ＩＣＴ機器用空調機器およびＩＣＴ機器用空調システム並びにこれらを限って備えたＩＣＴ機器室
【課題】空調機器の故障時においてもＩＣＴ機器室内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御し得るＩＣＴ機器用空調システムを提供する。
【解決手段】このＩＣＴ機器用空調システムは、ＩＣＴ機器室のラック列同士が対向するラック列間に区画されたホットアイル上方に配置される複数の空調機器１０と、必要風量管理手段とを備え、各空調機器１０は、ホットアイルの上方に対向して設けたファン１５と、このファン１５によって対向するラック列間から吸気する吸い込み口１２と、吸気を冷却して排気するための冷却ユニット１４と、ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように排気する吹き出し口１３とを有し、必要風量管理手段は、温度センサ２１，２２によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、各空調機器１０のファン１５の風量を制御する。
【解決手段】このＩＣＴ機器用空調システムは、ＩＣＴ機器室のラック列同士が対向するラック列間に区画されたホットアイル上方に配置される複数の空調機器１０と、必要風量管理手段とを備え、各空調機器１０は、ホットアイルの上方に対向して設けたファン１５と、このファン１５によって対向するラック列間から吸気する吸い込み口１２と、吸気を冷却して排気するための冷却ユニット１４と、ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように排気する吹き出し口１３とを有し、必要風量管理手段は、温度センサ２１，２２によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、各空調機器１０のファン１５の風量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる、空調機器および空調システム並びにこれらを限って備えたＩＣＴ機器室に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を上下方向に搭載したラックが整列したラック列が収容されるＩＣＴ機器室の空調を行なうＩＣＴ機器用空調システムとしては、例えば、従来のデータセンター等のＩＣＴ機器室で主流なアンビエント空調システムがある。
しかし、この種のアンビエント空調システムは、通常、空調機（ＣＲＡＣ）をＩＣＴ機器室内の端に設置する。そのため、給気・排気間の距離が遠くなり、搬送動力が大きいものとなる。したがって、運用前に空調機のレイアウトなどの適切な設計計画を実施していない場合には、運用後の空調機のレイアウトを自由に変更できないなどの理由から空調システムの見直しが困難である。
【０００３】
そこで、この種のＩＣＴ機器用空調システムとして、高負荷密度のラック対策として主に使用されるタスク方式や、コールドアイル、ホットアイルの周囲を側壁等で囲いこむキャッピング方式が考えられている。キャッピング方式は、冷却・排気効率を向上させるために主に使用され、ＩＣＴ機器室内の空間を強制的に間仕切ることで各領域を区画するものである（例えば特許文献１ないし３参照）。タスク方式を導入したＩＣＴ機器用空調システムによれば、従来のアンビエント空調に比べてＩＣＴ機器近傍に空調機をレイアウトする空調システムのため搬送動力の低減が可能である。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の技術では、対向するラック列間の通路空間上方を天板などで塞ぎ、通路空間部に面した箇所に開口部を設けている。そして、ラック上部に送風機を設けることで、前記開口部から低温の空調空気をラック内に取り入れて電算機等のＩＣＴ機器からの排熱を処理している。
また、特許文献２に記載の技術では、ラック列の左右方向の端部側にパネルを設けるとともに両ラック列の前縁上部にパーティションを設けて、ＩＣＴ機器室内にホットゾーンを区画している。そして、このホットゾーン内の天井に排気口を形成するとともに、ラック列の前面から背面に空調空気を通してホットゾーンに導入するとともに排気口から排気し、ホットゾーンの温度が設定温度になるように空調機ファンを制御する。
【０００５】
また、特許文献３に記載の技術は、タスク方式の例であって、サーバーラックとは独立して設置できる空調機器が開示されている。この空調機器は、サーバーラックの天井部上方且つ前方に配置される。そして、サーバーラックの天井部後方の下側から吸気する吸い込み口と、吸気を冷却して排気するための冷却ユニットと、サーバーラックの天井部前方から下向きに排気する吹き出し口とを備えている。これにより、この空調機器によれば、サーバーラックの後方から熱風を吸気するとともに、サーバーラックの前方にコールドアイルを形成できる。また、モジュール型の空調機器は空間上部に設置するため、従来のタスク空調機（ラック型空調機など）が占有していたラックスペースを有効活用できる。そのため、ラック設置面積の拡大に繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３３６１７号公報
【特許文献２】特開２０１０−７２６９７号公報
【特許文献３】特開２０１０−６１４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タスク方式やキャッピング方式を採用したＩＣＴ機器用空調システムにおいて、ＩＣＴ機器の風量と空調機や空調機器の風量とのエアバランスに対する考慮が不十分であると、図１５に示すようなコールドアイル温度とホットアイル温度の混合が生じてしまうという問題がある。
特に、ホットアイルで形成される高温空気を適切に排気できなければ、ＩＣＴ機器に対して様々な負担を与え、ＩＣＴ機器や空調機ともに効率を向上させることができない。具体的には、図１５（ａ）に示すように、空調風量の不足によりホットアイルで形勢された高温空気がコールドアイルへ廻り込めば、ＩＣＴ機器の高温障害による故障の原因につながる。また、図１５（ｂ）に示すように、空調風量の過多によるコールドアイルの低温空気がホットアイルへ流入すれば、無駄なエネルギーを消費し、ホットアイルの高温空気を高温な状態で空調機に還り温度として戻すことが不可能になる。
【０００８】
つまり、上述した特許文献１および２に記載の技術では、キャッピング方式を採用するものの、キャッピング方式を適用するだけでは、キャッピング内外のエアバランス制御（ＩＣＴ機器の風量と空調風量の差）が適切に行われることにはならない。そのため、当然ＩＣＴ機器やキャッピングの隙間から空気の流入・流出が生じるため、上記課題を解決する上で不十分である。また、キャッピング方式を適用した場合、デメリットとして、ラック前面・背面にてメンテナンスを行う際には、キャッピング内外を自由に行き来できる環境である必要があり、簡易ドアなどの工作が別途必要であるという問題もある。
【０００９】
特に、特許文献１に記載の技術では、コールドアイルをキャッピングする構成を採用するので、サーバ室内全体はホットアイルになることになる。そのため、空調機の故障時などには室内の温度上昇が早くなってしまうという問題がある。また、特許文献２に記載の技術では、ホットゾーンの温度が設定温度になるように空調機ファンを制御するものの、ラックに搭載されるＩＣＴ機器は稼働率や仕様が多種多様であるから、ＩＣＴ機器の風量と空調機の風量とが異なると、設定温度に対するエアバランスが崩れてしまう。そのため、ホットゾーンと空調エリアで空気の流出入が生じるため、キャッピングの効果が不十分になり、また、ＩＣＴ機器の故障にも繋がるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術では、開示内容からは制御方法が不明である。そのため、エアバランスを考慮した制御が可能なシステムの実現性そのものに疑問があり、それ故、上記課題を解決する上で、ＩＣＴ機器の風量と空調風量とのエアバランスに対する問題点を解決しているとは到底いえない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ＩＣＴ機器室内の温度上昇を可及的に抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる、ＩＣＴ機器用空調機器およびＩＣＴ機器用空調システム並びにこれらを限って備えたＩＣＴ機器室を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調システムであって、前記ラック列によるホットアイルの上方に配置される空調機器と、該空調機器によって循環させる空調空気を管理する必要風量管理手段と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、前記必要風量管理手段は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御することを特徴とする。
第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムによれば、ホットアイル上部に空調機器を設置しており、必要風量管理手段が空調機器の風量制御を行うので、コールドアイル化されたＩＣＴ機器室周囲の低温空気をＩＣＴ機器へ循環させることができる。そのため、ＩＣＴ機器の劣化や不具合が起こりにくい。
【００１２】
また、本発明によれば、空調機器は、ＩＣＴ機器の上部に設置されることから、ＩＣＴ機器室空間のホットアイル内の上部からの冷却システムを構成することができるので、低温空気は周囲の空気との密度差によって自然落下してＩＣＴ機器に供給される。さらに、ＩＣＴ機器の上部に設置される、空調対象領域近傍での空調システムなので、ラックから排出される高温空気を速やかに捕集・処理可能であり、従来の搬送動力に比べて大幅な搬送動力の低減が可能である。
【００１３】
ここで、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記必要風量管理手段は、前記ラックが消費する電力を測定する消費電力測定手段を更に備え、該消費電力測定手段により測定したラック全体の消費電力、および前記温度測定手段により測定した前記ラック列の前面側および背面側の温度に基づいて、前記管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御する構成とすることもできる。このような構成であっても、上記同様の作用効果を奏する。
【００１４】
また、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記空調機器をラック列に対応させて複数有し、該複数の空調機器は、前記ラック列によるホットアイルの上方にモジュール型の筐体がそれぞれ配置されており、各空調機器は、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部とを有することは好ましい。また、前記必要風量管理手段が、前記空調機器のファンの風量を、前記制御部を介して制御することは好ましい。
【００１５】
ここで、本明細書において「冷媒」とは、「水」の他に、液体から気体に、あるいは気体から液体に相変化することによって、その容積に応じた大きな潜熱を放出あるいは吸収し、冷却を行なう物質であって、たとえばアンモニア，二酸化硫黄，塩化エチル,塩化メチル，およびフレオン(Freon),ユーコン(Ucon),ゲネトロン(Genetron)などのフッ(弗)化炭素などを指す。
【００１６】
また、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記必要風量管理手段は、前記ラック列によるアイルを単位とし、該単位毎に複数の空調機器のファンの風量を制御することは好ましい。
つまり、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記空調機器をラック列に対応させて複数有する場合に、各空調機器それぞれにより、ＩＣＴ機器から排気される高温空気を、ＩＣＴ機器の近傍で捕集・処理可能な点が個別制御の利点である。
しかし、実際は各ラック２によって負荷が異なるため、必ずしも各空調機器１０が高効率で稼動しているとは限らない。そこで、アイル単位で各空調機が高効率運転となるよう風量を制御することで、個別制御時に比べて大幅な省エネ効果を向上させる上で好適である。
【００１７】
さらに、上記課題を解決するために、本発明のうち第二の発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調機器であって、前記ラック列によるホットアイルの上方に配置されるモジュール型の筐体と、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、前記制御部は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記ファンの風量を制御することを特徴とする。
【００１８】
このような構成であれば、本発明に係る空調機器が、ラック列によるホットアイルの上方にモジュール型の筐体が配置され、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部とを備えるモジュール型をなしているので、ラック列に対応させて複数の空調機器を設置することが容易である。
【００１９】
そのため、仮にいずれかの空調機器に故障が生じた場合であっても、隣接する他の空調機器によって補完することができる。したがって、いずれかの空調機器の故障時においてもＩＣＴ機器室内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御する上で好適である。
また、このような構成であれば、本発明に係る空調機器が、高顕熱冷却設計のため定常状態ではドレンレスとなる。そのため、ＩＣＴ機器への漏水のリスクが低減可能である。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明のうち第三の発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列したラック列が収容されるＩＣＴ機器室であって、ＩＣＴ機器室の空調設備として、上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを限り、または上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器を限りＩＣＴ機器室に備えていることを特徴とする。
【００２１】
第三の発明に係るＩＣＴ機器室によれば、ＩＣＴ機器室の空調設備として、上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを限り、または上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器を限りＩＣＴ機器室に備えているので、タスク空調、アンビエント空調のどちらにでも対応可能である。但し、外気処理設備が別途に必要である。そのため、ＩＣＴ機器室の空調設備コストを低減可能であり、また、低エネルギーに貢献することができる。さらに、本願発明に係る適切な風量制御を行うことで、従来のようなキャッピング方式を採用しなくてもＩＣＴ機器の高効率な冷却が可能であり、メンテナンス性が向上し、キャッピング方式を採用した場合に必要な消防設備機器等の設置も不要になるという格別顕著な効果を奏する。また、ホットアイルにキャッピング方式を適用するため、ＩＣＴ機器室全体がコールドアイルとなりＩＣＴ機器の長寿命化にも繋がる。
【発明の効果】
【００２２】
上述のように、本発明により、従来よりさらなる省エネ性の確保(搬送動力の低減、エアバランスの適正化)可能となる。また、ICT機器の冷却効率化の向上可能となる。また、キャッピングなしの構成を実現化(消防設備機器の設置不要、メンテンナス性が向上)できる。さらに、部屋全体がコールドアイルとなるため、ICT機器の長寿命化が可能となる。さらにまた、アンビエント空調・タスク空調のどちらにも使用可能となる。また、空調のための床下(2層式)が不要になるため建築要素でのコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムをサーバ室内のラックに設置した例であって、同図では、ラックの側面から見た図を模式的に示している。
【図２】本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器および空調システムの説明図であって、同図（ａ）は空調機器の斜視図、（ｂ）は空調機器の模式的側面図、（ｃ）は複数の空調機器を連結した状態の斜視図である。
【図３】本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器において、冷媒の流量制御を行なう場合の動作を説明する模式的斜視図であり、本件では、搬送動力の低減による省エネ性とエアバランスの確保を重視し、風量制御方法を記載している。そのため、本件では冷媒制御の具体的な内容については割愛しているが、一例として、冷媒の流量制御を、同図（ａ）は冷媒流量が多い場合、（ｂ）は少ない場合を示している。
【図４】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムの制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第一の例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムをサーバ室内のラックに設置した例において、コールドアイル、ホットアイルおよびそのエアバランスを説明する模式図であり、同図（ａ）はラックの側面から見た図、（ｂ）はその平面図である。
【図７】サーバ室内のエアバランスの理想的状態を説明する模式的斜視図である。
【図８】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第二の例を説明するフローチャートである。
【図９】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムの変形例を説明する図であり、同図（ａ）はラックの側面から見た図を模式的に示し、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図１０】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第三の例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第四の例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器の変形例（ダンパー付き）においてダンパーが開いた状態を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】図１２の変形例（ダンパー付き）においてダンパーが閉じた状態を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】本発明に係る空調システムを構築するラック列の構成の他の例を説明する図であり、同図（ａ）は隣接するラック列の背面同士が非対面の例である。
【図１５】コールドアイル、ホットアイルおよびそのエアバランス（従来の、バランスが崩れている状態）を説明する模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムの一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを備えるＩＣＴ機器室の例であり、同図では、サーバ室１内のラック２に、本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを構成する空調機器１０を設置した例である。この空調機器１０は、各ラック２それぞれに対応して設けられている。ここで、このサーバ室１の空調設備としては、この空調機器１０を用いた空調システムを限り備えている例である。なお、この例では、空調機器１０が二台（冷却コイル２台、ファン２台の組）によって空調ユニット１台を構成する例である。
【００２５】
このサーバ室１には、ラック２が整列したラック列として収容される。各ラック２には、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器３が上下方向に搭載されている。各ラック２の上部は、配線等がレイアウトされる配線領域７になっている。そして、各ラック２の背面６の側であってラック２の上面４よりも上方且つサーバ室１の天井面５０よりも下方の空間には、モジュール型の空調機器１０が配設されている。なお、同図では不図示であるが、空調機器１０は支持用のアングル部材等によって、上記配設位置に固定される。また、本実施形態の例は、空調機器１０を二つ連結させて対向配置されたラック２同士の背面６空間に形成されるホットアイル上部に設置される例を示す（後に詳述する）。
【００２６】
次に、上記空調機器１０について図１、図２および図３を参照しつつ詳しく説明する。
図２に示すように、この空調機器１０は、略立方体形状をなす中空箱型の筐体１１を有する。この筐体１１の下面には、吸い込み口１２が開口している。そして、この吸い込み口１２に対向する筐体１１内には、ファン１５が内蔵されている。このファン１５は、吸い込み口１２から空気を吸い込み、ホットアイルの排気を吸い込み方向Ａに移動させ、これにより、ラック２同士の背面６空間に形成されるホットアイルから機器の排気を筐体１１内部に導入するようになっている。
【００２７】
さらに、筐体１１の４つの側面のうちの一の面には、吹き出し口１３が設けられており、この吹き出し口１３には略簀子条の枠が嵌め込まれている。そして、この吹き出し口１３が設けられた側の面がラック２の前面５側に向けて固定されるようにレイアウトされる（図１参照）。
そして、筐体１１内には、この吹き出し口１３が設けられた側の面に向けて冷却ユニット１４が斜め（約４５°）に配置されている。この冷却ユニット１４は、冷媒を用いた冷却システムを採用している。そして、その冷媒配管１８は、筐体１１の上部に引き出されており、隣接する他の空調機器１０の冷媒配管１８に接続されるようになっている（同図（ｃ）参照）。これにより、吸い込み口１２から吸い込み方向Ａに取り込まれた排気は、冷却ユニット１４を通過することで熱交換がなされて、冷却された空気が吹き出し口１３から吹き出し方向Ｎに吹き出される。なお、各空調機器１０には、稼働状態を確認するための表示装置２５が付設されている。
【００２８】
各空調機器１０は、ユニット自身を制御するための制御部２０をそれぞれ内蔵している。この制御部２０は、吹き出し口１３と冷却ユニット１４との間の筐体１１内空間の上部に固定されている。そして、この制御部２０に、図１に示すように、各ラック２の前面５側および背面６側それぞれに配設された温度センサ２１，２２からの情報が入力されるようになっている。
【００２９】
ここで、図３に斜視図を示すように、隣接する他の空調機器１０の冷媒配管１８に接続された状態において、冷媒配管１８の途中部分には、バルブ２４が付設される。そして、ホットアイルの外気を吸い込み方向Ａに移動させたときに、各空調機器１０の制御部２０は、自身の吸い込み口１２近傍側の温度センサ２２からの情報に基づき、冷媒配管１８途中部分のバルブ２４を開閉制御して、冷媒流量を調整するようになっている。具体的には、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも高温であったときには、同図（ａ）に示すように、バルブ２４を開いて、冷媒流量を増大させる。また、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも低温であったときには、同図（ｂ）に示すように、バルブ２４を閉じて、冷媒流量を減少させる。
なお、この冷却ユニット１４の下部には、図２に示すように、傾斜配置されたドレンパン１６が設けられ、ドレンパン１６の傾斜の低い側にドレン管１７が接続されているが、この冷却ユニット１４は、高顕熱冷却設計のため定常状態ではドレンレスとなる。そのため、ＩＣＴ機器３への漏水のリスクが低減されている。
【００３０】
また、この空調機器１０を隣接するラック２相互と連結して使用する際には、図２（ｃ）に示すように、連結金具１９によって連結して相互の位置が固定できるようになっている。なお、この空調機器１０は、対応するラックに併せて種々の寸法とすることができるが、本実施形態の例では、筐体１１の大きさが、吹き出し口１３が設けられた側の面の幅Ｗが７００ｍｍ、各ラック２の前面５側から背面６側に沿った方向となる奥行きＤが１２００〜１８００ｍｍ、高さＨが５００〜１０００ｍｍである（同図（ａ）参照）。
【００３１】
ここで、上記制御部２０には、集中制御装置４０が接続可能であり、この集中制御装置４０によってサーバ室１内の複数の空調機器１０を集中的に管理できるようになっている。本実施形態の必要風量管理処理の第一の例では、集中制御装置４０を接続している例である。また、集中制御装置４０を接続しないで、各空調機器１０をスタンドアロン(stand-alone)にて稼働させることも可能である（以下、他の例において同様）。
【００３２】
次に、この空調機器１０の上記制御部２０についてより詳しく説明する。
この制御部２０は、図４に示すように、所定の制御プログラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣＰＵ３９と、所定領域にあらかじめＣＰＵ３９の制御プログラム等を格納している記憶装置３５およびＲＯＭ３６と、この記憶装置３５およびＲＯＭ３６等から読み出したデータやＣＰＵ３９の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ３７と、上記集中制御装置４０や、空調機器１０の上記冷却ユニット１４およびファン１５等を含む付帯する装置に対して稼働状態の監視に必要なデータの入出力を媒介するインターフェース３０とを備えて構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス３２で相互にかつデータ授受可能に接続されている。そして、ＣＰＵ３９は、上記記憶装置３５やＲＯＭ３６の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従って、本空調システムに係る集中制御装置４０とともに、後述する必要風量管理処理を実行するようになっている。なお、集中制御装置４０についても、そのハードウエアの基本構成は制御部２０と同様であるので、その説明は省略する。
【００３３】
集中制御装置４０および空調機器１０での必要風量管理処理は、サーバ室１全体の風量バランスを保持するために、各ＩＣＴ機器３の風量に対応した空調機器１０の風量制御を行うものである。そして、この必要風量管理処理によって適正な風量制御を行った後に、次いで、各ＩＣＴ機器３に必要な冷却量を調節するために、上述した図３に示す例に従い、各空調機器１０は、自身の冷却ユニット１４を個別に制御して自身冷却量を制御する。結果として、サーバ室１全体の風量・冷却量の適正化が図れるものである。
【００３４】
以下、必要風量管理処理の第一の例として、サーバ室１のラック２全体の消費電力を管理パラメータとして併用した場合について説明する。
この必要風量管理処理の第一の例は、ラック全体の消費電力が測定可能な場合の風量制御（キャッピング方式なし）の例であって、空調機器１０の制御部２０が、ラック２全体の消費電力、および、各アイル温度の検出値に基づいて、ラック２（＝ＩＣＴ機器３）の必要風量と空調機器１０の風量が同等となるように、不図示のインバータを用いてファン１５の回転数を制御するものである。
【００３５】
詳しくは、上記集中制御装置４０が、ラック２全体の消費電力を計測する消費電力計測手段を構成する。消費電力の計測には、種々の機器を採用可能であるが、本実施形態の例では、不図示のＰＤＵを用いてラック２全体の消費電力を計測する。つまり、ＰＤＵは、サーバ室１内ないしその近くに設置される機器であって、各ＩＣＴ機器３に電源を分配するために、各ＩＣＴ機器の消費電力をラック２単位で一元管理できる。そこで、集中制御装置４０は、このＰＤＵを用いてサーバ室１内のラック２全体の消費電力を計測し、その検出値を用いて下記の制御フローのように適正な空調機器１０の風量を算出する必要風量管理処理に基づいて、各空調機器１０それぞれにおいて不図示のインバータを用いてファン１５の回転数のフィードバック制御を行うものである。なお、本実施形態の例では、空調機器１０とこれに対応するラック２との対応関係は、空調機器１台と対面するラック２台で１制御単位としている。
【００３６】
詳しくは、この必要風量管理処理が実行されると、集中制御装置４０は、図５に示すように、まず、ステップＳ１に移行して、ラック２の前面５および背面６の空間温度を、各空調機器１０の温度センサ２１，２２から取得してそれぞれ集計する。そして、管理温度差ΔＴ（＝ラック背面温度−ラック前面温度）を算出する。なお、各温度センサ２１，２２によるコールドアイル、ホットアイルの空間温度の測定点は、１点もしくは３点で計測する。また、空間温度の測定点が１点の場合は、各アイルの空間上部にて計測（ラック上部）し、３点の場合は、各アイルで計測した３点中の最大値を代表点とする。
【００３７】
続くステップＳ２では、集中制御装置４０は、上記ＰＤＵを用いてラック２全体の消費電力を集計する。そして、続くステップＳ３では、この第一の例では、集中制御装置４０が、管理温度差ΔＴ＝７℃（以内）となるような仮想空調風量Ｑｉを算出するものとする。仮想空調風量Ｑｉをラック風量と同等にする場合は、空調風量の算出条件として管理温度差ΔＴ≒１０℃（以内）が必要である。そして、集中制御装置４０は（例えばＷｅｂ、ＳＮＭＰ、Ｔｅｌｎｅｔを通じて）、空調機器１０の制御を管理するため、例えばアナログ信号、デジタル信号などの信号を集中制御装置４０から各空調機器１０の制御部２０に出力する。
【００３８】
続くステップＳ４では、集中制御装置４０からの情報を取得した個々の空調機器１０が、仮想空調風量Ｑｉをそれぞれ取得するとともに、各空調機器１０は、収集したデータを用いてラック風量Ｑｒを算出し、自身のファン１５を個別に制御する。
つまり、ステップＳ４では、個々の空調機器１０が、仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒとの比較判定を行なって、Ｑｉ≒Ｑｒの場合には、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、条件を満たす風量とすべく、自身のファン１５の回転数を、予め設定されている基準回転数になるように個々の空調機器１０が自身のファン１５を個別に制御する。
【００３９】
また、ステップＳ４での仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒの判定の結果が、Ｑｉ＞Ｑｒの場合には、ステップＳ６に移行する。ここでは、Ｑｉ＞Ｑｒ時の現象：ΔＴ（現時点）＜ΔＴ（初期）に対応する処理となる。また、このステップＳ６では、個々の空調機器１０が、変更風量Ｑｖ１を算出する。ここでは、風量差（Ｑｉ−Ｑｒ）に感度係数０．５を乗じて、変更風量Ｑｖ１（＝Ｑｉ−｛（Ｑｉ−Ｑｒ）×０．５｝）を算出する。
【００４０】
続くステップＳ７で、個々の空調機器１０において、変更風量Ｑｖ１とラック風量Ｑｒとの比較判定をする。つまり、Ｑｖ１＜（ｋ×Ｑｒ）の場合には、ステップＳ５に移行し、また、Ｑｖ１＞（ｋ×Ｑｒ）の場合には、ステップＳ８に移行する。このステップＳ８では、個々の空調機器１０が、自身のファン１５の回転数を所定だけ下げてステップＳ６に処理を戻す。
また、上記ステップＳ４において、個々の空調機器１０が、上記ステップＳ４での仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒとの比較判定を行なった場合に、Ｑｉ＜Ｑｒのときは、ステップＳ９に移行する。なお、このときは、Ｑｉ＞Ｑｒ時の現象：ΔＴ（現時点）＞ΔＴ（初期）となる。
【００４１】
ステップＳ９では、個々の空調機器１０が、自身のファン１５の能力の判断をする。このとき、「定格能力」＞「現状時の能力」であればステップＳ１０に移行して、ファン１５の回転数を定格能力の最大値まで上げる。ここで、回転数の最大値としては、補正係数ｋ（具体的には本実施形態では、ｋ＝１．２）を乗じて、変更風量Ｑｖ１（＝１．２×Ｑｒ）を算出する。また、「定格能力」≦「現状時の能力」であれば、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、ファン１５の能力が不足していることになる。そのため、例えば、本実施形態では不図示であるが、必要に応じて補機を稼動し、これにより個々の空調機器１０が風量を個別に補ってステップＳ１（集中制御装置４０）に処理を戻す。
【００４２】
次に、この空調システムの作用・効果について説明する。
今、この空調システムをサーバ室１に用いるに際し、ラック列の構成は特に限定されないものの、効果的にシステムを構築する上で好ましい構成として、対面配置型があるため、これを図６に示す。以下、このようにラック列を構成した例を代表例として説明する。なお、上述したように、このサーバ室１の空調設備としては、空調機器１０を用いた空調システムを限り備えている。
【００４３】
同図に示すように、この例では、サーバ室１内において、二つのラック（「ラック列」ともいう）２を一組とし、各ラック２の背面６の側を対向させ、画成される空間をホットアイルとする。これにより、ラック２の前面５側には、ホットアイルとは相対的に、コールドアイルが形成されることになる。そして、このように配置された二つのラック列２の組に対し、各ラック２の背面６の側であってラック２の上面４よりも上方且つサーバ室１の天井面５０よりも下方の空間に、モジュール型の空調機器１０を二つ配設している。これが最小の制御単位を構成する。
このように、この空調システムによれば、ホットアイルの上方に配置されるモジュール型の空調機器１０を備えているので、空調対象領域近傍での空調システムを構成している。そのため、従来の搬送動力に比べて大幅な搬送動力の低減が可能である。
【００４４】
また、この空調システムによれば、モジュール型の空調機器１０は、ホットアイルの上方に対向して設けたファン１５と、このファン１５によって対向するラック列間から吸気する吸い込み口１２と、吸気を冷却して排気するための冷却ユニット１４と、ラック列の天井部前方からラック列２の前方にコールドアイルを形成するように給気する吹き出し口１３とを有するので、ラック上部且つホットアイルの上方にモジュール型の複数の空調機器１０を設けることで、吸い込み口１２から高温のホットアイルの空気を各空調機器１０内に取り入れ、吹き出し口１３から冷媒を用いた冷却ユニット１４を介してラック列２の天井部前方からラック列２の前方にコールドアイルを形成するように給気することができる。
【００４５】
すなわち、この空調システムによれば、ホットアイルの上方に空調機器１０を設ける構成を採用するので、サーバ室内全体はコールドアイルになる。そのため、いずれかの空調機器１０の故障時などには室内の温度上昇が抑制されるし、また、そもそもモジュール型の複数の空調機器１０を用いる構成なので、全ての空調機器１０が同時に故障する可能性は皆無に近い。
特に、このサーバ室１の空調設備としては、上記空調機器１０を用いた空調システムを限り備えているので、タスク空調、アンビエント空調のどちらにでも対応可能である。そのため、ＩＣＴ機器室の空調設備コストを低減可能であり、また、低エネルギーに貢献することができる。なお、従来同様に、ＩＣＴ機器室用の空調機を設備した上で、更に上記空調機器１０を用いた空調システムを備える構成としてもよいが、ＩＣＴ機器室の空調設備コストを低減し、低エネルギーに貢献する上では、本実施形態の構成を採用することが好ましい。
【００４６】
そして、このサーバ室１のシステムによれば、サーバ室１空間の上部からの冷却システムなので、低温空気が周囲の空気との密度差によって自然落下してＩＣＴ機器３に供給される。よって、搬送動力を低減させる上で好適である。また、その冷却ユニット１４は、高顕熱冷却設計のため定常状態ではドレンレスとなる。そのため、ＩＣＴ機器３への漏水のリスクが低減可能である。
【００４７】
そして、この空調システムが稼働されると、集中制御装置４０が、ラック２全体の消費電力を集計してラック風量Ｑｒを算出し、各空調機器１０の制御部２０に必要な情報を出力する（ステップＳ１〜Ｓ３）。次いで、最小の制御単位を構成する個々の空調機器１０は、ラック風量Ｑｒをそれぞれ算出し、仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒの判定に基づき、自身のファン１５の回転数を基準回転数になるように自身ファン１５を個別制御する（ステップＳ４以降の一連の処理）。
【００４８】
つまり、この空調システムは、制御部２０と集中制御装置４０との協働によって実行される必要風量管理処理（必要風量管理手段）が、温度センサ２１，２２によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、ファン１５を風量制御する（風量制御手段）して、ラック列の後方のホットアイルからラック列の前方のコールドアイルに空調空気を循環させてファン１５を風量制御する（風量制御手段）ので、適正に風量制御を行い、ホットアイルの温度が設定温度になるようにすることができる。そのため、図７に概念図を示すように、コールドアイル化されたサーバ室周囲の低温空気をＩＣＴ機器へ円滑に循環させることができる。したがって、上述の図１５に概念図を示した従来の例に比べて、ＩＣＴ機器の劣化や不具合が起こりにくい。
【００４９】
特に、この空調システムによれば、ＩＣＴ機器３やラック列の隙間から空気の流入・流出が生じていても、これに拘わらずにエアバランス制御（ＩＣＴ機器の風量と空調風量の差）を適切に行うことができる。また、上述したように、キャッピング方式を適用した場合には、デメリットとして、ラック前面・背面にてメンテナンスを行うために、キャッピング内外を自由に行き来できる環境である必要があり、簡易ドアなどの工作が必要であるが、この空調システムによれば、そのような構成が不要である。
【００５０】
さらに、モジュール型の空調機器１０による個別ラック毎の必要風量管理処理なので、各ラックに対応するホットアイルの近傍における温度が設定温度になるように制御する上で好適であり、ラック２に搭載されるＩＣＴ機器３は稼働率や仕様が多種多様であって、ＩＣＴ機器３の風量と空調機器１０の風量とが異なっていた場合でも、設定温度に対するエアバランスを維持する上で好ましい。
【００５１】
以上説明したように、この空調システムによれば、一部の空調機器１０の故障時においてもサーバ室１内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器３の風量と空調機器１０の風量とのエアバランスを制御することができる。
なお、本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器およびＩＣＴ機器用空調システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、必要風量管理処理の第一の例について説明したが、これに限定されず、ＩＣＴ機器３の風量と空調機器１０の風量とのエアバランスを制御可能な構成であれば、種々の変形が可能である。以下、他の必要風量管理処理の例（第二〜第四の例）について順に説明する。
【００５２】
まず、他の必要風量管理処理の例として、ラック全体の消費電力が測定できない場合の風量制御（キャッピング方式なし）であって、空間温度を用いた場合（第二の例）について説明する。
この第二の例では、コールドアイル空間、およびホットアイル空間に温度センサー２１，２２をそれぞれ設置しており、集中制御装置４０によって集中制御しつつ、温度センサー２１，２２の検出値を用いて各空調機器１０において下記の制御フローに基づいて、各空調機器１０の適正な風量を算出するためにフィードバック制御を行っている。
【００５３】
詳しくは、この必要風量管理処理の第二の例が実行されると、図８に示すように、まず、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、コールドアイル温度Ｔｃ、ホットアイル温度Ｔｈを集中制御装置４０によって集計する。ここで、ΔＴ（＝ラック背面温度−ラック前面温度）、コールドアイル、ホットアイルの空間温度の測定点は、１点もしくは３点で計測する。なお、空間温度の測定点が１点の場合：各アイルの空間上部にて計測（ラック上部）、また、３点の場合：各アイルで計測した３点中の最大値を代表点とする。
【００５４】
続くステップＳ２２では、空調風量ＱＭＡＸ（定格）を集中制御装置４０によって算出・制御してステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、集中制御装置４０によってコールドアイル温度の判定をする。つまり、Ｔｃ＜コールドアイル設定温度の場合にはステップＳ２４に移行し、ステップＳ２４では、集中制御装置４０によって（設定温度−Ｔｃ）の判定をする。
【００５５】
ステップＳ２４で、（設定温度−Ｔｃ）≧Ｔ変数℃の場合には、ステップＳ２５に移行し、ステップＳ２５では、集中制御装置４０によって（Ｔｈ−設定温度）／（Ｔｈ−Ｔｃ）を算出し、続くステップＳ２６では、集中制御装置４０によって変更風量Ｑｖ１を算出（風量Ｑｉを減ずる）する。ここでは、比率（Ｔｈ−設定温度）／（Ｔｈ−Ｔｃ）を用いて変更風量Ｑｖ１（＝Ｑｉ×｛（Ｔｈ−設定温度）／（Ｔｈ−Ｔｃ）｝）を算出する。一方、ステップＳ２４で、（設定温度−Ｔｃ）＜Ｔ変数℃の場合には、ステップＳ２７に移行し、ステップＳ２７では、条件を満たす風量となるように、ファン１５の回転数を基準回転数にて制御する。
【００５６】
また、ステップＳ２３でのコールドアイル温度の判定において、Ｔｃ＞≒コールドアイル設定温度の場合には、ステップＳ２８に移行し、ステップＳ２８では、補機を稼動もしくは運用方法の再検証を行なって処理をステップＳ２１に戻す。
必要風量管理処理をこのような構成としても、空調機器１０の制御部２０が、各アイル温度の検出値に基づいて、ラック２の必要風量と空調機器１０の風量が同等になるように、ファン１５の回転数を制御可能なので、ＩＣＴ機器室内の温度上昇を可及的に抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる。
【００５７】
次に、他の必要風量管理処理の例として、キャッピング方式と同等以上の効果を持たせるために、エアバランス（圧力差）検出手段の併用を行なう場合（必要風量管理処理の第三の例）について説明する。
図９に示すように、この第三の例の空調機器１０は、エアバランス検出手段２９を有する点が上記実施例とは異なっている。
【００５８】
詳しくは、同図に示すように、エアバランス検出手段２９は、空調機器１０の袖壁として配置され、圧力差によって開閉するパネル２６と、このパネル２６を回動自在に支持するヒンジ２８と、パネル２６近傍に付設されてその回動動作を検出するリミットスイッチ（近接スイッチ）２７とを有する。パネル２６は、ホットアイルとコールドアイルとの境となるように、筐体１１の４つの側面のうちの吹き出し口１３が設けられた側の面の下部に、吹き出し口１３の方向に沿って付設されている。このパネル２６は、ホットアイルとコールドアイルとの境を塞ぐように配設されるとともに、上端の部分がヒンジ２８によって筐体１１の下部に枢支されている。そして、リミットスイッチ２９は、この例では、パネル２６が垂下した姿勢のときにその先端部に対向する位置に設置されている。そのため、ホットアイルとコールドアイル相互の圧力のバランスが崩れると、圧力の低い側にパネル２６が圧力差によって押されることにより、リミットスイッチ２９がパネル２６の位置情報を検出し、これによってホットアイル内外の圧力差を検出し、これを加味した必要風量管理処理の第三の例が実行されることにより、自身の制御部２０で空調機器１０内のファン１５の回転数の制御を行う。
【００５９】
必要風量管理処理の第三の例が実行されると、図１０に示すように、まず、ステップＳ３１に移行する。このステップＳ３１では、集中制御装置４０においてパネル２６の位置を集計し、集中制御装置４０は、その信号を各空調機器１０に出力する。
続くステップＳ３２では、パネル２６の位置情報を取得した各空調機器１０の制御部２０は、自身に対応するパネル２６の開閉位置を判定する。つまり、パネル２６の開閉位置が”＋”の場合（ホットアイルが加圧状態）には、ステップＳ３３に移行し、ファン１５の回転数を一定値ずつ上げ、続くステップＳ３４では、各空調機器１０においてパネル２６の開閉位置の判定をし、パネル２６の開閉位置が未だ”＋”の場合（ホットアイルが加圧状態）には、ステップＳ３３に処理を戻す。また、パネル２６の開閉位置が”０”付近の場合（エアバランスが崩れていない）にはステップＳ３１に処理を戻す。
【００６０】
また、ステップＳ３２でのパネル２６の開閉位置の判定において、パネル２６の開閉位置が”−”の場合（ホットアイルが負圧状態）には、ステップＳ３５に移行し、ファンの回転数を一定値ずつ下げ、続くステップＳ３６では、各空調機器１０においてパネル２６の開閉位置の判定をし、パネル２６の開閉位置が”−”の場合（ホットアイルが負圧状態）には、処理をステップＳ３５に戻し、開閉位置が”０”付近の場合（エアバランスが崩れていない）には、ステップＳ３１に処理を戻す。
【００６１】
また、ステップＳ３２での開閉位置の判定において、開閉位置が”０”付近の場合（エアバランスが崩れていない）には、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、条件を満たす風量となるように各空調機器１０の制御部２０においてファン１５の回転数を所定の回転数に制御する。
必要風量管理処理をこのような構成としても、空調機器１０の制御部２０が、圧力差によって開閉するパネル２６の位置情報に基づいて、キャッピング内外のエアバランス（圧力差）を確認し、ラック２の必要風量と空調機器１０の風量が同等となるように、ファンの回転数を制御可能なので、空調機器の故障時においてもＩＣＴ機器室内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる。
【００６２】
次に、必要風量管理処理の第四の例として、アイル単位による空調機器１０の統合制御（群制御）について説明する（上記第一〜第三の例は各空調機器１０の個別制御）。
この例では、省エネ効果が高くなるように、空調機器１０を個別制御から統合制御（群制御）に適宜に変更する。詳しくは、二つのラックの各コールドアイルの両端に上記温度センサ２１を計４つ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）設置し、下記の制御フローのように空調稼動時の個別制御運転後に、複数の空調機器１０を、集中制御装置４０によって風量制御するアイル単位での必要風量管理処理である（これを「統合制御（群制御）」とも呼ぶ）。ここで、温度センサ２１の設置位置としては、空間上部（ラック上部）が好ましい。温度センサを３点設置する場合には、計測した３点中の最大値を代表値とすることが好ましい。なお、この例においては、ホットアイルの両端では、温度測定を行なわない。
【００６３】
集中制御装置４０および空調機器１０で必要風量管理処理の第四の例が実行されると、図１１に示すように、まず、ステップＳ４０に移行する。このステップＳ４０では、上述した他の例で説明した、温度に基づく制御、または温度および消費電力に基づく制御を選択することもできる。ここでは、温度に基づく制御を予め選択していた場合について以下説明する。
温度に基づく制御を選択メニューに従い選択すると、集中制御装置４０において、続くステップＳ４１に移行して、各空調機器１０（空調ユニット）のファンの回転数（周波数）を集計する。続くステップＳ４２では、現時点での各空調機器１０のファンの平均回転数（周波数）を算出する。そして、続くステップＳ４３では、集中制御装置４０は、各空調機器１０を算出平均回転数で運転する。
【００６４】
さらに、ステップＳ４４では、集中制御装置４０は、コールドアイルの両端温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を集計し、続くステップＳ４５では、コールドアイルの両端温度Ｔ１、Ｔ２の平均値Ｔｃ１を算出するとともに、コールドアイルの両端温度Ｔ３、Ｔ４の平均値Ｔｃ２を算出する。
続くステップＳ４６では、（Ｔｃ１ｏｒＴｃ２−設定温度）の判定をする。つまり、（Ｔｃ１ｏｒＴｃ２−設定温度）≦０℃のときにはステップＳ４７に移行し、（Ｔｃ１ｏｒＴｃ２−設定温度）＞０℃のときにはステップＳ４８に移行する。ステップＳ４７では、各空調機器１０のファンの回転数（周波数）を一定値ずつ下げて処理をステップＳ４１に戻す。また、ステップＳ４８では、各空調機器１０のファンの回転数（周波数）を一定値ずつ上げて処理をステップＳ４１に戻す。
【００６５】
必要風量管理処理をこのような構成としても、ＩＣＴ機器室内の温度上昇を可及的に抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる。
ここで、上記第一〜第三の例に示した個別制御による共通の作用効果としては、特に、対面するラック２台の必要風量と同等の空調風量を適切に供給でき、ＩＣＴ機器から排気される高温空気を、ＩＣＴ機器の近傍で捕集・処理可能な点が個別制御の利点である。
しかし、上記第一〜第三の例に示した個別制御は、「ＩＣＴ機器風量≒空調風量」として制御しており、実際は各ラック２によって負荷が異なるため、必ずしも各空調機器１０が高効率で稼動しているとは限らない。
【００６６】
これに対し、この必要風量管理処理の第四の例によれば、アイル単位で必要なＩＣＴ風量（＝各ＩＣＴ機器風量の合計）を各空調機器１０が高効率運転できるよう空調機器１０を制御するので、各空調機器１０の平準化運転により、個別制御時に比べて省エネ効果が高くなるのである。
なお、空調機器１０とラック２の対応関係は、空調機器１台と対面するラック２台で１制御単位とし、アイルには片側５台以上、計１０台以上のラック２が配置されていれば好適であり、これにより、上記第一〜第三の例は各空調機器１０の個別制御に比べて、更なる省エネ化を一層効果的に行なうことができる。
【００６７】
また、他の構成部分についても種々変形が可能であり、例えば上記実施形態では、各空調機器１０の制御部２０は、冷却量を制御するに際し、自身の吸い込み口１２近傍側の温度センサ２２からの情報に基づき、冷媒配管１８途中部分のバルブ２４を開閉制御して、冷媒流量を調整する例について説明したが、これに限定されず、種々変形することができる。
【００６８】
例えば、図１２および図１３に示すように、冷却ユニット１４の左右と筐体１１との間の部分に、各空調機器１０の制御部２０によって開閉可能なダンパー２３をそれぞれ設ける構成としてもよい。このような構成であっても、自身の吸い込み口１２近傍側の温度センサ２２からの情報に基づき、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも高温であったときには、図１２に示すように、左右のダンパー２３を閉じて、冷却ユニット１４を通過する空気量を増大させる。また、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも低温であったときには、図１３に示すように、左右のダンパー２３を開いて、冷却ユニット１４を通過する空気量を減少させる。
【００６９】
また、上記実施形態では、サーバ室１に、ラック２が背面同士を対向させて整列したラック列として収容される例で説明したが、これに限らず、例えば図１４に変形例を示すように、ラック列の配置についても種々の構成とすることができる。つまり、接するラック列の背面同士を非対面の配置としてもよいし、各ラック列を囲繞するチャンバ６０を設けた構成としてもよい。なおまた、上述した実施形態や変形例では、冗長化を省力しているため、必要に応じて冗長化設計を行うことができることも勿論である。
【符号の説明】
【００７０】
１ サーバ室（ＩＣＴ機器室）
２ ラック
３ ＩＣＴ機器
４ 上面
５ 前面
６ 背面
７ 配線領域
１０ 空調機器
１１ 筐体
１２ 吸い込み口
１３ 吹き出し口
１４ 冷却ユニット
１５ ファン
１６ ドレンパン
１７ ドレン管
１８ 冷媒配管
１９ 連結金具
２０ 制御部（必要風量管理手段）
２１ 温度センサ（温度測定手段）
２２ 温度センサ（温度測定手段）
２３ ダンパー
２４ バルブ
２５ 表示装置
２６ パネル
２７ リミットスイッチ
２８ ヒンジ
２９ 圧力バランス検出手段
４０ 集中制御装置
５０ 天井面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる、空調機器および空調システム並びにこれらを限って備えたＩＣＴ機器室に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を上下方向に搭載したラックが整列したラック列が収容されるＩＣＴ機器室の空調を行なうＩＣＴ機器用空調システムとしては、例えば、従来のデータセンター等のＩＣＴ機器室で主流なアンビエント空調システムがある。
しかし、この種のアンビエント空調システムは、通常、空調機（ＣＲＡＣ）をＩＣＴ機器室内の端に設置する。そのため、給気・排気間の距離が遠くなり、搬送動力が大きいものとなる。したがって、運用前に空調機のレイアウトなどの適切な設計計画を実施していない場合には、運用後の空調機のレイアウトを自由に変更できないなどの理由から空調システムの見直しが困難である。
【０００３】
そこで、この種のＩＣＴ機器用空調システムとして、高負荷密度のラック対策として主に使用されるタスク方式や、コールドアイル、ホットアイルの周囲を側壁等で囲いこむキャッピング方式が考えられている。キャッピング方式は、冷却・排気効率を向上させるために主に使用され、ＩＣＴ機器室内の空間を強制的に間仕切ることで各領域を区画するものである（例えば特許文献１ないし３参照）。タスク方式を導入したＩＣＴ機器用空調システムによれば、従来のアンビエント空調に比べてＩＣＴ機器近傍に空調機をレイアウトする空調システムのため搬送動力の低減が可能である。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の技術では、対向するラック列間の通路空間上方を天板などで塞ぎ、通路空間部に面した箇所に開口部を設けている。そして、ラック上部に送風機を設けることで、前記開口部から低温の空調空気をラック内に取り入れて電算機等のＩＣＴ機器からの排熱を処理している。
また、特許文献２に記載の技術では、ラック列の左右方向の端部側にパネルを設けるとともに両ラック列の前縁上部にパーティションを設けて、ＩＣＴ機器室内にホットゾーンを区画している。そして、このホットゾーン内の天井に排気口を形成するとともに、ラック列の前面から背面に空調空気を通してホットゾーンに導入するとともに排気口から排気し、ホットゾーンの温度が設定温度になるように空調機ファンを制御する。
【０００５】
また、特許文献３に記載の技術は、タスク方式の例であって、サーバーラックとは独立して設置できる空調機器が開示されている。この空調機器は、サーバーラックの天井部上方且つ前方に配置される。そして、サーバーラックの天井部後方の下側から吸気する吸い込み口と、吸気を冷却して排気するための冷却ユニットと、サーバーラックの天井部前方から下向きに排気する吹き出し口とを備えている。これにより、この空調機器によれば、サーバーラックの後方から熱風を吸気するとともに、サーバーラックの前方にコールドアイルを形成できる。また、モジュール型の空調機器は空間上部に設置するため、従来のタスク空調機（ラック型空調機など）が占有していたラックスペースを有効活用できる。そのため、ラック設置面積の拡大に繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３３６１７号公報
【特許文献２】特開２０１０−７２６９７号公報
【特許文献３】特開２０１０−６１４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、タスク方式やキャッピング方式を採用したＩＣＴ機器用空調システムにおいて、ＩＣＴ機器の風量と空調機や空調機器の風量とのエアバランスに対する考慮が不十分であると、図１５に示すようなコールドアイル温度とホットアイル温度の混合が生じてしまうという問題がある。
特に、ホットアイルで形成される高温空気を適切に排気できなければ、ＩＣＴ機器に対して様々な負担を与え、ＩＣＴ機器や空調機ともに効率を向上させることができない。具体的には、図１５（ａ）に示すように、空調風量の不足によりホットアイルで形勢された高温空気がコールドアイルへ廻り込めば、ＩＣＴ機器の高温障害による故障の原因につながる。また、図１５（ｂ）に示すように、空調風量の過多によるコールドアイルの低温空気がホットアイルへ流入すれば、無駄なエネルギーを消費し、ホットアイルの高温空気を高温な状態で空調機に還り温度として戻すことが不可能になる。
【０００８】
つまり、上述した特許文献１および２に記載の技術では、キャッピング方式を採用するものの、キャッピング方式を適用するだけでは、キャッピング内外のエアバランス制御（ＩＣＴ機器の風量と空調風量の差）が適切に行われることにはならない。そのため、当然ＩＣＴ機器やキャッピングの隙間から空気の流入・流出が生じるため、上記課題を解決する上で不十分である。また、キャッピング方式を適用した場合、デメリットとして、ラック前面・背面にてメンテナンスを行う際には、キャッピング内外を自由に行き来できる環境である必要があり、簡易ドアなどの工作が別途必要であるという問題もある。
【０００９】
特に、特許文献１に記載の技術では、コールドアイルをキャッピングする構成を採用するので、サーバ室内全体はホットアイルになることになる。そのため、空調機の故障時などには室内の温度上昇が早くなってしまうという問題がある。また、特許文献２に記載の技術では、ホットゾーンの温度が設定温度になるように空調機ファンを制御するものの、ラックに搭載されるＩＣＴ機器は稼働率や仕様が多種多様であるから、ＩＣＴ機器の風量と空調機の風量とが異なると、設定温度に対するエアバランスが崩れてしまう。そのため、ホットゾーンと空調エリアで空気の流出入が生じるため、キャッピングの効果が不十分になり、また、ＩＣＴ機器の故障にも繋がるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術では、開示内容からは制御方法が不明である。そのため、エアバランスを考慮した制御が可能なシステムの実現性そのものに疑問があり、それ故、上記課題を解決する上で、ＩＣＴ機器の風量と空調風量とのエアバランスに対する問題点を解決しているとは到底いえない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ＩＣＴ機器室内の温度上昇を可及的に抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる、ＩＣＴ機器用空調機器およびＩＣＴ機器用空調システム並びにこれらを限って備えたＩＣＴ機器室を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調システムであって、前記ラック列によるホットアイルの上方に配置される空調機器と、該空調機器によって循環させる空調空気を管理する必要風量管理手段と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、前記必要風量管理手段は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御することを特徴とする。
第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムによれば、ホットアイル上部に空調機器を設置しており、必要風量管理手段が空調機器の風量制御を行うので、コールドアイル化されたＩＣＴ機器室周囲の低温空気をＩＣＴ機器へ循環させることができる。そのため、ＩＣＴ機器の劣化や不具合が起こりにくい。
【００１２】
また、本発明によれば、空調機器は、ＩＣＴ機器の上部に設置されることから、ＩＣＴ機器室空間のホットアイル内の上部からの冷却システムを構成することができるので、低温空気は周囲の空気との密度差によって自然落下してＩＣＴ機器に供給される。さらに、ＩＣＴ機器の上部に設置される、空調対象領域近傍での空調システムなので、ラックから排出される高温空気を速やかに捕集・処理可能であり、従来の搬送動力に比べて大幅な搬送動力の低減が可能である。
【００１３】
ここで、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記必要風量管理手段は、前記ラックが消費する電力を測定する消費電力測定手段を更に備え、該消費電力測定手段により測定したラック全体の消費電力、および前記温度測定手段により測定した前記ラック列の前面側および背面側の温度に基づいて、前記管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御する構成とすることもできる。このような構成であっても、上記同様の作用効果を奏する。
【００１４】
また、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記空調機器をラック列に対応させて複数有し、該複数の空調機器は、前記ラック列によるホットアイルの上方にモジュール型の筐体がそれぞれ配置されており、各空調機器は、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部とを有することは好ましい。また、前記必要風量管理手段が、前記空調機器のファンの風量を、前記制御部を介して制御することは好ましい。
【００１５】
ここで、本明細書において「冷媒」とは、「水」の他に、液体から気体に、あるいは気体から液体に相変化することによって、その容積に応じた大きな潜熱を放出あるいは吸収し、冷却を行なう物質であって、たとえばアンモニア，二酸化硫黄，塩化エチル,塩化メチル，およびフレオン(Freon),ユーコン(Ucon),ゲネトロン(Genetron)などのフッ(弗)化炭素などを指す。
【００１６】
また、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記必要風量管理手段は、前記ラック列によるアイルを単位とし、該単位毎に複数の空調機器のファンの風量を制御することは好ましい。
つまり、第一の発明に係るＩＣＴ機器用空調システムにおいて、前記空調機器をラック列に対応させて複数有する場合に、各空調機器それぞれにより、ＩＣＴ機器から排気される高温空気を、ＩＣＴ機器の近傍で捕集・処理可能な点が個別制御の利点である。
しかし、実際は各ラック２によって負荷が異なるため、必ずしも各空調機器１０が高効率で稼動しているとは限らない。そこで、アイル単位で各空調機が高効率運転となるよう風量を制御することで、個別制御時に比べて大幅な省エネ効果を向上させる上で好適である。
【００１７】
さらに、上記課題を解決するために、本発明のうち第二の発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調機器であって、前記ラック列によるホットアイルの上方に配置されるモジュール型の筐体と、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、前記制御部は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記ファンの風量を制御することを特徴とする。
【００１８】
このような構成であれば、本発明に係る空調機器が、ラック列によるホットアイルの上方にモジュール型の筐体が配置され、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部とを備えるモジュール型をなしているので、ラック列に対応させて複数の空調機器を設置することが容易である。
【００１９】
そのため、仮にいずれかの空調機器に故障が生じた場合であっても、隣接する他の空調機器によって補完することができる。したがって、いずれかの空調機器の故障時においてもＩＣＴ機器室内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御する上で好適である。
また、このような構成であれば、本発明に係る空調機器が、高顕熱冷却設計のため定常状態ではドレンレスとなる。そのため、ＩＣＴ機器への漏水のリスクが低減可能である。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明のうち第三の発明は、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列したラック列が収容されるＩＣＴ機器室であって、ＩＣＴ機器室の空調設備として、上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを限り、または上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器を限りＩＣＴ機器室に備えていることを特徴とする。
【００２１】
第三の発明に係るＩＣＴ機器室によれば、ＩＣＴ機器室の空調設備として、上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを限り、または上述した本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器を限りＩＣＴ機器室に備えているので、タスク空調、アンビエント空調のどちらにでも対応可能である。但し、外気処理設備が別途に必要である。そのため、ＩＣＴ機器室の空調設備コストを低減可能であり、また、低エネルギーに貢献することができる。さらに、本願発明に係る適切な風量制御を行うことで、従来のようなキャッピング方式を採用しなくてもＩＣＴ機器の高効率な冷却が可能であり、メンテナンス性が向上し、キャッピング方式を採用した場合に必要な消防設備機器等の設置も不要になるという格別顕著な効果を奏する。また、ホットアイルにキャッピング方式を適用するため、ＩＣＴ機器室全体がコールドアイルとなりＩＣＴ機器の長寿命化にも繋がる。
【発明の効果】
【００２２】
上述のように、本発明により、従来よりさらなる省エネ性の確保(搬送動力の低減、エアバランスの適正化)可能となる。また、ICT機器の冷却効率化の向上可能となる。また、キャッピングなしの構成を実現化(消防設備機器の設置不要、メンテンナス性が向上)できる。さらに、部屋全体がコールドアイルとなるため、ICT機器の長寿命化が可能となる。さらにまた、アンビエント空調・タスク空調のどちらにも使用可能となる。また、空調のための床下(2層式)が不要になるため建築要素でのコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムをサーバ室内のラックに設置した例であって、同図では、ラックの側面から見た図を模式的に示している。
【図２】本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器および空調システムの説明図であって、同図（ａ）は空調機器の斜視図、（ｂ）は空調機器の模式的側面図、（ｃ）は複数の空調機器を連結した状態の斜視図である。
【図３】本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器において、冷媒の流量制御を行なう場合の動作を説明する模式的斜視図であり、本件では、搬送動力の低減による省エネ性とエアバランスの確保を重視し、風量制御方法を記載している。そのため、本件では冷媒制御の具体的な内容については割愛しているが、一例として、冷媒の流量制御を、同図（ａ）は冷媒流量が多い場合、（ｂ）は少ない場合を示している。
【図４】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムの制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第一の例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムをサーバ室内のラックに設置した例において、コールドアイル、ホットアイルおよびそのエアバランスを説明する模式図であり、同図（ａ）はラックの側面から見た図、（ｂ）はその平面図である。
【図７】サーバ室内のエアバランスの理想的状態を説明する模式的斜視図である。
【図８】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第二の例を説明するフローチャートである。
【図９】本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムの変形例を説明する図であり、同図（ａ）はラックの側面から見た図を模式的に示し、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図１０】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第三の例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明に係る空調システムでの必要風量管理処理の第四の例を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器の変形例（ダンパー付き）においてダンパーが開いた状態を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】図１２の変形例（ダンパー付き）においてダンパーが閉じた状態を説明する図であり、同図（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】本発明に係る空調システムを構築するラック列の構成の他の例を説明する図であり、同図（ａ）は隣接するラック列の背面同士が非対面の例である。
【図１５】コールドアイル、ホットアイルおよびそのエアバランス（従来の、バランスが崩れている状態）を説明する模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムの一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを備えるＩＣＴ機器室の例であり、同図では、サーバ室１内のラック２に、本発明に係るＩＣＴ機器用空調システムを構成する空調機器１０を設置した例である。この空調機器１０は、各ラック２それぞれに対応して設けられている。ここで、このサーバ室１の空調設備としては、この空調機器１０を用いた空調システムを限り備えている例である。なお、この例では、空調機器１０が二台（冷却コイル２台、ファン２台の組）によって空調ユニット１台を構成する例である。
【００２５】
このサーバ室１には、ラック２が整列したラック列として収容される。各ラック２には、通信機器や電算機等のＩＣＴ機器３が上下方向に搭載されている。各ラック２の上部は、配線等がレイアウトされる配線領域７になっている。そして、各ラック２の背面６の側であってラック２の上面４よりも上方且つサーバ室１の天井面５０よりも下方の空間には、モジュール型の空調機器１０が配設されている。なお、同図では不図示であるが、空調機器１０は支持用のアングル部材等によって、上記配設位置に固定される。また、本実施形態の例は、空調機器１０を二つ連結させて対向配置されたラック２同士の背面６空間に形成されるホットアイル上部に設置される例を示す（後に詳述する）。
【００２６】
次に、上記空調機器１０について図１、図２および図３を参照しつつ詳しく説明する。
図２に示すように、この空調機器１０は、略立方体形状をなす中空箱型の筐体１１を有する。この筐体１１の下面には、吸い込み口１２が開口している。そして、この吸い込み口１２に対向する筐体１１内には、ファン１５が内蔵されている。このファン１５は、吸い込み口１２から空気を吸い込み、ホットアイルの排気を吸い込み方向Ａに移動させ、これにより、ラック２同士の背面６空間に形成されるホットアイルから機器の排気を筐体１１内部に導入するようになっている。
【００２７】
さらに、筐体１１の４つの側面のうちの一の面には、吹き出し口１３が設けられており、この吹き出し口１３には略簀子条の枠が嵌め込まれている。そして、この吹き出し口１３が設けられた側の面がラック２の前面５側に向けて固定されるようにレイアウトされる（図１参照）。
そして、筐体１１内には、この吹き出し口１３が設けられた側の面に向けて冷却ユニット１４が斜め（約４５°）に配置されている。この冷却ユニット１４は、冷媒を用いた冷却システムを採用している。そして、その冷媒配管１８は、筐体１１の上部に引き出されており、隣接する他の空調機器１０の冷媒配管１８に接続されるようになっている（同図（ｃ）参照）。これにより、吸い込み口１２から吸い込み方向Ａに取り込まれた排気は、冷却ユニット１４を通過することで熱交換がなされて、冷却された空気が吹き出し口１３から吹き出し方向Ｎに吹き出される。なお、各空調機器１０には、稼働状態を確認するための表示装置２５が付設されている。
【００２８】
各空調機器１０は、ユニット自身を制御するための制御部２０をそれぞれ内蔵している。この制御部２０は、吹き出し口１３と冷却ユニット１４との間の筐体１１内空間の上部に固定されている。そして、この制御部２０に、図１に示すように、各ラック２の前面５側および背面６側それぞれに配設された温度センサ２１，２２からの情報が入力されるようになっている。
【００２９】
ここで、図３に斜視図を示すように、隣接する他の空調機器１０の冷媒配管１８に接続された状態において、冷媒配管１８の途中部分には、バルブ２４が付設される。そして、ホットアイルの外気を吸い込み方向Ａに移動させたときに、各空調機器１０の制御部２０は、自身の吸い込み口１２近傍側の温度センサ２２からの情報に基づき、冷媒配管１８途中部分のバルブ２４を開閉制御して、冷媒流量を調整するようになっている。具体的には、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも高温であったときには、同図（ａ）に示すように、バルブ２４を開いて、冷媒流量を増大させる。また、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも低温であったときには、同図（ｂ）に示すように、バルブ２４を閉じて、冷媒流量を減少させる。
なお、この冷却ユニット１４の下部には、図２に示すように、傾斜配置されたドレンパン１６が設けられ、ドレンパン１６の傾斜の低い側にドレン管１７が接続されているが、この冷却ユニット１４は、高顕熱冷却設計のため定常状態ではドレンレスとなる。そのため、ＩＣＴ機器３への漏水のリスクが低減されている。
【００３０】
また、この空調機器１０を隣接するラック２相互と連結して使用する際には、図２（ｃ）に示すように、連結金具１９によって連結して相互の位置が固定できるようになっている。なお、この空調機器１０は、対応するラックに併せて種々の寸法とすることができるが、本実施形態の例では、筐体１１の大きさが、吹き出し口１３が設けられた側の面の幅Ｗが７００ｍｍ、各ラック２の前面５側から背面６側に沿った方向となる奥行きＤが１２００〜１８００ｍｍ、高さＨが５００〜１０００ｍｍである（同図（ａ）参照）。
【００３１】
ここで、上記制御部２０には、集中制御装置４０が接続可能であり、この集中制御装置４０によってサーバ室１内の複数の空調機器１０を集中的に管理できるようになっている。本実施形態の必要風量管理処理の第一の例では、集中制御装置４０を接続している例である。また、集中制御装置４０を接続しないで、各空調機器１０をスタンドアロン(stand-alone)にて稼働させることも可能である（以下、他の例において同様）。
【００３２】
次に、この空調機器１０の上記制御部２０についてより詳しく説明する。
この制御部２０は、図４に示すように、所定の制御プログラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣＰＵ３９と、所定領域にあらかじめＣＰＵ３９の制御プログラム等を格納している記憶装置３５およびＲＯＭ３６と、この記憶装置３５およびＲＯＭ３６等から読み出したデータやＣＰＵ３９の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ３７と、上記集中制御装置４０や、空調機器１０の上記冷却ユニット１４およびファン１５等を含む付帯する装置に対して稼働状態の監視に必要なデータの入出力を媒介するインターフェース３０とを備えて構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス３２で相互にかつデータ授受可能に接続されている。そして、ＣＰＵ３９は、上記記憶装置３５やＲＯＭ３６の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従って、本空調システムに係る集中制御装置４０とともに、後述する必要風量管理処理を実行するようになっている。なお、集中制御装置４０についても、そのハードウエアの基本構成は制御部２０と同様であるので、その説明は省略する。
【００３３】
集中制御装置４０および空調機器１０での必要風量管理処理は、サーバ室１全体の風量バランスを保持するために、各ＩＣＴ機器３の風量に対応した空調機器１０の風量制御を行うものである。そして、この必要風量管理処理によって適正な風量制御を行った後に、次いで、各ＩＣＴ機器３に必要な冷却量を調節するために、上述した図３に示す例に従い、各空調機器１０は、自身の冷却ユニット１４を個別に制御して自身冷却量を制御する。結果として、サーバ室１全体の風量・冷却量の適正化が図れるものである。
【００３４】
以下、必要風量管理処理の第一の例として、サーバ室１のラック２全体の消費電力を管理パラメータとして併用した場合について説明する。
この必要風量管理処理の第一の例は、ラック全体の消費電力が測定可能な場合の風量制御（キャッピング方式なし）の例であって、空調機器１０の制御部２０が、ラック２全体の消費電力、および、各アイル温度の検出値に基づいて、ラック２（＝ＩＣＴ機器３）の必要風量と空調機器１０の風量が同等となるように、不図示のインバータを用いてファン１５の回転数を制御するものである。
【００３５】
詳しくは、上記集中制御装置４０が、ラック２全体の消費電力を計測する消費電力計測手段を構成する。消費電力の計測には、種々の機器を採用可能であるが、本実施形態の例では、不図示のＰＤＵを用いてラック２全体の消費電力を計測する。つまり、ＰＤＵは、サーバ室１内ないしその近くに設置される機器であって、各ＩＣＴ機器３に電源を分配するために、各ＩＣＴ機器の消費電力をラック２単位で一元管理できる。そこで、集中制御装置４０は、このＰＤＵを用いてサーバ室１内のラック２全体の消費電力を計測し、その検出値を用いて下記の制御フローのように適正な空調機器１０の風量を算出する必要風量管理処理に基づいて、各空調機器１０それぞれにおいて不図示のインバータを用いてファン１５の回転数のフィードバック制御を行うものである。なお、本実施形態の例では、空調機器１０とこれに対応するラック２との対応関係は、空調機器１台と対面するラック２台で１制御単位としている。
【００３６】
詳しくは、この必要風量管理処理が実行されると、集中制御装置４０は、図５に示すように、まず、ステップＳ１に移行して、ラック２の前面５および背面６の空間温度を、各空調機器１０の温度センサ２１，２２から取得してそれぞれ集計する。そして、管理温度差ΔＴ（＝ラック背面温度−ラック前面温度）を算出する。なお、各温度センサ２１，２２によるコールドアイル、ホットアイルの空間温度の測定点は、１点もしくは３点で計測する。また、空間温度の測定点が１点の場合は、各アイルの空間上部にて計測（ラック上部）し、３点の場合は、各アイルで計測した３点中の最大値を代表点とする。
【００３７】
続くステップＳ２では、集中制御装置４０は、上記ＰＤＵを用いてラック２全体の消費電力を集計する。そして、続くステップＳ３では、この第一の例では、集中制御装置４０が、管理温度差ΔＴ＝７℃（以内）となるような仮想空調風量Ｑｉを算出するものとする。仮想空調風量Ｑｉをラック風量と同等にする場合は、空調風量の算出条件として管理温度差ΔＴ≒１０℃（以内）が必要である。そして、集中制御装置４０は（例えばＷｅｂ、ＳＮＭＰ、Ｔｅｌｎｅｔを通じて）、空調機器１０の制御を管理するため、例えばアナログ信号、デジタル信号などの信号を集中制御装置４０から各空調機器１０の制御部２０に出力する。
【００３８】
続くステップＳ４では、集中制御装置４０からの情報を取得した個々の空調機器１０が、仮想空調風量Ｑｉをそれぞれ取得するとともに、各空調機器１０は、収集したデータを用いてラック風量Ｑｒを算出し、自身のファン１５を個別に制御する。
つまり、ステップＳ４では、個々の空調機器１０が、仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒとの比較判定を行なって、Ｑｉ≒Ｑｒの場合には、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、条件を満たす風量とすべく、自身のファン１５の回転数を、予め設定されている基準回転数になるように個々の空調機器１０が自身のファン１５を個別に制御する。
【００３９】
また、ステップＳ４での仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒの判定の結果が、Ｑｉ＞Ｑｒの場合には、ステップＳ６に移行する。ここでは、Ｑｉ＞Ｑｒ時の現象：ΔＴ（現時点）＜ΔＴ（初期）に対応する処理となる。また、このステップＳ６では、個々の空調機器１０が、変更風量Ｑｖ１を算出する。ここでは、風量差（Ｑｉ−Ｑｒ）に感度係数０．５を乗じて、変更風量Ｑｖ１（＝Ｑｉ−｛（Ｑｉ−Ｑｒ）×０．５｝）を算出する。
【００４０】
続くステップＳ７で、個々の空調機器１０において、変更風量Ｑｖ１とラック風量Ｑｒとの比較判定をする。つまり、Ｑｖ１＜（ｋ×Ｑｒ）の場合には、ステップＳ５に移行し、また、Ｑｖ１＞（ｋ×Ｑｒ）の場合には、ステップＳ８に移行する。このステップＳ８では、個々の空調機器１０が、自身のファン１５の回転数を所定だけ下げてステップＳ６に処理を戻す。
また、上記ステップＳ４において、個々の空調機器１０が、上記ステップＳ４での仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒとの比較判定を行なった場合に、Ｑｉ＜Ｑｒのときは、ステップＳ９に移行する。なお、このときは、Ｑｉ＞Ｑｒ時の現象：ΔＴ（現時点）＞ΔＴ（初期）となる。
【００４１】
ステップＳ９では、個々の空調機器１０が、自身のファン１５の能力の判断をする。このとき、「定格能力」＞「現状時の能力」であればステップＳ１０に移行して、ファン１５の回転数を定格能力の最大値まで上げる。ここで、回転数の最大値としては、補正係数ｋ（具体的には本実施形態では、ｋ＝１．２）を乗じて、変更風量Ｑｖ１（＝１．２×Ｑｒ）を算出する。また、「定格能力」≦「現状時の能力」であれば、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１では、ファン１５の能力が不足していることになる。そのため、例えば、本実施形態では不図示であるが、必要に応じて補機を稼動し、これにより個々の空調機器１０が風量を個別に補ってステップＳ１（集中制御装置４０）に処理を戻す。
【００４２】
次に、この空調システムの作用・効果について説明する。
今、この空調システムをサーバ室１に用いるに際し、ラック列の構成は特に限定されないものの、効果的にシステムを構築する上で好ましい構成として、対面配置型があるため、これを図６に示す。以下、このようにラック列を構成した例を代表例として説明する。なお、上述したように、このサーバ室１の空調設備としては、空調機器１０を用いた空調システムを限り備えている。
【００４３】
同図に示すように、この例では、サーバ室１内において、二つのラック（「ラック列」ともいう）２を一組とし、各ラック２の背面６の側を対向させ、画成される空間をホットアイルとする。これにより、ラック２の前面５側には、ホットアイルとは相対的に、コールドアイルが形成されることになる。そして、このように配置された二つのラック列２の組に対し、各ラック２の背面６の側であってラック２の上面４よりも上方且つサーバ室１の天井面５０よりも下方の空間に、モジュール型の空調機器１０を二つ配設している。これが最小の制御単位を構成する。
このように、この空調システムによれば、ホットアイルの上方に配置されるモジュール型の空調機器１０を備えているので、空調対象領域近傍での空調システムを構成している。そのため、従来の搬送動力に比べて大幅な搬送動力の低減が可能である。
【００４４】
また、この空調システムによれば、モジュール型の空調機器１０は、ホットアイルの上方に対向して設けたファン１５と、このファン１５によって対向するラック列間から吸気する吸い込み口１２と、吸気を冷却して排気するための冷却ユニット１４と、ラック列の天井部前方からラック列２の前方にコールドアイルを形成するように給気する吹き出し口１３とを有するので、ラック上部且つホットアイルの上方にモジュール型の複数の空調機器１０を設けることで、吸い込み口１２から高温のホットアイルの空気を各空調機器１０内に取り入れ、吹き出し口１３から冷媒を用いた冷却ユニット１４を介してラック列２の天井部前方からラック列２の前方にコールドアイルを形成するように給気することができる。
【００４５】
すなわち、この空調システムによれば、ホットアイルの上方に空調機器１０を設ける構成を採用するので、サーバ室内全体はコールドアイルになる。そのため、いずれかの空調機器１０の故障時などには室内の温度上昇が抑制されるし、また、そもそもモジュール型の複数の空調機器１０を用いる構成なので、全ての空調機器１０が同時に故障する可能性は皆無に近い。
特に、このサーバ室１の空調設備としては、上記空調機器１０を用いた空調システムを限り備えているので、タスク空調、アンビエント空調のどちらにでも対応可能である。そのため、ＩＣＴ機器室の空調設備コストを低減可能であり、また、低エネルギーに貢献することができる。なお、従来同様に、ＩＣＴ機器室用の空調機を設備した上で、更に上記空調機器１０を用いた空調システムを備える構成としてもよいが、ＩＣＴ機器室の空調設備コストを低減し、低エネルギーに貢献する上では、本実施形態の構成を採用することが好ましい。
【００４６】
そして、このサーバ室１のシステムによれば、サーバ室１空間の上部からの冷却システムなので、低温空気が周囲の空気との密度差によって自然落下してＩＣＴ機器３に供給される。よって、搬送動力を低減させる上で好適である。また、その冷却ユニット１４は、高顕熱冷却設計のため定常状態ではドレンレスとなる。そのため、ＩＣＴ機器３への漏水のリスクが低減可能である。
【００４７】
そして、この空調システムが稼働されると、集中制御装置４０が、ラック２全体の消費電力を集計してラック風量Ｑｒを算出し、各空調機器１０の制御部２０に必要な情報を出力する（ステップＳ１〜Ｓ３）。次いで、最小の制御単位を構成する個々の空調機器１０は、ラック風量Ｑｒをそれぞれ算出し、仮想空調風量Ｑｉとラック風量Ｑｒの判定に基づき、自身のファン１５の回転数を基準回転数になるように自身ファン１５を個別制御する（ステップＳ４以降の一連の処理）。
【００４８】
つまり、この空調システムは、制御部２０と集中制御装置４０との協働によって実行される必要風量管理処理（必要風量管理手段）が、温度センサ２１，２２によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、ファン１５を風量制御する（風量制御手段）して、ラック列の後方のホットアイルからラック列の前方のコールドアイルに空調空気を循環させてファン１５を風量制御する（風量制御手段）ので、適正に風量制御を行い、ホットアイルの温度が設定温度になるようにすることができる。そのため、図７に概念図を示すように、コールドアイル化されたサーバ室周囲の低温空気をＩＣＴ機器へ円滑に循環させることができる。したがって、上述の図１５に概念図を示した従来の例に比べて、ＩＣＴ機器の劣化や不具合が起こりにくい。
【００４９】
特に、この空調システムによれば、ＩＣＴ機器３やラック列の隙間から空気の流入・流出が生じていても、これに拘わらずにエアバランス制御（ＩＣＴ機器の風量と空調風量の差）を適切に行うことができる。また、上述したように、キャッピング方式を適用した場合には、デメリットとして、ラック前面・背面にてメンテナンスを行うために、キャッピング内外を自由に行き来できる環境である必要があり、簡易ドアなどの工作が必要であるが、この空調システムによれば、そのような構成が不要である。
【００５０】
さらに、モジュール型の空調機器１０による個別ラック毎の必要風量管理処理なので、各ラックに対応するホットアイルの近傍における温度が設定温度になるように制御する上で好適であり、ラック２に搭載されるＩＣＴ機器３は稼働率や仕様が多種多様であって、ＩＣＴ機器３の風量と空調機器１０の風量とが異なっていた場合でも、設定温度に対するエアバランスを維持する上で好ましい。
【００５１】
以上説明したように、この空調システムによれば、一部の空調機器１０の故障時においてもサーバ室１内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器３の風量と空調機器１０の風量とのエアバランスを制御することができる。
なお、本発明に係るＩＣＴ機器用空調機器およびＩＣＴ機器用空調システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、必要風量管理処理の第一の例について説明したが、これに限定されず、ＩＣＴ機器３の風量と空調機器１０の風量とのエアバランスを制御可能な構成であれば、種々の変形が可能である。以下、他の必要風量管理処理の例（第二〜第四の例）について順に説明する。
【００５２】
まず、他の必要風量管理処理の例として、ラック全体の消費電力が測定できない場合の風量制御（キャッピング方式なし）であって、空間温度を用いた場合（第二の例）について説明する。
この第二の例では、コールドアイル空間、およびホットアイル空間に温度センサー２１，２２をそれぞれ設置しており、集中制御装置４０によって集中制御しつつ、温度センサー２１，２２の検出値を用いて各空調機器１０において下記の制御フローに基づいて、各空調機器１０の適正な風量を算出するためにフィードバック制御を行っている。
【００５３】
詳しくは、この必要風量管理処理の第二の例が実行されると、図８に示すように、まず、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、コールドアイル温度Ｔｃ、ホットアイル温度Ｔｈを集中制御装置４０によって集計する。ここで、ΔＴ（＝ラック背面温度−ラック前面温度）、コールドアイル、ホットアイルの空間温度の測定点は、１点もしくは３点で計測する。なお、空間温度の測定点が１点の場合：各アイルの空間上部にて計測（ラック上部）、また、３点の場合：各アイルで計測した３点中の最大値を代表点とする。
【００５４】
続くステップＳ２２では、空調風量ＱＭＡＸ（定格）を集中制御装置４０によって算出・制御してステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、集中制御装置４０によってコールドアイル温度の判定をする。つまり、Ｔｃ＜コールドアイル設定温度の場合にはステップＳ２４に移行し、ステップＳ２４では、集中制御装置４０によって（設定温度−Ｔｃ）の判定をする。
【００５５】
ステップＳ２４で、（設定温度−Ｔｃ）≧Ｔ変数℃の場合には、ステップＳ２５に移行し、ステップＳ２５では、集中制御装置４０によって（Ｔｈ−設定温度）／（Ｔｈ−Ｔｃ）を算出し、続くステップＳ２６では、集中制御装置４０によって変更風量Ｑｖ１を算出（風量Ｑｉを減ずる）する。ここでは、比率（Ｔｈ−設定温度）／（Ｔｈ−Ｔｃ）を用いて変更風量Ｑｖ１（＝Ｑｉ×｛（Ｔｈ−設定温度）／（Ｔｈ−Ｔｃ）｝）を算出する。一方、ステップＳ２４で、（設定温度−Ｔｃ）＜Ｔ変数℃の場合には、ステップＳ２７に移行し、ステップＳ２７では、条件を満たす風量となるように、ファン１５の回転数を基準回転数にて制御する。
【００５６】
また、ステップＳ２３でのコールドアイル温度の判定において、Ｔｃ＞≒コールドアイル設定温度の場合には、ステップＳ２８に移行し、ステップＳ２８では、補機を稼動もしくは運用方法の再検証を行なって処理をステップＳ２１に戻す。
必要風量管理処理をこのような構成としても、空調機器１０の制御部２０が、各アイル温度の検出値に基づいて、ラック２の必要風量と空調機器１０の風量が同等になるように、ファン１５の回転数を制御可能なので、ＩＣＴ機器室内の温度上昇を可及的に抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる。
【００５７】
次に、他の必要風量管理処理の例として、キャッピング方式と同等以上の効果を持たせるために、エアバランス（圧力差）検出手段の併用を行なう場合（必要風量管理処理の第三の例）について説明する。
図９に示すように、この第三の例の空調機器１０は、エアバランス検出手段２９を有する点が上記実施例とは異なっている。
【００５８】
詳しくは、同図に示すように、エアバランス検出手段２９は、空調機器１０の袖壁として配置され、圧力差によって開閉するパネル２６と、このパネル２６を回動自在に支持するヒンジ２８と、パネル２６近傍に付設されてその回動動作を検出するリミットスイッチ（近接スイッチ）２７とを有する。パネル２６は、ホットアイルとコールドアイルとの境となるように、筐体１１の４つの側面のうちの吹き出し口１３が設けられた側の面の下部に、吹き出し口１３の方向に沿って付設されている。このパネル２６は、ホットアイルとコールドアイルとの境を塞ぐように配設されるとともに、上端の部分がヒンジ２８によって筐体１１の下部に枢支されている。そして、リミットスイッチ２９は、この例では、パネル２６が垂下した姿勢のときにその先端部に対向する位置に設置されている。そのため、ホットアイルとコールドアイル相互の圧力のバランスが崩れると、圧力の低い側にパネル２６が圧力差によって押されることにより、リミットスイッチ２９がパネル２６の位置情報を検出し、これによってホットアイル内外の圧力差を検出し、これを加味した必要風量管理処理の第三の例が実行されることにより、自身の制御部２０で空調機器１０内のファン１５の回転数の制御を行う。
【００５９】
必要風量管理処理の第三の例が実行されると、図１０に示すように、まず、ステップＳ３１に移行する。このステップＳ３１では、集中制御装置４０においてパネル２６の位置を集計し、集中制御装置４０は、その信号を各空調機器１０に出力する。
続くステップＳ３２では、パネル２６の位置情報を取得した各空調機器１０の制御部２０は、自身に対応するパネル２６の開閉位置を判定する。つまり、パネル２６の開閉位置が”＋”の場合（ホットアイルが加圧状態）には、ステップＳ３３に移行し、ファン１５の回転数を一定値ずつ上げ、続くステップＳ３４では、各空調機器１０においてパネル２６の開閉位置の判定をし、パネル２６の開閉位置が未だ”＋”の場合（ホットアイルが加圧状態）には、ステップＳ３３に処理を戻す。また、パネル２６の開閉位置が”０”付近の場合（エアバランスが崩れていない）にはステップＳ３１に処理を戻す。
【００６０】
また、ステップＳ３２でのパネル２６の開閉位置の判定において、パネル２６の開閉位置が”−”の場合（ホットアイルが負圧状態）には、ステップＳ３５に移行し、ファンの回転数を一定値ずつ下げ、続くステップＳ３６では、各空調機器１０においてパネル２６の開閉位置の判定をし、パネル２６の開閉位置が”−”の場合（ホットアイルが負圧状態）には、処理をステップＳ３５に戻し、開閉位置が”０”付近の場合（エアバランスが崩れていない）には、ステップＳ３１に処理を戻す。
【００６１】
また、ステップＳ３２での開閉位置の判定において、開閉位置が”０”付近の場合（エアバランスが崩れていない）には、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、条件を満たす風量となるように各空調機器１０の制御部２０においてファン１５の回転数を所定の回転数に制御する。
必要風量管理処理をこのような構成としても、空調機器１０の制御部２０が、圧力差によって開閉するパネル２６の位置情報に基づいて、キャッピング内外のエアバランス（圧力差）を確認し、ラック２の必要風量と空調機器１０の風量が同等となるように、ファンの回転数を制御可能なので、空調機器の故障時においてもＩＣＴ機器室内の温度上昇を抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる。
【００６２】
次に、必要風量管理処理の第四の例として、アイル単位による空調機器１０の統合制御（群制御）について説明する（上記第一〜第三の例は各空調機器１０の個別制御）。
この例では、省エネ効果が高くなるように、空調機器１０を個別制御から統合制御（群制御）に適宜に変更する。詳しくは、二つのラックの各コールドアイルの両端に上記温度センサ２１を計４つ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）設置し、下記の制御フローのように空調稼動時の個別制御運転後に、複数の空調機器１０を、集中制御装置４０によって風量制御するアイル単位での必要風量管理処理である（これを「統合制御（群制御）」とも呼ぶ）。ここで、温度センサ２１の設置位置としては、空間上部（ラック上部）が好ましい。温度センサを３点設置する場合には、計測した３点中の最大値を代表値とすることが好ましい。なお、この例においては、ホットアイルの両端では、温度測定を行なわない。
【００６３】
集中制御装置４０および空調機器１０で必要風量管理処理の第四の例が実行されると、図１１に示すように、まず、ステップＳ４０に移行する。このステップＳ４０では、上述した他の例で説明した、温度に基づく制御、または温度および消費電力に基づく制御を選択することもできる。ここでは、温度に基づく制御を予め選択していた場合について以下説明する。
温度に基づく制御を選択メニューに従い選択すると、集中制御装置４０において、続くステップＳ４１に移行して、各空調機器１０（空調ユニット）のファンの回転数（周波数）を集計する。続くステップＳ４２では、現時点での各空調機器１０のファンの平均回転数（周波数）を算出する。そして、続くステップＳ４３では、集中制御装置４０は、各空調機器１０を算出平均回転数で運転する。
【００６４】
さらに、ステップＳ４４では、集中制御装置４０は、コールドアイルの両端温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を集計し、続くステップＳ４５では、コールドアイルの両端温度Ｔ１、Ｔ２の平均値Ｔｃ１を算出するとともに、コールドアイルの両端温度Ｔ３、Ｔ４の平均値Ｔｃ２を算出する。
続くステップＳ４６では、（Ｔｃ１ｏｒＴｃ２−設定温度）の判定をする。つまり、（Ｔｃ１ｏｒＴｃ２−設定温度）≦０℃のときにはステップＳ４７に移行し、（Ｔｃ１ｏｒＴｃ２−設定温度）＞０℃のときにはステップＳ４８に移行する。ステップＳ４７では、各空調機器１０のファンの回転数（周波数）を一定値ずつ下げて処理をステップＳ４１に戻す。また、ステップＳ４８では、各空調機器１０のファンの回転数（周波数）を一定値ずつ上げて処理をステップＳ４１に戻す。
【００６５】
必要風量管理処理をこのような構成としても、ＩＣＴ機器室内の温度上昇を可及的に抑制し、ＩＣＴ機器の風量と空調機器の風量とのエアバランスを制御することができる。
ここで、上記第一〜第三の例に示した個別制御による共通の作用効果としては、特に、対面するラック２台の必要風量と同等の空調風量を適切に供給でき、ＩＣＴ機器から排気される高温空気を、ＩＣＴ機器の近傍で捕集・処理可能な点が個別制御の利点である。
しかし、上記第一〜第三の例に示した個別制御は、「ＩＣＴ機器風量≒空調風量」として制御しており、実際は各ラック２によって負荷が異なるため、必ずしも各空調機器１０が高効率で稼動しているとは限らない。
【００６６】
これに対し、この必要風量管理処理の第四の例によれば、アイル単位で必要なＩＣＴ風量（＝各ＩＣＴ機器風量の合計）を各空調機器１０が高効率運転できるよう空調機器１０を制御するので、各空調機器１０の平準化運転により、個別制御時に比べて省エネ効果が高くなるのである。
なお、空調機器１０とラック２の対応関係は、空調機器１台と対面するラック２台で１制御単位とし、アイルには片側５台以上、計１０台以上のラック２が配置されていれば好適であり、これにより、上記第一〜第三の例は各空調機器１０の個別制御に比べて、更なる省エネ化を一層効果的に行なうことができる。
【００６７】
また、他の構成部分についても種々変形が可能であり、例えば上記実施形態では、各空調機器１０の制御部２０は、冷却量を制御するに際し、自身の吸い込み口１２近傍側の温度センサ２２からの情報に基づき、冷媒配管１８途中部分のバルブ２４を開閉制御して、冷媒流量を調整する例について説明したが、これに限定されず、種々変形することができる。
【００６８】
例えば、図１２および図１３に示すように、冷却ユニット１４の左右と筐体１１との間の部分に、各空調機器１０の制御部２０によって開閉可能なダンパー２３をそれぞれ設ける構成としてもよい。このような構成であっても、自身の吸い込み口１２近傍側の温度センサ２２からの情報に基づき、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも高温であったときには、図１２に示すように、左右のダンパー２３を閉じて、冷却ユニット１４を通過する空気量を増大させる。また、温度センサ２２からの情報が所定の温度よりも低温であったときには、図１３に示すように、左右のダンパー２３を開いて、冷却ユニット１４を通過する空気量を減少させる。
【００６９】
また、上記実施形態では、サーバ室１に、ラック２が背面同士を対向させて整列したラック列として収容される例で説明したが、これに限らず、例えば図１４に変形例を示すように、ラック列の配置についても種々の構成とすることができる。つまり、接するラック列の背面同士を非対面の配置としてもよいし、各ラック列を囲繞するチャンバ６０を設けた構成としてもよい。なおまた、上述した実施形態や変形例では、冗長化を省力しているため、必要に応じて冗長化設計を行うことができることも勿論である。
【符号の説明】
【００７０】
１ サーバ室（ＩＣＴ機器室）
２ ラック
３ ＩＣＴ機器
４ 上面
５ 前面
６ 背面
７ 配線領域
１０ 空調機器
１１ 筐体
１２ 吸い込み口
１３ 吹き出し口
１４ 冷却ユニット
１５ ファン
１６ ドレンパン
１７ ドレン管
１８ 冷媒配管
１９ 連結金具
２０ 制御部（必要風量管理手段）
２１ 温度センサ（温度測定手段）
２２ 温度センサ（温度測定手段）
２３ ダンパー
２４ バルブ
２５ 表示装置
２６ パネル
２７ リミットスイッチ
２８ ヒンジ
２９ 圧力バランス検出手段
４０ 集中制御装置
５０ 天井面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調システムであって、
前記ラック列によるホットアイルの上方に配置される空調機器と、該空調機器によって循環させる空調空気を管理する必要風量管理手段と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、
前記必要風量管理手段は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御することを特徴とするＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項２】
前記必要風量管理手段は、前記ラックが消費する電力を測定する消費電力測定手段を更に備え、該消費電力測定手段により測定したラック全体の消費電力、および前記温度測定手段により測定した前記ラック列の前面側および背面側の温度に基づいて、前記管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御することを特徴とする請求項１に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項３】
前記空調機器をラック列に対応させて複数有し、該複数の空調機器は、前記ラック列によるホットアイルの上方にモジュール型の筐体がそれぞれ配置されており、各空調機器は、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項４】
前記必要風量管理手段は、前記空調機器のファンの風量を、前記制御部を介して制御することを特徴とする請求項３に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項５】
前記必要風量管理手段は、前記ラック列によるアイルを単位とし、該単位毎に複数の空調機器のファンの風量を制御することを特徴とする請求項４に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項６】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調機器であって、
前記ラック列によるホットアイルの上方に配置されるモジュール型の筐体と、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、
前記制御部は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記ファンの風量を制御することを特徴とするＩＣＴ機器用空調機器。
【請求項７】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列したラック列が収容されるＩＣＴ機器室であって、
ＩＣＴ機器室の空調設備として、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＩＣＴ機器用空調システムを限り、または請求項６に記載のＩＣＴ機器用空調機器を限りＩＣＴ機器室に備えていることを特徴とするＩＣＴ機器室。
【請求項１】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調システムであって、
前記ラック列によるホットアイルの上方に配置される空調機器と、該空調機器によって循環させる空調空気を管理する必要風量管理手段と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、
前記必要風量管理手段は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御することを特徴とするＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項２】
前記必要風量管理手段は、前記ラックが消費する電力を測定する消費電力測定手段を更に備え、該消費電力測定手段により測定したラック全体の消費電力、および前記温度測定手段により測定した前記ラック列の前面側および背面側の温度に基づいて、前記管理温度差が所定以下となるように、前記空調機器のファンの風量を制御することを特徴とする請求項１に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項３】
前記空調機器をラック列に対応させて複数有し、該複数の空調機器は、前記ラック列によるホットアイルの上方にモジュール型の筐体がそれぞれ配置されており、各空調機器は、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項４】
前記必要風量管理手段は、前記空調機器のファンの風量を、前記制御部を介して制御することを特徴とする請求項３に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項５】
前記必要風量管理手段は、前記ラック列によるアイルを単位とし、該単位毎に複数の空調機器のファンの風量を制御することを特徴とする請求項４に記載のＩＣＴ機器用空調システム。
【請求項６】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列してラック列をなすＩＣＴ機器に用いられる空調機器であって、
前記ラック列によるホットアイルの上方に配置されるモジュール型の筐体と、前記ホットアイルの上方に対向して前記筐体内に設けられるファンと、該ファンによって前記ホットアイルから吸気するように前記筐体に形成された吸い込み口と、その吸気を冷却するように前記筐体内に設けられてなる冷媒を用いた冷却ユニットと、該冷却ユニットで冷却された空気を前記ラック列の天井部前方からラック列の前方にコールドアイルを形成するように前記筐体に形成された吹き出し口と、前記ファンの風量を制御する制御部と、前記ラック列の前面側および背面側の温度を測定する温度測定手段とを備え、
前記制御部は、前記温度測定手段によって測定した所定位置の複数の温度情報に基づいて、前記ホットアイルおよびラック列のコールドアイル相互の管理温度差が所定以下となるように、前記ファンの風量を制御することを特徴とするＩＣＴ機器用空調機器。
【請求項７】
通信機器や電算機等のＩＣＴ機器を搭載したラックが整列したラック列が収容されるＩＣＴ機器室であって、
ＩＣＴ機器室の空調設備として、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＩＣＴ機器用空調システムを限り、または請求項６に記載のＩＣＴ機器用空調機器を限りＩＣＴ機器室に備えていることを特徴とするＩＣＴ機器室。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１２−３３１０５（Ｐ２０１２−３３１０５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３８０２（Ｐ２０１０−１７３８０２）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００２２２９５６）東洋熱工業株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００２２２９５６）東洋熱工業株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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