JP2011149603A - Computer room air conditioning system and air volume adjustment device for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電算機室空調システムに関する。 The present invention relates to a computer room air conditioning system.
電算機室空調システムは、例えばサーバルーム等の電算機室のような、多数の電子機器(サーバ装置、OA機器、通信機器等)が設置されている空間を空調(冷却)対象空間とする空調システムである。上記サーバ装置等は、高集約化の影響により高発熱化の傾向にあり、発熱体と見做してよい存在となっている。尚、これより、本説明においてサーバ装置等の電子機器を発熱体という場合もある。各発熱体は、例えばラックに収納されている。当然、この様な発熱体は、常時、充分な冷却空気(冷気)を供給して冷却する必要がある。理想は、例えば各ラックに対して冷気が均等に供給され、各ラックからの暖気が均一に排気されることである。これによって、各ラックに収納される発熱体に均等に冷気を供給し、以って全ての発熱体について充分な冷気を供給できる。 The computer room air conditioning system is an air conditioner in which a space in which a large number of electronic devices (server devices, OA devices, communication devices, etc.) are installed, such as a computer room such as a server room, is an air conditioning (cooling) target space. System. The server devices and the like tend to generate high heat due to the influence of high concentration, and can be regarded as heating elements. In this description, an electronic device such as a server device may be referred to as a heating element. Each heating element is stored in a rack, for example. Of course, such a heating element needs to be cooled by supplying sufficient cooling air (cold air) at all times. Ideally, for example, cold air is uniformly supplied to each rack, and warm air from each rack is exhausted uniformly. As a result, cold air can be evenly supplied to the heating elements housed in each rack, and sufficient cooling air can be supplied to all the heating elements.
しかしながら、現実には、全ての発熱体に均等に充分な冷気を供給して冷却することは難しい。例えば、冷気を室内の各所から供給する構成において、トータルでは充分な冷気が供給されるとしても、各所の冷気の供給量が略同一とはならず、冷気量が少ない箇所が存在する為に、この箇所における発熱体について充分な冷気を供給できない場合がある。また、サーバ装置等の電子機器は、ラックに収容する場合が多く、ラックはある程度の高さを有しており、例えば上段、中段、下段等の階層構造となっており、各階層に電子機器が収容されている。この為、例えば床下から冷気を供給する場合、特に上段に収容された電子機器に対する冷気供給量が不十分となる可能性が高いものとなる。 However, in reality, it is difficult to cool by supplying sufficient cold air equally to all the heating elements. For example, in a configuration in which cold air is supplied from various places in the room, even if sufficient cold air is supplied in total, the amount of cold air supplied at each place is not substantially the same, and there are places where the amount of cold air is small, In some cases, sufficient cooling air cannot be supplied to the heating element at this location. Also, electronic devices such as server devices are often housed in racks, and the racks have a certain height, and have, for example, a hierarchical structure such as an upper stage, a middle stage, a lower stage, and the like. Is housed. For this reason, for example, when cold air is supplied from under the floor, there is a high possibility that the amount of cold air supplied to an electronic device housed in the upper stage will be insufficient.
ここで、従来の電算機室空調システムに関する記載が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の背景技術に記載のように、従来の電算機室空調システムでは、例えば上記電算機室のような冷却対象空間内の各所に設置されたラックに、上記サーバ装置等の電子機器を収容し、二重床からの吹出しによって効率よく各電子機器に冷風を送り込むような方式を採用している。例えば上記二重床から吹出された冷気(冷却空気)を上記サーバ装置等の電子機器を搭載したラックの前面から給気する。この給気(冷気)はラック内の電子機器を冷却することで温められて暖気となり、この暖気はラックの背面(後面)や上面から排気される。各ラック内にはファンが設けられており、このファンによって上記冷気を取り込み上記暖気を排出する。 Here, the description regarding the conventional computer room air conditioning system is disclosed by patent document 1, for example. As described in the background art of Patent Document 1, in a conventional computer room air conditioning system, for example, electronic devices such as the server device are placed in racks installed in various places in a cooling target space such as the computer room. A system that accommodates and efficiently sends cold air to each electronic device by blowing out from the double floor is adopted. For example, cold air (cooling air) blown out from the double floor is supplied from the front surface of a rack on which electronic devices such as the server device are mounted. This supply air (cold air) is warmed by cooling the electronic equipment in the rack, and this warm air is exhausted from the back surface (rear surface) and the top surface of the rack. Each rack is provided with a fan, which takes in the cold air and discharges the warm air.
図5は、従来の電算機室空調システムの構成例である。
図5の構成では、まず、図示の空調対象空間61があり、この空調対象空間61は不図示の壁等により囲まれた室内空間が、二重床54と天井面58とによって縦方向に3つに仕切られたうちの真ん中の空間である。空調対象空間61には、上記サーバ装置等の電子機器を搭載した機器収納用ラック51が設置されている。尚、上記3つに仕切られた空間のうち、上側の空間(天井面58より上の空間)を天井裏空間、下側の空間(二重床54より下の空間)を床下空間というものとする。
FIG. 5 is a configuration example of a conventional computer room air conditioning system.
In the configuration of FIG. 5, first, there is an air-conditioning target space 61 shown in the figure. This air-conditioning target space 61 is an indoor space surrounded by walls (not shown) or the like that is vertically divided by a double floor 54 and a ceiling surface 58. It is the middle space divided into two. In the air-conditioning target space 61, an equipment storage rack 51 on which electronic equipment such as the server device is mounted is installed. Of the three partitioned spaces, the upper space (the space above the ceiling surface 58) is the ceiling back space, and the lower space (the space below the double floor 54) is the underfloor space. To do.
また、上記空調対象空間61等を含む室内空間の外側には図示の室外空間60があり、この室外空間60内には空気調和機52が設置されている。空気調和機52は、室内空間から回収した暖気を冷却して冷気にして、この冷気を室内空間に送出する。これは、上記“天井裏空間”から暖気を回収し、上記“床下空間”に冷気を送出するものであり、“床下空間”を介して上記空調対象空間61へと冷気が流入する。空調対象空間61で生じた暖気は、“天井裏空間”に流入する。 In addition, there is an illustrated outdoor space 60 outside the indoor space including the air conditioning target space 61 and the like, and an air conditioner 52 is installed in the outdoor space 60. The air conditioner 52 cools the warm air collected from the indoor space to cool it, and sends the cool air to the indoor space. This is to collect warm air from the “ceiling space” and send cool air to the “underfloor space”, and the cool air flows into the air-conditioning target space 61 through the “underfloor space”. The warm air generated in the air-conditioning target space 61 flows into the “ceiling space”.
上記サーバ装置等の電子機器を搭載した機器収納用ラック51が、二重床54上に設置されている。ここでは、各ラック51の前面から冷気が給気され、各ラック51の背面(後面)から暖気が排出されるタイプを例にするものとする。複数の機器収納用ラック51(機器収納用ラック51群)が1つの列を構成し、この列が複数存在する。各機器収納用ラック51群の列の間には、室内通路がある。 A device storage rack 51 on which electronic devices such as the server device are mounted is installed on a double floor 54. Here, a type in which cool air is supplied from the front surface of each rack 51 and warm air is discharged from the back surface (rear surface) of each rack 51 is taken as an example. A plurality of device storage racks 51 (device storage racks 51 group) constitute one row, and there are a plurality of these rows. There is an indoor passage between the rows of each device storage rack 51 group.
これら各室内通路がある空間は、冷気が供給される空間(冷気空間というものとする)、または暖気が排出される空間(暖気空間というものとする)の何れかとなる。冷気空間の室内通路の二重床54には、穴空きパネル54aが設けられている。空気調和機52が上記二重床54の床下に送出した冷気は、この穴空きパネル54aを通過して、上記冷気空間に流入し、その後、各ラック51内にその前面から流入する。 The space in which each of the indoor passages is provided is either a space to which cool air is supplied (referred to as a cool air space) or a space from which warm air is discharged (referred to as a warm air space). A perforated panel 54a is provided in the double floor 54 of the indoor passage of the cold air space. The cool air sent out by the air conditioner 52 under the floor of the double floor 54 passes through the perforated panel 54 a and flows into the cool air space, and then flows into the racks 51 from the front surface.
尚、ここでは、各ラック51の両面のうち、上記冷気空間に対向している面が“前面”、上記暖気空間に対向している面が“背面(後面)”と定義するものとする。
空調対象空間61の上方には天井面58が設けられており、この天井面58の一部には排気面57が設けられている。排気面57は、例えば天井面58における上記暖気空間の上方の部分であり、天井面58に設けられた穴である。図示の例では暖気空間の室内通路と略同一の大きさの1つの大きな穴となっているが、この例に限らず、複数の比較的小さな穴を天井面58の上記暖気空間の上方部分に設けてもよい。
Here, of both surfaces of each rack 51, the surface facing the cool air space is defined as “front surface”, and the surface facing the warm air space is defined as “back surface (rear surface)”.
A ceiling surface 58 is provided above the air conditioning target space 61, and an exhaust surface 57 is provided on a part of the ceiling surface 58. The exhaust surface 57 is, for example, a portion of the ceiling surface 58 above the warm air space, and is a hole provided in the ceiling surface 58. In the illustrated example, one large hole having approximately the same size as the indoor passage in the warm air space is formed. However, the present invention is not limited to this example, and a plurality of relatively small holes are formed in the upper portion of the ceiling surface 58 above the warm air space. It may be provided.
尚、上記の通り、室内空間のうち天井面58の上方の空間を天井裏空間というものとする。上記各ラック51から上記暖気空間に排出された暖気は、上昇し、上記排気面57を通って天井裏空間に流入する。暖気は、この天井裏空間を通って、上記空気調和機52の吸込口52aに吸入される。上記空気調和機52は、上記吸込口52aと不図示の吹出口を有している。空気調和機52内蔵の不図示のファン等によって、上記暖気は天井裏空間から上記吸込口52aに吸入され、また上記冷気は上記吹出口から上記床下空間へと送出される。 As described above, the space above the ceiling surface 58 in the indoor space is referred to as a ceiling back space. The warm air discharged from each rack 51 to the warm air space rises and flows into the ceiling space through the exhaust surface 57. Warm air is drawn into the air inlet 52a of the air conditioner 52 through the ceiling space. The air conditioner 52 has the suction port 52a and an air outlet (not shown). The warm air is drawn into the suction port 52a from the ceiling space by a fan (not shown) or the like built in the air conditioner 52, and the cool air is sent from the air outlet to the under-floor space.
また、図5では、上記特許文献1の従来例を適用して構成例を示しており、上記構成に加えて更に図示の回り込み防止装置53が設けられている。回り込み防止装置53に関しては、特許文献1に記載の通りであり、ここでは特に詳細には説明しないが簡単に説明するならば、各ラック51の上面に設けられた固定具等を用いて、上記冷気空間の上方に、平面ボード(遮蔽板)等を設けた構成となっている。 FIG. 5 shows a configuration example by applying the conventional example of the above-mentioned Patent Document 1. In addition to the above configuration, a wraparound prevention device 53 is further provided. The wraparound prevention device 53 is as described in Patent Document 1 and will not be described in detail here, but will be described briefly using a fixture or the like provided on the upper surface of each rack 51. A flat board (shielding plate) or the like is provided above the cold air space.
これによって、上記各ラック51の背面から上記暖気空間に排出された暖気が、上記冷気空間に流入することを防止する。つまり、暖気空間に吐き出される暖気が、機器収納用ラック1の前面(吸込み面)に回り込むことで冷却性能が落ちることを防止できる。 This prevents warm air discharged from the back surface of each rack 51 from flowing into the cool air space. That is, it is possible to prevent the cooling performance from deteriorating due to the warm air discharged into the warm air space flowing around the front surface (suction surface) of the equipment storage rack 1.
但し、これは一例であり、回り込み防止装置53が設けられていなくてもよい。
ここで、上記室内空間における空気(冷気、暖気)の流れは、基本的に、空気調和機52によって作られるものである。つまり、吹出口から冷気を送出する力と、吸込口52aに暖気を吸引する力とによって作られるものである。これに、更に、上記ラック51内の不図示のファンの力が加わる。そして、空気調和機52に関する風量(吸込口52aに流入する暖気の風量や吹出口から送出される冷気の風量;トータルの風量)は、設定が変わらない限り変わらないものである。
However, this is an example, and the wraparound prevention device 53 may not be provided.
Here, the flow of air (cold air, warm air) in the indoor space is basically created by the air conditioner 52. That is, it is created by the force that sends out cool air from the outlet and the force that sucks warm air into the suction port 52a. In addition, the force of a fan (not shown) in the rack 51 is further applied. The air volume related to the air conditioner 52 (the volume of warm air flowing into the suction port 52a and the volume of cool air sent out from the outlet; the total volume of air) is not changed unless the setting is changed.
また、室内空間における各所の暖気や冷気の風量が均一ではない場合、風量が多い箇所があればその分風量が少ない箇所が存在することになり、トータルの風量は変わらないものである。これは、トータルの風量は充分な量であったとしても、風量が少ない箇所では
発熱体(電子機器)を十分に冷却できない可能性があることを意味する。これは、風量が多い箇所では、発熱体(電子機器)に対する過冷却の問題が生じる可能性があることも意味する。
In addition, when the air volume of the warm air and the cold air in each place in the indoor space is not uniform, if there is a part with a large air volume, there will be a part with a small air volume, and the total air volume will not change. This means that even if the total air volume is sufficient, the heating element (electronic device) may not be sufficiently cooled at locations where the air volume is small. This also means that there may be a problem of overcooling the heating element (electronic device) at a location where the air volume is large.
例えば、上記のように空気調和機52が上記床下空間に送出した冷気は、上記穴空きパネル54aを通過して、上記冷気空間に流入するが、従来、この冷気空間に吹出す冷気の風量が場所によって異なり、冷気風量が少ない箇所の発熱体(電子機器)を十分に冷却できないという問題等があった。これは、基本的には、空気調和機52からの距離によって冷気空間に吹出す冷気風量が異なるものである。 For example, as described above, the cool air sent out by the air conditioner 52 to the underfloor space passes through the perforated panel 54a and flows into the cool air space. Conventionally, the amount of cool air blown into the cool air space has been reduced. Depending on the location, there was a problem that the heating element (electronic device) at a location where the amount of cool air flow was small could not be sufficiently cooled. Basically, the amount of cool air blown into the cool air space differs depending on the distance from the air conditioner 52.
この問題に対して、例えば特許文献2の発明では、床下に形成され冷気を流通させると共に床に形成された多数の吹出孔から冷気を室内空間に吹出す給気チャンバと、給気チャンバ内の冷気を吸い込んで室内空間に吹出す複数の吹出装置と、給気チャンバ内の冷気の静圧または風速を計測する気流計測部を備える。気流計測部の計測結果に応じて、冷気の静圧または風速が閾値以下となっている位置の近傍の吹出装置を動作させるものである。これによって、室内空間に吹出す冷気量を、場所によらずに均一化することができる。 With respect to this problem, for example, in the invention of Patent Document 2, an air supply chamber that is formed under the floor and circulates cold air and blows out cold air from a large number of blow holes formed in the floor into the indoor space, A plurality of blow-out devices that draw in cold air and blow it out into the indoor space, and an airflow measurement unit that measures static pressure or wind speed of the cold air in the supply chamber. According to the measurement result of the airflow measuring unit, the blowout device in the vicinity of the position where the static pressure or the wind speed of the cold air is equal to or less than the threshold value is operated. Thereby, the amount of cool air blown into the indoor space can be made uniform regardless of the place.
尚、特許文献2においては、冷気を生成・送出する空調機からの距離が近い場所ほど冷気量が多く、遠い場所ほど冷気量が少ないものとしているが、この例に限らず、逆の場合もある。つまり、空調機からの距離が遠い場所ほど冷気量が多く、近い場所ほど冷気量が少ない場合もある。これは、空調機から送出される冷気が、一旦、最も遠い場所(壁等)に到達し、そこから空調機側に戻る過程で室内空間に吹出す場合等である。 In Patent Document 2, it is assumed that the closer the distance from the air conditioner that generates and sends out the cold air, the larger the amount of cold air, and the farther the place, the smaller the amount of cold air. However, the present invention is not limited to this example. is there. That is, there is a case where the cold air amount is larger as the distance from the air conditioner is longer and the cold air amount is smaller as the location is closer. This is the case when the cold air sent from the air conditioner once reaches the farthest place (wall or the like) and blows out into the indoor space in the process of returning to the air conditioner side from there.
また、例えば特許文献3に記載の発明では、開閉式の冷気吹き込み調整弁(または開閉調整口)とモータを設けて、モータを制御することでこの開閉調整弁を開閉制御する。例えば、過冷却を防止する為に開閉調整弁の開口度を閉じる動作が指示される。また、冷却不足に対応する為に、開閉調整弁の開口度を開く動作が指示される。これによって室内の部分的な過冷却や冷却不足を防止できる。 For example, in the invention described in Patent Document 3, an open / close type cool air blowing adjustment valve (or an opening / closing adjustment port) and a motor are provided, and the opening / closing control valve is controlled to open and close by controlling the motor. For example, in order to prevent overcooling, an operation to close the opening degree of the open / close adjustment valve is instructed. In addition, in order to cope with insufficient cooling, an operation for opening the opening degree of the on-off adjusting valve is instructed. This can prevent partial overcooling and insufficient cooling in the room.
上記のように、一部の冷却対象(発熱体)を十分に冷却できない問題(冷却不足の問題)や、その逆に過剰冷却となる問題に関しては、冷気供給に関する冷気風量の不均一が原因の1つであり、これを解決する為の従来技術が存在する。しかしながら、暖気排出に関する風量の不均一も、上記冷却対象の冷却不足等の問題を引き起こす。これについて、以下に説明する。 As mentioned above, regarding the problem that some of the objects to be cooled (heating elements) cannot be cooled sufficiently (problem of insufficient cooling) and vice versa, There is a conventional technique for solving this problem. However, the non-uniformity of the air volume related to warm air discharge also causes problems such as insufficient cooling of the cooling target. This will be described below.
上述したように、暖気は天井裏空間に流入するが、この流入量は均一ではなく、場所によって異なる。すなわち、空気調和機52からの距離が遠いほど暖気流入量が少なく、近いほど暖気流入量が多くなる。つまり、機器収納用ラック1の後面から排出される暖気を天井裏空間に排気する際に、空気調和機52の近傍の排気風量が多く、空気調和機52の
対面側(遠い)の排気風量が少ないことになる。この為、空気調和機52の近傍のラック1の発熱体(電子機器)が過冷却になる可能性がある一方で、空気調和機52から遠いラック1(例えば一例としては20m(メートル)程度離れている)の発熱体(電子機器)が冷却不足となる可能性がある。
As described above, warm air flows into the ceiling space, but the amount of this inflow is not uniform and varies depending on the location. That is, the farther the distance from the air conditioner 52 is, the smaller the warm air inflow amount is, and the closer the distance is, the greater the warm air inflow amount is. That is, when the warm air discharged from the rear surface of the equipment storage rack 1 is exhausted to the ceiling space, the amount of exhaust air in the vicinity of the air conditioner 52 is large, and the amount of exhaust air on the opposite side (far) of the air conditioner 52 is large. It will be less. For this reason, while the heating element (electronic device) of the rack 1 in the vicinity of the air conditioner 52 may be supercooled, the rack 1 far from the air conditioner 52 (for example, about 20 m (meters) away from the air conditioner 52). The heating element (electronic device) may be undercooled.
これは、まず、空気調和機52の近傍の暖気空間に関しては、空気調和機52の吸い込み力が強い為、天井裏空間への排気風量が多くなる。この為、空気調和機52の近傍の暖気空間が、やや“負圧”の状態となる。この為、この暖気空間に対向するラック1に関して、冷気空間から暖気空間への空気の流れがスムーズになり過ぎて、ラック1内の風量が増大する。つまり、上記“負圧”によってより多くの冷気がラック1内に流入することになり、当該ラック1内の発熱体(電子機器)が過冷却になる可能性がある。 First, regarding the warm air space in the vicinity of the air conditioner 52, since the suction force of the air conditioner 52 is strong, the amount of exhaust air to the ceiling space increases. For this reason, the warm air space near the air conditioner 52 is slightly in a “negative pressure” state. For this reason, regarding the rack 1 facing this warm air space, the air flow from the cool air space to the warm air space becomes too smooth, and the air volume in the rack 1 increases. That is, more “cold air” flows into the rack 1 due to the “negative pressure”, and the heating element (electronic device) in the rack 1 may be overcooled.
一方、空気調和機52から遠い暖気空間に関しては、空気調和機52の吸い込み力が弱いうえに、(上記の通りトータルの風量が変わらないことから)上記空気調和機52の近傍の暖気空間から天井裏空間への排気風量が多くなることの影響により、天井裏空間への排気風量が少なくなる(排気が抜けきらない)。 On the other hand, with respect to the warm air space far from the air conditioner 52, the suction force of the air conditioner 52 is weak and the ceiling from the warm air space near the air conditioner 52 (because the total air volume does not change as described above). Due to the increase in the exhaust air volume to the back space, the exhaust air volume to the ceiling space decreases (exhaust cannot be exhausted).
この様に、排気がスムーズに行われない為に、上記空気調和機52から遠い暖気空間に対向するラック1に関しては、上記空気調和機52の近傍のラック1の場合とは逆に、ラック1内を流れる空気の風量が減少し(つまり、ラック1内に流入する冷気風量が減少し)、当該ラック1内の発熱体(電子機器)が冷却不足になる可能性がある。 Thus, since the exhaust is not performed smoothly, the rack 1 facing the warm air space far from the air conditioner 52 is opposite to the rack 1 in the vicinity of the air conditioner 52. There is a possibility that the amount of air flowing through the inside decreases (that is, the amount of cool air flowing into the rack 1 decreases), and the heating element (electronic device) in the rack 1 becomes insufficiently cooled.
この様な排気面での排気風量(暖気の天井裏空間への流入量)のアンバランスがある為に、発熱体(電子機器)の一部に過冷却や冷却不足の問題が生じ、特に冷却不足に関しては電子機器の故障を引き起こす可能性が高く、重大な問題となる。 Since there is an imbalance in the exhaust air volume (the amount of warm air flowing into the ceiling space) on the exhaust surface, problems such as overcooling and insufficient cooling occur in some of the heating elements (electronic devices), especially cooling. With respect to the shortage, there is a high possibility of causing failure of electronic equipment, which becomes a serious problem.
特に、空気調和機52の対面側(最も遠い)の機器収納用ラック1の最上段の発熱体(電子機器)は、冷却不足の問題が最も生じ易いものとなる。勿論、上記冷却不足は、空気調和機52から最も遠い機器収納用ラック1やその最上段に限るものではなく、最も遠い機器収納用ラック1の中段や2番目に遠い機器収納用ラック1の上段や中段等でも生じる可能性がある。 In particular, the problem of insufficient cooling is most likely to occur in the uppermost heating element (electronic device) of the device storage rack 1 on the opposite side (farthest) of the air conditioner 52. Of course, the insufficient cooling is not limited to the equipment storage rack 1 farthest from the air conditioner 52 or its uppermost stage, but the middle stage of the farthest equipment storage rack 1 or the upper stage of the equipment storage rack 1 farthest from the air. It may also occur in the middle stage.
従来技術一般や上記特許文献1〜3の従来技術では、この様な問題を想定しておらず、この様な問題を解決できない。
また、上記空調対象空間の各所に供給する冷気の風量が不均一となる問題に関して、従来ではパンチングメタル(穴空きパネル54a)の開口率を変えることで対応する手法(開口率の能動制御)等があるが、問題を解決するには不十分であり、特に近年は空調対象空間が広くなってきており、現実にはパンチングメタルを用いる手法では対応できなくなってきている。また、例えば風量均一化の為の開口率を小さくし過ぎると、風量が少なくなり過ぎる等の問題が生じる。また上記特許文献2,3の方法では、省エネルギー化の観点から問題がある。
The conventional techniques in general and the conventional techniques of Patent Documents 1 to 3 do not assume such a problem and cannot solve such a problem.
Further, with respect to the problem that the amount of cool air supplied to each part of the air-conditioning target space is not uniform, conventionally, a method (active control of the aperture ratio) to cope by changing the aperture ratio of the punching metal (perforated panel 54a), etc. However, this is insufficient to solve the problem, and in recent years, the air-conditioning target space has become wide, and in reality, it cannot be handled by a technique using punching metal. Further, for example, if the aperture ratio for making the air flow uniform is too small, there arises a problem that the air flow becomes too small. Further, the methods of Patent Documents 2 and 3 have a problem from the viewpoint of energy saving.
すなわち、特許文献2の発明のように吹出装置を用いて強制的に冷気給気量を増大させる方法では、吹出装置を動作させる為のエネルギー(電力)が必要となり、省エネルギー化の観点から問題がある。これは、特許文献3のようにモータ駆動を要するものについても同様である。 That is, in the method of forcibly increasing the amount of cool air supply using the blower device as in the invention of Patent Document 2, energy (electric power) for operating the blower device is required, and there is a problem from the viewpoint of energy saving. is there. The same applies to those requiring motor driving as in Patent Document 3.
本発明の課題は、電算機室空調システムに係わり、省エネルギー化を実現しつつ暖気排気面での排気風量のアンバランスを解消することができ、あるいは更に冷気給気量のアンバランスを解消することができ、以って室内の部分的な過冷却や冷却不足を防止できる電
算機室空調システム、その風量調整装置等を提供することである。
An object of the present invention relates to a computer room air conditioning system, which can eliminate the unbalance of the exhaust air volume on the warm air exhaust surface while realizing energy saving, or further eliminate the unbalance of the cold air supply amount Therefore, it is to provide a computer room air conditioning system that can prevent partial overcooling and insufficient cooling of the room, an air flow rate adjusting device, and the like.
本発明の電算機室空調システムは、室内空間が天井面と二重床とによって空調対象空間と屋根裏空間と床下空間とに区切られており、前記空調対象空間には冷却対象機器を収納するラック群が設置されており、前記床下空間に冷気を送出し前記天井裏空間から暖気を回収する空気調和機を有し、前記床下空間に送出される冷気が前記空調対象空間内に流入し、該冷気が前記各ラック内に流入して前記冷却対象機器を冷却して暖気となってラック外へ排出され、該暖気が前記天井裏空間へと排気される構成の電算機室空調システムであって、前記天井面の各所に排気口と共に第1の風車を設け、該各第1の風車毎にその回転数を検出する第1の回転計とその回転数を変更させる第1の回転数変更手段を設け、更に第1の制御手段を備え、前記第1の制御手段は、前記第1の回転計で検出された第1の風車回転数を入力し、該第1の風車回転数に基づいて前記排気口を介して前記天井裏空間へ排気される前記暖気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第1の回転数変更手段によって前記第1の風車回転数を減少させる制御を行う。 In the computer room air conditioning system of the present invention, the indoor space is divided into an air conditioning target space, an attic space, and an underfloor space by a ceiling surface and a double floor, and a rack for storing a cooling target device in the air conditioning target space. A group of air conditioners that send cool air to the underfloor space and collect warm air from the ceiling space, and cool air sent to the underfloor flows into the air-conditioning target space, A computer room air conditioning system configured such that cold air flows into each rack, cools the device to be cooled, becomes warm air, is discharged to the outside of the rack, and the warm air is exhausted to the ceiling space. A first windmill is provided at each position of the ceiling surface together with an exhaust port, and a first tachometer for detecting the number of revolutions of each first windmill and a first number of revolutions changing means for changing the number of revolutions. And further comprising first control means. The control means inputs the first windmill rotation speed detected by the first tachometer, and is exhausted to the ceiling space through the exhaust port based on the first windmill rotation speed. When the wind turbine air volume corresponding to the warm air volume is calculated and the wind turbine air volume is larger than a preset reference air volume, control is performed to reduce the first wind turbine rotational speed by the first rotational speed changing means. Do.
上記の通り、従来では、上記天井面の各所から前記天井裏空間に流入する暖気の風量すなわち排気風量が、アンバランスになり、その影響により冷気が充分に流れないラックが存在することになり当該ラック内の冷却対象機器が冷却不足となる問題があった。 As described above, conventionally, the amount of warm air flowing into the ceiling space from various places on the ceiling surface, that is, the amount of exhaust air becomes unbalanced, and there is a rack in which cold air does not flow sufficiently due to the influence. There was a problem that the equipment to be cooled in the rack was insufficiently cooled.
これに対して上記本発明の電算機室空調システムでは、主に上記空気調和機によって作り出される空気の流れ、特に空調対象空間からの暖気排気の流れ(更に空調対象空間への冷気給気の流れもある)によって回転する風車を、各排気口に設けている。そして、排気風量が基準風量よりも大きい場合には、回転数変更手段(例えばブレーキ等)によって風車回転数を減少させることで、排気風量を減少させる。最終的には排気風量が基準風量と略同一になるように制御する。 On the other hand, in the computer room air conditioning system of the present invention, the flow of air mainly produced by the air conditioner, particularly the flow of warm air exhaust from the air conditioning target space (further, the flow of cold air supply to the air conditioning target space). There is also a wind turbine that rotates at each exhaust port. When the exhaust air volume is larger than the reference air volume, the exhaust air volume is decreased by decreasing the wind turbine rotational speed by a rotational speed changing means (for example, a brake or the like). Finally, the exhaust air volume is controlled so as to be substantially the same as the reference air volume.
排気風量が基準風量よりも小さい場合には、特に何も行わないが、トータルの排気風量はほぼ一定なので、他の排気口のなかに排気風量が基準風量よりも大きいものが存在するはずであり、上記のように排気風量を減少させる制御が行われることが期待できる。これによって、排気風量が基準風量よりも小さい箇所においても、排気風量が増えて基準風量と略同一になるはずである。よって、排気風量がアンバランスの状態になっても、この状態は解消することになる。つまり、排気風量の均一化を図ることができる。 If the exhaust air volume is smaller than the reference air volume, nothing is done, but the total exhaust air volume is almost constant, so there should be some other exhaust vents with the exhaust air volume larger than the reference air volume. As described above, it can be expected that the control for reducing the exhaust air volume is performed. As a result, even at locations where the exhaust air volume is smaller than the reference air volume, the exhaust air volume should increase and become substantially the same as the reference air volume. Therefore, even if the exhaust air volume is in an unbalanced state, this state is resolved. That is, the exhaust air volume can be made uniform.
あるいは、更に、冷気の給気に関しても、上記暖気の排気の場合と略同様の構成を備えさせてもよい。すなわち、前記二重床の各所に給気口と共に第2の風車を設け、該各第2の風車毎にその回転数を検出する第2の回転計とその回転数を変更させる第2の回転数変更手段を設け、更に第2の制御手段を備え、前記第2の制御手段は、前記第2の回転計で検出された第2の風車回転数を入力し、該第2の風車回転数に基づいて前記床下空間から前記給気口を介して前記空調対象空間へ流入する前記冷気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第2の回転数変更手段によって前記第2の風車回転数を減少させる制御を行うようにしてもよい。 Alternatively, the cool air supply may be provided with substantially the same configuration as in the case of the warm air exhaust. That is, a second windmill is provided in each place of the double floor together with an air supply port, a second tachometer for detecting the rotation speed for each second windmill, and a second rotation for changing the rotation speed Number change means, further comprising second control means, wherein the second control means inputs the second windmill rotational speed detected by the second tachometer, and the second windmill rotational speed is input. If the wind turbine air volume corresponding to the air volume of the cold air flowing into the air-conditioning target space from the underfloor space through the air supply port is calculated based on the above, and the wind turbine air volume is greater than a preset reference air volume The second rotational speed changing means may perform control to reduce the second windmill rotational speed.
この場合には、床下空間から空調対象空間へ冷気の給気風量が、アンバランスの状態になっても、この状態は解消することになる。つまり、給気風量の均一化を図ることができる。 In this case, even if the amount of cool air supplied from the underfloor space to the air-conditioning target space becomes unbalanced, this state is eliminated. That is, the supply air volume can be made uniform.
本発明の電算機室空調システム、その風量調整装置等によれば、電算機室空調システム
に係わり、省エネルギー化を実現しつつ暖気排気面での排気風量のアンバランスを解消することができ、あるいは更に冷気給気量のアンバランスを解消することができ、以って室内の部分的な過冷却や冷却不足を防止できる。
According to the computer room air conditioning system of the present invention, its air volume adjusting device, etc., it is related to the computer room air conditioning system, and it is possible to eliminate the imbalance of the exhaust air volume on the warm air exhaust surface while realizing energy saving, or Furthermore, the unbalance of the cold air supply amount can be eliminated, thereby preventing partial overcooling and insufficient cooling in the room.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本例の電算機室空調システムの構成例である。
図1に示す電算機室空調システムの構成は、図5に示す従来の構成と一部が異なるが同じ部分も少なくないので、以下、従来と略同様の構成について簡単に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration example of the computer room air conditioning system of this example.
The configuration of the computer room air conditioning system shown in FIG. 1 is partially different from the conventional configuration shown in FIG.
不図示の壁等により囲まれた室内空間が、二重床4と天井面8とによって縦方向に3つに仕切られており、この3つの分割空間のうち真ん中の空間が図示の空調対象空間11である。また、従来の説明と同様に、上記3つの分割空間のうち、天井面8より上側の空間を“屋根裏空間”、二重床4より下側の空間を“床下空間”というものとする。 An indoor space surrounded by walls (not shown) is partitioned into three in the vertical direction by the double floor 4 and the ceiling surface 8, and the middle space among the three divided spaces is the air conditioning target space shown in the figure. 11. Similarly to the conventional description, among the three divided spaces, the space above the ceiling surface 8 is referred to as “attic space”, and the space below the double floor 4 is referred to as “underfloor space”.
空調対象空間11には、二重床4上に機器収納用ラック1群が設置されている。各機器収納用ラック1内には、何らかの電子機器(サーバ装置、OA機器、通信機器等)が収容されており、従来の説明と同様に、この電子機器を“発熱体”と呼ぶ場合もある。本システムによる冷却対象は、空調対象空間11であって特に上記“発熱体”である。よって、上記電子機器等は冷却対象機器であるとも言える。 In the air conditioning target space 11, a group of equipment storage racks 1 are installed on the double floor 4. Each equipment storage rack 1 contains some electronic equipment (server device, OA equipment, communication equipment, etc.), and this electronic equipment may be referred to as a “heating element” as in the conventional description. . The object to be cooled by this system is the air-conditioning target space 11, particularly the “heating element”. Therefore, it can be said that the electronic device or the like is a device to be cooled.
室外空間10に設置される空気調和機2は、上記床下空間に冷気を送出する。
また、従来で説明した通り、複数の機器収納用ラック1により列が構成され、この列が複数存在し、各列間には室内通路がある。これら各室内通路がある空間は、冷気が供給される空間(冷気空間というものとする)、または暖気が排出される空間(暖気空間というものとする)の何れかとなる。冷気空間の室内通路の二重床4には、穴空きパネル4aが設けられている。空気調和機2が上記床下空間に送出した冷気は、この穴空きパネル54aを通過して、上記冷気空間に流入し、その後、この冷気空間に対向する各ラック1内に流入する。
The air conditioner 2 installed in the outdoor space 10 sends cold air to the underfloor space.
In addition, as described above, a plurality of equipment storage racks 1 form a row, and there are a plurality of rows, and there is an indoor passage between each row. The space in which each of the indoor passages is provided is either a space to which cool air is supplied (referred to as a cool air space) or a space from which warm air is discharged (referred to as a warm air space). A perforated panel 4a is provided in the double floor 4 of the indoor passage of the cold air space. The cold air sent out by the air conditioner 2 to the underfloor space passes through the perforated panel 54a, flows into the cold air space, and then flows into the racks 1 facing the cold air space.
尚、ここでは、各ラック1の両面のうち、上記冷気空間に対向している面が“前面”、上記暖気空間に対向している面が“背面(後面)”と定義するものとする。
上記室内通路を挟んで前面吸込み方式の機器収納用ラック1群が室内通路の両側に対向に整列している。穴空きパネル4aが設けられた室内通路には機器収納用ラック1の前面が向くように配置されている。
Here, of both surfaces of each rack 1, the surface facing the cold air space is defined as “front surface”, and the surface facing the warm air space is defined as “back surface (rear surface)”.
A group of front suction type equipment storage racks are arranged opposite to each other on both sides of the indoor passage with the indoor passage interposed therebetween. It arrange | positions so that the front surface of the rack 1 for apparatus accommodation may face the indoor channel | path provided with the perforated panel 4a.
上記穴空きパネル4aを通って供給された冷気は、各機器収納用ラック1にその前面から流入し、機器収納用ラック1内に収納された不図示の発熱体(サーバ装置等の電子機器
)を冷却することで暖められて暖気となり、この暖気は機器収納用ラック1の後面(背面)から上記暖気空間へと排出される。尚、各機器収納用ラック1内には不図示のファンが存在し、このファンによって前面から背面への空気の流れが作られる。
The cold air supplied through the perforated panel 4a flows into each device storage rack 1 from the front surface, and a heating element (not shown) (electronic device such as a server device) stored in the device storage rack 1 Is heated to become warm air, and this warm air is discharged from the rear surface (back surface) of the equipment storage rack 1 to the warm air space. Note that a fan (not shown) exists in each equipment storage rack 1, and an air flow from the front surface to the back surface is created by the fan.
暖気空間に排出された暖気は、回り込み防止装置3がある為に、機器収納用ラック1の前面側の空間(冷気空間)に回り込むことなく、天井裏空間へと排気され、天井裏空間を介して空気調和機2の吸込口2aに流入する。そして、空気調和機2によって冷却されて再び冷気が生成・供給されることになる。尚、回り込み防止装置3は、既に説明してある従来技術であり、ここでは設けているが、無くても構わない。 The warm air discharged to the warm air space is exhausted to the ceiling space without going into the space (cold air space) on the front side of the equipment storage rack 1 because of the wraparound prevention device 3, and passes through the ceiling space. And flows into the air inlet 2a of the air conditioner 2. And it cools by the air conditioner 2 and cold air is produced | generated and supplied again. The wraparound prevention device 3 is the conventional technology already described and is provided here, but may be omitted.
以上、従来と略同様の構成について簡単に説明した。
ここで、本構成では、上記暖気空間に排出された暖気は、天井面8における排気面7に設けられた複数の風車発電装置9を介して、天井裏空間へと排気される。風車発電装置9は、天井面8の排気面7の各所に設けられた穴の部分に配置される風車等により構成される。風車発電装置9は、上記暖気の天井裏空間へと排気によって風車が回転することで、風車発電を行う。また、風車の回転数を制御(基本的に、減少させる制御)を行うことで、天井裏空間への排気風量を制御する。これによって、全体における排気のアンバランスを解消し、排気量の均一化を図ることができる。詳しくは後述する。尚、排気面7は、天井面8のうち例えば上記暖気空間の上方の部分である。
The configuration substantially similar to the conventional configuration has been briefly described above.
Here, in this configuration, the warm air discharged to the warm air space is exhausted to the ceiling back space via the plurality of wind turbine generators 9 provided on the exhaust surface 7 of the ceiling surface 8. The windmill power generation device 9 is configured by a windmill or the like disposed in a hole portion provided in various places on the exhaust surface 7 of the ceiling surface 8. The windmill power generation device 9 generates windmill power by rotating the windmill by exhaust air into the warm ceiling space. Further, the amount of exhaust air flow to the ceiling space is controlled by controlling the rotational speed of the windmill (basically, a control for reducing it). As a result, exhaust imbalance in the exhaust can be eliminated and the exhaust amount can be made uniform. Details will be described later. The exhaust surface 7 is, for example, a portion of the ceiling surface 8 above the warm air space.
上記風車は、例えば各ラック列の各ラック毎に対応して設けられる。上記暖気空間が、その両側にラック列があるものならば、各風車は、両側1台ずつの計2台のラックに対応するものとなる。勿論、これは一例であり、この例に限るものではない。 The windmill is provided for each rack in each rack row, for example. If the warm air space has rack rows on both sides, each wind turbine corresponds to a total of two racks, one on each side. Of course, this is an example, and the present invention is not limited to this example.
あるいは、図1には示していないが、上記風車発電装置9を、上記のように天井面8に設置するのではなく、穴空きパネル4aの代わりに冷気空間の室内通路に設置するようにしてもよい。あるいは、天井面8と冷気空間の室内通路の両方に設置してもよい。 Alternatively, although not shown in FIG. 1, the wind turbine generator 9 is not installed on the ceiling surface 8 as described above, but is installed in the indoor passage of the cold air space instead of the perforated panel 4a. Also good. Or you may install in both the ceiling surface 8 and the indoor passage of a cool air space.
この様な風車発電装置9の配置に関して図2(a)、(b)に示す。何れも、図1に示す構成の断面図である。
図2(a)は風車発電装置9を天井面8に設ける例の断面図である。
2A and 2B show the arrangement of such a wind turbine generator 9. Both are cross-sectional views of the configuration shown in FIG.
FIG. 2A is a cross-sectional view of an example in which the wind turbine generator 9 is provided on the ceiling surface 8.
図示の通り、風車発電装置9は天井面8の各所に設けるものであって、特に暖気空間の上方に位置するものである。
冷気空間には、二重床4の下側空間から穴空きパネル4aを通って冷気が流入し、この冷気が機器収納用ラック1内にその前面から流入する。この流入冷気は、機器収納用ラック1内に収納された発熱体(サーバ装置等の電子機器)を冷却することで暖められて暖気となり、この暖気は機器収納用ラック1の後面(背面)から排出される。
As shown in the figure, the wind turbine generator 9 is provided at various locations on the ceiling surface 8 and is particularly located above the warm air space.
The cold air flows into the cold air space from the lower space of the double floor 4 through the perforated panel 4a, and the cold air flows into the equipment storage rack 1 from the front surface. The inflow cool air is warmed by cooling a heating element (electronic device such as a server device) stored in the device storage rack 1, and this warm air is generated from the rear surface (rear surface) of the device storage rack 1. Discharged.
尚、例えば、機器収納用ラック1内には図示のようにファン1aがラック内の各段毎に設けられている。各段毎に発熱体が収容されている。このファン1aによって、ラック1内の各段毎に、冷気が吸入され、暖気が排出される。 For example, in the equipment storage rack 1, a fan 1 a is provided for each stage in the rack as shown in the figure. A heating element is accommodated in each stage. By this fan 1a, cool air is sucked and warm air is discharged for each stage in the rack 1.
ラック1から排出された暖気は、上昇し、風車発電装置9の後述する風車21を介して天井裏空間へと排気される。
ここで、既に従来の課題等で述べたように、この様な空気(冷気、暖気)の流れは、基本的に、空気調和機2と機器収納用ラック1内のファン1aによって作られる。すなわち、空気調和機2は、内蔵の不図示のファン等により、上記天井裏空間の暖気を吸入すると共に、これを冷却してなる冷気を二重床4の下側空間に送出して穴空きパネル4aを介して空調対象空間11に流入させる。機器収納用ラック1は、内蔵のファン1aによって、
この冷気を吸入すると共に暖気を排出する。この暖気が、上記空気調和機2によって、上記天井裏空間及び空気調和機2の吸込口2aへと吸入されることになる。
The warm air discharged from the rack 1 rises and is exhausted to the ceiling back space via the windmill 21 described later of the windmill power generation device 9.
Here, as already described in the conventional problem etc., such a flow of air (cold air, warm air) is basically produced by the air conditioner 2 and the fan 1a in the equipment storage rack 1. That is, the air conditioner 2 sucks warm air in the ceiling space by a built-in fan (not shown) or the like, and sends out cool air that has been cooled to the lower space of the double floor 4 to make holes. It flows into the air-conditioning target space 11 through the panel 4a. The equipment storage rack 1 is provided by a built-in fan 1a.
The cool air is inhaled and the warm air is discharged. The warm air is sucked into the ceiling space and the air inlet 2a of the air conditioner 2 by the air conditioner 2.
そして、既に従来の課題等で述べた通り、風車発電装置9が無い構成では、空気調和機2からの距離が遠いほど暖気流入量(天井裏空間への流入量)が少なく、近いほど暖気流入量が多くなる。つまり、排気量のアンバランスが生じる。この為、空気調和機2からの距離が遠い箇所の機器収納用ラック1に関しては、ラック内を通過する風量(特に冷気の風量)が少なくなる為、当該ラック1内の発熱体(電子機器;サーバ装置等)を冷却するのに充分な風量が得られなくなる可能性がある。 And as already described in the conventional problem etc., in the configuration without the wind turbine generator 9, the farther the distance from the air conditioner 2, the smaller the warm air inflow amount (the inflow amount to the ceiling space), and the nearer the warm air inflow. The amount increases. That is, an unbalance of the exhaust amount occurs. For this reason, with respect to the equipment storage rack 1 at a location far from the air conditioner 2, the amount of air passing through the rack (particularly the amount of cool air) is reduced, so the heating element (electronic device; There is a possibility that an air flow sufficient to cool the server device or the like cannot be obtained.
これに対して、本手法では、風車発電装置9を設けてこれを後述するように制御することで、排気量のアンバランスを解消して排気量の均一化を実現し、以って全てのラック1において発熱体(電子機器;サーバ装置等)を冷却するのに充分な風量が得られるようにでき、上記冷却不足の解消を実現することができる。また、既に従来の課題等で述べた通り、過冷却の問題も発生する可能性があるが、この問題も解消できる。 On the other hand, in this method, the wind turbine generator 9 is provided and controlled as will be described later, thereby eliminating the unbalance of the exhaust amount and realizing the uniform exhaust amount. A sufficient air volume can be obtained to cool the heating element (electronic device; server device, etc.) in the rack 1, and the above-described lack of cooling can be resolved. Moreover, as already described in the conventional problem etc., the problem of supercooling may occur, but this problem can also be solved.
以下、上記風車発電装置9とその制御について詳しく説明する。
ここで、図2では、風車発電装置9の各種構成のうち風車21のみを示しており、他の構成については図3に示し後に説明する。風車21は、一般的な風車であってよく(但し、後述するようにピッチ角可変機構またはブレーキ機構を有している)、当然、風力によって回転する。風車21は、天井面8の排気面7の各所に設けられた穴に設けられている。暖気が、空調対象空間11(その暖気空間)からこの穴を通って天井裏空間に流入することで、その風力によって風車21が回転することになる。そして、特に図示/説明はしないが、この風車21の回転によって発電が行われることになる。
Hereinafter, the wind turbine generator 9 and its control will be described in detail.
Here, in FIG. 2, only the windmill 21 is shown among the various structures of the windmill electric power generating apparatus 9, and another structure is shown in FIG. 3 and demonstrated later. The windmill 21 may be a general windmill (provided with a pitch angle variable mechanism or a brake mechanism as will be described later), and naturally rotates by wind power. The windmill 21 is provided in holes provided at various locations on the exhaust surface 7 of the ceiling surface 8. When the warm air flows from the air-conditioning target space 11 (the warm air space) through the hole and into the ceiling space, the wind turbine 21 is rotated by the wind force. Although not specifically shown / explained, power is generated by the rotation of the wind turbine 21.
ここで、本手法では、上記ピッチ角可変機構またはブレーキ機構によって、例えば空気調和機2からの距離が近い場所つまり暖気流入量が多い場所の風車21を、天井裏空間への流入暖気に対する一種の抵抗とすることで、暖気流入量を減少させ、以って全ての風車21設置場所における暖気流入量の均一化を図るものである。このように排気面7全体における排気量均一化を図ることで、機器収納用ラック1群に収納された発熱体の冷却に必要な風量を確保できる。これは、特に空気調和機2から遠い機器収納用ラック1(その中でも特に上段)に収納された発熱体の冷却に必要な風量を確保できるものである。 Here, in the present method, the pitch angle variable mechanism or the brake mechanism is used to cause the wind turbine 21 in a place where the distance from the air conditioner 2 is close, that is, a place where a large amount of warm air flows, to a kind of warm air flowing into the ceiling space. By setting the resistance, the warm air inflow amount is reduced, and thus the warm air inflow amount at all the wind turbine 21 installation locations is made uniform. In this way, by making the exhaust amount uniform over the entire exhaust surface 7, it is possible to secure an air amount necessary for cooling the heating elements stored in the group 1 of equipment storage racks. In particular, the air volume necessary for cooling the heating element stored in the equipment storage rack 1 (particularly the upper stage) far from the air conditioner 2 can be secured.
図2(b)に示す構成も、その効果は上記図2(a)の構成と略同様である(但し、効果を強化できる)。
図2(b)の構成では、図2(a)の構成に加えて更に図示の通り、穴空きパネル4aの代わりに風車発電装置9を設けている。つまり、暖気排気面と冷気給気面の両方に、風車発電装置9を設けている。これによって、排気面7での排気風量の均一化を実現するだけでなく、給気面での給気風量の均一化も実現でき、全ての機器収納用ラック1におけるラック風量の均一化を実現することに関して、より望ましい構成を実現できる。
The effect of the configuration shown in FIG. 2B is substantially the same as that of FIG. 2A (however, the effect can be enhanced).
In the configuration of FIG. 2B, a wind turbine generator 9 is provided instead of the perforated panel 4a as shown in addition to the configuration of FIG. That is, the wind turbine generator 9 is provided on both the warm air exhaust surface and the cold air supply surface. As a result, not only the exhaust air volume on the exhaust surface 7 can be made uniform, but also the air supply air quantity on the air supply surface can be made uniform, and the rack air volume in all the equipment storage racks 1 can be made uniform. A more desirable configuration can be achieved.
風車発電装置9の構成は、上記図2(a)の場合と略同様であり、二重床4の各所に設けられた穴に、風車21が設けられている。そして、床下空間から冷気がこの穴を通って空調対象空間11(その冷気空間)に流入することで、その風力によって風車21が回転することになる。 The configuration of the wind turbine generator 9 is substantially the same as in the case of FIG. 2A, and the wind turbine 21 is provided in a hole provided in each place of the double floor 4. Then, cold air flows from the underfloor space through this hole into the air-conditioning target space 11 (the cold air space), so that the wind turbine 21 is rotated by the wind force.
図2(b)の場合も図2(a)と同様に、上記ピッチ角可変機構またはブレーキ機構によって、冷気流入量が多い場所では流入量を抑制することで、全ての風車21設置場所における冷気流入量の均一化を図ることができる。また、当然、風車発電により省エネルギー効果も得られる。 In the case of FIG. 2 (b) as well as FIG. 2 (a), by using the variable pitch angle mechanism or the brake mechanism, the inflow amount is suppressed in a place where the amount of cool air inflow is large. The amount of inflow can be made uniform. Naturally, an energy saving effect can also be obtained by wind turbine power generation.
また、例えば、図2(c)に示す構成としてもよい。
図2(c)の構成は、上記図2(b)の構成において上記図2(a)の構成を除外した構成である。つまり、給気面(二重床4の各所に設けられた穴)に風車発電装置9を設けているが、排気面7には風車発電装置9を設けていない(本例では、排気面7には図示の通り(従来と同様)各所に穴が設けられた構成となる)。
Further, for example, the configuration shown in FIG.
The configuration in FIG. 2C is a configuration in which the configuration in FIG. 2A is excluded from the configuration in FIG. In other words, the wind turbine generator 9 is provided on the air supply surface (holes provided in each place of the double floor 4), but the wind turbine generator 9 is not provided on the exhaust surface 7 (in this example, the exhaust surface 7). As shown in the figure (as in the prior art), holes are provided at various locations).
この為、上述した効果のうち排気面での排気量のアンバランスを解消する効果は得られないが、給気面での給気風量の均一化を実現する効果、及び風車発電による省エネルギー効果は得られるものである。 For this reason, among the effects described above, the effect of eliminating the imbalance of the exhaust amount on the exhaust surface cannot be obtained, but the effect of realizing the uniform supply air amount on the supply surface and the energy saving effect by the wind turbine power generation are It is obtained.
尚、図2(a)〜(c)には回り込み防止装置3を設けた構成例を示すが、上記の通りこれは無くてもよい。
図3に、風車発電装置9の構成例を示す。
In addition, although the structural example which provided the wraparound prevention apparatus 3 in FIG. 2 (a)-(c) is shown, as above-mentioned, this may not exist.
FIG. 3 shows a configuration example of the wind turbine generator 9.
図示の例の風車発電装置9は、風車21、風車ピッチ角変更モータ22、風車回転計23、コントローラ24等を有する。また、特に図示しないが、風車21の回転によって発電を行う構成も有している(既存技術であり特に説明しない)。 The wind turbine generator 9 in the illustrated example includes a wind turbine 21, a wind turbine pitch angle changing motor 22, a wind turbine tachometer 23, a controller 24, and the like. Moreover, although not shown in particular, it has the structure which produces electric power by rotation of the windmill 21 (it is an existing technique and it does not explain in particular).
風車21は、上記の通りピッチ角可変機構またはブレーキ機構を有しており、図3にはピッチ角可変機構を有する場合の構成例を示しており、これより風車ピッチ角変更モータ22が設けられているものである。よって、ブレーキ機構の構成例の場合には、風車ピッチ角変更モータ22は必要ない。ブレーキ機構の構成例は、特に図示しないが、例えば風車21にディスクブレーキ等が備えられており、コントローラ24がこのディスクブレーキのON/OFF制御やON時におけるブレーキ量の制御を行うものである。 The windmill 21 has the pitch angle variable mechanism or the brake mechanism as described above, and FIG. 3 shows a configuration example in the case of having the pitch angle variable mechanism, from which the windmill pitch angle change motor 22 is provided. It is what. Therefore, in the configuration example of the brake mechanism, the windmill pitch angle changing motor 22 is not necessary. Although the configuration example of the brake mechanism is not particularly illustrated, for example, the wind turbine 21 is provided with a disc brake or the like, and the controller 24 performs ON / OFF control of the disc brake and control of the brake amount at the ON time.
上記の通り図示の例では風車21は、そのピッチ角を変更制御可能な構成であり、コントローラ24は風車ピッチ角変更モータ22を制御して風車21のピッチ角を任意の角度とすることができる。また、風車回転計23は風車21の回転数を計測し、コントローラ24はこの計測値を取得する。そして、この回転数に基づいて、例えば後述する図4の処理を行って、必要に応じて風車ピッチ角変更モータ22を制御することで風車21のピッチ角を変更する。 As described above, in the illustrated example, the windmill 21 has a configuration capable of changing and controlling the pitch angle, and the controller 24 can control the windmill pitch angle changing motor 22 to set the pitch angle of the windmill 21 to an arbitrary angle. . Moreover, the windmill tachometer 23 measures the rotation speed of the windmill 21, and the controller 24 acquires this measured value. And based on this rotation speed, the process of FIG. 4 mentioned later is performed, for example, and the pitch angle of the windmill 21 is changed by controlling the windmill pitch angle change motor 22 as needed.
これは、ブレーキ機構を有する構成においても略同様であり、コントローラ24は、風車ピッチ角変更モータ22を制御する代わりに、不図示のディスクブレーキのON/OFF制御やON時のブレーキ量の制御を行うものである。 This is substantially the same in the configuration having the brake mechanism, and the controller 24 controls the ON / OFF control of the disc brake (not shown) and the brake amount at the ON time instead of controlling the windmill pitch angle changing motor 22. Is what you do.
図4は、コントローラ24による風車21の制御処理を示すフローチャート図である。コントローラ24は、特に図示しないがMPU等の演算処理ユニットやメモリ、入出力インタフェース等を有している。メモリには予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、演算処理ユニットがこのアプリケーションプログラムを読出し・実行することにより、図4の処理を実現する。尚、上記入出力インタフェースは、風車ピッチ角変更モータ22や風車回転計23に信号線を介して接続しており、データ入力や指令出力を行う為のものである。 FIG. 4 is a flowchart showing the control process of the wind turbine 21 by the controller 24. The controller 24 includes an arithmetic processing unit such as an MPU, a memory, an input / output interface, and the like, although not particularly illustrated. A predetermined application program is stored in the memory in advance, and the processing unit shown in FIG. 4 is realized by the arithmetic processing unit reading and executing the application program. The input / output interface is connected to the wind turbine pitch angle changing motor 22 and the wind turbine tachometer 23 via a signal line, and is used for data input and command output.
コントローラ24は、定周期で、風車回転計23から風車21の回転数を取得する(ステップS11)。そして、風車21回転数を取得する毎に、まず、風車風量を演算する(ステップS12)。 The controller 24 acquires the number of rotations of the windmill 21 from the windmill tachometer 23 at regular intervals (step S11). And every time windmill 21 rotation speed is acquired, a windmill air volume is first calculated (step S12).
これは、例えば、以下の式により演算する。
風車風量=μ×N×D3
(ここで、μ;比例係数、N;風車21の回転数、D;風車21の羽根径)
よく知られているように、風車風量とN×D3とは比例関係にあり(風車風量∝N×D3)、これより任意の比例係数μを乗算することで、風車風量を算出できる。尚、これより、比例係数μは開発者等が予め決めて設定しておくことになる。また、風車21の羽根径Dは、予め計測して設定しておく。勿論、この設定データは、コントローラ24の上記メモリ等に予め記憶しておくものである。
This is calculated by, for example, the following equation.
Windmill air volume = μ × N × D 3
(Where, μ: proportional coefficient, N: rotational speed of the windmill 21, D: blade diameter of the windmill 21)
As is well known, the wind turbine air volume and N × D 3 are in a proportional relationship (wind turbine air volume ∝N × D 3 ), and the wind turbine air volume can be calculated by multiplying an arbitrary proportional coefficient μ therefrom. From this, the proportionality coefficient μ is determined and set in advance by a developer or the like. The blade diameter D of the windmill 21 is measured and set in advance. Of course, this setting data is stored in advance in the memory of the controller 24 or the like.
次に、コントローラ24は、上記メモリに予め記憶してある所定の適性ラック風量を読み出す。この適正ラック風量の値は、ラック1内を流れる空気の風量(ラック風量)として望ましい風量、すなわち過冷却、冷却不足の何れにもならない適切なラック風量に基づいて任意に決定される値であり、予め開発者等が任意に決めて設定しておくものである。適正ラック風量の値は、後述する“風車風量=適正ラック風量”の状態となったときには、該当するラック1のラック風量が上記適切なラック風量となるように、設定するものである。 Next, the controller 24 reads a predetermined appropriate rack air volume stored in advance in the memory. The value of the appropriate rack air volume is a value that is arbitrarily determined based on an air volume that is desirable as an air volume (rack air volume) flowing in the rack 1, that is, an appropriate rack air volume that does not cause either overcooling or insufficient cooling. The developer or the like is arbitrarily determined and set in advance. The value of the appropriate rack air volume is set so that the rack air volume of the corresponding rack 1 becomes the appropriate rack air volume when a state of “wind turbine air volume = appropriate rack air volume” described later is obtained.
上記“該当するラック1”とは、当該風車発電装置9が係わるラック1であり、例えば当該風車発電装置9の真下の暖気空間の両側にある2台のラック1等である。後述する“風車風量=適正ラック風量”の状態となったときに、これら2台のラック1の各段を流れる空気の風量が、当該ラック1内の各段に収納される発熱体を冷却するのに必要充分な風量(過冷却、冷却不足の何れにもならない適切なラック風量)となるように、適正ラック風量の値を開発者等が任意に決定・設定すればよい。換言すれば、適正ラック風量とは、風車風量として望ましい値を示す基準風量であるということができる。 The “corresponding rack 1” refers to the rack 1 with which the wind turbine generator 9 is concerned, for example, two racks 1 on both sides of the warm air space directly below the wind turbine generator 9. When the state of “wind turbine air volume = appropriate rack air volume”, which will be described later, is reached, the air volume of air flowing through each stage of these two racks 1 cools the heating elements stored in each stage in the rack 1. The developer or the like may arbitrarily determine and set the value of the appropriate rack air volume so that the necessary and sufficient air volume (appropriate rack air volume that does not cause either overcooling or insufficient cooling). In other words, it can be said that the appropriate rack air volume is a reference air volume that indicates a desirable value as the wind turbine air volume.
尚、上記適正ラック風量の決定・設定には、トータルの風量も係わることになる。すなわち、例えば全ての風車発電装置9において“風車風量=適正ラック風量”となったときに、各風車風量の総和が、空気調和機2の吸込口2aに流入するトータルの風量となるように、空気調和機2を調整することになる。 The determination and setting of the appropriate rack air volume also involves the total air volume. That is, for example, when “wind turbine air volume = appropriate rack air volume” is obtained in all wind turbine generators 9, the total sum of the wind turbine air volumes is the total air volume flowing into the air inlet 2 a of the air conditioner 2. The air conditioner 2 will be adjusted.
そして、上記ステップS12で演算した風車風量が、上記適正ラック風量と同じであるか否かを判定する(ステップS13)。
もし同じであれば(風車風量=適正ラック風量)(ステップS13,YES)、現状維持とする(ステップS14)。つまり、風車21のピッチ角を変更したりブレーキON等の制御を行うことなく(新たな制御は何も行わずに)、本処理を終了する。
Then, it is determined whether or not the wind turbine air volume calculated in step S12 is the same as the appropriate rack air volume (step S13).
If they are the same (wind turbine air volume = appropriate rack air volume) (step S13, YES), the current state is maintained (step S14). That is, this process is terminated without changing the pitch angle of the windmill 21 or performing control such as turning on the brake (no new control is performed).
風車風量=適正ラック風量である状況では、排気がスムーズに行われていることになり、該当するラック1内を実際に流れている空気の風量(実際のラック風量)が、適正と思われるラック風量となっているはずであるので、当該ラック1内の発熱体(電子機器;サーバ装置等)を冷却するのに必要充分な冷気が供給されていることになり、冷却不足や過剰冷却にはなっていない。よって、現状維持(ステップS14)とする。尚、上記“該当するラック1”とは、その風車発電装置9に対応する1または複数のラック1であり、基本的には当該風車発電装置9が設置されている箇所の暖気空間に、その背面が対向しているラック1であり、通常は当該暖気空間の両側にある2列のラック1群の各ラックのうち、当該風車発電装置9の近傍の1または複数のラックとなる。 In a situation where the wind turbine air volume = appropriate rack air volume, exhaust is performed smoothly, and the air volume actually flowing in the corresponding rack 1 (actual rack air volume) is considered to be an appropriate rack. Since the air volume should be, the cooling air necessary and sufficient to cool the heating elements (electronic devices; server devices, etc.) in the rack 1 is supplied. is not. Therefore, the current state is maintained (step S14). The “corresponding rack 1” is one or a plurality of racks 1 corresponding to the wind turbine generator 9, and basically, in the warm air space where the wind turbine generator 9 is installed. The racks 1 are opposed to each other, and are usually one or a plurality of racks in the vicinity of the wind turbine generator 9 among the racks in a group of two rows of racks on both sides of the warm air space.
一方、風車風量が適正ラック風量と同じではない場合には(ラック風量≠風車風量)(ステップS13,NO)、風車風量がラック風量より大きい(風車風量>ラック風量)か小さいかをチェックする(ステップS15)。 On the other hand, if the wind turbine air volume is not the same as the appropriate rack air volume (rack air volume ≠ wind turbine air volume) (step S13, NO), it is checked whether the wind turbine air volume is greater than the rack air volume (wind turbine air volume> rack air volume) or smaller ( Step S15).
もし、風車風量が適正ラック風量未満の場合には(ステップS15,NO)、何も制御
することなくステップS11に戻る。尚、この場合は、実際のラック風量が適切なラック風量未満となっているはずであり、当該ラック1内の発熱体を冷却するのに必要充分な冷気が供給されていない可能性があるが(冷却不足の可能性あり)、他の風車発電装置9において後述するステップS16の処理が行われることで、自然に風車風量が増大し、最終的には風車風量は適正ラック風量と略同一になるはずである。
If the wind turbine air volume is less than the appropriate rack air volume (step S15, NO), the process returns to step S11 without any control. In this case, the actual rack air volume should be less than the appropriate rack air volume, and there is a possibility that sufficient cold air required to cool the heating element in the rack 1 is not supplied. (There is a possibility of insufficient cooling) By performing the processing of step S16 described later in the other wind turbine generator 9, the wind turbine air volume naturally increases, and finally the wind turbine air volume is substantially the same as the appropriate rack air volume. Should be.
尚、図示していないが、ステップS15がNOとなる場合でも、もし後述するピッチ角変更やブレーキONが行われている状態である場合であったならば、ピッチ角を元に戻したり、ブレーキをOFFする(あるいは徐々に弱める)等の制御を行うようにしてもよい。 Although not shown, even if step S15 is NO, if the pitch angle is changed or the brake is turned on as will be described later, the pitch angle can be returned to the original value, Control such as turning OFF (or gradually weakening) may be performed.
基本的に、予め決められた所定のピッチ角(例えば、回転数が最大になるピッチ角)あるいはブレーキOFF状態が、デフォルト状態であり、このデフォルト状態であってもステップS15の判定がNOとなる場合には、それ以上何も制御することはないので、そのままステップS11に戻ることになる。 Basically, a predetermined pitch angle (for example, the pitch angle at which the rotation speed is maximum) or the brake OFF state is a default state, and even in this default state, the determination in step S15 is NO. In that case, no further control is performed, and the process directly returns to step S11.
一方、風車風量>適正ラック風量である場合には(ステップS15,YES)、風車21のピッチ角を変更する制御または風車21の上記ブレーキをONする制御を行う(ステップS16)。 On the other hand, when the wind turbine air volume> the appropriate rack air volume (step S15, YES), control for changing the pitch angle of the wind turbine 21 or control for turning on the brake of the wind turbine 21 is performed (step S16).
ピッチ角の変更は、例えば予め決められた所定量分変更するものであり、ステップS11に戻り、再び上記の処理を行った結果、再びステップS15がYESになったら、更に所定量分のピッチ角変更を行うことになる。これを、ステップS13の判定がYESとなるか、もしくはステップS15の判定がNOとなるまで繰り返し実行することになる。 The pitch angle is changed by, for example, a predetermined amount. If the process returns to step S11 and the above process is performed again, step S15 becomes YES again. Will make a change. This is repeated until the determination in step S13 is YES or the determination in step S15 is NO.
尚、上記ステップS15のピッチ角変更は、風車21の回転数を減少させる(回り難くする)ようにする変更である。具体的な方法は当業者であれば当然分かることなので、ここでは特に説明しない。 Note that the pitch angle change in step S15 is a change to reduce the rotation speed of the windmill 21 (make it difficult to turn). The specific method will be understood by those skilled in the art and will not be described here.
また、ブレーキONの場合には、当然、風車21の回転数は減少することになる。つまり、何れの方法でも、風車風量が適正ラック風量より大きい場合、すなわち風車21の回転数が大き過ぎる場合には、風車21の回転数を減少させる制御を行うことで、風車風量を減少させ、最終的には“風車風量=適正ラック風量”となるように制御することになる。 In addition, when the brake is ON, the rotational speed of the windmill 21 is naturally reduced. That is, in any method, when the wind turbine air volume is larger than the appropriate rack air volume, that is, when the rotational speed of the wind turbine 21 is too large, the wind turbine air volume is decreased by performing control to decrease the rotational speed of the wind turbine 21. Eventually, control is performed so that “wind turbine air volume = appropriate rack air volume”.
ブレーキ(ディスクブレーキ)を用いる場合も同様であり、ブレーキ力を徐々に強めていくことで、最終的に“風車風量=適正ラック風量”となるように制御することになる。
つまり、風車風量が大きい場所の抵抗を増やすことで(圧損をバランシングすることで)、風車風量の均一化を実現することができる。すなわち、まず、トータルの風量は同じである。つまり、空気調和機2の吸込口2aに流入する風量は同じである。よって、仮に、風車発電装置9が3台あるものとし(9a、9b、9cとする)、仮に空気調和機2に流入する風量が3αであるものとした場合、バランスがとれている場合、すなわち3台とも“風車風量=適正ラック風量”である場合には、3台の風車風量は全て“α”となる。
The same applies to the case where a brake (disc brake) is used. By gradually increasing the braking force, control is finally performed so that “wind turbine air volume = appropriate rack air volume”.
That is, the wind turbine air volume can be made uniform by increasing the resistance of the place where the wind turbine air volume is large (by balancing the pressure loss). That is, first, the total air volume is the same. That is, the air volume flowing into the air inlet 2a of the air conditioner 2 is the same. Therefore, assuming that there are three wind turbine generators 9 (9a, 9b, and 9c) and the amount of air flowing into the air conditioner 2 is 3α, When all of the three units are “wind turbine air volume = appropriate rack air volume”, all of the three wind turbine air volumes are “α”.
そして、仮に、風車発電装置9bは“風車風量=適正ラック風量”であるが、風車発電装置9aは“適正ラック風量<風車風量”であり仮に風車風量=α+βであったものとする。この場合、上記の通りトータルの風量は変わらないので(=3α)、残りの風車発電装置9cの風車風量は“α−β”となるはずである。 Further, it is assumed that the windmill power generation device 9b has “windmill air volume = appropriate rack airflow”, but the windmill power generation device 9a has “appropriate rack airflow <windmill airflow” and the windmill airflow = α + β. In this case, since the total air volume does not change as described above (= 3α), the wind turbine air volume of the remaining wind turbine generator 9c should be “α−β”.
よって、この状態のままでは、まず、風車発電装置9bに対応する(近傍の)ラック1
から排出される暖気は、スムーズに天井裏空間へと流れるので、当該ラック1内の発熱体を冷却する為に必要な風量が得られることになる。しかし、まず、風車発電装置9cに対応するラック1から排出される暖気は、スムーズに天井裏空間へと流れないことになり、この影響により当該ラック1内を流れる空気の風量が少なくなる。つまり、当該ラック1内に流入する冷気の量が少なくなる。この為、(βの値によるが)当該ラック1内の発熱体を冷却する為に必要な風量が得られなくなり冷却不足となる可能性がある。
Therefore, in this state, first, the rack 1 (neighboring) corresponding to the wind turbine generator 9b.
Since the warm air discharged from the air smoothly flows into the ceiling space, an air volume necessary for cooling the heating element in the rack 1 can be obtained. However, first, the warm air discharged from the rack 1 corresponding to the wind turbine generator 9c does not flow smoothly into the ceiling back space, and this influence reduces the amount of air flowing through the rack 1. That is, the amount of cool air flowing into the rack 1 is reduced. For this reason, (depending on the value of β), there is a possibility that the air volume necessary for cooling the heating element in the rack 1 cannot be obtained, resulting in insufficient cooling.
一方で、風車発電装置9aに対応する(近傍の)ラック1から排出される暖気は、よりスムーズに天井裏空間へと流れることになり、この影響により当該ラック1内を流れる空気の風量が増大する。つまり、当該ラック1内に流入する冷気の量が増大する。この為、(βの値によるが)当該ラック1内の発熱体を冷却する為に必要な風量は十分に得られる一方で過剰冷却となる可能性がある。 On the other hand, the warm air discharged from the rack 1 corresponding to the wind turbine generator 9a flows more smoothly into the ceiling space, and this influence increases the amount of air flowing through the rack 1. To do. That is, the amount of cool air flowing into the rack 1 increases. For this reason, (depending on the value of β), the air volume necessary for cooling the heating element in the rack 1 can be obtained sufficiently, but there is a possibility of overcooling.
これに対して、本例では、上記図1等の構成と図4の制御によって、まず風車発電装置9bはステップS14の現状維持となる。そして、風車発電装置9aは、ステップS13がNOで且つステップS15がYESとなるので、ステップS16の処理が実行されることになり、上記の通り、最終的には“風車風量=適正ラック風量”の状態となる。 On the other hand, in this example, the wind turbine generator 9b first maintains the current state of step S14 by the configuration of FIG. 1 and the like and the control of FIG. Since the wind turbine generator 9a is NO in step S13 and YES in step S15, the process of step S16 is executed. As described above, “wind turbine air volume = appropriate rack air volume” is finally obtained. It becomes the state of.
これに対して、風車発電装置9cは、ステップS13がNOで且つステップS15がNOとなるので、風車21に対する制御は何等行わないが、上記風車発電装置9aの制御によってその風車風量が“α+β”から“α”になり、上記の通りトータルの風量は変わらないことから(=3α)、風車発電装置9cの風車風量も“α”になる。 On the other hand, since the wind turbine generator 9c is NO in step S13 and NO in step S15, no control is performed on the wind turbine 21. However, the wind turbine wind amount is “α + β” by the control of the wind turbine generator 9a. Since the total air volume does not change as described above (= 3α), the wind turbine air volume of the wind turbine generator 9c also becomes “α”.
このようにして、排気量がアンバランスの状態であってもバランスがとれるようになり、風車風量(天井裏空間への排気風量)の均一化を実現することができ、以って特にラック1内の発熱体を冷却する為に必要な風量が得られなくなり冷却不足となる事態を防止できるようになる。また、冷却過剰も防止できることになる。更に、従来の構成のように電力を消費して風量アンバランスを解消するものではなく、むしろその逆に風車発電により電力を生成できるので、省エネルギー効果が得られる。 In this way, even if the exhaust amount is in an unbalanced state, a balance can be achieved, and the wind turbine air amount (the exhaust air amount to the space behind the ceiling) can be made uniform. It is possible to prevent a situation where the air flow necessary for cooling the internal heating element cannot be obtained and the cooling becomes insufficient. In addition, excessive cooling can be prevented. Furthermore, unlike the conventional configuration, power is not consumed to eliminate the air volume imbalance, but on the contrary, power can be generated by wind turbine power generation, so that an energy saving effect is obtained.
尚、上記風車21のようなピッチ角が可変の風車やそのピッチ角調整制御に関しては、例えば特開平4−194368号公報、特開昭63−192968号公報、特開2003−239843号公報等に記載の従来技術が知られており、ここではこれ以上詳細には説明しない。 As for the wind turbine having a variable pitch angle such as the wind turbine 21 and its pitch angle adjustment control, for example, see JP-A-4-194368, JP-A-63-192968, JP-A-2003-239843, etc. The described prior art is known and will not be described in further detail here.
また、図2(b)や図2(c)に示す構成における、二重床4に設置された風車発電装置9においても、上記図4の処理を行う。但し、この場合には、上記風車風量は、冷気空間への冷気の給気量を意味することになる。そして、冷気の給気量が各所で異なる状況(アンバランス)となった場合でも、各風車発電装置9毎に上記図4の処理が行われることで、最終的には全ての風車発電装置9における冷気空間への冷気給気量(風車風量)が、均一化(=適正ラック風量)されることになる。つまり、アンバランスが解消されてバランスがとれた状態になると共に、各所における冷気給気量は該当するラック1内の発熱体を冷却するのに必要充分な量となる。また、この場合も当然、風車発電装置9によって発電が行われるので、省エネルギー効果が得られる。 The above-described processing of FIG. 4 is also performed in the wind turbine generator 9 installed on the double floor 4 in the configuration shown in FIG. 2B or 2C. However, in this case, the wind turbine air volume means the amount of cool air supplied to the cool air space. And even when the supply amount of cold air is different in each place (unbalance), the processing of FIG. 4 is performed for each wind turbine power generation device 9, so that all the wind turbine power generation devices 9 are finally obtained. The amount of cool air supplied to the cool air space (wind turbine air volume) is made uniform (= appropriate rack air volume). That is, unbalance is eliminated and a balanced state is achieved, and the amount of cool air supplied at each location is sufficient to cool the heating element in the corresponding rack 1. Also in this case, naturally, since the wind turbine generator 9 generates power, an energy saving effect can be obtained.
尚、コントローラ24は、各風車21毎にその風車21専用のコントローラとして設けてもよいし、複数の(または全ての)風車21に共通のコントローラとしてもよい。後者の場合、各風車21毎に風車ピッチ角変更モータ22と風車回転計23が設けられており、コントローラ24は複数の風車回転計23それぞれから計測データ(風車21の回転数)を取得して、各計測データ毎に図4の処理を実行し、必要に応じて該当する風車ピッチ
角変更モータ22を制御することになる。
The controller 24 may be provided for each windmill 21 as a controller dedicated to the windmill 21 or may be a controller common to a plurality (or all) of the windmills 21. In the latter case, a windmill pitch angle changing motor 22 and a windmill tachometer 23 are provided for each windmill 21, and the controller 24 acquires measurement data (the number of rotations of the windmill 21) from each of the plurality of windmill tachometers 23. 4 is executed for each measurement data, and the corresponding windmill pitch angle changing motor 22 is controlled as necessary.
以上説明したように、本手法では、機器収納用ラック1の後面から排出される暖気を天井裏空間に排気する為の排気面7に、風車風量(風車の回転数)すなわち排気風量を制御可能な風車発電装置を設置したことにより、排気面7全体での排気風量のアンバランスを解消することができ、特に機器収納用ラック内部に収納された発熱体(サーバ装置等の電子機器)を冷却するために必要な排気風量にて均一な風量に制御可能である。 As described above, in this method, the wind turbine air volume (the rotational speed of the wind turbine), that is, the exhaust air volume can be controlled on the exhaust surface 7 for exhausting the warm air discharged from the rear surface of the equipment storage rack 1 to the ceiling space. By installing a simple wind turbine generator, it is possible to eliminate the unbalance of the exhaust air volume over the entire exhaust surface 7, and in particular to cool the heating elements (electronic devices such as server devices) stored inside the equipment storage rack It is possible to control the air flow rate to be uniform with the exhaust air flow rate required for this.
これにより、機器収納用ラック群に収納された発熱体の冷却に必要な風量を確保できる信頼性の高い空調運転が可能であり、また、風車発電装置によって発電が行われるので、省エネルギーにも貢献可能である。尚、発電した電力は、例えば、室内の電子機器に有効利用できる(あるいは、売電してもよい)。 This enables highly reliable air-conditioning operation that can secure the air volume required for cooling the heating elements stored in the equipment storage rack group, and also contributes to energy saving because the wind turbine generator generates power. Is possible. The generated electric power can be effectively used for indoor electronic devices (or can be sold).
1 機器収納用ラック
2 空気調和機
2a 吸込口
3 回り込み防止装置
4 二重床
4a 穴空きパネル
8 天井面
9 風車発電装置
10 室外空間
11 空調対象空間
21 風車
22 風車ピッチ角変更モータ
23 風車回転計
24 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Equipment storage rack 2 Air conditioner 2a Suction port 3 Intrusion prevention device 4 Double floor 4a Perforated panel 8 Ceiling surface 9 Windmill power generation device 10 Outdoor space 11 Air-conditioning target space 21 Windmill 22 Windmill pitch angle change motor 23 Windmill tachometer 24 controller
Claims (5)
前記天井面の各所に排気口と共に第1の風車を設け、該各第1の風車毎にその回転数を検出する第1の回転計とその回転数を変更させる第1の回転数変更手段を設け、更に第1の制御手段を備え、
前記第1の制御手段は、前記第1の回転計で検出された第1の風車回転数を入力し、該第1の風車回転数に基づいて前記排気口を介して前記天井裏空間へ排気される前記暖気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第1の回転数変更手段によって前記第1の風車回転数を減少させる制御を行うことを特徴とする電算機室空調システム。 The indoor space is divided into an air-conditioning target space, an attic space, and an underfloor space by a ceiling surface and a double floor, and a rack group that stores cooling target devices is installed in the air-conditioning target space, and the underfloor space An air conditioner that sends out cool air and collects warm air from the space behind the ceiling, cool air sent to the underfloor space flows into the air-conditioning target space, and the cool air flows into each rack. A computer room air conditioning system configured to cool the device to be cooled and discharged as warm air to the outside of the rack, and the warm air is exhausted to the space behind the ceiling,
A first windmill is provided at each location on the ceiling surface together with an exhaust port, and a first tachometer for detecting the number of revolutions of each first windmill and a first number of revolutions changing means for changing the number of revolutions. Provided with a first control means,
The first control means inputs a first windmill rotational speed detected by the first tachometer, and exhausts air to the ceiling space via the exhaust port based on the first windmill rotational speed. The wind turbine air volume corresponding to the warm air volume is calculated, and when the wind turbine air volume is larger than a preset reference air volume, the first wind turbine rotational speed is decreased by the first rotational speed changing means. A computer room air conditioning system characterized by performing control.
前記第2の制御手段は、前記第2の回転計で検出された第2の風車回転数を入力し、該第2の風車回転数に基づいて前記床下空間から前記給気口を介して前記空調対象空間へ流入する前記冷気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第2の回転数変更手段によって前記第2の風車回転数を減少させる制御を行うことを特徴とする請求項1記載の電算機室空調システム。 A second wind turbine is provided in each place of the double floor together with an air supply port, and a second tachometer for detecting the number of revolutions for each second wind turbine and a second number of revolutions for changing the number of revolutions. Means, further comprising a second control means,
The second control means inputs a second windmill rotational speed detected by the second tachometer, and based on the second windmill rotational speed, from the underfloor space through the air supply port, the second windmill rotational speed A wind turbine air volume corresponding to the air volume of the cold air flowing into the air-conditioning target space is calculated, and when the wind turbine air volume is larger than a preset reference air volume, the second wind turbine is changed by the second rotation speed changing means. 2. The computer room air conditioning system according to claim 1, wherein control for reducing the number of rotations is performed.
前記天井面の各所に設けられた各排気口毎に設けられる風車と、
該風車の回転数を検出する回転計と、
前記風車の回転数を変更させる回転数変更手段と、
制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記回転計で検出された風車回転数を入力し、該風車回転数に基づいて前記排気口を介して前記天井裏空間へ排気される前記暖気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記回転数変更手段によって前記風車回転数を減少させる制御を行うことを特徴とする風量調整装置。
The indoor space is divided into an air-conditioning target space, an attic space, and an underfloor space by a ceiling surface and a double floor, and a rack group that stores cooling target devices is installed in the air-conditioning target space, and the underfloor space An air conditioner that sends out cool air and collects warm air from the space behind the ceiling, cool air sent to the underfloor space flows into the air-conditioning target space, and the cool air flows into each rack. The air volume adjusting device in a configuration in which the device to be cooled is cooled and discharged as warm air to the outside of the rack, and the warm air is exhausted to the ceiling space,
A windmill provided for each exhaust port provided at various locations on the ceiling surface;
A tachometer for detecting the rotational speed of the windmill;
A rotational speed changing means for changing the rotational speed of the windmill;
Control means,
The control means inputs the wind turbine rotational speed detected by the tachometer, and calculates a wind turbine air volume corresponding to the warm air volume exhausted to the ceiling space via the exhaust port based on the wind turbine rotational speed. When the calculated wind turbine air volume is larger than a preset reference air volume, the wind speed adjusting device performs control to reduce the wind turbine rotational speed by the rotational speed changing means.
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