JP2012078056A - Air conditioning system for server room - Google Patents

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Masanobu Onishi
正修 大西
Toshinao Shimizu
俊尚 清水
Shinya Ikeda
真哉 池田
Toshio Tanno
俊雄 丹野
Suguru Shigemura
卓 重村
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioning system for a server room capable of assuring a larger area of the server room by reducing the area of an air conditioning machine room, reducing the total number of air conditioners, and easily and absolutely assuring the security of the server room.SOLUTION: The air conditioning system for a server room is intended for a server room 21 in which many servers 25 are stored in a server rack 26. A building 10 at least includes an air conditioning machine room 22, an uninterruptible power supply room 23, and a server room. An air conditioner 30 installed in the air conditioning machine room is shared for air-conditioning in the server room and the uninterruptible power supply room. The supply air supplied from the air conditioner is supplied to the server room after it is supplied to the uninterruptible power supply room.

Description

本発明は、サーバ室用空調システムに関するものである。   The present invention relates to an air conditioning system for a server room.

従来のデータセンターや電算センター(以下、DCという)におけるサーバ室(電算室)の空調方式としては、サーバ室内を二重床とし、かつ、サーバ室内またはサーバ室に隣接するように空調機械室を設け、該空調機械室に設置される床吹出し空調機により冷風を二重床内に供給し、該二重床からサーバ室内に冷風を供給して、サーバ室全体を冷房する方式が一般的である(例えば、特許文献1参照)。   As an air conditioning method for a server room (computer room) in a conventional data center or computer center (hereinafter referred to as DC), the server room has a double floor and an air conditioning machine room is provided adjacent to the server room or the server room. It is a general method to cool the entire server room by supplying cold air into the double floor by a floor blower air conditioner installed in the air conditioning machine room and supplying cold air from the double floor to the server room. Yes (see, for example, Patent Document 1).

また、DCでは、サーバの電源の信頼性確保の観点から、サーバ室付近にサーバ電源用の無停電電源装置(Uninterruptible Power Supply;以下、UPSという)を設置し、サーバの電源無停電化を図ることが一般的である。このとき、UPSの発熱対策としてUPS用空調機を設置する必要がある。   In addition, in DC, from the viewpoint of ensuring the reliability of the server power supply, an uninterruptible power supply (hereinafter referred to as UPS) for server power supply is installed near the server room to make the server power supply uninterruptible. It is common. At this time, it is necessary to install a UPS air conditioner as a countermeasure against heat generation of the UPS.

特開2004−184070号公報JP 2004-184070 A

ところで、従来のDCの計画においては、次のような問題点がある。
一つ目は、サーバ室用空調機およびUPS用空調機をそれぞれ設置することにより、空調機械室の面積が大きくなり、サーバ室の面積が制限されてしまうことである。
二つ目は、サーバ室用空調機とUPS用空調機をそれぞれ設置することにより空調機の総台数が多くなり、空調機のメンテナンスの負担の増大、空調機の故障発生件数の増大、空調機動力の増加という問題が生じる。
三つ目は、サーバ、UPS、空調機の各メンテナンス技術者は同一ではないため、サーバに保存されたデータのセキュリティ確保のためにサーバ室、UPS室、空調機械室は別室とすることが望ましく、また各メンテナンス技術者の導線を確保する必要があるため、建築計画のプランニング上の制約が多くなるという問題がある。
Incidentally, the conventional DC plan has the following problems.
The first is that the installation of the server room air conditioner and the UPS air conditioner increases the area of the air conditioning machine room and limits the area of the server room.
Second, the installation of server room air conditioners and UPS air conditioners increases the total number of air conditioners, increasing the burden of air conditioner maintenance, increasing the number of air conditioner failures, The problem of increased power arises.
Third, because the maintenance engineers for servers, UPS, and air conditioners are not the same, it is desirable that the server room, UPS room, and air conditioning machine room be separate rooms to ensure the security of data stored in the server. In addition, since it is necessary to secure the conductors of each maintenance engineer, there is a problem in that there are many restrictions on the planning of the building plan.

そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、空調機械室の面積を削減してサーバ室の面積を大きく確保することができるとともに、空調機の総台数を減少することができ、かつ、サーバ室のセキュリティを容易にかつ確実に確保することができるサーバ室用空調システムを提供するものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the area of the air conditioning machine room to secure a large area of the server room and to reduce the total number of air conditioners. And the server room air conditioning system which can ensure the security of a server room easily and reliably is provided.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、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サーバ室用空調システムであって、建物の構成として、少なくとも空調機械室、無停電電源装置室および前記サーバ室を有し、前記空調機械室に設置された空調機は、前記サーバ室および前記無停電電源装置室の空調を兼用するように構成され、前記空調機から供給される給気は、前記無停電電源装置室へ供給された後に、前記サーバ室へ供給されるように構成されていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is an air conditioning system for a server room that targets a server room in which a large number of servers are accommodated and installed in a server rack. Having at least an air conditioning machine room, an uninterruptible power supply room and the server room, and an air conditioner installed in the air conditioning machine room is configured to also serve as an air conditioner for the server room and the uninterruptible power supply room, The air supply supplied from the air conditioner is configured to be supplied to the server room after being supplied to the uninterruptible power supply room.

請求項1に記載した発明によれば、1台の空調機でサーバ室と無停電電源装置室とを共に空調するように構成したため、空調機の総台数を減少することができる。したがって、空調機械室の面積を削減することができ、サーバ室の面積を大きく確保することができる。また、サーバが設置されるサーバ室と、空調機が設置される空調機械室と、無停電電源装置が設置される無停電電源装置室とをそれぞれ区画したため、サーバ室のセキュリティを確保することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the server room and the uninterruptible power supply room are both air-conditioned by one air conditioner, the total number of air conditioners can be reduced. Therefore, the area of the air conditioning machine room can be reduced, and a large area of the server room can be secured. In addition, since the server room where the server is installed, the air conditioning machine room where the air conditioner is installed, and the uninterruptible power supply room where the uninterruptible power supply unit is installed, the security of the server room can be ensured. it can.

請求項2に記載した発明は、前記建物の構成が、前記サーバ室を上階に、前記空調機械室および前記無停電電源装置室を下階に配した二層構造として構成されていることを特徴としている。   The invention described in claim 2 is that the structure of the building is configured as a two-layer structure in which the server room is arranged on the upper floor and the air conditioning machine room and the uninterruptible power supply room are arranged on the lower floor. It is a feature.

請求項2に記載した発明によれば、建物を二層構造とし、上階にサーバ室を配して、空調機械室および無停電電源装置室を下階に配したため、空調機および無停電電源装置のメンテナンスを行う際には、サーバ室が配された上階に立ち入ることなく各機器のメンテナンスを行うことができる。したがって、サーバ室のセキュリティを容易にかつ確実に確保することができる。また、サーバ室と、空調機械室および無停電電源装置室との設置階が異なるように構成したため、建築計画の自由度を向上することができる。   According to the invention described in claim 2, since the building has a two-layer structure, the server room is arranged on the upper floor, the air conditioning machine room and the uninterruptible power supply room are arranged on the lower floor, the air conditioner and the uninterruptible power supply When performing maintenance of the apparatus, it is possible to perform maintenance of each device without entering the upper floor where the server room is arranged. Therefore, the security of the server room can be ensured easily and reliably. Moreover, since the installation floors of the server room, the air conditioning machine room, and the uninterruptible power supply room are configured to be different, the degree of freedom in building planning can be improved.

本発明のサーバ室用空調システムによれば、1台の空調機でサーバ室と無停電電源装置室とを共に空調するように構成したため、空調機の総台数を減少することができる。したがって、空調機械室の面積を削減することができ、サーバ室の面積を大きく確保することができる。また、空調機の台数を減らすことができるため、設備投資費用の無駄を削減することができる。さらに、サーバが設置されるサーバ室と、空調機が設置される空調機械室と、無停電電源装置が設置される無停電電源装置室とをそれぞれ区画したため、サーバ室のセキュリティを確保することができる。   According to the air conditioning system for a server room of the present invention, since the server room and the uninterruptible power supply room are both air-conditioned by one air conditioner, the total number of air conditioners can be reduced. Therefore, the area of the air conditioning machine room can be reduced, and a large area of the server room can be secured. Moreover, since the number of air conditioners can be reduced, waste of capital investment costs can be reduced. Furthermore, since the server room where the server is installed, the air conditioning machine room where the air conditioner is installed, and the uninterruptible power supply room where the uninterruptible power supply is installed, the security of the server room can be ensured. it can.

本発明の実施形態における建物の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the building in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における空調システムを示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an air-conditioning system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における空調システムの別の態様を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another aspect of the air conditioning system in embodiment of this invention. 2009年の札幌の温湿度分布を示す図であり、外気冷房のみで対応できる範囲、フリークーリングまたは外気冷房で対応できる範囲、フリークーリングと空冷チラーとを併用する範囲を図示したグラフである。It is a figure which shows the temperature / humidity distribution of Sapporo of 2009, and is a graph which illustrated the range which can respond only by outside air cooling, the range which can respond by free cooling or outside air cooling, and the range which uses free cooling and an air cooling chiller together. 本発明の実施形態におけるサーバ室の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the server room in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における温熱環境のシミュレーション結果を示す図であり、サーバフロアから3.0m下方の状態を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the thermal environment in embodiment of this invention, and is a figure which shows the state below 3.0 m from a server floor. 本発明の実施形態における温熱環境のシミュレーション結果を示す図であり、サーバフロアから0.3m下方の状態を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the thermal environment in embodiment of this invention, and is a figure which shows the state below 0.3 m from a server floor. 本発明の実施形態における温熱環境のシミュレーション結果を示す図であり、サーバフロアから1.0m上方の状態を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the thermal environment in embodiment of this invention, and is a figure which shows the state of 1.0 m upper direction from a server floor. 本発明の実施形態における温熱環境のシミュレーション結果を示す図であり、サーバフロアから2.5m上方の状態を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the thermal environment in embodiment of this invention, and is a figure which shows the state 2.5 m above a server floor.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本実施形態の建物の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、建物10の構成としては、少なくとも上階11と下階12の2層構造を有しており、上階11にサーバ室21、下階12に空調機30が設置される空調機械室22および無停電電源装置(以下、UPSという)31が設置される無停電電源装置室(以下、UPS室という)23がそれぞれ配されている。そして、本実施形態の空調システム1は、多数のサーバ25をサーバラック26に収容して設置するサーバ室21およびUPS室23を対象とするものである。なお、サーバ室21は二重床構造になっており、配線(不図示)などが収容される床下空間27と、サーバラック26が設置される床上空間28と、を有している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a building according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the building 10 has at least a two-layer structure of an upper floor 11 and a lower floor 12, and a server room 21 is installed on the upper floor 11 and an air conditioner 30 is installed on the lower floor 12. And an uninterruptible power supply room (hereinafter referred to as UPS room) 23 in which an air conditioning machine room 22 and an uninterruptible power supply (hereinafter referred to as UPS) 31 are installed. The air conditioning system 1 of this embodiment is intended for the server room 21 and the UPS room 23 in which a large number of servers 25 are accommodated and installed in a server rack 26. The server room 21 has a double floor structure, and includes an underfloor space 27 in which wiring (not shown) and the like are accommodated, and an abovefloor space 28 in which the server rack 26 is installed.

UPS室23にはサーバ25の電源を無停電化するためのUPS31が設置されている。このUPS31にはバッテリ(不図示)が搭載されており、停電などが発生してもサーバ25の電源を切断させることなく電源オン状態を保持することができる。したがって、不測の事態が発生してもサーバ25がダウンすることはなく、サーバ電源の信頼性を確保することができる。   The UPS room 23 is provided with a UPS 31 for making the power supply of the server 25 uninterruptible. The UPS 31 is equipped with a battery (not shown), and can maintain a power-on state without turning off the server 25 even if a power failure occurs. Therefore, even if an unexpected situation occurs, the server 25 does not go down, and the reliability of the server power supply can be ensured.

ここで、サーバ25およびUPS31はともに起動状態において発熱し、高温状態が継続すると機器の故障につながるため、サーバ25およびUPS31はともに適正温度に保持するために冷却する必要がある。   Here, both the server 25 and the UPS 31 generate heat in the start-up state, and if the high temperature state continues, it leads to a failure of the device. Therefore, both the server 25 and the UPS 31 need to be cooled in order to maintain an appropriate temperature.

図2は本実施形態の空調システム1を示す概略構成図である。図2に示すように、本実施形態では、サーバ25およびUPS31を冷却するための空調機30が空調機械室22に設置されている。空調システム1は、空調機械室22に空調機30が所定台数設置されており、空調機30からUPS室23へ向かって給気ダクト33が設けられている。給気ダクト33から供給された空調空気はまずUPS室23へ供給され、UPS室23内に設置されたUPS31を冷却する。そして、例えばUPS室23の天井面に設けられた吸込口34に空調空気が吸い込まれる。吸込口34にはバイパスダクト32が接続されており、該バイパスダクト32は上階11のサーバ室21の床下空間27に開放されており、空調空気はサーバ室21に供給されるように構成されている。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the air conditioning system 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, in this embodiment, an air conditioner 30 for cooling the server 25 and the UPS 31 is installed in the air conditioning machine room 22. In the air conditioning system 1, a predetermined number of air conditioners 30 are installed in the air conditioning machine room 22, and an air supply duct 33 is provided from the air conditioner 30 toward the UPS room 23. The conditioned air supplied from the air supply duct 33 is first supplied to the UPS chamber 23 to cool the UPS 31 installed in the UPS chamber 23. For example, the conditioned air is sucked into the suction port 34 provided on the ceiling surface of the UPS chamber 23. A bypass duct 32 is connected to the suction port 34, and the bypass duct 32 is open to the underfloor space 27 of the server room 21 on the upper floor 11, and the conditioned air is configured to be supplied to the server room 21. ing.

サーバ室21の床下空間27に供給された空調空気は、床上空間28のサーバラック26内や隣り合うサーバラック26,26間に形成された通路62を所定温度に冷房する。サーバラック26内を通過してサーバ25を冷却した空調空気はサーバ室21の天井内空間35へ導かれる。   The conditioned air supplied to the underfloor space 27 of the server room 21 cools the passage 62 formed in the server rack 26 of the above-floor space 28 and between the adjacent server racks 26 to a predetermined temperature. The conditioned air that has passed through the server rack 26 and cooled the server 25 is guided to the ceiling space 35 of the server room 21.

天井内空間35には排気ダクト36および排気ファン37が接続されており、天井内空間35に導かれた空調空気の一部または全部をそのまま建物外へ排気することができるように構成されている。なお、排気ファン37にて空調空気を排気する場合は、それと略同量の新鮮空気を空調機械室22の外壁面に設けた給気ガラリ24から空調機30へ取り込むことができるように構成されている。つまり、夏場を除く時期に、排気ファン37にて空調空気を全部排気し、常に温度の低い新鮮空気を空調空気として利用する外気冷房運転を行うことができるように構成されている。また、給気ガラリ24と空調機30との間には給気ダクト48が設けられており、該給気ダクト48には塩害対策として除塩フィルタ49などを設置してもよい。   An exhaust duct 36 and an exhaust fan 37 are connected to the ceiling interior space 35 so that part or all of the conditioned air guided to the ceiling interior space 35 can be exhausted outside the building as it is. . In addition, when exhausting air-conditioning air with the exhaust fan 37, it is comprised so that substantially the same amount of fresh air can be taken in into the air conditioner 30 from the air supply gallery 24 provided in the outer wall surface of the air-conditioning machine room 22. ing. In other words, at the time except summer, the exhaust fan 37 exhausts all of the conditioned air, and the outside air cooling operation that always uses fresh air having a low temperature as the conditioned air can be performed. Further, an air supply duct 48 is provided between the air supply gallery 24 and the air conditioner 30, and a salt removal filter 49 or the like may be installed in the air supply duct 48 as a salt damage countermeasure.

さらに、天井内空間35には還気ダクト39が接続されており、天井内空間35に導かれた空調空気の一部または全部をそのまま空調機械室22(空調機30)へ還気することができるように構成されている。つまり、1台の空調機30でUPS室23とサーバ室21をともに冷房できるように構成されている。なお、排気ダクト36、還気ダクト39、および、給気ダクト48にはそれぞれ風量調節ダンパ51が設けられており、各ダンパの開度を適正に調節することにより、空調システム1のエアバランスが確保される。   Further, a return air duct 39 is connected to the ceiling space 35, and part or all of the conditioned air guided to the ceiling space 35 can be directly returned to the air conditioning machine room 22 (air conditioner 30). It is configured to be able to. That is, the UPS room 23 and the server room 21 can be cooled together with a single air conditioner 30. The exhaust duct 36, the return air duct 39, and the air supply duct 48 are each provided with an air volume adjusting damper 51, and the air balance of the air conditioning system 1 can be adjusted by appropriately adjusting the opening degree of each damper. Secured.

空調機30は、例えば、ケーシング41内にフィルタ42と送風機43と冷却コイル44とを備えた構成のものが好適に採用可能であるが、サーバ室21を冷却できるものであれば、必要能力に応じて適宜の形式、空調能力の空調機を任意に採用可能である。なお、空調機30の送風機43は、例えばサーバラック26が複数並べられたラック列ごとの電力消費量に応じてインバータ制御して、送風機43の動力の削減を図ることができるように構成されている。   As the air conditioner 30, for example, a structure having a filter 42, a blower 43, and a cooling coil 44 in the casing 41 can be suitably employed. However, if the server room 21 can be cooled, the required capacity can be obtained. Accordingly, an air conditioner having an appropriate type and air conditioning capability can be arbitrarily adopted. Note that the blower 43 of the air conditioner 30 is configured so as to reduce the power of the blower 43 by performing inverter control according to the power consumption for each rack row in which a plurality of server racks 26 are arranged, for example. Yes.

また、冷却コイル44は、例えば建物10の屋上13に設置された冷却塔45と冷却水配管46を介して接続されている。このように構成することで、冷却塔45を通過することで冷やされた冷却水が冷却水配管(往管)46aを通流して冷却コイル44へ供給され、該冷却コイル44内を冷却水が通過し、同時に冷却コイル44にサーバ室21を冷房して暖められた空調空気が通過することで、冷却水と空調空気とが熱交換され、空調空気を所定の温度まで冷却することができるように構成されている。一方、空調空気が冷却されることに伴い冷却水の温度は上昇する。そして、冷却コイル44を通過した冷却水は冷却水配管(還管)46bを通流して冷却塔45へと戻るように構成されている。このようにして、冷却水が冷却塔45と冷却コイル44との間を循環することにより、熱源を用いることなく空調空気を冷却(冷房)することができる。このような熱源を用いない冷却塔45によるフリークーリング主体の運転を行うことにより、省エネルギー化を図ることができる。   The cooling coil 44 is connected to a cooling tower 45 installed on the rooftop 13 of the building 10 and a cooling water pipe 46, for example. With this configuration, the cooling water cooled by passing through the cooling tower 45 flows through the cooling water pipe (outward pipe) 46a and is supplied to the cooling coil 44, and the cooling water passes through the cooling coil 44. The conditioned air that passes through and simultaneously cools the server room 21 through the cooling coil 44 passes through the heat exchange between the cooling water and the conditioned air so that the conditioned air can be cooled to a predetermined temperature. It is configured. On the other hand, the temperature of the cooling water rises as the conditioned air is cooled. The cooling water that has passed through the cooling coil 44 flows through the cooling water pipe (return pipe) 46 b and returns to the cooling tower 45. In this way, the cooling water circulates between the cooling tower 45 and the cooling coil 44, whereby the conditioned air can be cooled (cooled) without using a heat source. Energy saving can be achieved by performing a free cooling main operation by the cooling tower 45 without using such a heat source.

さらに、このように構成された空調機30を空調機械室22内に設置することにより、サーバ室21内に空調機を設置する従来一般の空調システムのようにメンテナンスに際して作業員がサーバ室21に入る必要はなく、したがってセキュリティを確保する上で有利である。すなわち、本実施形態の空調システム1は、ITエンジニアと設備エンジニアの作業エリアを明確に分離したセキュリティの高いシステムである。また、空調機30を増設したり、機器更新を行ったりする場合は、その作業を空調機械室22内で実施できるため、サーバ室21を稼動しながらの改修工事も可能である。   Furthermore, by installing the air conditioner 30 configured as described above in the air conditioning machine room 22, an operator can enter the server room 21 during maintenance as in a conventional general air conditioning system in which an air conditioner is installed in the server room 21. There is no need to enter, which is advantageous in ensuring security. That is, the air conditioning system 1 of this embodiment is a high security system that clearly separates the work areas of IT engineers and equipment engineers. Further, when the air conditioner 30 is added or the equipment is updated, the work can be performed in the air conditioning machine room 22, so that the repair work while the server room 21 is operating is also possible.

そして、空調機30はサーバ電流やサーバ温度(もしくはサーバラック温度)など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(不図示)によりサーバ25の実際の稼働状況を検知可能とし、それに基づいて例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。   The air conditioner 30 can detect the actual operating status of the server 25 by a sensor (not shown) provided to detect ambient environment information such as server current and server temperature (or server rack temperature) every moment. On the basis of this, it is preferable that the optimum cooling operation is performed by, for example, inverter control, so that the most efficient energy saving operation is possible.

なお、図3に示すように、夏季の外気温度がピークに達する時期などにおいて、上述した空調システム1だけではサーバ25およびUPS31の発熱負荷を除去できない虞がある場合は、補助的に空冷チラー55を設置してもよい。空冷チラー55は、例えば屋上13に設置され、空冷チラー55からは冷媒配管56が延設されている。この冷媒配管56と冷却水配管46との間には熱交換器57が設けられており、冷却水を所定温度まで冷却することができるように構成されている。また、給気ダクト48に冷却コイル58を設け、該冷却コイル58と冷媒配管56とを接続することにより、空調機30へ取り込む新鮮空気を所定温度に冷却することができるように構成されている。
さらには、空冷パッケージエアコン59を空調機械室22に設置して、サーバ室21およびUPS室23を冷房するような構成を補助的に設けてもよい。
As shown in FIG. 3, when there is a possibility that the heat generation load of the server 25 and the UPS 31 cannot be removed only by the above-described air conditioning system 1 at the time when the outdoor temperature in summer reaches a peak, the air cooling chiller 55 is supplementarily provided. May be installed. The air cooling chiller 55 is installed on the rooftop 13, for example, and a refrigerant pipe 56 extends from the air cooling chiller 55. A heat exchanger 57 is provided between the refrigerant pipe 56 and the cooling water pipe 46 so that the cooling water can be cooled to a predetermined temperature. In addition, a cooling coil 58 is provided in the air supply duct 48, and the cooling coil 58 and the refrigerant pipe 56 are connected so that fresh air taken into the air conditioner 30 can be cooled to a predetermined temperature. .
Furthermore, a configuration in which the air-cooled packaged air conditioner 59 is installed in the air-conditioning machine room 22 to cool the server room 21 and the UPS room 23 may be provided as an auxiliary.

本実施形態の空調システム1では、例えば、UPS室23内を25℃に保持するとともに、サーバ室21への空調空気の供給温度が26℃になるように制御している。サーバ室21への給気温度を26℃に設定することにより、外気冷房・フリークーリングの利用可能時間を最大化し、熱源機器(空冷チラー55、空冷パッケージエアコン59など)および空調機30の容量を削減するとともに、各機器の高効率運転を実現することができる。   In the air conditioning system 1 of the present embodiment, for example, the inside of the UPS room 23 is maintained at 25 ° C., and the supply temperature of the conditioned air to the server room 21 is controlled to be 26 ° C. By setting the supply air temperature to the server room 21 to 26 ° C., the available time of outside air cooling / free cooling is maximized, and the capacity of the heat source equipment (air cooling chiller 55, air cooling package air conditioner 59, etc.) and the air conditioner 30 is increased. In addition to reduction, it is possible to achieve high efficiency operation of each device.

図4に示すように、例えば、札幌における2009年の温湿度分布を考慮すると、領域Aの範囲内、つまり、年間の約20%は外気冷房のみでサーバ室21およびUPS室23の空調を行うことができる。同様に、領域Bの範囲内、つまり、年間の約67%はフリークーリングまたは外気冷房にてサーバ室21およびUPS室23の空調を行うことができる。したがって、札幌においては、年間の約87%は熱源を用いずにサーバ室21およびUPS室23を所定温度に空調(冷房)することができる。なお、領域Cの範囲内の温湿度条件になった場合のみ、フリークーリング+空冷チラー併用方式を採用すればよい。本実施形態の空調システム1を採用することにより、熱源容量の低減およびランニングコストの低減を図ることができる。   As shown in FIG. 4, for example, considering the temperature and humidity distribution in Sapporo in 2009, the server room 21 and the UPS room 23 are air-conditioned only in the outside air within the range of the area A, that is, about 20% of the year. be able to. Similarly, the air conditioning of the server room 21 and the UPS room 23 can be performed within the range of the area B, that is, about 67% of the year by free cooling or outside air cooling. Therefore, in Sapporo, about 87% of the year, the server room 21 and the UPS room 23 can be air-conditioned (cooled) to a predetermined temperature without using a heat source. It should be noted that only when the temperature and humidity conditions are within the range of region C, the combined use of free cooling and air cooling chiller may be employed. By adopting the air conditioning system 1 of the present embodiment, it is possible to reduce the heat source capacity and the running cost.

次に、サーバ室21内の構成を詳細に説明する。
図5に示すように、サーバ室21は二重床構造になっており、フリーアクセスフロア60の下側が床下空間27として構成され、上側が床上空間28として構成されている。床上空間28にはサーバ25が複数台収容されたサーバラック26が複数連結されたラック列61が所定間隔ごとに配列されており、隣り合うラック列61,61間が通路62として構成されている。
Next, the configuration in the server room 21 will be described in detail.
As shown in FIG. 5, the server room 21 has a double floor structure, and the lower side of the free access floor 60 is configured as an underfloor space 27 and the upper side is configured as an above-floor space 28. A rack row 61 in which a plurality of server racks 26 in which a plurality of servers 25 are accommodated is connected is arranged at predetermined intervals in the floor space 28, and a path 62 is formed between adjacent rack rows 61, 61. .

フリーアクセスフロア60には、床吹出口63が設けられており、床下空間27から床上空間28(サーバラック26内および通路62)に向かって空調空気が吹き出されるように構成されている。   The free access floor 60 is provided with a floor outlet 63 so that conditioned air is blown from the underfloor space 27 toward the above-floor space 28 (in the server rack 26 and the passage 62).

また、サーバラック26の上部には、サーバラック26内に供給された空調空気を排出する排出口が形成されるとともに、該排出口とサーバ室21の天井内空間35とを連結するバイパスダクト64が設けられている。このように構成することで、サーバラック26内を通過した空調空気は、サーバ25を冷却することで温度が上昇するが、その暖められた空調空気は、通路62へ漏洩することなく、直接天井内空間35へと案内される。すなわち、サーバ室21内は、床下空間27および通路62がコールドアイルとして構成され、サーバラック26内および天井内空間35がホットアイルとして構成される。このようにコールドアイルとホットアイルを明確に区画することにより、冷気と暖気とを分離することができ、冷房効率を向上することができる。   In addition, a discharge port for discharging the conditioned air supplied into the server rack 26 is formed in the upper portion of the server rack 26, and a bypass duct 64 that connects the discharge port and the space 35 in the ceiling of the server room 21. Is provided. With this configuration, the temperature of the conditioned air that has passed through the server rack 26 rises as the server 25 is cooled, but the warmed conditioned air does not leak into the passage 62 and directly passes through the ceiling. Guided to the interior space 35. That is, in the server room 21, the underfloor space 27 and the passage 62 are configured as cold aisles, and the server rack 26 and the ceiling space 35 are configured as hot aisles. Thus, by clearly dividing the cold aisle and the hot aisle, the cool air and the warm air can be separated, and the cooling efficiency can be improved.

具体的には、空調機30から25℃で供給された空調空気(冷気)は、UPS室23の発熱を処理した後、約26℃でサーバ室21の床下空間(コールドアイル)27に吹き出すように構成されている。サーバラック26内に供給された空調空気は、サーバ25の排熱により約38℃まで暖められる。このとき、コールドアイルとホットアイルは区画されているため、暖められた空調空気(暖気)は冷気と混合することなく、天井内空間35からサーバ室21の周縁に設けられた還気ダクト39に至る。そして、この暖められた空調空気(暖気)は外気条件により新鮮空気(外気)と混合して冷却するように構成され、または、フリークーリングによって得られた冷却水により冷却し、所定の温度に調整してUPS室23内に再度吹き出すように構成されている。   Specifically, the conditioned air (cold air) supplied from the air conditioner 30 at 25 ° C. is processed so as to blow out to the under-floor space (cold aisle) 27 of the server room 21 at about 26 ° C. after the heat generation in the UPS chamber 23 is processed. It is configured. The conditioned air supplied into the server rack 26 is warmed to about 38 ° C. by the exhaust heat of the server 25. At this time, since the cold aisle and the hot aisle are partitioned, the warmed conditioned air (warm air) is not mixed with the cool air, and is passed from the ceiling space 35 to the return air duct 39 provided at the periphery of the server room 21. It reaches. The warmed air-conditioned air (warm air) is mixed with fresh air (outside air) and cooled according to the outside air conditions, or cooled with cooling water obtained by free cooling and adjusted to a predetermined temperature. Then, it is configured to blow out again into the UPS chamber 23.

次に、上述したサーバ室21の温熱環境のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションの条件としては、サーバラック1台あたりの発熱負荷を8kW/ラックの80%とし、サーバラック数を200ラック、UPSの発熱負荷を電気容量の0.7%、冷気送風温度(送風機出口)を25℃、送風量をΔt=12℃で325000m/hとした。 Next, the simulation result of the thermal environment of the server room 21 described above will be described. As simulation conditions, the heat generation load per server rack is 8 kW / rack 80%, the number of server racks is 200 racks, the heat generation load of UPS is 0.7% of the electric capacity, and the cool air blowing temperature (blower outlet) Was 25 ° C. and the air flow rate was 325,000 m 3 / h at Δt = 12 ° C.

サーバ室21の床面を基準として、いくつかの高さごとの温熱環境のシミュレーション結果を示す。なお、以下の図では色が濃くなるほど温度が高くなっている状況を示す。   The simulation result of the thermal environment for every several heights is shown on the basis of the floor surface of the server room 21. In the following diagram, the temperature is higher as the color is darker.

図6はサーバフロア(サーバラック26が設置されるフリーアクセスフロア60の床面)から3.0m下方、つまり下階12の空調機械室22およびUPS室23の温熱環境である。UPS室23の発熱は空調機30から吹き出された25℃の冷気により処理され、UPS室23内を25〜26℃に保持している。なお、本シミュレーションでは、UPS室23の両側に空調機械室22が配されている。   FIG. 6 shows the thermal environment of the air conditioning machine room 22 and the UPS room 23 on the lower floor 12, that is, 3.0 m below the server floor (floor surface of the free access floor 60 on which the server rack 26 is installed). The heat generated in the UPS chamber 23 is treated by cold air of 25 ° C. blown from the air conditioner 30, and the inside of the UPS chamber 23 is maintained at 25 to 26 ° C. In this simulation, air conditioning machine rooms 22 are arranged on both sides of the UPS room 23.

図7はサーバフロアから0.3m下方、つまりサーバ室21の床下空間27内の温熱環境である。UPS室23の発熱を処理した後、空調空気(冷気)は床下空間27内に25〜26℃で吹き出される。また、サーバ室21の両側には還気スペース65が設けられており、サーバ25の排熱などにより暖められた空調空気(暖機)は約38℃にて空調機30に戻る。なお、本シミュレーションにおいては、建物外壁とサーバ室21との間に形成された空間自体が還気スペース65として構成されており、該還気スペース65を通過した空調空気(暖機)は、空調機械室22(空調機30)へと導かれるように構成されている。   FIG. 7 shows a thermal environment 0.3 m below the server floor, that is, in the underfloor space 27 of the server room 21. After the heat generation in the UPS chamber 23 is processed, the conditioned air (cold air) is blown into the underfloor space 27 at 25 to 26 ° C. Moreover, return air spaces 65 are provided on both sides of the server room 21, and the conditioned air (warm-up) warmed by exhaust heat from the server 25 returns to the air conditioner 30 at about 38 ° C. In this simulation, the space itself formed between the building outer wall and the server room 21 is configured as the return air space 65, and the conditioned air (warm-up) that has passed through the return air space 65 is air-conditioned. It is comprised so that it may be guide | induced to the machine room 22 (air conditioner 30).

図8はサーバフロアから1.0m上方、つまりサーバラック26設置レベルの温熱環境である。ラック列61以外はコールドアイルとなって25〜26℃を維持している。また、コールドアイルには発熱部分が存在しない。   FIG. 8 shows a thermal environment 1.0 m above the server floor, that is, the installation level of the server rack 26. Other than the rack row 61, cold aisles are maintained at 25 to 26 ° C. Moreover, there is no heat generating part in the cold aisle.

図9はサーバフロアから2.5m上方、つまりサーバラック26の上部レベルの温熱環境である。サーバラック26上部のホットアイル(バイパスダクト64内)はサーバ25の排熱によって暖められた空調空気(暖気)が通り、その上部の天井内空間35に吸い込まれる。また、その他の部分はコールドアイルとして25〜26℃の温度を保持している。   FIG. 9 shows a thermal environment 2.5 m above the server floor, that is, the upper level of the server rack 26. The hot aisle (inside the bypass duct 64) above the server rack 26 passes conditioned air (warm air) heated by the exhaust heat of the server 25 and is sucked into the ceiling space 35 above the server rack 26. Moreover, the other part is maintaining the temperature of 25-26 degreeC as a cold aisle.

本実施形態によれば、1台の空調機30でサーバ室21とUPS室23とを共に空調するように構成したため、空調機30の総台数を減少することができる。したがって、空調機械室22の面積を削減することができ、サーバ室21の面積を大きく確保することができる。また、サーバ25が設置されるサーバ室21と、空調機30が設置される空調機械室22と、UPS31が設置されるUPS室23とをそれぞれ区画したため、サーバ室21のセキュリティを確保することができる。   According to the present embodiment, since the server room 21 and the UPS room 23 are both air-conditioned by one air conditioner 30, the total number of air conditioners 30 can be reduced. Therefore, the area of the air conditioning machine room 22 can be reduced, and the area of the server room 21 can be secured large. Further, since the server room 21 in which the server 25 is installed, the air conditioning machine room 22 in which the air conditioner 30 is installed, and the UPS room 23 in which the UPS 31 is installed are partitioned, the security of the server room 21 can be ensured. it can.

また、建物10を二層構造とし、上階11にサーバ室21を配して、空調機械室22およびUPS室23を下階12に配したため、空調機30およびUPS31のメンテナンスを行う際には、サーバ室21が配された上階11に立ち入ることなく各機器のメンテナンスを行うことができる。したがって、サーバ室21のセキュリティを容易にかつ確実に確保することができる。また、サーバ室21と、空調機械室22およびUPS室23との設置階が異なるように構成したため、建築計画の自由度を向上することができる。   In addition, since the building 10 has a two-layer structure, the server room 21 is arranged on the upper floor 11, and the air conditioning machine room 22 and the UPS room 23 are arranged on the lower floor 12, the maintenance of the air conditioner 30 and the UPS 31 is performed. The maintenance of each device can be performed without entering the upper floor 11 where the server room 21 is arranged. Therefore, the security of the server room 21 can be ensured easily and reliably. Moreover, since the installation floors of the server room 21, the air conditioning machine room 22, and the UPS room 23 are different, the degree of freedom in building planning can be improved.

尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and configuration described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.

例えば、本実施形態では、天井内空間35と空調機械室22との間を連結する還気ダクト39を設けた場合の説明をしたが、還気ダクト39を設けず、建物10の外壁とサーバ室21との間に形成されたスペースを還気スペースとして構成してもよい(上述したシミュレーションで用いた構成と略同一)。このように還気スペースを建物10の外壁近傍に設けることにより、建物10への結露発生を防止することができるとともに、サーバ25の排熱によって高温になっている空調空気が還気スペースを通過することで外気との間で熱交換され、空調空気の温度を低下させることができる。   For example, in this embodiment, the case where the return air duct 39 which connects between the ceiling space 35 and the air-conditioning machine room 22 is described, but the return air duct 39 is not provided, and the outer wall of the building 10 and the server are provided. The space formed between the chambers 21 may be configured as a return air space (substantially the same as the configuration used in the above-described simulation). By providing the return air space in the vicinity of the outer wall of the building 10 in this way, it is possible to prevent the dew condensation from occurring on the building 10, and the conditioned air that is heated by the exhaust heat of the server 25 passes through the return air space. As a result, heat is exchanged with the outside air, and the temperature of the conditioned air can be lowered.

また、本実施形態では建物が2層構造の場合で説明したが、敷地面積などの条件が許せば建物を1層構造とし、サーバ室、空調機械室およびUPS室を同じフロアに配置してもよい。   In the present embodiment, the building has a two-layer structure. However, if conditions such as the site area permit, the building has a one-layer structure, and the server room, the air conditioning machine room, and the UPS room may be arranged on the same floor. Good.

1…空調システム(サーバ室用空調システム) 10…建物 11…上階 12…下階21…サーバ室 22…空調機械室 23…UPS室(無停電電源装置室) 25…サーバ 26…サーバラック 30…空調機   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air conditioning system (air conditioning system for server rooms) 10 ... Building 11 ... Upper floor 12 ... Lower floor 21 ... Server room 22 ... Air conditioning machine room 23 ... UPS room (uninterruptible power supply room) 25 ... Server 26 ... Server rack 30 …air conditioner

Claims (2)

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サーバ室用空調システムであって、
建物の構成として、少なくとも空調機械室、無停電電源装置室および前記サーバ室を有し、
前記空調機械室に設置された空調機は、前記サーバ室および前記無停電電源装置室の空調を兼用するように構成され、
前記空調機から供給される給気は、前記無停電電源装置室へ供給された後に、前記サーバ室へ供給されるように構成されていることを特徴とするサーバ室用空調システム。
A server room air conditioning system for a server room where a large number of servers are accommodated in a server rack,
As a structure of the building, it has at least an air conditioning machine room, an uninterruptible power supply room, and the server room,
The air conditioner installed in the air conditioning machine room is configured to also serve as the air conditioning of the server room and the uninterruptible power supply room,
An air supply system for a server room, wherein the air supply supplied from the air conditioner is supplied to the server room after being supplied to the uninterruptible power supply room.
前記建物の構成が、前記サーバ室を上階に、前記空調機械室および前記無停電電源装置室を下階に配した二層構造として構成されていることを特徴とする請求項1に記載のサーバ室用空調システム。   The structure of the building is configured as a two-layer structure in which the server room is arranged on the upper floor and the air conditioning machine room and the uninterruptible power supply room are arranged on the lower floor. Air conditioning system for server rooms.
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