JP2011196657A - Air conditioning system - Google Patents

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Inventor
Hiroshi Takanishi
浩 高西
Katsuaki Yabe
克明 矢部
Isao Wada
功 和田
Hirohisa Ichinomiya
浩寿 一宮
Shigeru Shimojo
繁 下條
Original Assignee
Kanden Energy Solution Co Inc
株式会社関電エネルギーソリューション
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To securely cool the inside of a rack in an air conditioning system; to reduce power consumption in the air conditioning system.SOLUTION: Suction ports 81 of a ceiling of a server room 1 are provided with fan units 9A. In the server room 1, a plurality of the fan units 9A are installed to be fitted to a ceiling surface above a hot aisle. The fan units 9A are arranged in line on the ceiling surface positioned above a space (the hot aisle) between a plurality of racks 4 facing each other.

Description

本発明は、情報処理機器を収容する複数のラックが配置された空調対象室の温度を管理するための空調システムに関する。   The present invention relates to an air conditioning system for managing the temperature of an air conditioning target room in which a plurality of racks that accommodate information processing devices are arranged.
近年の情報通信技術の急速な進展に伴って、大規模なデータセンタなどが建設されている。このようなデータセンタでは、様々な機能を提供するサーバ装置やネットワークを構築するための通信機器といった情報処理機器が収納された複数のラックが整列配置される。   With the rapid development of information communication technology in recent years, large-scale data centers and the like are being constructed. In such a data center, a plurality of racks in which information processing devices such as server devices that provide various functions and communication devices for constructing a network are stored are arranged.
データセンタ内に配置される情報処理機器を安定して動作させるために、データセンタ内は常に機器動作に適した温度に維持管理される。一方で、このようなデータセンタでは、温度の維持管理のために空調機器を連続動作させる必要があり、これに伴って、比較的多くの電力が消費される。そのため、情報処理機器を確実に冷却するとともに、より効率的に冷却を行なうことで消費電力を低減させるための構成が提案されている。   In order to stably operate information processing devices arranged in the data center, the data center is always maintained and managed at a temperature suitable for the device operation. On the other hand, in such a data center, it is necessary to continuously operate the air conditioner for temperature maintenance, and accordingly, a relatively large amount of power is consumed. Therefore, a configuration has been proposed for reliably cooling the information processing device and reducing power consumption by performing cooling more efficiently.
たとえば、特開2004−184070号公報(特許文献1)や特開2005−260148号公報(特許文献2)では、冷却対象室の床面から導入された冷却用空気をラックの前面から当該ラック内に導入し、当該ラックの上面および背面から空気を排出させ、当該排出された空気を空気調和機の吸い込み口に導入させる電算機室用空調システムにおいて、上面または背面から排出される空気が再度前面からラック内に導入されることを阻止するための遮蔽体を設ける技術が開示されている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-184070 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-260148 (Patent Document 2), cooling air introduced from the floor surface of a chamber to be cooled is introduced into the rack from the front surface of the rack. In the air conditioning system for a computer room where air is exhausted from the top and back of the rack and the exhausted air is introduced into the air inlet of the air conditioner, the air exhausted from the top or back A technique for providing a shielding body for preventing introduction from the inside of the rack is disclosed.
具体的には、特許文献1には、一列に配列された複数のラックからなるラック群の前面に、上方に向けて切り立つように取付けられる回り込み防止壁が、遮蔽体として開示されている。また、特許文献2には、前面同士が向かい合うように配置された2つのラック群において、当該ラックの上面間を渡されるように配置された遮蔽板が、遮蔽体として開示されている。   Specifically, Patent Document 1 discloses a wraparound prevention wall that is attached to the front surface of a rack group including a plurality of racks arranged in a row so as to stand upward. Further, Patent Document 2 discloses a shielding plate arranged as a shielding member so as to be passed between the upper surfaces of the racks in two rack groups arranged so that the front surfaces face each other.
特開2004−184070号公報JP 2004-184070 A 特開2005−260148号公報JP 2005-260148 A
しかしながら、特許文献1に開示されたシステムでは、回り込み防止壁の上方で、冷却対象室の床面から導入された冷却用空気がそのまま上昇し、ラックの上面または背面から排出される空気と混合されて、空気調和機の吸い込み口へと導入される事態が想定される。   However, in the system disclosed in Patent Document 1, the cooling air introduced from the floor surface of the room to be cooled rises as it is above the wraparound prevention wall and is mixed with the air discharged from the top surface or the back surface of the rack. Therefore, it is assumed that the air conditioner is introduced into the air inlet.
また、特許文献2に開示されたシステムにおいても、冷却対象室のラックの前面と遮蔽板とを含む空間に導入された冷却用空気が直接空気調和機の吸い込み口へと導入されることを阻止する手段が設けられていない。   Further, even in the system disclosed in Patent Document 2, the cooling air introduced into the space including the front surface of the rack of the cooling target chamber and the shielding plate is prevented from being directly introduced into the air inlet of the air conditioner. There is no means to do this.
つまり、従来のシステムでは、冷却対象室に導入された冷却用空気がラックの内部の冷却に利用されることなく空気調和機の吸い込み口に導入される、いわゆるショートサーキットが発生し、ラック内部が確実に冷却されず、また、冷却効率を低下させシステムの消費電力を上昇させるという問題があった。   In other words, in the conventional system, a so-called short circuit is generated in which the cooling air introduced into the chamber to be cooled is introduced into the suction port of the air conditioner without being used for cooling the inside of the rack, and the inside of the rack is There is a problem that the cooling is not performed reliably and the cooling efficiency is lowered to increase the power consumption of the system.
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、空調システムにおいて、ラック内部を確実に冷却し、かつ、空調システムにおける消費電力の低減を図ることである。   The present invention has been conceived in view of such circumstances, and an object thereof is to reliably cool the inside of a rack in an air conditioning system and to reduce power consumption in the air conditioning system.
本発明に従った空調システムは、情報処理機器を収容する複数のラックが配置された空調対象室の温度を管理するための空調システムであって、複数のラックの給気側と接する第1の空間と、複数のラックの排気側と接する第2の空間とを区画するための区画部と、第1の空間へ空調空気を供給するための空調機構と、第2の空間から室内空気を排気するための還気機構とを備え、区画部は、第2の空間と、第2の空間における空調対象室の天井面に設けられた排気口とを連結し、還気機構は、排気口に設けられ、室内空気の排気を促進するための送風部を含む。   An air-conditioning system according to the present invention is an air-conditioning system for managing the temperature of an air-conditioning target room in which a plurality of racks that accommodate information processing devices are arranged, and is in contact with the supply side of the plurality of racks. A partition section for partitioning the space and a second space in contact with the exhaust side of the plurality of racks, an air conditioning mechanism for supplying conditioned air to the first space, and exhausting room air from the second space A return air mechanism for connecting the second space and the exhaust port provided in the ceiling surface of the air-conditioned room in the second space, and the return air mechanism is connected to the exhaust port. It includes a blower unit that is provided and promotes exhaust of room air.
また、本発明の空調システムでは、区画部は、ラックの上端から空調対象室の天井面まで連続して存在する板体を含むことが好ましい。   Moreover, in the air conditioning system of this invention, it is preferable that a partition part contains the plate which exists continuously from the upper end of a rack to the ceiling surface of an air-conditioning object room.
また、本発明の空調システムでは、送風部は、第2の空間における空調対象室に等間隔で配置される複数のファンユニットによって構成されることが好ましい。   Moreover, in the air conditioning system of this invention, it is preferable that a ventilation part is comprised by the some fan unit arrange | positioned at the air-conditioning object room in 2nd space at equal intervals.
また、本発明の空調システムは、複数のラック内の情報処理機器での消費電力を検出する消費電力検出手段と、複数のラックから排出される廃熱空気の温度を検出する温度検出手段と、消費電力検出手段によって検出される消費電力および温度検出手段によって検出される温度に基づいて、第2の空間からの排気についての必要風量を算出する手段と、算出された必要風量に基づいて、複数のファンユニットが稼動すべき状態を決定する手段と、決定されたが稼動すべき状態に従って、複数のファンユニットの運転/停止を制御する制御手段とをさらに備えることが好ましい。   Further, the air conditioning system of the present invention includes a power consumption detection means for detecting power consumption in information processing devices in a plurality of racks, a temperature detection means for detecting the temperature of waste heat air discharged from the plurality of racks, Based on the power consumption detected by the power consumption detection means and the temperature detected by the temperature detection means, a means for calculating the required air volume for the exhaust from the second space, and a plurality of values based on the calculated required air volume Preferably, the apparatus further comprises means for determining a state in which the plurality of fan units should be operated, and control means for controlling operation / stop of the plurality of fan units according to the determined state to be operated.
また、本発明の空調システムでは、制御手段は、各ファンユニットの累積稼動期間が平準化されるように、算出された稼動させる必要のあるファンユニットの数の条件下で、複数のファンユニットの運転/停止を制御することが好ましい。   Further, in the air conditioning system of the present invention, the control means is configured to calculate a plurality of fan units under the condition of the calculated number of fan units that need to be operated so that the cumulative operation period of each fan unit is leveled. It is preferable to control the operation / stop.
本発明によれば、空調システムにおいて、複数のラックの給気側と接する第1の空間と、複数のラックの排気側と接する第2の空間とが、区画部によって区画される。区画部は、第2の空間と空調対象室の天井面に設けられた排気口とを連結する。そして、排気口に設けられた送風部によって、排気口を介した室内空気の排気が促進される。   According to the present invention, in the air conditioning system, the first space that contacts the air supply side of the plurality of racks and the second space that contacts the exhaust side of the plurality of racks are partitioned by the partition portion. The partition unit connects the second space and an exhaust port provided on the ceiling surface of the air-conditioning target room. And the exhaust of the room air through an exhaust port is accelerated | stimulated by the ventilation part provided in the exhaust port.
区画部が設けられることにより、空調機構から供給される空調空気が、ラックの冷却に利用されることなく還気機構から排気されることを確実に阻止することができる。また、区画部が排気口に連結され、かつ、排気口に送風部が設けられていることから、第2の空間の室内空気が効率よく排気される。   By providing the partition part, it is possible to reliably prevent the conditioned air supplied from the air conditioning mechanism from being exhausted from the return air mechanism without being used for cooling the rack. Moreover, since the partition part is connected to the exhaust port and the air blowing unit is provided at the exhaust port, the room air in the second space is efficiently exhausted.
したがって、空調システムにおいて、ラック内部を確実に冷却でき、かつ、空調システムにおける消費電力の低減を図ることができる。   Therefore, in the air conditioning system, the inside of the rack can be reliably cooled, and power consumption in the air conditioning system can be reduced.
本実施の形態に従う空調システムを示す全体斜視図である。1 is an overall perspective view showing an air conditioning system according to the present embodiment. 図1に示すサーバールームの平面図である。It is a top view of the server room shown in FIG. 図2のIII−III線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the III-III line arrow direction of FIG. 図2のIV−IV線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the IV-IV line arrow direction of FIG. 図1に示す視点ViewVからみた吹出口周辺の透視斜視図である。It is a see-through | perspective perspective view of the blower outlet periphery seen from the viewpoint ViewV shown in FIG. 図5のVI−VI線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the VI-VI line arrow direction of FIG. 本実施の形態に従う空調システムを構成する冷却ユニットの模式図である。It is a schematic diagram of the cooling unit which comprises the air conditioning system according to this Embodiment. 図7に示すドライコイルユニットの構造図である。FIG. 8 is a structural diagram of the dry coil unit shown in FIG. 7. 本実施の形態に従う空調システムにより冷却されるラックの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the rack cooled by the air conditioning system according to this Embodiment. 図9に示すラックの前面扉および背面板の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the front door and back plate of the rack shown in FIG. 図1の遮蔽板の下方から上方を見上げた状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state which looked up upwards from the downward direction of the shielding board of FIG. 図1に示す視点ViewXIIから見たサーバールーム内の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode in the server room seen from the viewpoint ViewXII shown in FIG. 図3のファンユニットの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the fan unit of FIG. 3. 図13のファンユニットの模式的な縦断面を示す図である。It is a figure which shows the typical longitudinal cross-section of the fan unit of FIG. 図14のファンユニットに搭載される還気ファンの斜視図である。It is a perspective view of the return air fan mounted in the fan unit of FIG. 本発明の実施の形態に従う空調システムの制御構造に係るブロック図である。It is a block diagram which concerns on the control structure of the air conditioning system according to embodiment of this invention. 本実施の形態に従うホットアイルにおける温度センサの配置位置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement position of the temperature sensor in the hot aisle according to this Embodiment. 図16に示す還気ファン制御部に保持されるデータテーブルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the data table hold | maintained at the return air fan control part shown in FIG. 本実施の形態に従う空調システムで提供される冷却ユニットの運転制御に係る処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence which concerns on the operation control of the cooling unit provided with the air conditioning system according to this Embodiment. 図19のステップS9に示す還気ファン選択処理のサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine of the return air fan selection process shown to step S9 of FIG. 図1に示された空調システムの変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the air conditioning system shown by FIG. 本発明の実施例の空調システムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the air conditioning system of the Example of this invention. 図22の実施例に対する比較例の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the comparative example with respect to the Example of FIG.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
[A.概要]
本実施の形態に従う空調システムは、空調対象室に配置された1または複数のラックからなるラック群の外周を取り囲むように遮蔽板を設ける構成を有している。当該遮蔽板は、ラックの給気側と接する第1の空間と、ラックの排気側と接する第2の空間とを区画する。これにより、給気側に供給された空調空気が、ラックの冷却に利用されることなく直接排気されることが回避され、かつ、ラックの冷却に利用された後の空気が効率よく空調対象室から排気される。以下、本実施の形態に従う空調システムをサーバールームに適用した具体例について説明する。
[B.全体構成]
図1は、本実施の形態に従う空調システムSYSを示す全体斜視図である。図2は、図1に示すサーバールームの平面図である。図3は、図2のIII−III線矢印方向から見た断面図である。図4は、図2のIV−IV線矢印方向から見た断面図である。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[A. Overview]
The air conditioning system according to the present embodiment has a configuration in which a shielding plate is provided so as to surround the outer periphery of a rack group including one or a plurality of racks arranged in the air conditioning target room. The shielding plate defines a first space in contact with the air supply side of the rack and a second space in contact with the exhaust side of the rack. As a result, it is avoided that the conditioned air supplied to the air supply side is directly exhausted without being used for cooling the rack, and the air after being used for cooling the rack is efficiently air-conditioned room Exhausted from. Hereinafter, a specific example in which the air conditioning system according to the present embodiment is applied to a server room will be described.
[B. overall structure]
FIG. 1 is an overall perspective view showing an air conditioning system SYS according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the server room shown in FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows IV-IV in FIG.
図1を参照して、本実施の形態に従う空調システムSYSは、二次側部分100と、熱源部分200とからなる。二次側部分100は、温度を管理すべき空調対象室であるサーバールーム1をはじめとして、空調空気を発生する機構などを含む。熱源部分200は、二次側部分100で空調空気を発生するために利用される冷媒を供給するとともに、空調空気の発生に利用されて温度が上昇した冷媒を再生する。以下、各部分について詳述する。   Referring to FIG. 1, air conditioning system SYS according to the present embodiment includes a secondary side portion 100 and a heat source portion 200. The secondary part 100 includes a mechanism for generating conditioned air, including the server room 1 that is an air-conditioning target room whose temperature is to be managed. The heat source portion 200 supplies a refrigerant that is used to generate conditioned air in the secondary side portion 100, and regenerates the refrigerant that has been used for generating conditioned air and has an increased temperature. Hereinafter, each part is explained in full detail.
(b1.二次側部分100)
図1〜図4に示すように、本実施の形態に従う空調システムSYSにより温度の管理が行なわれる空調対象室であるサーバールーム1には、複数のラック4が整列配置される。ラック4の各々には、業務サーバー、データサーバー、Webサーバーといった各種のサーバー装置(典型的には、ブレードタイプの機器)や、ルータやスイッチングハブといった通信機器などの情報処理機器が収容される。
(B1. Secondary part 100)
As shown in FIGS. 1 to 4, a plurality of racks 4 are arranged in an array in a server room 1 that is an air-conditioning target room whose temperature is managed by the air-conditioning system SYS according to the present embodiment. Each rack 4 accommodates various server devices (typically blade type devices) such as business servers, data servers, and Web servers, and information processing devices such as communication devices such as routers and switching hubs.
サーバールーム1の側壁面2には、サーバールーム1内に空調空気18を吹き出すための複数の吹出口3が設けられる。本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、吹出口3は、サーバールーム1内において対向する一対の側壁面2にそれぞれ設けられる。そして、吹出口3の各々に対応付けて、冷却ユニット10が複数配置される。なお、冷却ユニット10の設置台数は、冗長性を持たせるために、サーバールーム1の熱負荷量に対して十分に余裕をもつように決められる。   A plurality of air outlets 3 for blowing conditioned air 18 into the server room 1 are provided on the side wall surface 2 of the server room 1. In air conditioning system SYS according to the present embodiment, air outlets 3 are provided on a pair of side wall surfaces 2 facing each other in server room 1. A plurality of cooling units 10 are arranged in association with each of the air outlets 3. The number of cooling units 10 installed is determined so as to have a sufficient margin for the heat load of the server room 1 in order to provide redundancy.
この冷却ユニット10は、サーバールーム1へ空調空気18を供給するための空調機構の一部である。より具体的には、冷却ユニット10の各々は、熱交換器13(図3)と、熱交換器13と熱交換させるための空気流を発生する少なくとも1つのファン16(図3)とを含むドライコイルユニットからなる。冷却ユニット10の各々で生成される空調空気18は、対応する吹出口3からサーバールーム1へ供給される。冷却ユニット10の詳細な構造については後述する。   The cooling unit 10 is a part of an air conditioning mechanism for supplying conditioned air 18 to the server room 1. More specifically, each cooling unit 10 includes a heat exchanger 13 (FIG. 3) and at least one fan 16 (FIG. 3) that generates an air flow for heat exchange with the heat exchanger 13. It consists of a dry coil unit. The conditioned air 18 generated in each of the cooling units 10 is supplied to the server room 1 from the corresponding outlet 3. The detailed structure of the cooling unit 10 will be described later.
図2に示すように、サーバールーム1の紙面上下側には、空調機器室7がそれぞれ設けられる。冷却ユニット10は、空調機器室7内に配置される。この空調機器室7についても区画された空間である。   As shown in FIG. 2, air conditioner rooms 7 are respectively provided on the upper and lower sides of the server room 1 in the drawing. The cooling unit 10 is disposed in the air conditioning equipment room 7. The air conditioner room 7 is also a partitioned space.
ラック4の各々は、その内部に収容する情報処理機器を冷却するために空調空気18(冷気)を吸い込むための給気口と、その内部に収容する情報処理機器の冷却に使用された後の廃熱空気(熱気)を放出するための排気口とを含む。すなわち、図4に示すように、空調システムSYSが供給する空調空気18は、ラック4の各々の給気口が設けられている面(以下、「給気面」とも称す。)からラック4内に流入し、情報処理機器との間で熱交換される。そして、廃熱空気となった空調空気18は、排気口が設けられている面(以下、「排気面」とも称す。)からラック4の外へ排出される。   Each of the racks 4 is used to cool the information processing equipment accommodated in the rack 4 and the air supply port for sucking in the conditioned air 18 (cold air) and the information processing equipment accommodated therein. And an exhaust port for discharging waste hot air (hot air). That is, as shown in FIG. 4, the conditioned air 18 supplied by the air conditioning system SYS is inside the rack 4 from the surface (hereinafter also referred to as “air supply surface”) of the rack 4 where each air supply port is provided. And exchanges heat with the information processing device. The conditioned air 18 that has become waste heat air is discharged out of the rack 4 from a surface provided with an exhaust port (hereinafter also referred to as “exhaust surface”).
図1および図2に示すように、サーバールーム1においては、隣接して一連に配置された複数のラック4からなる集合体(以下、「ラック群」とも称す。)が複数配置される。この複数のラック群は、2つ(一対)のラック群の単位(組)で構成される。図1に示す例では、手前側に4組のラック群が配置され、奥側に3組のラック群が配置される例(合計、7組のラック群)を示す。もちろん、本実施の形態に従う空調システムSYSは、どのようなラック配列であっても適用できる。すなわち、ラック群に含まれるラック数、および、ラック群の数は、必要に応じて任意に変更できる。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the server room 1, a plurality of aggregates (hereinafter also referred to as “rack groups”) including a plurality of racks 4 arranged in series adjacent to each other are arranged. The plurality of rack groups are composed of units (sets) of two (a pair) rack groups. The example shown in FIG. 1 shows an example in which four sets of rack groups are arranged on the front side and three sets of rack groups are arranged on the back side (total of seven sets of rack groups). Of course, the air conditioning system SYS according to the present embodiment can be applied to any rack arrangement. That is, the number of racks included in the rack group and the number of rack groups can be arbitrarily changed as necessary.
各組のラック群は、各ラック群に含まれるラック4の排気面同士が対向するように隣接して配置される。そのため、各組のラック群で挟まれる各空間においては、両側に位置するラック4からの廃熱空気が集まることになる。ここで、吹出口3は、冷却ユニット10で発生した空調空気18をラック群の延びる方向(長手方向)に吹き出すような位置に配置される。   Each set of rack groups is arranged adjacent to each other so that the exhaust surfaces of the racks 4 included in each rack group face each other. Therefore, in each space sandwiched by each group of racks, waste heat air from the racks 4 located on both sides is collected. Here, the blower outlet 3 is arrange | positioned in the position which blows off the conditioned air 18 which generate | occur | produced in the cooling unit 10 in the direction (longitudinal direction) where a rack group is extended.
本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、各組のラック群において、ラック4の給気面と接する空間(第1の空間)と、ラック4の排気面と接する空間(第2の空間)とを区画する。すなわち、ラック4の給気面と接する空間(第1の空間)には、冷却ユニット10から供給される空調空気18(冷気)が主として存在し、ラック4の排気面と接する空間(第2の空間)には、各ラック4から排気される廃熱空気が主として存在するように区画する。前者の冷却ユニット10から供給される空調空気18(冷気)が主として存在する空間を「コールドアイル」と称し、後者の各ラック4から排気される廃熱空気が主として存在する空間を「ホットアイル」と称する。   In the air conditioning system SYS according to the present embodiment, in each set of rack groups, a space in contact with the air supply surface of rack 4 (first space), and a space in contact with the exhaust surface of rack 4 (second space) Partition. In other words, the conditioned air 18 (cold air) supplied from the cooling unit 10 mainly exists in the space (first space) in contact with the air supply surface of the rack 4, and the space (second space) in contact with the exhaust surface of the rack 4. The space is partitioned so that waste heat air exhausted from each rack 4 mainly exists. The space where the conditioned air 18 (cold air) supplied from the former cooling unit 10 mainly exists is called “cold aisle”, and the space where the waste heat air exhausted from each rack 4 mainly exists is “hot aisle”. Called.
このようなコールドアイルとホットアイルとは、各組のラック群の外周を取り囲むように配置された遮蔽板5を用いて区画される。すなわち、区画部である遮蔽板5は、各組のラック群についての排気面側に位置する空間を、空調対象室であるサーバールーム1の他の空間から区切るように構成される。   Such a cold aisle and a hot aisle are partitioned using a shielding plate 5 disposed so as to surround the outer periphery of each group of racks. In other words, the shielding plate 5 that is a partition unit is configured to divide a space located on the exhaust surface side of each set of rack groups from other spaces in the server room 1 that is an air-conditioning target room.
コールドアイルとホットアイルとの区画には、ラック4の筐体の一部が利用される。すなわち、遮蔽板5は、各組のラック群と天井との間の空間に、各組のラック群の外周を取り囲むように設けられる。また、対向するラック群により挟まれた空間を遮蔽するために、遮蔽板5の一部として、各組のラック群の長手方向における両端に、それぞれ遮蔽扉が設けられる。ホットアイル側からラック4をメンテナンスするために、ユーザのホットアイル内へ立ち入りができるように、この遮蔽扉は開閉自在に取り付けられる(詳細については図示していない)。   A part of the case of the rack 4 is used for the section between the cold aisle and the hot aisle. That is, the shielding plate 5 is provided in a space between each group of rack groups and the ceiling so as to surround the outer periphery of each group of rack groups. Further, in order to shield the space sandwiched between the opposing rack groups, shield doors are provided at both ends in the longitudinal direction of each set of rack groups as part of the shielding plate 5. In order to maintain the rack 4 from the hot aisle side, the shielding door is attached to be openable and closable so that the user can enter the hot aisle (details are not shown).
また、遮蔽板5は、ラック群のラック4の上端の少なくとも一部から天井まで、連続して存在する板体を含む。ラック群により挟まれる空間をより確実に遮蔽するためである。   Further, the shielding plate 5 includes a plate body that continuously exists from at least a part of the upper end of the rack 4 of the rack group to the ceiling. This is to more reliably shield the space between the rack groups.
ホットアイルには、ラック4から排出される廃熱空気を排出するための還気機構が設けられる。具体的には、ホットアイルの天井面には、廃熱空気を輸送するための還気チャンバ8が設けられており、この還気チャンバ8と各ホットアイルとを連通するための吸込口81(図1、図3および図4参照)が設けられる。吸込口81には、ホットアイルに滞留する廃熱空気を強制排気するためのファンユニット9Aが設けられる。   The hot aisle is provided with a return air mechanism for discharging waste heat air discharged from the rack 4. Specifically, the ceiling surface of the hot aisle is provided with a return air chamber 8 for transporting waste heat air, and a suction port 81 (for connecting the return air chamber 8 and each hot aisle 81 ( 1, 3 and 4). The suction port 81 is provided with a fan unit 9A for forcibly exhausting waste heat air staying in the hot aisle.
なお、図1においては、理解を容易にするために、各ラック群の上部を異なる高さで切った場合の透視図で表示する。すなわち、手前側に配置された4組のラック群については、その最上部に設けられる吸込口81付近の構造を図示し、奥側に配置された3組のラック群については、各ラック群から連続する遮蔽板5付近の構造を図示する。しかしながら、実際の全体構造は、すべてのラック群について実質的に同一とされる。   In addition, in FIG. 1, in order to understand easily, it displays with the perspective view at the time of cutting the upper part of each rack group by different height. That is, for the four sets of rack groups arranged on the front side, the structure in the vicinity of the suction port 81 provided on the uppermost part is illustrated, and for the three sets of rack groups arranged on the back side, A structure in the vicinity of the continuous shielding plate 5 is illustrated. However, the actual overall structure is substantially the same for all rack groups.
このように、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、サーバールーム1の空間に対して、コールドアイルを主体的に設定するとともに、ホットアイルを局所的に設定する。これにより、空調空気の給気機構をよりフレキシブルに構成することができるとともに、廃熱空気を効率的に収集することができる。   As described above, in the air conditioning system SYS according to the present embodiment, the cold aisle is set mainly for the space of the server room 1 and the hot aisle is set locally. Thus, the air-conditioning air supply mechanism can be configured more flexibly, and waste heat air can be efficiently collected.
図4に示すように、ラック4の排気面(ホットアイル側)には、ラック4内での熱負荷状態を評価するために、複数の温度センサ46が配置される。この温度センサ46は、ラック4から排出される廃熱空気の温度を検出する温度検出手段である。また、後述するように、ラック4内の情報処理機器での消費電力を検出する消費電力検出手段である電流センサ47も配置される。本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、これらの複数の温度センサ46および電流センサ47により検出された結果に基づいて、コールドアイルへ供給される空調空気の必要風量が算出される。そして、この算出された必要風量の大きさに応じて、冷却ユニット10の運転が最適化される。この冷却ユニット10の運転ロジックについては、後述する。   As shown in FIG. 4, a plurality of temperature sensors 46 are arranged on the exhaust surface (hot aisle side) of the rack 4 in order to evaluate the heat load state in the rack 4. The temperature sensor 46 is a temperature detection unit that detects the temperature of waste heat air discharged from the rack 4. Further, as will be described later, a current sensor 47 which is a power consumption detecting means for detecting power consumption in the information processing device in the rack 4 is also arranged. In the air conditioning system SYS according to the present embodiment, the necessary air volume of the conditioned air supplied to the cold aisle is calculated based on the results detected by the plurality of temperature sensors 46 and current sensors 47. The operation of the cooling unit 10 is optimized according to the calculated required air volume. The operation logic of the cooling unit 10 will be described later.
(b2.熱源部分200)
熱源部分200は、二次側部分100の冷却ユニット10による空調空気の発生に必要な冷媒を供給するとともに、冷却ユニット10で空調空気の発生後の冷媒を再冷却する。二次側部分100の冷却ユニット10と熱源部分200とは、配管242,244,218,224で連結される。
(B2. Heat source portion 200)
The heat source portion 200 supplies a refrigerant necessary for generating conditioned air by the cooling unit 10 of the secondary side portion 100, and recools the refrigerant after the conditioned air is generated by the cooling unit 10. The cooling unit 10 of the secondary part 100 and the heat source part 200 are connected by pipes 242, 244, 218, 224.
なお、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、冷媒として水を採用する。これは、後述するように、冷却ユニット10において結露が生じないように、冷却ユニット10に供給される冷媒は、サーバールーム1の露点温度(すなわち、結露の発生する温度)より高い温度に維持される。このように、冷却ユニット10において結露が生じない程度まで冷媒温度を高めた状態でチラー220を運転できる。そのため、より効率を高めて、消費電力のより少ない運転を行なうことができる。そのため、チラー220を長期間にわたって連続運転することも可能となる。もちろん、他の冷媒、典型的には、アンモニア、炭化水素、二酸化炭素、フロン類などを用いることもできる。   In the air conditioning system SYS according to the present embodiment, water is used as the refrigerant. As will be described later, the refrigerant supplied to the cooling unit 10 is maintained at a temperature higher than the dew point temperature of the server room 1 (that is, the temperature at which condensation occurs) so that condensation does not occur in the cooling unit 10. The Thus, the chiller 220 can be operated in a state where the refrigerant temperature is increased to such an extent that no condensation occurs in the cooling unit 10. Therefore, it is possible to increase the efficiency and perform the operation with less power consumption. Therefore, the chiller 220 can be continuously operated for a long period. Of course, other refrigerants, typically ammonia, hydrocarbons, carbon dioxide, chlorofluorocarbons, etc. can also be used.
熱源部分200は、二次側部分100の冷却ユニット10からリターンされる冷媒を輸送するためのリターン配管242と、二次側部分100の冷却ユニット10へ供給する冷媒を輸送するための送出配管244とを通じて、二次側部分100と接続される。さらに、熱源部分200は、冷媒を予冷するための機構として、ラジエター210およびチラー220を含む。これらの冷媒冷却機構は、リターン配管242を統合するリタンヘッダ212の後段側に配置される。すなわち、ラジエター210がリタンヘッダ212からつながる配管218の前段に介挿されるとともに、ラジエター210をバイパスするためのバイパス弁216がラジエター210と並列に接続される。そして、複数のチラー220がラジエター210の後段の配管218に介挿される。   The heat source part 200 includes a return pipe 242 for transporting the refrigerant returned from the cooling unit 10 of the secondary side part 100 and a delivery pipe 244 for transporting the refrigerant supplied to the cooling unit 10 of the secondary side part 100. And is connected to the secondary side portion 100. Furthermore, the heat source portion 200 includes a radiator 210 and a chiller 220 as a mechanism for precooling the refrigerant. These refrigerant cooling mechanisms are arranged on the rear stage side of the return header 212 that integrates the return pipe 242. That is, the radiator 210 is inserted before the pipe 218 connected from the return header 212, and a bypass valve 216 for bypassing the radiator 210 is connected in parallel with the radiator 210. A plurality of chillers 220 are inserted into the piping 218 at the rear stage of the radiator 210.
また、配管218の前段には、冷媒の流量を検出するための流量計236が設けられている。   In addition, a flow meter 236 for detecting the flow rate of the refrigerant is provided in the front stage of the pipe 218.
ラジエター210は、冷媒を外気と触れさせて熱交換を行なう機器であり、冬期などの冷媒温度に比較して外気温度が低い場合に、冷媒の保有する熱を大気中に放散させる。すなわち、ラジエター210は、冷凍機を使用しない、いわゆるフリークーリングを行なう。なお、冷媒と外気との接触は直接的であってもよいし、間接的であってもよい。   The radiator 210 is a device that exchanges heat by bringing the refrigerant into contact with the outside air, and dissipates the heat held by the refrigerant into the atmosphere when the outside air temperature is lower than the refrigerant temperature in winter and the like. That is, the radiator 210 performs so-called free cooling without using a refrigerator. The contact between the refrigerant and the outside air may be direct or indirect.
また、夏期などの冷媒温度に比較して外気温度が高い場合には、ラジエター210では冷媒を冷却することができないので、冷媒がラジエター210をバイパスするように、バイパス弁216が開状態にされる。   Further, when the outside air temperature is higher than the refrigerant temperature in summer or the like, since the refrigerant cannot be cooled by the radiator 210, the bypass valve 216 is opened so that the refrigerant bypasses the radiator 210. .
特に、本実施の形態においては、吸込口81(図1、図3および図4参照)を通じて、ホットアイルから廃熱空気が重点的に還気されるため、冷媒温度を高めた状態であっても廃熱空気を有効に冷却できる。   In particular, in the present embodiment, the waste heat air is mainly returned from the hot aisle through the suction port 81 (see FIGS. 1, 3 and 4), so that the refrigerant temperature is raised. Can effectively cool the waste heat air.
チラー220は、リターンされた冷媒を冷却する。冷媒の保有する熱量(サーバールーム1から回収された熱量)の大きさに応じて、能力を変更できるように、複数台のチラー220を並列に接続することが好ましい。また、万が一の故障に備えて、少なくとも1台の予備機を用意しておくことが好ましく、そのため、空調システムSYSにおいては、複数台のチラー220を配置することが一般的である。なお、チラー220としては、サーバールーム1での発熱量に応じた能力を有するものであれば、どのようなタイプのものであってもよい。たとえば、冷却方式として、空冷式および水冷式のいずれを採用してもよい。   The chiller 220 cools the returned refrigerant. It is preferable to connect a plurality of chillers 220 in parallel so that the capacity can be changed according to the amount of heat held by the refrigerant (the amount of heat recovered from the server room 1). Moreover, it is preferable to prepare at least one spare machine in case of a failure, and therefore it is common to arrange a plurality of chillers 220 in the air conditioning system SYS. The chiller 220 may be of any type as long as it has an ability corresponding to the amount of heat generated in the server room 1. For example, as the cooling method, either an air cooling type or a water cooling type may be adopted.
それぞれのチラー220で冷却された冷媒は、出側配管224を通じてサプライヘッダ214へ出力される。冷媒は、サプライヘッダ214から、サーバールーム1の一方の側壁面に沿って配置された冷却ユニット10および他方の側壁面に配置された冷却ユニット10へそれぞれ輸送される。   The refrigerant cooled by each chiller 220 is output to the supply header 214 through the outlet side pipe 224. The refrigerant is transported from the supply header 214 to the cooling unit 10 disposed along one side wall surface of the server room 1 and the cooling unit 10 disposed on the other side wall surface.
リタンヘッダ212およびサプライヘッダ214には、冷媒温度を検出するための温度センサ232および234がそれぞれ設けられている。これらの温度センサ232および234により検出されたそれぞれの冷媒温度、ならびに、流量計236により検出された冷媒流量に基づいて、チラー220の運転台数などが制御される。すなわち、熱源部分200においては、温度センサ234によって検出されるサプライヘッダ214における冷媒温度(冷却ユニット10へ供給される冷媒の温度)が目標値に維持されるように、チラー220および/またはラジエター210の運転台数/能力が制御される。この冷却ユニット10へ供給される冷媒は、空調対象室であるサーバールーム1の露点温度より高い温度に設定される。一例として、冷却ユニット10へ供給される冷媒温度の目標値は13〜15℃に設定される。また、温度センサ232によって検出されるリタンヘッダ212における冷媒温度と温度センサ234によって検出されるサプライヘッダ214における冷媒温度との差、ならびに、ならびに、流量計236により検出された冷媒流量に基づいて、サーバールーム1における熱負荷量が算出され、チラー220の運転台数/能力が制御される。
[C.側壁面吹出口]
次に、サーバールーム1の側壁面2に設けられた吹出口3について説明する。
The return header 212 and the supply header 214 are provided with temperature sensors 232 and 234 for detecting the refrigerant temperature, respectively. Based on the respective refrigerant temperatures detected by these temperature sensors 232 and 234 and the refrigerant flow rate detected by the flow meter 236, the number of operating chillers 220 is controlled. That is, in the heat source portion 200, the chiller 220 and / or the radiator 210 are maintained so that the refrigerant temperature (the temperature of the refrigerant supplied to the cooling unit 10) in the supply header 214 detected by the temperature sensor 234 is maintained at the target value. The number of operating units / capacity is controlled. The refrigerant supplied to the cooling unit 10 is set to a temperature higher than the dew point temperature of the server room 1 that is the air conditioning target room. As an example, the target value of the refrigerant temperature supplied to the cooling unit 10 is set to 13 to 15 ° C. Further, based on the difference between the refrigerant temperature in the return header 212 detected by the temperature sensor 232 and the refrigerant temperature in the supply header 214 detected by the temperature sensor 234, and the refrigerant flow rate detected by the flow meter 236, the server The heat load amount in the room 1 is calculated, and the number / capacity of the chillers 220 operated is controlled.
[C. Side wall outlet]
Next, the air outlet 3 provided in the side wall surface 2 of the server room 1 will be described.
図5は、図1に示す視点ViewVからみた吹出口3周辺の透視斜視図である。図6は、図5のVI−VI線矢印方向から見た断面図である。   FIG. 5 is a perspective view of the periphery of the air outlet 3 viewed from the viewpoint ViewV shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows VI-VI in FIG.
図5を参照して、側壁面2に設けられた吹出口3は、吹き出した空調空気がラック群の延びる方向(長手方向)を向くように構成されており、その前面には、格子状の吹出枠が設けられる。それにより、吹出口3からは、空調空気がラック群の手前側(紙面左側)から奥側(紙面右側)へ吐出される。   With reference to FIG. 5, the blower outlet 3 provided in the side wall surface 2 is comprised so that the blown-out conditioned air may face the direction (longitudinal direction) where the rack group extends, and the front surface thereof has a lattice-like shape. A blowing frame is provided. Thereby, from the blower outlet 3, conditioned air is discharged from the near side (left side of the sheet) to the back side (right side of the sheet) of the rack group.
特に、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、側壁面2における吹出口3が占める面積を可能な限り大きくなるように設計される。これは、より広い吹出面積を確保することで、必要な空調空気量の供給量を実現するための吹出速度を低減することができるためである。すなわち、より低い吹出速度で空調空気を供給すればよいので、送風効率の高いファンを採用することができるとともに、空調空気の送風に要する電力を低減できる。さらに、より低い吹出速度を採用することで、吹出口3の近傍での動圧の影響を低減できる。その結果、動圧の影響を抑制するために設けられる、動圧静圧変換の拡散板(いわゆる、じゃま板)を設ける必要がない。そのため、構造が簡素化されて省スペースが実現されるとともに、吹き出しに係る圧力損失を低減して、空調空気の送風に要する電力を低減できる。   In particular, in the air conditioning system SYS according to the present embodiment, the area occupied by the air outlet 3 in the side wall surface 2 is designed to be as large as possible. This is because by ensuring a wider blowing area, it is possible to reduce the blowing speed for realizing the necessary supply amount of the conditioned air amount. That is, since it is sufficient to supply the conditioned air at a lower blowing speed, it is possible to employ a fan having a high blowing efficiency and to reduce the power required for blowing the conditioned air. Furthermore, the influence of the dynamic pressure in the vicinity of the blower outlet 3 can be reduced by adopting a lower blowout speed. As a result, it is not necessary to provide a diffusion plate (so-called baffle plate) for dynamic pressure and static pressure conversion, which is provided to suppress the influence of dynamic pressure. Therefore, the structure is simplified and space saving is realized, and the pressure loss related to the blowing is reduced, and the power required for blowing the conditioned air can be reduced.
より具体的には、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、側壁面2において吹出口3が占める幅の合計値がラック群を側壁面2へ投影して生じる幅の合計値より大きくなるように構成される。一例として、図6に示すように、一対のラック群(2列分のラック群)毎に1つの吹出口3が側壁面2に設けられている場合を考える(図2に示すラック配列を)。このとき、側壁面2において各吹出口3が示す幅をAとし、一対のラック群を側壁面2へ投影して生じる幅の合計値を2B(B+B)とする。このとき、吹出口3の幅A>投影像400の合計幅2Bとなるような吹出口3が設けられる。   More specifically, in the air conditioning system SYS according to the present embodiment, the total value of the width occupied by the air outlet 3 on the side wall surface 2 is larger than the total value of the width generated by projecting the rack group onto the side wall surface 2. Configured. As an example, consider a case where one outlet 3 is provided on the side wall surface 2 for each pair of rack groups (two rows of rack groups) (the rack arrangement shown in FIG. 2). . At this time, the width indicated by each outlet 3 in the side wall surface 2 is A, and the total value of the width generated by projecting the pair of rack groups onto the side wall surface 2 is 2B (B + B). At this time, the air outlet 3 is provided so that the width A of the air outlet 3> the total width 2B of the projection image 400.
また、吹出口3の高さについてみれば、ラック4のほぼ全体を覆うような長さが好ましい。少なくとも、ラック4が有する高さの60%以上の範囲から空調空気を吹き出すことが好ましい。   Moreover, when it sees about the height of the blower outlet 3, the length which covers the substantially whole rack 4 is preferable. It is preferable to blow out the conditioned air from a range of at least 60% of the height of the rack 4.
図2に示すように、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、サーバールーム1のうち、コールドアイルがより多くの空間を占める。そして、このコールドアイルに吹出口3から空調空気が供給される。そのため、また、吹出口3の面積についてみれば、吹出口3が形成される側壁面2の全体面積の50%以上を吹出口3が占めるようにすることが好ましい。別の見方をすれば、吹出口3の面積は、ラック群を側壁面2へ投影して生じる面積(投影像400)とほぼ同様の面積を有することが好ましい。   As shown in FIG. 2, in the air conditioning system SYS according to the present embodiment, the cold aisle occupies more space in the server room 1. The cold aisle is supplied with conditioned air from the outlet 3. Therefore, when it sees about the area of the blower outlet 3, it is preferable that the blower outlet 3 occupies 50% or more of the whole area of the side wall surface 2 in which the blower outlet 3 is formed. From another viewpoint, it is preferable that the area of the air outlet 3 has an area substantially similar to the area (projected image 400) generated by projecting the rack group onto the side wall surface 2.
また、空調空気の吹出口3からの吹出速度は、1.0〜2.0m/secとすることが好ましい。
[D.冷却ユニット]
次に、冷却ユニット10について説明する。
Moreover, it is preferable that the blowing speed from the blower outlet 3 of conditioned air shall be 1.0-2.0 m / sec.
[D. Cooling unit]
Next, the cooling unit 10 will be described.
図7は、本実施の形態に従う空調システムSYSを構成する冷却ユニット10の模式図である。図8は、図7に示すドライコイルユニット12の構造図である。   FIG. 7 is a schematic diagram of cooling unit 10 constituting air conditioning system SYS according to the present embodiment. FIG. 8 is a structural diagram of the dry coil unit 12 shown in FIG.
図7を参照して、各吹出口3に対応付けて配置される冷却ユニット10は、複数のドライコイルユニット12を含む。図7には、一例として、4個のドライコイルユニット12が2個×2個の格子状に配置される構成を示す。   Referring to FIG. 7, the cooling unit 10 disposed in association with each air outlet 3 includes a plurality of dry coil units 12. FIG. 7 shows a configuration in which four dry coil units 12 are arranged in a grid of 2 × 2 as an example.
図8に示すように、各ドライコイルユニット12は、熱交換器13と、熱交換器13と熱交換させるための空気流を発生する少なくとも1つのファン16(図8に示す例では、2個×2列の計4個)とを含む。ファン16の回転により生じる空気流との間で熱の移動を生じる熱交換器13は、冷媒供給口14および冷媒排出口15を含む。熱源部分200から供給される冷媒は、冷媒供給口14から注入され、熱交換器13のラジエター部分を通過した後、冷媒排出口15から排出される。ファン16は、回転平面に対して所定角度のブレードを有する羽を回転させる軸流ファンである。ファン16として、プラグファンを採用することもできる。   As shown in FIG. 8, each dry coil unit 12 includes a heat exchanger 13 and at least one fan 16 (two in the example shown in FIG. 8) that generates an air flow for heat exchange with the heat exchanger 13. X 4 columns in total). The heat exchanger 13 that generates heat transfer with the air flow generated by the rotation of the fan 16 includes a refrigerant supply port 14 and a refrigerant discharge port 15. The refrigerant supplied from the heat source portion 200 is injected from the refrigerant supply port 14, passes through the radiator portion of the heat exchanger 13, and is then discharged from the refrigerant discharge port 15. The fan 16 is an axial fan that rotates blades having blades having a predetermined angle with respect to a rotation plane. A plug fan may be employed as the fan 16.
なお、熱交換器13の前段またはファン16の後段に、ダストなどを捕捉するためのフィルタを設けてもよい。   Note that a filter for capturing dust or the like may be provided in the front stage of the heat exchanger 13 or the rear stage of the fan 16.
特に、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、可能な限り大きな面積の吹出口3を側壁面2に設けるとともに、吹出口3からの空調空気の吹出速度は可能な限り低いことが好ましい。そのため、図7に示すように、冷却ユニット10に含まれるファン16の通過面積(ファン16が回転することで空気流を生じる断面積)19の合計が吹出口3の開口面積の50%以上となるようにすることが好ましい。このように、吹出口3の開口面積に対して、通過面積が相対的に大きな割合を有するように複数のファン16を配置することで、吹出口3の全体から空調空気を吐出させることができるとともに、吹出口3の吹出断面内での偏りなどを低減できる。   In particular, in the air conditioning system SYS according to the present embodiment, it is preferable that the blower outlet 3 having as large an area as possible is provided on the side wall surface 2 and the blowout speed of the conditioned air from the blower outlet 3 is as low as possible. Therefore, as shown in FIG. 7, the total passage area 19 of the fan 16 included in the cooling unit 10 (a cross-sectional area that generates an air flow when the fan 16 rotates) 19 is 50% or more of the opening area of the outlet 3. It is preferable to do so. Thus, by arranging the plurality of fans 16 so that the passage area has a relatively large ratio with respect to the opening area of the air outlet 3, conditioned air can be discharged from the entire air outlet 3. At the same time, it is possible to reduce the deviation in the outlet cross section of the outlet 3.
上述したように、熱源部分200は、冷却ユニット10において結露が生じないような一定温度の冷媒を冷却ユニットへ供給するように制御される。そのため、各冷却ユニット10による空調空気の生成能力(冷却能力)は、ファン16の回転速度を変更することで調整される。そこで、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、ファン16を変速制御可能な構成が採用される。典型的には、ファン16と連結されたモータが変速制御される。なお、変速制御には、インバータなどのVVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置が採用される。
[E.ラック構造]
次に、ラック4内での空調空気の流れについて説明する。
As described above, the heat source portion 200 is controlled so as to supply the cooling unit with a constant temperature refrigerant that does not cause condensation in the cooling unit 10. Therefore, the generation capacity (cooling capacity) of the conditioned air by each cooling unit 10 is adjusted by changing the rotation speed of the fan 16. Therefore, in air conditioning system SYS according to the present embodiment, a configuration is employed in which fan 16 can be speed-controlled. Typically, the speed of the motor connected to the fan 16 is controlled. Note that a VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) device such as an inverter is employed for the shift control.
[E. Rack structure]
Next, the flow of conditioned air in the rack 4 will be described.
図9は、本実施の形態に従う空調システムSYSにより冷却されるラック4の断面構造を示す図である。図10は、図9に示すラック4の前面扉41および背面板42の構造を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of rack 4 that is cooled by air conditioning system SYS according to the present embodiment. FIG. 10 is a diagram showing the structure of the front door 41 and the back plate 42 of the rack 4 shown in FIG.
図9を参照して、ラック4の内部には、情報処理機器DEVを収容するための複数の棚48が設けられる。また、ラック4の底部には、情報処理機器DEVに接続される通信ケーブルを配線ピットへ案内するためのケーブル取込用開口44が形成されている。また、このケーブル取込用開口44は、ラック4に取り付けられる温度センサ46(図2参照)などのセンサケーブルの案内に利用してもよい。   Referring to FIG. 9, a plurality of shelves 48 for accommodating information processing equipment DEV are provided inside rack 4. In addition, a cable take-in opening 44 for guiding a communication cable connected to the information processing device DEV to the wiring pit is formed at the bottom of the rack 4. Further, the cable taking-in opening 44 may be used for guiding a sensor cable such as a temperature sensor 46 (see FIG. 2) attached to the rack 4.
ラック4の上面には、ラック4内からの廃熱空気(熱気)を放出するための天板排出口43が形成されている。この天板排出口43には、異物がラック4内に落ち込まないように金網あるいはルーバーが設けられている。   A top plate outlet 43 for discharging waste hot air (hot air) from inside the rack 4 is formed on the top surface of the rack 4. The top plate outlet 43 is provided with a metal mesh or louver so that foreign matter does not fall into the rack 4.
図10に示すように、給気面に相当するラック4の前面扉41、および、排気面に相当するラック4の背面板42には、幅の狭いルーバーブレード(羽根状板)45が横方向に一定の間隔および一定の角度で複数枚取り付けられたルーバー状の構造が採用される。図9および図10には、ルーバーブレード45の取り付け角度を破線で示す。   As shown in FIG. 10, narrow louver blades (blade-like plates) 45 are laterally arranged on the front door 41 of the rack 4 corresponding to the air supply surface and the rear plate 42 of the rack 4 corresponding to the exhaust surface. A louver-like structure in which a plurality of pieces are attached at regular intervals and at regular angles is employed. 9 and 10, the attachment angle of the louver blade 45 is indicated by a broken line.
前面扉41側のルーバーブレード45は、コールドアイルに存在する空調空気(冷気)を効率的に取込むために、ラック4の外側から内側に向けて上向きに傾斜がつけられており、空調空気の取込みの際には下側から上側に向けて空調空気が吹き上がる構造となっている。一方、背面板42側のルーバーブレード45は、ラック4の内部で発生する廃熱空気(熱気)を効率的に放出するために、ラック4の内側から外側に向けて上向きに傾斜がつけられており、廃熱空気の放出の際には下側から上側に廃熱空気が立ち昇る構造になっている。   The louver blade 45 on the front door 41 side is inclined upward from the outside to the inside of the rack 4 in order to efficiently take in the conditioned air (cold air) existing in the cold aisle. When taking in, the air-conditioned air blows up from the lower side to the upper side. On the other hand, the louver blade 45 on the back plate 42 side is inclined upward from the inside to the outside of the rack 4 in order to efficiently discharge waste heat air (hot air) generated inside the rack 4. When the waste heat air is released, the waste heat air rises from the lower side to the upper side.
また、ルーバーブレード45には、格子状に多数のパンチング開口が形成され、パンチング開口を介してラック4の内部を視認可能にされている。このため、ラック4の内部に収容された情報処理機器DEVのインジケータランプ等をラック外部から容易に確認できる。なお、パンチング開口のサイズは、ラック外部からボールペン等の棒状の異物が入らない程度の小さなサイズである。なお、ルーバーブレード45は、曲面を持たせた形状としてもよい。   The louver blade 45 is formed with a number of punching openings in a lattice shape so that the inside of the rack 4 can be visually recognized through the punching openings. For this reason, the indicator lamp of the information processing device DEV accommodated in the rack 4 can be easily confirmed from the outside of the rack. The size of the punching opening is a small size that does not allow a rod-shaped foreign object such as a ballpoint pen to enter from the outside of the rack. Note that the louver blade 45 may have a curved surface.
このように、前面扉41部分に案内された空調空気は、ルーバーブレード45により整流されてラック4の内部の棚48に搭載された情報処理機器DEVへとスムーズに誘引される。ラック4の内部で情報処理機器DEVを冷却した後の廃熱空気は、背面板42に設けられたルーバーブレード45により整流されてラック4の背面から排気される。あるいは、また、ラック4の上部に形成された天板排出口43から排出される。   Thus, the conditioned air guided to the front door 41 is rectified by the louver blade 45 and smoothly attracted to the information processing device DEV mounted on the shelf 48 inside the rack 4. The waste heat air after cooling the information processing device DEV inside the rack 4 is rectified by the louver blade 45 provided on the back plate 42 and exhausted from the back of the rack 4. Alternatively, it is discharged from a top plate outlet 43 formed at the top of the rack 4.
ラック4の上部は、遮蔽板5によりコールドアイルとは区画されており、かつ、遮蔽板5が取り囲む空間であるホットアイルには吸込口81が設けられ、かつ、当該吸込口81にはファンユニット9Aが設けられているため、ラック4から排出される廃熱空気は、ファンユニット9Aにより、吸込口81を通じて速やかに還気チャンバ8に搬送される。   The upper part of the rack 4 is partitioned from the cold aisle by a shielding plate 5, and a suction port 81 is provided in a hot aisle that is a space surrounded by the shielding plate 5, and a fan unit is provided in the suction port 81. Since 9A is provided, the waste heat air discharged from the rack 4 is quickly transferred to the return air chamber 8 through the suction port 81 by the fan unit 9A.
また、ファンユニット9Aによりホットアイルの空気が還気チャンバ8へ強制排気されることにより、ホットアイルをコールドアイルと比較して負圧に保つことができる。これにより、コールドアイルに供給された空調空気がラック4内を経てホットアイルへと送られる空気の流れを促進でき、これにより、確実にラック4を冷却することができる。   Further, the hot aisle air is forcibly exhausted to the return air chamber 8 by the fan unit 9A, so that the hot aisle can be kept at a negative pressure as compared with the cold aisle. Thereby, the flow of the air sent to the hot aisle through the inside of the rack 4 by the conditioned air supplied to the cold aisle can be promoted, and thereby the rack 4 can be reliably cooled.
以上により、ラック4内に空調空気が容易に誘引され、またラック4から廃熱空気が容易に排出されるため、ラック4内の情報処理機器DEVに対して効率的な冷却を行なうことができる。
[F.還気ファン]
上記したように、本実施の形態では、サーバールーム1の天井の吸込口81には、ファンユニット9Aが設けられている。
Thus, the conditioned air is easily attracted into the rack 4 and the waste heat air is easily discharged from the rack 4, so that the information processing device DEV in the rack 4 can be efficiently cooled. .
[F. Return Air Fan]
As described above, in the present embodiment, the fan unit 9 </ b> A is provided in the suction port 81 on the ceiling of the server room 1.
図11は、遮蔽板5の下方から上方を見上げた状態を模式的に示している。また、図12は、図1に示す視点ViewXIIから見たサーバールーム内の様子を示す図である。また、図13は、ファンユニット9Aの斜視図であり、図14は、ファンユニット9Aの模式的な縦断面を示す図である。   FIG. 11 schematically shows a state where the upper side is looked up from below the shielding plate 5. FIG. 12 is a diagram showing a state in the server room viewed from the viewpoint ViewXII shown in FIG. FIG. 13 is a perspective view of the fan unit 9A, and FIG. 14 is a schematic longitudinal section of the fan unit 9A.
図11〜図14を参照して、サーバールーム1では、複数のファンユニット9Aが、ホットアイルの上方の天井面8Aに嵌め込まれて設置されている。図11では、遮蔽板5の下方に位置するラック4が破線で示されている。そして、ファンユニット9Aは、対向する複数のラック4の間の空間(ホットアイル)の上部に位置する天井面に、一列に配列されている。   Referring to FIGS. 11 to 14, in server room 1, a plurality of fan units 9 </ b> A are installed in a ceiling surface 8 </ b> A above the hot aisle. In FIG. 11, the rack 4 positioned below the shielding plate 5 is indicated by a broken line. The fan units 9A are arranged in a row on the ceiling surface located above the space (hot aisle) between the plurality of racks 4 facing each other.
ファンユニット9Aは、ホットアイル内の空気を全体的に均等に還気チャンバ8へ搬送するため、等間隔で設けられていることが好ましい。ただし、ファンユニット9Aの配置は、天井面における吸込口81の配置に従うことが多いと考えられる。   The fan units 9A are preferably provided at equal intervals in order to convey the air in the hot aisle to the return air chamber 8 evenly as a whole. However, it is considered that the arrangement of the fan unit 9A often follows the arrangement of the suction ports 81 on the ceiling surface.
各ファンユニット9Aは、還気ファン9Bを含む。還気ファン9Bは、図15に示されるように、複数の羽を有する。ファンモータ(後述するファンモータ9C)が駆動されることによって還気ファン9Bの羽が回転され、ホットアイル内の排気空気が、吸込口81を介して還気チャンバ8へと搬送される。
[G.制御ロジック]
次に、ファンユニット9Aの運転制御を行なうための制御ロジックについて説明する。ファンユニット9Aの運転制御は、主として、図1に示すコントローラ9によって実行される。
Each fan unit 9A includes a return air fan 9B. The return air fan 9B has a plurality of wings as shown in FIG. When the fan motor (fan motor 9C described later) is driven, the blades of the return air fan 9B are rotated, and the exhaust air in the hot aisle is conveyed to the return air chamber 8 through the suction port 81.
[G. Control logic]
Next, control logic for performing operation control of the fan unit 9A will be described. The operation control of the fan unit 9A is mainly executed by the controller 9 shown in FIG.
コントローラ9は、温度センサ46や電流センサ47などからのフィールド情報を受けて、ファンユニット9Aなどに対して、制御指令を与える。すなわち、コントローラ9は、サーバールーム1内に設けられたファンユニット9Aなどと配線接続される。また、コントローラ9は、各ラック群に取り付けられた各温度センサ46および各電流センサ47と配線接続される。   The controller 9 receives field information from the temperature sensor 46 and the current sensor 47 and gives a control command to the fan unit 9A and the like. That is, the controller 9 is wired and connected to a fan unit 9 </ b> A provided in the server room 1. The controller 9 is wired to each temperature sensor 46 and each current sensor 47 attached to each rack group.
コントローラ9は、典型的には、近傍機械室内に別途設けた制御盤に収容される。これに代えて、建物内の別フロアに設置された監視装置でコントローラ9を構成してもよい。あるいは、コントローラ9をいずれかのラック4内に収容してもよい。さらにあるいは、複数のファンユニット9Aのいずれかに付随して搭載された制御装置によりコントローラ9を構成してもよい。典型的には、コントローラ9は、格納されたプログラムに従って処理を実行するマイクロコンピュータを含む。   The controller 9 is typically housed in a control panel provided separately in the nearby machine room. Instead of this, the controller 9 may be configured by a monitoring device installed on another floor in the building. Alternatively, the controller 9 may be accommodated in any rack 4. Further alternatively, the controller 9 may be configured by a control device mounted accompanying any of the plurality of fan units 9A. Typically, the controller 9 includes a microcomputer that executes processing according to a stored program.
本実施の形態に従う空調システムSYSに含まれるコントローラ9は、主として、以下の2つの機能を有する。   The controller 9 included in the air conditioning system SYS according to the present embodiment mainly has the following two functions.
(1)ホットアイルから室内空気を還気チャンバ8に排出するための必要風量の算出およびそれに基づくファンユニット9Aが稼動すべき状態の決定
(2)決定された稼動すべき状態に従ったファンユニット9A(還気ファン9B)の送風量(回転数)および運転/停止の制御
すなわち、本実施の形態に従う空調システムSYSにおいては、ラック4内での熱負荷量などに応じて、室内空気を還気チャンバ8へ排気するためのファンユニット9A(還気ファン9B)の送風量を変化させる。これにより、ラック4内で発生する熱量に比較して室内空気を還気チャンバ8へ排出する送風量が不足して温度上昇を招くといった事態を回避することができるとともに、ラック4内で発生する熱量に比較して過剰にファンユニット9Aを駆動することによって消費電力が過大になるといった事態を回避できる。
(1) Calculation of necessary air volume for exhausting room air from hot aisle to return air chamber 8 and determination of state in which fan unit 9A should be operated based on it (2) Fan unit according to the determined state to be operated 9A (Return Air Fan 9B) Air Volume (Rotation Speed) and Operation / Stop Control That is, in the air conditioning system SYS according to the present embodiment, the room air is returned according to the heat load in the rack 4 and the like. The air flow rate of the fan unit 9A (return air fan 9B) for exhausting air to the air chamber 8 is changed. As a result, it is possible to avoid a situation in which the amount of air that exhausts indoor air to the return air chamber 8 is insufficient as compared with the amount of heat generated in the rack 4, leading to a temperature rise, and is generated in the rack 4. It is possible to avoid a situation in which the power consumption becomes excessive by driving the fan unit 9A excessively compared to the amount of heat.
以下、これらの機能の詳細について説明する。
(g1.制御構造)
図16は、本発明の実施の形態に従う空調システムSYSの制御構造に係るブロック図である。
Details of these functions will be described below.
(G1. Control structure)
FIG. 16 is a block diagram relating to a control structure of air conditioning system SYS according to the embodiment of the present invention.
図16を参照して、コントローラ9は、還気ファン制御部91とデータ入力部94を含む。還気ファン制御部91は、各ファンユニット9Aの還気ファン9Bのファン回転数および運転/停止を制御する。データ入力部94は、電流センサ47の検出値が入力される電流データ入力部96と、温度センサ46の検出値が入力される温度データ入力部98とを含む。   Referring to FIG. 16, controller 9 includes a return air fan control unit 91 and a data input unit 94. The return air fan control unit 91 controls the fan rotation speed and operation / stop of the return air fan 9B of each fan unit 9A. The data input unit 94 includes a current data input unit 96 to which the detection value of the current sensor 47 is input, and a temperature data input unit 98 to which the detection value of the temperature sensor 46 is input.
温度データ入力部98には、図示しない温度センサにより検出された給気温度および還気温度の検出値が入力される。   The temperature data input unit 98 receives the detected values of the supply air temperature and the return air temperature detected by a temperature sensor (not shown).
還気ファン制御部91は、2つ(一対)のラック群毎の必要な風量を算出し、その算出結果に基づいて複数のファンユニット9Aからの排気用の送風量などを制御する。より具体的には、還気ファン制御部91は、ラック4内に収容された情報処理機器DEVでの消費電力、および、ラック4から排出される廃熱空気の温度を検出し、これらの検出結果に基づいて、一対のラック群毎の必要風量を算出する。より具体的には、各ラック群には、ラック群から排出される廃熱空気の温度を検出する温度センサ46、および、収容された情報処理機器の消費電力を算出するための電流センサ47が取り付けられており、これらのセンサによる検出値から、一対のラック群で囲まれるホットアイル毎の必要風量が算出される。そして、各組のラック群に対応するホットアイル毎に算出された必要風量の総和を求める。   The return air fan control unit 91 calculates a necessary air volume for each of the two (a pair) rack groups, and controls an air flow for exhaust from the plurality of fan units 9A based on the calculation result. More specifically, the return air fan control unit 91 detects the power consumption in the information processing device DEV accommodated in the rack 4 and the temperature of the waste heat air discharged from the rack 4, and detects these. Based on the result, the required air volume for each pair of rack groups is calculated. More specifically, each rack group has a temperature sensor 46 for detecting the temperature of waste heat air discharged from the rack group, and a current sensor 47 for calculating power consumption of the stored information processing equipment. The necessary air volume for each hot aisle surrounded by a pair of rack groups is calculated from the detection values of these sensors. And the sum total of the required air volume calculated for every hot aisle corresponding to each group of racks is obtained.
還気ファン制御部91は、ファンユニット9Aの運転を開始し、あるいは、ファンユニット9Aを停止する場合に、各ファンユニット9Aの累積稼動時間が平準化されるように、運転あるいは停止させるべきファンユニット9Aを選択する。このようなロジックを採用することで、各ファンユニット9Aによる空調負荷を分散させることができる。なお、コントローラ9は、内蔵するメモリ内に、各ファンユニット9Aの累積稼動時間を保持している。   The return air fan control unit 91 starts or stops the fan unit 9A, or stops the fan unit 9A so that the cumulative operating time of each fan unit 9A is leveled. Select unit 9A. By adopting such logic, the air conditioning load by each fan unit 9A can be distributed. The controller 9 holds the accumulated operation time of each fan unit 9A in the built-in memory.
(g2.温度センサおよび電流センサ)
次に、温度センサ46および電流センサ47について説明する。
(G2. Temperature sensor and current sensor)
Next, the temperature sensor 46 and the current sensor 47 will be described.
図17は、本実施の形態に従うホットアイルにおける温度センサの配置位置を示す図である。特に、図17(a)は、ラック群の長手方向における温度センサ46の取り付け位置を示し、図17(b)は、ラック群の短手方向における温度センサ46の取り付け位置を示す。図18は、図16に示す還気ファン制御部91に保持されるデータテーブルを示す模式図である。   FIG. 17 is a diagram showing an arrangement position of the temperature sensor in the hot aisle according to the present embodiment. 17A shows the mounting position of the temperature sensor 46 in the longitudinal direction of the rack group, and FIG. 17B shows the mounting position of the temperature sensor 46 in the short direction of the rack group. FIG. 18 is a schematic diagram showing a data table held in the return air fan control unit 91 shown in FIG.
図17(a)および図17(b)に示されるように、複数のラック4が隣接して一連に配置されたラック群の各々においては、所定間隔(たとえば、3メートル)毎に、温度センサ46が、ラック4の上部空間(遮蔽板5の高さ位置)、ラック4の上段、および、ラック4の下段にそれぞれ配置される。図17においては、配置位置に対応させて、温度センサ46.H、温度センサ46.M、温度センサ46.Lとそれぞれ記す。これらの温度センサは、ホットアイル側に取り付けられることが好ましい。   As shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), in each rack group in which a plurality of racks 4 are arranged adjacent to each other, a temperature sensor is provided at predetermined intervals (for example, 3 meters). 46 are arranged in the upper space of the rack 4 (the height position of the shielding plate 5), the upper stage of the rack 4, and the lower stage of the rack 4, respectively. In FIG. 17, the temperature sensor 46. H, temperature sensor 46. M, temperature sensor 46. Each is denoted as L. These temperature sensors are preferably attached to the hot aisle side.
なお、図17(a)には、3台のラック4ごとに1組の温度センサ46を取り付ける例を示すが、温度センサ46の取り付け間隔は任意に変更できる。たとえば、すべてのラック4に温度センサ46を取り付けてもよい。また、上下方向における温度センサ46の取り付け位置についても任意に変更できる。たとえば、ラック4の中段位置のみに温度センサ46を取り付けてもよい。逆に、より多くの検出ポイントに温度センサ46を取り付けてもよい。また、温度センサ46はラック4の内部に取り付けてもよい。   FIG. 17A shows an example in which one set of temperature sensors 46 is attached to each of the three racks 4, but the attachment interval of the temperature sensors 46 can be arbitrarily changed. For example, the temperature sensors 46 may be attached to all the racks 4. Further, the mounting position of the temperature sensor 46 in the vertical direction can be arbitrarily changed. For example, the temperature sensor 46 may be attached only to the middle position of the rack 4. Conversely, the temperature sensor 46 may be attached to more detection points. Further, the temperature sensor 46 may be attached inside the rack 4.
たとえば、コントローラ9は、それぞれの温度センサ46を[TH1,TM1,TL1],…,[THn,TMn,TLn]として、ラック群の別にその検出値を識別する。また、ホットアイルを形成する一対のラック群を一括して、各組のラック群を[1L,1R],…として識別する。   For example, the controller 9 sets each temperature sensor 46 to [TH1, TM1, TL1],..., [THn, TMn, TLn], and identifies the detected value for each rack group. Further, a pair of rack groups forming a hot aisle are collectively identified as each set of rack groups as [1L, 1R],.
コントローラ9は、それぞれのラック群に取り付けられた温度センサ46および電流センサ47からの検出値を図18に示すようなデータテーブルに保持する。なお、図18に示すようなデータテーブルは、コントローラ9が有するメモリ内に構成される。さらに、コントローラ9は、所定の更新条件が満たされるたびに、温度センサ46および電流センサ47からの検出値を更新する。このように保持されるデータに基づいて、それぞれのファンユニット9Aが稼動すべき状態を決定し、決定されたが稼動すべき状態に従って、ファンユニット9Aの回転数および運転/停止を制御する。   The controller 9 holds the detection values from the temperature sensor 46 and the current sensor 47 attached to each rack group in a data table as shown in FIG. A data table as shown in FIG. 18 is configured in a memory included in the controller 9. Furthermore, the controller 9 updates the detection values from the temperature sensor 46 and the current sensor 47 each time a predetermined update condition is satisfied. Based on the data held in this manner, the state in which each fan unit 9A should be operated is determined, and the rotational speed and operation / stop of fan unit 9A are controlled according to the determined state to be operated.
電流センサ47は、各ラック4への電力の供給形態に応じて、適切な位置に取り付けられる。たとえば、サーバールーム1の共通の電源盤からそれぞれのラック4へ独立して配線がされる場合には、当該それぞれの配線上に電流センサ47が取り付けられる。この場合には、情報処理機器DEVでの消費電力をラック別に検出することができる。あるいは、ラック群の別に電源部を設ける場合には、各電源部の出力側に電流センサ47が取り付けられる。この場合には、情報処理機器DEVでの消費電力をラック群の別に検出することができる。   The current sensor 47 is attached at an appropriate position according to the power supply form to each rack 4. For example, when wiring is independently made from the common power supply panel in the server room 1 to each rack 4, the current sensor 47 is attached on each wiring. In this case, the power consumption in the information processing device DEV can be detected for each rack. Or when providing a power supply part separately in a rack group, the current sensor 47 is attached to the output side of each power supply part. In this case, the power consumption in the information processing device DEV can be detected for each rack group.
(g3.処理手順)
図19は、本実施の形態に従う空調システムSYSで提供される冷却ユニット10の運転制御に係る処理手順を示すフローチャートである。図20は、図19のステップS9に示す還気ファン選択処理のサブルーチンのフローチャートである。図19および図20に示す各ステップは、典型的には、コントローラ9がプログラムを実行することで提供される。
(G3. Processing procedure)
FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure related to operation control of cooling unit 10 provided in air conditioning system SYS according to the present embodiment. FIG. 20 is a flowchart of the return air fan selection process subroutine shown in step S9 of FIG. Each step shown in FIGS. 19 and 20 is typically provided by the controller 9 executing a program.
図19を参照して、コントローラ9は、それぞれの温度センサ46から温度検出値を取得する(ステップS1)。続いて、コントローラ9は、それぞれの電流センサ47から電流検出値を取得する(ステップS2)。コントローラ9は、取得した温度検出値および電流検出値を、ラック群の別に図18に示すようなデータテーブルに格納する。   Referring to FIG. 19, the controller 9 acquires a temperature detection value from each temperature sensor 46 (step S1). Subsequently, the controller 9 acquires a current detection value from each current sensor 47 (step S2). The controller 9 stores the acquired temperature detection value and current detection value in a data table as shown in FIG. 18 for each rack group.
続いて、コントローラ9は、温度センサ46および電流センサ47から取得されたいずれかの検出値が所定の異常判定値を超えているか否かを判断する(ステップS3)。異常判定値を超える検出値があると判断された場合(ステップS3においてYESの場合)には、コントローラ9は、異常判定値を超える検出値に対応するセンサを特定して、警報信号を出力する(ステップS4)。この警報信号に応じて、コントローラ9などに設けられた警報ランプが点灯したり、警報音が発生したりする。あるいは、コントローラ9からの警報信号は、コントローラ9と有線また無線で接続された他の監視装置等に対して出力される。   Subsequently, the controller 9 determines whether any of the detected values acquired from the temperature sensor 46 and the current sensor 47 exceeds a predetermined abnormality determination value (step S3). When it is determined that there is a detected value exceeding the abnormality determination value (YES in step S3), the controller 9 specifies a sensor corresponding to the detected value exceeding the abnormality determination value and outputs an alarm signal. (Step S4). In response to the alarm signal, an alarm lamp provided in the controller 9 or the like is turned on or an alarm sound is generated. Alternatively, the alarm signal from the controller 9 is output to another monitoring device or the like connected to the controller 9 by wire or wirelessly.
次に、入力された各温度センサ46からの温度データに基づいて、ホットアイルを構成する2列のラック群別に、代表温度が算出される(ステップS5)。代表温度は、各温度センサ46の検出値に重み付けをし、その重み付けデータの平均を求めることによって算出される。なお、各温度センサ46に対応する重みの大きさは、搭載されている情報処理機器による熱負荷の大きさを考慮して、管理者がコントローラ9において温度センサ46別に任意に設定可能である。次に、入力された電流データに基づいて、ホットアイルを構成する2列のラック群別に、処理必要熱量が算出される(ステップS6)。   Next, based on the input temperature data from each temperature sensor 46, a representative temperature is calculated for each of the two rows of rack groups constituting the hot aisle (step S5). The representative temperature is calculated by weighting the detection value of each temperature sensor 46 and calculating the average of the weighted data. Note that the magnitude of the weight corresponding to each temperature sensor 46 can be arbitrarily set by the administrator for each temperature sensor 46 in the controller 9 in consideration of the magnitude of the thermal load by the information processing device mounted. Next, on the basis of the input current data, the necessary heat amount for processing is calculated for each of the two rows of rack groups constituting the hot aisle (step S6).
次に、算出された代表温度、処理必要熱量、およびホットアイルの空間サイズ(気積)に基づいて、ホットアイルを構成する2列のラック群別に必要風量が算出される(ステップS7)。   Next, based on the calculated representative temperature, the amount of heat required for processing, and the space size (air volume) of the hot aisle, the required air volume is calculated for each of the two rows of rack groups constituting the hot aisle (step S7).
次に、ファンユニット9Aの1台当たりの送風能力と、ステップS7で算出された必要風量とに基づいて、稼動することが必要なファンユニット(還気ファン)の台数が、ホットアイル別に算出される(ステップS8)。なお、コントローラ9は、ファンユニット9Aについての1台当りの送風能力を当該コントローラ9が備えるメモリに予め記憶している。   Next, the number of fan units (return air fans) that need to be operated is calculated for each hot aisle based on the blowing capacity per fan unit 9A and the required air volume calculated in step S7. (Step S8). The controller 9 stores in advance the air blowing capacity of each fan unit 9 </ b> A in a memory included in the controller 9.
次に、還気ファン選択処理が実行される(ステップS9)。図20を参照して、還気ファン選択処理を詳細に説明する。   Next, a return air fan selection process is performed (step S9). The return air fan selection process will be described in detail with reference to FIG.
まず、温度センサ46の検出値が、ホットアイルを構成する2列のラックについて予め定められた標準温度を越えていないかどうかを判断する(ステップS20)。   First, it is determined whether or not the detected value of the temperature sensor 46 exceeds a predetermined standard temperature for the two rows of racks forming the hot aisle (step S20).
越えていると判断されると、複数の温度センサ46の中で、標準温度を越えていると判断された温度センサ46が対応するラックを優先して冷却するように、当該ラックに対応するファンユニット9Aを優先的に運転させるよう制御して(ステップS28)、処理を図19へリターンさせる。   If it is determined that the temperature exceeds the fan, the temperature sensor 46 determined to exceed the standard temperature among the plurality of temperature sensors 46 cools the corresponding rack with priority. Control is performed so that the unit 9A is preferentially operated (step S28), and the process is returned to FIG.
一方、越えていないと判断すると、現在のファンユニット9A(還気ファン9B)の稼動台数は、ステップS8で算出された必要な還気ファンの台数に満たないか否かが判断される(ステップS21)。そして、稼動されている還気ファン9Bの台数が、ステップS8で算出された台数に満たない場合には、停止している還気ファン9Bのうちで、累積稼動時間が最も短いものから優先的に、起動対象として選択される(ステップS22)。たとえば、新たに2台の還気ファン9Bを起動させる必要がある場合には、現在停止している還気ファン9Bのうちで最も累積稼動時間が短いものと、その次に稼動時間が短いものとが起動対象として選択される。   On the other hand, if it is determined that the number does not exceed, it is determined whether or not the current number of operating fan units 9A (return air fans 9B) is less than the required number of return air fans calculated in step S8 (step S8). S21). If the number of return air fans 9B that are in operation is less than the number calculated in step S8, the return air fans 9B that are stopped are prioritized from those with the shortest cumulative operation time. Then, it is selected as an activation target (step S22). For example, when it is necessary to start two return air fans 9B newly, the shortest cumulative operation time among the return air fans 9B currently stopped and the next short operation time Are selected as activation targets.
還気ファン9Bの累積稼動時間は、還気ファン9B別にコントローラ9のメモリ内に記憶されている。コントローラ9は、稼動中の還気ファン9Bを対象にして、対応する累積稼動時間を随時更新する。そして、還気ファン9Bの稼動を停止させたときに、対応する還気ファン9Bの累積稼動時間の計時を停止する。コントローラ9が記憶する累積稼動時間は、たとえば、サーバールーム1に対して新たに還気ファン9Bを設置したときを基準とした累積時間である。   The accumulated operation time of the return air fan 9B is stored in the memory of the controller 9 for each return air fan 9B. The controller 9 updates the corresponding accumulated operation time as needed for the return air fan 9B in operation. When the operation of the return air fan 9B is stopped, the counting of the accumulated operation time of the corresponding return air fan 9B is stopped. The accumulated operation time stored by the controller 9 is, for example, an accumulated time based on when the return air fan 9B is newly installed in the server room 1.
しかしながら、メンテナンス等が行なわれた還気ファン9Bの累積稼動時間については、その段階で累積稼動時間のデータをリセットすることができるようにコントローラ9を構成してもよい。あるいは、コントローラ9に対して所定のリセット操作をすることによって、操作者が希望する還気ファン9Bを対象にしてその累積稼動時間のデータをリセットできるようにしてもよい。また、所定期間が経過する毎にコントローラ9が自律的にすべての還気ファン9Bの累積稼動時間のデータをリセットするようにしてもよい。所定期間は、たとえば、1日、1ヶ月、1年など、任意に設定できるようにしてもよい。つまり、本実施の形態における累積稼動時間は、サーバールーム1に対して新たに還気ファン9Bを設置したときを基準として計時される時間に限られるものではない。   However, for the cumulative operating time of the return air fan 9B that has undergone maintenance or the like, the controller 9 may be configured so that the data of the cumulative operating time can be reset at that stage. Alternatively, by performing a predetermined reset operation on the controller 9, the accumulated operating time data may be reset for the return air fan 9B desired by the operator. Alternatively, the controller 9 may autonomously reset the accumulated operating time data of all the return air fans 9B every time a predetermined period elapses. The predetermined period may be arbitrarily set such as one day, one month, or one year. That is, the cumulative operation time in the present embodiment is not limited to the time measured with reference to the time when the return air fan 9B is newly installed in the server room 1.
ステップS21においてNOと判断された場合、現在の還気ファン9Bの稼動台数は、ステップS8で算出された必要還気ファン台数を超えているか否かが判断される(ステップS23)。現在の還気ファン9Bの稼動台数がステップS8で算出された必要還気ファン台数を超えている場合には、稼動している還気ファン9Bのうちで累積稼動時間が最も長いものから優先的に、停止対象として選択される(ステップS24)。たとえば、新たに2台の還気ファン9Bを停止させる必要がある場合には、現在稼動している還気ファン9Bのうちで最も累積稼動時間が長いものと、その次に稼動時間が長いものとが停止対象として選択される。   When it is determined NO in step S21, it is determined whether or not the current number of operating return air fans 9B exceeds the required number of return air fans calculated in step S8 (step S23). If the current number of operating return air fans 9B exceeds the required number of return air fans calculated in step S8, the highest number of operating return air fans 9B having the longest accumulated operation time is prioritized. Then, it is selected as a stop target (step S24). For example, when it is necessary to stop two return air fans 9B newly, the longest cumulative operation time among the return air fans 9B that are currently operating and the one that has the next long operation time Are selected as stop targets.
ステップS23においてNOと判断された場合、すなわち、現在の還気ファン9Bの稼動台数がステップS8で算出された必要還気ファン台数と一致している場合には、稼動中の還気ファン9Bの中に予め定めた連続稼動時間を超えて稼動している還気ファン9Bが存在するか否かが判断される。たとえば、サーバールーム1に対する必要風量が長期に亘って変化しないような場合には、ステップS21〜S24の処理のみでは、稼動・停止させる還気ファン9Bの入れ替えが生じない。このような場合、各還気ファン9Bの累積稼動時間に偏りが生じるおそれがある。そこで、ステップS25では、このような場合でも、各還気ファン9Bの累積稼動時間に偏りが生じないようにするために、所定時間連続稼動している還気ファン9Bを検出する。   If NO is determined in step S23, that is, if the current number of operating return air fans 9B matches the required number of return air fans calculated in step S8, the number of operating return air fans 9B is determined. It is determined whether or not there is a return air fan 9B that has been operating beyond a predetermined continuous operation time. For example, when the required air volume for the server room 1 does not change over a long period of time, the return air fan 9B to be operated / stopped is not replaced only by the processing in steps S21 to S24. In such a case, there is a possibility that the accumulated operating time of each return air fan 9B is biased. Therefore, in step S25, even in such a case, the return air fan 9B continuously operating for a predetermined time is detected in order to prevent the accumulated operation time of each return air fan 9B from being biased.
ステップS25において、YESと判断された場合には、該当する還気ファン9Bが停止対象として選択される(ステップS26)。そして、これに代えて、停止している還気ファン9Bのうちで累積稼動時間が最も短いものから優先的に、起動対象として選択される(ステップS27)。   If YES is determined in step S25, the corresponding return air fan 9B is selected as a stop target (step S26). Instead of this, priority is selected from the shortest operating time among the return air fans 9B that have been stopped as the activation target (step S27).
ステップS22、S24、またはS27の後、還気ファン選択処理が終了する。なお、必要還気ファン台数が頻繁に変動することが明らかな場合には、ステップS25〜S27の処理を省いてもよい。   After step S22, S24, or S27, the return air fan selection process ends. In addition, when it is clear that the necessary number of return air fans fluctuates frequently, the processing of steps S25 to S27 may be omitted.
図19に戻って、ステップS9で起動あるいは停止させる還気ファン9Bが選択された後、ステップS8において算出された必要ファンユニット台数に基づいて、ホットアイル別にファンユニット9Aが制御される(ステップS10)。たとえば、あるホットアイルに対する必要ファンユニット(還気ファン)の台数が6台で現状のファンユニット(還気ファン)の稼動数が5台の場合には、停止中のファンユニット9Aのうちの1つに対して起動信号が出力される。また、あるホットアイルに対する必要ファンユニット台数が3台で現状のファンユニット稼動数が5台の場合には、稼動中のファンユニット9Aのうちの2つに対して停止信号が出力される。   Returning to FIG. 19, after the return air fan 9B to be started or stopped is selected in step S9, the fan unit 9A is controlled for each hot aisle based on the required number of fan units calculated in step S8 (step S10). ). For example, when the number of necessary fan units (return air fans) for a hot aisle is 6 and the number of current fan units (return air fans) is 5, the number of fan units 9A being stopped is one. An activation signal is output for each. Further, when the required number of fan units for a certain hot aisle is three and the current number of operating fan units is five, stop signals are output to two of the operating fan units 9A.
なお、停止あるいは起動させるファンユニットの選択は、ホットアイル内のファンユニットの累積稼動時間が平準化されるように、図20に示した還気ファン選択処理と同様の制御手順により行なってもよい。あるいは、予めファンユニットの稼動数とこれに対応して稼動させるファンユニットとを定めておいてもよい。たとえば、ホットアイルを構成する第1の通路部の一方端に近い側に設けたファンユニットから優先的に駆動させ、必要駆動台数が多くなるにつれて、第1の通路部の他方端に向かうファンユニットを順次駆動させていくようにすることが考えられる。   The selection of the fan unit to be stopped or started may be performed by the same control procedure as the return air fan selection process shown in FIG. 20 so that the cumulative operation time of the fan units in the hot aisle is leveled. . Alternatively, the number of fan units to be operated and the fan units to be operated correspondingly may be determined in advance. For example, a fan unit that is driven preferentially from a fan unit provided on the side closer to one end of the first passage portion constituting the hot aisle and goes toward the other end of the first passage portion as the required number of drives increases. It is conceivable to drive sequentially.
また、図19および図20に示す処理は、たとえば、コントローラ9が随時データ計測を行なう中で所定時間を計時する毎に実行することが考えられる。あるいは、コントローラ9が、温度センサ46、電流センサ18、還気温度センサ23のいずれかより、予め定めた基準値を超える検出値データが入力されたと判定したことに基づいて実行してもよい。
[H.空調空気の供給態様の変形例]
以上説明した本実施の形態では、サーバールーム1への空調空気18の供給は、サーバールーム1の側壁面2から行なわれていたが、当該供給態様はこれに限定されない。
19 and 20 may be executed each time a predetermined time is measured while the controller 9 measures data at any time. Alternatively, the controller 9 may execute it based on determining that detection value data exceeding a predetermined reference value is input from any one of the temperature sensor 46, the current sensor 18, and the return air temperature sensor 23.
[H. Modification of supply mode of conditioned air]
In the present embodiment described above, the supply of the conditioned air 18 to the server room 1 is performed from the side wall surface 2 of the server room 1, but the supply mode is not limited to this.
図21に、サーバールーム1への空調空気18の供給が、当該サーバールーム1の床面からなされる変形例を示す。なお、図21は、本変形例についての、図2のIII−III線矢印方向から見た断面平面図に相当する。   FIG. 21 shows a modification in which the conditioned air 18 is supplied to the server room 1 from the floor of the server room 1. Note that FIG. 21 corresponds to a cross-sectional plan view of this modification as seen from the direction of the arrows in FIG.
図21を参照して、本変形例のサーバールーム1の床面および天面は、それぞれ二重構造を有しており、ラック4は、フリーアクセスフロア1Xと天井面1Yとの間の空間に配置されている。そして、フリーアクセスフロア1Xの下には、空調空気を床面から給気するための床下給気チャンバ103が形成されている。一方、天井空間102には、吸込口81ごとにファンユニット9Aが配置され、そして、ファンユニット9Aによって天井空間102に導入された廃熱空気を還気するための還気ダクト111が設置されている。また、空調機器室7には、各還気ダクト111と連通するヘッダダクト112が配置されている。   Referring to FIG. 21, the floor surface and the top surface of server room 1 of this modification have a double structure, and rack 4 is located in the space between free access floor 1X and ceiling surface 1Y. Has been placed. An underfloor air supply chamber 103 for supplying conditioned air from the floor is formed under the free access floor 1X. On the other hand, a fan unit 9A is arranged for each suction port 81 in the ceiling space 102, and a return air duct 111 for returning waste heat air introduced into the ceiling space 102 by the fan unit 9A is installed. Yes. In the air conditioner room 7, a header duct 112 communicating with each return air duct 111 is disposed.
サーバールーム1の空調機器エリア7には、冷却ユニット10が設置されている。なお、冷却ユニット10の設置台数は、冗長性を持たせるために、サーバールーム1の熱負荷量に対して十分に余裕のある台数とされている。   A cooling unit 10 is installed in the air conditioner area 7 of the server room 1. Note that the number of cooling units 10 installed is sufficiently large with respect to the heat load of the server room 1 in order to provide redundancy.
フリーアクセスフロア1Xには、複数のラック4から成るラック群が、その前面同士が対向するように2列ずつ複数組設置されている。   On the free access floor 1X, a plurality of groups of racks each including a plurality of racks 4 are installed in two rows so that the front surfaces thereof face each other.
フリーアクセスフロア1Xにおけるコールドアイルの床面には、給気部107が設けられている。給気部107は、床下給気チャンバ103と連通している。床下給気チャンバ103には、給気部107に対して空調空気を強制的に送り込むためのブースタファン(加圧冷気吹き出し用ファン)109および冷却ユニット10が吹出す空調空気をブースタファン導く吹出フード141が設けられている。なお、給気部107には、図10参照して説明したような、ルーバーブレード45のような羽根状板の部材が配置され、サーバールーム1への空調空気18の吹出圧を調整できるように構成されている。   An air supply unit 107 is provided on the floor surface of the cold aisle in the free access floor 1X. The air supply unit 107 communicates with the underfloor air supply chamber 103. The underfloor air supply chamber 103 is a booster fan (compressed cold air blowing fan) 109 for forcibly sending conditioned air to the air supply unit 107 and a blower hood that guides the conditioned air blown by the cooling unit 10 to the booster fan. 141 is provided. The air supply unit 107 is provided with a blade-like plate member such as the louver blade 45 as described with reference to FIG. 10 so that the blow-out pressure of the conditioned air 18 to the server room 1 can be adjusted. It is configured.
本変形例では、サーバールーム1には、当該サーバールーム1の底面であるフリーアクセスフロア1Xから、給気部107を介して、空調空気18が供給される。
[I.その他の変形例]
上述したファンユニット9の累積稼動時間を平準化する他の手法として、以下のような手法を採用してもよい。
In this modification, conditioned air 18 is supplied to the server room 1 from the free access floor 1 </ b> X, which is the bottom surface of the server room 1, via the air supply unit 107.
[I. Other variations]
As another method for leveling the cumulative operation time of the fan unit 9 described above, the following method may be employed.
(A) 現在の運転台数が必要運転台数と一致するか否かに関わらず、一定時間が経過する毎に、運転するファンユニット9Aを予め定めた順序で切換える。運転台数を変動させる必要が生じたときにも、予め定めた優先順序で起動あるいは停止するファンユニット9Aを選択する。このような手法を採用した場合には、コントローラ9は、累積稼動時間を計時する必要がない。   (A) The fan unit 9A to be operated is switched in a predetermined order every time a fixed time elapses regardless of whether or not the current operation number matches the required operation number. Even when the number of operating units needs to be changed, the fan unit 9A that starts or stops in a predetermined priority order is selected. When such a method is adopted, the controller 9 does not need to measure the accumulated operation time.
(B) 現在の運転台数が必要稼動台数と一致するか否かに関わらず、運転中のファンユニット9Aの各々について連続稼動時間を計時し、連続稼動時間が一定時間に達した冷却ユニット10を停止するとともにその連続稼動時間のデータをリセットする。そして、停止中のファンユニット9Aを再稼働させるとそのファンユニット9Aについての連続稼動時間の計時を新たに開始する。運転台数を変動させる必要が生じたときには、予め定めた優先順序で起動あるいは停止するファンユニット9Aを選択する。このような手法を採用した場合、コントローラ9には、累積稼動時間ではなく、連続稼動時間が記憶される。   (B) Regardless of whether or not the current number of operating units matches the required number of operating units, the continuous operating time is counted for each of the operating fan units 9A, and the cooling unit 10 whose continuous operating time has reached a certain time is selected. Stop and reset the data of the continuous operation time. When the stopped fan unit 9A is restarted, the continuous operation time measurement for the fan unit 9A is newly started. When it is necessary to change the number of operating units, the fan unit 9A to be started or stopped is selected in a predetermined priority order. When such a method is adopted, the controller 9 stores the continuous operation time instead of the cumulative operation time.
また、ファンユニット9Aの累積稼動時間が平準化されるように、起動あるいは停止するファンユニット9Aを選択するのではなく、各ファンユニット9Aの累積稼動時間の割合が予め定めた割合になるように、起動あるいは停止するファンユニット9Aを選択するようにしてもよい。たとえば、3つのファンユニットA,B,Cについて、累積稼動時間の割合を1:2:3としたい場合には、事前にその割合をコントローラ9に割合設定値として記憶させておく。そして、運転台数を変動させる必要が生じる毎に、それまでのファンユニットA,B,Cの累積稼動時間の割合を算出し、算出結果と割合設定値とを比較して、運転あるいは停止させるファンユニット9Aをコントローラ9が選択するようにしてもよい。これにより、たとえば、省エネ効果の高い高性能のあるファンユニット9Aを他のファンユニット9Aよりも優先的に運転することが可能となる。
[J.作用効果]
次に、上述した本実施の形態に従う空調システムSYSにおける作用効果を列挙する。
Further, instead of selecting the fan unit 9A to be activated or stopped so that the accumulated operation time of the fan unit 9A is leveled, the ratio of the accumulated operation time of each fan unit 9A becomes a predetermined ratio. The fan unit 9A to be started or stopped may be selected. For example, for the three fan units A, B, and C, when it is desired to set the ratio of the cumulative operation time to 1: 2: 3, the ratio is stored in the controller 9 in advance as a ratio set value. Each time it is necessary to change the number of operating units, the ratio of the cumulative operating time of the fan units A, B, and C until then is calculated, and the fan that is operated or stopped by comparing the calculated result with the ratio set value. The controller 9 may select the unit 9A. As a result, for example, the high-performance fan unit 9A having a high energy saving effect can be preferentially operated over the other fan units 9A.
[J. Effect]
Next, actions and effects in the air conditioning system SYS according to the present embodiment described above will be listed.
(J1)廃熱空気の効率的な排出
本実施の形態においては、一対のラック群をそれぞれの排気面同士が対向するように配置するとともに、当該一対のラック群の外周を取り囲むように遮蔽板5を配置して、ラック4の排気面から放出される廃熱空気を滞留させるためのホットアイルとして区画する。すなわち、廃熱空気が、局所的に集められた上で、ファンユニット9Aによって、共通の還気チャンバ8へと強制的に排気される。
(J1) Efficient discharge of waste heat air In the present embodiment, the pair of rack groups are arranged so that the respective exhaust surfaces face each other, and the shielding plate surrounds the outer periphery of the pair of rack groups. 5 is arranged as a hot aisle for retaining the waste heat air discharged from the exhaust surface of the rack 4. That is, the waste heat air is collected locally and then forcibly exhausted into the common return air chamber 8 by the fan unit 9A.
そのため、廃熱空気の還気機構を小型化できるとともに、廃熱空気の還気に要する動力を低減することができる。   Therefore, the waste air return mechanism can be reduced in size, and the power required to return the waste heat air can be reduced.
(J2)平準化による冷却ユニット10のメンテナンス性向上
本実施の形態においては、サーバールーム1でのコールドアイルの空間を相対的に大きくした上で、各吹出口3に対応付けられた冷却ユニット10を複数用いて、並列的に空調空気を供給する。そのため、複数の冷却ユニット10のうち、一部のみが動作するといったコールドスタンバイの構成を採用することもできる。
(J2) Improvement of maintainability of cooling unit 10 by leveling In the present embodiment, the cooling unit 10 associated with each outlet 3 is made relatively large in the cold aisle space in the server room 1. Are used in parallel to supply conditioned air in parallel. Therefore, it is possible to adopt a cold standby configuration in which only a part of the plurality of cooling units 10 operates.
このようなコールドスタンバイの構成を採用した場合には、特定の冷却ユニット10のみが連続的に運転される一方で、運転時間が極端に短い冷却ユニット10が生じる場合がある。このような運転時間の偏りはメンテナンスのタイミングがまちまちになったり、運転時間の長い冷却ユニット10の故障確率が高くなったりする。そこで、本実施の形態においては、コールドスタンバイモードで動作している場合であっても、冷却ユニット10の間の運転時間が平準化するように、運転対象の冷却ユニット10が適時ローテーションされる。   When such a cold standby configuration is adopted, only the specific cooling unit 10 is continuously operated, while the cooling unit 10 may be extremely short in operation time. Such a deviation in operation time may cause the maintenance timing to vary, or the failure probability of the cooling unit 10 having a long operation time to increase. Therefore, in the present embodiment, even when operating in the cold standby mode, the cooling unit 10 to be operated is rotated in a timely manner so that the operation time between the cooling units 10 is leveled.
これにより、メンテナンスを計画的に行なうことができるとともに、冷却ユニット10の故障確率を低減することができる。   Thereby, maintenance can be performed systematically and the failure probability of the cooling unit 10 can be reduced.
(J3)PUE(Power Usage Effectiveness)の向上
PUEは、データセンタ(空調対象室)などの消費電力の全体を、情報処理機器の消費電力で除した値であり、データセンタにおけるエネルギー効率を示す指標の一つである。本実施の形態によれば、上述のような各種の特徴的な構成を採用することで、PUEをより小さな値とすることができる。
[K.実施例]
本実施の形態に従う空調システムSYSでは、上記(J8)のように、ラック4の上部に、遮蔽板5によりホットアイルがコールドアイルと区画され、かつ、遮蔽板5が取り囲む空間であるホットアイルには吸込口81が設けられ、かつ、当該吸込口81にはファンユニット9Aが設けられている。
(J3) Improvement of PUE (Power Usage Effectiveness) PUE is a value obtained by dividing the total power consumption of a data center (a room subject to air conditioning) by the power consumption of information processing equipment, and is an indicator of energy efficiency in the data center one of. According to the present embodiment, PUE can be set to a smaller value by adopting the various characteristic configurations as described above.
[K. Example]
In the air conditioning system SYS according to the present embodiment, as described in (J8) above, the hot aisle is partitioned from the cold aisle by the shielding plate 5 at the upper portion of the rack 4 and the hot aisle that is the space that the shielding plate 5 surrounds. Is provided with a suction port 81, and the suction port 81 is provided with a fan unit 9A.
このような空調システムの実施例において一定の風量を循環させるために要する空調動力について、従来の空調システムと対比しつつ説明する。   The air conditioning power required to circulate a constant air volume in the embodiment of such an air conditioning system will be described in comparison with a conventional air conditioning system.
(k1)実施例の空調システムの概略構成
実施例の空調システムでは、図22に示すように、サーバールーム1の床面に設けられた給気部107を介して、サーバールーム1へ空調空気18が供給される。サーバールーム1内の廃熱空気は、ファンユニット9Aに導かれることにより、吸込口81および還気チャンバ8を介して空調機器室7に移動する。給気部107には、ルーバーブレードのような羽根状板の部材が配置されており、サーバールーム1への空調空気18の吹出圧を調整できるように構成されている。
(K1) Schematic Configuration of Air Conditioning System of Example In the air conditioning system of the example, as shown in FIG. 22, conditioned air 18 is supplied to the server room 1 via an air supply unit 107 provided on the floor surface of the server room 1. Is supplied. Waste heat air in the server room 1 is guided to the fan unit 9 </ b> A, thereby moving to the air conditioning equipment room 7 through the suction port 81 and the return air chamber 8. The air supply unit 107 is provided with a blade-like member such as a louver blade, and is configured to be able to adjust the blowing pressure of the conditioned air 18 to the server room 1.
冷却ユニット10Aは、熱交換器13Aと、ファン16Aを含むドライコイルユニットとを備えている。なお、図3等に示した熱交換器13は、熱交換器13Aと比較して低風速で設計されるため、空調空気18を吹き出す面における冷却コイルが配置された面積(コイル面積)が、熱交換器13Aにおける対応する面の面積よりも大きなものとなっている。   The cooling unit 10A includes a heat exchanger 13A and a dry coil unit including a fan 16A. Since the heat exchanger 13 shown in FIG. 3 and the like is designed at a lower wind speed than the heat exchanger 13A, the area (coil area) where the cooling coil is arranged on the surface from which the conditioned air 18 is blown is It is larger than the area of the corresponding surface in the heat exchanger 13A.
また、図22では、サーバールーム1の床下に床下給気チャンバ103が形成され、冷却ユニット10Aの下方には冷却ユニット10Aが吹出す空調空気を床下給気チャンバ103に導く吹出フード141が設けられている。   In FIG. 22, an underfloor air supply chamber 103 is formed under the floor of the server room 1, and a blowout hood 141 that guides the conditioned air blown by the cooling unit 10 </ b> A to the underfloor air supply chamber 103 is provided below the cooling unit 10 </ b> A. ing.
(k2)比較例の空調システムの概略構成
比較例の空調システムでは、図23に示すように、サーバールーム1の床面に設けられた給気部107を介して、サーバールーム1へ空調空気18が供給される。比較例では、ファンユニット9Aが設けられていないため、サーバールーム1内の廃熱空気は、吸込口81および還気チャンバ8を介して、自然対流により、空調機器室7に移動する。
(K2) Schematic Configuration of Air Conditioning System of Comparative Example In the air conditioning system of the comparative example, conditioned air 18 is supplied to the server room 1 via an air supply unit 107 provided on the floor surface of the server room 1, as shown in FIG. Is supplied. In the comparative example, since the fan unit 9 </ b> A is not provided, the waste heat air in the server room 1 moves to the air conditioning equipment room 7 by natural convection through the suction port 81 and the return air chamber 8.
(k3)システムの検討
表1に、実施例と比較例についての、システムの静圧および一定風量を循環させるために必要な動力について、まとめたものを示す。
(K3) Examination of system Table 1 shows a summary of the power necessary for circulating the static pressure of the system and the constant air volume for the example and the comparative example.
A.静圧
表1では、実施例と比較例についての静圧が示されている。
A. Static pressure In Table 1, the static pressure about an Example and a comparative example is shown.
表1において、静圧は、項目分けをされて、値が示されている。
「1.本体」とは、冷却ユニット10A本体における静圧を意味する。この中で、「フィルタ」とは、ファン16Aの前段または後段に設けられるフィルタによる静圧である。「コイル」とは、熱交換器13Aによる静圧である。「ケーシング」とは、冷却ユニット10のケーシングによる静圧である。実施例と比較例では、冷却ユニット10Aの構成は共通であるため、これらの静圧の値は同じである。
In Table 1, static pressure is divided into items and values are shown.
“1. Main body” means a static pressure in the main body of the cooling unit 10A. Among them, the “filter” is a static pressure by a filter provided at the front stage or the rear stage of the fan 16A. The “coil” is a static pressure by the heat exchanger 13A. The “casing” is a static pressure generated by the casing of the cooling unit 10. Since the configuration of the cooling unit 10A is common in the example and the comparative example, the values of these static pressures are the same.
「2.吹出フード」とは、吹出フード141を空調空気が通過する際の静圧である。
「3.床下チャンバ」とは、床下給気チャンバ103を空調空気が通過する際の静圧である。具体的には、床下給気チャンバ103内の配線等による静圧を意味する。
“2. Blowing hood” is a static pressure when conditioned air passes through the blowing hood 141.
“3. Underfloor chamber” is a static pressure when conditioned air passes through the underfloor air supply chamber 103. Specifically, it means static pressure due to wiring or the like in the underfloor air supply chamber 103.
実施例と比較例では、吹出フード141および床下給気チャンバ103の構成は共通であるため、これらの静圧の値は同じである。   In the example and the comparative example, since the configuration of the blowing hood 141 and the underfloor air supply chamber 103 is the same, the values of these static pressures are the same.
「4.床吹出口」とは、給気部107を空調空気が通過する際の静圧である。図22の実施例および図23の比較例の双方において、サーバールーム1のコールドアイルの床面には複数の給気部107が設けられている。   “4. Floor outlet” is a static pressure when the conditioned air passes through the air supply unit 107. In both the embodiment of FIG. 22 and the comparative example of FIG. 23, a plurality of air supply units 107 are provided on the floor surface of the cold aisle in the server room 1.
実施例では、サーバールーム1の天井面に配置された複数のファンユニット9Aのそれぞれが、各ホットアイルの廃熱空気の温度等の状況に応じて排気動作を実行する。一方、変形例では、ファンユニット9Aが備えられていないため、複数の吸込口81のそれぞれから適切な両の排気がなされるように、複数の給気部107に空調空気18を供給する割合を調整する必要がある。このことから、実施例では、各給気部107においてサーバールーム1へ供給する空調空気18の圧力を調整する必要性は低いと考えられるが、比較例では、給気部107ごとの空調空気18の圧力調整の必要性は高いと考えられる。このことから、実施例でのこの静圧は0mmAqとされているが、比較例でのこの静圧は5mmAqとされている。   In the embodiment, each of the plurality of fan units 9 </ b> A arranged on the ceiling surface of the server room 1 performs an exhaust operation according to the situation such as the temperature of the waste heat air of each hot aisle. On the other hand, in the modification, since the fan unit 9A is not provided, the ratio of supplying the conditioned air 18 to the plurality of air supply units 107 is set so that both of the appropriate exhausts are made from the plurality of suction ports 81, respectively. It needs to be adjusted. From this, in the embodiment, it is considered that the necessity to adjust the pressure of the conditioned air 18 supplied to the server room 1 in each air supply unit 107 is low, but in the comparative example, the conditioned air 18 for each air supply unit 107. The need for pressure adjustment is considered high. From this, the static pressure in the example is 0 mmAq, but the static pressure in the comparative example is 5 mmAq.
「5.アイル間ラック通風」とは、サーバールーム1内のラック4を空調空気が通過する際の静圧である。実施例と比較例の双方において、ラック4を通過する際の静圧は同じであるため、この静圧はともに5mmAqとされている。   “5. Aisle rack ventilation” is a static pressure when conditioned air passes through the rack 4 in the server room 1. In both the example and the comparative example, since the static pressure when passing through the rack 4 is the same, this static pressure is set to 5 mmAq.
「6.天井吸込口」とは、吸込口81を廃熱空気が通過する際の静圧である。実施例と比較例の双方において、吸込口81を廃熱空気が通過する際の静圧は、同じであるため、この静圧はともに3mmAqとされている。   “6. Ceiling suction port” is a static pressure when waste heat air passes through the suction port 81. In both the example and the comparative example, since the static pressure when the waste heat air passes through the suction port 81 is the same, this static pressure is set to 3 mmAq.
「7.還気ファンケーシング」とは、図13に示したファンユニット9Aにおける、還気ファン9Bのケーシングとなる部分を廃熱空気が通過する際の静圧である。実施例では5mmAqとされているが、比較例では、ファンユニット9Aが設けられていないためこの静圧を考慮する必要がなく0mmAqとされている。   “7. Return air fan casing” is a static pressure when waste heat air passes through a portion of the fan unit 9A shown in FIG. In the embodiment, it is 5 mmAq, but in the comparative example, since the fan unit 9A is not provided, it is not necessary to consider this static pressure, and 0 mmAq.
「8.天井内チャンバ」とは、還気チャンバ8内を廃熱空気が通過する際の静圧である。実施例でも比較例でも、還気チャンバ8を通過する廃熱空気は、還気チャンバ8内の配線や梁によって圧力損失が生じる。ただし、実施例では廃熱空気は、還気ファン9Bのケーシングによって空調機器室7に向けて整流された後で還気チャンバ8に送り込まれる。このことから、比較例ではこの静圧は5mmAqとされているが、実施例の静圧はこれより若干低い4mmAqとされている。   “8. Chamber in ceiling” is a static pressure when waste heat air passes through the return air chamber 8. In both the example and the comparative example, the waste heat air that passes through the return air chamber 8 causes a pressure loss due to wiring and beams in the return air chamber 8. However, in the embodiment, the waste heat air is rectified toward the air-conditioning equipment room 7 by the casing of the return air fan 9B and then sent to the return air chamber 8. Therefore, in the comparative example, the static pressure is 5 mmAq, but the static pressure in the example is 4 mmAq which is slightly lower than this.
「9.天井内〜機械室チャンバ」とは、廃熱空気が還気チャンバ8と空調機器室7の境界を通過する際の静圧である。上記のように、実施例では、比較例と比較して、廃熱空気は還気ファン9Bのケーシングによって空調機器室7に向けて整流されて還気チャンバ8へ送り出されているため、比較例ではこの静圧は2mmAqとされているが、実施例での静圧はこれより若干低い1mmAqとされている。   “9. In the ceiling to the machine room chamber” is a static pressure when waste heat air passes through the boundary between the return air chamber 8 and the air conditioner room 7. As described above, in the embodiment, compared with the comparative example, the waste heat air is rectified toward the air-conditioning equipment room 7 by the casing of the return air fan 9B and sent out to the return air chamber 8. In this example, the static pressure is 2 mmAq, but the static pressure in the example is 1 mmAq which is slightly lower than this.
表1に示されるように、実施例では、空調ユニット10Aからサーバールーム1までの静圧の小計は50mmAqとなり、サーバールーム1から空調機器室7までの静圧の小計は18mmAqとなる。よって、静圧の合計は68mmAqとなる。一方、比較例では、空調ユニット10Aからサーバールーム1までの静圧の小計は55mmAqとなり、サーバールーム1から空調機気質7までの静圧の小計は15mmAqとなる。よって、静圧の小計は70mmAqとなる。   As shown in Table 1, in the example, the subtotal of static pressure from the air conditioning unit 10A to the server room 1 is 50 mmAq, and the subtotal of static pressure from the server room 1 to the air conditioning equipment room 7 is 18 mmAq. Therefore, the total static pressure is 68 mmAq. On the other hand, in the comparative example, the subtotal of static pressure from the air conditioning unit 10A to the server room 1 is 55 mmAq, and the subtotal of static pressure from the server room 1 to the air conditioner temperament 7 is 15 mmAq. Therefore, the subtotal of the static pressure is 70 mmAq.
つまり、実施例では、比較例に対して、冷却ユニット10Aから、サーバールーム1に導入された後、還気チャンバ8を介して空調機器室7へ送られる空気についての静圧を抑えることができる。ファンユニット9Aを備えることにより廃熱空気のサーバールーム1からの排出が促進される実施例の方が、比較例よりも、静圧の合計値を抑えることができる。   That is, in the embodiment, compared to the comparative example, the static pressure of the air that is introduced from the cooling unit 10 </ b> A into the server room 1 and then sent to the air conditioner room 7 through the return air chamber 8 can be suppressed. . The embodiment in which the exhaust of waste heat air from the server room 1 is promoted by providing the fan unit 9A can suppress the total value of the static pressure as compared with the comparative example.
B.空調機器の動力
実施例と比較例の双方において、サーバールーム1で1時間あたり309,000mの風量の空気の循環がなされるとする。
B. Power of air-conditioning equipment It is assumed that the air volume of 309,000 m 3 per hour is circulated in the server room 1 in both the working example and the comparative example.
比較例では、冷却ユニット10Aによって空気が循環されている。つまり、冷却ユニット10Aの動力により、サーバールーム1への空調空気の導入および廃熱空気の空調機器室7への排出が行なわれることになる。変形例では、11台の空調機が利用されて、循環が行なわれた。これにより、1台の空調機あたりの送風量は、28,100m/hとなる。これに、上記のように示された比較例のすべての静圧を考慮すると、各空調機の動力は約11kWと算出される。この動力は、理論効率を0.49とし、次の式(1)に従って算出されている。なお、式(1)中の、「6120」は換算定数である。 In the comparative example, air is circulated by the cooling unit 10A. That is, the conditioned air is introduced into the server room 1 and the waste heat air is discharged into the air conditioning equipment room 7 by the power of the cooling unit 10A. In the modification, 11 air conditioners were used to circulate. Thereby, the ventilation volume per air conditioner is 28,100 m 3 / h. Considering all the static pressures of the comparative examples shown above, the power of each air conditioner is calculated to be about 11 kW. This power is calculated according to the following equation (1) with a theoretical efficiency of 0.49. In the formula (1), “6120” is a conversion constant.
{28100(m3/h)/60(min/h)×20(mmAq)}/{6120(換算定数)×0.49(効率)}≒11(kW) …(1)
以上より、比較例で要した動力は、11台の空調機の動力の総量である121.0kWとなる。
{28100 (m 3 / h) / 60 (min / h) × 20 (mmAq)} / {6120 (Conversion constant) × 0.49 (Efficiency)} ≈11 (kW)… (1)
From the above, the power required in the comparative example is 121.0 kW, which is the total amount of power of the 11 air conditioners.
一方、実施例では、サーバールーム1への空調空気の導入は、冷却ユニット10Aの動力によって賄われ、サーバールーム1から空調機器室7への廃熱空気の排出は、ファンユニット9A(還気ファン9B)の動力によって賄われる。実施例では、11台の冷却ユニット10Aによって空調空気が導入され、48台の還気ファン9によって廃熱空気が排出された。表1中の静圧のうち、1.〜4.はサーバールーム1への空調空気の導入に対応し、5.〜9.は空調機器室7への廃熱空気の排出に対応する。309,000m/hの風量の空調空気の導入のためには、冷却ユニット10Aの1台あたりの風量は28,100m/hとなる。これに、上記実施例の1.〜4.の静圧の和である50mmAqを考慮すると、各冷却ユニット10の動力は約7.8kWと算出される。なお、この場合の理論効率は0.49としている。また、309,000m/hの風量の廃熱空気の排出のためには、ファンユニット9A(還気ファン9B)の1台あたりの風量は6,438m/hとなる。これに、上記実施例の5.〜9.の静圧の和である18mmAqを考慮すると、各還気ユニット9の動力は約0.99kWとなる。なお、この場合の理論効率は0.32としている。 On the other hand, in the embodiment, the introduction of the conditioned air into the server room 1 is covered by the power of the cooling unit 10A, and the exhaust of the waste heat air from the server room 1 to the air conditioning equipment room 7 is performed by the fan unit 9A (return air fan). 9B). In the example, conditioned air was introduced by 11 cooling units 10 </ b> A, and waste heat air was discharged by 48 return air fans 9. Among the static pressures in Table 1, ~ 4. Corresponds to the introduction of conditioned air into server room 1. ~ 9. Corresponds to the discharge of waste heat air to the air conditioner room 7. For the introduction of 309,000m 3 / h air volume of conditioned air, air volume per one cooling unit 10A becomes 28,100m 3 / h. In addition to the above, 1. ~ 4. In consideration of 50 mmAq, which is the sum of the static pressures, the power of each cooling unit 10 is calculated to be about 7.8 kW. In this case, the theoretical efficiency is 0.49. Moreover, because of the discharge of the waste heat air air volume of 309,000m 3 / h, the air flow per one fan unit 9A (return air fan 9B) becomes 6,438m 3 / h. In addition to this, the fifth embodiment. ~ 9. Taking into account the sum of the static pressures of 18 mmAq, the power of each return air unit 9 is about 0.99 kW. In this case, the theoretical efficiency is 0.32.
以上より、実施例で要した動力は、11台分の空調ユニット10Aの動力と48台分のファンユニット9A(還気ファン9B)の動力の総和である133.32kWとなる。   From the above, the power required in the embodiment is 133.32 kW, which is the sum of the power of 11 air conditioning units 10A and the power of 48 fan units 9A (return air fan 9B).
ここで、実施例で要した動力(133.32kW)と比較例で要した動力(121.0kW)とを対比すると、その比率は、比較例を1.0とした場合、実施例では1.10となる。   Here, when the power required in the example (133.32 kW) is compared with the power required in the comparative example (121.0 kW), the ratio is 1.0 in the example when the comparative example is 1.0. 10
実施例では、ファンユニット9A(還気ファン9B)を設けることにより、必要とする動力は比較例に対して若干高くなる。しかしながら、ファンユニット9A(還気ファン9B)を設けることにより、静圧を低くできるとともに、サーバールーム1における空調の負荷追随性を向上できる。また、複数の還気ファン9Bのそれぞれの駆動を独立して制御できるため、サーバールーム1における局所的な負荷の変動に対する追従性は、比較例よりも高いと言える。   In the embodiment, by providing the fan unit 9A (return air fan 9B), the required power is slightly higher than that of the comparative example. However, by providing the fan unit 9 </ b> A (return air fan 9 </ b> B), the static pressure can be lowered and the load followability of the air conditioning in the server room 1 can be improved. Moreover, since each drive of the some return air fan 9B can be controlled independently, it can be said that the followability with respect to the local load fluctuation | variation in the server room 1 is higher than a comparative example.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 サーバールーム、2 側壁面、3 吹出口、4 ラック、5 遮蔽板、7 空調機器室、8 還気チャンバ、9 コントローラ、9A ファンユニット、9B 還気ファン、9C ファンモータ、10 冷却ユニット、12 ドライコイルユニット、13 熱交換器、14 冷媒供給口、15 冷媒排出口、16 ファン、18 空調空気、41 前面扉、42 背面板、43 天板排出口、44 ケーブル取込用開口、45 ルーバーブレード、46,232,234 温度センサ、47 電流センサ、48 棚、81 吸込口、92 制御部、94 データ入力部、96 電流データ入力部、98 温度データ入力部、100 二次側部分、200 熱源部分、210 ラジエター、212 混合部、214 配分部、216 バイパス弁、218 配管経路、220 チラー、224 側配管、242 リターン配管、244 送出配管、400 投影像、DEV 情報処理機器、SYS 空調システム。   1 server room, 2 side wall surface, 3 outlets, 4 racks, 5 shielding plates, 7 air conditioning equipment room, 8 return air chamber, 9 controller, 9A fan unit, 9B return air fan, 9C fan motor, 10 cooling unit, 12 Dry coil unit, 13 Heat exchanger, 14 Refrigerant supply port, 15 Refrigerant discharge port, 16 Fan, 18 Air-conditioned air, 41 Front door, 42 Back plate, 43 Top plate discharge port, 44 Cable intake opening, 45 Louver blade , 46, 232, 234 Temperature sensor, 47 Current sensor, 48 Shelf, 81 Suction port, 92 Control unit, 94 Data input unit, 96 Current data input unit, 98 Temperature data input unit, 100 Secondary side part, 200 Heat source part 210 radiator, 212 mixing section, 214 distribution section, 216 bypass valve, 218 piping path, 220 chiller, 224 side piping, 242 return piping, 244 delivery piping, 400 projected image, DEV information processing equipment, SYS air conditioning system.

Claims (5)

  1. 情報処理機器を収容する複数のラックが配置された空調対象室の温度を管理するための空調システムであって、
    前記複数のラックの給気側と接する第1の空間と、前記複数のラックの排気側と接する第2の空間とを区画するための区画部と、
    前記第1の空間へ空調空気を供給するための空調機構と、
    前記第2の空間から室内空気を排気するための還気機構とを備え、
    前記区画部は、前記第2の空間と、前記第2の空間における前記空調対象室の天井面に設けられた排気口とを連結し、
    前記還気機構は、前記排気口に設けられ、前記室内空気の排気を促進するための送風部を含む、空調システム。
    An air conditioning system for managing the temperature of an air conditioning target room in which a plurality of racks that accommodate information processing devices are arranged,
    A partition for partitioning a first space in contact with an air supply side of the plurality of racks and a second space in contact with an exhaust side of the plurality of racks;
    An air conditioning mechanism for supplying conditioned air to the first space;
    A return air mechanism for exhausting room air from the second space,
    The partition unit connects the second space and an exhaust port provided on a ceiling surface of the air-conditioned room in the second space,
    The return air mechanism is an air conditioning system provided at the exhaust port and including a blower for promoting exhaust of the room air.
  2. 前記区画部は、前記ラックの上端から前記空調対象室の天井面まで連続して存在する板体を含む、請求項1に記載の空調システム。   The air conditioning system according to claim 1, wherein the partition unit includes a plate body that continuously exists from an upper end of the rack to a ceiling surface of the air conditioning target room.
  3. 前記送風部は、前記第2の空間における前記空調対象室に等間隔で配置される複数のファンユニットによって構成される、請求項1または請求項2に記載の空調システム。   3. The air conditioning system according to claim 1, wherein the air blowing unit is configured by a plurality of fan units arranged at equal intervals in the air conditioning target room in the second space.
  4. 前記複数のラック内の前記情報処理機器での消費電力を検出する消費電力検出手段と、
    前記複数のラックから排出される廃熱空気の温度を検出する温度検出手段と、
    前記消費電力検出手段によって検出される消費電力および前記温度検出手段によって検出される温度に基づいて、前記第2の空間からの排気についての必要風量を算出する手段と、
    算出された前記必要風量に基づいて、前記複数のファンユニットが稼動すべき状態を決定する手段と、
    決定されたが稼動すべき状態に従って、前記複数のファンユニットの運転/停止を制御する制御手段とをさらに備える、請求項3に記載の空調システム。
    Power consumption detection means for detecting power consumption in the information processing devices in the plurality of racks;
    Temperature detecting means for detecting the temperature of waste heat air discharged from the plurality of racks;
    Means for calculating a necessary air volume for the exhaust from the second space based on the power consumption detected by the power consumption detection means and the temperature detected by the temperature detection means;
    Means for determining a state in which the plurality of fan units should be operated based on the calculated required air volume;
    The air conditioning system according to claim 3, further comprising control means for controlling operation / stop of the plurality of fan units according to the determined state to be operated.
  5. 前記制御手段は、各前記ファンユニットの累積稼動期間が平準化されるように、算出された稼動させる必要のある前記ファンユニットの数の条件下で、前記複数のファンユニットの運転/停止を制御する、請求項4に記載の空調システム。   The control means controls the operation / stop of the plurality of fan units under the condition of the calculated number of fan units to be operated so that the cumulative operation period of the fan units is leveled. The air conditioning system according to claim 4.
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