JP2012072999A - 情報処理関連機器用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】機密性のある冷却効率の高い格納部と冷却装置とからなる可搬性に富んだ情報処理関連機器用空調システムを提供する。
【解決手段】密封状態に保たれる格納部と、その下部に設置される冷却装置と、仕切り床面と、冷却した空気を格納部に給気する情報処理関連機器の前面の床面に設けられた冷気供給口と、熱を吸収した空気の逆流を抑制する遮蔽壁と、情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気を冷却装置に吸引するために床面に設けられた空気吸気口と、からなり、システム内の空気を循環させ冷却装置の冷気供給口から供給される冷却した空気で熱を発する情報処理関連装置を冷却し、熱を吸収した空気を空気吸気口から吸引して冷却装置に搬送して冷却し、冷却された空気を再循環させる空調システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、情報処理関連機器を収納する空調設備を備えたシステムに関し、特に、情報処理関連機器の格納部を上部に配置し、該格納部の下部である底部に冷却設備を設置した可搬性に富む情報処理関連機器用空調システムに関する。

コンピュータシステムを使用したビジネスは拡大し、コンピュータの重要性は増してきており、コンピュータシステムは２４時間、３６５日、常に安定した稼働が求められており、これを実現する環境を構築することが急務となっている。また、セキュリティの確保や、リスクマネージメントの重要性が求められている昨今、サーバ等のＩＴ機器や通信機器等を、火災や震災等の災害に備えて本社以外の安全な場所である遠隔地に移設配置して運用することが求められており、本社は勿論の事、遠隔地においてデータのバックアップや必要な操作を実施することが現実に行われ、推奨実践されている。

近年のＩＴ機器や通信機器等は、高度に集約化されており、高集約化が進むと同時にサーバをはじめとする通信機械器具を含む各種ＩＴ機器はその数が多くなり、機器の発熱量も増大し、高発熱化も進行している。一方で通信機器を含むＩＴ機器等は、熱に対する耐性が低く、冷却が不十分である場合、動作に不具合が生ずる虞があることが経験的に実証されている。安定したシステムの稼働を実現するには、この発熱したＩＴ機器等を迅速に冷却させる強力な空調設備が必要となってくる。

上記機器等の冷却問題を解決することを目的とした従来技術として、特許文献１に開示される「電算機室用空調システム」がある。この特許文献１には、空気調和装置から吹き出された冷却用空気を、ラック群に収容された機器に給気して機器を冷却し、その後、排気された熱を吸収した空気をラック上部の空間から誘導して、空気調和装置に再度吸引する電算機室用空調システムが開示されている。また、該システムには、ラック群の上部に遮蔽体が設けられており、機器の収容されたラック群から排出される熱を吸収した空気がラック前面部に回り込むのを阻止する構造が開示されている。

また、特許文献２に開示された発明では、特許文献１で開示された電算機室用空調システムに、さらにラック群から排出された熱を吸収した空気を空気調和装置へ誘導するガイド部を備えることにより、空調の効率化を図る構成が開示されている。

空調設備は効果的であるが、このような設備を会社等の建築物内に付加的に増設する場合、多くのコストや設備と時間ならび設置スペースが必要となるという問題があった。また、事業規模の拡大等により設備増設の必要性が生じた場合、用地の確保はじめとして早急に対応するのが困難となり、迅速さを要求される近年のコンピュータシステムを使用したビジネスにおいては致命傷となり兼ねなかった。

また、リスクマネージメントの面からは、ＩＴ機器等の機器を中心に社外に設置場所を移すことは望ましいことであり、リスクマネージメントを含む総合的な観点から上記設備を遠隔地に配置する場合もあり、冷却装置を備えた空調設備等が強化された建造物を迅速に整備する必要がある。更に設備の構築には用地の確保も含めて労力と時間が必要となり、また多くのコストが必要となるという問題があった。更に、事業計画の変更に伴う設備増設への迅速な対応も、同様に困難であるという問題があった。

そこで、簡易に移動出来て確保すべき用地も最小限で済む、移動式のコンテナシステムに冷却装置を搭載した情報処理関連機器用空調システムの開発が望まれていた。
特許３８３５６１５号公報 特開２００６−６４３０３号公報

本発明は上記問題を解決するために、構築に必要な時間およびコストを低減化した、冷却装置を備えた空調設備を有する、機密性のある冷却効率の高い格納部と冷却装置とからなる可搬性に富んだ情報処理関連機器用空調システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る情報処理関連機器用空調システムは、情報処理関連機器を格納する情報処理関連機器の格納部と、該情報処理関連機器の格納部に隣接して設置される冷却装置と、からなる運搬移動可能な情報処理関連機器用空調システムであって、密封状態に保たれる情報処理関連機器の格納部と、該格納部の下部に設置される冷却装置と、該格納部と冷却装置を隔離する仕切り床面と、該冷却装置から供給される冷却した空気を情報処理関連機器の格納部に給気するために情報処理関連機器の前面の床面に設けられた冷気供給口と、情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気の逆流を抑制するために情報処理関連機器の上部および／または側部に設けられた遮蔽壁と、情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気を再び前記冷却装置に吸引するために情報処理関連機器の背面の床面に設けられた空気吸気口と、からなり、システム内の空気を循環させて情報処理関連機器を冷却するために、冷却装置の冷気供給口から供給される冷却した空気で熱を発する情報処理関連装置を冷却し、熱を吸収した空気を空気吸気口から吸引して冷却装置に搬送して冷却し、冷却された空気を再循環させる構成である。

また、上記情報処理関連機器の格納部は、側面方向に連結拡張可能なように、側壁が連結による拡張設置時に取外し可能であって、隣接する格納部に双方の情報処理関連機器の前面が対向する状態で接続することが可能な構造である。

また、上記情報処理関連機器の格納部は、情報処理関連機器を収納できる大きさであって、巾２．５メートル以下および長さ６メートル以下となる構造である。

また、上記情報処理関連機器の格納部は、情報処理関連機器の搬入出および保守管理に供する開口扉と、開口扉使用時における情報処理関連機器の格納部内の冷却された空気の外部への流出を防ぐため、情報処理関連機器と該開口扉の間の仕切りを具備する構造である。

本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．冷却装置の上部に情報処理関連機器の格納部を設置した構造であるため、機器を設置する占有面積が最小限に止められ、かつ建築が短期間となり建築コストを抑えることが可能となる。また、冷却された空気を上部、下部と循環させることが出来、かつ、熱を吸収した空気の逆流を防ぐ遮蔽壁を設けているため、冷却効率がよく、環境に優しい情報処理関連機器用空調システムを提供できる。
２．側壁が連結による拡張設置時に取外し可能であるため、必要な時に、側面方向に容易に情報処理関連機器用空調システムを向かい合わせに拡張することが出来るので、向かい合わせに設置して中央の床面を共有することができるので効率的となる。

３．情報処理関連機器の格納部は、情報処理関連機器を収納できる大きさであって、巾２．５メートル以下および長さ６メートル以下であるため、特別の車輌運行申請が不要であり、追加の許可を得ないでも容易に運搬を行うことが出来る。
４．情報処理関連機器と、情報処理関連機器の搬入出および保守管理に供する開口扉の間に仕切りを具備する構造であるため、開口扉使用時における情報処理関連機器の格納部内の冷却された空気の外部への流出を防ぐことが可能であり、冷却効率を上げ、かつ消費電力を抑えることが出来る。

以下、本発明に係る情報処理関連機器用空調システムを、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明における情報処理関連機器の格納部の平面透視図であり、図２は、情報処理関連機器の格納部の側面透視図である。図３は、拡張使用時における情報処理関連機器の格納部の平面透視図であり、図４は、拡張使用時における情報処理関連機器の格納部の側面透視図である。図５は、空気の循環を表す内部構造の側面透視図であり、図６は、拡張使用時における空気の循環を表す内部構造の側面透視図である。図７は、室外機を配置した平面透視図である。

本件の情報処理関連機器用空調システム１０は、構築に必要な時間およびコストを低減化した情報処理関連機器用空調設備であって、冷却効率のよい冷却装置である空調設備を有する、可搬性に富んだコンテナ形式の情報処理関連機器用空調設備である。
本件の情報処理関連機器用空調システム１０は、情報処理関連機器の格納部１１と、冷却装置２０と、仕切り床面３０と、冷気供給口４０と、遮蔽壁５０と、空気吸気口６０とからなる。図２および図４で示すように、収納部と冷却装置の位置関係は、情報処理関連機器の格納部１１を上部に、冷却装置２０を情報処理関連機器の格納部１１の下部に配置しているところに本発明の特徴がある。

また、情報処理関連機器の格納部１１と冷却装置２０の間には、仕切り床面３０が設置されている。冷却装置２０から搬送された冷却された空気は情報処理関連機器の格納部１１の床面に給気される。冷気供給口４０は情報処理関連機器の前面の床面に設けられている。情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気の逆流を抑制する遮蔽壁５０が情報処理関連機器の上部と側部に設けられている。情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気は、冷却装置２０に吸引される。空気吸気口６０は情報処理関連機器の背面の床面に設けられている構成である。

本発明の情報処理関連機器の格納部１１は、密封状態で設置され、図１に示すように、内部には冷却対象である情報処理関連機器が格納設置される。情報処理関連機器は、格納部内に設置するラックに収容される。このラックは、情報処理関連機器の格納部１１の内部の床に溶接またはボルト等で直接固定されているため、地震等の負荷過重に耐え得る構造になっている。
情報処理関連機器の格納部１１は、外板および内板の２重構造となっており、内部に断熱材が収容されている。外板および内板はアルミニウムで構成されるが、板材の素材はこれに限定されるものではない。また、断熱材としてポリスチレンを使用するが、断熱効果を有するものであれば、他の素材を使用することも可能である。

情報処理関連機器の格納部１１には、図１に示すように情報処理関連機器の搬入出および保守管理時の入退室に供する開閉自在の開口扉１４を設けてもよい。その際、開口扉１４の使用時に、情報処理関連機器の格納部１１の内部で循環している冷却された空気が外部へ流出するのを防ぐため、情報処理関連機器と該開口扉の間に開閉自在の仕切り１６を設けることが望ましい。

また、情報処理関連機器の格納部１１の本体の外寸は、情報処理関連機器を収納するのに充分な大きさである必要があるが、特に巾２．５メートル以下および長さ６メートル以下であることが望ましい。これは、一般に用いられている運搬し易い大きさであるということであるが、一般道・高速道路等における車輌運行申請にかかる規格上、手続が不要であるという観点より、特別の許可の申請の必要のない簡便な大きさであって可搬性に優れていることをその理由とする。

次に、本発明の情報処理関連機器用空調システムの内部設備について説明する。まず、冷却装置２０は、図２に示すように情報処理関連機器の格納部１１の下部に設置される。この設置位置が従来の空調システムとは異なっており、この構造により、設置面積を最小限にすることが可能となった。冷却装置２０により冷却された空気の吹き出し部位と冷気供給口４０とは管またはダクトによって繋がっており、この冷却装置２０で冷却された空気は、管またはダクトを通じて冷気供給口４０を介して情報処理関連機器の格納部１１内部に底面より給気される。
情報処理関連機器を冷却して、機器から排出された熱を吸収した空気は、空気吸気口６０を介して冷却装置２０に吸引される。冷却装置２０の空気吸引部位は、空気吸気口６０と繋がっている。これにより、空気の循環が可能となる。

冷却装置２０は、圧縮機・凝縮器・蒸発器を一体として設置する形式、圧縮機・凝縮器・蒸発器を分離して各々冷媒配管により接続する形式のいずれを採用してもよい。なお、後者の場合は、図７に示すように、本発明の情報処理関連機器用空調システムの外部に室外機７０を設置してもよい。
本発明では、冷却装置２０を情報処理関連機器の格納部１１の下部に設置しているので、これにより、機器が隣接直結しているので、余分なダクトを別途設ける必要がなくなるという効果もある。これにより、設備コストの低減、冷却装置２０を含む各機器の省スペース化が図れるのと同時に、空調の効率化が実現可能となった。
また、冷却装置２０を設置する空間に、情報処理関連機器に供される配線を配置するため、ケーブル等が外部に露出することがなくなり、かつ、配線距離を最短にすることが可能となり、配線コストの低減が実現可能となった。

仕切り床面３０は、情報処理関連機器の格納部１１および冷却装置２０を仕切る部材である。仕切り床面３０には、冷気供給口４０および空気吸気口６０が設けられる。
仕切り床面３０はスチールにより構成されるが、強度を保てる材質であれば材質はこれに限定されない。また、断熱材としてウレタンを使用するが、断熱効果を有するものであれば、他の素材を使用することも出来る。

冷気供給口４０は、冷却装置２０から搬送された冷却された空気を情報処理関連機器の格納部１１の床面に給気するために設けられた空調用開口である。これは、冷却装置２０の冷気吹き出し部位の前面上部であって、情報処理関連機器の前面の床に開口される。これにより、情報処理関連機器の格納部１１内に最短距離で冷却された空気を送ることができ、情報処理関連機器を効率よく冷却することが可能となる。
冷気供給口４０の開口の形態は、情報処理関連機器の前面である他は限定されないが、情報処理関連機器の格納部１１の床面および仕切り床面３０に複数開口されることが望ましい。

遮蔽壁５０は、情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気の逆流を抑制する部材である。これは、情報処理関連機器の上部および側部、または上部・側部のいずれか又はいずれにも設けられ、冷気供給口４０から供給された冷却された空気が情報処理関連機器に吸引されず情報処理関連機器の上部または側部を通過して冷却装置２０に再度吸引されること、および、情報処理関連機器から排出された熱を吸収した空気が情報処理関連機器の上部または側部を通過して情報処理関連機器の前面に逆流することを防止する役割を果たしている。これにより、冷却された空気の流出を防ぐとともに効率的な空調を実現している。
遮蔽壁５０は、ビニールカーテン、プラスチック等によって形成されるが、空気の逆流を抑制することができれば、その材質は限定されない。

空気吸気口６０は、情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気を再び冷却装置２０に還流させるために吸引する吸気部であり、情報処理関連機器の背面の床面に設けられる開口である。この開口より、情報処理関連機器の格納部１１内に流動する熱を吸収した空気を冷却装置２０が最短距離で吸引することができ、空気の循環の効率化を図ることが可能となる。
空気吸気口６０の開口形状は、位置が情報処理関連機器の背面である他に限定はないが、情報処理関連機器の格納部１１の床面および仕切り床面３０に複数開口されることが望ましい。

次に、本発明の情報処理関連機器用空調システムの拡張使用時について説明する。本発明の情報処理関連機器の格納部１１は、図３に示すように、側面方向に連結拡張可能となっている。側壁１２が連結による拡張設置時に拡張接着面が取外し可能となっている。側壁１２を取り除くことにより、情報処理関連機器が向かい合わせになるように接合され、拡張された１つの密封空間を確保することが可能となる。このとき、情報処理関連機器は、冷気供給口４０を挟んで、前面が向かい合うように対向して設置される。この構成により、空気の循環効率を下げずにより広く効率的に情報処理関連機器の格納空間を確保することができる。
側壁を接合する構成により、情報処理関連機器用空調システムの拡張使用を可能としたことで、事業計画の変更等に伴う情報処理関連機器の増設にあたり、設備増設への迅速な対応が容易となった。

情報処理関連機器の格納部１１には、開口扉１４および仕切り１６が設置されることが可能であるが、開口扉１４は、いずれかの情報処理関連機器の格納部１１に設置されていればよい。また、拡張使用時は、単一の冷却装置２０を使用する構成であっても、図４にあるように新たに冷却装置２０を設置し２機の冷却装置を同時に使用する形態であってもよい。

次に、本発明の情報処理関連機器用空調システム内の空気の循環について説明する。
図５および図６に示すように、システム内の空間を空気が循環し、情報処理関連機器を冷却する。すなわち、まず、冷却装置２０が冷却された空気を発生し、管またはダクトで繋がっている冷気供給口４０から情報処理関連機器の前面に冷却された空気を給気する。情報処理関連機器は冷却された空気により冷却される。その後、情報処理関連機器が発した熱を吸収した空気は上面または背面から排出され、この熱を吸収した空気を空気吸気口６０から吸引して、冷却装置２０により再度冷却し、冷却された後、冷気供給口４０を介して情報処理関連機器の前面に給気されることにより冷却された空気が再循環される。
情報処理関連機器の上部や側部には、空気の逆流を抑制する遮蔽壁５０が設置されているため、空気の循環が滞ったり、また非効率的な循環となることは防止されているので、高い冷却効果を得ることが出来る。

情報処理関連機器の格納部の平面透視図 情報処理関連機器の格納部の側面透視図 拡張使用時における情報処理関連機器の格納部の平面透視図 拡張使用時における情報処理関連機器の格納部の側面透視図 空気の循環を表す内部構造の側面透視図 拡張使用時における空気の循環を表す内部構造の側面透視図 室外機を配置した平面透視図

１０ 情報処理関連機器用空調システム
１１ 情報処理関連機器の格納部
１２ 側壁
１４ 開口扉
１６ 仕切り
２０ 冷却装置
３０ 仕切り床面
４０ 冷気供給口
５０ 遮蔽壁
６０ 空気吸気口
７０ 室外機

Claims (4)

1. 情報処理関連機器を格納する情報処理関連機器の格納部と、該情報処理関連機器の格納部に隣接して設置される冷却装置と、からなる運搬移動可能な情報処理関連機器用空調システムにおいて、
   密封状態に保たれる情報処理関連機器の格納部と、
   該格納部の下部に設置される冷却装置と、
   該格納部と冷却装置を隔離する仕切り床面と、
   該冷却装置から供給される冷却した空気を情報処理関連機器の格納部に給気するために情報処理関連機器の前面の床面に設けられた冷気供給口と、
   情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気の逆流を抑制するために情報処理関連機器の上部および／または側部に設けられた遮蔽壁と、
   情報処理関連機器から放出された熱を吸収した空気を再び前記冷却装置に吸引するために情報処理関連機器の背面の床面に設けられた空気吸気口と、
   からなり、
   システム内の空気を循環させて情報処理関連機器を冷却するために、冷却装置の冷気供給口から供給される冷却した空気で熱を発する情報処理関連装置を冷却し、熱を吸収した空気を空気吸気口から吸引して冷却装置に搬送して冷却し、冷却された空気を再循環させることを特徴とする、情報処理関連機器用空調システム。
2. 該情報処理関連機器の格納部は、側面方向に連結拡張可能なように、側壁が連結による拡張設置時に取外し可能であって、隣接する格納部に双方の情報処理関連機器の前面が対向する状態で接続することが可能な構成であることを特徴とする、請求項１記載の情報処理関連機器用空調システム。
3. 該情報処理関連機器の格納部は、情報処理関連機器を収納できる大きさであって、巾２．５メートル以下および長さ６メートル以下であることを特徴とする、請求項１及び請求項２記載の情報処理関連機器用空調システム。
4. 該情報処理関連機器の格納部は、情報処理関連機器の搬入出および保守管理に供する開口扉と、開口扉使用時における情報処理関連機器の格納部内の冷却された空気の外部への流出を防ぐため、情報処理関連機器と該開口扉の間に仕切りを装備することを特徴とする、請求項１乃至請求項３記載の情報処理関連機器用空調システム。