JP2009110469A - Rack cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラック冷却システムに係り、特にサーバラックなど、発熱機器を格納するラックの冷却に好適なラック冷却システムに関する。 The present invention relates to a rack cooling system, and more particularly to a rack cooling system suitable for cooling a rack that stores heat-generating equipment such as a server rack.
近年、社会のIT化の進展に伴い、情報通信機器の高速化、大容量化、高密度化が急速に進んでいる。これらの機器は、米国IEA規格に準ずる19インチサーバラックに格納され、情報通信機械室(データセンタ)に収容されるのが一般的であるが、ラックからの発熱の偏在により局所的な高温エリアが発生し、通常の室全体の均一な空調方式(アンビエント空調方式)のみでは適切に対応できないケースが多発している。 In recent years, with the advancement of IT in society, the speed, capacity, and density of information communication devices are rapidly increasing. These devices are generally stored in a 19-inch server rack conforming to the US IEA standard and housed in an information communication machine room (data center). There are many cases in which a normal air conditioning system (ambient air conditioning system) alone cannot properly handle the entire room.
このような問題を解消するため、各サーバラックについて冷媒を用いて熱回収、冷却装置を組み込む技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。図14は、この方式によるサーバラック100を示すものであり、本体101内に冷凍サイクルを形成する冷却装置102を設け、その気化部である蒸発器102aを本体上下方向に配置している。サーバモジュール103では、発熱部103aで発生する熱を、ポンプ103bにより循環させる冷却液を介して放熱部103cに搬送し、ここで蒸発器102aと密着させて冷媒に放熱している。
この方式によれば局所的な排熱処理が可能となり、サーバラック内部においては効率的な熱処理と言い得るが、ラックの冷却装置102の高温排気が隣接ラックに悪影響を及ぼす恐れがあること、高価格の冷媒を用いる必要があること、地球環境(温暖化)への影響、高圧配管設計が必要、等の問題がある。
According to this method, local waste heat treatment can be performed, and it can be said that heat treatment is efficient inside the server rack. However, the high temperature exhaust of the
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、高伝熱特性、高熱輸送効率を確保しつつ、建設コストを抑制でき、高圧配管を要さず、また、地球環境(温暖化)への問題がない、ラック冷却システムを提供するものである。 The present invention is for solving such problems, and can secure high heat transfer characteristics and high heat transport efficiency, can suppress construction costs, does not require high-pressure piping, and has a global environment (warm climate). The present invention provides a rack cooling system that does not have the problem of
本発明は以下の内容をその要旨とする。すなわち、
(1)発熱機器を搭載したサーバラックを冷却するラック冷却システムであって、冷却対象空間に水ミストを噴霧するためのミスト発生手段と、噴霧されるミストを完全蒸発させるためのミスト発生量制御手段と、を備えて成ることを特徴とするラック冷却システム。
(2)上記ラック冷却システムにおいて、ミスト発生量制御手段は、前記冷却対象空間に配設される水滴センサと、水滴センサの検出結果に基づいてミスト水量を制御するミスト水量制御手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
(3)上記各発明において、冷却対象空間の異常高温を検出するための一以上の温度センサを、さらに備えることができる。
(4)上記各発明において、ミスト発生量制御手段は、前記冷却対象空間を所定の湿度範囲に制御する湿度制御手段を、さらに備えることができる。
(5)上記各発明において、湿度制御手段は、除湿装置との連係制御手段を、さらに備えることができる。
(6)上記各発明において、冷却対象空間が、1以上のラックを収容する情報通信機械室とすることができる。
(7)上記各発明において、冷却対象空間が、複数のゾーンに区画した前記情報通信機械室の各ゾーンとすることができる。
(8)上記各発明において、冷却対象空間を空調するアンビエント空調システムを、さらに備え、かつ、該アンビエント空調システムの作動不良時に、ミスト冷却運転可能に構成したことを特徴とするラック冷却システムとすることができる。
(9)上記各発明において、ミスト発生手段に対する水供給経路を、前記室内に設けられる消火用スプリンクラーと共用するように構成することができる。
The gist of the present invention is as follows. That is,
(1) A rack cooling system for cooling a server rack on which a heat generating device is mounted, wherein mist generating means for spraying water mist onto a space to be cooled and mist generation amount control for completely evaporating the sprayed mist And a rack cooling system.
(2) In the rack cooling system, the mist generation amount control means includes a water droplet sensor disposed in the cooling target space, and a mist water amount control means for controlling the mist water amount based on a detection result of the water droplet sensor. It is characterized by comprising.
(3) In each of the above inventions, one or more temperature sensors for detecting an abnormally high temperature of the space to be cooled can be further provided.
(4) In each of the above inventions, the mist generation amount control means can further comprise humidity control means for controlling the cooling target space within a predetermined humidity range.
(5) In each of the above inventions, the humidity control means can further comprise linkage control means with the dehumidifier.
(6) In each of the above inventions, the space to be cooled can be an information communication machine room that houses one or more racks.
(7) In each of the above inventions, the cooling target space may be each zone of the information communication machine room divided into a plurality of zones.
(8) In each of the above inventions, a rack cooling system further comprising an ambient air conditioning system that air-conditions the cooling target space, and configured to be capable of mist cooling operation when the ambient air conditioning system malfunctions. be able to.
(9) In each of the above inventions, the water supply path for the mist generating means can be configured to be shared with the fire-extinguishing sprinkler provided in the room.
(10)上記(1)乃至(4)の発明において、前記冷却対象空間が、サーバラック内部であることを特徴とする。
(11)上記(10)の発明において、前記ラック内部に噴霧されたミストの完全蒸発を促進するためのラック内減圧手段を、さらに備えたものとすることができる。
(10) In the inventions of (1) to (4), the space to be cooled is inside a server rack.
(11) In the invention of the above (10), it is possible to further include pressure reducing means in the rack for promoting complete evaporation of the mist sprayed in the rack.
上記各発明によれば、水の蒸発潜熱を利用した冷却システムであるため、制御対象までの冷媒輸送効率を飛躍的に高めることができる。
また、蒸発量制御を能動的に行うシステムであるため、制御対象部位における結露や飛散水の付着を抑止し、電気回路の絶縁破壊等の障害を回避可能とする。
また、消火用スプリンクラーと給水設備の共用化を行うシステムにおいては、冷却システムの建設コストの圧縮が可能となる。
According to each of the above inventions, since it is a cooling system that uses the latent heat of vaporization of water, it is possible to dramatically increase the efficiency of transporting refrigerant to the controlled object.
In addition, since it is a system that actively controls the amount of evaporation, it is possible to prevent condensation and scattered water from adhering to the part to be controlled, and to avoid problems such as electrical circuit dielectric breakdown.
In addition, in a system that uses a fire extinguishing sprinkler and a water supply facility in common, the construction cost of the cooling system can be reduced.
以下、本発明に係るラック冷却システムの実施形態について、図1乃至8を参照してさらに詳細に説明する。重複を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。 Hereinafter, an embodiment of a rack cooling system according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. In order to avoid duplication, in each figure, the same structure is shown using the same code | symbol. Needless to say, the scope of the present invention is described in the claims and is not limited to the following embodiments.
(第一の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るラック冷却システム1を示す図である。ラック冷却システム1は、機械室5内に収容される複数のサーバラック3を外部から冷却するシステムであり、アンビエント空調としてのパッケージ型空調機4と、補助空調としてのミスト冷却装置2と、を主要構成として備えている。
機械室5内部は、床パネル5d及び天井パネル5eにより3つの空間に区画されており、床パネル5dの下部には二重床空間5cが、天井パネル5eの上部には天井空間5bが形成されている。空調機4の室内ユニット4aと二重床空間5cとは往き側ダクト7aを介して結ばれている。また、天井空間5bと室内ユニット4aとは、戻り側ダクト7bを介して結ばれている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a
The interior of the
床パネル5d上部の室内空間5aには、複数のサーバラック3が収容されている。サーバラック3の内部は複数段に分割されており、各段にブレードサーバ3aが格納されている。各段の後面側には排気ファン(図示せず)が配設されており、ブレードサーバ3aから発生した熱をラック外に排出するように構成されている。
空調機4は、蒸発器4e及び送風機4cを備えた室内ユニット4a、圧縮機、凝縮器(いずれも不図示)等を主要構成とする室外ユニット4b、及び各構成を結ぶ冷媒配管4fを備えている。このような構成により、冷凍サイクル運転により発生させた冷熱を、室内ユニット4aに導入する室内空気と熱交換させて冷却し、送風機4cにより機械室内に供給するものである。冷房能力の制御は、室内ユニット4aに導入する吸込空気温度に基づいて行われる。
A plurality of
The
ミスト冷却装置2は、水供給系統2aと制御系統2b(図では2aになっているのを2bに修正)により構成されている。水供給系統2aは、給水配管2eと、給水配管2e経路中の室内天井部近傍に設けられた複数のミストノズル2cを主要構成とする。また、制御系統2bは、室内温度及び相対湿度を計測する温度センサS2、相対湿度センサS3、ミスト噴霧時の結露検知のための水滴センサS1、及び各センサの計測値に基づいてアクチュエータである流量調節弁V1の開度を制御する制御部6を主要構成とする。なお、各センサは対象とする物理量の計測に最善の位置に配置されている。
ラック冷却システム1は以上のように構成されており、次に、通常時における空調は以下のように行われる。すなわち、空調機4に導入される室内空気は蒸発器4eにおいて熱交換により冷気となり、送風機4cによって往き側ダクト7aを介して二重床空間5cに送出され、さらに床パネル5dに複数設けられた吹出し口5fから室内に供給される。冷気は各サーバラックに導入され、ブレードサーバ3aを冷却した後に暖気となって機外に排出される。排出暖気は室内を上昇して天井パネル5eの吸込口5gから天井空間5bに導かれ、戻り側ダクト7bを介して空調機4に戻される。なお、戻り側空気には外気導入ダクト7cを介して導入される外気が混和される。
The
The
次に図2、3を参照して、例えば空調機4の故障等により、室内が異常高温に至った場合を想定したミスト冷却制御のフローについて説明する。
機械室5内は常時、アンビエント空調として空調機4が稼動している(S101)。制御中はセンサS1により室温Trが計測されており(S102)、室温Trが異常高温レベルとして定める上限温度Thを超えたか否かが判定される(S103)。上限温度Thを超えていないときは、空調機4のみによる冷却が継続される(S103においてNO)。上限温度Thを超えたときは、ミスト冷却装置による運転が開始される(S104)。すなわち、弁V1が開(デフォルト開度)となり、水道水が給水配管2eを介して室内に供給され、全てのミストノズル2cからミスト噴霧される(図3参照)。ミスト噴霧中はミストの完全蒸発を担保するため、水滴センサS1の計測値に基づいて室内空気中の水滴発生有無が判定される(S105)。
水滴が検出されたときは、完全蒸発を促すため弁開度が0でない限り(S107においてNO)、開度を1段下げてミスト噴霧量を減少させる(S110)。弁開度が既に全閉に至っているときは(S107においてYES)、その状態(ミスト噴霧停止)のまま運転を継続する(S109)。
Next, referring to FIGS. 2 and 3, a flow of mist cooling control assuming a case where the room has reached an abnormally high temperature due to, for example, a failure of the
In the
When a water droplet is detected, in order to promote complete evaporation, unless the valve opening is 0 (NO in S107), the opening is decreased by one step and the mist spray amount is decreased (S110). When the valve opening has already been fully closed (YES in S107), the operation is continued in that state (stop of mist spraying) (S109).
S105において水滴が検出されないときは、室温低下を促進するため弁開度が最大でない限り(S106においてNO)、開度を1段上げてミスト噴霧量を増加させる(S108)。弁開度が既に最大に至っているときは(S106においてYES)、最大開度の状態で運転を継続する(S109)、
その後、室温Trが所定の下限温度TL(<Th)を下回ったか否かが判定される(S111)。TLを下回っていないときは、上記ステップを繰り返す(S111においてNO)。TLを下回ったときはミスト冷却運転を終了し、アンビエント空調システムに戻る(S112)。
When no water droplet is detected in S105, the mist spray amount is increased by increasing the opening by one step (S108) unless the valve opening is maximum (NO in S106) in order to promote a decrease in room temperature. When the valve opening has already reached the maximum (YES in S106), the operation is continued with the maximum opening (S109).
Thereafter, it is determined whether or not the room temperature Tr has fallen below a predetermined lower limit temperature TL (<Th) (S111). If not below TL, the above steps are repeated (NO in S111). When it falls below TL, the mist cooling operation is terminated and the process returns to the ambient air conditioning system (S112).
(第二の実施形態)
次に、図4、5を参照して本発明の他の実施形態について説明する。
本実施形態の構成はラック冷却システム1と同一である。本実施形態が上述の第一の実施形態と異なる点は、相対湿度センサS3による室内相対湿度に基づいてミスト噴霧量を制御することである。
図4を参照して、本実施形態におけるミスト完全蒸発の制御原理について説明する。同図は、縦軸に絶対湿度x、横軸に乾球温度Tをとった空気線図(T−x線図)である。φsは飽和線(相対湿度100%)である。ミスト冷却運転を行うことにより水蒸気は自己蒸発し、これに伴い室温は低下し、また相対湿度は上昇する。従って、ミスト冷却運転前における状態をS(0)として、機械室5内の温度、湿度環境はミスト噴霧時間の経過とともに曲線Sのように変化していく。曲線Sが飽和線φsに至ると結露条件であるため、状態S(t)における相対湿度φ(t)を常にφs以下に維持するように制御することが必要となる。具体的には、閾値として等相対湿度線φmax、φminを設定し、相対湿度φ(t)がφmaxを超えたときはミスト噴霧を直ちに停止する。また、φminを下回ったときは、冷却を優先するためミスト噴霧量を増加させる。このように室内の相対湿度を管理することにより完全蒸発を担保することが可能となる。
(Second embodiment)
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The configuration of this embodiment is the same as that of the
With reference to FIG. 4, the control principle of mist complete evaporation in this embodiment is demonstrated. This figure is an air diagram (Tx diagram) in which the vertical axis represents absolute humidity x and the horizontal axis represents dry bulb temperature T. φs is a saturation line (
次に、図5を参照して本実施形態の具体的制御フローについて説明する。機械室5内は常時、アンビエント空調として空調機4が稼動している(S201)。制御中はセンサS2、S3により室温Tr、相対湿度φが計測される(S202)。
次いで、室温Trが所定の上限温度Thを超えたか否かが判定される(S203)。上限温度Thを超えていないときは、空調機4のみによる冷却が継続される(S203においてNO)。上限温度Thを超えたときは、ミスト冷却装置による運転が開始される(S204)。すなわち、弁V1が開(デフォルト開度)となり、水道水が配管2eを介して供給され、各ミストノズル2cから室内にミストが噴霧される。ミスト噴霧中は湿度センサS3により相対湿度が計測され、制御部6において以下の判定が行われる。以下の説明では運転が継続され、時刻tに至った段階を想定する。
Next, a specific control flow of this embodiment will be described with reference to FIG. In the
Next, it is determined whether or not the room temperature Tr has exceeded a predetermined upper limit temperature Th (S203). When the upper limit temperature Th is not exceeded, cooling by only the
時刻tにおける相対湿度φ(t)が第一の閾値φ1(図4のφmaxに相当)を超えているか否かが判定される(S205)。φ1を超えているときは、結露のおそれがあるため直ちに弁V1を全閉として、ミスト噴霧を停止する(S213)。
φ1を超えていないときは、次に、φ(t)が第二の閾値φ2を超えているか(すなわち、φ1≧φ(t)>φ2)否かが判定される(S206)。φ2を超えているときは、相対湿度を低下させるため弁開度が最小でない限り(S209においてNO)、開度を1段下げてミスト噴霧量を減少させる(S212)。S209において弁開度が既に最小に至っているときは、現状開度を維持して運転を継続する(S211)。
It is determined whether or not the relative humidity φ (t) at time t exceeds a first threshold φ1 (corresponding to φmax in FIG. 4) (S205). When it exceeds φ1, since there is a risk of condensation, the valve V1 is immediately fully closed and mist spraying is stopped (S213).
If φ1 is not exceeded, it is next determined whether or not φ (t) exceeds the second threshold φ2 (ie, φ1 ≧ φ (t)> φ2) (S206). When φ2 is exceeded, the mist spray amount is decreased by lowering the opening by one step unless the valve opening is minimum (NO in S209) in order to reduce the relative humidity (S212). When the valve opening has already reached the minimum in S209, the current opening is maintained and the operation is continued (S211).
S206において相対湿度φ(t)が第二の閾値φ2を超えていないときは、次に、φ(t)が第三の閾値φ3(図4のφminに相当)を超えたか(すなわち、φ2≧φ(t)>φ3)否かが判定される(S207)。φ3を超えているときは、現状開度を維持して運転を継続する(S211)。φ3以下のときは、室温低下を図るため弁開度が最大でない限り(S208においてNO)、開度を1段上げてミスト噴霧量を増加させる(S210)。S208において弁開度が既に最大に至っているときは、現状開度を維持して運転を継続する(S211)。
その後、室温Trが所定の下限温度TLを下回ったか否かが判定される(S214)。TLを下回っていないときは、上記ステップを繰り返し実行する(S214においてNO)。TLを下回ったときは、ミスト冷却運転を終了し、アンビエント空調システムに戻る(S215)。
When the relative humidity φ (t) does not exceed the second threshold φ2 in S206, next, φ (t) exceeds the third threshold φ3 (corresponding to φmin in FIG. 4) (that is, φ2 ≧ It is determined whether or not φ (t)> φ3) (S207). When it exceeds φ3, the current opening degree is maintained and the operation is continued (S211). When φ3 or less, in order to lower the room temperature, unless the valve opening is maximum (NO in S208), the opening is increased by one step and the mist spray amount is increased (S210). When the valve opening degree has already reached the maximum in S208, the current opening degree is maintained and the operation is continued (S211).
Thereafter, it is determined whether or not the room temperature Tr has fallen below a predetermined lower limit temperature TL (S214). If not below TL, the above steps are repeated (NO in S214). When it falls below TL, the mist cooling operation is terminated and the process returns to the ambient air conditioning system (S215).
なお、本実施形態においては相対湿度に基づいてミスト噴霧量を制御する形態としたが、さらに水滴センサS1の情報をも加えて第一の実施形態に準じて制御する形態とすることも可能である。
また、相対湿度に基づくミスト噴霧量制御に替えて又は加えて、乾球温度と露点温度の差異に基づいて結露の可能性を判定して制御する形態とすることも可能である。
In the present embodiment, the mist spray amount is controlled based on the relative humidity. However, it is also possible to add the information of the water droplet sensor S1 and control according to the first embodiment. is there.
Further, instead of or in addition to the mist spray amount control based on the relative humidity, it is possible to determine and control the possibility of condensation based on the difference between the dry bulb temperature and the dew point temperature.
(第三の実施形態)
さらに、図6乃至8を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、機械室内を複数のゾーンに分割し、異常高温発生ゾーンに対してミスト噴霧を行うシステムである。
図6は、本実施形態に係るラック冷却システム20を示す図である。ラック冷却システム20が上述のラック冷却システム1と異なる点は、室内の水供給系統及び制御系統が複数の制御ゾーンZ1乃至Z3に分割されていることである。水供給系統21については、給水配管2eの経路から分岐する分岐配管25a乃至25cの端末側に、ゾーン単位にミスト噴霧可能とするようにミストノズル21a乃至21cが設けられている。また、ミスト量制御系統22については、各ゾーンにセンサユニット22a乃至22cが設けられている。各センサユニット内には、上述の第一の実施形態と同様に温度センサ、水滴センサ及び相対湿度センサが格納されている。また、分岐配管25a乃至25cのミストノズル上流側に流量調節弁V2a乃至V2cを備えている。その他の構成は上述の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
このような構成により、ゾーンごとに上述の各実施形態と同様の制御フローにより監視を行い、異常高温が検出されたゾーンについてミスト噴霧による冷却を行う。例えば図7を参照して、ゾーンZ2において異常高温が検出された場合、流量調節弁V2bのみ開となり、ミストノズル21bからミストが噴霧され、これにより異常高温の原因となった当該ゾーンのラックの冷却が可能となる。
(Third embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the machine room is divided into a plurality of zones, and mist spraying is performed on the abnormally high temperature generation zone.
FIG. 6 is a diagram showing the
With such a configuration, monitoring is performed for each zone according to the same control flow as in the above-described embodiments, and the zone in which the abnormally high temperature is detected is cooled by mist spraying. For example, referring to FIG. 7, when an abnormally high temperature is detected in the zone Z2, only the flow rate control valve V2b is opened, and mist is sprayed from the mist nozzle 21b. Cooling is possible.
(第四の実施形態)
さらに、図8,9を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、予作動式スプリンクラーと給水配管を共用化するシステムである。
図8は、本実施形態に係るラック冷却システム30を示す図である。ラック冷却システム30が上述のラック冷却システム20と異なる点は、給水系統31について、給水配管2eにミストノズル及び流量調節弁に加えて、消火用スプリンクラー32a乃至32dが設けられていることである。また、給水配管2eの上流側にはV3が設けられている。さらに上流側には、予作動式消火システムを構成する、いずれも不図示の加圧タンク、連続放水用ポンプ等が設けられている。さらに、天井パネル5eの下面側には、火災感知器33a乃至33dが取り付けられている。その他の構成は上述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is a system that shares a pre-actuated sprinkler and a water supply pipe.
FIG. 8 is a diagram showing the
次に、図9を参照して本実施形態の制御フローについて説明する。機械室内は常時、対象ゾーンごとに温度が計測され、同時に火災感知器が稼動している(S401)。まず、火災感知フローについては、いずれかの火災感知器からの異常信号を受信したか否かが判定される(S402)。異常信号受信のときは、同時にスプリンクラーヘッドが溶融して作動したときに限り、消火用放水が開始される(S404)。加圧タンク内の水が供給され、放水により圧力が低下するとポンプが稼動して、消火用水が加圧供給され、連続放水が行われる。
上記フローと並行して、温度センサが異常高温を検知したか否かが判定される(S405)。検知したときは調整弁V5aが開となり、ミスト噴霧が開始される(S406)。その後、上述のラック冷却システム20と同様の制御が実行される(S407)。
Next, the control flow of this embodiment will be described with reference to FIG. The temperature in the machine room is always measured for each target zone, and at the same time, the fire detector is operating (S401). First, regarding the fire detection flow, it is determined whether or not an abnormal signal has been received from any of the fire detectors (S402). When an abnormal signal is received, fire water discharge is started only when the sprinkler head melts and operates simultaneously (S404). When the water in the pressurized tank is supplied and the pressure is lowered due to water discharge, the pump is operated, water for fire extinguishing is supplied under pressure, and continuous water discharge is performed.
In parallel with the above flow, it is determined whether or not the temperature sensor has detected an abnormally high temperature (S405). When detected, the regulating valve V5a is opened and mist spraying is started (S406). Thereafter, control similar to that of the
(第五の実施形態)
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、ラック内部にミストノズルを設け、これにより直接サーバをミスト冷却するシステムである。
図10を参照して、本実施形態に係るサーバラック50の本体51内部は、噴霧チャンバー(コールドチャンバー)51aと、サーバ格納部51bと、吸気チャンバー(ホットチャンバー)51cの3室に分割されている。コールドチャンバー51aとサーバ格納部51b間は整流格子51dにより、また、サーバ格納部51bと吸気チャンバー51c間はエアフィルタ51eにより区画されている。サーバ格納部51bは複数段に分割されており、各段にブレードサーバ52が格納されている。また、各段の背面側には排気ファン53が配設されている。さらにサーバラック50は、本体内空気を吸引して内部を負圧に維持するための減圧装置56を備えている。なお、本体前面側には開閉扉51fが設けられている。
(Fifth embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is a system in which a mist nozzle is provided inside a rack and the server is directly mist cooled by this.
Referring to FIG. 10, the inside of the
次に、サーバラック50のミスト水供給系統は、コールドチャンバー51a内に配置されたマニホールド54と、マニホールド54に取り付けられた複数のミストノズル54aと、ホットチャンバー51cに集められる高温ミストを凝縮器57に送るためのミスト回収管58aと、凝縮水を給水配管58cを介して再度マニホールド54に送出する循環ポンプ58bと、凝縮器57と循環ポンプ58bとの間に液面確保のための受液タンク57eと、を主要構成とする。凝縮器57には不図示の冷凍機から冷媒配管57aを介して、冷媒の冷熱が供給され、高温ミスト蒸気を凝縮するように構成されている。給水配管58cには補給水配管58dが接続されている。
次に、サーバラック50の制御系統は、本体内部の温度を検知する温度センサS4を備えている。ホットチャンバー51c内の整流格子51dの直近には、水滴センサS5を備えている。給水配管58c経路中には開閉弁V4が設けられている。なお、弁V4は、本体扉58の開放時にミスト噴霧及び減圧を停止するための、開閉連動弁としての機能をも有している。また、補給水配管58d経路中には、補給水供給弁V5が設けられている。サーバラック50のミスト冷却制御は、制御部59により行われる。
Next, the mist water supply system of the
Next, the control system of the
次に、図11をも参照して、サーバラック50のミスト冷却制御フローについて説明する。サーバ格納部51b内は、センサS4により内部温度Tsが計測されている。温度センサが異常高温(Ts>Th)を検知したか否かが判定される(S502)。検知したときは開閉弁V4が開となり、ミストノズル54aからミスト噴霧が開始され(S503)、さらに減圧装置56の運転が開始される(S503)。噴霧されたミストは、サーバ格納部51b内でブレードサーバ52からの熱を吸収して自己蒸発し、排気ファン53によりホットチャンバー51cに導かれ、さらにミスト回収管58aを経由して凝縮器57において凝縮して、再度マニホールド54に供給される。冷水が不足したときは、補給水供給弁V5から新たに冷水が補給される。ミスト噴霧中はミストの完全蒸発を担保するため、水滴センサS5の計測値に基づいて庫内の水滴発生有無が判定される(S505)。その後は第一の実施形態と同様の制御フローが行われる(S506)。
ミスト制御と並行して本体扉の開閉状態が監視される(S507)。扉開が検出されたときは、開閉弁V4が閉となり直ちにミスト噴霧を中止し、さらに減圧装置56の運転が停止される(S507)。その後、再度扉が開となるまで本制御を中断する(S508)。
Next, the mist cooling control flow of the
In parallel with the mist control, the open / close state of the main body door is monitored (S507). When the opening of the door is detected, the on-off valve V4 is closed and the mist spray is immediately stopped, and the operation of the decompression device 56 is stopped (S507). Thereafter, this control is interrupted until the door is opened again (S508).
なお、本実施形態では回収したミストを凝縮して再利用する形態としたが、回収ミストを捨てて常に新たに冷水を供給する形態とすることもできる。
また、本実施形態においては水滴センサの検出値に基づいてミスト噴霧を制御する形態としたが、相対湿度センサを用いて制御する形態とすることも可能である。
In the present embodiment, the recovered mist is condensed and reused. However, the recovered mist may be discarded to constantly supply cold water.
In the present embodiment, the mist spraying is controlled based on the detection value of the water droplet sensor. However, it is also possible to control the mist using a relative humidity sensor.
(第六の実施形態)
さらに、図12、図13を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。 図12は、本実施形態に係るラック冷却システム40を示す図である。ラック冷却システム40が上述のラック冷却システム1と異なる点は、機械室5内に室内の湿度制御を行うための除湿器41を、さらに備えていることである。その他の構成はラック冷却システム1と同様であるので、重複説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a diagram showing the rack cooling system 40 according to the present embodiment. The rack cooling system 40 is different from the
次に、図13をも参照して、本実施形態のミスト冷却制御フローについて説明する。機械室5内は常時、アンビエント空調として空調機4及び除湿器41が稼動している(S601)。以下、S602からS609までのフローは、第二の実施形態における図5のS202からS209と同様であるので、説明を省略する。
S606においてφ(t)>φ2のときは、相対湿度を低下させるため弁開度が最小でない限り(S609においてNO)、弁開度を1段下げてミスト噴霧量を減少させる。さらに除湿器41の能力を1段上げる(S612)。S209において弁開度が既に最小に至っているときは、現状開度を維持して運転を継続する(S611)。
Next, the mist cooling control flow of this embodiment will be described with reference to FIG. In the
When φ (t)> φ2 in S606, in order to reduce the relative humidity, unless the valve opening is not minimum (NO in S609), the valve opening is lowered by one step to reduce the mist spray amount. Further, the capacity of the
S606において相対湿度φ(t)が第二の閾値φ2を超えていないときは、次に、φ(t)が第三の閾値φ3を超えたか(すなわち、φ2≧φ(t)>φ3)否かが判定される(S607)。φ3を超えているときは、現状開度を維持して運転を継続する(S611)。φ3以下のときは、室温低下を図るため弁開度が最大でない限り(S608においてNO)、開度を1段上げてミスト噴霧量を増加させる。さらに除湿器41の能力を1段下げる(S610)。S608において弁開度が既に最大に至っているときは、現状開度を維持して運転を継続する(S611)。
その後のフローは図5のフローと同様であるので、説明を省略する。
If the relative humidity φ (t) does not exceed the second threshold φ2 in S606, then whether φ (t) exceeds the third threshold φ3 (ie, φ2 ≧ φ (t)> φ3) Is determined (S607). When it exceeds φ3, the current opening degree is maintained and the operation is continued (S611). When φ3 or less, in order to lower the room temperature, unless the valve opening is maximum (NO in S608), the opening is increased by one step and the mist spray amount is increased. Further, the capacity of the
The subsequent flow is the same as the flow of FIG.
本発明は、熱源、冷媒、空調方式、建築構造等の種類を問わずラック冷却システムに広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to rack cooling systems regardless of the types of heat sources, refrigerants, air conditioning systems, building structures, and the like.
1,20、30、40・・・・ラック冷却システム
2・・・・ミスト冷却装置
2c、21a、21b、21c・・・ミストノズル
2e・・・給水配管
3・・・・サーバラック
3a、52・・・ブレードサーバ
4・・・・空調機
4a・・・室内ユニット
4b・・・室外ユニット
31a・・・火災感知器
32a・・・消火用スプリンクラー
41・・・・除湿器
50・・・サーバラック
51a・・・コールドチャンバー
51b・・・サーバ格納部
51c・・・ホットチャンバー
56・・・減圧装置
57・・・凝縮器
S1、S5・・・水滴センサ
S2、S4・・・温度センサ
S3・・・相対湿度センサ
1, 20, 30, 40...
Claims (11)
冷却対象空間に水ミストを噴霧するためのミスト発生手段と、
噴霧されるミストを完全蒸発させるためのミスト発生量制御手段と、
を備えて成ることを特徴とするラック冷却システム。 A rack cooling system for cooling a server rack equipped with a heat generating device,
Mist generating means for spraying water mist on the cooling target space;
Mist generation amount control means for completely evaporating sprayed mist;
A rack cooling system comprising:
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