JP2009174851A - 空調機監視システム、および空調機監視方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】あるゾーン(空調が行なわれるコンピュータルームなど)に複数の空調機11〜11nと情報処理装置2〜2nが設備されている場合に、それらを、ネットワーク配線1により監視・制御用装置100に通信接続し、SNMPにより統合監視を行なうと共に、空調機11〜11nの連携制御を行う。例えば、一部の空調機が停止(故障や手動操作などにより停止)した場合や、一部の空調機に冷却能力不足が生じた場合には、他の空調機の冷却能力をアップして補完するように制御する。
【選択図】図1
Description
この場合、発熱密度の比較的大きい機器が含まれているため、それらを冷却する空調機が設置され、通信装置や情報処理装置等が無理なく安定して動作するように配慮されている。
一方、空調機11〜15は(上記とは別に)独自系統にて空調機監視ケーブル21で接続され、別個に独立して監視されている。
しかしながら、この空調運転監視システムは、現地空調システムの運転状態に基づいて基準空間を作成することで、異常状態を種類によらず幅広く推定し、早期異常検出が可能となるため、その報知を受けた監視者が素早く対応するためのものであった。
(1)複数の空調機における連携制御、複数の空調機と各情報処理装置との連携制御を可能にする
(2)空調機の補完運転を確実にする
(3)無駄なエネルギー消費を低減する
(4)連携制御を行う監視・制御ソフトウェアのマンマシンインターフェイスを実現する
また、本発明の空調監視システムは、前記空調機制御手段は、前記空調機状態監視手段により、特定の場所の温度を高いと判定した場合に、該特定の場所に応じた1つまたは複数の空調機の冷却能力を増加させるように補完制御することを特徴とする。
最初に、本発明による空調機監視システムの構成例について説明する。図1は、本発明の空調機監視システムの構成例を示す図であり、空調機監視システムは、情報処理装置2〜2nと空調機11〜11nと、監視・制御用装置100とをネットワーク配線(通信ネットワーク)1で接続して構成される。
情報処理装置2〜2nと空調機11〜11nは、監視・制御用装置100のSNPマネージャにより、SNMPクライアントを通して監視されている。
また、図3は、空調機と情報処理装置の配置と配線接続の例を示す図であり、各空調機11〜15が、ゾーン(例えば、コンピュータルーム、コンピュータルームの一部など)の壁際等に配置され、情報処理装置はラック3内に収容され、ラック列4を形成して配置されている。そして、各空調機11〜15およびラック3内の情報処理装置は、ネットワーク配線1により、監視・制御用装置100と通信接続されている。
また、空調機11〜15間での連携制御が容易に可能(監視・制御用装置100上のソフトウェアを変えるだけ)となり、さらに、空調機11〜15が同じ機種でなくても連携制御が容易に可能となる(SNMPは規格化されているため)。
統合監視処理部(統合監視手段)111は、各空調機11〜11nの運転状態と、各情報処理装置2〜2nの内蔵温度センサの情報とをSNMPクライアントが収集し、空調機11〜11nと情報処理装置2〜2nの状態を統合して監視する処理を行う。なお、この監視処理は、SNMPマネージャにより行われる。
発熱負荷低減処理部(発熱負荷低減手段)115は、1台以上の空調機が何らかの理由により冷却能力を十分に発揮できなくなり、ゾーン全体を十分に冷却できなくなった場合に、予め用意されたテーブル(情報処理装置優先順位テーブル)に従い、優先順位の低い(重要度の低い)情報処理装置を停止させ、発熱負荷を低減する処理を行う。
高圧側圧力監視処理部(高圧側圧力監視手段)118は、高圧側圧力情報収集処理部117により収集した各空調機11〜11nの高圧側圧力の計測値を監視する処理を行う。
高圧側圧力判定処理部(高圧側圧力判定手段)119は、各空調機11〜11nごとに高圧側圧力が所定の閾値を越えたか否かを判定する処理を行う。
予測高圧側圧力判定処理部(予測高圧側圧力判定手段)121は、各空調機11〜11nごとに、高圧側圧力予測処理部120により予測された一定時間後の高圧側圧力が所定の閾値を超えるか否かを判定する処理を行う。
空調機寿命平準化処理部(空調機寿命平準化手段)123は、空調機が冗長構成で予備台数がある場合には、冗長構成を取るゾーン単位で積極的に予備機(≒停止機)を定め、それを順次計画的に変更する処理を行う。
なお、データベース130には、機器状態監視情報131として、各空調機の運転状態の情報や、各情報処理装置内の温度の情報などが記録されている。また、空調機補完テーブル132は、ある空調機の能力が失われた場合にどの空調機が補完運転に入るのか優先順位を定めたテーブルである。影響度関連付けテーブル133は、情報処理装置と空調機との影響度を関連付けしたテーブルである。情報処理装置優先順位テーブル134は、各情報処理装置の重要度に応じて予め優先順位を定めたテーブルである。また、予備機計画変更情報135は、空調機の寿命平準化制御を行なうための空調機の運用計画を記録した情報である。情報処理装置上限温度情報136は、各情報処理装置ごとに、その運用可能な上限温度(内部温度)を記録した情報である。
図4は、空調機コントローラを使用した空調機監視システムの構成例を示す図であり、あるゾーン(空調が行なわれるコンピュータルームなど)に複数の空調機11〜15が設備されている場合、それらを監視・制御するために空調機監視ケーブル21で接続し、空調機コントローラ30により空調機11〜15の連携制御を行う例である。
なお、図4に示す空調機コントローラ30としては、通常は、図1に示す監視・制御用装置100を使用するが、各空調機にSNMPを搭載しない場合(空調機と情報処理装置との統合監視を行わない場合)においても、本発明の空調機監視システムを構成できることを示すために、特に、空調機コントローラ30を使用する例を示したものであり、空調機コントローラ30の有する機能は、全て、図1に示す監視・制御用装置100に含まれている。なお、空調機11〜15とラック3内の情報処理装置の連携した制御を行なう場合には、図1に示す監視・制御用装置100を使用して、空調機と情報処理装置の統合監視をSNMPマネージャにより行なうことが必要になる。
高圧側圧力関連処理部33は、各空調機11〜15の冷凍サイクルの高圧側圧力を常時計測し、高圧側圧力が所定の閾値を超えた場合には、同じゾーン内の他の空調機の冷却能力を増加させるように、空調機制御処理部32に指示する処理を行う。また、定期的に各空調機11〜15の冷凍サイクルの高圧側圧力値を計測し、過去の計測値から一定時間後の冷凍サイクルの高圧側圧力値を予測し、該予測値を画面上に表示する処理を行う。また、高圧側圧力が一定時間内に所定の閾値を超えると判断された場合、同じゾーン内のほかの空調機の冷却能力を増加させるように、空調機制御処理部32に指示する処理を行う。
予測高圧側圧力判定処理部38は、各空調機11〜15ごとに、高圧側圧力予測処理部37により予測された一定時間後の高圧側圧力が所定の閾値を超えるか否かを判定する処理を行う。
空調機寿命平準化処理部40は、空調機が冗長構成で予備台数がある場合には、冗長構成を取るゾーン単位で積極的に予備機(≒停止機)を定め、それを順次計画的に変更する処理を行う。
また、空調機の故障に限らず、垂下制御や部分故障による冷却能力の低下、手動による停止の場合も同様であり、故障や部分故障、手動停止、垂下制御の状況が解消されたら通常運転に戻る。これにより、個別の空調機の温度設定等により成り行きで補完する従来の方法に比べて、より短時間で補完運転に入ることができる。
以上説明したように、本発明の空調機監視システムにおいては、いずれかの空調機が故障した場合、手動停止した場合、および冷却能力が低下した場合には、他の空調機により補完制御(連携制御)を行なうことができる。
また、一般に、空調機は冷凍サイクルの高圧側圧力を計測し、所定の閾値を超えた場合には、空調機の破損を回避するために運転を停止したり、冷却能力を低下させるなどの保護制御を行なっている。
また、この予測値を、画面上に表示して予測値と閾値との関係を視認できるようにすることもできる。
なお、図5は、1次近似により冷凍サイクルの高圧側圧力値を予測する方法を記載したものであるが、予測方法は、これに限定されない。
そして、ある空調機の高圧側圧力が一定時間内に閾値を超えると判断された場合、同じゾーン内の他の空調機の冷却能力を増加させる。それにより、当該空調機の冷却負荷が減少し、冷媒の高圧側圧力が低下する。
このようして、本発明の空調機監視システムにおいては、冷媒高圧異常による空調機の停止(または能力低下)を未然に回避することができる。
また、本発明の空調機監視システムにおいては、空調機が冗長構成で予備台数がある場合には、冗長構成を取るゾーン単位で積極的に予備機を定め、予備機の動作優先度を低く設定することで、ゾーン内の冷却が十分に行われている間は動作させないように制御する。予備機はゾーン内の空調機のうちで、順次計画的に変更することで、ゾーン内の空調機の寿命を平準化することができる。この制御は、図1に示す監視・制御用装置100内の処理プログラム部110内の空調機寿命平準化処理部123、または図4に示す空調機コントローラ30内の空調機寿命平準化処理部40により行なうことができる。
なお、寿命平準化には、圧縮機やファンの延べ運転時間や延べ消費電力量を均等にする方法が考えられる。この寿命平準化により、特定の空調機が劣化することによるゾーン全体の空調システムの陳腐化を抑制することができ、設備コストを低減できる。
監視・制御用装置100内の空調機寿命平準化処理部123においては、最初に、予備機が何台あるか計数する(ステップS301)。ここで、設置されたゾーン内における現在の全空調機による空調能力と、ゾーン内に設置された全ての情報処理装置の発熱量の合計とから、予備機として使用可能な空調機の台数を算出する処理も含まれる。ステップS301で予備機が無かった場合には、ステップS303の処理を行い、予備機がN台(1台あるいは2台以上)あると判定された場合には、全空調機の中から予備機となる空調機をN台選定する(ステップS302)。そして、予備機以外の空調機を稼動する(ステップS303)。
また、図12(b)は、予備のある場合の運用例を示すフローチャートその2であり、圧縮機やファンの延べ運転時間や延べ消費電力量を均等にする処理手順を示すフローチャートである。以下、図12(b)を参照して、その処理の流れについて説明する。
そして、所定期間経過が経過したかどうかを判定し(ステップS402)、所定の期間ごとに、データベース130から各空調機のファンの延べ運転時間、延べ消費電力のデータを取得する(ステップS403)。
そして、各空調機のファンの延べ運転時間、延べ消費電力のデータを基に、各空調機のファンの延べ運転時間、延べ消費電力の少ないものを優先して稼動する。
図1に示した空調機監視システムの構成例においては、空調機と情報処理装置とを統合的に監視・制御することが可能となる。また、多くの情報処理装置2は内部に温度センサを内蔵し、SNMPで出力可能であるため、本発明の空調機監視システムではこれを積極的に活用する。
すなわち、従来の空調機監視システムにおいては、図6に示すように、代表点温度センサ41や、空調機内蔵温度センサ(吸込空気温度センサ42や吹出空気温度センサ43)を用いて空調機の冷房能力を制御しているが、本発明の空調機監視システムにおいては、図7に示すように、情報処理装置が搭載する内蔵温度センサ51を用いて空調機を制御することができる。
また、空調機の部分負荷時の運転効率特性や、室外機の設置条件の違いなどにより、空調機ごとの運転効率にはばらつきがあるが、複数台の空調機のうち、運転効率の高い空調機の負荷を増やし、代わりに運転効率の低い空調機の負荷を減らすことで、システム全体での消費電力を低減できる。
また、この場合、各温度センサ位置においては管理温度以下に維持される制御が優先するようにし、各空調機の運転効率を、各空調機ごとの消費電力または消費電流と、空調能力値から算出することで、ゾーン全体で消費電力を抑え、省エネルギー化を図ることができる。
監視・制御用装置100内の統合監視処理部111と空調機制御処理部112では、冷却されるゾーン(コンピュータルームなど)内の各温度センサが、管理温度以下となるよう空調機を維持している(ステップS501)。
一方、空調機運転効率監視処理部124においては、各空調機の運転効率を算出し(ステップS502)、運転効率のよい空調機を検出している(ステップS503)。
また、本発明の空調機監視システムにおいては、情報処理装置毎に運用上限温度が異なるため、それらの値と実測値を個別に比較して、各空調機を制御することができる。また、各情報処理装置の運用上限値と実測値とを比較して画面表示することができる。図8に情報処理装置毎の温度監視画面の例を示す。
また、空調機が複数ある場合は、危険ポイントに影響の大きい(≒位置が近い)空調機の冷却能力をアップする。このとき、どの空調機を選択するかは、情報処理装置と空調機との影響度の関連付けを行うテーブル(影響度関連付けテーブル)を予め用意しておき、これを参照する。これにより、各装置毎の運用温度上限にて温度管理をすることで、一律の運用温度上限値での運用に比べ、省エネルギー化を図れる。
監視・制御用装置100内の情報処理装置温度監視処理部113では、データベース130内の情報処理装置上限温度情報136から各情報処理装置の上限温度の情報を取得する(ステップS601)。
また、統合監視処理部111を介して、各情報処理装置内の温度の実測値を取得する(ステップS602)。そして、各情報処理装置毎に上限値と実測値を比較する(ステップS603)。この場合、「上限値―実測値」の演算を行い(ステップS604)、「上限値―実測値」が正の場合(>>0)は、当該情報処理装置については処理を行わない。
また、本発明の空調機監視システムにおいては、1台以上の空調機が何らかの理由により冷却能力を十分に発揮できなくなり、ゾーン全体を十分に冷却できなくなった場合、予め用意された情報処理装置優先順位テーブルに従い、優先順位の低い(重要度の低い)情報処理装置を停止させ、発熱負荷を低減することができる。
空調機の能力不足は、一定時間、装置の消費電力(または消費電流)値の合計値が、空調機の冷却能力の合計値よりも大きくなった場合とする。または、全ての空調機がその時点での上限いっぱいの能力を発揮しているにもかかわらず、一定時間、温度が上昇し続ける場合でもよい。これにより、優先順位の低い情報処理装置を停止させることで、優先順位の高い情報処理装置が停止するのを極力回避できる。
監視・制御用装置100内の発熱負荷低減処理部115においては、最初に、一定時間の情報処理装置の消費電力の合計値を算出する(ステップS701)。そして、「消費電力の合計値:冷却能力」を比較する(ステップS702)。冷却能力が十分な場合(消費電力の合計値<冷却能力の場合)は発熱負荷を低減する処理を行わずに、元に(ステップS701に)戻る。
また、ステップS703において、冷却能力不十分の空調機がないと判定された場合は、データベース130内の情報処理装置優先順位テーブル134を参照し、重要度の低い情報処理装置の情報を取得し(ステップS707)、当該情報処理装置の運転を停止する(ステップS706)。
このような手順により、優先順位の低い情報処理装置を停止させることで、優先順位の高い情報処理装置が停止するのを極力回避できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図1に示す監視・制御用装置100はコンピュータシステムである。
すなわち、監視・制御用装置100における、各処理は、CPU等の中央演算処理装置がROMやRAM等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、空調機監視システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
2、2n 情報処理装置
3 ラック
4 ラック列
11、12、13、14、15、11n 空調機
21 空調機監視ケーブル
30 空調機コントローラ
31 空調機状態監視処理部
32 空調機制御処理部
33 高圧側圧力関連処理部
34 高圧側圧力情報収集処理部
35 高圧側圧力監視処理部
36 高圧側圧力判定処理部
37 高圧側圧力予測処理部
38 予測高圧側圧力判定処理部
39 高圧側圧力低減制御処理部
40 空調機寿命平準化処理部
41 代表点温度センサ
42 吸込空気温度センサ
43 吹出空気温度センサ
51 情報処理装置の内蔵温度センサ
100 監視・制御用装置
101 制御部
102 通信用インタフェース
110 処理プログラム部
111 統合監視処理部
112 空調機制御処理部
113 情報処理装置温度監視処理部
114 温度警報画面表示処理部
115 発熱負荷低減処理部
116 高圧側圧力関連処理部
117 高圧側圧力情報収集処理部
118 高圧側圧力監視処理部
119 高圧側圧力判定処理部
120 高圧側圧力予測処理部
121 予測高圧側圧力判定処理部
122 高圧側圧力低減制御処理部
123 空調機寿命平準化処理部
124 空調機運転効率監視処理部
130 データベース
131 機器状態監視情報
132 空調機補完テーブル
133 影響度関連付けテーブル
134 情報処理装置優先順位テーブル
135 予備機計画変更情報
136 情報処理装置上限温度情報
Claims (8)
- 複数の空調機を配置して、ゾーン内の空調を行なう空調機監視システムであって、
前記各空調機の運転状態の情報と、ゾーン内の複数の所定の場所についての温度の情報とを収集し、空調機と前記複数の所定の場所の状態を統合して監視する統合監視手段と、
前記統合監視手段により収集された前記複数の所定の場所の温度の情報を基に、前記各空調機の冷却能力を連携制御する空調機制御手段と
を備えることを特徴とする空調機監視システム。 - 前記空調機制御手段は、前記空調機状態監視手段により、特定の場所の温度を高いと判定した場合に、該特定の場所に応じた1つまたは複数の空調機の冷却能力を増加させるように補完制御することを特徴とする請求項1に記載の空調機監視システム。
- 前記所定の場所毎に運用上限温度と温度の実測値とを個別に比較すると共に、該比較情報を前記所定の場所毎に画面表示する場所毎温度監視手段を備え、
前記空調機制御手段は、前記場所毎温度監視手段による前記所定の場所毎の運用温度上限値と温度実測値の比較することで、該場所の温度が高いか否かを判定すること
を特徴とする請求項2に記載の空調機監視システム。 - 各所定の場所と各空調機との冷却効果の影響度の関連付けを行う影響度関連付けテーブルと、
前記所定の場所の温度を下げる場合に、前記影響度関連付けテーブル参照して、当該所定の場所に対して影響度の大きい空調機を選択して制御する空調機制御手段を
備えることを特徴とする請求項3に記載の空調機監視システム。 - 前記ゾーン内の各所定の場所の温度状態を、色分けして画面表示する温度警報画面表示手段を
備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の空調機監視システム。 - 前記所定の場所各々は、各情報処理装置の内部であり、
前記空調機および前記情報処理装置にはSNMPクライアントの機能が搭載され、
前記空調機と情報処理装置を監視し制御する監視・制御用装置にはSNMPマネージャの機能が搭載され、
前記監視・制御用装置と、前記空調機と、前記情報処理装置とがSNMPによる通信ネットワークにより接続され、
前記監視・制御用装置は、前記SNMPを介して、前記空調機の運転状態の監視と制御、および前記情報処理装置の内部温度の監視を行うこと
を特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の空調機監視システム。 - 前記所定の場所各々は、各情報処理装置の内部であり、
前記各情報処理装置の重要度に応じて予め優先順位を定めた情報処理装置優先順位テーブルと、
1台以上の空調機の冷却能力が低下し、ゾーン全体を必要な温度まで冷却できなくなった場合に、前記情報処理装置優先順位テーブルを参照し、優先順位の低い情報処理装置を停止させる発熱負荷低減手段を
備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の空調機監視システム。 - 複数の空調機を配置して、ゾーン内の空調を行なう空調機監視システムにおける空調機監視方法であって、
前記各空調機の運転状態の情報と、ゾーン内の複数の所定の場所についての温度の情報とを収集し、空調機と前記複数の所定の場所の状態を統合して監視する統合監視手順と、
前記統合監視手順により収集された前記複数の所定の場所の温度の情報を基に、前記各空調機の冷却能力を連携制御する空調機制御手順と
を含むことを特徴とする空調機監視方法。
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