JP2012173118A - 温度計測システムおよび温度計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気温度または排気温度の計測を簡易に行うこと。
【解決手段】
情報処理装置を格納するラックの吸気口または排気口の少なくともいずれか一方に規定された計測面に計測板を設置し、赤外線カメラを前記赤外線カメラに前記計測面が映らない且つ前記計測板が映る位置に配置し、前記計測板を前記赤外線カメラで撮影する。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置の吸気温度または排気温度を計測するシステムおよび方法に関する。

データセンターやマシンルームあるいはサーバルームと呼ばれる部屋、空間にはサーバやストレージシステム、ネットワーク機器などのInformation Technology（ＩＴ）機器や、ＩＴ機器が積み重ねられて搭載されるラックが設置されている。

ＩＴ機器はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、メモリ等の機能部品を持ち、機能部品は電力を消費してその機能を発揮する。そして、その結果発熱をするが、動作を保証するため、あるいは、動作の信頼性を確保するためには機能部品を一定温度以下に維持する必要がある。そのため、ＩＴ機器はファンなどの空気流発生部品を有しており、強制空冷などで冷却することが一般的である。

一般的なＩＴ機器は、ＩＴ機器の空気吸い込み口から一定温度以下の空気を吸い込むことを前提として、吸い込む空気の上限温度が動作保証温度として定められている。データセンターやマシンルームでは、一定の空間／部屋に多数のＩＴ機器が設置されるため、何も処置しなければＩＴ機器の発熱によって空間／部屋内の空気の温度がどんどん上昇することになってしまう。

そこで、ＩＴ機器が設置されるデータセンターやマシンルームではＩＴ機器の動作保証温度を越えないように、 同一の空間／部屋、あるいは、別に設けられた部屋／空間に、ＩＴ機器設置エリアに放出された熱を奪って屋外などのＩＴ機器設置エリアの外に放出し、結果、空気の温度を低減させる機能を持つ空調システムを設置することが一般的である。

よって空間／部屋内の空気循環は空調システムから出た比較的低温の空気がＩＴ機器／ＩＴ機器搭載ラックの吸気面に供給され、それをＩＴ機器が内蔵しているファンなど空気流発生部品を稼動させて取り込み、それによってＣＰＵ等の機能部品を冷却し、ＩＴ機器の熱を奪った比較的高温の空気がＩＴ機器排気口から放出される。その空気は速やかに空調システムの吸気口に戻り、空調機内に取り込まれ、そこで熱を奪われて低温の空気となり、再び空調機から吹き出されるのが合理的な形態となる。

一般のデータセンターでは、ＩＴ機器が計算機室の中央部分に配置され、空調機が計算機室の周辺部に配置される。場合によってはＩＴ機器が設置された計算機室外に設置され、結果としてＩＴ機器設置エリアの周囲に配置されることとなる。この場合、空調機は広範囲のＩＴ機器の冷却を受け持ち、全体的に一様な冷却を行う。

しかし、データセンターではＩＴ機器の発熱密度が一様ではなく局所的に発熱が集中した場合、ＩＴ機器が必要とする空気流量も局所的に増大し、一様に冷たい空気を供給している空調機では必要な風量が供給できなくなる。冷たい空気の供給が不足すると、ＩＴ機器の排気がＩＴ機器の吸気面側に回り込み、ＩＴ機器の吸気温度が高いエリアができてしまう。ＩＴ機器は吸気温度が高くなると一般的に信頼性が低下し、寿命も短くなってしまう。

この問題を解決する方法として、計算機室外周に設置された空調機を増設することが考えられるが、特定の場所に効果をもたらすことが困難であり、また、効果が広い範囲に及ぶので冷却能力の増強が必要のない部分に無駄な冷却を行うこととなり、無駄なエネルギーを使うことになる。

他の解決方法として、発熱密度の高いＩＴ機器の近傍に局所的に冷却を行う局所空調機を設置する方法がある。局所的な発熱があるエリア近傍に設置できるため、効率が良くなる場合がある。

近年のデータセンターでは、吸気エリアと排気エリアを分離する事が多くなっている。それにより、空調機から出た冷たい空気をＩＴ機器の吸気面に供給し、高い温度の排気がＩＴ機器吸気面へ回り込むことを防止してＩＴ機器の信頼性を向上させ、また、ＩＴ機器の排気は高い温度のまま空調機に戻して空調機の効率を向上させている。

特開平１１−６７７０号公報 特開２０００−３２３８８３号公報 特開２００２−１１８３８７号公報 特開平１１−８３６４３号公報

安定稼働の観点から、データセンター内のＩＴ機器の吸気温度および排気温度を測定および管理することは重要である。特にデータセンターでは多くのＩＴ機器を整列させて配置し、一括で広い面積を管理するため、効率的に広い面積の温度分布を計測する必要がある。

従来の吸排気温度管理方法においては、サーミスタ等の電気信号から温度情報を取得する温度センサーをラックの吸気面または排気面に設置していた。しかしながら、この方法では広域の温度分布、特に複数のＩＴ機器を整列させて配置した広い面積の温度分布を把握するためにセンサーを膨大に用意して設置しなければならず、手間がかかるという問題があった。

本発明の課題は、簡易に温度の計測が可能なシステムを提供することである。

実施の形態の温度計測システムは、情報処理装置を格納するラックの吸気口または排気口の少なくともいずれか一方に規定された計測面または前記計測面から所定の距離離れた位置に設置される計測板と、前記計測板を撮影する赤外線カメラと、を備える。

前記赤外線カメラは、前記赤外線カメラに前記計測面が映らない且つ前記計測板が映る位置に配置される。

実施の形態の温度計測システムによれば、膨大な数のセンサーを用いないので、温度を簡易に計測することが出来る。

第１の実施の形態に係る温度計測システムの構成図である。 第１の実施の形態に係るラックおよび温度計測板の斜視図である。 第１の実施の形態に係る赤外線カメラのカメラ映像である。 第１の実施の形態に係る温度計測システムの他の構成図である。 第２の実施の形態に係る温度計測システムの側面図である。 第２の実施の形態に係る温度計測システムの斜視図である。 第２の実施の形態に係る赤外線カメラのカメラ映像である。 第３の実施の形態に係る温度計測システムの側面図である。 第３の実施の形態に係る温度計測システムの斜視図である。 第３の実施の形態に係る赤外線カメラのカメラ映像である。

以下、図面を参照しながら実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る温度計測システムの構成図である。

図２は、第１の実施の形態に係るラックおよび計測板の斜視図である。
第１の実施の形態に係る温度計測システム１０１は、複数のラック１０２−ｎ（ｎ＝１〜６）、複数の温度計測板１０３−ｎ−ｍ（ｍ＝１〜２）、赤外線カメラ１０４、および計測装置１０５を備える。

なお、図１は、温度計測システム１０１の上面図であり、また図２において、ラック１０２および温度計測板１０３を見やすくするため、一部のラック１０２および温度計測板１０３は省略している。

ラック１０２には、サーバやストレージ装置などの情報処理装置が搭載されている。ラック１０２は、直方体であり、空気を吸気する吸気口が設けられた吸気面１０６および空気を排気する排気口が設けられた排気面１０７を有する。第１の実施の形態において、ラック１０２の前面を吸気面１０６、背面を排気面１０７とする。

ラック１０２は、３台ずつ２列に平行に配置されており、各列の吸気面１０６が向かい合うように並べられている。また、隣り合うラック１０２の側面は互いに密着している。
温度計測板１０３は、ラック１台あたり２枚取り付けられている。

温度計測板１０３は、吸気面１０６の赤外線カメラ１０４に近い側の端および真ん中に取り付けられる。温度計測板１０３は、吸気面１０６に垂直且つラック１０２の上下（縦）方向（ラック１０２の設置面に対して垂直方向）に取り付けられる。

温度計測板１０３の長さ（ラック１０２の高さ方向）は、ラック１０２の高さと同じである。
温度計測板１０３の厚さは、１ミリ以下としている。

温度計測板１０３は、赤外線の反射の影響を減らすため、赤外線反射率の低い黒色であることが望ましい。また、温度計測板１０３は、例えば、紙、布、プラスチック、または金属等の素材で作られている。

温度計測板１０３は、吸気面１０６または排気面１０７に取り付けられているため、温度計測板１０７の温度は、吸気温度または排気温度とほぼ同一となり、温度に対応した赤外線を放射する。したがって、温度計測板１０３の温度を計測することで、吸気温度または排気温度を知ることが可能となる。

赤外線カメラ１０４は、物体から放射される赤外線を検出する。
赤外線カメラ１０４は、２列に並んだラック１０４の間を撮影するように、設置される。

計測装置１０５は、赤外線カメラ１０４から得られたデータを解析し、温度データの表示や計測等を行う。なお、赤外線カメラ１０４に、計測装置１０５の機能を含むようにしても良い。

ラック１０２の側面には、不透明な側壁があるため、ラック１０２の内部に搭載された情報処理装置は側面からは見えないが、吸気面１０６には吸気口、排気面１０７には排気口が設けられているため、吸気面１０６または排気面１０７からは内部の情報処理装置が見える。したがって、赤外線カメラ１０４から、情報処理装置が見えると、情報処理装置の温度が計測されてしまうので、赤外線カメラ１０４は、温度計測板１０３により、赤外線カメラ１０４から吸気面１０６または排気面１０７が見えないように配置される。

温度計測システム１０１を上方から見たときに、赤外線カメラ１０４のレンズの光軸と該レンズの中心と赤外線カメラに最も近いラック１０２−１の中心とを結んだ線が成す角度を角度Ａとする。

第１の実施の形態においては、角度Ａが３０度から９０度の間となるように、赤外線カメラ１０４は設置される。
例えば、角度Ａが４５度となるように赤外線カメラを設置する場合、温度計測板１０３の幅は、吸気面１０６が見えないように、ラック１台あたりの温度計測板の取り付け枚数が２枚の場合は、ラックの幅の半分、３枚のときはラックの幅の３分の１とするのが良い。

なお、赤外線カメラ１０４からすべての温度計測板１０３が見え、且つ吸気面１０６または排気面１０７が見えないような条件の範囲内で、赤外線カメラ１０４の配置位置、温度計測板１０３の幅、および温度計測板１０３の枚数は、任意に設定可能である。

図３は、第１の実施の形態に係る赤外線カメラのカメラ映像である。
図３のカメラ映像では、吸気面１０６は映らず、すべての温度計測板１０３が映っている。したがって、当該カメラ映像から、ラック１０３に搭載された情報処理装置の吸気温度を計測することが可能となる。

図４は、第１の実施の形態に係る温度計測システムの他の構成図である。
第１の実施の形態に係る温度計測システム１１１は、複数のラック１０２−ｎ（ｎ＝１〜６）、複数の温度計測板１０８−ｎ−ｋ（ｋ＝１〜３）、赤外線カメラ１０４、および計測装置１０５を備える。

ラック１０２、赤外線カメラ１０４、および計測装置１０５については、上記説明したものと同様なため、説明は省略する。
温度計測システム１１１において、温度計測板１０８は、ラック１台あたり３枚取り付けられている。

温度計測板１０８は、吸気面１０６の赤外線カメラ１０４に近い側の端、当該端からラックの幅の３分の１、および３分の２の位置に取り付けられる。温度計測板１０８は、吸気面１０６に垂直且つラック１０２の上下（縦）方向に取り付けられる。

温度計測板１０８の長さ、厚さ、および材質は、温度計測板１０３と同様である。
第１の実施の形態に係る温度計測システム１０１によれば、温度計測を赤外線カメラ１０４で温度計測板１０３、１０８を撮影することにより行うので、吸気温度または排気温度を簡易に計測することが可能となる。

（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る温度計測システムの側面図である。

図６は、第２の実施の形態に係る温度計測システムの斜視図である。
第２の実施の形態に係る温度計測システム２０１は、複数のラック２０２−ｐ（ｐ＝１〜３）、複数の温度計測板２０３−ｑ（ｑ＝１〜１１）、赤外線カメラ２０４、および計測装置２０５を備える。

第２の実施の形態に係るラック２０２、温度計測板２０３、赤外線カメラ２０４、および計測装置２０５の機能については、第１の実施の形態に係るラック１０２、温度計測板１０３、赤外線カメラ１０４、および計測装置１０５と同様なため説明は省略する。

第２の実施の形態において、３台のラック２０２が並んで配置されている。
温度計測板２０３は、吸気面２０６に垂直且つラック２０２の水平（横）方向（ラック２０２の設置面に対して平行な方向）に取り付けられている。

温度計測板２０３の長さは、ラック２０２の３台分の幅と同じである。
温度計測板２０３は、吸気面２０６の最上部から下方向へ所定の間隔ごとに取り付けられている。第２の実施の形態においては、１１枚の温度計測板２０３が取り付けられている。

赤外線カメラ２０４は、吸気面２０６の前方上方に設置される。例えば、赤外線カメラ２０４は、ラック２０２の配置された部屋の天井に設置される。詳細には、赤外線カメラは、すべての温度計測板２０３が映り且つ吸気面２０６が映らない位置に設置される。

図７は、第２の実施の形態に係る赤外線カメラの映像である。
図７のカメラ映像では、吸気面２０６は映らず、すべての温度計測板２０３が映っている。したがって、当該カメラ映像から、ラック２０３に搭載された情報処理装置の吸気温度を計測することが可能となる。

なお、第２の実施の形態においては、温度計測板２０３を吸気面２０６に取り付けて吸気温度を測定したが、排気面２０７に取り付けて排気温度を測定するようにしても良い。

（第３の実施の形態）
図８は、第３の実施の形態に係る温度計測システムの側面図である。

図９は、第３の実施の形態に係る温度計測システムの斜視図である。
第３の実施の形態に係る温度計測システム３０１は、複数のラック３０２−ｐ（ｐ＝１〜３）、複数の温度計測板３０３−ｑ（ｑ＝１〜１１）、赤外線カメラ３０４、および計測装置３０５を備える。

第３の実施の形態に係るラック３０２、温度計測板３０３、赤外線カメラ３０４、および計測装置３０５の機能については、第１の実施の形態に係るラック１０２、温度計測板１０３、赤外線カメラ１０４、および計測装置１０５と同様なため説明は省略する。

第３の実施の形態において、３台のラック３０２が並んで配置されている。
第３の実施の形態において、温度計測板３０３は１１枚用いられている。１枚あたりの温度計測板３０３の幅は、ラック３０２の高さの１１分の１とする。温度計測板３０３の長さは、ラック３０２の３台分の幅と同じまたは以上である。

温度計測板３０３は、吸気面３０６から所定の距離離れて吸気面２０６に対して平行、且つ水平（横）方向に配置されている。
詳細には、温度計測板３０３−１は、温度計測板３０３−１の上端の位置がラック３０２の高さと同じになるように、且つ吸気面３０６から距離２Ｘ離れて配置される。

温度計測板３０３−２は、温度計測板３０３−２の上端の位置が温度計測板３０３−１下端の高さと同じになるように、且つ吸気面３０６から距離Ｘ離れて配置される。
以下同様に、温度計測板３０３を配置することで、温度計測版３０３−（２ｒ＋１）（ｒ＝０〜５）は、吸気面３０６から距離２Ｘ離れて、温度計測版３０３−２ｒは、吸気面２０６から距離Ｘ離れて配置される。

温度計測板３０３を交互に距離を変えて配置することで、温度計測板３０３の間から空気を吸気できるので、吸気への影響を減らすことが出来る。
吸気面３０６と温度計測板３０３との距離Ｘに関しては、距離Ｘが小さすぎると吸気に悪影響を与えてしまい、距離Ｘが大きすぎると吸気温度と温度計測板３０３の温度の差が大きくなり、吸気温度を正確に計測できないので、距離Ｘは適切な値に設定する。例えば、第３の実施の形態においては、距離Ｘは、温度計測板３０３の幅と同等にしている。

上述のように、温度計測板３０３を配置することにより、ラック３０２を前面（吸気面）から見ると、温度計測版３０３がラック３０２の前面を覆っているように見える。
赤外線カメラ３０４は、温度計測板３０３を挟んで、ラック３０２の前面に配置され、温度計測板３０３を撮影する。赤外線カメラ３０４は、３台のラック３０２のうち真ん中に配置されたラック３０２−２の前に配置される。また、赤外線カメラ３０４は、例えば、ラック３０２の高さの半分の位置に配置される。

図１０は、第３の実施の形態に係る赤外線カメラの映像である。
図１０のカメラ映像では、吸気面３０６は映らず、すべての温度計測板３０３が映っている。したがって、当該カメラ映像から、ラック３０３に搭載された情報処理装置の吸気温度を計測することが可能となる。

なお、第３の実施の形態においては、温度計測板３０３を吸気面３０６に取り付けて吸気温度を測定したが、排気面３０７に取り付けて排気温度を測定するようにしても良い。
また、温度計測板３０３の枚数は、任意の枚数を用いることが出来る。

第３の実施の形態に係る温度計測システム３０１によれば、温度計測を赤外線カメラ３０４で温度計測板３０３を撮影することにより行うので、吸気温度または排気温度を簡易に計測することが可能となる。

１０１ 温度計測システム
１０２ ラック
１０３ 温度計測板
１０４ 赤外線カメラ
１０５ 計測装置
１０６ 吸気面
１０７ 排気面
１０８ 温度計測板
２０１ 温度計測システム
２０２ ラック
２０３ 温度計測板
２０４ 赤外線カメラ
２０５ 計測装置
２０６ 吸気面
２０７ 排気面
３０１ 温度計測システム
３０２ ラック
３０３ 温度計測板
３０４ 赤外線カメラ
３０５ 計測装置
３０６ 吸気面
３０７ 排気面

Claims (10)

1. 情報処理装置を格納するラックの吸気口または排気口の少なくともいずれか一方に規定された計測面または前記計測面から所定の距離離れた位置に設置される計測板と、
   前記計測板を撮影する赤外線カメラと、
   を備え、
   前記赤外線カメラは、前記赤外線カメラに前記計測面が映らない且つ前記計測板が映る位置に配置されることを特徴とする温度計測システム。
2. 前記計測板は、前記計測面に対して垂直且つ前記ラックの設置面に対して垂直方向に設置されていることを特徴とする請求項１記載の温度計測システム。
3. 前記計測板の前記ラックの高さ方向の長さは、前記ラックの高さと同じであることを特徴とする請求項２記載の温度計測システム。
4. 前記計測板は、前記計測面に対して垂直且つ前記ラックの設置面に対して平行な方向に設置されていることを特徴とする請求項１記載の温度計測システム。
5. 前記計測板は、前記計測面に対して平行に設置されていることを特徴とする請求項１記載の温度計測システム。
6. 情報処理装置を格納するラックの吸気口または排気口の少なくとも何れか一方に規定された計測面または前記計測面から所定の距離離れた位置に前記計測板を設置する工程と、
   赤外線カメラを前記赤外線カメラに前記計測面が映らない且つ前記計測板が映る位置に配置する工程と、
   前記計測板を前記赤外線カメラで撮影する工程と、
   を有する温度計測方法。
7. 前記計測板は、前記計測面に対して垂直且つ前記ラックの設置面に対して垂直方向に設置されていることを特徴とする請求項６記載の温度計測方法。
8. 前記計測板の前記ラックの高さ方向の長さは、前記ラックの高さと同じであることを特徴とする請求項７記載の温度計測方法。
9. 前記計測板は、前記計測面に対して垂直且つ前記ラックの設置面に対して平行な方向に設置されていることを特徴とする請求項６記載の温度計測方法。
10. 前記計測板は、前記計測面に対して平行に設置されていることを特徴とする請求項６記載の温度計測方法。

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