JP2009079890A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】情報処理装置からの発熱を効率的に冷却できるサーバールームを簡易的に構築し、設備費の増大を抑える。
【解決手段】 情報処理機器５０を収容する収容ラック１００が複数配置されたサーバールーム１の空調システム１０であって、少なくとも１つの収容ラック１００とによって画成される通気空間４３と、サーバールーム１の床面に形成され、通気空間４３に連通し、冷気が供給される冷気供給部４２と、通気空間４３の上部開口を覆う天面部材２００とを備え、天面部材２００が可撓性のシート部材により形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーバー装置又は通信機器等の情報処理機器を収容する収容ラックが複数配置されたサーバールームの空調システムに関する。

データセンター等において、サーバーコンピュータ又は通信機器等の情報処理機器等を収納するサーバールームについては、サーバーコンピュータからの発熱対策が重要であり、その冷却のために専用の空調システムが設けられている。

ところで、従来の空調システムにおいて、空調機からの冷気の供給能力は、ラック又は情報処理機器に取り付けられたファンによる排気能力よりも大きく設定されている。これは、外気温の変化および情報処理機器の発熱量などの様々な条件の変化に対して、情報処理機器の冷却能力が不足することがないように冷気の供給能力が設定されているためである。したがって、上記のように、ラック、遮蔽板および壁体で囲まれる空間が外部と遮断された空調システムでは、すなわち上記ファンに対して排気能力を上回る過大な負荷がかかり、当該ファンの故障などの原因になる可能性がある。

このため、従来より、例えば特許文献１に開示されているような技術が提案されている。この特許文献１に開示された技術では、冷気をラック本体に導入し、導入された冷気の風圧を排気側に開放する風圧調整部とを備える機器収容ラックが開示されている。また、この特許文献１に開示された技術によれば、ラック本体における冷気が導入される側と情報処理機器を冷却した空気が排気される排気側とを遮断する冷気導入部を設けた場合でも、ラック本体又は情報処理機器に取り付けられたファンに対して排気能力を上回る過大な負荷がかかることがなく、当該ファンの故障を防ぐことができる。
特開２００７−３１６９８９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、ラック周辺の機密性を確保するために、重厚な密閉空間を構築するものであったことから、設備費が増大するという問題があった。

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、情報処理装置からの発熱を効率的に冷却できるサーバールームを、簡易的に構築し、設備費の増大を抑えることのできる空調システムを提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、情報処理機器を収容する収容ラックが複数配置されたサーバールームの空調システムであって、少なくとも１つの収容ラックとその他の壁面によって画成される通気空間と、サーバールームの床面に形成され、通気空間に連通し、冷気が供給される冷気供給部と、通気空間の上部開口を覆う天面部材とを備え、天面部材が可撓性のシート部材により形成されている。

このような本発明によれば、収容ラックやサーバールームの壁面などで通気空間を画成し、この通気空間内に冷気供給部を通じて冷気を供給することによって、収容ラック内の情報処理機器を冷却することができる。この通気空間の上部開口は、天面部材で覆われているので気密性が保持されるとともに、この天面部材は、可撓性を有するシート部材で形成するため、設備の軽量化を図ることができる。

上記発明において、天面部材は、収容ラック又は壁面の上部に係合されて張設され、天面部材は、係合された部分において通気空間内の気圧により外方へ開放される排気部を有し、排気部は、係合部分を覆うように設けられた可撓性のシート部材からなるフラップ部を有することが好ましい。この場合には、通気空間の気圧が高くなりすぎた場合に、排気部を通じて通気空間内の空気を外部に排気することができ、通気空間の気圧を一定に保つことができる。この排気部のフラップは、可撓性のシート部材により形成することができ、また天面部材を張設するための係合部を覆うという簡単な構成であるため、設備の複雑化を回避して設備の軽量化を図ることができる。

上記発明において、係合部は、収容ラックの上面外縁に沿って複数突設された柱状のボルト部と、ボルト部間に掛け渡された係止部と、天面部材と係止部とを緊結する緊結部とからなり、フラップ部は、緊結部側から係止部を覆い、係止部から垂下されることが好ましい。この場合には、天面部材を係合する手段と、排気部を構成する手段とを併合して簡易的に構築することができるため、設備の簡素化、軽量化をより促進することができる。

本発明は、情報処理機器を収容する収容ラックが複数配置され、収容ラックの上面近傍に天井が配置されたサーバールームの空調システムであって、少なくとも１つの収容ラックとその他の壁面によって画成される通気空間と、サーバールームの床面に形成され、通気空間に連通し、冷気が供給される冷気供給部と、天井面と収容ラックの上面外縁との間において、通気空間内の気圧により外方へ開放される排気部とを備え、排気部は、天井面と収容ラックの上面外縁との間に形成された開口部を覆うように、天井面から垂下される可撓性のシート部材からなるフラップ部を有することを特徴とする。

このような他の発明によれば、収容ラックやサーバールームの壁面などで通気空間を画成し、この通気空間内に冷気供給部を通じて冷気を供給することによって、収容ラック内の情報処理機器を冷却することができる。この通気空間の上部は、サーバールームの天井で覆われるとともに、天井面と収容ラックの上面外縁との間に形成された開口部は、可撓性のシート部材からなるフラップ部で覆われているため、気密性を確保することができる。また、フラップ部を設けることにより、通気空間の気圧が高くなりすぎた場合に、排気部を通じて通気空間内の空気を外部に排気することができ、通気空間の気圧を一定に保つことができる。この排気部のフラップは、可撓性のシート部材により形成することができ、また天井面から垂下するという簡単な構成であるため、設備の複雑化を回避して設備の軽量化を図ることができる。

上記発明において、通気空間の側面に開閉可能に設けられた開閉部をさらに備え、開閉部が可撓性の部材により形成されていることが好ましい。この場合には、開閉部により通気空間内の気圧を保持しつつ、通気空間への出入りを可能にするとともに、この開閉部は、可撓性を有するシート部材で形成するため、設備の軽量化を図ることができる。

このような本発明によれば、冷気が供給される通気空間の天面部材が、可撓性を有する軽量なシート部材で形成されているため、情報処理装置からの発熱を効率的に冷却できるサーバールームを簡易的に構築して、設備費の増大を抑えることができる。

（サーバールームの空調システムの構成）
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、実施形態に係る空調システム１０の外観を示す斜視図である。また、図３〜図５は、サーバールームの側面図、上面図及び正面図である。

空調システム１０は、データセンター等のサーバールーム１内に構築され、このサーバールーム１は、壁、天井及び床によって６面を囲まれている。空調システム１０は、図１に示すように、主として、収容ラック１００と、天面部材２００と、開閉部２３０とを有し、これらによって密閉された通気空間４３が形成されている。通気空間４３は、情報処理機器の管理担当者等の利用者の通路となり、利用者が通行又は収容ラック１００の前で作業するのに十分な広さを有する。

図６に示すように、このサーバールーム１において、収容ラック１００が設置されている床は二重床４０となっており、この二重床４０の間には通気経路４１が形成され、床面に開口された冷気供給口４２により通気経路４１と通気空間４３とが連通している。この冷気供給部４２は、例えば格子状のステンレス板等が用いられるが、通気孔があり利用者の往来にも耐えうる強度があればこれに限定されない。

なお、二重床４０の間の内部空間４１には電気配線等が収容されることが多い。このような電気配線等から出火した場合に、その煙は冷気供給部４２から排気部４００内に流れ込む。このとき、煙はフラップ部３０５から排気されるので、排気部４００がフラップ部３０５等の風圧調整部を備えていない場合と比べて、天井の煙感知器等により煙が感知されるまでの時間が短くなり、床下の火災をより早期に発見することができる。

収容ラック１００は、床面に対して鉛直な一面に冷気導入口１０１を有し、本実施形態では、一対の収容ラック１００，１００が、この冷気導入口１０１を有する面が相互に対向するように２列に並んで配置されている。また、これら複数の収容ラック１００，１００は、冷気導入口１０１を有する側面の裏側に位置する側面に熱気排出口１０２を有する。すなわち、冷気導入口１０１と、熱気排出口１０２は、収納ラック１００の表裏を通じて、その内部で連通しており、この連通した空間内に情報処理機器５０が設置されるようになっている。そして、図６に示すように、収容ラック１００には、それぞれ情報処理機器５０が収容され、上記冷気導入口１０１を有する面が通気空間４３に臨むようになっている。

複数の収容ラック１００は、それぞれ内部で複数の段（本実施形態では５段）に分割されており、各段は、それぞれ通気空間４３側に冷気導入口１０１を有し、冷気導入口１０１を有する側と情報処理機器５０を挟んで反対側に熱気排出口１０２を有する。そして、収容ラック１００の各段には、空冷ファン５１を備えた情報処理機器５０が収容されており、情報処理機器５０は、各段の底板に固定されて支持される。ここで、空調システム１０の運転時において、各段の情報処理機器５０の空冷ファン５１は、冷気導入口１０１の側から熱気排出口１０２の側に空気の流れを形成するように駆動される。

また、サーバールーム１内には、室内の空気を冷却し循環させる空調装置３０が設置されている。この空調装置３０は、上部に吸引口３１を有し、下部が通気経路４１に連通されている。そして、空調空気３０は、吸引口３１から吸引した空気を冷却する冷却手段を、その内部に備えており、冷却した空気を下部の排出口３２から通気経路４１に送出する。送出された冷気６０は、冷気供給口４２を通じて通気空間４３内に供給される。詳述すると、室内の暖気をの吸気口３１より吸引し、吸引した暖気を内部で冷却し、二重床４０の間の内部空間４１に冷気６０を吹き出す。この吹き出した冷気６０は、二重床４０の間の内部空間４１を通って通気空間４３の床面に配された冷気供給部４２の直下に達し、冷気供給部４２を通って通気空間４３の側に流れ込む。

通気空間４３に流れ込んだ冷気６０は、その流入圧および空冷ファン５１の送風圧によって、収容ラック１００の各段の冷気導入口１０１から収容ラック１００の内部に導入される。このとき、通気空間４３の上部および両端が天面部材２００および開閉部２３０で覆われているので、収容ラック１００の各段の冷気導入口１０１は、機器収容ラック２０の外側（以下において「排気側」と称する）と隔てられる。したがって、通気空間４３に流れ込む冷気６０は、排気側に流出することなくその風圧を保ったまま収容ラック１００の内部に導入される。

収容ラック１００の各段の内部に導入された冷気６０は、情報処理機器５０を冷却して熱気７０となり、空冷ファン５１の送風圧によって熱気排出口１０２より排気側に排気される。排気側に排気された熱気７０は、空調装置３０の吸気口３１より回収されて、空調装置３０により冷却されて冷気６０となって、吹出口３２から二重床４０の間の内部空間４１に吹き出す。

天面部材２００は、図２に拡大して示すように、通気空間４３の上部開口４３ａを覆う部材であり、可撓性のシート部材により形成されている。詳述すると、天面部材２００は、通気空間４３の上方に配されて上記複数の収容ラック１００の上面の外縁に係合部３００によって固定される。また、この天面部材２００の両側端部には、排気部４００が形成され、この排気部４００には、係合部３００を覆うように設けられた可撓性のフラップ部３０５が設けられている。具体的に、このフラップ部３０５は、例えば樹脂又はゴム等で形成されたシート状の部材であり、係合部３００で固定されている。

具体的に、この係合部３００は、図７に示すように、収容ラック１００の上面外縁１００ａに沿って複数突設された柱状のボルト部３０３と、ボルト部３０３間に掛け渡された係止部３０１と、天面部材２００と係止部３０１とを緊結する緊結部３０２とからなり、フラップ部４０２は、緊結部３０２側から係止部３０１を覆い、係止部３０１から垂下されている。

上記フラップ部４０２は、通気空間４３内に流れ込む冷気６０の風圧が機器収容ラック２０の排気側の気圧よりも所定値以上高い場合に開いて、通気空間４３内の冷気６０の一部を排気側に開放する。上記所定値は、通気空間４３に流れ込む冷気６０の流入圧および情報処理機器５０に取り付けられた空冷ファン５１の排気能力等を考慮し，フラップ部４０２の厚さおよび材質等を選択することで所望に設定することができる。これにより、空調システム１０の機器収容ラック２０は、排気部４００内の冷気６０による風圧の上昇を抑えて一定に保つことができるので、情報処理機器５０に取り付けられた空冷ファン５１に対して排気能力を上回る過大な負荷がかかることがなく、空冷ファン５１の故障を防ぐことができる。

また、上記フラップ部３０５の開閉部３３０が風圧で撓まない程度の剛性を有する板状の部材であれば、排気部４００内からの気圧又は風圧よりも排気側（排気部４００の外側）の気圧又は風圧が高い場合にもフラップ部３０５は開かない。したがって、排気側からの熱気７０がフラップ部３０５から排気部４００内に流れ込むことがない。

また、図１から図３に示すように、フラップ部３０５は、収容ラック１００の冷気導入口１０１よりも上側に設けられている。仮にフラップ部３０５が収容ラック１００の冷気導入口１０１よりも下側に設けられた場合、通気空間４３の床面に配された冷気供給部４２から導入される冷気６０が収容ラック１００の冷気導入口１０１に達する前にフラップ部３０５から排気される可能性がある。これに対し、本実施形態では、通気空間４３の床面に配された冷気供給部４２から導入される冷気６０が冷気導入口１０１から収容ラック１００に導入されるのを妨げることがない。

さらに、天面部材２００には、ファスナーが設けられ、天井に配設された照明器具や空調器具のメンテナンスなどのために、開閉が可能となっている。このファスナーは、図８に示すように、ファスナーの始端と終端（矢印で図示）とで天面部材２００のつなぎ目が重なり合うように形成されている。なお、ファスナーの開閉は、通気空間４３の延設方向へ縦断する方向の他、延設方向に垂直な方向に設け、天面部材２００を複数に分割するようにしてもよい。

また、本実施形態では、通気空間４３の側面に開閉可能に設けられた開閉部２３０を有しており、この開閉部２３０が可撓性のシート部材により形成されている。具体的に、開閉部２３０は、通気空間４３の両端に配されて、上記複数の収容ラック１００のそれぞれの列の両端に位置する収容ラック１００の側面に固定される。上記利用者は、通気空間４３に入るとき、又は通気空間４３から出るときに、この開閉部２３０を開閉して出入りする。なお、開閉部２３０の開閉は、本実施形態では、アコーディオンカーテン形式とて手動としたが、開閉駆動手段を設けて自動としてもよく、また、開閉の形態もスライド式および回動式等いずれの形態でもよい。

（変更例）
なお、本実施形態では、対向配置された一対の収容ラック１００，１００の間に通気空間４３を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、サーバールーム１の一壁面１ａを利用して、この壁面１ａと収容ラック１００とにより通気空間４３を形成するようにしてもよい。この場合には、排気部４００は、収容ラック１００側の片方のみ配設する。

（作用・効果）
このような本実施形態によれば、収容ラック１００やサーバールーム１の壁面１ａなどで通気空間４３を画成し、この通気空間４３内に冷気供給部４２を通じて冷気を供給することによって、収容ラック１００内の情報処理機器を冷却することができる。この通気空間４３の上部開口は、天面部材で覆われているので気密性が保持されるとともに、この天面部材２００は、可撓性を有するシート部材で形成するため、設備の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、通気空間４３の気圧が高くなりすぎた場合に、排気部４００を通じて通気空間４３内の空気を外部に排気することができ、通気空間４３の気圧を一定に保つことができる。この排気部４００のフラップ部５０３は、可撓性のシート部材により形成することができ、また天面部材を張設するための係合部３００を覆うという簡単な構成であるため、設備の複雑化を回避して設備の軽量化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、天面部材２００を係合する手段と、排気部４００を構成する手段とを併合して簡易的に構築することができるため、設備の簡素化、軽量化をより促進することができる。また、開閉部２３０により通気空間４３内の気圧を保持しつつ、通気空間４３への出入りを可能にするとともに、この開閉部２３０は、可撓性を有するシート部材で形成するため、設備の軽量化を図ることができる。

［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、サーバールーム１の天井面５００が低く、若しくは収容ラック１００が高く、収容ラック１００の上面外縁１００ａから天井面５００までの距離が短い場合を例に説明する。図１０は、第２実施形態に係る空調システム１０の外観を一部投資して示す斜視図である。なお、本実施形態において、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その機能等は特に言及しない限り同一であり、その説明は省略する。

本実施形態では、天井面５００と収容ラック１００の上面外縁１００ａとの間において、通気空間内の気圧により外方へ開放される排気部４００が備えられ、この排気部４００は、天井面５００と収容ラック１００の上面外縁１００ａとの間に形成された開口部５０２を覆うように、天井面から垂下される可撓性のシート部材からなるフラップ部５０３を有することを特徴とする。

（作用・効果）
このような第２実施形態によれば、収容ラック１００やサーバールーム１の壁面１ａなどで通気空間４３を画成し、この通気空間４３内に冷気供給部４２を通じて冷気を供給することによって、収容ラック１００内の情報処理機器を冷却することができる。この通気空間４３の上部は、サーバールーム１の天井５００で覆われるとともに、天井面５００と収容ラック１００の上面外縁１００ａとの間に形成された開口部５０２は、可撓性のシート部材からなるフラップ部５０３で覆われているため、気密性を確保することができる。また、フラップ部５０３を設けることにより、通気空間４３の気圧が高くなりすぎた場合に、排気部５０３を通じて通気空間４３内の空気を外部に排気することができ、通気空間４３の気圧を一定に保つことができる。このフラップ部５０３は、可撓性のシート部材により形成することができ、また天井面５００から垂下するという簡単な構成であるため、設備の複雑化を回避して設備の軽量化を図ることができる。

［変更例］
上述した各実施形態においては、以下のような変更を加えることができる。例えば、収容ラック１００の前面、すなわち冷気導入口１０１が配設された面には、並んで配置された収容ラック１００と１００との間の隙間に遮蔽板１０２を取り付けるようにしてもよい。これにより、冷気が外部へ漏れるのを防止することができる。

また、上記前面において、情報処理機器５０が載置されない棚には、ブランクパネル１０１ａを嵌め込むようにしてもよい。このブランクパネル１０１ａは、収容ラック１００の前面両側に配置されたマウントレール１０１ｂ，１０１ｂに固定される板部材である。このマウントレール１０１ｂ，１０１ｂへの固定は、ブランクパネル１０１ａの一端をネジ１０１ｅでマウントレール１０１ａの取付孔１０１ｄに固定され、他端は、ブランクパネル１０１ａ側部から側方へ向けて突設された爪部１０１ｃを取付孔１０１ｄに引っ掛けることで簡便に取り外しができるようになっている。このようなブランクパネル１０１ａによれば、情報処理機器５０が載置されない棚を通じて冷気が外部へ漏れるのを防止でき、冷却効率を高めることができる。

第１実施形態に係る空調システム１０の一部を透視した斜視図である。 第１実施形態に係る天面部材の斜視図である。 第１実施形態に係るサーバールームの側面図である。 第１実施形態に係るサーバールームの上面図である。 第１実施形態に係るサーバールームの正面図である。 第１実施形態に係る空調システムの動作を示す説明図である。 第１実施形態に係る排気部の構成を模式的に示す説明図である。 第１実施形態に係る天面部材の構成を模式的に示す説明図である。 第１実施形態の変更例に係るサーバールームの正面図である。 第２実施形態に係る空調システム１０の一部を透視した斜視図である。 第２実施形態に係るサーバールームの正面図である。 変更例に係る収容ラックの正面図である。

符号の説明

１…サーバールーム
１ａ…壁面
１０…空調システム
２０…機器収容ラック
３０…空調装置
３１…吸気口
３２…吹出口
４０…二重床
４０ａ…床面
４１…内部空間
４２…冷気供給部
４３…通気空間
４３ａ…上部開口
５０…情報処理機器
５１…空冷ファン
６０…冷気
７０…熱気
１００…収容ラック
１００ａ…上面外縁
１０１…冷気導入口
１０２…熱気排出口
２００…天面部材
２３０…開閉部
３００…係合部
３０１…係止部
３０２…緊結部
３０３…ボルト部
３０３ａ…係止部
３０５…フラップ部
３３０…開閉部
４００…排気部
５０１…固定部
５０２…開口部
４０２，５０３…フラップ部
５００…天井面

Claims (5)

1. 情報処理機器を収容する収容ラックが複数配置されたサーバールームの空調システムであって、
   少なくとも１つの前記収容ラックとその他の壁面によって画成される通気空間と、
   前記サーバールームの床面に形成され、前記通気空間に連通し、冷気が供給される冷気供給部と、
   前記前記通気空間の上部開口を覆う天面部材と
   を備え、
   前記天面部材が可撓性のシート部材により形成されている
   ことを特徴とする空調システム。
2. 前記天面部材は、前記収容ラック又は前記壁面の上部に係合されて張設され、
   前記天面部材は、前記係合された部分において前記通気空間内の気圧により外方へ開放される排気部を有し、
   前記排気部は、前記係合部分を覆うように設けられた可撓性のシート部材からなるフラップ部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 前記係合部は、
   前記収容ラックの上面外縁に沿って複数突設された柱状のボルト部と、
   前記ボルト部間に掛け渡された係止部と、
   前記天面部材と前記係止部とを緊結する緊結部と
   からなり、
   前記フラップ部は、前記緊結部側から前記係止部を覆い、該係止部から垂下されることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
4. 情報処理機器を収容する収容ラックが複数配置され、該収容ラックの上面近傍に天井が配置されたサーバールームの空調システムであって、
   少なくとも１つの前記収容ラックとその他の壁面によって画成される通気空間と、
   前記サーバールームの床面に形成され、前記通気空間に連通し、冷気が供給される冷気供給部と、
   前記天井面と前記収容ラックの上面外縁との間において、前記通気空間内の気圧により外方へ開放される排気部と
   を備え、
   前記排気部は、前記天井面と前記収容ラックの上面外縁との間に形成された開口部を覆うように、該天井面から垂下される可撓性のシート部材からなるフラップ部を有する
   ことを特徴とする空調システム。
5. 前記通気空間の側面に開閉可能に設けられた開閉部をさらに備え、該開閉部が可撓性のシート部材により形成されていることを特徴とする請求項１又は４に記載の空調システム。