JP2011257116A - 電算機室空調システム、その制御装置、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】機器収納用ラックの発熱体を適正に冷却管理する。
【解決手段】各機器収納用ラック１毎に、ラックの前面と背面にそれぞれ温度センサ２を設ける。また、二重床面の各所に風量調整機構３を設ける。コントローラ６は、全ての温度センサ２の計測温度を収集し、各ラック毎にそのラックの前面と背面との温度差を算出する。そして、そのなかで最大の温度差を抽出し、これを所定の規定値と大小比較する。最大温度差が規定より大きい場合には冷気流入量を増大させ、規定値未満の場合には冷気流入量を減少させる。これら冷気流入量を増大／減少は、風量調整機構３または空気調和機５を制御することで実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電算機室空調システムに関する。

電算機室空調システムの典型的な一例としては、電算機室外に設置された空調装置から二重床下を介して室内に冷気を供給し、室内の暖気は天井裏等を介して上記空調装置に回収させるシステムが知られている。

この様な電算機室空調システムに関する従来技術として、例えば特許文献１に記載の従来技術が知られている。
特許文献１の発明では、二重床下側から室内通路に冷気を供給し、室内全体を空調管理する空調システムにおいて、機器収納用ラック内部の発熱体がラック毎に異なることで生じる機器収納用ラックの過冷却や冷却不足を、二重床下に４箇所以上設置された風量検知センサーを基に二重床面の風量調整弁を制御することで解決している。

特開２００１−６０７８５号公報

上記特許文献１の従来技術では、各機器収納用ラックが適正な冷却となっているか否かを判別できず、室内全体の空調管理に留まっており、また、室内空調の省エネルギー化を実現できるシステムとなっていないという問題がある。機器収納用ラックの適正な冷却を実現することや、省エネルギーを実現する床下風量制御方法は、未だに提案されていない。

本発明の課題は、各機器収納用ラックの前後の温度差に基づいて冷気流入量を調整制御することにより、機器収納用ラック内の発熱体の発熱状態に応じた冷気流入量調整が可能となり、以って機器収納用ラック内の発熱体を適正に冷却管理でき、また室内空調の省エネルギー化も実現できる電算機室空調システム、その制御装置、プログラム等を提供することである。

本発明の電算機室空調システムは、各々に発熱体が収容された複数のラックが設置されている電算機室の空調システムであって、空気調和機から二重床の床下空間へ送出された冷気が前記電算機室に流入し、該流入冷気が前記各ラックに前面から流入して該ラック内の前記発熱体を冷却することで暖気となって該ラックの背面から排出され、該排出された暖気が前記空気調和機に回収されて該空気調和機によって冷却されて前記冷気となって前記床下空間に送出される構成の電算機室空調システムであって、前記各ラック毎に、そのラックの前記前面と前記背面とにそれぞれ設けられ、該前面と背面の空気温度を計測する温度検出手段と、前記各温度検出手段による計測温度を取得し、該計測温度に基づいた制御を行う制御装置とを有し、該制御装置は、前記取得した各計測温度に基づいて、前記各ラック毎にそのラックの前記前面の冷気と前記背面の暖気との温度差を算出する温度差算出手段と、該算出された温度差に基づいて、前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を調整制御する発熱体冷却制御手段とを有する。

前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を増減させることは、各ラック内の各発熱体への冷気供給量を増減させることを意味する。発熱体は、例えばサーバ装置等の電算機等であり、稼動状態（処理負荷）等に応じて発熱量が変動し得る。上記温度差にはこの発熱量が反映される。

よって、温度差に基づいて冷気流入量を調整制御することで、発熱体の現在の発熱量に応じた適切な冷気供給を行うことができる。
上記電算機室空調システムにおいて、例えば、前記発熱体冷却制御手段は、前記温度差算出手段で算出された前記各ラック毎の温度差同士を比較して、最も大きい温度差を抽出する最大温度差抽出手段と、該最大温度差抽出手段で抽出された最大温度差を、予め設定されている所定の規定値と比較して、該最大温度差が該規定値より大きい場合には前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を増加させ、該最大温度差が該規定値より小さい場合には前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を減少させる冷気流入量調整手段とを有する。

また、上記電算機室空調システムにおいて、例えば、前記二重床の各所に設けられた各開口部に対応して設けられ、該開口部の開口率を可変とする開口率調整手段を更に有し、前記冷気流入量調整手段は、前記空気調和機の冷気送風量を増減制御し又は該開口率調整手段の開口率を増減制御することで、前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を増減させる。

本発明の電算機室空調システム、その制御装置、プログラム等によれば、各機器収納用ラックの前後の温度差に基づいて冷気流入量を調整制御することにより、機器収納用ラック内の発熱体の発熱状態に応じた冷気流入量調整が可能となり、以って機器収納用ラック内の発熱体を適正に冷却管理できる。また室内空調の省エネルギー化も実現できる

本例の電算機室空調システムの構成図である。 コントローラの機能ブロック図である。 コントローラによる冷気流入量制御処理のフローチャート図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例の電算機室空調システムの構成図である。
図１に示す電算機室空調システムに関して、まず、既存の構成と略同様の部分について説明する。

まず、壁等により囲まれた任意の部屋空間１０内は、電算機室１１と天井裏１２と床下空間１３とに区切られている。電算機室１１には、二重床面４上に複数の機器収納用ラック１が設置されている。図１では４台の機器収納用ラック１が示されている。但し、これは、複数の機器収納用ラック１が整列して成るラック列が４列存在し、各列の端の機器収納用ラック１が示されているものと考えても良い。尚、二重床面４の下方の空間が上記床下空間１３である。

部屋空間１０の外には当該部屋空間１０に隣接して例えば機械室が存在しており、機械室内にはダクト１４や空気調和機５等が設置されている。空気調和機５は、ダクト１４を介して部屋空間１０から暖気を回収し、この暖気を冷却して冷気とし、上記床下空間１３に冷気を送出することで、部屋空間１０に冷気を供給する。

空気調和機５によって床下空間１３に送出された冷気は、二重床面４の各所（例えば上記各ラック列の間の空間；室内通路等）に設けられる冷気供給孔から電算機室１１内に流入する。但し、本例では各冷気供給孔の部分に二重床面４の床開口率が可変できる風量調整機構３が設けられている。この風量調整機構３によって、各冷気供給孔毎に、床下空間１３から電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）を調整することができる。尚、床下空間１３から電算機室１１への冷気流入量を増減させることは、各ラック１内の各発熱体への冷気供給量を増減させることを意味する。

尚、風量調整機構３は既存の構成であり、例えば参考文献１（特開２００９−１８０４２５号公報）や参考文献２（特開２００３−１６６７２９号公報）に開示されており、よって詳細については特に説明しない。

上記のようにして電算機室１１内に流入した冷気は、各機器収納用ラック１内にその前面から流入する。ここで、各機器収納用ラック１内にはサーバ装置、通信装置等の各種情報機器／電子機器（これらを総称して“電算機”というものとする）が収納されている。これらサーバ装置等の電算機は、稼働中は発熱体となる。機器収納用ラック１内に流入した冷気は、この発熱体を冷却することで暖められて暖気となり、機器収納用ラック１の背面から排出される。尚、各機器収納用ラック１内には、吸込・吹出用のファンが設けられているが、これについては特に説明しない。

各機器収納用ラック１間（ラック列間）の空間には、風量調整機構３が設けられて床下空間１３から冷気が供給される空間（冷気空間という）と、機器収納用ラック１から暖気が排出される空間（暖気空間という）とがある。そして、機器収納用ラック１において冷気空間に対向する面を前面、暖気空間に対向する面を背面というものとする。

暖かい空気は上昇するので、各機器収納用ラック１の背面から暖気空間に排出された暖気は、図示のように上昇し、天井面９の上方にある天井裏１２に入り、そこから上記ダクト１４内に流入する。上記空気調和機５は、この様にダクト１４を介して回収した暖気を冷却して冷気とし、この冷気を上記の通り床下空間１３に送出する。

尚、空気調和機５は、既存のものであるので特に詳細には説明しないが、概略的に図示の蒸発器（冷却コイル）５ａ、送風機（エアハン）５ｂ等を有する。尚、特に図示しないが、よく知られているように、蒸発器５ａに対して冷媒等を供給する構成も更に存在する。上記ダクト１４を介して回収した暖気は、蒸発器５ａによって冷却されることで冷気となり、この冷気が送風機（エアハン）５ｂによって床下空間１３に送り込まれることになる。

以上説明した既存の構成を前提として、本手法では更に以下に述べる新規の構成を有する。
まず、既に述べた通り、二重床面４の床開口率を可変できる風量調整機構３が設けられている。換言すれば、床下空間１３から電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）を調整可能とする風量調整機構３が設けられている。尚、上記床下空間１３から電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）は、風量調整機構３における床開口率と送風機５ｂの送風量とによって決まるものである。つまり、例えば床開口率を一定とした場合、送風機５ｂの送風量を増やせば冷気流入量は増え、減らせば冷気流入量は減少することになる。同様に、送風機５ｂの送風量を一定とした場合、床開口率を増加させれば冷気流入量は増え、床開口率を減少させれば冷気流入量は減ることになる。

更に、各機器収納用ラック１毎に、ラックの前面と背面にそれぞれ、温度センサ２を設けている。つまり、各ラック１毎に、そのラックに前面から流入する上記冷気の温度を計測する為の温度センサ２と、そのラックの背面から排出される上記暖気の温度を計測する為の温度センサ２とを設けている。換言すれば、ラック１の前面温度と背面温度とをそれぞれ計測する温度センサ２のペアを、各ラック１毎に設けている。更に、風量調整機構３における床開口率や、送風機５ｂの送風量（ファン回転数）を制御するコントローラ６を設けている。

コントローラ６と各温度センサ２とは不図示のデータ線で接続されており、コントローラ６はこのデータ線を介して各温度センサ２から計測温度データを収集できる。尚、図１において図上左端に示すラック１の各温度センサ２からコントローラ６に至る点線矢印が、このデータ線を意味している。他のラック１についてはこの様な点線矢印は図示していないが、上記の通り、それぞれ上記データ線が存在する。

また、上記各ラック１毎の前面と背面の温度センサ２のペアは、各ラック１毎に１つのペアとは限らず、複数のペアがあってもよい。図１に示す例では、各ラック１毎に、上段と下段にそれぞれ、上記温度センサ２のペアが設けられている。つまり、各ラック１毎に、２つのペアが設けられている。

また、コントローラ６と各風量調整機構３、コントローラ６と送風機５ｂとは、図１で図上実線矢印で示す制御線で接続されており、コントローラ６はこれら制御線を介して風量調整機構３における床開口率や送風機５ｂの送風量（ファン回転数）を調整制御する。

コントローラ６は、上記各温度センサ２で計測された各温度を入力し、これらの計測温度に基づいて後述する図３の処理を実行し、上記送風機５ｂの送風量や風量調整機構３の開口度を制御することで、電算機室１１の各所から電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）を適切に調整することができる。これは特に後述する「温度差」に基づく制御を行うことで、発熱体の発熱状況に応じた適正な冷気流入量に調整することができる。

これは、特に少なくとも冷却不足の為の異常（故障等）が生じる事態は、防止することができるものである。
電算機室空調システムにおける発熱体は、基本的には上記の通りサーバ装置等の電算機であり、例えば一時的に処理負荷が上昇することで発熱量が増大することも有り得る。本手法では、この様な発熱量の変化は上記“温度差”の変化として現れるので、例えば図３の処理によって冷気流入量を増加させることで、この様な発熱体が冷却不足となることはない。

これに対して、従来では、入口温度しか見ていないので、この様な発熱量の変化は分からず、発熱体が冷却不足となる可能性がある。あるいは、上記のような状況でも冷却不足とならないようにする為に、冷気の設定温度や風量の設定値を、発熱量が大きい状態に応じた値とすることも考えられる。この場合、通常時は冷却過剰となるが、これはサーバ装置等である発熱体に異常（故障等）が生じないようにするという観点からは特に問題はない。但し、殆ど常時、過剰に冷却することになるので、電力消費量が増大するので、省エネの観点からは非常に問題となる。

これに対しても、本手法では、例えば上記例のように一時的に発熱量が増大する期間中は電力消費量が増大するかも知れないが、発熱量が比較的低い期間中は電力消費量が少なくて済む等、実際の発熱体の発熱状況に応じた電力消費となり、無駄に電力消費量が増大することはなく、従来と比べて省エネ効果が得られることになる。

尚、特に図示しないが、コントローラ６は、ＣＰＵ／ＭＰＵ等の演算プロセッサ、メモリ等の記憶装置、上記各温度センサ２や送風機５ｂ、風量調整機構３等と接続してデータ入力や制御信号の出力等を行う為の入出力インタフェース等を有している。上記記憶装置には予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、上記ＣＰＵ等がこのプログラムを読出・実行することにより、例えば図２に示す各種機能部の機能や、後述する図３の処理等が実現される。

図２は、コントローラ６の機能ブロック図である。
図２において、コントローラ６は、入力部２１、温度差算出部２２、発熱体冷却制御部２３等を有する。発熱体冷却制御部２３は、最大温度差抽出部２３ａ、冷気流入量調整部２３ｂ等を有する。ここで、コントローラ６は、上述した演算プロセッサ（ＣＰＵ等）２４、記憶装置（メモリ等）２５、入出力インタフェース２６を有している。入出力インタフェース２６は、上記各温度センサ２や送風機５ｂ、風量調整機構３等と接続している不図示の信号線に接続している。記憶装置（メモリ等）２５には、各種情報や上記所定のアプリケーションプログラム等が記憶される。

そして、演算プロセッサ２４が、記憶装置２５に予め記憶されている上記アプリケーションプログラムを読出・実行することにより、上記入力部２１、温度差算出部２２、発熱体冷却制御部２３（最大温度差抽出部２３ａ、冷気流入量調整部２３ｂ）等の各種機能部の処理機能を実現させるものである。

入力部２１は、入出力インタフェース２６を介して外部から任意のデータを入力・取得する機能部であり、ここでは特に各温度センサ２による各計測温度を入力・取得するものである（これより、入力部２１は、計測温度取得部２１と呼んでもよい）。

温度差算出部２２は、上記入力部２１により取得した各計測温度に基づいて、各ラック１毎にそのラック１の前面の冷気と背面の暖気との温度差を算出する。
発熱体冷却制御部２３は、温度差算出部２２によって算出された各ラック毎の温度差に基づいて、床下空間１３から電算機室１１への冷気流入量を調整制御する。

ここで、上記の通り、発熱体冷却制御部２３は、例えば、最大温度差抽出部２３ａ、冷気流入量調整部２３ｂ等から成り、これらによって上記冷気流入量の調整制御を実現する。

すなわち、まず、最大温度差抽出部２３ａは、温度差算出部２２で算出された各ラック１毎の温度差同士を比較して、最も大きい温度差を抽出する。
冷気流入量調整部２３ｂは、最大温度差抽出部２３ａで抽出された最大温度差を、予め設定されている（上記記憶装置２５に記憶されている）所定の規定値と比較して、最大温度差が規定値より大きい場合には床下空間１３から電算機室１１への冷気流入量を増加させる制御を行う。一方、最大温度差が規定値より小さい場合には、床下空間１３から電算機室１１への冷気流入量を減少させる制御を行う。

冷気流入量調整部２３ｂは、例えば、空気調和機５（その送風機５ｂ）の冷気送風量を増減制御し又は風量調整機構３の開口率を増減制御することで、床下空間１３から電算機室１１への冷気流入量を増減させる。これらの制御は、例えば、上記入出力インタフェース２６を介して制御信号を送風機５ｂや風量調整機構３へ送信することで実現させる。

図３は、コントローラ６による冷気流入量制御処理のフローチャート図である。
コントローラ６は、例えば定期的に（例えば５秒毎、１０秒毎等）図３の処理を実行する。まず、上記各温度センサ２から計測温度を収集する（ステップＳ１）。すなわち、全ての機器収納用ラック１について、その前面の空気温度（冷気温度）と背面の空気温度（暖気温度）とを収集する。これは、ラックの吸込温度、吹出温度を収集するものと言うこともできる。

そして、各機器収納用ラック１毎に温度差を算出する（ステップＳ２）。この温度差は「背面温度−前面温度」により算出する。換言すれば、各ラック１毎に、そのラックに流入する冷気の温度と、そのラックから排出される暖気の温度との温度差を求める。尚、これは、ラックの吸込温度と吹出温度との温度差を求めるものと言うこともできる。また、尚、各ラック毎に温度センサ２のペアが複数ペアある場合には、上記各ラック１毎に算出される温度差とは、これら各ペア毎の温度差を意味するものであってもよいし、当該複数ペアの温度差の平均値を意味するものであってもよい。

この様にして全てのラックに関して温度差を求めたら、この温度差に基づいて電算機室１１への冷気流入量を調整制御する。冷気流入量の調整自体は、例えば上記送風機５ｂの送風量や風量調整機構３の開口度を制御することで実現する。

ここで、上記算出した温度差に基づいて電算機室１１への冷気流入量を調整制御する処理は、様々な処理があってよいが、何れにしてもこの「温度差」には発熱体の現在の発熱状態が反映されるので、発熱体の発熱状況に応じた適正な冷気流入量調整が可能となる。

例えば一例としてはステップＳ２で算出した各ラック毎の「温度差」それぞれについて、ステップＳ３以降の処理（ステップＳ３〜Ｓ１１）を実行するようにしてもよい。但し、本例においては以下に説明するようにステップＳ３以降の処理は“最大の温度差”を用いて実行する。これは、各ラック１毎に発熱体の発熱状況が異なることで、あるラック１に関しては後述するステップＳ３がＮＯとなり、他のラック１に関しては後述するステップＳ４がＮＯとなる可能性があり、これによって例えばエアハン風量１ステップダウン（ステップＳ９）とした直後にエアハン風量１ステップアップ（ステップＳ６）とする等の無意味な制御が行われる可能性があることに対応した処理例である。

よって、この処理例に限定されないが、この処理例では、“最大の温度差”を用いることで、上記の様な無意味な制御が行われることなく、且つ、少なくとも冷却不足となる発熱体が生じないようにできる。

この処理例では、まず、上記ステップＳ２において、上記のように各ラック毎の「温度差」を算出したら、更に、これら各温度差同士を相互に比較して最も値が大きいものを抽出する（ステップＳ２）。そして、抽出した値（最大の温度差）を用いて、ステップＳ３，Ｓ４の判定処理を行う。

すなわち、ステップＳ３、Ｓ４では、「最大の温度差＞規定値」であるか、「最大の温度差＝規定値」であるか、「最大の温度差＜規定値」であるかを判定する。
まず、ステップＳ３では「最大の温度差≧規定値」であるか否かを判定し、この条件に該当しない場合すなわち「最大の温度差＜規定値」である場合には（ステップＳ３，ＮＯ）、ステップＳ８へ移行する。尚、規定値は、予め任意の値を決めて設定しておく。

「最大の温度差＜規定値」である場合には（ステップＳ３，ＮＯ）、冷却過剰と見做し、電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）を減少させる制御を行う。これは、風量調整機構３による調整を優先する。すなわち、風量調整機構３に関してダンパ全閉であるか否かを判定し（ステップＳ８）、ダンパ全閉ではない場合には（ステップＳ８、ＮＯ）ダンパを１ステップ分閉じる制御を行う（ステップＳ１０）。一方、ダンパ全閉の場合には（ステップＳ８、ＹＥＳ）送風機５ｂ（エアハン）の送風量を１ステップ分ダウンする（ファンの回転数等をダウンする）制御を行う（ステップＳ９）。

尚、上記１ステップ分とは、予め決まっている所定量であり、図３の処理が繰り返し実行されることで、例えばステップＳ８の判定がＹＥＳとなることが繰り返されるならば、送風量を１ステップ分ずつダウンしていくことで、送風量（ファン回転数等）が徐々に減少していくことになる。

また、尚、上記ダンパ(床吹出ダンパ)とは、風量調整機構３の具体例であり、例えばダクト等に用いられる風量調整用のダンパ等であり、市販品が存在する。上記ダンパによって上記床開口率が可変となるものであるが、“ダンパ全閉”といっても完全に閉じてしまう（開口率＝０となってしまう）わけではなく、開口率が予め決まっている最低値となることを意味している。よって、“ダンパ全閉”の状態において送風機（エアハン）５ｂの送風量をダウンすれば、電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）は減少することになる。

また、尚、上記ステップＳ１０で１ステップ分閉じる制御を行う対象のダンパ（風量調整機構３）は、図１に示すように複数ある場合には、全てのダンパを対象としてもよいし、上記“最大の温度差”となったラックに最も近いダンパのみを対象としてもよい。

尚、コントローラ６には、自己に接続されている上記各信号線が、それぞれどのラック１のどの温度センサ２に対応し、どの温度センサ２とどの温度センサ２とがペアであり、また各ラック１毎にそのラックに最も近いダンパ（風量調整機構３）がどれであるのか等を示す情報が、予め登録されている。

また、上記ステップＳ３の判定がＹＥＳの場合、続いてステップＳ４の判定（最大の温度差＝規定値？）を行うことで、現在の状態が「最大の温度差＞規定値」であるか、「最大の温度差＝規定値」であるかを判定する。「最大の温度差＝規定値」である場合には（ステップＳ４，ＹＥＳ）、現状は各ラックの発熱体の適切な冷却が行われている状態であると見做し（少なくとも冷却不足となっている発熱体はないものと見做し）、何もせずに現状維持とする（ステップＳ１１）。

一方、「最大の温度差＞規定値」である場合には（ステップＳ４，ＮＯ）、冷却不足と見做し、電算機室１１内に流入させる冷気の風量（冷気流入量）を増加させる制御を行う。この場合も、風量調整機構３による調整を優先する。すなわち、風量調整機構３に関してダンパ全開であるか否かを判定し（ステップＳ５）、ダンパ全開ではない場合には（ステップＳ５、ＮＯ）ダンパを１ステップ分開く制御を行う（ステップＳ７）。一方、ダンパ全開の場合には（ステップＳ５、ＹＥＳ）送風機５ｂ（エアハン）の送風量を１ステップ分アップする（ファンの回転数等を上げる）制御を行う（ステップＳ６）。

上記のように床下空間１３から電算機室１１への冷気流入量を増減させることで、各ラック１内に流入する冷気量を増減させることになり、ラック１内に収容された発熱体に供給される冷気量が増減することになる。冷気量が増えることは、当然、発熱体に対する冷却能力が上がることを意味し、仮に発熱体の発熱量が一時的に増大して冷却不足の状態となっても、冷気流入量を増やしていけば何れは適正な冷却が行われる状態になる。

ここで、上記の通り、本手法では従来のような入口温度（冷気の温度）ではなく「（発熱体の前後の）温度差」に基づいて制御を行っているが、その効果について以下に説明する。

まず、サーバ装置等である発熱体は、その発熱量はＣＰＵ等の稼動状態に応じて変動することになる。基本的には、ＣＰＵ等の稼働率（消費電力）が低ければ発熱量も少なくなり、稼働率（消費電力）が高くなるほど発熱量が大きくなることになるが、稼働率（消費電力）と発熱量との間に明確な相関関係はないので、消費電力量をモニタしても発熱量を推定できるわけではない。これに対して、本手法では上記「温度差」には発熱量が反映されることになる。

極端な話、全く稼動してなければ発熱していないので、上記温度差は殆ど‘０’になり、当然、上記「最大の温度差＜規定値」に該当することになる。この場合には、そもそも冷却する必要性がないので、当然、冷気流入量を減少させることになる。

その反対に、ＣＰＵ等の稼働率が高くて発熱量が大きくなると、発熱体の前後の温度差は大きくなる。仮に、冷気温度と冷気流入量を一定にした場合、発熱量が大きくなっていくに従って温度差も大きくなっていくことになる。温度差が大き過ぎる場合、発熱体の冷却が充分に行われていない（冷却不足）ことになる。そこで風量を増やしていけば、温度差が小さくなっていくと共に冷却不足状態が解消していくことになる。

例えば予め実験等により冷却不足ではなく冷却過剰でもない調度良い冷却状態において温度差を計測しておき、この適切な冷却状態下での温度差を上記「規定値」とすることで、上記ステップＳ４の判定がＹＥＳとなる場合には、発熱体に対する適切な冷却が行われている状態であることになり、この状態となるように制御すると共にこの状態を維持することで、適切な冷却が行われることになる。

但し、図３の処理では上記の通り、最大の温度差に合わせた制御であるので、最大の温度差となったラック（その発熱体）に関しては適切な冷却が行われることになるが、他のラック（その発熱体）に関しては冷却過剰となる可能性が高い。よって、上記のように無駄な消費電力が発生する。しかしながら、各サーバ装置に略均等に処理を割り当てれば各サーバ装置の発熱量が大きく違う事態になる可能性は低く、最大の温度差に合わせた制御を行ってもそれ程大きな無駄（消費電力）は生じないで済む可能性が高い。また任意のサーバ装置で一時的に処理負荷増大等による発熱量増大が生じ、それによって無駄な消費電力が発生するとしても、それは一時的なことであり、従来に比べれば省エネ効果が高いものとなる。

ここで、既存の手法としてラックの前面の空気温度（ラックに流入する冷気の温度；入口温度）のみを計測して用いる方法がある。この方法では、例えば、予め発熱体を冷却するのに適切と思われる所定値を決定・設定しておき、計測した入口温度を所定値と比較して、入口温度＞所定値であれば入口温度を下げるように制御し、入口温度＜所定値であれば入口温度を上げるように制御することで、入口温度≒所定値となるように制御することになる。

つまり、この既存手法では、ＣＰＵ等の稼働状態やそれによる発熱量等の発熱体の現在の状況は何等考慮されていない。入口温度を所定値に保っても、発熱量が非常に多い状況であれば冷却不足となる可能性もある。何れにしても、既存手法では入口温度しか見ておらず、冷気供給の条件しか分かっていないので、発熱体に対して適切な冷却が行われているか否かは分からない。

尚、ＣＰＵへの供給電力をモニタする場合もあるが、上記の通り供給電力に基づいて発熱量を推定できるものではない。
これに対して本手法では、上記の通り、入口温度だけでなく出口温度（ラックの背面の空気温度；ラックから排出される暖気の温度）も計測してこれらの温度差に基づいて制御しているので、例えば発熱量が増大する状況では温度差も増大するので、これに応じて風量を増加させる制御を行うことで、冷却不足となることなく、発熱体に対して適切な冷却が行われるようにできる。

また、既存技術では、冷却不足となることを避ける為には、ある程度のマージン分を含む設定（例えば、一律、最大発熱量に応じた設定としておく等）を行うことになり、省エネの点から問題がある。これに対して、本手法では、発熱体のリアルタイムの発熱状況に応じた適切な制御を行うことができ、また省エネ効果も得られる。尚、冷却余剰時には空気調和機（送風機５ｂ）の送風量を減らすことでも、省エネルギーに貢献可能である。

この様に、本手法では、各機器収納用ラックの前後の温度差に基づいて冷気流入量を調整制御することにより（例えば二重床下面の床開口率が可変できる風量調整機構の開閉度および空気調和機の送風量を制御することにより）、機器収納用ラック内の発熱体（電算機等）を適正に冷却することが可能となる。特に冷却不足となる事態を防止できる。これは特に上記ラック前後の温度差が、発熱体の発熱状態を反映するものであり、発熱体の発熱状態に応じて冷気流入量を調整制御できるので、発熱体を適正に冷却することが可能となる。更に、マージン分を含む余剰な冷却を行う必要がないので、省エネ効果も得られることになる。

１ 機器収納用ラック
２ 温度センサ
３ 風量調整機構
４ 二重床面
５ 空気調和機
５ａ 蒸発器（冷却コイル）
５ｂ 送風機（エアハン）
６ コントローラ
７ 暖気
８ 冷気
９ 天井面
１０ 部屋空間
１１ 電算機室
１２ 天井裏
１３ 床下空間
１４ ダクト
２１ 入力部
２２ 温度差算出部
２３ 発熱体冷却制御部
２３ａ 最大温度差抽出部
２３ｂ 冷気流入量調整部
２４ 演算プロセッサ（ＣＰＵ等）
２５ 記憶装置（メモリ等）
２６ 入出力インタフェース

Claims (6)

1. 各々に発熱体が収容された複数のラックが設置されている電算機室の空調システムであって、空気調和機から二重床の床下空間へ送出された冷気が前記電算機室に流入し、該流入冷気が前記各ラックに前面から流入して該ラック内の前記発熱体を冷却することで暖気となって該ラックの背面から排出され、該排出された暖気が前記空気調和機に回収されて該空気調和機によって冷却されて前記冷気となって前記床下空間に送出される構成の電算機室空調システムであって、
   前記各ラック毎に、そのラックの前記前面と前記背面とにそれぞれ設けられ、該前面と背面の空気温度を計測する温度検出手段と、
   前記各温度検出手段による計測温度を取得し、該計測温度に基づいた制御を行う制御装置とを有し、
   該制御装置は、
   前記取得した各計測温度に基づいて、前記各ラック毎にそのラックの前記前面の冷気と前記背面の暖気との温度差を算出する温度差算出手段と、
   該算出された温度差に基づいて、前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を調整制御する発熱体冷却制御手段と、
   を有することを特徴とする電算機室空調システム。
2. 前記発熱体冷却制御手段は、
   前記温度差算出手段で算出された前記各ラック毎の温度差同士を比較して、最も大きい温度差を抽出する最大温度差抽出手段と、
   該最大温度差抽出手段で抽出された最大温度差を、予め設定されている所定の規定値と比較して、該最大温度差が該規定値より大きい場合には前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を増加させ、該最大温度差が該規定値より小さい場合には前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を減少させる冷気流入量調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の電算機室空調システム。
3. 前記二重床の各所に設けられた各開口部に対応して設けられ、該開口部の開口率を可変とする開口率調整手段を更に有し、
   前記冷気流入量調整手段は、前記空気調和機の冷気送風量を増減制御し又は該開口率調整手段の開口率を増減制御することで、前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を増減させることを特徴とする請求項２記載の電算機室空調システム。
4. 前記発熱体は電算機であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電算機室空調システム。
5. 各々に発熱体が収容された複数のラックが設置されている電算機室の空調システムであって、空気調和機から二重床の床下空間へ送出された冷気が前記電算機室に流入し、該流入冷気が前記各ラックに前面から流入して該ラック内の前記発熱体を冷却することで暖気となって該ラックの背面から排出され、該排出された暖気が前記空気調和機に回収されて該空気調和機によって冷却されて前記冷気となって前記床下空間に送出される構成の電算機室空調システムにおける制御装置であって、
   前記各ラック毎にそのラックの前記前面と前記背面とにそれぞれ設けられ該前面と背面の空気温度を計測する各温度検出手段から、各々の計測温度を取得する計測温度取得手段と、
   前記計測温度取得手段で取得した各計測温度に基づいて、前記各ラック毎にそのラックの前記前面と前記背面との温度差を算出する温度差算出手段と、
   該算出された温度差に基づいて、前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を調整制御する発熱体冷却制御手段と、
   を有することを特徴とする電算機室空調システムにおける制御装置。
6. 各々に発熱体が収容された複数のラックが設置されている電算機室の空調システムであって、空気調和機から二重床の床下空間へ送出された冷気が前記電算機室に流入し、該流入冷気が前記各ラックに前面から流入して該ラック内の前記発熱体を冷却することで暖気となって該ラックの背面から排出され、該排出された暖気が前記空気調和機に回収されて該空気調和機によって冷却されて前記冷気となって前記床下空間に送出される構成の電算機室空調システムにおける制御装置のプログラムを、
   前記各ラック毎にそのラックの前記前面と前記背面とにそれぞれ設けられ該前面と背面の空気温度を計測する各温度検出手段から、各々の計測温度を取得する計測温度取得手段と、
   前記計測温度取得手段で取得した各計測温度に基づいて、前記各ラック毎にそのラックの前記前面と前記背面との温度差を算出する温度差算出手段と、
   該算出された温度差に基づいて、前記床下空間から前記電算機室への冷気流入量を調整制御する発熱体冷却制御手段、
   として機能させるためのプログラム。