CN103109139B - 服务器室管理用空气调节系统 - Google Patents

Abstract

根据实施方式，服务器室管理用空气调节系统具备第一盘管、第二盘管以及供气扇。第一盘管将服务器室的回气调整成比供气温度目标值低的预定温度值，进行除湿。第二盘管与第一盘管设置在同一区域内，将服务器室的回气调整成比供气温度目标值高的预定温度值，以便与由第一盘管进行了调整的空气混合时达到供气温度目标值和供气湿度目标值。供气扇将由第一盘管进行了调整的回气和由第二盘管进行了调整的回气混合后作为供气向服务器室供给。

Description

服务器室管理用空气调节系统

技术领域

本发明涉及服务器室管理用空气调节系统。

背景技术

通常，在服务器室管理用空气调节控制装置中，通过以具有与面向普通大厦等相同的构架为基础的温度湿度调整来进行空气调节，通过信息设备周边的气流的最佳化等来实现节能的提高。

近年来，因特网的普及等使得信息量增加，由此，增设了设置有这样的服务器室的数据中心，这些设备的节能性能的提高普遍地成为问题。

在如数据中心这样应进行空气调节的对象的负荷是信息设备的情况下，具有如下的与面向普通大厦的空气调节控制不同的特征：负荷基本为显热负荷；设定温度湿度只要在一定范围内即可；由于不会因负荷产生CO₂，所以无需为了防止CO₂浓度上升进行换气；等等。

于是，将数据中心内划分为向服务器的供气侧的空间(冷区域)和排气侧的空间(热区域)这2个空间，以取入来自服务器室的室内的回气并进行温度控制后再次供给到该室内的方式，使空气循环来进行空气调节。

通过这样构成，能够进行这样的空气调节控制，能够减少室内区域的温度梯度并且减少供气温度的偏差，能够进行节能效果高且效率良好的空气调节控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4503083号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，如上所述，在一边取入来自服务器室的回气进行循环一边进行空气调节的情况下，有时也会在运行过程中从间隙混入绝对湿度较高的外气(外气即外部气体，以下相同。)，或者，一段时间里在内部因滞留在室内的人的呼气而产生水蒸汽，从而有时会导致空气调节控制对象的服务器室的绝对湿度上升。

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种服务器室管理用空气调节系统，以对控制对象的服务器室内的回气进行空气调节后再次供给到室内的方式使空气循环来执行空气调节控制时，控制成将服务器室内保持在适当的湿度。

为了实现上述目的，本发明的服务器室管理用空气调节系统具备第一盘管、第二盘管以及供气扇。第一盘管将服务器室的回气调整成比供气温度目标值低的预定温度值，进行除湿。第二盘管与第一盘管设置在同一区域内，将服务器室的回气调整成比供气温度目标值高的预定温度值，以便与由第一盘管进行了调整的空气混合时达到供气温度目标值和供气湿度目标值。供气扇将由第一盘管进行了调整的回气和由第二盘管进行了调整的回气混合后作为供气向服务器室供给。

附图说明

图1是表示第一实施方式的空气调节系统的结构的整体图。

图2是表示第一实施方式的空气调节系统的冷却盘管组及室外机的结构的说明图。

图3是表示用于对使用第一实施方式～第四实施方式的空气调节系统时的外气状态进行分类的空气线图。

图4是表示在现有的空气调节系统中以全循环模式进行空气调节时的回气温度与供气温度之间的关系的曲线图。

图5是表示在现有的空气调节系统中以全循环模式进行空气调节且混入了外气时的回气温度与供气温度之间的关系的曲线图。

图6是表示在第一实施方式～第四实施方式的空气调节系统中通过湿度控制和温度控制进行空气调节时的回气温度与供气温度之间的关系的曲线图。

图7是表示第二实施方式的空气调节系统的冷却盘管组及室外机的结构的说明图。

图8是表示第二实施方式的空气调节系统的控制装置的结构的框图。

图9是表示第二实施方式的空气调节系统运转时的、(a)供气绝对湿度值的变化、(b)供气温度值的变化、(c)湿度控制的执行/不执行(ON/OFF)切换状态的曲线图。

图10是表示第三实施方式的空气调节系统的控制装置的结构的框图。

图11是表示第三实施方式的空气调节系统运转时的、(a)供气绝对湿度值的变化、(b)供气温度值的变化的曲线图。

图12是表示第四实施方式的空气调节系统的控制装置的结构的框图。

具体实施方式

《第一实施方式》

<第一实施方式的服务器室管理用空气调节系统的结构>

参照图1，说明本发明的第一实施方式的服务器室管理用空气调节系统1A的结构。

本实施方式的空气调节系统1A对数据中心等服务器室10进行空气调节。服务器室10内被分离为作为第一空间的冷区域12和作为第二空间的热区域13，在该冷区域12与热区域13之间设置有服务器机柜11，服务器机柜11中收纳有多个服务器(未图示)。

而且，通过收纳在该服务器机柜11中的服务器内的扇(未图示)的运转，如箭头a所示，以从室内机20供给到冷区域12的冷气被吸入到服务器机柜11的服务器中，作为被服务器的发热进行了加热的回气流出到热区域13的方式，产生气流。并且，在服务器中，产生的热被所吸入的冷气冷却，从而能够正常运转。

空气调节系统1A具有室内机20和室外机组40。

室内机20具有：与服务器室10的热区域13连接的回气导入区域20A；和与冷区域12连接的供气冷却区域20B，在回气导入区域20A设置有排气用风门21，在回气导入区域20A与供气冷却区域20B之间设置有回气导入用风门22，在供气冷却区域20B设置有外气导入用风门23和作为冷气生成装置的、冷却盘管组24、加湿器25和供气扇26。

排气用风门21通过开度来调整从服务器室10的热区域13流入到回气导入区域20A并排出到外部的回气量。

回气导入用风门22通过开度来调整从回气导入区域20A导入到供气冷却区域20B内的回气量。

外气导入用风门23通过开度来调整从外部导入到供气冷却区域20B内的外气量。

冷却盘管组24由多个冷却盘管构成，根据需要，对外气导入用风门23处于打开状态时导入的外气、以及回气导入用风门22处于打开状态时从回气导入区域20A导入的回气进行冷却，生成冷气。

加湿器25根据需要对被导入的外气及回气进行加湿。

供气扇26使根据需要被冷却盘管组24冷却且根据需要被加湿器25进行加湿而生成的冷气，作为供气，流入到服务器室10内的冷区域12。

此外，在回气导入区域20A内设置有对从热区域13流入的回气温度进行计测的回气温度计31，在室内机20的外侧设置有对外气温度进行计测的外气温度计32和对外气湿度进行计测的外气湿度计33，在供气冷却区域20B内的供气扇26的下游设置有对向服务器室10的冷区域12流入的供气温度进行计测的供气温度计34、以及对供气湿度进行计测的供气湿度计35。

室外机组40由多个室外机构成，分别与冷却盘管组24的多个冷却盘管连接，供给由各个冷却盘管生成冷气时所利用的制冷剂。

参照图2，说明冷却盘管组24和室外机40的详细的结构。在本实施方式中，冷却盘管组24由4台冷却盘管24A～24D构成，室外机组40由4台室外机40A～40D构成，分别1对1地通过导管对冷却盘管和室外机进行连接。冷却盘管24A～24D被设置在供气冷却区域20B内。另外，优选设置成在与取入的回气的流动方向成90度的方向上纵向不重合，然而不限于90度。

<第一实施方式的服务器室管理用空气调节系统的动作>

接着，说明本实施方式的服务器室管理用空气调节系统1A的动作。

在本实施方式的空气调节系统1A中，为了适当地将设置在服务器机柜11中的服务器冷却，以如下方式动作：(1)服务器内的扇吸入的冷气(从室内机20供给到服务器室10的供气)满足规定条件，并且，(2)服务器内的扇可靠地吸入冷区域的冷气后吹出给热区域。

其中，(1)的供气条件根据所设置的服务器的要求而定，但在本实施方式中，作为向服务器室10的供气温度及供气湿度，依照美国暖房冷冻空调学会(ASHRAE；AmericanSocietyofHeating，RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers)的规定或与其类似的规定，将条件设定为温度：18～27℃、绝对湿度为0.0056～0.0107kg/kg且相对湿度为60％以下。

如此，在设定了供气温度目标范围及供气湿度目标范围的情况下，通过判断当前的外气属于图3所示那样被分割的空气线图上的哪个区域来判断状态。空气线图是在线图上能够根据温度、绝对/相对湿度、热焓(enthalpy)等掌握湿空气的状态的线图。

在图3的空气线图中，基于上述的供气温度目标范围及供气湿度目标范围所示出的值、以及与范围属于该供气温度目标范围且供气湿度目标范围的空气状态对应的热焓的上限值及下限值，将相对湿度100％(饱和状态)以下的空气状态分割为表示以下所示的5个空气状态范围的区域I～V。在本实施方式中，与上述供气温度目标范围且供气湿度目标范围对应的热焓上限值为50kJ/kg(DA)，热焓下限值为35kJ/kg(DA)。

-区域I(第一空气状态范围)：

区域I是与供气温度目标范围、且作为目标的供气绝对湿度范围、且供气相对湿度范围相同的范围，也就是说，在空气线图上满足下述式(1)的范围。

〔数学式1〕

(温度为18度以上且27度以下)

∩(绝对湿度为0.0056kg/kg(DA)以上且0.0107kg/kg(DA)以下)

∩(相对湿度为60％以下)式(1)

-区域II(第二空气状态范围)：

区域II是满足小于作为目标的供气绝对湿度范围的下限值、且小于在作为目标的范围中的热焓下限值的范围，也就是说，在空气线图上满足下述式(2)的范围。

〔数学式2〕

(绝对湿度小于0.0056kg/kg(DA))

∩(比热焓小于35kJ/kg(DA))式(2)

-区域III(第三空气状态范围)：

区域III是在作为目标的供气绝对湿度的范围内、且小于作为目标的供气温度范围的下限值或大于等于作为目标的供气相对湿度的上限值的范围，也就是说，在空气线上满足下述式(3)的范围。

〔数学式3〕

(绝对湿度为0.0056kg/kg(DA)以上且0.0107kg/kg(DA)以下)

∩{(温度小于18度)∪(相对湿度为60％以上)}式(3)

-区域IV(第四空气状态范围)：

区域IV是在与作为目标的供气温度及供气湿度的范围对应的热焓范围内、且小于作为目标的供气绝对湿度范围的下限值或大于作为目标的供气温度范围的上限值的范围，也就是说，在空气线上满足下述(4)的范围。

〔数学式4〕

(比热焓为35kJ/kg(DA)以上且比热焓为50kJ/kg(DA)以下)

∩{(绝对湿度小于0.0056kg/kg(DA))∪(温度超过27度)}式(4)

-区域V(第5空气状态范围)：

区域V是上述的区域I～IV以外的范围。

若判断出当前的外气状态属于这些区域I～IV之中的某个区域，则能够针对每个区域如下那样设定空气调节控制内容。在该设定内容中，成为空气调节控制对象的是由从服务器室10内的服务器发出的热引起的显热负荷，假设不产生由人的呼气等引起的潜热负荷，回气湿度值被决定为与由供气湿度计35计测的供气湿度计测值相同。

-属于区域I时的空气调节控制内容：

在当前的外气状态处于区域I的范围内时，属于上述的供气温度目标范围且供气湿度目标范围，能够将外气直接作为供气。因此，控制内容被决定为，将排气用风门21全开，将回气导入用风门22关闭，将外气导入用风门23全开，从而使外气导入比率达到100％。并且，此时，不进行基于加湿器25的加湿处理以及基于冷却盘管组24的混合空气的冷却处理。

-属于区域II时的空气调节控制内容：

在当前的外气状态处于区域II的范围内时，控制内容被决定为，通过在外气中混合回气来对外气温度进行加热并且加湿。具体地讲，控制内容被决定为，排气用风门21、回气导入用风门22、以及外气导入用风门23的开度根据外气导入比率而在0～100％之间被调整，并且通过加湿器25进行需要量的加湿。

此时，外气导入比率的目标值α通过外气温度计测值及回气温度计测值而被调整，使得混合后的空气达到在供气温度目标范围且在供气湿度目标范围内预先设定的供气温度目标值。

如此，外气导入比率被调整而将外气和回气混合后的空气的绝对湿度值X若使用外气绝对湿度计测值Xo、回气绝对湿度计测值Xr、外气导入比率目标值α，则表示为下述的式(5)。

〔数学式5〕

X＝Xo×α+Xr×(1-α)式(5)

因此，为了使混合后的空气成为作为目标的温度湿度状态的供气，需要进行与供气绝对湿度目标值Xs0之间的差值即Xs0-X的量对应的加湿。用于提高该差值的湿度值的需要加湿量若使用供气流量Fs表示则为Fs×(Xs0-X)，将用于控制加湿器的水量的阀(未图示)的控制内容决定为能够供给该需要加湿量。此时，不通过冷却盘管组24对混合空气进行冷却处理。

另外，将外气和回气混合后进行加湿时的需要加湿量如上述那样被决定，然而也可以将回气预先加湿到绝对湿度目标值{Xr+(X-Xs0)/(1-α)}，从而无需混合后进行加湿。

在这种情况下，若将外气温度计测值设为To，将加湿后的回气温度值设为Tr2，将供气温度目标值设为Ts0，则外气导入比率目标值α由下述式(6)表示。

〔数学式6〕

α＝(Tr2-Ts0)/(Tr2-To)×100(％)式(6)

-属于区域III时的空气调节控制内容：

在当前的外气状态处于区域III的范围内时，控制内容被决定为，通过在外气中混入回气来对外气温度进行加温。具体地讲，控制内容被决定为，排气用风门21、回气导入用风门22、以及外气导入用风门23的开度根据外气导入比率在0～100％之间被调整。

在这种情况下，若将外气温度计测值设为To，将回气温度计测值设为Tr，将供气温度目标值设为Ts0，则外气导入比率目标值α由下述式(7)表示。

〔数学式7〕

α＝(Tr-Ts0)/(Tr-To)×100(％)式(7)

此时，不进行基于加湿器25的加湿处理、以及基于冷却盘管组24的混合空气的冷却处理。

-属于区域IV时的空气调节控制内容：

在当前的外气状态处于区域IV的范围内时，控制内容被决定为，对外气进行加湿。具体地讲，控制内容被决定为，将排气用风门21全开，将回气导入用风门22关闭，将外气导入用风门23全开，从而将外气导入比率设定为100％，并且，通过加湿器25进行需要量的加湿。

在这种情况下，若将外气绝对湿度计测值设为Xo，将供气湿度目标值设为Xs0，则需要加湿量为Xs0-Xo。此时，随着加湿，外气温度从To下降到T。在供气温度目标值Ts0低于T的情况下，控制成通过冷却盘管组24进行冷却处理以使外气成为供气温度目标值。

-属于区域V时的空气调节控制内容：

在当前的外气状态处于区域V的范围内时，控制内容被决定为，对回气进行冷却。具体地讲，控制内容被决定为，将排气用风门21关闭，将回气导入用风门22全开，将外气导入用风门23关闭，从而将外气导入比率设为0％，并且通过冷却盘管组24进行冷却、除湿处理。此时，不进行基于加湿器25的加湿处理。

若如上所述设定空气调节控制内容，则基于该控制内容，对排气用风门21、回气导入用风门22和外气导入用风门23的开度、加湿器25和冷却盘管组24的控制量、以及供气扇26的转速进行控制，控制作为目标的范围内的供气温度值及供气湿度值的供气，从而进行适当的空气调节。

在如上所述的空气调节控制之中，进行判断为当前的外气状态处于区域V的范围、不导入外气而全部通过回气生成供气来对服务器室10进行空气调节时(以下称为“全循环模式”。)，服务器室10的热区域13的回气(RA)，被导入到回气导入区域20A，并通过将回气导入用风门22设为打开状态而被取入到供气冷却区域20B，根据需要被进行基于冷却盘管组24的冷却、基于加湿器25的加湿，通过供气扇26被作为供气(SA)供给到服务器室10的冷区域12。

此时，在服务器室10中，虽然会产生显热负荷，但不会发生潜热负荷，因此，如图4所示，来自服务器室10的回气(RA)与向服务器室10的供气(SA)，绝对湿度值相同而只有温度值不同。

但是，实际上由于如从外气导入用风门23、冷区域12、热区域13的间隙等混入了湿度较高的外气，或者一段时间里在内部因临时滞留在室内的人的呼气产生水蒸汽等这样的预料外的事件，有时会导致空气调节控制对象的服务器室的绝对湿度上升。

在这种情况下，如图5所示，室内机20取得湿度比供给到服务器室10的供气(SA)高的回气(RA’)，由该回气生成的供气(SA’)也在全循环模式下变为湿度较高的空气。

为了防止由于这种状态反复而导致来自服务器室10的回气、向服务器室10的供气慢慢上升而脱离适当的供气湿度目标范围，预先预测由于来自间隙等的湿度较高的外气的混入、管理人一段时间的入室等而有所上升的服务器室10内的绝对湿度值的上升量，对应于此，将设置在供气冷却区域20B内的冷却盘管组24的冷却盘管24A～24D区分设定为作为湿度调整用动作的冷却盘管和作为温度调整用动作的冷却盘管。

在本实施方式中，设定为使图2所示的冷却盘管组24之中的冷却盘管24A作为湿度调整用的第一盘管动作，将从回气导入区域20A取入的湿度变高的回气(RA’)如图6所示那样调整成下降到比供气温度目标值(SA)低的可除湿的温度的供气(SA1)。室外机40A向冷却盘管24A供给温度和量为用于进行从回气(RA’)的温度下降到供气(SA1)的空气调节的值的制冷剂。

此外，设定为使冷却盘管组24之中的冷却盘管24B～24D这3台作为温度调整用第二盘管动作，将从回气导入区域20A取入的回气(RA’)如图6所示那样调整成温度下降到比供气温度目标值(SA)高的供气(SA2)。该SA2的温度值是为了使得在由冷却盘管24A调整后的空气与由冷却盘管24B～24D调整后的空气混合存在时成为供气温度目标值及供气湿度目标值而被决定的值。室外机40B～40D对冷却盘管24B～24D供给温度和量为用于进行从回气(RA’)温度下降到供气(SA2)温度的空气调节的值的制冷剂。在这些冷却盘管24B～24D中不进行湿度调整。

若这样通过冷却盘管24A～24D针对回气的流动进行取入的回气的湿度调整、温度调整，则已被各个冷却盘管24A～24D进行了调整的供气在供气冷却区域20B内自然混合，得到供气温度目标值以及供气湿度目标值的供气(SA)，通过供气扇26将该供气(SA)供给到服务器室10的冷区域12。

根据以上的本实施方式，在服务器室的空气调节控制以全循环模式进行时，在能够预先预测出因预料外事件引起的服务器室的绝对湿度的上升量的情况下，对应于此，通过将台数和控制量被决定了的湿度控制用冷却盘管和温度控制用冷却盘管设置在同一空间即供气冷却区域，能够向服务器室供给目标温度值、目标湿度值的供气。

《第二实施方式》

<第二实施方式的服务器室管理用空气调节系统的结构>

参照图7，说明本发明的第二实施方式的服务器室管理用空气调节系统1B的结构。

如图7所示，本实施方式的空气调节系统1B除了具有控制装置50B之外，具有与第一实施方式的空气调节系统1A相同的结构，所以对于具有相同功能的装置，省略详细说明。

如图8所示，控制装置50B具有阈值信息存储部501、供气湿度计测值取得部502、判断部503、以及控制信号发送部504。

阈值信息存储部501中存储用于判断是否执行湿度控制的供气湿度计测值的上限阈值(例如，区域I的湿度范围的上限值即“绝对湿度0.0107kg/kg”)及下限阈值(例如，区域I的湿度范围的下限值即“绝对湿度0.0056kg/kg”)的信息。

供气湿度计测值取得部502取得由供气湿度计35计测到的供气湿度计测值。

判断部503判断由供气湿度计测值取得部502取得的供气湿度计测值是否在存储于阈值信息存储部501中的上限阈值与下限阈值之间的范围内。

在判断部503判断为供气湿度计测值超过上限阈值的情况下，控制信号发送部504将被设定为第一盘管的冷却盘管24A设定为运转(ON)状态，向相应的室外机40A发送用于开始运转的控制信号，执行湿度控制。并且，在所取得的供气湿度计测值低于预先设定的下限阈值的情况下，控制信号发送部504将被设定为第一盘管的冷却盘管24A设为不运转(OFF)状态，向相应的室外机40A发送用于停止运转的控制信号，使湿度控制停止。

<第二实施方式的服务器室管理用空气调节系统的动作>

接着，说明本实施方式的服务器室管理用空气调节系统1B的动作。

在本实施方式中，若空气调节系统1B运转，则控制装置50B的供气湿度计测值取得部502取得由供气湿度计35计测到的供气湿度计测值。

接着，在判断部503中判断由供气湿度计测值取得部502取得的供气湿度计测值是否在存储于阈值信息存储部501中的上限阈值与下限阈值之间的范围内，作为判断的结果，在判断为所取得的供气湿度计测值超过预先存储在阈值信息存储部中的上限阈值的情况下，将冷却盘管24A设定为运转(ON)状态，在判断为低于所存储的下限阈值的情况下，将冷却盘管24A设定不运转(OFF)状态。

在判断部503中决定为将冷却盘管24A设定为运转(ON)状态时，从控制信号发送部504向室外机40A发送用于使与冷却盘管24A对应的室外机40A开始运转的控制信号，在决定为将冷却盘管24A设定为不运转(OFF)状态时，从控制信号发送部504向室外机40A发送用于使室外机40A停止运转的控制信号。

在图9示出了这样控制室外机40A的动作而由此控制冷却盘管24A的运转/不运转(ON/OFF)时的、(a)供气绝对湿度值的变化、(b)供气温度值的变化、以及(c)湿度控制的执行/不执行(ON/OFF)切换状态之间的关系示于图9。

如图9所示，首先，从开始计测起到供气湿度计测值达到上限阈值为止的期间(时刻t0～t1的期间)，服务器室10的回气的绝对湿度处于上限阈值与下限阈值之间的适当范围内，湿度控制处于不执行(OFF)状态，通过控制装置50的控制使室外机40A停止运转。此时，从服务器室10取得的回气的空气调节控制中，作为第二盘管的冷却盘管24B～24D基于从供气温度计34取得的供气温度计测值仅执行温度控制，生成目标温度范围(例如，区域I的温度范围即“温度为18度以上且27度以下”)内的温度(Tsa1)的供气。

接着，若在空气调节控制过程中因来自间隙的外气的混入等导致供气湿度计测值上升而达到了上限阈值(时刻t1)，则决定为通过控制装置50将湿度控制转移为执行(ON)状态，发送用于使室外机40A运转的控制信号。而且，该控制信号使得室外机40A运转，开始向冷却盘管24A供给预定温度和量的制冷剂。

在从湿度控制转移到执行(ON)状态之后到供气湿度计测值达到下限阈值为止的期间(时刻t1～t2的期间)，持续执行湿度控制，与在第一实施方式中说明的情况相同，通过控制装置50控制室外机40A～40D，使得在冷却盘管24A中调整成温度(Tsa1’)比供气温度目标值低的供气，在冷却盘管24B～24D中调整成温度(Tsa2)比供气温度目标值高的供气。

通过这样开始湿度控制，供气湿度计测值开始下降。此外，由于冷却盘管24A中调整的供气为低温(Tsa1’)，所以被供给到服务器室10的供气受到该低温供气的影响，温度在目标温度范围内下降。具体地讲，进行湿度控制的冷却盘管24A为1台，相对于此，进行温度控制的冷却盘管24B～24D为3台，被供给到服务器室10的供气的温度(Tsa)由下述式(8)表示。

〔数学式8〕

Tsa＝0.25×Tsa1’+0.75×Tsa2(8)

接着，若通过持续执行湿度控制而使供气湿度计测值达到下限阈值(时刻t2)，则决定为通过控制装置50将湿度控制转移到不执行(OFF)状态，发送用于使室外机40A停止运转的控制信号。于是，室外机40A的动作停止。

之后，若再次因外气的混入等而使得供气湿度计测值达到上限阈值(时刻t3)，则决定为通过控制装置50将湿度控制转移到执行(ON)状态，同样地重复处理。

根据以上的本实施方式，基于空气调节控制对象的服务器室的供气温度计测值和供气湿度计测值，以使供气湿度被控制在目标范围内的方式来决定各冷却盘管对回气的冷却量，所以，能够对于预料外地上升的服务器室的湿度量的变动也能够进行应对，而且能够以高精度向服务器室供给目标温度值、目标湿度值的供气。

《第三实施方式》

<第三实施方式的服务器室管理用空气调节系统的结构>

如图7所示，本发明的第三实施方式的服务器室管理用空气调节系统1C的结构除了还具有控制装置50C之外，其他结构与第一实施方式的空气调节系统1A相同，所以对于具有相同功能的装置，省略详细说明。

控制装置50C用于对冷却盘管组24进行PID控制，如图10所示，具有湿度控制表格存储部505、供气湿度计测值取得部502、差值计算部506、冷却量取得部507、湿度PID控制部508、温度控制表格存储部509、供气温度计测值取得部510、差值计算部511、冷却量取得部512、以及温度PID控制部513。

湿度控制表格存储部505中预先存储有湿度控制表格，该湿度控制表格中示出了针对供气湿度目标值与供气湿度计测值之间的每个差值的、用于湿度控制的冷却盘管中的回气的冷却量。

供气湿度计测值取得部502取得由供气湿度计35计测到的供气湿度计测值。

差值计算部506对预先设定的供气湿度目标值与由供气湿度计测值取得部502取得的供气湿度计测值之间的差值进行计算。

冷却量取得部507基于预先保存在湿度控制表格存储部505中的湿度控制表格，取得与由差值计算部506计算出的差值对应的用于湿度控制的回气的冷却量。

湿度PID控制部508基于由冷却量取得部507取得的用于湿度控制的回气的冷却量，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A的动作。

温度控制表格存储部509中预先存储温度控制表格，该温度控制表格中示出了针对供气温度目标值与供气温度计测值之间的每个差值的、用于温度控制的冷却盘管中的回气的冷却量。

供气温度计测值取得部510取得由供气温度计34计测出的供气温度计测值。

差值计算部511对预先设定的供气温度目标值与由供气温度计测值取得部510取得的供气温度计测值之间的差值进行计算。

冷却量取得部512基于预先保存在温度控制表格存储部509中的温度控制表格，取得与由差值计算部511计算出的差值对应的用于温度控制的回气的冷却量。

温度PID控制部513基于由冷却量取得部512取得的用于温度控制的回气的冷却量，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A～40D的动作。

<第三实施方式的服务器室管理用空气调节系统的动作>

接着，说明本实施方式的服务器室管理用空气调节系统1C的动作。

在本实施方式中，在空气调节系统1C正在运转时，冷却盘管24A及室外机40A始终被设定为运转(ON)状态。

并且，控制装置50C的供气湿度计测值取得部502取得了由供气湿度计35计测到的供气湿度计测值。

接着，差值计算部506计算由供气湿度计测值取得部502取得的供气湿度计测值与预先设定的供气湿度目标值之间的差值。

接着，冷却量取得部507基于预先存储在湿度控制表格存储部505中的湿度控制表格，取得与差值计算部506计算出的差值对应的用于湿度控制的回气的冷却量。

接着，湿度PID控制部508基于由冷却量取得部507取得的用于湿度控制的回气的冷却量，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A的动作。在此，关于湿度控制，与第一实施方式中说明的情况相同，决定制冷剂的温度和量，以便调整成比供气温度目标值低的温度(Tsa1’)的供气。

另一方面，供气温度计测值取得部510取得由供气温度计34计测到的供气温度计测值。

接着，差值计算部511计算由气温度计测值取得部510取得的供气温度计测值与预先设定的供气温度目标值之间的差值。

接着，冷却量取得部512基于预先存储在温度控制表格存储部509中的温度控制表格，取得与差值计算部511计算出的差值对应的用于温度控制的回气的冷却量。

接着，温度PID控制部513基于由冷却量取得部512取得的用于温度控制的回气的冷却量，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A～40D的动作。在此，关于温度控制，与第一实施方式中说明的情况相同，决定制冷剂的温度和量，以便调整成比供气温度目标值高的温度(Tsa2)的供气。

其中，在室外机40A的用于温度控制的回气的冷却量的信息中加上上述的用于湿度控制的回气的冷却量的信息，来决定制冷剂的温度和量。

在图11中示出了如这样控制了室外机40A的动作时的、(a)供气绝对湿度值的变化、(b)供气温度值的变化、以及(c)湿度控制的执行/不执行(ON/OFF)切换状态之间的关系。

在本实施方式中，执行与通过PID控制依次取得的供气湿度计测值及供气温度计测值与目标值之间的差值对应的控制，所以如图11(a)、(b)所示，供气湿度计测值、供气温度计测值均保持为接近恒定的状态，而不会从目标值偏离较大。

根据以上的本实施方式，基于空气调节控制对象的服务器室的供气温度计测值和供气湿度计测值，决定各个冷却盘管对回气的冷却量以使供气温度、供气湿度保持为接近恒定的状态，所以即使针对预料外地上升的服务器室的湿度量的变动也能够依次应对，并且能够以高精度向服务器室供给目标温度值、目标湿度值的供气。

《第四实施方式》

<第四实施方式的服务器室管理用空气调节系统的结构>

本发明的第四实施方式的服务器室管理用空气调节系统1D的结构，如图7所示，除了具有控制装置50D之外，其他结构与第一实施方式的空气调节系统1A相同，所以对于具有相同功能的装置，省略详细说明。

本实施方式的空气调节系统1D用于对冷却盘管组24进行PID控制，如图10所示，具有湿度控制表格存储部505、供气湿度计测值取得部502、差值计算部506、冷却量取得部507、湿度PID控制部508、温度控制表格存储部509、供气温度计测值取得部510、差值计算部511、冷却量取得部512、温度PID控制部513、开关514～517、以及冷却盘管设定控制部518。

其中，湿度控制表格存储部505、供气湿度计测值取得部502、差值计算部506、冷却量取得部507、温度控制表格存储部509、供气温度计测值取得部510、差值计算部511、以及冷却量取得部512的功能与第三实施方式的控制装置50B的相应各部的功能相同，所以省略详细说明。

湿度PID控制部508基于由冷却量取得部507取得的用于湿度控制的回气的冷却量以及后述的由冷却盘管设定控制部518设定的冷却盘管24A～24D的控制设定状况，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A～40D的动作。

温度PID控制部513基于由冷却量取得部512取得的用于温度控制的回气的冷却量以及后述的由冷却盘管设定控制部518设定的冷却盘管24A～24D的控制设定状况，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A～40D的动作。

开关514通过设定为开启(ON)状态来将湿度PID控制部508与室外机40A连接，通过设定为关断(OFF)状态来将湿度PID控制部508与室外机40A的连接断开。

开关515通过设定为开启(ON)状态来将湿度PID控制部508与室外机40B连接，通过设定为关断(OFF)状态来将湿度PID控制部508与室外机40B的连接断开。

开关516通过设定为开启(ON)状态来将湿度PID控制部508与室外机40C连接，通过设定为关断(OFF)状态来将湿度PID控制部508与室外机40C的连接断开。

开关517通过设定为开启(ON)状态来将湿度PID控制部508与室外机40D连接，通过设定为关断(OFF)状态来将湿度PID控制部508与室外机40D的连接断开。

冷却盘管设定控制部518取得由外气温度计32计测到的计测值、由外气湿度计33计测到的计测值、由供气温度计34计测到的计测值、由供气湿度计35计测到的计测值、由供气扇26产生的供气风量、被收纳在服务器机柜11中的服务器的负荷状态，基于这些信息，将冷却盘管24A～24D分别设定为用于湿度控制或是用于温度控制。通过该设定，在将冷却盘管24A设定为用于湿度控制时，将开关514设定为开启(ON)状态；在将冷却盘管24B设定为用于湿度控制时，将开关515设定为开启(ON)状态；在将冷却盘管24C设定为用于湿度控制时，将开关516设定为开启(ON)状态；在将冷却盘管24D设定为用于湿度控制时，将开关517设定为开启(ON)状态。

<第四实施方式的服务器室管理用空气调节系统的动作>

接着，说明本实施方式的服务器室管理用空气调节系统1D的动作。

在本实施方式中，若空气调节系统1D开始运转，则首先冷却盘管设定控制部518取得由外气温度计32计测到的计测值、由外气湿度计33计测到的计测值、由供气温度计34计测到的计测值、由供气湿度计35计测到的计测值、由供气扇26产生的供气风量、以及被收纳在服务器机柜11中的服务器的负荷状态。

然后，根据所取得的这些信息，决定将冷却盘管组24之中的几台用于湿度控制，将几台用于温度控制。在本实施方式中，由于冷却盘管组24由冷却盘管24A～24D这4台构成，所以能够将这些冷却盘管以1∶3或2∶2的比例设定为用于湿度控制的冷却盘管和用于温度控制，可以从以下几个类型中选择：将冷却盘管24A用于湿度控制，将冷却盘管24B～24D用于温度控制的类型(3∶1)；将冷却盘管24A、24B用于湿度控制，将冷却盘管24C、24D用于温度控制的类型(2∶2)；或者，将冷却盘管24A用于湿度控制，将冷却盘管24B～24D用于温度控制的类型(1∶3)。进行该类型的选择时，基于预先进行的试验结果，选择能量消耗費最少的类型，从而能够提高节能效果。

若决定了用于湿度控制的冷却盘管的台数以及用于温度控制的冷却盘管的台数，则基于该决定来决定将哪些冷却盘管用于湿度控制，将哪些冷却盘管用于温度控制。

此时，通过设置成在冷却盘管24A～24D之中用于湿度控制的冷却盘管不集中于特定的冷却盘管，而避免只在特定的冷却盘管或室外机中因湿度控制被施加过多的负荷，从而能够延长冷却盘管24A～24D及室外机40A～40D的整体寿命。

在此，通过冷却盘管设定控制部518使得与被决定为进行湿度控制的冷却盘管连接的室外机所对应的开关被设定为开启(ON)状态，从而相应的室外机被与湿度PID控制部508连接。由此，从湿度PID控制部508向该室外机发送与湿度控制有关的信息。

此外，由冷却盘管设定控制部518决定的冷却盘管24A～24D的控制的设定状况，被送出至湿度PID控制部508以及温度PID控制部513。

另一方面，供气湿度计测值取得部502、差值计算部506、以及冷却量取得部507中执行与第三实施方式的控制装置50C的情况相同的处理，湿度PID控制部508基于由冷却量取得部507取得的用于湿度控制的回气的冷却量以及从冷却盘管设定控制部518送出的冷却盘管24A～24D的控制设定状况，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此开关被设定为开启(ON)状态，对所连接的室外机40的动作进行控制。

此外，供气温度计测值取得部510、差值计算部511、以及冷却量取得部512中执行与第三实施方式的控制装置50C的情况相同的处理，温度PID控制部513基于由冷却量取得部512取得的用于温度控制的回气的冷却量以及从冷却盘管设定控制部518送出的冷却盘管24A～24D的控制设定状况，决定该控制所需的制冷剂的温度和量，据此控制室外机40A～40D的动作。

此时，在与湿度控制对应的室外机的控制中，在用于温度控制的回气的冷却量的信息中加上上述的用于湿度控制的回气的冷却量的信息，来决定制冷剂的温度和量。

此外，在进行湿度控制或温度控制的多个冷却盘管之中也能够设定不同的冷却量，被这些冷却盘管24A～24D冷却后最终混合的供气作为整体，以达到供气湿度目标值及供气温度目标值的方式取得平衡即可。

根据以上的本实施方式，基于空气调节控制对象的服务器室的供气温度计测值和供气湿度计测值，决定各个冷却盘管对回气的冷却量以使供气温度、供气湿度能够保持接近恒定的状态，因此，即使针对预料外上升的服务器室的湿度量的变动也能够依次应对，能够以高精度向服务器室供给目标温度值、目标湿度值的供气，能够得到高节能效果。

在上述的第一实施方式～第三实施方式中，说明了冷却盘管组分别与独立的室外机连接的情况，然而不限于此，也可以构成为多个冷却盘管相互连接而以组为单位进行管理。

以上说明了本发明的几个实施方式，然而这些实施方式是作为例子而示出的，并不是要限定发明范围。这些新颖的实施方式能够采用其他各种方式实施，在不脱离发明宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形均包括在发明的范围、宗旨中，被包含在权利要求书中记载的发明及其等同范围内。

Claims (4)

1.一种服务器室管理用空气调节系统，对空气调节控制对象的服务器室利用全循环模式进行空气调节，全循环模式是不导入外气而全部通过来自所述服务器室的回气来生成供气向所述服务器室供给的模式，其特征在于，具备：

第一盘管，该第一盘管是湿度调整用的盘管，台数是对应于所述全循环模式中的所述服务器室内的绝对湿度值的上升量的预测而被决定的，将来自所述服务器室的回气调整成比预先设定的供气温度目标值低的预定温度值，进行除湿；

第二盘管，该第二盘管是温度调整用的盘管，台数是对应于所述全循环模式中的所述服务器室内的绝对湿度值的上升量的预测而被决定的，与所述第一盘管设置在同一区域内，将来自所述服务器室的回气调整成比所述供气温度目标值高的预定温度值，以使该回气与由所述第一盘管进行了调整的空气混合时达到所述供气温度目标值和预先设定的供气湿度目标值；以及

供气扇，将由所述第一盘管进行了调整的回气和由所述第二盘管进行了调整的回气混合后作为供气向所述服务器室供给。

2.一种服务器室管理用空气调节系统，对空气调节控制对象的服务器室利用全循环模式进行空气调节，该全循环模式是不导入外气而全部通过来自所述服务器室的回气来生成供气向所述服务器室供给的模式，其特征在于，具备：

多个冷却盘管，调整来自所述服务器室的回气；

供气扇，将由所述多个冷却盘管进行了调整的供气进行混合，作为供气向所述服务器室供给；

第一控制装置，取得外气温度计测值、外气湿度计测值、供气温度计测值、供气湿度计测值、供气风量、以及表示所述服务器室内的服务器的负荷状态的值，基于所取得的值，决定所述多个冷却盘管当中分配给第一盘管的台数和分配给第二盘管的台数，所述第一盘管是将来自所述服务器室的回气调整成比预先设定的供气温度目标值低的预定温度値来进行除湿的盘管，所述第二盘管是将来自所述服务器室的回气调整成比所述供气温度目标值高的预定温度值以使该回气与由所述第一盘管进行了调整的空气混合时成为所述供气温度目标值及预先设定的供气湿度目标值的盘管，而且，该第一控制装置以使所述第一盘管不集中于特定的冷却盘管的方式确定作为所述第一盘管来使用的冷却盘管及作为所述第二盘管来使用的冷却盘管。

3.如权利要求1所述的服务器室管理用空气调节系统，其特征在于，

具备：

第二控制装置，在供气湿度计测值低于包含所述供气湿度目标值的供气湿度目标范围的下限值时，使所述第一盘管停止，之后，在高于所述供气湿度目标范围的上限值时，使所述第一盘管运转。

4.如权利要求1或2所述的服务器室管理用空气调节系统，其特征在于，

具备：

第三控制装置，基于供气湿度计测值与供气湿度目标值之间的差值决定所述第一盘管的控制量，以便消除该差值。