JP2011220587A - Air conditioning system for server chamber - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioning system for a server chamber capable of efficiently cooling a server, having excellent maintainability and space efficiency and capable of easily responding to addition and updating.SOLUTION: The server chamber 2 is vertically partitioned by a grating 5 enabling ventilation to form a two-layer structure constituted of a server floor 3 in an upper layer and a mechanical floor 4 in a lower layer. A large number of server racks 1 are arranged and installed on the server floor 3, and air supply zones 9 and air return zones 10 are alternately secured between respective rows of the server racks 1. An air return duct 12 astride the server floor 3 and the mechanical floor 4 is provided within the server chamber 2, and main air conditioners 6 are installed between the air return duct 12 and the mechanical floor 4 to forcedly circulate cold air and return air between the mechanical floor 4 and the server floor 3. Booster fans 7 supplying cold air from the mechanical floor 4 to the air supply zones 9 can be installed in the grating 5, and local air conditioners 8 can be installed on the mechanical floor 4.

Description

本発明はデータセンターや電算センターにおける空調システム、特に多数のサーバをサーバラックに収容して設置するサーバ室を対象とする空調システムに関する。   The present invention relates to an air conditioning system in a data center or a computer center, and more particularly to an air conditioning system for a server room in which a large number of servers are accommodated and installed in a server rack.

この種の空調システムとしては、サーバに対する冷却を効率的に行う目的でサーバ室内にコールドアイルとホットアイルを明確に分離して形成する所謂コールドアイル・ホットアイル空調方式によるものが主流となっている。
これは、たとえば特許文献１に示されているように、サーバ室の床を孔あきパネルを有する二重床として、その床上にサーバを収容した多数のサーバラックを間隔をおいて配列し、二重床から孔あきパネルを通してサーバラック間に給気（冷気）を上向きに吹き出すことによって、サーバ室内をコールドアイルすなわち二重床からの冷気（給気）が直接供給されて低温に維持されるゾーンと、ホットアイルすなわちサーバラックを冷却した後の還気（熱気）が流通するゾーンとに明確に分離するようにしたものである。 As this type of air conditioning system, a so-called cold aisle / hot aisle air conditioning system in which cold aisle and hot aisle are clearly separated and formed in the server room for the purpose of efficiently cooling the server is the mainstream. .
For example, as shown in Patent Document 1, the floor of the server room is a double floor having a perforated panel, and a large number of server racks containing servers are arranged on the floor at intervals. A zone where cold air from the double floor is directly supplied to the server room by blowing out the air supply (cold air) upward from the heavy floor to the server rack through the perforated panel. And a hot aisle, that is, a zone where the return air (hot air) after cooling the server rack circulates clearly.

この場合、サーバラックをその周囲に通路や保守のための空間を確保して適正に配列するとともに、サーバラックの配列に対応させて冷気の給気経路および熱気の還気経路を適正に設定することにより、サーバラックの周囲にコールドアイルとホットアイルが自ずと分離された状態で形成されてサーバラックを効率的に冷却することが可能であるが、さらに要所に冷気および熱気の流通経路を規制するための遮蔽板や垂れ壁等を設置することにより、コールドアイルとホットアイルとの間で冷気や熱気のショートサーキットが生じてしまうことを確実に防止できて冷却効率の低下を防止することができるとされている。   In this case, the server rack is properly arranged with a passage and maintenance space around it, and the cool air supply path and the hot air return path are appropriately set according to the arrangement of the server rack. As a result, the cold aisle and the hot aisle are formed around the server rack in a separated state, allowing the server rack to be efficiently cooled. By installing a shielding plate or drooping wall, etc., it is possible to reliably prevent the occurrence of a short circuit of cold air or hot air between the cold aisle and hot aisle, and prevent a decrease in cooling efficiency It is supposed to be possible.

特開２００４−１８４０７０号公報JP 2004-184070 A

ところで、上記のようなサーバ室を対象とする空調システムでは空調機の設置スペースを如何にして確保するかが重要な課題である。一般には、比較的小容量の空調機をサーバ室内に露出状態で分散配置するか、あるいはサーバ室に隣接して空調機室を設けてその内部にサーバ室全体の冷却負荷を処理する大型の空調機を設置することになるが、それぞれ次のような問題がある。
すなわち、前者の場合はサーバ室内のスペースが空調機のために犠牲になるし、空調機の保守管理のたびに作業員がサーバ室内に立ち入る必要があるのでセキュリティの点で好ましくない。一方、後者のようにサーバ室とは別に空調機室を設ける場合には、空調機が大型であるばかりでなくその周囲に保守スペースも確保する必要があることから空調機室のためにかなりのスペースを必要とし、したがってデータセンターの建物延面積のうちサーバ室として利用できる有効面積の割合が低下してしまうし、サーバ室の有効面積を犠牲にしなければならない場合もある。 By the way, in the air conditioning system for the server room as described above, how to secure an installation space for the air conditioner is an important issue. In general, a relatively small capacity air conditioner is distributed in a server room in an exposed state, or a large air conditioner that is provided with an air conditioner room adjacent to the server room to handle the cooling load of the entire server room. There will be the following problems.
That is, in the former case, the space in the server room is sacrificed for the air conditioner, and it is not preferable in terms of security because an operator needs to enter the server room every time the air conditioner is maintained and managed. On the other hand, when the air conditioner room is provided separately from the server room as in the latter case, it is necessary to secure not only a large air conditioner but also a maintenance space around the air conditioner room. Space is required, so the proportion of the effective area that can be used as a server room in the total area of the data center building is reduced, and the effective area of the server room may have to be sacrificed.

また、いずれにしてもサーバは年々大容量化して冷却負荷が増大する傾向にあるので、それに応じて空調機の増設や冷却能力を増大させるための機器更新等の改修が必要となることも想定されるが、従来一般の空調システムでは増設や改修を行うためには大掛かりな工事が必要となることが通常であり、サーバ室を稼働しながらの工事は困難である。   In any case, the capacity of servers tends to increase year by year, and the cooling load tends to increase, so it is assumed that it will be necessary to upgrade air conditioning units and upgrade equipment to increase cooling capacity accordingly. However, a conventional general air conditioning system usually requires large-scale construction in order to perform expansion or modification, and construction while operating the server room is difficult.

上記事情に鑑み、本発明はサーバを効率的に冷却できることはもとより、保守性やスペース効率上の問題もなく、さらには増設や更新にも容易に対応することが可能である有効適切な空調システムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention can effectively cool the server, has no problem with maintainability and space efficiency, and can be easily adapted to expansion and renewal. The purpose is to provide.

請求項１記載の発明は、多数のサーバをサーバラックに収容して設置するサーバ室を対象とする空調システムであって、前記サーバ室を通風可能なグレーチングにより上下に区画して上層のサーバフロアと下層のメカニカルフロアとによる２層構造とし、前記サーバフロアに多数のサーバラックを配列して設置するとともに、各列のサーバラックの間に給気ゾーンおよび還気ゾーンを交互に確保し、前記サーバ室内に前記サーバフロアと前記メカニカルフロアに跨る還気ダクトを設け、前記還気ダクトと前記メカニカルフロアとの間に主空調機を設置して、該主空調機により調製した冷気を前記メカニカルフロアから前記グレーチングを通して前記給気ゾーンに供給し、かつ前記サーバラックを通過した還気を前記還気ゾーンから前記還気ダクトを通して前記主空調機に戻るように循環させる構成とし、前記グレーチングには前記給気ゾーンに面する位置にブースタファンを設置可能とし、該ブースタファンにより前記メカニカルフロア内から前記給気ゾーンに向けて冷気を供給可能としたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is an air conditioning system for a server room in which a large number of servers are accommodated and installed in a server rack, and is divided into upper and lower parts by grating that allows ventilation through the server room. And a lower-layer mechanical floor, and a plurality of server racks are arranged and installed on the server floor, and an air supply zone and a return air zone are alternately secured between the server racks in each row, A return air duct straddling the server floor and the mechanical floor is provided in a server room, a main air conditioner is installed between the return air duct and the mechanical floor, and the cold air prepared by the main air conditioner is supplied to the mechanical floor. From the return air zone to the return air that is supplied to the supply zone through the grating and passed through the server rack. The booster fan can be installed at a position facing the air supply zone in the grating, and is directed from the mechanical floor toward the air supply zone by the booster fan. This makes it possible to supply cold air.

請求項２記載の発明は、請求項１記載のサーバ室用空調システムであって、前記給気ゾーンの上部に遮蔽板や垂れ壁等の区画手段を設置して該給気ゾーンをコールドアイルとして区画形成したことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the server room air conditioning system according to claim 1, wherein partition means such as a shielding plate or a hanging wall are installed above the air supply zone, and the air supply zone is used as a cold aisle. It is characterized by the formation of compartments.

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のサーバ室用空調システムであって、前記メカニカルフロアには前記還気ゾーンの直下の位置にローカル還気チャンバを区画形成可能とし、該ローカル還気チャンバには、前記グレーチングを通して前記還気ゾーンから還気を吸い込んで冷気を調製し前記メカニカルフロアに供給するローカル空調機を設置可能としたことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the server room air conditioning system according to claim 1 or 2, wherein a local return air chamber can be formed in the mechanical floor at a position immediately below the return air zone, The return air chamber may be provided with a local air conditioner that draws in return air from the return air zone through the grating and prepares cold air to supply to the mechanical floor.

請求項４記載の発明は、請求項３記載のサーバ室用空調システムであって、前記主空調機、前記ブースタファンおよび前記ローカル空調機の設置台数を、それぞれ増減可能としたことを特徴とする。   A fourth aspect of the invention is the server room air conditioning system according to the third aspect, wherein the number of installed main air conditioners, booster fans, and local air conditioners can be increased or decreased. .

本発明によれば、多数のサーバラックをコールドアイルとしての給気ゾーンおよびホットアイルとしての還気ゾーンを交互に挟んで配列するので、コールドアイルとホットアイルとが明確に区分され、そのうえで主空調機によりメカニカルフロアとサーバフロアとの間で冷気および還気を強制循環させることを基本とするので、サーバラック全体を効率的に冷却することができる。そして、負荷増大や負荷偏在に応じてグレーチングにブースタファンを設置してメカニカルフロアから給気ゾーンに冷気を供給することにより冷却増強を図ることができる。   According to the present invention, a large number of server racks are arranged by alternately interposing a supply zone as a cold aisle and a return air zone as a hot aisle, so that the cold aisle and the hot aisle are clearly separated, and then the main air conditioning Since it is based on forced circulation of cool air and return air between the mechanical floor and the server floor by the machine, the entire server rack can be efficiently cooled. And cooling boost can be aimed at by installing a booster fan in grating according to load increase or load uneven distribution, and supplying cool air from a mechanical floor to an air supply zone.

そして、メカニカルフロアにローカル空調機を設置可能とし、さらに主空調機やブースタファン、ローカル空調機の設置台数や設置パターンを段階的に変更することにより、十分な冷却増強が可能である。
また、主空調機やブースタファン、ローカル空調機をメカニカルフロアに設置することにより、それらの設置や増設、機種交換、移設を容易に行うことができ、サーバ室を稼働しながらの作業も可能である。
勿論、従来のように空調機を設置するための格別のスペースをサーバフロアやサーバ室外に確保する必要はなく、したがってサーバ室および建物全体の有効面積を損なうことなく効率的かつ経済的な運用が可能であるし、日常的な保守作業のために作業員がサーバフロアに立ち入る必要もないから高度のセキュリティが要求されるサーバ室に適用するものとして好適である。 A local air conditioner can be installed on the mechanical floor, and the cooling capacity can be sufficiently increased by changing the number of installed main air conditioners, booster fans, and local air conditioners in stages.
In addition, by installing the main air conditioner, booster fan, and local air conditioner on the mechanical floor, they can be easily installed, expanded, model exchange, and relocation, and work can be performed while the server room is running. is there.
Of course, it is not necessary to secure a special space for installing the air conditioner outside the server floor or the server room as in the prior art, and therefore efficient and economical operation can be performed without impairing the effective area of the server room and the entire building. This is possible, and since it is not necessary for an operator to enter the server floor for daily maintenance work, it is suitable for application to a server room where high security is required.

本発明の空調システムの実施形態を示すもので、当初における主空調機およびブースタファンの設置状況を示す図である。The embodiment of the air-conditioning system of the present invention is shown and is a figure showing the installation situation of the main air conditioner and the booster fan at the beginning. 同、主空調機およびブースタファンを増設した状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which added the main air conditioner and the booster fan same as the above. 同、ローカル空調機を増設した状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which expanded the local air conditioner similarly. 同、ローカル空調機をさらに増設した状況を示す図である。It is a figure which shows the condition which expanded the local air conditioner further. 同、他の構成例を示す図である。It is a figure which shows another example of a structure similarly.

図１に本発明の実施形態である空調システムの概要を示す。
これは、多数のサーバをサーバラック１に収容して設置するサーバ室２を対象とするもので、サーバ室２全体を通風可能なグレーチング５により上下に区画して上層のサーバフロア３と下層のメカニカルフロア４とによる二層構造として、サーバフロア３に多数のサーバラック１を設置することを前提とする。 FIG. 1 shows an outline of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
This is intended for the server room 2 in which a large number of servers are accommodated and installed in the server rack 1, and is divided into upper and lower server floors 3 and lower layers by a grating 5 that can ventilate the entire server room 2. It is assumed that a large number of server racks 1 are installed on the server floor 3 as a two-layer structure with the mechanical floor 4.

メカニカルフロア４は通常のフリーアクセスフロアとして機能することに加え、後述する主空調機６、ブースタファン７、ローカル空調機８の設置スペースおよびその保守点検時の作業スペースとして確保されるものであって、それらに対する保守作業を作業員がメカニカルフロア４に立ち入ることで支障なく行うことが可能なようにたとえば2200mm程度の高さ寸法を確保することが好ましい。勿論、主空調機６やブースタファン７、ローカル空調機８の設置スペースとして利用されない部分については、サーバ用のＵＰＳ設備や蓄電池設備等の設置スペースとしても利用可能である。   In addition to functioning as a normal free access floor, the mechanical floor 4 is secured as an installation space for a main air conditioner 6, a booster fan 7, and a local air conditioner 8, which will be described later, and a work space for maintenance and inspection thereof. It is preferable to secure a height dimension of, for example, about 2200 mm so that maintenance work for them can be performed without trouble by an operator entering the mechanical floor 4. Of course, a portion that is not used as an installation space for the main air conditioner 6, the booster fan 7, and the local air conditioner 8 can also be used as an installation space for server UPS equipment, storage battery equipment, and the like.

本実施形態では、サーバフロア３において多数のサーバラック１を配列して設置するのであるが、それら各列のサーバラック１の間にはコールドアイルとしての給気ゾーン９とホットアイルとしての還気ゾーン１０を交互に確保することとし、そのためには給気ゾーン９の上部に遮蔽板（区画手段）１１を設けて給気ゾーン９を明確なコールドアイルとして区画形成することが好ましい。   In the present embodiment, a large number of server racks 1 are arranged and installed on the server floor 3. Between the server racks 1 in each row, an air supply zone 9 as a cold aisle and a return air as a hot aisle are arranged. In order to secure the zones 10 alternately, it is preferable to provide a shielding plate (partitioning means) 11 above the air supply zone 9 and partition the air supply zone 9 as a clear cold aisle.

また、サーバ室２の要所にはサーバフロア３とメカニカルフロア４に跨る還気ダクト１２を設けて、その還気ダクト１２の底部に所望台数の主空調機６が設置可能とされ、その主空調機６によりメカニカルフロア４とサーバフロア３との間で冷気および還気を強制循環させてサーバラック１を冷却することを基本とする。   In addition, a return air duct 12 straddling the server floor 3 and the mechanical floor 4 is provided at an important point of the server room 2, and a desired number of main air conditioners 6 can be installed at the bottom of the return air duct 12. Basically, the server rack 1 is cooled by forcibly circulating cool air and return air between the mechanical floor 4 and the server floor 3 by the air conditioner 6.

すなわち、本実施形態の空調システムでは、図中の矢印で示すように、主空調機６により調製した冷気をメカニカルフロア４に供給し、メカニカルフロア４からグレーチング５を通してサーバフロア３の給気ゾーン９に供給し、サーバラック１を通過してサーバを冷却することで温度上昇した還気を還気ゾーン１０からサーバ室２の天井部を経て還気ダクト１２の頂部の吸込口から吸い込んで主空調機６に戻すように循環させるものであり、そのような経路で冷気および還気を循環させることでサーバラック１全体を効率的に冷却可能なものである。   That is, in the air conditioning system of this embodiment, as shown by the arrows in the figure, the cold air prepared by the main air conditioner 6 is supplied to the mechanical floor 4, and the air supply zone 9 of the server floor 3 is passed from the mechanical floor 4 through the grating 5. The return air whose temperature has risen by passing through the server rack 1 and cooling the server is sucked from the return air zone 10 through the ceiling of the server room 2 through the suction port at the top of the return air duct 12 and main air conditioning. The whole server rack 1 can be efficiently cooled by circulating the cool air and the return air through such a path.

本実施形態における主空調機６としては、ケーシング内に送風機６ａと冷却コイル６ｂとをコンパクトに組み込んだカセットタイプのものが好適に採用可能である。この場合、サーバ室２の冷却負荷は潜熱負荷が殆どないから、冷却コイル６ｂをドライコイルとしてドレン処理を不要とすることも可能である。
また、主空調機６はサーバ電流やサーバ温度（もしくはサーバラック温度）等の周囲環境情報を刻々と検出するために設けられたセンサーによりサーバの実際の稼働状況を検知可能としておき、それに基づいてたとえばインバータ制御により最適な冷却運転を行うように構成することが好ましく、それにより最も効率的な省エネルギー運転が可能である。
そのような主空調機６を所定規格で予め製作しておくとともに、冷却能力の異なる数機種の主空調機６を予め用意しておくことにより、サーバ室２での冷却負荷に応じて最適な冷却能力の主空調機６を選択して使用することが可能であり、必要とされる冷却容量に応じて所望能力の主空調機６を所望台数設置することによりサーバ室２全体の冷却負荷を賄うことができる。
特に、冷却能力は異なるものであっても互換性を有するカセットタイプの主空調機６を採用することにより、将来的な増設や機種変更を簡便かつ容易に行うことができる。 As the main air conditioner 6 in the present embodiment, a cassette type in which the blower 6a and the cooling coil 6b are compactly incorporated in the casing can be suitably employed. In this case, since the cooling load of the server room 2 has almost no latent heat load, it is possible to eliminate the drain treatment by using the cooling coil 6b as a dry coil.
In addition, the main air conditioner 6 can detect the actual operating status of the server by a sensor provided to detect ambient environment information such as server current and server temperature (or server rack temperature) every moment. For example, it is preferable that an optimum cooling operation is performed by inverter control, whereby the most efficient energy saving operation is possible.
Such a main air conditioner 6 is manufactured in advance according to a predetermined standard, and several types of main air conditioners 6 having different cooling capacities are prepared in advance, so that it is optimal for the cooling load in the server room 2. It is possible to select and use a main air conditioner 6 having a cooling capacity, and by installing a desired number of main air conditioners 6 having a desired capacity according to a required cooling capacity, the cooling load of the entire server room 2 can be reduced. I can cover it.
In particular, by adopting compatible cassette type main air conditioners 6 even if the cooling capacities are different, future expansion and model change can be easily and easily performed.

そして、本実施形態の空調システムでは、上記のように主空調機６自体で冷気および還気を強制循環させてサーバ室２全体の冷却負荷（ベース負荷）を処理することを基本としつつ、必要に応じて冷気をメカニカルフロア４から給気ゾーン９（コールドアイル）へ強制的に供給するためのブースタファン７をグレーチング５に設置可能としており、それにより給気ゾーン９への冷気の供給量を増大させてそこので負荷増大や負荷偏在に対して有効に対処し得るようになっている。
ブースタファン７としてはグレーチング５に組み込むことができる所定規格の汎用製品を用いれば良く、各給気ゾーン９の直下のグレーチング５には複数台のブースタファン７を組み込み可能なスペースを確保しておいて、負荷状況に応じて所望台数のブースタファン７を設置可能としておき、かつ設置台数を適宜増減できるようにしておくと良い。 In the air conditioning system of the present embodiment, as described above, it is necessary to process the cooling load (base load) of the entire server room 2 by forcibly circulating the cool air and the return air in the main air conditioner 6 itself as described above. Accordingly, a booster fan 7 for forcibly supplying cold air from the mechanical floor 4 to the air supply zone 9 (cold aisle) can be installed in the grating 5, thereby reducing the amount of cold air supplied to the air supply zone 9. Therefore, it is possible to effectively cope with load increase and load uneven distribution.
As the booster fan 7, a general-purpose product of a predetermined standard that can be incorporated into the grating 5 may be used, and a space in which a plurality of booster fans 7 can be incorporated is secured in the grating 5 immediately below each air supply zone 9. It is preferable that a desired number of booster fans 7 can be installed according to the load status, and the number of installed boosters can be increased or decreased as appropriate.

加えて、本実施形態の空調システムではさらに負荷増大が生じた際には、図３に示すようにメカニカルフロア４にローカル空調機８を設置して負荷増大に対処可能としている。
すなわち、還気ゾーン１０（ホットアイル）の直下のメカニカルフロア４には区画壁１３が設置可能とされていて、その区画壁１３によりメカニカルフロア４の一部がローカル還気チャンバ１４として区画形成可能とされていて、そのローカル還気チャンバ１４には、還気ゾーン１０からグレーチング５を通して還気を吸い込んで冷気を調製しメカニカルフロア４に供給するローカル空調機８が設置可能とされている。
ローカル空調機８としては上記の主空調機６と同様にケーシング内に送風機８ａと冷却コイル８ｂをコンパクトに組み込んだカセットタイプのものが好適であり、冷却容量が異なるだけで互換性を有する数機種のローカル空調機８を用意しておいて、負荷増大に応じて最適な冷却容量のローカル空調機８を選択して所望位置に所望台数設置すれば良い。 In addition, when the load further increases in the air conditioning system of the present embodiment, a local air conditioner 8 is installed on the mechanical floor 4 as shown in FIG. 3 to cope with the load increase.
That is, a partition wall 13 can be installed on the mechanical floor 4 immediately below the return air zone 10 (hot aisle), and a part of the mechanical floor 4 can be formed as a local return air chamber 14 by the partition wall 13. In the local return air chamber 14, a local air conditioner 8 that draws return air from the return air zone 10 through the grating 5 to prepare cold air and supplies it to the mechanical floor 4 can be installed.
The local air conditioner 8 is preferably a cassette type in which the blower 8a and the cooling coil 8b are compactly incorporated in the casing in the same manner as the main air conditioner 6 described above. A local air conditioner 8 is prepared, and a local air conditioner 8 having an optimal cooling capacity is selected according to an increase in load, and a desired number of units may be installed at desired positions.

以上のように、本発明の空調システムによれば、多数のサーバラック１を給気ゾーン９（コールドアイル）および還気ゾーン１０（ホットアイル）を交互に挟んで配列するのでコールドアイルとホットアイルとが明確に区分され、そのうえで主空調機６によりメカニカルフロア４とサーバフロア３との間で冷気および還気を強制循環させてベース負荷を処理することを基本とするので、サーバラック１全体を効率的に冷却することができる。   As described above, according to the air conditioning system of the present invention, a large number of server racks 1 are arranged with the air supply zone 9 (cold aisle) and the return air zone 10 (hot aisle) alternately arranged. And the base load is processed by forcibly circulating cool air and return air between the mechanical floor 4 and the server floor 3 by the main air conditioner 6. It can be cooled efficiently.

そして、負荷増大や負荷偏在に応じて、主空調機６、ブースタファン７、ローカル空調機８の設置台数や設置パターンを段階的に変更することにより、たとえば以下のように十分な冷却増強が可能である。
・STEP1（図１）
運用当初においてはその時点での冷却負荷（ベース負荷）に応じて所望台数（図１では１台のみ図示）の主空調機６を設置するとともに、必要に応じて給気ゾーン９にブースタファン７を設置し、その状態でベース負荷を処理する。
・STEP2（図２）
運用開始後に一部のサーバラック１において負荷が増大した場合には、主空調機６を増設（同、２台のみ図示）するとともに、必要に応じて必要位置にブースタファン７も増設することにより負荷増大に対処する。
・STEP3〜4（図３〜図４）
さらに特定のサーバラック１（たとえば斜線を付して示したもの）の負荷が大きく増大したような場合には、その近傍の還気ゾーン１０の直下のメカニカルフロア４内に区画壁１３を設けてローカル還気チャンバ１４を区画形成し、そこに所望能力のローカル空調機８を所望台数設置するとともに、その台数を必要に応じて順次増設していくことにより、さらなる負荷増大に対処する。
なお、仮にサーバ台数が減少したり、サーバ熱効率が改善されて冷却負荷が大きく低減したような場合には、設置済みの主空調機６やブースタファン７、ローカル空調機８の一部を撤去してそのスペースを他に転用することも可能である。 And by changing the number of installed main air conditioners 6, booster fans 7, and local air conditioners 8 and the installation pattern in stages according to the load increase and load uneven distribution, for example, sufficient cooling can be enhanced as follows. It is.
・ STEP1 (Fig. 1)
At the beginning of operation, a desired number of main air conditioners 6 (only one is shown in FIG. 1) is installed according to the cooling load (base load) at that time, and a booster fan 7 is provided in the air supply zone 9 as necessary. And handle the base load in that state.
・ STEP2 (Fig. 2)
When the load increases in some server racks 1 after the start of operation, the main air conditioner 6 is expanded (only two units are shown), and the booster fan 7 is expanded at a necessary position as necessary. Address the increased load.
・ STEP 3 ~ 4 (Figures 3 ~ 4)
Further, in the case where the load on a specific server rack 1 (for example, one indicated by hatching) is greatly increased, a partition wall 13 is provided in the mechanical floor 4 immediately below the return air zone 10 in the vicinity thereof. The local return air chamber 14 is partitioned and a desired number of local air conditioners 8 having a desired capacity are installed therein, and the number of the number is sequentially increased as necessary to cope with a further increase in load.
If the number of servers decreases or if the server thermal efficiency is improved and the cooling load is greatly reduced, a part of the installed main air conditioner 6, booster fan 7, and local air conditioner 8 is removed. It is also possible to divert the space to other uses.

本発明の空調システムによれば、メカニカルフロア４に設置する主空調機６やローカル空調機８として予め所定規格で製作したカセットタイプのものを用い、ブースタファン７として汎用製品を用いることにより、それらの設置や増設、機種交換、移設をサーバフロア３とは係わりなく容易に行うことが可能であり、サーバ室２を稼働しながらの作業も可能である。しかも、日常的な保守はメカニカルフロア４で行うことができるので作業員がサーバフロア３に立ち入る必要はなく、高度のセキュリティが要求される場合にも支障なく保守作業を実施することができる。   According to the air-conditioning system of the present invention, the main air conditioner 6 and the local air conditioner 8 installed on the mechanical floor 4 are cassette-type ones manufactured in advance according to a predetermined standard, and a general-purpose product is used as the booster fan 7. Installation, expansion, model exchange, and relocation can be easily performed regardless of the server floor 3, and work while the server room 2 is operating is also possible. Moreover, since daily maintenance can be performed on the mechanical floor 4, it is not necessary for an operator to enter the server floor 3, and maintenance work can be performed without hindrance even when high security is required.

さらに、主空調機６およびブースタファン７、ローカル空調機８の全てをメカニカルフロア４に設置しているので、従来のように空調機を設置するための格別のスペースをサーバフロア３やサーバ室２の外部に確保する必要はなく、したがってサーバ室２および建物全体の有効面積を損なうことなく効率的かつ経済的な運用が可能である。勿論、サーバ室２をサーバフロア３とメカニカルフロア４とによる二層構造とはしているものの、それらをグレーチング５により区画しているだけなので建築基準法上は床面積が二重に算定されることはない。   Further, since the main air conditioner 6, booster fan 7, and local air conditioner 8 are all installed on the mechanical floor 4, special spaces for installing the air conditioners as in the conventional case are provided in the server floor 3 and the server room 2. Therefore, it is possible to operate efficiently and economically without impairing the effective area of the server room 2 and the entire building. Of course, although the server room 2 has a two-layer structure composed of the server floor 3 and the mechanical floor 4, they are only partitioned by the grating 5, so that the floor area is doubled according to the Building Standards Act. There is nothing.

なお、上記施形態では、給気ゾーン９の上部に区画手段としての遮蔽板１１を設けて給気ゾーン９を明確なコールドアイルとして区画形成するようにしたが、それに代えて図５に示すようにサーバ室２の上部に天井１５を設けて還気チャンバを確保したうえでその下部に垂れ壁１１’を設けたり、あるいはさらに他の区画手段を設けても良く、それによっても同様の効果が得られる。勿論、区画手段が不要な場合には省略して差し支えない。   In the above embodiment, the air supply zone 9 is provided with a shielding plate 11 as a partitioning means on the upper portion thereof to form the air supply zone 9 as a clear cold aisle. Instead, as shown in FIG. In addition, a ceiling 15 may be provided at the upper part of the server room 2 to secure a return air chamber, and a hanging wall 11 ′ may be provided at the lower part thereof, or other partitioning means may be provided. can get. Of course, if the partition means is unnecessary, it can be omitted.

１ サーバラック
２ サーバ室
３ サーバフロア
４ メカニカルフロア
５ グレーチング
６ 主空調機
６ａ 送風機
６ｂ 冷却コイル
７ ブースタファン
８ ローカル空調機
８ａ 送風機
８ｂ 冷却コイル
９ 給気ゾーン（コールドアイル）
１０ 還気ゾーン（ホットアイル）
１１ 遮蔽板（区画手段）
１１’ 垂れ壁（区画手段）
１２ 還気ダクト
１３ 区画壁
１４ ローカル還気チャンバ
１５ 天井 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Server rack 2 Server room 3 Server floor 4 Mechanical floor 5 Grating 6 Main air conditioner 6a Blower 6b Cooling coil 7 Booster fan 8 Local air conditioner 8a Blower 8b Cooling coil 9 Air supply zone (cold aisle)
10 Return Air Zone (Hot Isle)
11 Shield plate (partitioning means)
11 'Hanging wall (compartment means)
12 Return Air Duct 13 Partition Wall 14 Local Return Air Chamber 15 Ceiling

Claims (4)

多数のサーバをサーバラックに収容して設置するサーバ室を対象とする空調システムであって、
前記サーバ室を通風可能なグレーチングにより上下に区画して上層のサーバフロアと下層のメカニカルフロアとによる２層構造とし、
前記サーバフロアに多数のサーバラックを配列して設置するとともに、各列のサーバラックの間に給気ゾーンおよび還気ゾーンを交互に確保し、
前記サーバ室内に前記サーバフロアと前記メカニカルフロアに跨る還気ダクトを設け、
前記還気ダクトと前記メカニカルフロアとの間に主空調機を設置して、該主空調機により調製した冷気を前記メカニカルフロアから前記グレーチングを通して前記給気ゾーンに供給し、かつ前記サーバラックを通過した還気を前記還気ゾーンから前記還気ダクトを通して前記主空調機に戻るように循環させる構成とし、
前記グレーチングには前記給気ゾーンに面する位置にブースタファンを設置可能とし、該ブースタファンにより前記メカニカルフロア内から前記給気ゾーンに向けて冷気を供給可能としたことを特徴とするサーバ室用空調システム。 An air conditioning system for a server room in which a large number of servers are accommodated and installed in a server rack,
The server room is divided into two layers by an upper layer server floor and a lower layer mechanical floor that are vertically divided by a grating that allows ventilation.
A number of server racks are arranged and installed on the server floor, and an air supply zone and a return air zone are alternately secured between the server racks in each row,
Provide a return air duct across the server floor and the mechanical floor in the server room,
A main air conditioner is installed between the return air duct and the mechanical floor, and the cold air prepared by the main air conditioner is supplied from the mechanical floor to the air supply zone through the grating and passes through the server rack. The return air is circulated from the return air zone back to the main air conditioner through the return air duct,
In the grating, a booster fan can be installed at a position facing the air supply zone, and cool air can be supplied from the mechanical floor toward the air supply zone by the booster fan. Air conditioning system. 請求項１記載のサーバ室用空調システムであって、
前記給気ゾーンの上部に遮蔽板や垂れ壁等の区画手段を設置して該給気ゾーンをコールドアイルとして区画形成したことを特徴とするサーバ室用空調システム。 The air conditioning system for a server room according to claim 1,
An air conditioning system for a server room, characterized in that partition means such as a shielding plate or a hanging wall is installed above the air supply zone, and the air supply zone is partitioned and formed as a cold aisle. 請求項１または２記載のサーバ室用空調システムであって、
前記メカニカルフロアには前記還気ゾーンの直下の位置にローカル還気チャンバを区画形成可能とし、該ローカル還気チャンバには、前記グレーチングを通して前記還気ゾーンから還気を吸い込んで冷気を調製し前記メカニカルフロアに供給するローカル空調機を設置可能としたことを特徴とするサーバ室用空調システム。 The air conditioning system for a server room according to claim 1 or 2,
A local return air chamber can be formed in the mechanical floor at a position directly below the return air zone, and the local return air chamber draws in return air from the return air zone through the grating to prepare cold air, and A server room air-conditioning system that can be installed with a local air conditioner that supplies the mechanical floor. 請求項３記載のサーバ室用空調システムであって、
前記主空調機、前記ブースタファンおよび前記ローカル空調機の設置台数を、それぞれ増減可能としたことを特徴とするサーバ室用空調システム。 An air conditioning system for a server room according to claim 3,
The server room air conditioning system, wherein the number of installed main air conditioners, booster fans, and local air conditioners can be increased or decreased.
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