説明

電子機器収納ラック群の冷却システム

【課題】 発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の動的な変化にも対応することにより、効率的に電子機器収納ラック群を冷却するシステムを提供すること。
【解決手段】 本発明は、電子機器収納ラック群を冷却する冷却システムであって、前記吹出口から冷気を取り込む第一開口部と、前記第一開口部から取り込んだ前記冷気を、前記電子機器収納ラックに向けて放出する第二開口部と、を備える冷却装置と、前記電子機器に設置された温度センサから温度情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記温度情報を表示する表示部と、を備える温度監視部と、を備えることを特徴とする冷却システム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンピュータやネットワーク機器等の電子機器を収納する電子機器収納ラック群の冷却システムに関し、特に、電子機器収納ラックの列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却システムに関する。
【背景技術】
【0002】
データセンター等の電算機室に収容されるコンピュータまたはネットワーク機器等の電子機器においては、その高密度化や設置スペースの縮小による小型化が進められ、電子機器の温度上昇はシステムトラブルに直結するため、これら電子機器の発熱問題に対処することがますます重要になってきている。また、電算機室の中において、空気調和装置の吹き出し口の位置、強さ、向きや、床下空間でのケーブルの引き回し状態、そして、コンピュータ等の使用状態などにより、暖気や冷気の偏りが生ずることがある。このような電算機室の中において温度の偏りがある場合、電算機室全体を冷却するよりも、暖気の偏りがある部分や発熱量の多い電子機器/ラック(ホットスポット)を局所的に冷却した方が、冷却効率がよいことが知られている。
【0003】
このような対策を行った先行技術として、特許文献1がある。
特許文献1は、複数の情報処理装置を収容したラック、圧縮機と凝縮器と絞り装置と蒸発器とからなる冷媒回路を形成する熱源機及び上記熱源機の蒸発器と熱交換するようにされ、上記ラック内に収容されて上記情報処理装置を冷却する冷却機を備えたラックマウント式冷却装置において、上記冷却機を上記ラック内におけるホットスポットの近傍に配設した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−114669号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
データセンター等の電算機室に収容されるコンピュータ等は様々なアプリケーションが稼働しており、その結果、例えば、銀行のシステムは昼間によく使われ発熱し、インターネットのオンラインショップのシステムは夜間によく使われ発熱する如く、コンピュータ等の使用状態は頻繁に変化することが多く、それに伴い、ホットスポットの位置が時間により変化する。このように動的にホットスポットが変化する場合、特許文献1の先行技術では、圧縮機や凝縮器などの装置をホットスポットの近傍のラックに設置する必要があるので、対応できない。
【0006】
しかし、近年これら電子機器の使用時における発熱量自体及びその変化はますます大きくなってきていると共に、特に最近環境意識の高まりから、そのような局所的なホットスポットの変化にも対応できる、より効果的、効率的な電子機器の冷却手法が求められている。また、ますます電子機器が高密度化していることから、電子機器を増強しようとすると、既存の空気調和システムの空調能力を超えてしまうことがあり、これに対応することも必要となってきている。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、発熱量の多い電子機器収納ラックや電子機器を局所的に冷却しまた発熱量の動的な変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却す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】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が、冷気の吹出口を床に備える冷気通路と、暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群を冷却する冷却システムであって、前記吹出口から冷気を取り込む第一開口部と、前記第一開口部から取り込んだ前記冷気を、前記電子機器収納ラックに向けて放出する第二開口部と、を備える冷却装置と、前記電子機器に設置された温度センサから温度情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記温度情報を表示する表示部と、を備える温度監視部と、を備えることを特徴とする冷却システムが提供される。
この構成によれば、電子機器収納ラック群内の発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却し、また発熱量の動的な変化にも対応できるので、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。
【0008】
また、前記第二開口部は、縦方向に並んだ複数の開口からなり、さらに、前記一開口部から取り込んだ前記冷気の風量を前記複数の開口のそれぞれに振り分けるフラップを備える仕切り板を備え、前記仕切り板は、前記冷気を前記第一開口部から前記第二開口部の各前記開口へ誘導する誘導路を形成することを特徴としてもよい。
この構成によれば、電子機器収納ラック内の発熱量の多い電子機器を局所的にも冷却し、また発熱量の動的な変化にも対応できるので、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。
【0009】
また、さらに、前記冷気が前記第一開口部から第二開口部へ流れる途中にファンと、前記第二開口部を有する面とは異なる面に開閉自在な第三開口部と、を備えることを特徴としてもよい。
この構成によれば、吹出口から吹き出される冷気に加えて、冷気通路に存する冷気もファンにより取り込んで、より強力に風圧を加えることにより、ホットスポットの電子機器収納ラックを冷却することができる。
【0010】
また、さらに、前記誘導路の途中にファンと、前記第二開口部を有する面とは異なる面に開閉自在の第三開口部と、を備えることを特徴としてもよい。
この構成によれば、吹出口から吹き出される冷気に加えて、冷気通路に存する冷気もファンにより取り込んで、より強力に風圧を加えることにより、ホットスポットの電子機器をも冷却することができる。
【0011】
また、さらに、冷却対象の電子機器収納ラックの前にない前記吹出口から冷気を取り込む冷気取込器を有することを特徴としてもよい。
この構成によれば、電子機器収納ラックと吹出口の位置に関係なく、本冷却システムを使用することができる。
【0012】
また、前記表示部は、相対的に高い温度を示す温度センサを表示することを特徴としてもよい。
この構成によれば、ホットスポットがどこにあるか迅速に認識することができ、ホットスポットの動的な変化に迅速に対応することが可能となる。
【発明の効果】
【0013】
以上説明したように、上記のように、本発明によれば、発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の動的な変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第1実施形態を電算機室に使用した場合の空気の流れを説明する断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態におけるブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態を電算機室にある電子機器収納ラック群に使用したときの状況を示す、電子機器収納ラック群を正面から見た図である。
【図4】本発明の第1実施形態における(a)正面図、(b)側面図、(c)背面図、(d)底面図、(e)上面図である。
【図5】本発明の第1実施形態における断面図である。(a)図3(b)の5aにおける断面図、(b)図3(a)の5bにおける断面図。
【図6】本発明の第1実施形態における表示部の拡大図である。
【図7】本発明の第2実施形態を電算機室に使用したときの状況を示す図である。
【図8】従来技術を適用した電算機室における空気の流れを説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下では、図面を参照しながら、本発明の各実施形態に係る装置等について説明する。
まず、図8に基づき、基本的な電算機室における空気の流れを説明する。図8(a)は電算機室の平面図、図8(b)は電算機室の立面の断面図である。
電算機室30には、空気調和システム34が備えられ、電算機室30全体を冷却している。特に、空気調和システム34で冷却された冷気は、電子機器や電子機器収納ラックを設置する床31の下の床下空間33に吹き出され、この床下空間33に冷気が正圧をもって充満する。したがって、冷気は吹出口32から上方に吹き出すことになる。
【0016】
また、電算機室30の中では、電子機器収納ラック21は、室内で当ラックを効率よく配置するために、列をなし配置される。電子機器収納ラック21は、通常その前面から冷気を吸入し、背面から電子機器などにより温められた暖気を排出する。したがって、列をなし配置された電子機器収納ラック21からなる電子機器収納ラック群20は、互いが平行になるように配置される際、各電子機器収納ラック21の冷却効果を高めるため、冷気が噴き出す吹出口32がある通路に対して前面を向けて両側に配置される。そうすると、暖気を排出する電子機器収納ラック21の背面側も、隣の電子機器収納ラック群20の電子機器収納ラック21の背面側と向き合うように配置されることとなる。その結果、電算機室30では、冷気が吹き出す吹出口32がある通路、すなわち、冷気通路2と、両側の電子機器収納ラック群20が暖気を排出する暖気通路3とが交互に現れることになる。
【0017】
暖気通路3に排出された暖気は上昇し、電算機室30の天井付近に到達した後、空気調和システム34が、壁面の上部辺りや天井の開口部(図示せず)などから暖気を吸入し、冷却することにより、再度冷気となって電算機室30内を循環させる。
このように、冷気通路と暖気通路を明確に分けると冷気と暖気が混合されることが少なくなるので、空気調和システムを使って冷却した空気を効率よく電子機器に供給できる。
【0018】
しかし、電子機器の高密度化により発熱量が大きくなった場合、電算機室30を冷却する空気調和システム34の空調能力を増強することは容易なことではない。また、暖気通路3と冷気通路2を分けたといえ、暖気が冷却通路2に侵入したり、冷気が電子機器収納ラック20を冷却せず空気調和システム34に吸入されたりし、冷却効率を低下させることがある。さらに、コンピュータ等の使用状態の変化に伴う、ホットスポットの位置の動的な変化が起こる場合、静的な空気調和システムでは対応できない。
【0019】
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態を電算機室に使用した場合の空気の流れを説明する断面図である。
空気調和システムが冷却した冷気を床下空間33に吹き出す結果、冷気は吹出口32から上方に吹き出し、冷気通路2を形成するところは、図8と同じである。また、そのような冷気通路2と暖気通路3が交互に現れるところも同じである。図1は、暖気通路3の両側に電子機器収納ラック群20があり、その両側に冷気通路2がある部分に焦点を当てて描かれている。
【0020】
冷却システム1は、吹出口32を覆うように配置され、吹出口32から上方に吹き出された冷気を底面から取り込む。その取り込んだ冷気を、電子機器収納ラック21内の冷却すべき電子機器22に向けて、集中的に冷気を送風することにより、電子機器22を冷却する。電子機器22は、供給された冷気を吸い込み、その冷気により冷却される。その後、電子機器22により暖められた暖気は、電子機器収納ラック21の外へ、暖気通路3に向けて排出される。なお、その際、その暖気の温度が、各電子機器22に備えられた温度センサ24により測定される。通常、温度センサ24は電子機器22の暖気の排出口付近に備えられる。暖気は、暖気通路3の上方などにある暖気取り込み口(図示せず)から取り込まれ、また空気調和システム34に冷却され、床下空間33に供給され、吹出口32から冷気が吹き出され、電算機室30において空気が循環されている。
【0021】
図2は、本発明の第1実施形態における各機能を示すブロック図である。
上述のように、電子機器22によって暖められた暖気の温度を測定する温度センサ24は、所定の時間間隔で、その暖気の温度を冷却システム1の受信部13に送信する。本実施形態の場合は、冷却システム1が移動するためまたコストを安くするため、無線により送信しているが、特定の場所に置かれ受信する場合は無線に限定されることはない。
【0022】
これにより、各電子機器22からの温度情報が、冷却システム1に集中することとなる。なお、本実施例では、すべての電子機器22が温度センサ24を備えているが、もちろん、主要な電子機器22や主要な電子機器収納ラック21に限定してもよい。
【0023】
冷却システム1に集中した各電子機器22の温度情報は、受信部13から同じ温度監視部19にある表示部14に送られ、表示部14に表示される(詳細は後述する)。このように、温度監視部19により収集され、表示された温度情報を基に、管理者Pは、どの電子機器収納ラック21のどの電子機器22が温度の高い暖気を排出しているのか、即ち、どの電子機器収納ラック21のどの電子機器22を冷却すべきなのかを判断する。
【0024】
管理者Pは、冷却すべき電子機器22を発見した場合、その電子機器22を含む電子機器収納ラック21の、冷却通路2側の前まで冷却システム1を移動し、その電子機器収納ラック21の前にある吹出口32を覆うように配置する。例えば、図3では、ある電子機器収納ラック列の左から2番目の電子機器収納ラック21の前に配置した様子を表わしている。
【0025】
吹出口32から吹き出された冷気(40)は、第一開口部11から取り込まれ、内部にある仕切板16を介してそれぞれの第二開口部12から冷気(40)が放出される。電子機器収納ラック21の前面のラック正面ドア23は空気が通過できるようになっている。このように、第一開口部11、仕切板16、及び第二開口部12を備える冷却装置10により、冷却すべき電子機器22がどこにあっても冷気を直接供給することができる。例えば、電子機器収納ラック21内の高い位置にある電子機器22を冷却すべき時であっても、第二開口部12から放出された冷気を、直接その電子機器22に供給することが可能となり、冷却すべき電子機器22を局所的に冷却することができる。
【0026】
本実施形態について、より詳細に説明する。
図4は、本発明の第1実施形態における(a)正面図、(b)側面図、(c)背面図、(d)底面図、(e)上面図である。
電子機器22に備えられた温度センサ24が発信する無線電波を受信する受信部13は、電波を受信しやすくする為にアンテナを備えている。受信した温度情報は、図5に記載の受信制御部131に集められ、すべての温度センサ24の温度情報が一旦記憶される。記憶された温度情報は、背面に備えられた表示部14に、管理者がどの電子機器22が冷却されるべきか分かりやすいように、表示制御部141により表示される。例えば、温度の高い方から順番に表示したり、ある閾値以上の温度の電子機器22のみを表示したりする。
【0027】
表示部14に表示された電子機器22の温度情報に基づき、管理者は、冷却すべき電子機器22を認識し、その電子機器22が含まれる電子機器収納ラック21の前まで、冷却システム1を運んでゆく。冷却システム1は底面にキャスター15を備えているので、容易に動かすことができる。
【0028】
冷却すべき電子機器22が含まれる電子機器収納ラック21の前にある吹出口32を覆うように、冷却システム1を配置する。吹出口から冷気を取り入れる第一開口部11は、冷却システム1の底面に設けられているので、容易に冷気を取り込むことができる。第一開口部11から取り入れた冷気は、第二開口部12まで誘導され、そこから冷却すべき電子機器22に向けて放出される。
【0029】
本実施形態では、3つの第二開口部12が設けられている。電子機器収納ラック21内の冷却すべき電子機器22の位置に応じて、3つの第二開口部12内の、冷気を多く放出すべき第二開口部12を選択する。その操作は、管理者が、フラップ操作ハンドル162を操作することにより行う。なお、もちろん、さらにフラップ制御部を設けて、フラップ操作を自動的に制御できるようにしてもよい。その場合、必ずしもフラップ操作ハンドル162は必要ではない。
【0030】
本実施形態における断面を表わす図5により、どのようにフラップ操作ハンドル162を操作するかを説明する。
フラップ操作ハンドル162は、フラップ取付軸163と同軸に接続され、フラップ161は、仕切板16にフラップ取付軸163を介して回転自在に取り付けられている。
下段の第二開口部12から冷気を多く放出したい場合、下のフラップ操作ハンドル162を反時計回りに回転させ、下のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込むようにする。この場合、中段と上段の第二開口部12へは冷気は多くは行かないこととなる。
【0031】
中段の第二開口部12から冷気を多く放出したい場合、下のフラップ操作ハンドル162を時計回りに回転させ、下のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込まないようにする。その代わり、上のフラップ操作ハンドル162を反時計回りに回転させ、上のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込むようにする。この場合、残った上段の第二開口部12へ冷気が多くは行かないこととなる。
【0032】
上段の第二開口部12から冷気を多く放出したい場合、下のフラップ操作ハンドル162を時計回りに回転させ、下のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込まないようにする。さらに、上のフラップ操作ハンドル162を時計回りに回転させ、上のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込まないようにする。この場合、下段と中段の第二開口部12へは冷気は多くは行かないこととなり、残った上段の第二開口部12へ冷気が多く行くこととなる。
【0033】
このように、本実施形態では、フラップ161を備えた仕切板16により、第一開口部11から取り込んだ冷気を、各第二開口部12へ誘導する路が形成されており、フラップ操作ハンドル162の操作により、各第二開口部12へ誘導する冷気の量を制御することができる。
【0034】
従って、例えば、冷却すべき電子機器22が電子機器収納ラック21内の高い位置にある場合は、下のフラップ操作ハンドル162を時計回りに回転させ、下のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込まないようにし、かつ、上のフラップ操作ハンドル162を時計回りに回転させ、上のフラップ161が下から来る冷気を多く取り込まないように操作する。そうすれば、その冷却すべき電子機器22に局所的、集中的に冷気を供給することができ、効果的かつ効率的に冷却することが可能となる。なお、本実施形態では、第二開口部12が3つ設けられているが、第二開口部12の数はこれに限定されるものではない。また、フラップ161やフラップ操作ハンドル162の数も同様に2つに限定されるものではない。
【0035】
また、電子機器収納ラック21の中で温度が比較的高い電子機器22がどこにあるかは、後述のように冷却システム1は認識できる。従って、さらにフラップ操作を自動的に制御するフラップ制御部を設ける場合、例えば、電子機器収納ラック21内の高い位置に温度の高い電子機器22がある時には、フラップ制御部がフラップ161を駆動し、自動的に上段の第二開口部12へより多くの冷気が行くようにすることができる。
【0036】
また、本実施形態では、各第二開口部12は、その手前にファン18を備える。ファン18も稼働させることにより、より強力に冷却することが可能となる。なお、ファン18を回す際には、必要以上に吹出口32からの冷気を取り込まないようにするために、冷却システム1の側面に備えられた第三開口部17を第三開口部開閉ハンドル171により開ける。ファン18を使用しない時には、冷気が漏れないように第三開口部17は閉じておく。
【0037】
また、ファンの制御を自動的に行うファン制御部をさらに備えてもよい。同様に、電子機器収納ラック21の中で温度が比較的高い電子機器22がどこにあるかは、冷却システム1は認識できるので、ファン制御部は、例えば、電子機器収納ラック21内の中段の位置に温度の高い電子機器22がある時には、ファン制御部が、中段の第二開口部12にあるファンを自動的に稼働させたり、より高い回転数で稼働させたりすることができる。
【0038】
なお、図6は、表示部14の拡大図である。本実施形態では、表示部14は、温度の高い温度センサ24の順に表示する。温度センサ24は、各電子機器22に対応しているので、例えば、番号1の温度センサ24のID(識別番号)であるR5C2N2は、電算機室における、第5行第2列の電子機器収納ラック21の中の上から2番目の電子機器22を示し、その電子機器22が、この電算機室内で最も温度が高いことを示している。また、R5C2N3が、2番目に温度が高いことも表示している。そこで、管理者は、この表示部14を備える冷却システム1を第5行第2列の電子機器収納ラック21の前まで運んでゆき、上段の第二開口部12から多くの冷気が放出されるように、フラップ操作ハンドル162を操作する。そして、この冷却システム1が、R5C2N2とR5C2N3の電子機器22を冷却していることを、管理者はこの表示部14を通して入力し、この表示部14は、この表示部14を備える冷却システム1が、その電子機器22を冷却していること示している。
【0039】
時間が経過し、R5C2N2とR5C2N3の電子機器22の温度が下がった場合には、受信部13を通じて受信した温度情報を基に、自動的に表示部14に再表示される。その場合、表示部14においてこれらの電子機器22は下の方に表示されることになるので、管理者がこの冷却システム1により特に冷却することが必要ではないと判断する場合には、表示部14を介して、選択を解除し、他の冷却すべき電子機器22の所へ移動させることができる。このようにすることにより、ホットスポットの位置の動的な変化にも対応でき、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することができる。
【0040】
<第2実施形態>
本実施形態は、冷却すべき電子機器22を含む電子機器収納ラック21の前に、吹出口32がない場合に対応するものである。即ち、その電子機器収納ラック21の前から吹出口32は離れた位置にあるので、その吹出口32から冷気を取り入れることができる冷気取込器111をさらに備え、冷気取込器111を、側面にある補助第一開口部112に接続する。こうすることにより、吹出口32が離れた位置にあっても、冷気を取り込み、冷却すべき電子機器22に冷気を供給することができる。
【符号の説明】
【0041】
1 電子機器収納ラック群の冷却システム
2 冷気通路
3 暖気通路
10 冷却装置
11 第一開口部
111 冷気取込器
112 補助第一開口部
12 第二開口部
13 受信部
131 受信制御部
14 表示部
141 表示制御部
15 キャスター
16 仕切板
161 フラップ
162 フラップ操作ハンドル
163 フラップ取付軸
17 第三開口部
171 第三開口部開閉ハンドル
18 ファン
19 温度監視部
20 電子機器収納ラック群
21 電子機器収納ラック
22 電子機器
23 ラック正面ドア
24 温度センサ
30 電算機室
31 床
32 吹出口
33 床下空間
34 空気調和システム
40 空気の流れ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が、冷気の吹出口を床に備える冷気通路と、暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群を冷却する冷却システムであって、
前記吹出口から冷気を取り込む第一開口部と、
前記第一開口部から取り込んだ前記冷気を、前記電子機器収納ラックに向けて放出する第二開口部と、を備える冷却装置と、
前記電子機器に設置された温度センサから温度情報を受信する受信部と、
前記受信部で受信した前記温度情報を表示する表示部と、を備える温度監視部と、
を備えることを特徴とする冷却システム。
【請求項2】
前記第二開口部は、縦方向に並んだ複数の開口からなり、
さらに、前記一開口部から取り込んだ前記冷気の風量を前記複数の開口のそれぞれに振り分けるフラップを備える仕切り板を備え、
前記仕切り板は、前記冷気を前記第一開口部から前記第二開口部の各前記開口へ誘導する誘導路を形成することを特徴とする請求項1に記載の冷却システム。
【請求項3】
さらに、前記冷気が前記第一開口部から第二開口部へ流れる途中にファンと、
前記第二開口部を有する面とは異なる面に開閉自在な第三開口部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の冷却システム。
【請求項4】
さらに、前記誘導路の途中にファンと、
前記第二開口部を有する面とは異なる面に開閉自在の第三開口部と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の冷却システム。
【請求項5】
さらに、冷却対象の電子機器収納ラックの前にない前記吹出口から冷気を取り込む冷気取込器を有することを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の冷却システム。
【請求項6】
前記表示部は、相対的に高い温度を示す温度センサを表示することを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の冷却システム。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2011−238764(P2011−238764A)
【公開日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−108613(P2010−108613)
【出願日】平成22年5月10日(2010.5.10)
【出願人】(000210964)中央電子株式会社 (81)
【Fターム(参考)】