JP2012027802A - Air conditioning system and air conditioning method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioning system that can air-condition by circulating a certain gas in sealed spaces sectioned in a capsule.SOLUTION: An air conditioning system according to the present invention includes an air conditioner for supplying certain cooled gas, a rack array including racks for storing heaters, and an air conditioning capsule including a sealed space sectioned into a first space and a second space by the rack array. The air conditioner is configured to be in communication with the first space and the second space, to circulate gas between the first space and the second space via the rack array.

Description

本発明は、空調システムおよび空調方法に関するものである。   The present invention relates to an air conditioning system and an air conditioning method.

サーバや通信機器等を多数収容するデータセンター等においては、これらの機器によって発生する熱がサーバなどの誤動作や故障の一因となっている。このため、データセンターでは、室内の温度を所定の温度に保つための空調システムが不可欠な装備となっている。   In a data center or the like that accommodates a large number of servers and communication devices, heat generated by these devices contributes to malfunctions and failures of the servers. For this reason, in the data center, an air conditioning system for keeping the indoor temperature at a predetermined temperature is an indispensable equipment.

図8はデータセンター10の空調システムの一例を示すもので、データセンター10は二重床構造を成し、室内空間20と床下空間30とに区画されている。空調機40は室内空間20に設置され、室内空間20からサーバなどによって暖められた空気を取り込み、熱交換器により冷却して床下空間30に冷気を吹き出す構造が一般に知られている。   FIG. 8 shows an example of an air conditioning system of the data center 10. The data center 10 has a double floor structure and is divided into an indoor space 20 and an underfloor space 30. The air conditioner 40 is installed in the indoor space 20, and generally has a structure in which air heated by a server or the like is taken from the indoor space 20, cooled by a heat exchanger, and blown out into the underfloor space 30.

サーバ等の電子機器はラックに収容されてラック列50を成し、ラックの前面から冷気を取り込み、背面および上面から暖められた暖気を排出するようになっている。各ラック列50は前面が同一面となるように揃えられ、互いのラック列は前面同士、および背面同士が向き合う形に配置されている。ラック列の向かい合う前面で構成される床はコールドアイルを形成し、床下空間30と連通するグリル構造となっている。ラック列50はグリル構造の床を介して冷気を取り込むようになっている。   Electronic devices such as servers are housed in a rack to form a rack row 50, which takes in cool air from the front of the rack and discharges warm air from the back and top. The rack rows 50 are aligned so that the front surfaces are the same surface, and the rack rows are arranged so that the front surfaces and the back surfaces face each other. The floor formed by the front surfaces of the rack rows facing each other forms a cold aisle and has a grill structure communicating with the underfloor space 30. The rack row 50 takes in cold air through the floor of the grill structure.

図8に示すデータセンター10の冷気と暖気の流れは、図9に示される。図9(a)は、データセンター10を上方から見た図で、図9(b)は図9(a)におけるA−A’断面で見た図である。両図に示されるように、冷気は空調機40から床下空間30に吹き出され、グリル31を通ってラック列50前面が向き合うコールドアイル21に吹き出る。コールドアイル21に吹き出た冷気は、ラック内部のファンによりラック列50前面から吸い込まれ、上面または背面に抜けることになる。冷気がラック内を通るとき、ラック内に収容した電子機器によって暖められ(電子機器は冷やされることになる)、暖気となって上面または背面に抜ける。ラック列50の背面側は暖気で満たされたホットアイル22を構成することになる。ホットアイル22の暖気は天井に突き当たり、リターンとなって空調機40に取り込まれる。なお、図9(a)および図9(b)に示した白抜きの矢印は冷気を、黒色の矢印は暖気を示している。   The flow of cool air and warm air in the data center 10 shown in FIG. 8 is shown in FIG. 9A is a view of the data center 10 as viewed from above, and FIG. 9B is a view of the data center 10 taken along the A-A ′ section in FIG. 9A. As shown in both figures, the cold air is blown out from the air conditioner 40 to the underfloor space 30, and blows out through the grill 31 to the cold aisle 21 where the front of the rack row 50 faces. The cold air blown to the cold aisle 21 is sucked from the front surface of the rack row 50 by the fan inside the rack, and comes out to the upper surface or the rear surface. When the cool air passes through the rack, it is warmed by the electronic equipment housed in the rack (the electronic equipment will be cooled), and becomes warm air and escapes to the top surface or the back surface. The back side of the rack row 50 constitutes the hot aisle 22 filled with warm air. The warm air of the hot aisle 22 hits the ceiling and returns to the air conditioner 40 as a return. In addition, the white arrow shown to Fig.9 (a) and FIG.9 (b) has shown cool air, and the black arrow has shown warm air.

図9に示されるようにコールドアイル21とホットアイル22は、室内空間20ではラック列50によって区画されるが、ラック列50上方の天井の空間、およびラック列50端部と室内空間20の壁との空間はパーティションなどで仕切ってないので、この空間では冷気と暖気は混ざり合っていることになる。このため、冷気と暖気とが混入しないように、室内空間をラック列と仕切板で仕切って冷気通路を形成し、ラックの上下面から冷気を導入して側面から排気することが知られている。   As shown in FIG. 9, the cold aisle 21 and the hot aisle 22 are partitioned by the rack row 50 in the indoor space 20, but the ceiling space above the rack row 50, the end of the rack row 50, and the wall of the indoor space 20. The space is not partitioned by partitions, so cold and warm air are mixed in this space. For this reason, it is known that the indoor space is partitioned by a rack row and a partition plate to form a cool air passage so that cool air and warm air are not mixed, and cool air is introduced from the upper and lower surfaces of the rack and exhausted from the side surface. .

データセンターにおける空調システムで消費される電力は、データセンター全体の消費電力の約3割を占めると言われており、省電力化が求められている。   The power consumed by the air conditioning system in the data center is said to account for about 30% of the power consumption of the entire data center, and power saving is required.

特開2010−71482号公報JP 2010-71482 A

上記したように、従来の空調方式では二重床としてコールドアイルとホットアイルを形成して冷気と暖気の流れを作り室内空間の温度制御をしていた。しかしながら、ラックからの発熱は偏在していること、室内天井や室内側壁における空間では必ずしも冷気あるいは暖気の流れは均一ではなく、室内空間において局所的な高温エリアを生じそこでの熱交換が起こって空調効率を下げていた。   As described above, in the conventional air conditioning system, cold aisle and hot aisle are formed as a double floor to create a flow of cold air and warm air to control the temperature of the indoor space. However, heat generated from the rack is unevenly distributed, and the flow of cool air or warm air is not necessarily uniform in the space on the indoor ceiling or indoor side wall, and a local high-temperature area is generated in the indoor space, causing heat exchange there and air conditioning. It was reducing efficiency.

仕切り板により冷気通路を形成することは、冷気の流れを均一とし、空調効率を上げる有効な手段と考える。しかし、仕切り板の密閉性が低いため冷気と暖気の混入は避けられず、空調効率をより効率化することが求められている。   The formation of the cold air passage by the partition plate is considered to be an effective means for making the flow of the cold air uniform and improving the air conditioning efficiency. However, the airtightness of the partition plate is low, so it is unavoidable to mix cold air and warm air, and there is a demand for more efficient air conditioning.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、効率よく空調できる空調システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an air conditioning system that can efficiently perform air conditioning.

発明の一観点によれば、所定の気体を取り込み、その気体を冷却して吹き出す空調機と、発熱機器を収容するラックからなるラック列と、密閉空間を形成し密閉区間がラック列によって第1の空間と第2の空間とに区画された空調カプセルとを有し、空調機は気体を取り込む口と冷却した気体を吹き出す口とを第1の空間と第2の空間とにそれぞれ接続し、気体をラック列の内部を通過させて空調カプセル内に循環させる、空調システムが提供される。   According to one aspect of the invention, an air conditioner that takes in a predetermined gas, cools and blows out the gas, a rack row that includes racks that contain heating devices, and forms a sealed space, and a sealed section is first formed by the rack row. An air conditioning capsule partitioned into a second space and a second space, and the air conditioner connects a gas intake port and a cooled gas discharge port to the first space and the second space, respectively. An air conditioning system is provided that circulates gas through the rack row and circulates in the air conditioning capsule.

また、発明の別の一観点によれば、密閉空間を形成し密閉空間が発熱機器を収容するラック列によって第1の空間と第2の空間とに区画された空調カプセルに、空調機によって冷却された所定の気体をラック列の内部を通過させて循環する、空調方法が提供される。   Further, according to another aspect of the invention, the air-conditioning capsule is partitioned into the first space and the second space by the rack row in which the sealed space is formed, and the sealed space accommodates the heat generating device, and is cooled by the air conditioner. An air conditioning method is provided in which the predetermined gas is circulated through the inside of the rack row.

所定の気体をラック列により区画したカプセルの密閉空間に循環させるようにしたので、冷気と暖気が混合することがなく、空調効率を向上できる。また、所定の気体に空気より比熱の大きい気体を用いることでより効率よく冷却できる。このため、大きな熱源を備えるデータセンター等における空調システムの省電力化を図ることができる。   Since the predetermined gas is circulated in the sealed space of the capsules partitioned by the rack row, the cold air and the warm air are not mixed, and the air conditioning efficiency can be improved. Moreover, it can cool more efficiently by using the gas whose specific heat is larger than air as the predetermined gas. For this reason, power saving of an air conditioning system in a data center or the like having a large heat source can be achieved.

実施例1の空調システムの構造例(その1)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (the 1) of the air conditioning system of Example 1. FIG. 実施例1の空調システムの構造例(その2)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (the 2) of the air conditioning system of Example 1. FIG. 空調カプセル内の冷気と暖気の流れ(その1)を示す図である。It is a figure which shows the flow (the 1) of the cool air and warm air in an air-conditioning capsule. 空調カプセル内の冷気と暖気の流れ(その2)を示す図である。It is a figure which shows the flow (the 2) of the cool air and warm air in an air-conditioning capsule. メンテナンス時の運転制御フロー例を示す図である。It is a figure which shows the example of an operation control flow at the time of a maintenance. 空調システムの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of an air conditioning system. 実施例2の空調システムの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the air conditioning system of Example 2. FIG. 従来のデータセンターの空調例を示す図である。It is a figure which shows the example of the air conditioning of the conventional data center. 従来のデータセンターにおける冷気と暖気の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the cool air and the warm air in the conventional data center.

(実施例1)
本発明の空調システムの実施例1を説明する。まず、空調システム100の構成を図1と図2を用いて説明する。
Example 1
Embodiment 1 of the air conditioning system of the present invention will be described. First, the configuration of the air conditioning system 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1(a)は空調システム100の外観を示し、図1(b)は図1(a)の内部を透視した図である。両図に示されるように、空調システム100は、空調カプセル200とラック列300、空調機400およびダクト500を主要構成とする。   1A shows the appearance of the air conditioning system 100, and FIG. 1B is a perspective view of the inside of FIG. 1A. As shown in both drawings, the air conditioning system 100 includes an air conditioning capsule 200, a rack row 300, an air conditioner 400, and a duct 500 as main components.

空調カプセル200の室内空間210は、2列のラック列300でコールドアイル211とホットアイル212に区画されている。2列のラック列300は前面同士が向き合い、その間の空間がコールドアイル211である。ラック列300の背面と空調カプセル200の側壁とのなす2カ所の空間がホットアイル212である。   The indoor space 210 of the air-conditioning capsule 200 is partitioned into a cold aisle 211 and a hot aisle 212 by two rack rows 300. The front surfaces of the two rack rows 300 face each other, and the space between them is a cold aisle 211. Two spaces formed by the back surface of the rack row 300 and the side walls of the air-conditioning capsules 200 are hot aisles 212.

ラック列300の上面は空調カプセル200の天井に突き当たり、コールドアイル211とホットアイル212とのそれぞれの空間を分離している(即ち、ラック列300の上方に天井空間は存在しない)。また、ラック列300の長手方向の一方の側面(図1の左側の側面)は空調カプセル200の側壁に突き当たり、他方のラック列300の側面(図1の右側の側面)の一部は空調機400の前面の一部に突き当たり、コールドアイル211とホットアイル212とを完全に分離している。ラック列300の側面と空調カプセル200の側壁の突き当たり部分、およびラック列300の側面と空調機400との突き当たり部分はパッキンによりシールし、隙間を生じないようにしている。   The upper surface of the rack row 300 hits the ceiling of the air-conditioning capsule 200 and separates the spaces of the cold aisle 211 and the hot aisle 212 (that is, there is no ceiling space above the rack row 300). Further, one side surface in the longitudinal direction of the rack row 300 (the left side surface in FIG. 1) hits the side wall of the air conditioning capsule 200, and a part of the side surface in the other rack row 300 (the right side surface in FIG. 1) is an air conditioner. The cold aisle 211 and the hot aisle 212 are completely separated from each other by hitting a part of the front surface of 400. The abutting portion between the side surface of the rack row 300 and the side wall of the air conditioning capsule 200 and the abutting portion between the side surface of the rack row 300 and the air conditioner 400 are sealed with packing so as not to generate a gap.

空調機400は側面から気体を吸込み、前面に吹き出す構造になっている。このため、空調機400の側面はダクト500を介してホットアイル212の空間から暖気を吸込み、空調機400の前面からコールドアイル211に冷気を吹き出すようになっている。コールドアイル211の冷気は、ラック内部に設置しているファンにより吸い込まれて暖気となってホットアイル212に抜け、ダクト500を通って空調機400の側面にリターンすることになる。これらの冷気と暖気の気体の通る通路は、前述のようにパッキンによりシールしているので冷気と暖気が混ざり合うことはない。空調システム100では、このシールした空間に窒素やヘリウム等の空気より比熱の大きい気体(ここでは、冷却気体と言うことにする)を封じ込め、循環させている。   The air conditioner 400 has a structure that sucks gas from the side and blows it out to the front. For this reason, the side surface of the air conditioner 400 sucks warm air from the space of the hot aisle 212 through the duct 500 and blows out cool air from the front surface of the air conditioner 400 to the cold aisle 211. The cold air in the cold aisle 211 is sucked in by a fan installed inside the rack, becomes warm air, passes through the hot aisle 212, and returns to the side surface of the air conditioner 400 through the duct 500. Since the passages through which the cool air and the warm air pass are sealed by the packing as described above, the cool air and the warm air are not mixed. In the air conditioning system 100, a gas having a specific heat larger than that of air such as nitrogen or helium (hereinafter referred to as cooling gas) is contained and circulated in the sealed space.

次に、図2を用いて空調システム100のより詳細な構成を説明する。図2は空調カプセルを上方から見た図である。図2に示されるように、空調カプセル200はコールドアイル211とホットアイル212のそれぞれの空間に出入りできる扉220を備える。扉220も、閉じた時に内部の気体が漏れないようにパッキンでシールされている。また、空調カプセル200のコールドアイル211とホットアイル212の室内空間には、人感知センサ(S)700、酸素濃度計(M)710、脱酸素ポンプ(OP)720および酸素ボンベ(O2)730を備える。図2では1つのホットアイル212にこれらの装置を配置しているが、この位置に限定されるものではなく、他のホットアイル212、あるいはコールドアイル211に配置するようにしてもよい。但し、人感知センサ(S)700はそれぞれの空間に配置される。   Next, a more detailed configuration of the air conditioning system 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view of the air-conditioning capsule as viewed from above. As shown in FIG. 2, the air-conditioning capsule 200 includes a door 220 that can enter and exit the respective spaces of the cold aisle 211 and the hot aisle 212. The door 220 is also sealed with packing so that the internal gas does not leak when it is closed. Further, in the indoor space of the cold aisle 211 and the hot aisle 212 of the air conditioning capsule 200, a human sensor (S) 700, an oxygen concentration meter (M) 710, a deoxygenation pump (OP) 720, and an oxygen cylinder (O2) 730 are provided. Prepare. In FIG. 2, these devices are arranged in one hot aisle 212, but the apparatus is not limited to this position, and may be arranged in another hot aisle 212 or cold aisle 211. However, the human sensor (S) 700 is disposed in each space.

人感知センサ(S)700は、コールドアイル211とホットアイル212の空間内の人の存在を感知するセンサである。本実施例では、人感知センサ(S)700は図示しない制御装置と接続しており、サーバなどのメンテナンス終了時の空調システム100の運転開始の際に、コールドアイル211とホットアイル212の空間に人のいないことをチェックした後、扉220の鍵の施錠を行い、脱酸素ポンプ(OP)720と空調機400の運転を行なうようになっている。   The human detection sensor (S) 700 is a sensor that detects the presence of a person in the space between the cold aisle 211 and the hot aisle 212. In the present embodiment, the human detection sensor (S) 700 is connected to a control device (not shown), and the space between the cold aisle 211 and the hot aisle 212 when the operation of the air conditioning system 100 at the end of maintenance of the server or the like is started. After checking that there is no person, the door 220 is locked, and the deoxygenation pump (OP) 720 and the air conditioner 400 are operated.

酸素濃度計(M)710は、例えば隔膜ガルバニ電池式の酸素濃度計で空調カプセル200内の酸素濃度を計測する。サーバなどのメンテナンス時に人が空調カプセル200内に入ることになるが、酸欠にならないように空調カプセル200内の酸素濃度をチェックして入室するものである。酸素濃度計(M)710も図示しない制御装置に接続しており、酸素ボンベ(O2)730の噴射により酸素濃度が所定の濃度以上にならないと扉220の鍵の開錠がなされないことになっている。   The oxygen concentration meter (M) 710 measures, for example, the oxygen concentration in the air conditioning capsule 200 using a diaphragm galvanic cell type oxygen concentration meter. A person enters the air-conditioning capsule 200 during maintenance of the server or the like, but enters the room after checking the oxygen concentration in the air-conditioning capsule 200 so as not to run out of oxygen. The oxygen concentration meter (M) 710 is also connected to a control device (not shown), and the door 220 cannot be unlocked unless the oxygen concentration exceeds a predetermined concentration due to the injection of the oxygen cylinder (O2) 730. ing.

脱酸素ポンプ(OP)720は、脱酸素剤のフィルタを設置したガス循環式のポンプで、脱酸素ポンプ(OP)720の周辺の空気を吸込み、脱酸素剤に酸素を吸着させ、脱酸素化された空気を排気するものである。空調機400を運転して空調カプセル200内の空気を循環させながら脱酸素ポンプ(OP)720を運転することで、空調カプセル200内の空気は脱酸素化され窒素雰囲気となる。   The deoxygenation pump (OP) 720 is a gas circulation type pump equipped with a deoxidizer filter. The deoxygenation pump (OP) 720 sucks in air around the deoxygenation pump (OP) 720, adsorbs oxygen to the deoxygenation agent, and deoxygenates. The exhausted air is exhausted. By operating the deoxidation pump (OP) 720 while operating the air conditioner 400 to circulate the air in the air conditioning capsule 200, the air in the air conditioning capsule 200 is deoxygenated and becomes a nitrogen atmosphere.

酸素ボンベ(O2)730は、人が入る場合に空調カプセル200内に酸素を噴射する。   The oxygen cylinder (O2) 730 injects oxygen into the air conditioning capsule 200 when a person enters.

続いて、空調システム100における冷気と暖気の流れについて説明する。図3は、図1(b)で示したように内部が透視できるように描いた図で、図3(a)は冷気の流れ(白抜きの矢印)を示している。即ち、空調機400の前面から出た冷気は、コールドアイル211に吹き出している。また、図3(b)は暖気の流れ(黒色の矢印)を示し、ホットアイル212の空間の暖気が、ダクト500を介して空調機400の側面に取り込まれている状態を示している。ホットアイル212の空間には、コールドアイル211からの冷気がラック列300を抜けて熱せられ、暖気となって吹き出されたものである。   Next, the flow of cool air and warm air in the air conditioning system 100 will be described. FIG. 3 is a view drawn so that the inside can be seen through as shown in FIG. 1B, and FIG. 3A shows the flow of cold air (open arrow). That is, the cold air that has come out from the front surface of the air conditioner 400 is blown out to the cold aisle 211. FIG. 3B shows a flow of warm air (black arrow), and shows a state in which the warm air in the hot aisle 212 is taken into the side surface of the air conditioner 400 through the duct 500. In the space of the hot aisle 212, the cold air from the cold aisle 211 is heated through the rack row 300 and blown out as warm air.

図3に示す冷気と暖気の流れを、平面図で示したものが図4(a)であり、図4(a)のB−B’の断面図で示したものが図4(b)である。図4(a)ではコールドアイル211の冷気がラック列300の各ラックの中を抜けて暖気に変わり、空調機400の側面に吸い込まれている(空調機400から見れば取り込んでいる)状態を示している。また、図4(b)ではコールドアイル211に吹き出した冷気がラック列300の中を抜け、暖気となってホットアイル212に出る状態を示している。   FIG. 4 (a) shows the flow of cold air and warm air shown in FIG. 3 in a plan view, and FIG. 4 (b) shows the cross-sectional view taken along the line BB 'in FIG. 4 (a). is there. In FIG. 4A, the cold air in the cold aisle 211 passes through each rack of the rack row 300 and changes to warm air, and is sucked into the side surface of the air conditioner 400 (taken in as viewed from the air conditioner 400). Show. Further, FIG. 4B shows a state where the cold air blown to the cold aisle 211 passes through the rack row 300 and becomes warm air and exits to the hot aisle 212.

前述したように、ラック列300と空調カプセル200の天井、および側壁との間に空間がないため、全ての冷気がラックの中を通過するので、無駄な熱交換が行なわれることなくラックに収容した発熱機器を効率よく冷却できる。また、本実施例では脱酸素ポンプ(OP)720により空気から酸素を取り除いて窒素の気体として空気より比熱の大きい気体とし、密閉した空間を循環させているので発熱機器を効率よく冷却できる。窒素の比熱(1.034J/g・K)は空気の比熱(1.006J/g・K)に較べて3%大きく、ほぼその分の冷却効率を高めることができる。   As described above, since there is no space between the rack row 300 and the ceiling and side walls of the air-conditioning capsule 200, all the cold air passes through the rack, so that it is accommodated in the rack without wasteful heat exchange. Can efficiently cool the heat generating equipment. Further, in this embodiment, oxygen is removed from the air by a deoxygenation pump (OP) 720, and a gas having a specific heat larger than that of air is made as a nitrogen gas, and the sealed space is circulated, so that the heat generating device can be efficiently cooled. The specific heat of nitrogen (1.034 J / g · K) is 3% larger than the specific heat of air (1.006 J / g · K), and the cooling efficiency can be increased by that amount.

次に、メンテナンス時における空調システム100の運転制御フローについて説明する。図5に示すフローは、例えば図2に示す扉220の外側近傍に図示しない空調システム100のオン/オフを行なう空調機運転スイッチをメンテナンス要員が操作し、その操作に基づいて図示しない制御装置が処理を行なう流れを示したものである。   Next, an operation control flow of the air conditioning system 100 during maintenance will be described. In the flow shown in FIG. 5, for example, maintenance personnel operate an air conditioner operation switch for turning on / off the air conditioning system 100 (not shown) near the outside of the door 220 shown in FIG. The flow of performing processing is shown.

まず、メンテナンス要員による空調機運転スイッチの操作を検知し、制御装置はその操作が空調システム100の「ON」か「OFF」かを調べる。サーバなどのメンテナンスを行なう場合は、空調システム100を「OFF」とし、メンテナンスを終了して空調システム100の運転を再開する場合は「ON」操作が行なわれることになる(S1、S2)。   First, the operation of the air conditioner operation switch by the maintenance staff is detected, and the control device checks whether the operation is “ON” or “OFF” of the air conditioning system 100. When the maintenance of the server or the like is performed, the air conditioning system 100 is turned “OFF”, and when the maintenance is finished and the operation of the air conditioning system 100 is resumed, an “ON” operation is performed (S1, S2).

スイッチ操作が「OFF」であった場合に、脱酸素ポンプ(OP)720の運転を停止する。そして、酸素ボンベ(O2)730を開いて酸素を噴射し、酸素濃度計(M)710により空調カプセル200内の酸素濃度を計測する。酸素濃度が所定値(例えば、20%)以下であれば酸素ボンベ(O2)730の噴射を継続し、酸素濃度計(M)710により酸素濃度を計測する。酸素濃度の計測は、例えば5秒間隔で計測する。この間、空調機400は運転を続けており、空調カプセル内の冷却気体を循環させている(S3〜S6)。   When the switch operation is “OFF”, the operation of the deoxygenation pump (OP) 720 is stopped. Then, the oxygen cylinder (O 2) 730 is opened to inject oxygen, and the oxygen concentration in the air conditioning capsule 200 is measured by the oxygen concentration meter (M) 710. If the oxygen concentration is a predetermined value (for example, 20%) or less, the injection of the oxygen cylinder (O 2) 730 is continued, and the oxygen concentration is measured by the oxygen concentration meter (M) 710. The oxygen concentration is measured at intervals of 5 seconds, for example. During this time, the air conditioner 400 continues to operate and circulates the cooling gas in the air conditioning capsule (S3 to S6).

酸素濃度が所定値を超えたところで酸素の噴射を停止すると共に、空調機400の運転停止する。扉220を開錠し、メンテナンス要員の入室を可とする(S7〜S9)。   When the oxygen concentration exceeds a predetermined value, the injection of oxygen is stopped and the operation of the air conditioner 400 is stopped. The door 220 is unlocked to allow maintenance personnel to enter the room (S7 to S9).

スイッチ操作が「ON」であった場合に、人感知センサ(S)700の出力を調べ、空調カプセル200内に人がいないことを確認する(図2に示す3個の人感知センサ(S)700センサのいずれもが人不在であることを確認する)。空調カプセル内に人が居ることが感知されれば、例えばブザー等の報知によるアラームを出力し、退出するまで報知を続ける。続いて、3つの扉220の開閉をチェックし、扉220が開いているようであれば同様にアラームを出力する(S10〜S12)。   When the switch operation is “ON”, the output of the human detection sensor (S) 700 is checked to confirm that there is no person in the air-conditioning capsule 200 (three human detection sensors (S) shown in FIG. 2). Confirm that none of the 700 sensors are present). If it is sensed that there is a person in the air-conditioning capsule, for example, an alarm based on a notification such as a buzzer is output and the notification is continued until the user exits. Subsequently, the opening / closing of the three doors 220 is checked, and if the door 220 appears to be open, an alarm is similarly output (S10 to S12).

扉220が閉じた状態にあることが確認されると、扉220の施錠を行い、空調機400の運転を開始する。続いて脱酸素ポンプ(OP)720を動かす。脱酸素ポンプ(OP)720の始動により、空調カプセル200内の空気は徐々に窒素に変わる。以降、空調機運転スイッチの操作が行なわれるまで、空調機400と脱酸素ポンプ(OP)720の運転は継続される。なお、ここでの「空調機の運転」には空調カプセル内の温度制御を含んでいるものとする(S13〜S15)。   When it is confirmed that the door 220 is in a closed state, the door 220 is locked and the operation of the air conditioner 400 is started. Subsequently, the deoxygenation pump (OP) 720 is operated. When the deoxygenation pump (OP) 720 is started, the air in the air conditioning capsule 200 is gradually changed to nitrogen. Thereafter, the operation of the air conditioner 400 and the deoxygenation pump (OP) 720 is continued until the operation of the air conditioner operation switch is performed. Here, it is assumed that the “operation of the air conditioner” includes temperature control in the air conditioning capsule (S13 to S15).

次に、空調システム100をデータセンターに配置した例を説明する。図6は、6台の空調システム100をデータセンターに配置した例を示している。サーバ等の増設に際しては、空調システム100単位で増設すれば良い。   Next, an example in which the air conditioning system 100 is arranged in a data center will be described. FIG. 6 shows an example in which six air conditioning systems 100 are arranged in the data center. When adding servers or the like, it may be added in units of 100 air conditioning systems.

本実施例では、ラック列300を2列としたがこれに限定されるものではない。また、
本実施例では、空調カプセル200とダクト500を別の物として扱ったが、これらを一体化したものを空調カプセルとしてもよい。
In the present embodiment, the rack row 300 is two rows, but is not limited to this. Also,
In the present embodiment, the air-conditioning capsule 200 and the duct 500 are handled as separate items, but an integrated unit may be used as the air-conditioning capsule.

(実施例2)
実施例1では冷却気体として窒素を用いたが、実施例2ではヘリウムを用いた例を説明する。図7は実施例2における空調システム101の構造を示す図で、図7(a)は外観図を示し、図7(b)は平面図を示している。
(Example 2)
In Example 1, nitrogen was used as the cooling gas, but in Example 2, an example using helium will be described. 7A and 7B are diagrams showing the structure of the air conditioning system 101 in the second embodiment. FIG. 7A shows an external view, and FIG. 7B shows a plan view.

これらは実施例1との比較で分かるように、実施例2の空調システム101は、実施例1の脱酸素ポンプ(OP)720と酸素ボンベ(O2)730に替わって、排気ポンプ(P)740と空気導入シャッター(A)750、およびヘリウムボンベ(He)760を備えることである。他は実施例1と同様である。   As can be seen from the comparison with the first embodiment, the air conditioning system 101 of the second embodiment replaces the deoxygenation pump (OP) 720 and the oxygen cylinder (O2) 730 of the first embodiment with an exhaust pump (P) 740. And an air introduction shutter (A) 750 and a helium cylinder (He) 760. Others are the same as in the first embodiment.

空調システム101の運転に当たって、空調機400を始動する前に空調カプセル200内の空気を排気ポンプ(P)740により排気する。所定の真空度となったところで、ヘリウムボンベ(He)760からヘリウムガスを噴射し、空調カプセル200にヘリウムを充填する。即ち、空調カプセル200の空気をヘリウムに置換する。ヘリウムの充填後、空調機400を始動し、ヘリウムを循環させながら冷却を行なう。ヘリウムの比熱は空気の約5倍(5.193J/g・K)あるので、より冷却効率の向上が見込まれる。   In the operation of the air conditioning system 101, the air in the air conditioning capsule 200 is exhausted by the exhaust pump (P) 740 before starting the air conditioner 400. When a predetermined degree of vacuum is reached, helium gas is injected from a helium cylinder (He) 760 to fill the air-conditioning capsule 200 with helium. That is, the air in the air conditioning capsule 200 is replaced with helium. After filling with helium, the air conditioner 400 is started and cooled while circulating helium. Since the specific heat of helium is about five times that of air (5.193 J / g · K), further improvement in cooling efficiency is expected.

メンテナンス時においては、排気ポンプ(P)740により空調カプセル200内のヘリウムを排気し、所定の真空度になったところでと空気導入シャッター(A)750を開き、空調カプセル200内に空気を導入する。   At the time of maintenance, helium in the air conditioning capsule 200 is exhausted by the exhaust pump (P) 740, and when the predetermined vacuum degree is reached, the air introduction shutter (A) 750 is opened to introduce air into the air conditioning capsule 200. .

図7(a)示す排気ダクト741は、排気ポンプ(P)740の排気口と接続し、排気ポンプ(P)740によって排気される空気およびヘリウムをデータセンターの建屋外に排出するダクトである。   The exhaust duct 741 shown in FIG. 7A is connected to the exhaust port of the exhaust pump (P) 740, and exhausts air and helium exhausted by the exhaust pump (P) 740 to the outside of the data center.

10 データセンター
11 扉
20 室内空間
21 コールドアイル
22 ホットアイル
30 床下空間
31 グリル
40 空調機
50 ラック列
100 空調システム
101 空調システム
200 空調カプセル
210 室内空間
211 コールドアイル
212 ホットアイル
220 扉
300 ラック列
400 空調機
500 ダクト
700 人感知センサ(S)
710 酸素濃度計(M)
720 脱酸素ポンプ(OP)
730 酸素ボンベ(O2)
740 排気ポンプ(P)
741 排気ダクト
750 空気導入シャッター(A)
760 ヘリウムボンベ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Data center 11 Door 20 Indoor space 21 Cold aisle 22 Hot aisle 30 Underfloor space 31 Grill 40 Air conditioner 50 Rack row 100 Air conditioning system 101 Air conditioning system 200 Air conditioning capsule 210 Indoor space 211 Cold door ale 212 Hot aisle 220 Door 300 Rack row 400 Air conditioning Machine 500 Duct 700 Human sensor (S)
710 Oxygen concentration meter (M)
720 Deoxygenation pump (OP)
730 Oxygen cylinder (O2)
740 Exhaust pump (P)
741 Exhaust duct 750 Air introduction shutter (A)
760 Helium cylinder

Claims (5)

所定の気体を取り込み、該気体を冷却して吹き出す空調機と、
発熱機器を収容するラックからなるラック列と、
密閉空間を形成し、該密閉空間が前記ラック列によって第1の空間と第2の空間とに区画された空調カプセルとを有し、
前記空調機は、前記気体を取り込む口と冷却した該気体を吹き出す口とを前記第1の空間と前記第2の空間とにそれぞれ接続し、該気体を前記ラック列の内部を通過させて前記空調カプセル内に循環させる
ことを特徴とする空調システム。
An air conditioner that takes in a predetermined gas and cools and blows off the gas;
A rack row comprising racks for accommodating heat generating devices;
Forming a sealed space, the sealed space having an air conditioning capsule partitioned into a first space and a second space by the rack row;
The air conditioner connects a port for taking in the gas and a port for blowing out the cooled gas to the first space and the second space, respectively, and allows the gas to pass through the inside of the rack row. An air conditioning system that circulates in an air conditioning capsule.
前記所定の気体は、空気より比熱が高い気体である
ことを特徴とする請求項1に記載の空調システム。
The air conditioning system according to claim 1, wherein the predetermined gas is a gas having a specific heat higher than that of air.
前記空調システムは、さらに
前記空調カプセル内に配置され、前記密閉空間内の気体から脱酸素を行なう脱酸素手段を備え、
前記空調機は前記脱酸素手段により前記気体の脱酸素を行いながら該気体を前記空調カプセル内に循環させる
ことを特徴とする請求項1に記載の空調システム。
The air conditioning system further includes a deoxygenation unit that is disposed in the air conditioning capsule and deoxygenates the gas in the sealed space,
The air conditioning system according to claim 1, wherein the air conditioner circulates the gas in the air conditioning capsule while deoxidizing the gas by the deoxygenating means.
前記空調システムは、さらに
前空調カプセル内に酸素を供給する酸素供給手段と
前記空調カプセル内の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段の計測結果に基づいて、前記酸素供給手段から酸素の供給を制御すると共に、前記空調カプセルに出入りする扉の施錠、および開錠を行なう制御手段と
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の空調システム。
The air conditioning system further includes an oxygen supply means for supplying oxygen into the pre-air conditioning capsule, an oxygen concentration measuring means for measuring the oxygen concentration in the air conditioning capsule,
And control means for controlling the supply of oxygen from the oxygen supply means based on the measurement result of the oxygen concentration measurement means, and for locking and unlocking the door to and from the air-conditioning capsule. The air conditioning system according to claim 1.
密閉空間を形成し、該密閉空間が発熱機器を収容するラック列によって第1の空間と第2の空間とに区画された空調カプセルに、空調機によって冷却された所定の気体を該ラック列の内部を通過させて循環する
ことを特徴とする空調方法。
A sealed space is formed, and a predetermined gas cooled by the air conditioner is supplied to the air conditioning capsule partitioned into the first space and the second space by the rack row in which the sealed space accommodates the heat generating device. An air conditioning method characterized by circulating through the interior.
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