JP2012048549A - Data center - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラック内に収容されたサーバなどの電子機器で発生する熱を効率よく除去するデータセンタに関するものである。 The present invention relates to a data center that efficiently removes heat generated in an electronic device such as a server housed in a rack.
近年、データセンタは非常に注目されている分野であり、省エネルギー技術の研究開発も盛んである。 In recent years, the data center is a field that has attracted a great deal of attention, and research and development of energy-saving technology is also active.
従来のデータセンタとして、特許文献1,2に示すように、空調室と、空調室の床面上にサーバなどの電子機器を多段に収容するラックを複数台左右方向に並べ形成されたラック列と、ラック内に収容された電子機器で発生する熱を除去すべく空調室内を空調する空調機とを備えたデータセンタがある。
As a conventional data center, as shown in
特許文献1,2のデータセンタでは、ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井にホットゾーンの熱を排気する排気口を形成すると共に、ホットゾーンの外部であって両ラック列の前方の天井に空調機からの空調空気を吹き出す吹出口をそれぞれ形成し、吹出口から吹き出した空調空気をラック列の前面から背面に通してホットゾーンに導入するようにしている。
In the data centers of
特許文献1,2のデータセンタでは、電子機器で発生する熱を全てホットゾーンに集中させるため、空調機を効率良く作動させて空調機での消費エネルギーを低減することが可能であり、さらには、ホットゾーン内の熱を自然対流の原理で排気口から回収し、空調機からの空調空気を自然対流の原理で吹出口からラック列に対して供給できるため、空調機での消費エネルギーのさらなる低減が可能であり、省エネルギーの観点で非常に有利である。
In the data centers of
現在、データセンタ内の区画、即ち、複数のラックのうち、一部のラックを貸し出すというビジネスモデルを検討する中で、特許文献1,2のようなデータセンタだと、例えば、ある会社にラック4台分の区画を貸し出した際、隣接するラック内に設置されるサーバなどの電子機器のセキュリティが問題となる。これでは、データセンタ全体の信用問題となるおそれがあった。
Currently, while considering a business model of lending a part of a plurality of racks in a data center, that is, a plurality of racks, a data center such as
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、たとえ、ある会社にラックを貸し出したとしても、データセンタ全体の信用を保つことが可能なデータセンタを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a data center capable of solving the above-mentioned problems and maintaining the trust of the entire data center even if a rack is lent to a certain company.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、少なくとも、空調室と、該空調室の床面上にサーバなどの電子機器を多段に収容するラックを1台以上左右方向に並べ形成されたラック列と、前記ラック内に収容された電子機器で発生する熱を除去すべく前記空調室内を空調する空調機とを備え、前記ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて前記空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から前記空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、前記空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井にホットゾーンの熱を排気する排気口を形成すると共に、前記ホットゾーンの外部であって前記両ラック列の前方の天井に前記空調機からの空調空気を吹き出す吹出口をそれぞれ形成し、該吹出口から吹き出した空調空気をラック列の前面から背面に通してホットゾーンに導入するようにしたデータセンタにおいて、前記排気口から回収した空気を前記空調機に導く排気ダクトを備え、1つの前記排気ダクトに対して、前記ホットゾーンが複数区画されているデータセンタである。 The present invention was devised to achieve the above-described object, and at least one air conditioning room and one or more racks that house multiple electronic devices such as servers on the floor surface of the air conditioning room are arranged in the left-right direction. A rack row formed, and an air conditioner for air-conditioning the air-conditioned room to remove heat generated by the electronic equipment accommodated in the rack, with the back surfaces of the rack row facing each other with a gap therebetween A panel arranged on the floor surface of the air conditioning room and extending from the lower edge of the rack row to the ceiling of the air conditioning room is provided on the left and right ends of the facing rack row, and the front edges of both rack rows A partition extending to the ceiling is provided at the top, a hot zone is partitioned in the air-conditioned room, an exhaust port for exhausting the heat of the hot zone is formed in the ceiling in the hot zone, and outside the hot zone. Air outlets for blowing conditioned air from the air conditioners are respectively formed in the ceilings in front of both rack rows, and the conditioned air blown from the air outlets is introduced from the front to the back of the rack rows into the hot zone. The data center is provided with an exhaust duct that guides air collected from the exhaust port to the air conditioner, and a plurality of the hot zones are defined for one exhaust duct.
前記排気ダクトには、複数の前記排気口が形成されており、未使用の前記排気ダクトには、蓋がされていてもよい。 The exhaust duct may be formed with a plurality of exhaust ports, and the unused exhaust duct may be covered.
前記パネルには、前記ホットゾーン内に出入りするための扉が設けられてもよい。 The panel may be provided with a door for entering and exiting the hot zone.
前記各ホットゾーンの両ラック列の前方の天井に、前記各ホットゾーンに対応するように、所定台数の前記ラックごとに、実質的に1つの前記吹出口を設けると共に、該吹出口のそれぞれに前記空調室に空調空気を吹き出すためのファンを設け、前記各ホットゾーン内に、前記ホットゾーン内の温度を検出する温度検出手段を設け、前記温度検出手段で検出される前記吹出口に対応する前記各ホットゾーン内の温度を、所定温度範囲、または所定温度に保つように、前記ファンの回転数を個別に制御する回転数制御装置を備えてもよい。 In the ceiling in front of both rack rows of each hot zone, substantially one said air outlet is provided for each predetermined number of racks so as to correspond to each hot zone, and each of the air outlets is provided. A fan for blowing out the conditioned air is provided in the air-conditioned room, and a temperature detecting means for detecting the temperature in the hot zone is provided in each hot zone, corresponding to the air outlet detected by the temperature detecting means. You may provide the rotation speed control apparatus which controls the rotation speed of the said fan so that the temperature in each said hot zone may be kept in a predetermined temperature range or predetermined temperature.
前記排気ダクトを複数並列して設け、複数の前記排気ダクトのそれぞれに対して、前記ホットゾーンを複数区画すると共に、隣り合う前記排気ダクトに対応する前記各ホットゾーンを構成する前記ラック列の前面同士が向かい合うように、前記ラック列の配列方向を揃えて前記各ホットゾーンを区画する場合において、隣り合う前記排気ダクトに対応する前記各ホットゾーン間の前記空調室の天井に設けられる前記吹出口は、前面同士が向かい合うように整列した前記ラック列の配列方向に、所定台数の前記ラックごとに、実質的に1つの前記吹出口である共通吹出口であり、前記回転数制御装置は、隣り合う前記排気ダクトに対応する前記各ホットゾーン間に設けられた前記共通吹出口に係る前記ファンの回転数を、前記温度検出手段で検出される前記共通吹出口に対応する複数の前記ホットゾーン内の温度のうち高い方の温度を、所定温度範囲、または所定温度に保つように制御するようにされてもよい。 A plurality of the exhaust ducts are provided in parallel, and a plurality of the hot zones are defined for each of the plurality of the exhaust ducts, and the front surface of the rack row constituting each of the hot zones corresponding to the adjacent exhaust ducts The air outlets provided on the ceiling of the air conditioning chamber between the hot zones corresponding to the adjacent exhaust ducts when the hot zones are partitioned by aligning the arrangement direction of the rack rows so as to face each other Is a common outlet that is substantially one outlet for each of a predetermined number of racks in the arrangement direction of the rack rows arranged so that the front faces are opposed to each other. The temperature detecting means detects the rotation speed of the fan related to the common outlet provided between the hot zones corresponding to the matching exhaust duct. The temperature of the higher of the temperature in the plurality of the hot zone corresponding to the common outlet being, it may be arranged for controlling so as to maintain a predetermined temperature range or predetermined temperature.
前記空調機として、ファンを有さないファンレスの空調機を用いるようにしてもよい。 As the air conditioner, a fanless air conditioner having no fan may be used.
本発明によれば、たとえ、ある会社にラックを貸し出したとしても、データセンタ全体の信用を保つことが可能なデータセンタを提供できる。 According to the present invention, even if a rack is lent to a certain company, it is possible to provide a data center capable of maintaining the trust of the entire data center.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係るデータセンタの平面図であり、図2はその正面図、図3は空調室の天井を透視した斜視図、図4は側面図、図5はホットゾーンの断面図である。 FIG. 1 is a plan view of a data center according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view thereof, FIG. 3 is a perspective view of a ceiling of an air conditioning room, FIG. 4 is a side view, and FIG. It is sectional drawing.
図1〜5に示すように、データセンタ10は、少なくとも、天井20、床面14、及び4つの側壁(図示せず)で形成された箱状の空調室13と、サーバなどの電子機器11を多段に収容する1台以上のラック12を左右方向に並べ形成されたラック列15と、ラック12内に収容された電子機器11で発生する熱を除去すべく空調室13内を空調する空調機(図示せず)とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ラック12内には、サーバや、CPU、ネットワーク機器、ストレージデバイスのような情報通信技術の設備機器である電子機器11が多段に収容される。
In the
データセンタ10では、空調室13の床面14上にラック12を1台以上左右方向に並べ、かつ互いに連結することでラック列15を形成する(本明細書では、ラック12が1台である場合も、便宜上、「ラック列」と呼称する)と共に、そのラック列15の背面R同士を間隔(例えば、作業員が1人、通れる程度の間隔)をおいて向かい合わせて配置している。この様に、ラック列15を間隔をおいて配置することで、ラック列15間には作業通路16が形成される。
In the
これらラック列15は、床面14上に免震装置17を介して配置される。本実施の形態では、免震装置17として、架台18上にベアリングを介して免震台19を設けたものを用いたが、これに限定されるものではない。なお、図1,3では免震装置17を省略している。
These
ラック列15の左右には、ラック列15の下縁から天井20に延びるパネル21が設けられる。より詳しくは、パネル21は、ラック列15の両端部にビス等で連結されており、ちょうど、両ラック列15を挟むような構造となっている。ラック列15の左右に設けられるパネル21の少なくとも一方には、作業通路16(つまり、後述するホットゾーン24)に出入するための扉22が設けられる。扉22はロック可能とされる。パネル21は、免震装置17上に設けられる。
各ラック列15の前縁上部には、天井20に延びるパーティション23が設けられる。パーティション23およびパネル21の上端は、天井20に対して移動可能に設けられる。
A
パネル21とパーティション23の上端には、図5に示すように、ホットゾーン24と空調室13とをシールするための天井シール部材25が設けられる。本実施の形態では、天井シール部材25としてゴムシートを用い、そのゴムシートをパーティション23のホットゾーン24側の上端に、その上端部がホットゾーン24側に湾曲するようにボルトなどで固定した。
As shown in FIG. 5, a
これにより、両ラック列15、パーティション23、およびパネル21で空調室13と仕切られたホットゾーン24が区画形成される。
As a result, a
本実施の形態では、空調室13内に3つのホットゾーン24を区画している。ここでは、3つのホットゾーン24におけるラック列15を構成するラック12の台数を、図1の上方から下方にかけてそれぞれ2台、3台、1台とし、図1の上方のホットゾーン24を4台のラック12で構成し、その下方のホットゾーン24を6台、そのさらに下方のホットゾーン24を2台のラック12で構成したが、各ホットゾーン24を構成するラック12の台数はこれに限定されるものではない。各ホットゾーン24は、各ホットゾーン24を構成する2つのラック列15が、ラック列15の配列方向にそれぞれ一直線状に配置されるように、空調室13内に区画される。
In the present embodiment, three
これら3つのホットゾーン24は、図6に示すように、16台のラック12で構成される(8台のラック12でラック列15が構成される)1つのホットゾーン24aにおいて、図6における上から3台目と7台目のラック12をラック列15から取り除き、そのラック12を取り除いた部分の両側のラック列15の端部にパネル21を設けることで形成される。つまり、3つのホットゾーン24は、1つのホットゾーン24aを分割して形成される。
As shown in FIG. 6, these three
分割前のホットゾーン24aでは、ホットゾーン24a内の天井20には、ホットゾーン24内の熱を排気する排気口26が、ラック列15における1台のラック12ごと(両ラック列15で言えば、対向配置された2台のラック12ごと)に実質的に1つ、ラック列15におけるラック12の配列方向に整列して形成される。ここで、本出願における「実質的に1つ」とは、例えば、排気口26に近接する位置に更に排気口があり、外見上は、2つの排気口であっても、その各排気口の機能(作用)を考えた際に、同一の機能(作用)を奏している場合には、それは、実質的に1つの排気口であると解する(以下、「吹出口」の場合も、同様)。各排気口26は、排気ダクト31に接続され、排気ダクト31により、排気口26から回収した空気を空調機の吸込口に導くようになっている。
In the hot zone 24a before division, an
ホットゾーン24aを分割すると、1つの排気ダクト31に対して、3つのホットゾーン24が区画されることになる。このとき、ラック12を取り除いた部分の排気口26は、ホットゾーン24の外部に配置されることとなるため、ラック12を取り除いた部分の排気口26には蓋36がされる。また、本実施の形態では、各ホットゾーン24内の排気口26については、各ホットゾーン24に対して1つの排気口26のみを残し、残りの排気口26に蓋36をするようにしている。なお、蓋36をしない排気口26の数については、ホットゾーン24を構成するラック12の数等を考慮し、適宜設定するとよい。
When the hot zone 24 a is divided, three
また、分割前のホットゾーン24aでは、ホットゾーン24aの外部であって両ラック列15の前方の天井20には、空調機からの空調空気(冷風)を吹き出す吹出口27が、所定台数のラック12ごとに、実質的に1つ設けられ、吹出口27のそれぞれには、空調室13に空調空気を吹き出すためのファン33が設けられる。本実施の形態では、ラック列15における2台のラック12ごとに1つの吹出口27を形成し、両ラック列15の前方の天井20に4つずつ吹出口27を、ホットゾーン24aを挟むように、ラック列15におけるラック12の配列方向に整列して形成した。各吹出口27は、吹出ダクト32を介して空調機の空調空気吹出口と接続される。ホットゾーン24aを分割すると、各吹出口27(ファン33)は、分割後のホットゾーン24のいずれかに対応することになる。
Further, in the hot zone 24a before the division, a predetermined number of racks are provided on the
なお、ここでは、2台のラック12ごとに1つの吹出口27を設ける場合を説明するが、吹出口27の間隔、すなわち何台のラック12ごとに1つの吹出口27を設けるかは、吹出口27に設けるファン33の容量に応じて適宜決定すればよい。例えば、ファン33が3台のラック12で十分な冷却効果を得られる量の空調空気を供給できるのであれば、3台のラック12ごとに1つの吹出口27を形成すればよい。
In addition, although the case where the one
各ファン33には、図示していないが、出力周波数可変の動力INV(inverter)盤がそれぞれ接続される。各ファン33は、動力INV盤の出力周波数に応じた回転数で回転する。
Although not shown, each
空調機は、ラック12が配置される空調室13とは別空間、例えば、データセンタ10が設けられる建物の別の部屋や通路、あるいは屋外などに設けられる。これにより、ラック12(ラック列15)に冷媒などの配管が接続されることがなくなり、空調機とラック12(ラック列15)とが完全に切り離される。本実施の形態では、空調機として、排気ダクト31からの空気を冷却して空調空気を吹き出す冷却コイル(DC;Dry Coil)のみを有し、ファンを有さないファンレスの空調機を用いるようにした。
The air conditioner is provided in a different space from the
データセンタ10では、各ホットゾーン24内の空気は、排気口26に回収され、排気ダクト31を通って、空調機に回収される。このとき、ホットゾーン24内の空気は、電子機器11により加熱されており自然に上昇するため、容易に空調機に回収することができる。
In the
空調機の冷却コイルを通過して冷却された空調空気は、吹出口27のファン33により吸引されて、吹出ダクト32を通って吹出口27から空調室13内に吹き出される。空調室13内の空調空気の温度は、例えば、23℃程度である。
The conditioned air cooled by passing through the cooling coil of the air conditioner is sucked by the
空調室13内に吹き出された空調空気は、ラック列15の前面Fから導入され、ラック12内の電子機器11で発生した熱を除去(吸収)した後、ラック列15の背面Rからホットゾーン24内に導入される。
The conditioned air blown into the
本実施の形態に係るデータセンタ10では、各ホットゾーン24内にそれぞれ設けられ、ホットゾーン24内の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ34と、各温度センサ34で検出される温度を所定温度に保つように、各温度センサ34が設けられたホットゾーン24に対応するファン33の回転数を個別に制御する回転数制御装置35と、をさらに備えている。
In the
なお、図2〜5では、図の簡略化のため、温度センサ34と回転数制御装置35を省略している。また、本実施の形態では、本出願における温度検出手段として、各ホットゾーン24に対応して設けられる複数の温度センサ(A1〜A3)を有する構成のものを示すが(図7参照)、その他の構成であってもよい。例えば、1本の光ファイバで複数個所の温度を検出できる周知の光ファイバ温度分布センサのようなものを利用すれば、温度検出手段は、各ホットゾーン24に対応して設けられる1つの温度センサ(1本の光ファイバ温度分布センサ)を有する構成のようなものも、考えられる。要は、温度センサの個数は、本発明の技術的範囲を特定する要素とはならない。
2 to 5, the
次に、回転数制御装置35に関する説明を行う。
Next, the rotation
回転数制御装置35は、予め設定された目標温度(例えば、35℃)から温度センサ34で検出された吹出口27に対応する各温度を減じた温度差ΔTに基づき、ファン33の回転数を決定するようにされる。
The rotational
より具体的には、回転数制御装置35は、下式(1)
F=Fd+ΔT×ΔF ・・・(1)
により、各ファン33の動力INV盤に出力する出力周波数Fを決定するようにされる。式(1)において、Fdは、動力INV盤からファン33に出力する基準出力周波数であり、ΔFは、温度差ΔTが1℃であるときに出力周波数をどの程度変化させるかを決定する出力周波数変化幅である。つまり、回転数制御装置35は、温度差ΔTに基づき決定される周波数分だけ、ファン33の出力周波数を変化させる。
More specifically, the rotation
F = F d + ΔT × ΔF (1)
Thus, the output frequency F output to the power INV board of each
式(1)により各ファン33の動力INV盤に出力する出力周波数Fを決定することで、各温度センサ34で検出される温度(つまりホットゾーン24内の温度)を所定温度(目標温度)に保つように、各ファン33の回転数が制御されることになる(なお、出力周波数を変化させる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある)。本明細書では、このような回転数制御装置35によるファン33の回転数の制御処理を、後述する温度センサ対比制御処理と区別するため、温度センサ非対比制御処理と呼称する。
By determining the output frequency F to be output to the power INV panel of each
基準出力周波数Fdと出力周波数変化幅ΔFは、ファン33の容量等を考慮して適宜決定するとよい。ここでは、一例として、基準出力周波数Fdを30(Hz)、出力周波数変化幅ΔFを1.5(Hz)とする場合を説明する。なお、ここでは、簡略のため、全てのファン33が同じものである場合を説明するが、容量など特性が異なるファン33を併用する場合などは、ファン33ごとに基準出力周波数Fdと出力周波数変化幅ΔFを個別に設定するようにしてもよい。
The reference output frequency F d and the output frequency change width ΔF may be appropriately determined in consideration of the capacity of the
以下、図1の左側に設けられる4つのファン33を第1ファン群と呼称し、第1ファン群を構成する4つのファン33を、ファンA1〜A4とする。また、図1の右側に設けられる4つのファン33を第2ファン群と呼称し、第2ファン群を構成する4つのファン33を、ファンB1〜B4とする。
Hereinafter, the four
また、3つの温度センサ34を、温度センサA1〜A3とする。温度センサA1にはファンA1,B1が対応し、温度センサA2にはファンA2,A3,B2,B3が対応し、温度センサA3には、ファンA4,B4が対応する。
The three
図1および図7に示すように、回転数制御装置35は、第1ファン群の各ファンA1〜A4、および第2ファン群B1〜B4の動力INV盤と信号線を介して接続されている(動力INV盤は図示省略している)。また、図1では図示していないが、回転数制御装置35は、各温度センサA1〜A3と信号線を介して接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 7, the rotational
ここで、回転数制御装置35によるファン33の回転数の制御処理(温度センサ非対比制御処理)の制御フローを図8を用いて説明する。回転数制御装置35は、図8の制御フローを繰返し実行するようにされる。
Here, the control flow of the rotation speed control process (temperature sensor non-contrast control process) of the
図8に示すように、温度センサ非対比制御処理では、まず、ステップS1にて、各温度センサA1〜A3により温度TA1〜TA3を検出する。 As shown in FIG. 8, in the temperature sensor non-contrast control process, first, in step S1, temperatures T A1 to T A3 are detected by the temperature sensors A1 to A3 .
ステップS2では、ステップS21〜S24にて、第1ファン群の各ファンA1〜A4の回転数制御処理を順次行う。 In step S2, the rotational speed control process for each of the fans A1 to A4 in the first fan group is sequentially performed in steps S21 to S24.
具体的には、ステップS21のファンA1の回転数制御(ファンA1制御処理)では、まず、ステップS21aにて、回転数制御装置35が、温度センサA1で検出した温度TA1から目標温度(例えば35℃)を減じ、温度差ΔTA1を算出する。その後、ステップS21bにて、回転数制御装置35が、ステップS21aで算出した温度差ΔTA1に基づき、上述の式(1)によりファンA1の動力INV盤に出力する出力周波数Fを算出する。図8では、基準出力周波数Fdを30(Hz)、出力周波数変化幅ΔFを1.5(Hz)とした場合を示している。その後、ステップS21cにて、回転数制御装置35が、ステップS21bで算出した出力周波数Fを動力INV盤に出力し、ファンA1の回転数を制御する。図8では省略しているが、ステップS22〜S24のファンA2〜A4の回転数制御処理においても、ファンA2〜A4に対応する温度センサA2,A3で検出した温度TA2,TA3を用いて、ステップS21のファンA1の回転数制御と同じことを行う。
Specifically, in the rotational speed control (fan A1 control process) of the fan A1 in step S21, first, in step S21a, the rotational
ステップS3では、ステップS31〜S34にて、第2ファン群の各ファンB1〜B4の回転数制御処理を順次行う。図8では省略しているが、ステップS31〜S34のファンB1〜B4の回転数制御処理においても、ファンB1〜B4に対応する温度センサA1〜A3で検出した温度TA1〜TA3を用いて、ステップS21のファンA1の回転数制御と同じことを行う。 In step S3, in steps S31 to S34, the rotational speed control process for each of the fans B1 to B4 of the second fan group is sequentially performed. Although omitted in FIG. 8, also in the rotation speed control processing of the fans B1 to B4 in steps S31 to S34, the temperatures T A1 to T A3 detected by the temperature sensors A1 to A3 corresponding to the fans B1 to B4 are used. The same operation as the rotation speed control of the fan A1 in step S21 is performed.
第2ファン群の各ファンB1〜B4の回転数制御処理(ファン制御処理)を行った後、制御を終了する。 After performing the rotation speed control process (fan control process) for each of the fans B1 to B4 of the second fan group, the control is terminated.
本実施の形態の作用を説明する。 The operation of the present embodiment will be described.
本実施の形態に係るデータセンタ10では、1つの排気ダクト31に対して、ホットゾーン24を複数区画している。換言すれば、データセンタ10では、1つの排気ダクト31に対して1つ区画されていたホットゾーン24aを、複数のホットゾーン24に分割するようにしている。
In the
これにより、例えば、ある会社にラック12を貸し出す際には、当該会社に貸し出すラック12のみでホットゾーン24を区画し、貸し出すラック12と他のラック12とを分割して管理することが可能になる。よって、たとえ、ある会社にラック12を貸し出したとしても、他のラック12内に配置される電子機器11のセキュリティを確保し、データセンタ10全体の信用を保つことが可能となり、データセンタ10内のラック12の区画を貸し出すというビジネスモデルの実現が可能となる。
Thereby, for example, when the
また、データセンタ10では、未使用の排気ダクト26には蓋36をするため、ホットゾーン24aを分割する際にホットゾーン24の外部に配置された排気口26に蓋36をすることで、当該排気口26から空調室13内に熱気が流出してしまうことを防止でき、かつ、ホットゾーン24内の排気口26の数(蓋36をしない排気口26の数)を調節して、ホットゾーン24内から効率よく熱気の回収を行うことが可能となる。
Further, in the
さらに、データセンタ10では、各ホットゾーン24の両ラック列15の前方の天井20に、各ホットゾーン24に対応するように、所定台数のラック12ごとに、実質的に1つの吹出口27を設けると共に、吹出口27のそれぞれに空調室13に空調空気を吹き出すためのファン33を設け、各ホットゾーン24内に、ホットゾーン24内の温度を検出する温度センサ34を設け、回転数制御装置35にて、各温度センサ34で検出される吹出口27に対応する各温度を所定温度に保つように、各温度センサ34が設けられたホットゾーン24に対応するファン33の回転数を個別に制御するようにしている。
Further, in the
従来のデータセンタでは、空調機のファンで一括して空調空気を送り出す方式を採用しており、送り出す空調空気の全体量を調節することしかできなかったが、本発明によれば、各ホットゾーン24ごとに空調空気の供給量を個別に調節することが可能となり、温度センサ34で検出される温度が一定になるように、冷却に必要な分だけ各ラック12に空調空気を供給することが可能となる。
The conventional data center employs a method in which the conditioned air is sent in a batch by the fan of the air conditioner, and only the total amount of the conditioned air to be sent can be adjusted. The supply amount of the conditioned air can be individually adjusted every 24, and the conditioned air can be supplied to each
よって、本発明によれば、各ラック12に対して十分な冷却効果を維持しつつも、ファン動力を削減し、省エネルギー性をより向上させたデータセンタ10を実現できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize the
また、データセンタ10では、吹出口27のそれぞれにファン33を設けているため、空調機としてファンレスの空調機を用いることが可能になり、空調機での消費電力を低減できる。
In the
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
図9に示すデータセンタ91は、排気ダクト31を複数(ここでは2本)並列して設け、複数の排気ダクト31のそれぞれに対して、ホットゾーン24を複数区画するようにしたものである。
The
データセンタ91は、図1で説明したデータセンタ10の3つのホットゾーン24の図示右側に、さらに2つのホットゾーン24を区画してなる。ここでは、図9において右上に区画されるホットゾーン24を2台のラック12で構成し、右下に区画されるホットゾーン24を10台のラック12で構成した。各ホットゾーン24は、隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24を構成するラック列15の前面F同士が向かい合うように、ラック列15の配列方向を揃えて区画される。
The
隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24間の空調室13の天井20(つまり、図示左側の3つのホットゾーン24と、図示右側の2つのホットゾーン24の間の天井20)に設けられる吹出口27は、前面F同士が向かい合うように整列したラック列15の配列方向に、2台のラック12ごと(前面F同士が向かい合うように整列したラック列15で言えば、対向配置された4台のラック12ごと)に、共通の実質的に1つの吹出口27(共通吹出口)が形成される。なお、図6で説明したように、図9における左側あるいは右側に区画される各ホットゾーン24は、それぞれ分割前のホットゾーン24aからラック12を取り除き、1つのホットゾーン24aを分割して形成されるが、吹出口27は、分割前のホットゾーン24aにおける2台のラック12ごとに1つ形成されている。吹出口27のそれぞれには、ファン33が設けられる。
Provided on the
各ホットゾーン24内には、温度センサ34が設けられる。データセンタ91では、隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24間に設けられたファン33に関しては、ファン33を挟むようにホットゾーン24が区画されることとなり、1つのファン33に2つの温度センサ34が対応することになる。
A
本発明の他の実施の形態に係るデータセンタ91では、回転数制御装置35は、隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24間に設けられた吹出口27(共通吹出口)に係るファン33の回転数を、2つの温度センサ34で検出される吹出口27(共通吹出口)に対応する2つの温度のうち高い方の温度を、所定温度に保つように制御するようにされる。このような回転数制御装置35によるファン33の回転数の制御処理を、温度センサ対比制御処理と呼称する。隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24間に設けられたファン33以外のファン33、すなわち、5つのホットゾーン24の両側(図9における左端と右端)に設けられるファン33については、図8で説明した温度センサ非対比制御処理により回転数を制御する。つまり、データセンタ91では、隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24間に設けられたファン33と、それ以外のファン33とで、異なる制御処理が行われる。
In the
以下、データセンタ91において設けられる3つのファン群(図9の左端と右端に設けられる2つのファン群と、図9の中央部に設けられる1つのファン群)を、図9の左方から右方にかけて、第1ファン群、第3ファン群、第2ファン群、と呼称する。 Hereinafter, three fan groups provided in the data center 91 (two fan groups provided at the left end and the right end in FIG. 9 and one fan group provided at the center in FIG. 9) are moved from the left to the right in FIG. These are referred to as a first fan group, a third fan group, and a second fan group.
第1ファン群を構成する4つのファン33をファンA1〜A4、第2ファン群を構成する4つのファン33をファンB1〜B4、第3ファン群を構成する4つのファン33をファンC1〜C4とする。
The four
また、図9の左側のホットゾーン24に設けられる3つの温度センサ34を第1温度センサ群と呼称し、図9の右側のホットゾーン24に設けられる2つの温度センサ34を第2温度センサ群と呼称する。
Further, the three
第1温度センサ群を構成する3つの温度センサ34を温度センサA1〜A3、第2温度センサ群を構成する2つの温度センサ34を温度センサB1,B2とする。
Three
ファンA1には温度センサA1が対応し、ファンA2,A3には温度センサA2が対応し、ファンA4には温度センサA3が対応し、ファンB1には温度センサB1が対応し、ファンB2〜B4には温度センサB2がそれぞれ対応することになる。また、ファンC1には温度センサA1,B1が対応し、ファンC2,C3には温度センサA2,B2が対応し、ファンC4には温度センサA3,B2がそれぞれ対応することになる。 Temperature sensor A1 corresponds to fan A1, temperature sensor A2 corresponds to fans A2 and A3, temperature sensor A3 corresponds to fan A4, temperature sensor B1 corresponds to fan B1, and fans B2 to B4. Each corresponds to the temperature sensor B2. Further, the temperature sensors A1 and B1 correspond to the fan C1, the temperature sensors A2 and B2 correspond to the fans C2 and C3, and the temperature sensors A3 and B2 correspond to the fan C4, respectively.
図9および図10に示すように、回転数制御装置35は、第1ファン群の各ファンA1〜A4、第2ファン群の各ファンB1〜B4、第3ファン群の各ファンC1〜C4の動力INV盤と信号線を介して接続されている(動力INV盤は図示省略している)。また、図9では図示していないが、回転数制御装置35は、第1温度センサ群の各温度センサA1〜A3、第2温度センサ群の各温度センサB1,B2と信号線を介して接続されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the rotation
ここで、回転数制御装置35によるファン制御処理の制御フローを図11,12を用いて説明する。
Here, the control flow of the fan control process by the rotation
図11に示すように、回転数制御装置35は、ステップS100の温度センサ非対比制御処理と、ステップS200の温度センサ対比制御処理とを繰返し実行するようにされる。ステップS100の温度センサ非対比制御処理に関しては、図8で説明した制御フローと同じであるため、説明を省略する。但し、データセンタ91においては、図8のステップS31〜S34における第2ファン群のファンB1〜B4の回転数制御では、温度センサB1,B2で検出した温度TB1,TB2を用いることになる。
As shown in FIG. 11, the rotation
ステップS200の温度センサ対比制御処理では、図12に示すように、まず、ステップS5にて、第1温度センサ群,第2温度センサ群の各温度センサA1〜A3,B1,B2により、温度TA1〜TA3,TB1,TB2を検出する。 In the temperature sensor comparison control process of step S200, as shown in FIG. 12, first, in step S5, the temperature T1 is measured by the temperature sensors A1 to A3, B1, and B2 of the first temperature sensor group and the second temperature sensor group. A1 to T A3 , T B1 , and T B2 are detected.
ステップS6では、ステップS61〜S64にて、第3ファン群の各ファンC1〜C4の回転数制御処理を順次行う。 In step S6, the rotational speed control process of each fan C1-C4 of the third fan group is sequentially performed in steps S61-S64.
具体的には、ステップS61のファンC1の回転数制御では、まず、ステップS61aにて、回転数制御装置35が、温度センサA1で検出した温度TA1が、温度センサB1で検出した温度TB1以上であるかを検出する。ステップS61aにてYESと判断された場合、ステップS61bにて、温度センサA1で検出した温度TA1から目標温度(例えば35℃)を減じ、温度差ΔTA1を算出する。その後、ステップS61cにて、回転数制御装置35が、ステップS61bで算出した温度差ΔTA1に基づき、上述の式(1)によりファンC1の動力INV盤に出力する出力周波数Fを算出し、ステップS61fに進む。
Specifically, in the rotation speed control of the fan C1 in step S61, first, in step S61a, the temperature T A1 detected by the rotation
他方、ステップS61aにてNOと判断された場合、ステップS61dにて、温度センサB1で検出した温度TB1から目標温度(例えば35℃)を減じ、温度差ΔTB1を算出する。その後、ステップS61eにて、回転数制御装置35が、ステップS61dで算出した温度差ΔTB1に基づき、上述の式(1)によりファンC1の動力INV盤に出力する出力周波数Fを算出し、ステップS61fに進む。
On the other hand, if NO is determined in step S61a, the target temperature (for example, 35 ° C.) is subtracted from the temperature T B1 detected by the temperature sensor B1 in step S61d to calculate the temperature difference ΔT B1 . Thereafter, in step S61e, the rotation
ステップS61fでは、回転数制御装置35が、ステップS61cあるいはステップS61eで算出した出力周波数Fを動力INV盤に出力し、ファンC1の回転数を制御する。
In step S61f, the rotation
図12では省略しているが、ステップS62〜S64のファンC2〜C4の回転数制御処理においても、ステップS61のファンC1の回転数制御と同じことを行う(ファンC2,C3の回転数制御処理では、対応する温度センサA2,B2で検出した温度TA2,TB2を用い、ファンC4の回転数制御処理では、対応する温度センサA3,B2で検出した温度TA3,TB2を用いる)。 Although omitted in FIG. 12, the rotation speed control process for the fans C2 to C4 in steps S62 to S64 is the same as the rotation speed control for the fan C1 in step S61 (the rotation speed control process for the fans C2 and C3). Then, the temperatures T A2 and T B2 detected by the corresponding temperature sensors A2 and B2 are used, and the temperatures T A3 and T B2 detected by the corresponding temperature sensors A3 and B2 are used in the rotation speed control processing of the fan C4.
第3ファン群の各ファンC1〜C4の回転数制御処理を行った後、制御を終了する。 After performing the rotational speed control process for each of the fans C1 to C4 in the third fan group, the control is terminated.
データセンタ91では、隣り合う排気ダクト31に対応する各ホットゾーン24間に設けられたファン33の回転数を、該ファン33に対応する2つの温度センサ34で検出される温度のうち高い方の温度を、所定温度に保つよう制御を行っているため、発熱量が多いラック12を有するホットゾーン24に対して十分な量の空調空気を供給できるようにファン33の回転数を制御することができ、ラック12に対する空調空気の供給量が不足してラック12内の電子機器11に不具合が生じることを抑制できる。
In the
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、温度検出手段として温度センサ34を用いる場合を説明したが、温度検出手段はこれに限定されず、例えば、光ファイバ温度センサを用いるようにしてもよい。光ファイバ温度センサを用いる場合、各ホットゾーン24内に共通の光ファイバを配設し、光ファイバの長手方向における温度分布を検出することで、各ホットゾーン24内の温度を検出するようにすればよい。
For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施の形態では、各温度センサ34で検出される温度を所定温度に保つように、各ファン33の回転数を個別に制御する場合を説明したが、各温度センサ34で検出される温度を所定温度範囲(例えば34℃〜36℃)に保つように、各ファン33の回転数を個別に制御するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the rotation speed of each
この場合、予め設定された最高閾値とする温度Thigh(例えば、36℃)と最低閾値とする温度Tlow(例えば、34℃)に基づき、各温度センサ34で測定した温度が最高閾値とする温度Thighよりも高い場合には、対応するファン33の回転数を一定値ずつ上げる(例えば、動力INV盤の出力周波数を1分間に2Hzずつ上げる。また、その上げる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある)ようにすればよい。また、各温度センサ34で測定した温度が最低閾値とする温度Tlowよりも低い場合には、対応するファン33の回転数を一定値ずつ下げる(例えば、動力INV盤の出力周波数を1分間に1Hzずつ下げる。また、その下げる動作は、時間間隔をとりつつ行う場合もある)ようにすればよい。なお、各ファン33への出力周波数を変更する動作は、通常のPID制御によって行う場合、またはその組み合わせで行う場合も考えられ、この制御方法を限定するものではない。
In this case, based on a preset temperature T high (for example, 36 ° C.) and a minimum threshold temperature T low (for example, 34 ° C.), the temperature measured by each
また、上記実施の形態では、空調機としてファンレスの空調機を用いる場合を説明したが、ファンを有する空調機を用いることも可能である。 Moreover, although the case where a fanless air conditioner is used as the air conditioner has been described in the above embodiment, an air conditioner having a fan can also be used.
10 データセンタ
11 電子機器
12 ラック
13 空調室
14 床面
15 ラック列
20 天井
21 パネル
23 パーティション
24 ホットゾーン
26 排気口
27 吹出口
31 排気ダクト
32 吹出ダクト
33 ファン
34 温度センサ(温度検出手段)
35 回転数制御装置
10 Data Center 11
35 Speed controller
Claims (6)
前記ラック列の背面同士を間隔をおいて向かい合わせて前記空調室内の床面上に配置し、その向かい合わせたラック列の左右方向の端部側に、ラック列の下縁から前記空調室の天井に延びるパネルを設けると共に、両ラック列の前縁上部に天井に延びるパーティションを設けて、前記空調室内にホットゾーンを区画し、そのホットゾーン内の天井にホットゾーンの熱を排気する排気口を形成すると共に、前記ホットゾーンの外部であって前記両ラック列の前方の天井に前記空調機からの空調空気を吹き出す吹出口をそれぞれ形成し、該吹出口から吹き出した空調空気をラック列の前面から背面に通してホットゾーンに導入するようにしたデータセンタにおいて、
前記排気口から回収した空気を前記空調機に導く排気ダクトを備え、
1つの前記排気ダクトに対して、前記ホットゾーンが複数区画されている
ことを特徴とするデータセンタ。 At least an air-conditioning room, a rack row in which one or more racks that house multiple electronic devices such as servers on the floor surface of the air-conditioning room are arranged in the left-right direction, and an electronic device housed in the rack An air conditioner for air-conditioning the air-conditioned room to remove generated heat,
The back surfaces of the rack rows are arranged on the floor surface of the air conditioning room facing each other with a space therebetween, and the left and right ends of the facing rack rows are arranged from the lower edge of the rack row to the air conditioning room. A panel extending to the ceiling is provided, a partition extending to the ceiling is provided above the front edge of both rack rows, a hot zone is defined in the air conditioning chamber, and an exhaust port for exhausting the heat of the hot zone to the ceiling in the hot zone Are formed outside the hot zone and in front of the two rack rows in front of the rack rows, and blown out the conditioned air from the air conditioners. In a data center that is introduced into the hot zone from the front to the back,
An exhaust duct for guiding the air collected from the exhaust port to the air conditioner;
A data center characterized in that a plurality of hot zones are defined for one exhaust duct.
前記各ホットゾーン内に、前記ホットゾーン内の温度を検出する温度検出手段を設け、 前記温度検出手段で検出される前記吹出口に対応する前記各ホットゾーン内の温度を、所定温度範囲、または所定温度に保つように、前記ファンの回転数を個別に制御する回転数制御装置を備えた
請求項1〜3いずれかに記載のデータセンタ。 In the ceiling in front of both rack rows of each hot zone, substantially one said air outlet is provided for each predetermined number of racks so as to correspond to each hot zone, and each of the air outlets is provided. A fan for blowing out conditioned air in the air conditioning room is provided,
A temperature detecting means for detecting the temperature in the hot zone is provided in each hot zone, and the temperature in each hot zone corresponding to the air outlet detected by the temperature detecting means is a predetermined temperature range, or The data center according to any one of claims 1 to 3, further comprising a rotation speed control device that individually controls the rotation speed of the fan so as to maintain a predetermined temperature.
隣り合う前記排気ダクトに対応する前記各ホットゾーン間の前記空調室の天井に設けられる前記吹出口は、前面同士が向かい合うように整列した前記ラック列の配列方向に、所定台数の前記ラックごとに、実質的に1つの前記吹出口である共通吹出口であり、
前記回転数制御装置は、隣り合う前記排気ダクトに対応する前記各ホットゾーン間に設けられた前記共通吹出口に係る前記ファンの回転数を、前記温度検出手段で検出される前記共通吹出口に対応する複数の前記ホットゾーン内の温度のうち高い方の温度を、所定温度範囲、または所定温度に保つように制御するようにされる
請求項4記載のデータセンタ。 A plurality of the exhaust ducts are provided in parallel, and a plurality of the hot zones are defined for each of the plurality of the exhaust ducts, and the front surface of the rack row constituting each of the hot zones corresponding to the adjacent exhaust ducts In the case where the hot zones are partitioned by aligning the arrangement direction of the rack rows so that they face each other,
The air outlets provided in the ceiling of the air conditioning chamber between the hot zones corresponding to the adjacent exhaust ducts are arranged for each predetermined number of racks in the arrangement direction of the rack rows aligned so that the front faces each other. A common outlet which is substantially one of the outlets;
The rotation speed control device is configured to set the rotation speed of the fan related to the common air outlet provided between the hot zones corresponding to the adjacent exhaust ducts to the common air outlet detected by the temperature detection unit. The data center according to claim 4, wherein a higher one of the temperatures in the corresponding plurality of hot zones is controlled to be kept within a predetermined temperature range or a predetermined temperature.
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-
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