４を的確に制御することができないという不都合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ラック内部に格納された複数の電子機器を発熱量に応じた流量の冷却液で効率よく冷却できるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は次のような冷却システムを提供する。
（１）ラック内部に格納された複数の電子機器に冷却液を別々に供給する流体アクチュエータと、電子機器の発熱温度を個別に検出する温度センサと、温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷却システム。
【０００７】
（２）流体アクチュエータが冷却液を電子機器の発熱部に圧送するポンプを含むことを特徴とする（１）に記載の冷却システム。
（３）流体アクチュエータが電子機器の発熱部に接続された冷却液の供給配管を開閉する電磁バルブを含むことを特徴とする（１）に記載の冷却システム。
（４）電子機器の発熱部を送風により冷却するファンを備え、制御装置が温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータとファンを協調制御することを特徴とする（１）、（２）又は（３）に記載の冷却システム。
【０００８】
（５）制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、制御装置の外面に流体アクチュエータおよび温度センサの接続端子を設けたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一つに記載の冷却システム。
（６）制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、複数のラックの制御装置を通信線で遠隔監視装置に接続したことを特徴とする（１）〜（５）のいずれか一つに記載の冷却システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却システムによれば、ラック内部に格納された複数の電子機器にそれぞれ流体アクチュエータと温度センサとを設けたので、発熱量に応じた流量の冷却液によって電子機器を効率よく冷却できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示すサーバ冷却システムの概略図である。
【図２】サーバごとに設けられた冷却機構を示す斜視図である。
【図３】サーバと制御装置をラックに格納した形態を示す斜視図である。
【図４】従来のサーバ冷却システムを示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すサーバ冷却システム１では、サーバラック２の内部に複数台のサーバ３が上下に規定の間隔をあけて格納されている。各サーバ３には、内部の発熱部に冷却液を供給する流体アクチュエータとしての冷却ポンプ４と、発熱部の温度をサーバ３ごとに検出する温度センサ５とが設けられている。そして、ラック２の最上部に制御装置６がサーバ３と一緒に格納され、温度センサ５から入力した温度情報に基づいて冷却ポンプ４を制御するようになっている。
【００１２】
図２に示すように、冷却ポンプ４はサーバ３の筺体８の外面（例えば背面）に設置されている。筺体８の内部には、ＣＰＵやＬＳＩ等の発熱部９と、発熱部９を送風により冷却するファン１０と、メモリや電源ユニットを含む各種の電子部品１１とが配設されている。発熱部９にはジャケット１２が装着され、その外面に温度センサ５が装着されている。ジャケット１２の内部には冷却液通路１３が形成され、通路１３の上流端が給液配管１４で冷却ポンプ４の吐出口に接続され、下流端が排液配管１５で排出口１６に接続されている。
【００１３】
冷却ポンプ４の吸込口は逆止弁１９を介して供給配管２０に接続され、排出口１６が回収配管２１に接続されている。配管２０，２１は、図３に示すように、ラック２内の供給ダクト２２と回収ダクト２３に接続され、供給ダクト２２が循環ポンプ２４に接続され、回収ダクト２３がタンク２５に接続されている。タンク２５には冷却器２６が付設され、冷却器２６から低温冷却液Ｃが循環ポンプ２４により供給ダクト２２、供給配管２０を介してサーバ３に供給され、サーバ３を通過した後の高温冷却液Ｃが回収配管２１、回収ダクト２３を介してタンク２５に還流する。
【００１４】
図１に示すように、制御装置６の外面（例えば背面）には、入力端子２８、出力端子２９、ネットワーク端子３０が配設されている。入力端子２８は信号線３１で温度センサ５に接続され、発熱部９の温度情報が制御装置６に入力される。出力端子２９は制御線３２で冷却ポンプ４、ファン１０、循環ポンプ２４、冷却器２６に接続され、制御装置６がこれらの機器に駆動／停止信号を出力する。ネットワーク端子３０は有線または無線のＬＡＮ配線、公衆電話回線等の通信線３３で遠隔監視装置３４に接続され、遠隔監視装置３４がデータセンター内に設置されたすべてのサーバ冷却システム１をラック単位で監視する。なお、遠隔監視装置３４としてパソコンを使用し、遠隔地から専用線またはインターネット経由でサーバ冷却システム１を監視してもよい。
【００１５】
サーバラック２では、常時、制御装置６が温度センサ５からの信号に基づいてサーバ３の温度状態を監視している。サーバ３の稼動に伴い、温度センサ５の出力が閾値を超えると、制御装置６はこのサーバ３の冷却ポンプ４とファン１０を協調制御する。ポンプ４の駆動により、冷却液Ｃが筺体８の外部から給液配管１４を通ってジャケット１２に供給され、冷却液Ｃとの熱交換により発熱部９が冷却される。そして、ジャケット１２を通過した冷却液Ｃが排液配管１５を通り排出口１６より筺体８の外部に排出される。なお、冷却ポンプ４の駆動中は、ファン１０を停止または回転数を落とす制御を行うことで、節電効果を期待することもできる。
【００１６】
したがって、この実施形態の冷却システム１によれば、発熱量が多いサーバ３のみ冷却ポンプ４を駆動し、発熱量が少ないサーバ３ではポンプ４を停止状態に保持しておくことができる。このため、多数のサーバラック２が設置された大規模データセンターにおいて、電力利用効率の高い冷却運転を行うことができる。また、制御装置６をサーバ３と共にラック２に格納し、制御装置６の外面に冷却ポンプ４と温度センサ５の接続端子２８，２９を設けたので、信号線３１や制御線３２をラック２の外部に整然と配線することもできる。
【００１７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図２に示す冷却ポンプ４にかえ、流体アクチュエータとして電磁バルブを使用し、電磁バルブによって冷却液Ｃの供給配管２０を開閉することもできる。また、図３に示すタンク２５を複数のサーバラック２で共用してもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１ 冷却システム
２ サーバラック
３ サーバ
４ 冷却ポンプ
５ 温度センサ
６ 制御装置
９ 発熱部
１２ ジャケット
２４ 循環ポンプ
２５ タンク
２６ 冷却器
２８ 入力端子
２９ 出力端子
３０ ネットワーク端子
Ｃ 冷却液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック内に格納された電子機器を冷却するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーバラック内の複数のサーバを空調機によって冷却するシステムが知られている。例えば、図４に示すように、特許文献１に記載された冷却システム５１は、サーバラック５２内に複数の空調機５３を格納し、各空調機５３に複数のサーバ５４を割り当て、制御装置５５がサーバ５４の温度に基づいて空調機５３の運転を制御するように構成されている。また、制御装置５５は、空調機５３の能力不足を判定した場合に、データセンター等の室内に設備された大型空調機の能力を増強するための制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６４２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、空冷単独の冷却方式は効率が低いため、従来の冷却システム５１によると、一つのサーバラック５２に複数の空調機５３を設置する必要があり、設備費が高くついた。また、空調機５３を室内の大型空調機と協調制御する必要もあり、システム５１が複雑で大規模になるという問題点もあった。特に、一台の空調機５３で複数のサーバ５４を冷却する構成によると、発熱量の大きなサーバ５４を充分に冷却できなかったり、発熱量が少ないサーバ５４を無駄に冷却したりするなど、個々のサーバ５４を的確に制御することができないという不都合があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ラック内部に格納された複数の電子機器を発熱量に応じた流量の冷却液で効率よく冷却できるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は次のような冷却システムを提供する。
（１）ラック内部に格納された複数の電子機器に冷却液を別々に供給する流体アクチュエータと、電子機器の発熱温度を個別に検出する温度センサと、温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷却システム。
【０００７】
（２）流体アクチュエータが冷却液を電子機器の発熱部に圧送するポンプを含むことを特徴とする（１）に記載の冷却システム。
（３）流体アクチュエータが電子機器の発熱部に接続された冷却液の供給配管を開閉する電磁バルブを含むことを特徴とする（１）に記載の冷却システム。
（４）電子機器の発熱部を送風により冷却するファンを備え、制御装置が温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータとファンを協調制御することを特徴とする（１）、（２）又は（３）に記載の冷却システム。
【０００８】
（５）制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、制御装置の外面に流体アクチュエータおよび温度センサの接続端子を設けたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一つに記載の冷却システム。
（６）制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、複数のラックの制御装置を通信線で遠隔監視装置に接続したことを特徴とする（１）〜（５）のいずれか一つに記載の冷却システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却システムによれば、ラック内部に格納された複数の電子機器にそれぞれ流体アクチュエータと温度センサとを設けたので、発熱量に応じた流量の冷却液によって電子機器を効率よく冷却できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示すサーバ冷却システムの概略図である。
【図２】サーバごとに設けられた冷却機構を示す斜視図である。
【図３】サーバと制御装置をラックに格納した形態を示す斜視図である。
【図４】従来のサーバ冷却システムを示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すサーバ冷却システム１では、サーバラック２の内部に複数台のサーバ３が上下に規定の間隔をあけて格納されている。各サーバ３には、内部の発熱部に冷却液を供給する流体アクチュエータとしての冷却ポンプ４と、発熱部の温度をサーバ３ごとに検出する温度センサ５とが設けられている。そして、ラック２の最上部に制御装置６がサーバ３と一緒に格納され、温度センサ５から入力した温度情報に基づいて冷却ポンプ４を制御するようになっている。
【００１２】
図２に示すように、冷却ポンプ４はサーバ３の筺体８の外面（例えば背面）に設置されている。筺体８の内部には、ＣＰＵやＬＳＩ等の発熱部９と、発熱部９を送風により冷却するファン１０と、メモリや電源ユニットを含む各種の電子部品１１とが配設されている。発熱部９にはジャケット１２が装着され、その外面に温度センサ５が装着されている。ジャケット１２の内部には冷却液通路１３が形成され、通路１３の上流端が給液配管１４で冷却ポンプ４の吐出口に接続され、下流端が排液配管１５で排出口１６に接続されている。
【００１３】
冷却ポンプ４の吸込口は逆止弁１９を介して供給配管２０に接続され、排出口１６が回収配管２１に接続されている。配管２０，２１は、図３に示すように、ラック２内の供給ダクト２２と回収ダクト２３に接続され、供給ダクト２２が循環ポンプ２４に接続され、回収ダクト２３がタンク２５に接続されている。タンク２５には冷却器２６が付設され、冷却器２６から低温冷却液Ｃが循環ポンプ２４により供給ダクト２２、供給配管２０を介してサーバ３に供給され、サーバ３を通過した後の高温冷却液Ｃが回収配管２１、回収ダクト２３を介してタンク２５に還流する。
【００１４】
図１に示すように、制御装置６の外面（例えば背面）には、入力端子２８、出力端子２９、ネットワーク端子３０が配設されている。入力端子２８は信号線３１で温度センサ５に接続され、発熱部９の温度情報が制御装置６に入力される。出力端子２９は制御線３２で冷却ポンプ４、ファン１０、循環ポンプ２４、冷却器２６に接続され、制御装置６がこれらの機器に駆動／停止信号を出力する。ネットワーク端子３０は有線または無線のＬＡＮ配線、公衆電話回線等の通信線３３で遠隔監視装置３４に接続され、遠隔監視装置３４がデータセンター内に設置されたすべてのサーバ冷却システム１をラック単位で監視する。なお、遠隔監視装置３４としてパソコンを使用し、遠隔地から専用線またはインターネット経由でサーバ冷却システム１を監視してもよい。
【００１５】
サーバラック２では、常時、制御装置６が温度センサ５からの信号に基づいてサーバ３の温度状態を監視している。サーバ３の稼動に伴い、温度センサ５の出力が閾値を超えると、制御装置６はこのサーバ３の冷却ポンプ４とファン１０を協調制御する。ポンプ４の駆動により、冷却液Ｃが筺体８の外部から給液配管１４を通ってジャケット１２に供給され、冷却液Ｃとの熱交換により発熱部９が冷却される。そして、ジャケット１２を通過した冷却液Ｃが排液配管１５を通り排出口１６より筺体８の外部に排出される。なお、冷却ポンプ４の駆動中は、ファン１０を停止または回転数を落とす制御を行うことで、節電効果を期待することもできる。
【００１６】
したがって、この実施形態の冷却システム１によれば、発熱量が多いサーバ３のみ冷却ポンプ４を駆動し、発熱量が少ないサーバ３ではポンプ４を停止状態に保持しておくことができる。このため、多数のサーバラック２が設置された大規模データセンターにおいて、電力利用効率の高い冷却運転を行うことができる。また、制御装置６をサーバ３と共にラック２に格納し、制御装置６の外面に冷却ポンプ４と温度センサ５の接続端子２８，２９を設けたので、信号線３１や制御線３２をラック２の外部に整然と配線することもできる。
【００１７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図２に示す冷却ポンプ４にかえ、流体アクチュエータとして電磁バルブを使用し、電磁バルブによって冷却液Ｃの供給配管２０を開閉することもできる。また、図３に示すタンク２５を複数のサーバラック２で共用してもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１ 冷却システム
２ サーバラック
３ サーバ
４ 冷却ポンプ
５ 温度センサ
６ 制御装置
９ 発熱部
１２ ジャケット
２４ 循環ポンプ
２５ タンク
２６ 冷却器
２８ 入力端子
２９ 出力端子
３０ ネットワーク端子
Ｃ 冷却液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック内部に格納された複数の電子機器に冷却液を別々に供給する流体アクチュエータと、前記電子機器の発熱温度を個別に検出する温度センサと、前記温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記流体アクチュエータが冷却液を電子機器の発熱部に圧送するポンプを含む請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記流体アクチュエータが電子機器の発熱部に接続された冷却液の供給配管を開閉する電磁バルブを含む請求項１記載の冷却システム。
【請求項４】
前記電子機器の発熱部を送風により冷却する空冷ファンを備え、前記制御装置が温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータと空冷ファンとを協調制御する請求項１、２又は３記載の冷却システム。
【請求項５】
前記制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、制御装置の外面に流体アクチュエータおよび温度センサの接続端子を設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、複数のラックの制御装置を通信線で遠隔監視装置に接続した請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項１】
ラック内部に格納された複数の電子機器に冷却液を別々に供給する流体アクチュエータと、前記電子機器の発熱温度を個別に検出する温度センサと、前記温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記流体アクチュエータが冷却液を電子機器の発熱部に圧送するポンプを含む請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記流体アクチュエータが電子機器の発熱部に接続された冷却液の供給配管を開閉する電磁バルブを含む請求項１記載の冷却システム。
【請求項４】
前記電子機器の発熱部を送風により冷却する空冷ファンを備え、前記制御装置が温度センサから入力した温度情報に基づいて流体アクチュエータと空冷ファンとを協調制御する請求項１、２又は３記載の冷却システム。
【請求項５】
前記制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、制御装置の外面に流体アクチュエータおよび温度センサの接続端子を設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記制御装置を電子機器と共にラック内部に格納し、複数のラックの制御装置を通信線で遠隔監視装置に接続した請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷却システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５４４９９（Ｐ２０１２−５４４９９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７７６３（Ｐ２０１０−１９７７６３）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（５０３２０７９１３）株式会社ＳＯＨＫｉ (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（５０３２０７９１３）株式会社ＳＯＨＫｉ (13)
【Ｆターム（参考）】
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