JP2014072411A - コンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を抑えたコンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法を提供する。
【解決手段】コンテナ１１は、サーバ３１及び管理サーバ３２を搭載する。全体ファン１２１は、コンテナ１１の中に外気を取り込み、取り込んだ外気をサーバ３１に送る。サーバ内蔵ファン３１１は、サーバ３１に内蔵され、サーバ３１に搭載されたＣＰＵを冷却する。ファン動作管理部３２１は、ＣＰＵの温度を基にサーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の回転数を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法に関する。

サーバや通信機器を含む大量のハードウェアを集中的に設置し運用する施設として、データセンタがある。データセンタには、既存の建物の一部として設置されるものがある。そして、近年、クラウド化などが進み、データセンタの規模は拡大の一途をたどっている。大規模なデータセンタにおいては、さらなる省電力化が望まれている。

このような大規模なデータセンタを構築するにあたり、初期投資コストが安いコンテナ型データセンタが提案されている。コンテナ型データセンタは、データセンタ全体の規模に応じて増設が容易な可搬型のデータセンタであり、総消費電力を低減し省電力を実現するには有効な形態であることなどから、急速に普及し始めている。

このようなコンテナ型データセンタ内に設置する機器としては、ネットワーク装置、ストレージ装置及びサーバなどの電子計算機などがある。そして、データセンタ内に配置された機器には、演算装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶装置としてのメモリ等といった発熱する部品を有するものがある。これらの部品の温度が上昇した場合には、空調により部品の温度を下げることが行われる。また、これにより、コンテナ内の温度も下げられる。

ここで、コンテナ型データセンタの空調方式の一つとして、チラーを使ったエアコン方式がある。しかし、エアコン方式を用いた場合、電力を使用して空気の冷却が行われる。そのため、エアコン方式では、電力の消費量が増加することが考えられる。そこで、空調の省電力化の観点から、外気冷却方式が注目されてきている。特に、外気をコンテナ型データセンタ内に取り込みその外気を用いてＣＰＵなどの発熱した部品やコンテナ内の温度を下げる直接外気方式は、省電力化には有効な空調方式の一つである。

直接外気方式として、コンテナに取り付けられた大型の空調ファンを用いてコンテナ外から空気を吸い込み、サーバはその空気を自己が有するファンを用いて筐体内に取り込み発熱部品等の冷却を行う従来技術が提案されている(例えば、非特許文献１参照)。この従来技術では、サーバを冷却するために十分な風量を発生させる空調ファンが、冗長性も考慮されて複数台設置されている。

また、データセンタの空調システムとして、サーバの稼働率からフロアファンの風量を調整する従来技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。また、データセンタ内の複数台のサーバの組を区画で仕切り、その区画に対して空調を行う従来技術が提案されている(例えば、特許文献２参照)。さらに、コンテナ内の温度に応じてコンテナのファンの回転を調整する従来技術が提案されている(例えば、特許文献３参照)。

特開２０１１−２２６７３７号公報 特開２０１２−４８５４９号公報 特開２０１２−３８１００号公報

ＳＧＩ（登録商標） ＩｃｅＣｕｂｅ（商標）Ａｉｒ 製品カタログ、日本ＳＧＩ株式会社

データセンタにおけるサーバ内蔵ファンは、内部の温度や発熱部品の温度などを基準に、冷却するために適切な回転数に調整されている。これに対して、コンテナ型データセンタでは、コンテナに設けられたファンによってもサーバに向けて風が送られる。そのため、コンテナに設けられたファンによる冷却効果によっても発熱部品などの温度を下げることができる。そこで、コンテナに設けられたファンの冷却効果及びサーバ内蔵ファンの冷却効果の双方を考慮してそれぞれのファンの回転数を決定することが望ましい。しかしながら、従来の空調システムでは、サーバ内蔵ファンとコンテナに設けられたファンとはそれぞれ独立して動作していたため、効率的な冷却を行うことができず消費電力を抑えることが困難であった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を抑えたコンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示するコンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法は、一つの態様において、コンテナは、電子機器を搭載する。第１ファンは、該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る。第２ファンは、前記電子機器に内蔵され、前記電子機器の内部を冷却する。制御部は、前記第２ファンの回転数を基に前記第１ファンの回転数を制御する。

本願の開示するコンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法の一つの態様によれば、消費電力を抑えることができるという効果を奏する。

図１は、コンテナ型データセンタの概略構成図である。 図２は、実施例１に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。 図３は、実施例１に係るコンテナ型データセンタにおけるＣＰＵ温度に対応するサーバ内蔵ファン及び全体ファンの回転数を示す図である。 図４は、サーバ内蔵ファン及び全体ファンの回転数の遷移をグラフで表した図である。 図５は、実施例１に係るコンテナ型データセンタの昇温時における空調制御のフローチャートである。 図６は、実施例１に係るコンテナ型データセンタの降温時における空調制御のフローチャートである。 図７は、サーバ内蔵ファンの消費電力の一例を説明するための図である。 図８は、全体ファンの消費電力の一例を説明するための図である。 図９は、実施例１に係るサーバ内蔵ファンの回転数の遷移を表す図である。 図１０は、サーバを独立して使用した場合のサーバ内蔵ファンの回転数の遷移を表す図である。 図１１は、サーバを独立して使用した場合の省電力モデルでのサーバ内蔵ファンの回転数の遷移を表す図である。 図１２は、実施例２に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。 図１３は、実施例３に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。

以下に、本願の開示するコンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示するコンテナ型データセンタ、空調制御プログラム及び空調制御方法が限定されるものではない。

図１は、コンテナ型データセンタの概略構成図である。図１では、本発明の説明に用いる部分以外の構成を省略して記載している。例えば、コールドエリアとホットエリアとを結ぶダクトなどは省略している。

コンテナ型データセンタ１は、コンテナ１１の中に、ファンユニット１２、ラック１３、外気導入口１４、排気口１５、仕切板１６、仕切板１７及び電源盤１８が配置されている。

コンテナ１１は、ラック１３、仕切板１６及び仕切板１７によって、ラック１３に搭載されたサーバが吸引する冷気を収容する空間であるコールドアイル及びラック１３に搭載されたサーバの排熱を収容する空間であるコールドアイルを形成する。図１では、仕切板１６より右側の空間及びラック１３の右側で仕切板１７の下の空間がコールドアイルを形成している。また、ラック１３の左側の空間及び仕切板１６の左側で仕切板１７の上の空間がホットアイルを形成している。

外気導入口１４は、コンテナ１１のコールドアイル側に外気を取り込む口である。

排気口１５は、コンテナ１１のホットアイルの空気を外部に排出する口である。

ファンユニット１２には、全体ファン１２１を複数搭載している。さらに、ファンユニット１２は、本実施例では、コンテナ１１の中に３つ搭載されている。

全体ファン１２１は、回転することで、外気導入口１４から外気をコンテナ１１の中に吸引する。さらに、全体ファン１２１は、回転することで、コールドアイルの空気をラック１３に向けて送風する。全体ファン１２１がラック１３に向けて送った風により、ラック１３に搭載された電子機器または情報処理装置としてのサーバの演算処理装置であるＣＰＵや記憶装置であるメモリが冷却される。この全体ファン１２１が、「第１ファン」の一例にあたる。

ラック１３は、例えば、サーバ、スイッチ及びストレージなどの電子機器を複数搭載している。図１では、ラック１３内に格納されているため、サーバ、スイッチ及びストレージなどは図示していない。特に、本実施例では、ラック１３には、各サーバの管理や全体ファン１２１などの管理を行う管理サーバ（以下では、「管理サーバ」という。）及び実際の処理を行うサーバ（以下では、単に「サーバ」という。）が搭載されている。

サーバにはＣＰＵやメモリを冷却するためのサーバ内蔵ファン（不図示）が搭載されている。サーバ内蔵ファンは、回転することにより、コールドアイル側の空気を吸引し、ＣＰＵやメモリなどに向けて吸引した空気を送風することでＣＰＵやメモリを冷却する。すなわち、ＣＰＵやメモリは、全体ファン１２１による送風及びサーバ内蔵ファンの双方によって冷却される。

全体ファン１２１及びサーバ内蔵ファンが送った空気は、ＣＰＵやメモリから熱を奪うことで暖められる。そして、暖められた空気は、コンテナ１１内のホットアイル側に排出される。ホットアイル側の空気は、排気口１５により外部に排出される。

電源盤１８は、ラック１３内のサーバやファンユニット１２に電力を供給する電力系統が集合している。電源盤１８は、外部から電力を取り込む。そして、電源盤１８は、各電力系統を用いて、電力をサーバなどの電子機器やファンユニット１２に供給する。サーバなどの電子機器やファンユニット１２は、電源盤１８から供給された電力を用いて動作する。

次に、図２を参照して、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１の空調制御の処理について説明する。図２は、実施例１に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。

図２に示すように、例えば、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１に搭載されたラック１３には、サーバ３１及び管理サーバ３２が配置されている。ここで、図２では、サーバ３１は１台のみ記載しているが、複数台搭載されていてもよい。このサーバ３１が、「電子機器」の一例にあたる。また、ラック１３も、複数台あってもよい。また、コンテナ型データセンタ１が有するファンユニット１２には、全体ファン１２１及び全体ファン制御部１２２が搭載されている。さらに、コンテナ型データセンタ１は、ラック１３のコールドアイル側とホットアイル側との圧力差を計測する差圧センサ１１１を有している。

差圧センサ１１１は、ラック１３のファンユニット１２側、すなわちコールドアイル側と、排気口１５側、すなわちホットアイル側との圧力差を計測する。差圧センサ１１１は、コールドアイル側の圧力からホットアイル側の圧力を減算して差圧を求める。ここで、差圧について説明する。ラック１３の中に搭載されているサーバ３１では、ＣＰＵやメモリを冷却するため、コールドアイル側の空気をホットアイル側へ送っている。このため、ラック１３においては、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力より高いことが好ましい。すなわち差圧センサ１１１が計測した差圧が正であることが好ましい。

サーバ３１は、サーバ内蔵ファン３１１、サーバ内蔵ファン制御部３１２及びＣＰＵ温度センサ３１３を有している。

サーバ内蔵ファン３１１は、サーバ内蔵ファン制御部３１２から指示された回転数で回転し、コールドアイル側の空気を吸い込む。そして、サーバ内蔵ファン３１１は、吸い込んだコールドアイル側の空気をサーバ３１に搭載されているＣＰＵ（不図示）へ向けて送る。サーバ内蔵ファン３１１は、最小回転数を有している。すなわち、サーバ内蔵ファン３１１は、サーバ３１の電源がオンの場合には、最小回転数以上で回転する。このサーバ内蔵ファン３１１が、「第２ファン」の一例にあたる。

ＣＰＵ温度センサ３１３は、サーバ３１に搭載されているＣＰＵ温度を計測する。ＣＰＵが複数ある場合、ＣＰＵ温度センサ３１３は、各ＣＰＵのＣＰＵ温度を計測する。そして、ＣＰＵ温度センサ３１３は、計測結果をサーバ内蔵ファン制御部３１２及び後述する管理サーバ３２のファン動作管理部３２１へ出力する。このＣＰＵ温度センサ３１３が、「温度センサ」の一例にあたる。

サーバ内蔵ファン制御部３１２は、例えば、サーバ３１に内蔵された管理チップであるＢＭＣ（Base Management Controller）内のファームウェアによってその機能が実現される。サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度とサーバ内蔵ファン３１１の回転数との対応が記載してある温度回転数対応テーブルを記憶している。温度回転数対応テーブルの一例として、以下のような基準を設けても良い。例えば、ＣＰＵの温度の許容値の上限から２０℃低い温度を超えた場合、サーバ内蔵ファン３１１の回転数のＤｕｔｙが６０％とする。また、ＣＰＵの温度の許容値の上限から１０℃低い温度を超えた場合、温度回転数対応テーブルでは、サーバ内蔵ファン３１１の回転数のＤｕｔｙが８０％とする。そして、ＣＰＵ温度が許容値の上限に達する場合、温度回転数対応テーブルでは、サーバ内蔵ファン３１１は最大回転数とする。この場合、許容値の上限から２０℃低い温度が「第１閾値」の一例にあたり、許容値の上限から１０℃低い温度が「第２閾値」の一例にあたる。そして、Ｄｕｔｙが６０％の回転数が「第１回転数」の一例にあたり、Ｄｕｔｙが８０％の回転数が「第２回転数」の一例にあたる。

より具体的には、例えば、温度回転数対応テーブルは、図３のＣＰＵ温度を表す列４０１とサーバ内蔵ファン回転数を表す列４０２で構成されるテーブルである。ここで、図３は、実施例１に係るコンテナ型データセンタにおけるＣＰＵ温度に対応するサーバ内蔵ファン及び全体ファンの回転数を示す図である。図３は、ＣＰＵ温度に対するサーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の実測値の一例であるが、ここでは、温度回転数対応テーブルの登録内容の一例として説明に用いた。図３の列４０１及び列４０２の内容を有する温度回転数対応テーブルの場合、ＣＰＵの温度の許容値の上限は１００℃である。

サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度の計測結果の入力をＣＰＵ温度センサ３１３から受ける。そして、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、受信したＣＰＵ温度に対応するサーバ内蔵ファン３１１の回転数を温度回転数対応テーブルから取得する。そして、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、取得した回転数で回転するようにサーバ内蔵ファン３１１を制御する。また、ＣＰＵが複数ある場合には、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度センサ３１３から入力されたＣＰＵ温度の中で最も高い温度をＣＰＵ温度とする。

ここで、サーバ内蔵ファン制御部３１２が、図３の列４０１及び列４０２の内容を有する温度回転数対応テーブルを記憶している場合で説明する。例えば、ＣＰＵ温度が２０℃〜７０℃の場合、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、最小回転数である２０００ｒｐｍで回転するようにサーバ内蔵ファン３１１を制御する。また、ＣＰＵ温度が７０℃以上８０℃未満の場合、サーバ内蔵ファン３１１は、１２０００ｒｐｍで回転するようにサーバ内蔵ファン３１１を制御する。また、ＣＰＵ温度が８０℃以上９０℃未満の場合、サーバ内蔵ファン３１１は、１４５００ｒｐｍで回転するようにサーバ内蔵ファン３１１を制御する。さらに、ＣＰＵ温度が９０℃以上に達した場合、サーバ内蔵ファン３１１は、１５０００ｒｐｍで回転するようにサーバ内蔵ファン３１１を制御する。以下では、サーバ内蔵ファン制御部３１２が、最小回転数から１２０００ｒｐｍで回転するようにサーバ内蔵ファン３１１の回転数を上げる段階を回転数上昇の１段階目という。また、サーバ内蔵ファン制御部３１２が、１２０００ｒｐｍから１４５００ｒｐｍで回転するようにサーバ内蔵ファン３１１の回転数を上げる段階を回転数上昇の２段階目という。この場合の、７０℃が、「第１閾値」の一例にあたり、８０℃が、「第２閾値」の一例にあたる。そして、１２０００ｒｐｍが「第１回転数」の一例にあたり、１４５００ｒｐｍが「第２回転数」の一例にあたる。

そして、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を後述する管理サーバ３２のファン動作管理部３２１へ通知する。

管理サーバ３２は、ファン動作管理部３２１を有している。ファン動作管理部３２１は、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力とホットアイル側の圧力の差圧の計測結果の入力を差圧センサ１１１から受ける。また、ファン動作管理部３２１は、サーバ３１のＣＰＵ温度の入力をＣＰＵ温度センサ３１３から受ける。さらに、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数の入力をサーバ内蔵ファン制御部３１２から受ける。

また、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン制御部３１２がサーバ内蔵ファン３１１の回転数を上昇させる温度よりも低い温度を準備閾値として記憶している。例えば、図３の列４０１及び列４０２の内容の温度回転数対応テーブルを用いてサーバ内蔵ファン３１１が制御される場合、ファン動作管理部３２１は、８０℃より低い温度である６０℃を準備閾値として記憶している。

また、ファン動作管理部３２１は、昇温時にはサーバ内蔵ファン３１１の回転の上昇に適切に追従するために全体ファン１２１を予め回転させておくための助走回転数を記憶している。同様に、ファン動作管理部３２１は、降温時には冷めにくいＣＰＵの冷却を進ませるために全体ファン１２１を予め回転させておくための回転数として助走回転数よりも高い回転数である冷却回転数を記憶している。本実施例では、ファン動作管理部３２１は、助走回転数として２０００ｒｐｍを記憶している。また、ファン動作管理部３２１は、冷却回転数として助走回転数よりも５００ｒｐｍ大きい２５００ｒｐｍを記憶している。ここで、助走回転数及び冷却回転数の値は、サーバ内蔵ファン３１１の回転の上昇度合いに応じて、適切に追従できる値となるように設定されることが好ましい。

さらに、ファン動作管理部３２１は、昇温時に最低回転数から助走回転数へと全体ファン１２１の回転数を変化させるための、ＣＰＵ温度変化と回転数の変化とが記載された助走用テーブルを記憶している。また、ファン動作管理部３２１は、降温時に冷却回転数から最低回転数へと全体ファン１２１の回転数を変化させるための、ＣＰＵ温度変化と回転数の変化とが記載された冷却用テーブルを記憶している。

また、ファン動作管理部３２１は、回転数を上昇又は下降させるための昇温時用のテーブル及び降温時用のテーブルを有している。この降温時用のテーブルは、１段階目の回転数の上昇時には昇温時用のテーブルに比べてＣＰＵ温度が１℃ずれた場合の回転数の増減が大きくなっている。例えば、ファン動作管理部３２１は、７０℃から８０℃において２０００回転から３５００回転になるような傾きの一次関数と、８０℃から９０℃において３５００回点から４５００回点になるような傾きの一次関数とからなる関数を表すテーブルを昇温時用のテーブルとして記憶している。また、ファン動作管理部３２１は、７０℃から８０℃において２０００回転から４０００回転になるような傾きの一次関数と、８０℃から９０℃において４０００回点から４５００回点になるような傾きの一次関数とからなる関数を表すテーブルを降温時用のテーブルとして記憶している。

ファン動作管理部３２１は、ファンユニット１２の電源がオンになると、全体ファン１２１を最小回転数で回転させるように、全体ファン制御部１２２に指示する。本実施例では、全体ファン１２１の最小回転数は１５００ｒｐｍである。

その後、ファン動作管理部３２１は、ＣＰＵ温度センサ３１３から受信したＣＰＵ温度が準備閾値を超えたか否かを判定する。ＣＰＵ温度センサ３１３から受信したＣＰＵ温度が準備閾値を超えていない場合、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の回転数を最小回転数で維持するよう全体ファン制御部１２２に指示する。

一方、ＣＰＵ温度センサ３１３から受信したＣＰＵ温度が準備閾値を超えている場合、ファン動作管理部３２１は、ＣＰＵ温度が昇温時であるか降温時であるかを判定する。昇温時であれば、ファン動作管理部３２１は、差圧が負の場合、助走用テーブルを参照して、ＣＰＵ温度１℃分の上昇させる回転数を取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分だけ上昇させ、温度７０℃において助走回転数にするように全体ファン制御部１２２に指示する。本実施例では、この場合、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の回転数が助走回転数である２０００ｒｐｍにするように全体ファン制御部１２２に指示する。これに対して、降温時であれば、ファン動作管理部３２１は、差圧が負の場合、冷却用テーブルを参照して、ＣＰＵ温度１℃分の回転数を取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分だけ上昇させる。本実施例では、この場合、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の回転数が温度６０℃において冷却回転数である２５００ｒｐｍにするように全体ファン制御部１２２に指示する。

さらに、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン制御部３１２から受信したサーバ内蔵ファン３１１の回転数が最初の回転上昇における回転数になった場合、ＣＰＵ温度が昇温時であるか降温時であるかを判定する。そして、昇温時に、ファン動作管理部３２１は、差圧センサ１１１から受信する差圧が負である場合、昇温時用のテーブルからＣＰＵ温度１℃分の上昇させる回転数を取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、取得した回転数分全体ファン１２１の回転数が上昇するように制御することを全体ファン制御部１２２に指示する。また、降温時に、ファン動作管理部３２１は、差圧センサ１１１から受信する差圧が負である場合、降温時用のテーブルからＣＰＵ温度１℃分の減少させる回転数を取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、取得した回転数分全体ファン１２１の回転数が減少するように制御することを全体ファン制御部１２２に指示する。

さらに、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン制御部３１２から受信したサーバ内蔵ファン３１１の回転数が２段階目の回転上昇における回転数になった場合、ＣＰＵ温度が昇温時であるか降温時であるかを判定する。そして、昇温時に、ファン動作管理部３２１は、差圧センサ１１１から受信する差圧が負である場合、昇温時用のテーブルからＣＰＵ温度１℃分の上昇させる回転数を取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、取得した回転数分全体ファン１２１の回転数が上昇するように制御することを全体ファン制御部１２２に指示する。また、降温時に、ファン動作管理部３２１は、差圧センサ１１１から受信する差圧が負である場合、降温時用のテーブルからＣＰＵ温度１℃分の減少させる回転数を取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、取得した回転数分全体ファン１２１の回転数が減少するように制御することを全体ファン制御部１２２に指示する。

また、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン制御部３１２から受信したサーバ内蔵ファン３１１の回転数が最大回転数の場合、昇温時及び降温時ともに、全体ファン１２１の回転数を最大回転数に制御することを全体ファン制御部１２２に指示する。さらに、この状態で、ラック１３におけるコールドアイルの圧力がホットアイルの圧力よりも小さい場合には、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を落とすようにサーバ内蔵ファン制御部３１２に指示する。

以上のように、ファン動作管理部３２１が全体ファン１２１の回転数を制御した場合の回転数の遷移が図３で表される。ここで、図３を参照して、サーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の回転数の遷移を説明する。

図３に示す、列４０３の値が昇温時の全体ファン１２１の回転数を表しており、列４０４の値が降温時の全体ファン１２１の回転数を表している。

ＣＰＵ温度４１１のようにＣＰＵ温度が５０℃以上となると、助走回転数に全体ファン１２１の回転数を上昇させるタイミングである。この時、回転数４１２のように、サーバ内蔵ファン３１１の回転数は最低回転数である２０００ｒｐｍのままである。一方、全体ファン１２１の回転数は、昇温時であれば、５０℃以上６０℃未満の間で、回転数４１３のように２０００ｒｐｍまで上昇する。その後、７０℃を越えるまで、全体ファン１２１の回転数は、２０００ｒｐｍに維持される。このように、全体ファン１２１の回転数を助走回転数に上げておくことで、次の１段階目のサーバ内蔵ファン３１１の回転数の上昇に適切に全体ファン１２１の回転数が追従できる。また、降温時であれば、全体ファン１２１の回転数は、５０℃以上７０℃未満の間で回転数４１４のように２５００ｒｐｍに維持される。このように、全体ファン１２１の回転数を最小回転数よりも高い回転数に維持しておくことで、冷めにくくなっているＣＰＵの冷却を進めることができる。

７０℃以上であるＣＰＵ温度４２１が、１段階目のサーバ内蔵ファン３１１の回転数の上昇のタイミングである。この時、回転数４２２のように、サーバ内蔵ファン３１１の回転数は１２０００ｒｐｍとなる。そして、サーバ内蔵ファン３１１の回転数が１段階目の回転に上昇すると、昇温時であれば、全体ファン１２１の回転数は、ラック１３におけるコールドアイルの圧力がホットアイルの圧力よりも大きくなるように制御され、回転数４２３で示す３５００ｒｐｍまで上昇する。逆に、降温時であれば、全体ファン１２１の回転数は、ラック１３におけるコールドアイルの圧力がホットアイルの圧力よりも大きくなる回転数になるように制御され、８０℃以上のときの回転数から回転数４２４で示す４０００ｒｐｍまで下降する。このように、昇温時よりも降温時の全体ファン１２１の回転数を高くすることで、冷めにくいＣＰＵの冷却を適切に進めることができる。

さらに、８０℃以上であるＣＰＵ温度４３１が、２段階目のサーバ内蔵ファン３１１の回転数の上昇のタイミングである。この時、回転数４３２のように、サーバ内蔵ファン３１１の回転数は１４５００ｒｐｍとなる。そして、サーバ内蔵ファン３１１の回転数が１段階目の回転に上昇すると、昇温時及び降温時ともに、全体ファン１２１の回転数は、ラック１３におけるコールドアイルの圧力がホットアイルの圧力よりも大きくなるように制御される。そして、昇温時及び降温時ともに、全体ファン１２１の回転数は、回転数４３３及び４３４で示す４５００ｒｐｍとなる。

そして、全体温度が９０℃以上の場合、サーバ内蔵ファン３１１の回転数は１５０００ｒｐｍとなる。そして、昇温時及び降温時ともに、ファン動作管理部３２１により、全体ファン１２１の回転数は４５００ｒｐｍとされる。この状態で、ラック１３におけるコールドアイルの圧力がホットアイルの圧力よりも小さい場合には、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を落とすようにサーバ内蔵ファン制御部３１２に指示する。このファン動作管理部３２１が、「制御部」の一例にあたる。

図２に戻って説明を続ける。ファンユニット１２は、全体ファン１２１及び全体ファン制御部１２２を有している。

全体ファン１２１は、全体ファン制御部１２２から指示された回転数で回転し、外気導入口１４（図１参照）からコンテナ１１のコールドアイル側に外気を吸い込む。そして、全体ファン１２１は、吸い込んだ外気をサーバ３１へ向けて送る。全体ファン１２１は、最小回転数を有している。すなわち、全体ファン１２１は、電源がオンの場合には、最小回転数以上で回転する。

全体ファン制御部１２２は、ファン動作管理部３２１から全体ファン１２１を回転させる回転数の指示を受ける。そして、全体ファン制御部１２２は、指示された回転数で回転するように全体ファン１２１を制御する。

図４は、サーバ内蔵ファン及び全体ファンの回転数の遷移をグラフで表した図である。図４は、縦軸に各ファンのＤｕｔｙを表し、横軸に温度を表している。図４では、グラフ５００は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数の遷移を表している。また、グラフ５０１は、昇温時の全体ファン１２１の回転数の遷移を表している。また、グラフ５０２は、降温時の全体ファン１２１の回転数の遷移を表している。また、ファンのＤｕｔｙは、最大回転数を１００％とし、最小回転数を０％とし、最大回転数と最小回転数との間の値は最小回転数からの増加分の最大回転数に対する比率となっている。この場合、昇温時に対する降温時の回転数の加算値を昇温時の回転数に対して最大回転数と最小回転数の差の１０％を加算した場合を示している。

図４に示すように、全体ファン１２１のＤｕｔｙは、常にサーバ内蔵ファン３１１のＤｕｔｙ以上となっていることがわかる。すなわち、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１は、全体ファン１２１をより多く回し、サーバ内蔵ファン３１１の回転をなるべく減らしている。また、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１では、ＣＰＵ温度が８０℃になるまでサーバ内蔵ファン３１１が回転しない。サーバ３１を独立させて、サーバ内蔵ファン３１１のみでＣＰＵを冷却する場合は、例えば、２０℃や３０℃からサーバ内蔵ファン３１１の回転数を上昇させていた。すなわち、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１では、従来に比べてＣＰＵ温度が高温になるまでサーバ内蔵ファン３１１が最小回転数で回転し続ける。

また、降温時の方が昇温時に比べて全体ファン１２１の回転数は高く設定されており、冷めにくいＣＰＵの冷却を適切に進ませている。

さらに、点５１１に示すように助走回転数に全体ファン１２１の回転数を上げておくことで、点５２１に示すサーバ内蔵ファン３１１の回転上昇に対応する回転数に適切に遷移することができる。また、点５２２で示す回転数を下げる場合に、一旦点５１２に示す回転数を維持することで、ＣＰＵの冷却を適切に進ませることができる。

次に、図５を参照して、本実施例に係るコンテナ型データセンタの昇温時における空調制御の流れについて説明する。図５は、実施例１に係るコンテナ型データセンタの昇温時における空調制御のフローチャートである。実際には、上述したように、ファン動作管理部３２１は、全体ファン制御部１２２を介して全体ファン１２１の回転数を制御するが、ここでは、説明の便宜上、ファン動作管理部３２１が、全体ファン１２１の回転を制御するように説明する。また、図５では、１回のＣＰＵ温度の測定によるサーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の回転数の調整を説明しているが、実際には、昇温時には、図５のフローチャートの処理が繰り返される。

ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が５０℃未満か否かを判定する（ステップＳ１０１）。５０℃未満の場合（ステップＳ１０１：肯定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、２０００ｒｐｍでサーバ内蔵ファン３１１を回転させる。また、ファン動作管理部３２１は、１５００ｒｐｍで全体ファン１２１を回転させる（ステップＳ１０２）。その後、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。

ＣＰＵ温度が５０℃以上の場合（ステップＳ１０１：否定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が６０℃未満か否かを判定する（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ温度が６０℃未満の場合(ステップＳ１０３：肯定)、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を２０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ１０４）。そして、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ１０５：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ１０５：否定）、ファン動作管理部３２１は、助走用テーブルを参照して１℃分の回転数を取得し、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分上昇させる（ステップＳ１０６）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ１０５に戻る。

ＣＰＵ温度が６０℃以上の場合（ステップＳ１０３：否定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が７０℃未満か否かを判定する（ステップＳ１０７）。７０℃未満の場合（ステップＳ１０７：肯定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、２０００ｒｐｍでサーバ内蔵ファン３１１を回転させる。また、ファン動作管理部３２１は、助走回転数である２０００ｒｐｍで全体ファン１２１を回転させる（ステップＳ１０８）。その後、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。

ＣＰＵ温度が７０℃以上の場合（ステップＳ１０７：否定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が８０℃未満か否かを判定する（ステップＳ１０９）。ＣＰＵ温度が８０℃未満の場合(ステップＳ１０９：肯定)、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を１２０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ１１０）。次に、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１１）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ１１１：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ１１１：否定）、ファン動作管理部３２１は、昇圧用のテーブルを参照して１℃分の回転数を取得し、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分上昇させる（ステップＳ１１２）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ１１１に戻る。

ＣＰＵ温度が８０℃以上の場合（ステップＳ１０９：否定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が９０℃未満か否かを判定する（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ温度が９０℃未満の場合(ステップＳ１１３：肯定)、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を１４５００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ１１４）。次に、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１５）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ１１５：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ１１５：否定）、ファン動作管理部３２１は、昇圧用のテーブルを参照して１℃分の回転数を取得し、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分上昇させる（ステップＳ１１６）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ１１５に戻る。

ＣＰＵ温度が９０℃以上の場合（ステップＳ１１３：否定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を１５０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ１１７）。次に、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１を４５００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ１１８）。その後、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１９）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ１１９：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ１１９：否定）、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を１００ｒｐｍ下げることをサーバ内蔵ファン制御部３１２に指示する。サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を１００ｒｐｍ下げる（ステップＳ１２０）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ１１９に戻る。

次に、図６を参照して、本実施例に係るコンテナ型データセンタの降温時における空調制御の流れについて説明する。図６は、実施例１に係るコンテナ型データセンタの降温時における空調制御のフローチャートである。ここでも、説明の便宜上、ファン動作管理部３２１が、全体ファン１２１の回転を制御するように説明する。また、図６でも、１回のＣＰＵ温度の測定によるサーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の回転数の調整を説明しているが、実際には、降温時には、図６のフローチャートの処理が繰り返される。

ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が５０℃未満か否かを判定する（ステップＳ２０１）。５０℃未満の場合（ステップＳ２０１：肯定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、２０００ｒｐｍでサーバ内蔵ファン３１１を回転させる。また、ファン動作管理部３２１は、１５００ｒｐｍで全体ファン１２１を回転させる（ステップＳ２０２）。その後、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。

ＣＰＵ温度が５０℃以上の場合（ステップＳ２０１：否定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が６０℃未満か否かを判定する（ステップＳ２０３）。ＣＰＵ温度が６０℃未満の場合(ステップＳ２０３：肯定)、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を２０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ２０４）。そして、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０５）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ２０５：否定）、ファン動作管理部３２１は、冷却用テーブルから１℃分の回転数を取得し、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分上昇させる（ステップＳ２０６）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ２０５に戻る。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ２０５：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。

ＣＰＵ温度が６０℃以上の場合（ステップＳ２０３：否定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が７０℃未満か否かを判定する（ステップＳ２０７）。７０℃未満の場合（ステップＳ２０７：肯定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、２０００ｒｐｍでサーバ内蔵ファン３１１を回転させる。また、ファン動作管理部３２１は、冷却回転数である２５００ｒｐｍで全体ファン１２１を回転させる（ステップＳ２０８）。その後、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。

ＣＰＵ温度が７０℃以上の場合（ステップＳ２０７：否定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が８０℃未満か否かを判定する（ステップＳ２０９）。ＣＰＵ温度が８０℃未満の場合(ステップＳ２０９：肯定)、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を１２０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ２１０）。次に、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１１）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ２１１：否定）、ファン動作管理部３２１は、１℃分の回転数を取得し、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分上昇させる（ステップＳ２１２）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ２１２に戻る。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ２１１：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。

ＣＰＵ温度が８０℃以上の場合（ステップＳ２０９：否定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、ＣＰＵ温度が９０℃未満か否かを判定する（ステップＳ２１３）。ＣＰＵ温度が９０℃未満の場合(ステップＳ２１３：肯定)、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を１４５００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ２１４）。次に、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１５）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ２１５：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ２１５：否定）、ファン動作管理部３２１は、１℃分の回転数を取得し、全体ファン１２１の回転数を取得した回転数分上昇させる（ステップＳ２１６）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ２１５に戻る。

ＣＰＵ温度が９０℃以上の場合（ステップＳ２１３：否定）、サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１を１５０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ２１７）。次に、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１を４５００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ２１８）。その後、ファン動作管理部３２１は、差圧を基に、ラック１３におけるコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１９）。コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも大きい場合（ステップＳ２１９：肯定）、ファン動作管理部３２１及びサーバ内蔵ファン制御部３１２は、現在のＣＰＵ温度による空調制御を終了する。これに対して、コールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力以下の場合（ステップＳ２１９：否定）、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を１００ｒｐｍ下げることをサーバ内蔵ファン制御部３１２に指示する。サーバ内蔵ファン制御部３１２は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を１００ｒｐｍ下げる（ステップＳ２２０）。その後、ファン動作管理部３２１は、ステップＳ２１９に戻る。

図７は、サーバ内蔵ファンの消費電力の一例を説明するための図である。図８は、全体ファンの消費電力の一例を説明するための図である。

図７に示すように、サーバ内蔵ファン３１１は、回転数のＤｕｔｙが６０％を超える付近から消費電力が急増する。図７では、ラック１３に搭載されたサーバ３１におけるサーバ内蔵ファン３１１が稼動している場合の消費電力である。この時、１台のサーバ３１の場合サーバ内蔵ファン３１１の消費電力は６０％〜１００％の間で平均７０Ｗである。そこで、１つのラック１３にサーバ３１が４０台搭載されており、そのラック１３が８ラックあり、サーバ３１の稼働率を５０％とすると、サーバ内蔵ファン３１１の消費電力は、７０×４０×８×０．５＝１１．２ｋＷとなる。

一方、図８のグラフ６０１〜６０３は、コンテナ１１の中に３つのファンユニット１２が搭載されているとした場合の、各ファンユニット１２のそれぞれの消費電力を表している。グラフ６０１〜６０３の縦軸は、電力比を表し、横軸は時刻を表している。ここで、消費電力の電力比とは、最高回転数の場合の消費電力を１とした場合の消費電力の値である。そして、グラフ６０１〜６０３では、ある時間において全体ファン１２１の回転数のＤｕｔｙを変更していった場合のファンユニット１２の消費電力が表されている。そして、グラフ６０１〜６０３で示すように、全体ファン１２１が回転数のＤｕｔｙが９０％の場合、各ファンユニット１２の消費電力は、０．８２ｋＷ、０．８３ｋＷ及び０．８４．ｋＷとなっている。そこで、全体ファン１２１が回転数のＤｕｔｙが９０％の場合であっても、ファンユニット１２の総消費電力は、２．４９ｋＷとなる。

このように、コンテナ型データセンタ１に搭載された、サーバ３１のサーバ内蔵ファン３１１は、ファンユニット１２と比較して非常に多くの電力を消費する。そのため、サーバ内蔵ファン３１１の回転を抑えて、その分ファンユニット１２を回転させることで、ＣＰＵを冷却された方が消費電力を抑えることができる。

ここで、図９は、実施例１に係るサーバ内蔵ファンの回転数の遷移を表す図である。また、図１０は、サーバを独立して使用した場合のサーバ内蔵ファンの回転数の遷移を表す図である。さらに、図１１は、サーバを独立して使用した場合の省電力モデルでのサーバ内蔵ファンの回転数の遷移を表す図である。

サーバ３１を独立して使用した場合、サーバ内蔵ファン３１１は、周囲温度を基準に制御される。そして、省電力モデルでなければ、図１０に示すように、周囲温度が３０℃付近でサーバ内蔵ファン３１１の回転数が増加し始める。また、省電力モデルであっても、図１１に示すように、周囲温度が３５℃付近でサーバ内蔵ファン３１１の回転数が増加し始める。図１０における３０℃付近及び図１１における３５℃付近からサーバ内蔵ファン３１１の回転数が上昇し一定の回転数になった状態の温度が、「第２ファンが独立して電子機器の内部を冷却する場合の第２ファンが第１回転となる温度」の一例にあたる。

これに対して、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１に配置されたサーバ３１のサーバ内蔵ファン３１１は、図９に示すように、ＣＰＵ温度が７０℃付近で回転数が上昇し始める。これは、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１では、全体ファン１２１が回転することでＣＰＵ温度が下げられるため、サーバ内蔵ファン３１１を回転させなくてもＣＰＵ温度を抑えることができるからである。

以上に説明したように、本実施例では、サーバ内蔵ファンの回転を低減させ、代わりに全体ファン１２１を回転させることでＣＰＵ温度を下げるので、コンテナ型データセンタの全体の消費電力を低減することができる。

また、以上では、ＣＰＵ温度が７０℃以上になったときにサーバ内蔵ファン３１１を１２０００ｒｐｍで回転させ、８０℃以上になったときに１４５００ｒｐｍで回転させ、９０℃以上になったときに１５０００ｒｐｍで回転させている。ただし、このサーバ内蔵ファン３１１の回転数を上昇させるタイミング及び上昇させた後の回転数は、サーバの運用に合わせて設定されることが好ましい。例えば、ＣＰＵ温度が、ＣＰＵの許容温度の上限値より２０％低い値になった場合に、６０％のＤｕｔｙで回転させ、上限値より１０％低い値になった場合に、８０％のＤｕｔｙで回転させるなどとしてもよい。この場合も、実施例１と同様に、全体ファン１２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転が上昇したときに、ラック１３のコールドアイル側の圧力がホットアイル側の圧力よりも高くなるように回転する。

さらに、本実施例では、サーバ内蔵ファン３１１の回転上昇に追従するため、昇温時に、サーバ内蔵ファン３１１が回転する前に全体ファン１２１を助走回転数で回転させたが、全体ファン１２１の反応速度が高いなどの場合、助走回転での回転を行わなくても良い。また、ＣＰＵの冷却が十分できるのであれば、降温時にサーバ内蔵ファン３１１が最小回転数になったあとに、全体ファン１２１の回転数を最小回転数以上に維持しておくことを行わなくてもよい。

さらに、ＣＰＵの温度が下がり易いなどの場合であれば、昇温時と降温時との間に全体ファン１２１の回転数に差を設けなくても良い。

図１２は、実施例２に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。本実施例に係るコンテナ型データセンタ１は、実施例１の空調制御に加えて、消費電力の監視によるサーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の回転数の制御を行うことが実施例１と異なるものである。そこで、以下では、消費電力の監視による空調制御について主に説明する。図１２において、図２と同じ符号を有する各部は、特に説明の無い限り同じ機能を有するものとする。

本実施例に係るコンテナ型データセンタ１は、実施例１の各部に加えて、電源供給部１１２及び消費電力監視部１１３を有する。また、本実施例に係るサーバ３１は、ファン消費電力監視部３１４をさらに有している。

電源供給部１１２は、例えば、図１の電源盤１８によって実現される。図１２における点線が電源供給部１１２からの電力供給を表している。ただし、図１２の電力供給を表す線は例示であり、電気を使用する他の各部にも、電源供給部１１２からの電力の供給は行われている。また、実施例１の説明において不要であったため、図２では電源供給部１１２を記載しなかったが、実施例１においても電源盤１８から各部に電力の供給は行われている。

消費電力監視部１１３は、電源供給部１１２における全体ファン１２１へ電力を供給する電力系統における消費電力を監視し、全体ファン１２１の消費電力を測定する。そして、消費電力監視部１１３は、全体ファン１２１の消費電力をファン動作管理部３２１へ通知する。

ファン消費電力監視部３１４は、サーバ内蔵ファン３１１の消費電力を測定する。そして、ファン消費電力監視部３１４は、サーバ内蔵ファン３１１の消費電力をファン動作管理部３２１へ通知する。このファン消費電力監視部３１４及び消費電力監視部１１３が、「消費電力計測部」の一例にあたる。

ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の消費電力の通知を消費電力監視部１１３から受ける。また、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の消費電力の通知をファン消費電力監視部３１４から受ける。

そして、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の消費電力がサーバ内蔵ファン３１１の消費電力を上回っているか否かを判定する。全体ファン１２１の消費電力がサーバ内蔵ファン３１１の消費電力を上回っている場合、ファン動作管理部３２１は、サーバ内蔵ファン３１１の回転数を上昇させるようにサーバ内蔵ファン制御部３１２に指示する。また、この時、ファン動作管理部３２１は、全体ファン１２１の回転数を下げるように全体ファン制御部１２２へ指示する。

以上に説明したように、本実施例に係るコンテナ型データセンタでは、サーバ内蔵ファンの消費電力の方が全体ファンの消費電力よりも小さくなった場合、サーバ内蔵ファンの回転数を上げ、全体ファンの回転数を下げる。これにより、例えサーバ内蔵ファンの消費電力の方が全体ファンの消費電力よりも小さくなったとしても、適切に消費電力を抑えることができる。

図１３は、実施例３に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。本実施例に係るコンテナ型データセンタ１は、実施例１の空調制御に加えて、外気温によりサーバ内蔵ファン３１１及び全体ファン１２１の回転数を調整することが実施例１と異なるものである。そこで、以下では、外気温に応じた空調制御について主に説明する。図１３において、図２と同じ符号を有する各部は、特に説明の無い限り同じ機能を有するものとする。

外気温センサ１１４は、例えば、外気導入口１４付近に配置される。ここで、本実施例では、コンテナ１１の中に外気温センサ１１４が配置されるが、外気温センサ１１４は、外気が測定できる場所であれば、他の場所でも良く、例えば、コンテナ１１の外に配置されても良い。

外気温センサ１１４は、外気導入口１４から入ってきた外気の温度を計測する。そして、外気温センサ１１４は、計測した外気温をファン動作管理部３２１へ出力する。

ファン動作管理部３２１は、外気温毎に、助走温度、冷却温度、助走テーブル、冷却テーブル、昇温時用のテーブル及び降温時用のテーブルを有している。これらは、外気温が低くなるほど、全体ファン１２１の回転数が低くなるように生成されている。

ファン動作管理部３２１は、外気温の入力を外気温センサ１１４から受ける。そして、ファン動作管理部３２１は、受信した外気温に対応する助走温度、冷却温度、助走テーブル、冷却テーブル、昇温時用のテーブル及び降温時用のテーブルを取得する。そして、ファン動作管理部３２１は、取得した助走温度、冷却温度、助走テーブル、冷却テーブル、昇温時用のテーブル及び降温時用のテーブルを用いて全体ファン１２１の回転数の調整を行う。

以上に説明したように、本実施例に係るコンテナ型データセンタは、外気温に応じて全体ファンの回転数を調整する。これにより、外気温が低くそれほど全体ファンの回転数を大きくしなくてもＣＰＵを冷却できるような場合、全体ファンの回転数を低く抑えることができ、消費電力を抑えることができる。

また、以上では、ＣＰＵの温度に応じてサーバ内蔵ファン及び全体ファンの回転数を制御する方法を説明したが、サーバに搭載されている発熱部品であればＣＰＵに限らず、例えば、メモリの温度に応じて制御しても良い。

以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）電子機器を搭載したコンテナと、
該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る第１ファンと、
前記電子機器に内蔵され、前記電子機器に搭載された発熱部品を冷却する第２ファンと、
前記発熱部品の温度を基に、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を制御する制御部と
を備えたことを特徴とするコンテナ型データセンタ。

（付記２）前記制御部は、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を複数の段階に分けて制御することを特徴とする付記１に記載のコンテナ型データセンタ。

（付記３）前記発熱部品の温度を計測する温度センサと、
前記第２ファンの吸気側と排気側との差圧を計測する差圧センサとをさらに備え、
前記第２ファンは、前記温度センサの計測温度が第１閾値以上の場合、第１回転数で回転し、前記温度センサの計測温度が第１閾値よりも高い第２閾値以上の場合、前記第１回転数よりも高い第２回転数で回転し、
前記制御部は、前記第２ファンが前記第１回転数又は前記第２回転数で回転している場合、前記差圧センサの計測結果を基に、前記吸気側の圧力が前記排気側の圧力より高くなるように前記第１ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする付記１又は付記２に記載のコンテナ型データセンタ。

（付記４）前記第１閾値は、前記発熱部品の温度の許容値の上限から２０度低い温度であり、前記第２閾値は、前記許容値の上限から１０度低い温度であることを特徴とする付記３に記載のコンテナ型データセンタ。

（付記５）前記第１閾値は、前記電子機器が前記コンテナに配置されておらず前記第２ファンが独立して前記電子機器の内部を冷却する場合の前記第２ファンが前記第１回転数となる温度よりも高い温度であることを特徴とする付記３に記載のコンテナ型データセンタ。

（付記６）前記第２ファンは、前記計測温度が前記第１閾値未満の場合、最小回転数で回転しており、
前記制御部は、前記第２ファンが最小回転数の場合、前記第１ファンを最小回転数で回転させる
ことを特徴とする付記３〜５のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。

（付記７）前記制御部は、前記発熱部品の温度が上昇している場合、前記温度センサの計測温度が前記第１閾値に近づくと、前記第１ファンの回転数を最小回転数から段階的に高くしていき、前記発熱部品の温度が下降している場合、前記温度センサの計測温度が前記第１閾値未満になると、前記第１ファンの回転数を最小回転数に向けて段階的に低くしていくことを特徴とする付記３〜５のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。

（付記８）前記制御部は、前記発熱部品の温度が上昇している場合に比べて温度が下降している場合に、前記第１ファンの回転数が高くなるように制御することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。

（付記９）前記第１ファンの消費電力及び前記第２ファンの消費電力を計測する消費電力計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１ファンの消費電力が前記第２ファンの消費電力以上の場合、前記第１ファンの回転数を下げ、前記第２ファンの回転数を上げる
ことを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。

（付記１０）外気温度を計測する外気温センサをさらに備え、
前記制御部は、前記差圧センサの計測結果に加えて、前記外気温センサによる外気温度を基に、前記第１ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。

（付記１１）電子機器を搭載したコンテナと、
該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る第１ファンと、
前記電子機器に内蔵され、前記電子機器に搭載された発熱部品を冷却する第２ファンと
を備えたコンテナ型データセンタの空調の制御をコンピュータに実行させる空調制御プログラムであって、
前記発熱部品の温度を基に、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を制御する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする空調制御プログラム。

（付記１２）電子機器を搭載したコンテナと、
該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る第１ファンと、
前記電子機器に内蔵され、前記電子機器に搭載された発熱部品を冷却する第２ファンと
を備えたコンテナ型データセンタの空調制御方法であって、
前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする空調制御方法。

１ コンテナ型データセンタ
１１ コンテナ
１２ ファンユニット
１３ ラック
３１ サーバ
３２ 管理サーバ
１１１ 差圧センサ
１１２ 電源供給部
１１３ 消費電力監視部
１１４ 外気温センサ
１２１ 全体ファン
１２２ 全体ファン制御部
３１１ サーバ内蔵ファン
３１２ サーバ内蔵ファン制御部
３１３ ＣＰＵ温度センサ
３１４ ファン消費電力監視部

Claims (10)

1. 電子機器を搭載したコンテナと、
   該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る第１ファンと、
   前記電子機器に内蔵され、前記電子機器に搭載された発熱部品を冷却する第２ファンと、
   前記発熱部品の温度を基に、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を制御する制御部と
   を備えたことを特徴とするコンテナ型データセンタ。
2. 前記制御部は、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を複数の段階に分けて制御することを特徴とする請求項１に記載のコンテナ型データセンタ。
3. 前記発熱部品の温度を計測する温度センサと、
   前記第２ファンの吸気側と排気側との差圧を計測する差圧センサとをさらに備え、
   前記第２ファンは、前記温度センサの計測温度が第１閾値以上の場合、第１回転数で回転し、前記温度センサの計測温度が第１閾値よりも高い第２閾値以上の場合、前記第１回転数よりも高い第２回転数で回転し、
   前記制御部は、前記第２ファンが前記第１回転数又は前記第２回転数で回転している場合、前記差圧センサの計測結果を基に、前記吸気側の圧力が前記排気側の圧力より高くなるように前記第１ファンの回転数を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンテナ型データセンタ。
4. 前記第１閾値は、前記電子機器が前記コンテナに配置されておらず前記第２ファンが独立して前記電子機器の内部を冷却する場合の前記第２ファンが前記第１回転数となる温度よりも高い温度であることを特徴とする請求項３に記載のコンテナ型データセンタ。
5. 前記制御部は、前記発熱部品の温度が上昇している場合、前記温度センサの計測温度が前記第１閾値に近づくと、前記第１ファンの回転数を最小回転数から段階的に高くしていき、前記発熱部品の温度が下降している場合、前記温度センサの計測温度が前記第１閾値未満になると、前記第１ファンの回転数を最小回転数に向けて段階的に低くしていくことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のコンテナ型データセンタ。
6. 前記制御部は、前記発熱部品の温度が上昇している場合に比べて温度が下降している場合に、前記第１ファンの回転数が高くなるように制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。
7. 前記第１ファンの消費電力及び前記第２ファンの消費電力を計測する消費電力計測部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１ファンの消費電力が前記第２ファンの消費電力以上の場合、前記第１ファンの回転数を下げ、前記第２ファンの回転数を上げる
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。
8. 外気温度を計測する外気温センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記差圧センサの計測結果に加えて、前記外気温センサによる外気温度を基に、前記第１ファンの回転数を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。
9. 電子機器を搭載したコンテナと、
   該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る第１ファンと、
   前記電子機器に内蔵され、前記電子機器に搭載された発熱部品を冷却する第２ファンと
   を備えたコンテナ型データセンタの空調の制御をコンピュータに実行させる空調制御プログラムであって、
   前記発熱部品の温度を基に、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を制御する
   処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする空調制御プログラム。
10. 電子機器を搭載したコンテナと、
    該コンテナの中に外気を取り込み、取り込んだ外気を前記電子機器に送る第１ファンと、
    前記電子機器に内蔵され、前記電子機器に搭載された発熱部品を冷却する第２ファンと
    を備えたコンテナ型データセンタの空調制御方法であって、
    前記発熱部品の温度を基に、前記第１ファン及び前記第２ファンの回転数を制御する
    ことを特徴とする空調制御方法。

Images