JP2014146085A - Cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device.
筐体内にある冷却対象物をファンにより冷却する冷却装置が知られている。ファンが回転することにより外から筐体内に空気を吸入して冷却対象物に送風し、外に空気が排出される。特許文献1、2にはこのような装置に関連する装置が開示されている。
A cooling device that cools an object to be cooled in a housing by a fan is known. As the fan rotates, air is sucked into the casing from outside and blown to the object to be cooled, and the air is discharged outside.
このような装置が例えば屋外に配置されて外風に晒され、又は屋内であっても空調設備などの影響により外風に晒される場合、外風の方向によっては筐体内に空気を十分に吸入できず、筐体内で高温となった空気を十分に排出できないおそれがある。例えば、筐体内の温度や冷却対象物の温度に比例してファンの回転数が増大するように制御される場合、筐体内への空気を吸入、排出が十分に行われないと筐体内の温度が上昇してファンの回転数が増大する恐れがある。これにより、消費電力が増大するおそれがある。 For example, when such a device is placed outdoors and exposed to the external wind, or is exposed to the external wind even if it is indoors due to the effects of air conditioning equipment, etc., sufficient air is sucked into the housing depending on the direction of the external wind There is a possibility that air that has become hot inside the housing cannot be exhausted sufficiently. For example, when the fan rotation speed is controlled to increase in proportion to the temperature inside the casing or the temperature of the object to be cooled, the temperature inside the casing will not be sufficient if air is sucked into or discharged from the casing. May increase and the rotational speed of the fan may increase. As a result, power consumption may increase.
本発明は、外風の方向を考慮して空気を吸入、排出する冷却装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cooling device which takes in and discharge | releases air in consideration of the direction of external wind.
本明細書に開示の冷却装置は、互いに対向する第1及び第2壁部を含む筐体と、前記筐体内に設けられた冷却の対象物と、前記筐体内で風が循環するように前記対象物に風を送るファンと、前記筐体内で順方向に流れる前記風の上流側及び前記順方向とは逆の逆方向に流れる前記風の下流側でそれぞれ前記第1壁部に設けられた順方向入口及び逆方向出口と、前記順方向の下流側及び前記逆方向の上流側でそれぞれ前記第2壁部に設けられた順方向出口及び逆方向入口と、前記第1壁部側の前記筐体内外の圧力の大小、前記第2壁部側の前記筐体内外の圧力の大小、の少なくとも一方を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に応じて前記順方向入口及び順方向出口を開き前記逆方向入口及び逆方向出口を閉じ、又は前記順方向入口及び順方向出口を閉じ前記逆方向入口及び逆方向出口を開く開閉部と、を備えている。 The cooling device disclosed in the present specification includes a casing including first and second wall portions facing each other, an object to be cooled provided in the casing, and the wind so as to circulate in the casing. A fan for sending wind to the object, and an upstream side of the wind flowing in the forward direction in the casing and a downstream side of the wind flowing in the opposite direction to the forward direction are provided on the first wall portion, respectively. A forward inlet and a backward outlet, a forward outlet and a backward inlet provided in the second wall at the downstream side in the forward direction and the upstream side in the backward direction, respectively, and the first wall side. A detector that detects at least one of the pressure inside and outside the housing and the pressure inside and outside the housing on the second wall side; and the forward entrance and the forward direction according to the detection result of the detector Open the outlet and close the reverse inlet and reverse outlet, or the forward inlet and forward And a, a switching unit for opening the reverse inlet and reverse outlet closed direction outlet.
外風の方向を考慮して空気を吸入、排出する冷却装置を提供できる。 A cooling device that sucks and discharges air in consideration of the direction of the outside wind can be provided.
冷却装置の一例としてデータセンタ1を例に説明する。図1は、本実施例のデータセンタ1の説明図である。データセンタ1は、例えば屋外に設置される。データセンタ1は、筐体10を有している。筐体10は、低壁11、上壁12、側壁13、14、15、16を含む。側壁13、14は互いに対向している。側壁13には、互いに隣接した開口13I、13Eが設けられ、側壁14には、互いに隣接した開口14I、14Eが設けられている。開口13Iは開口13Eよりも下側に設けられている。開口14Eは開口14Iよりも下側に設けられている。筐体10には、開口13I、13E、14I、14Eをそれぞれ開閉するシャッタ23I、23E、24I、24Eが設けられている。シャッタ23I、23E、24I、24Eは開閉部の一例である。
The
シャッタ23I等は、例えばアコーディオンのように開閉する部材であってもよいし、ロールスクリーンのように開閉するものであってもよし、縦型又は横型のブラインドであってもよいし、パネルのようにスライドするものであってもよいし、両開き又は片開きの扉であってもよい。 The shutter 23I or the like may be a member that opens and closes like an accordion, for example, may open and close like a roll screen, may be a vertical or horizontal blind, or may be a panel The door may be a sliding door or a double door or a single door.
筐体10内には、ファンユニットF、ファンユニットFと対向配置された複数のサーバラックSV、が設けられている。ファンユニットFが回転することにより、風がサーバラックSVに向けて送風される。ファンユニットFはファンの一例であり、サーバラックSVは冷却の対象物の一例である。詳細には、低壁11とファンユニットFとサーバラックSVの上部との間に設けられた仕切板Wとの間を風が通過する。ファンユニットFを通過する風の方向を順方向D1と称する。サーバラックSVを通過する風は、側壁14とサーバラックSVとの間で旋回して、サーバラックSVの上部及び仕切板Wと上壁12との間を流れる。サーバラックSVの上部と上壁12との間を流れる風の方向を逆方向D2と称する。逆方向D2と順方向D1とは逆方向である。仕切板Wは、順方向D1、逆方向D2に流れる風の合流を防止する。
In the
ファンユニットFの上部には、開閉可能なダンパDPが設けられている。ダンパDPは、詳しくは後述するが所定条件に応じてダンパDPに設けられた開口部を開閉する。ダンパDPは遮断部の一例である。ダンパDPが開いている場合には、サーバラックSV上部と上壁12との間を風が逆方向D2に流れ、側壁13側で旋回する。側壁13側で旋回した風はファンユニットFの上流側に流れる。以上のように、ファンユニットFによって送風される風が筐体10内で循環する。
On the top of the fan unit F, a damper DP that can be opened and closed is provided. Although described in detail later, the damper DP opens and closes an opening provided in the damper DP according to a predetermined condition. The damper DP is an example of a blocking unit. When the damper DP is open, the wind flows in the reverse direction D2 between the upper portion of the server rack SV and the
従って、側壁13は順方向D1での上流側であり逆方向D2での下流側に位置し、第1壁部の一例である。側壁14は、順方向D1での下流側であり逆方向D2での上流側に位置し、第2壁部の一例である。また、シャッタ23I、23Eは第1開閉部の一例であり、シャッタ24I、24Eは第2開閉部の一例である。
Therefore, the
また、開口13I、14Eは、ファンユニットFからサーバラックSVに向かう風の順方向D1の延長線上に位置している。同様に、開口13E、14Iは、サーバラックSV上部と上壁12との間を流れる風の逆方向D2の延長線上に位置している。このため、開口13Iは順方向D1の上流側に位置し、順方向入口の一例である。開口13Eは、逆方向D2の下流側に位置し、逆方向出口の一例である。開口14Eは、順方向D1の下流側に位置し、順方向出口の一例である。開口14Iは、逆方向D2の上流側に位置し、逆方向入口の一例である。
Further, the
側壁13の外側には圧力センサ33Aが設けられている。側壁13とファンユニットFとの間又は側壁13の内側には圧力センサ33Iが設けられている。同様に、側壁14の外側には圧力センサ34Aが設けられている。側壁14とサーバラックSVとの間には圧力センサ34Iが設けられている。圧力センサ33A、34Aはそれぞれ外気の風によって出力値が変化する。圧力センサ33I、34Iは、それぞれ筐体10内を流れる風によって出力が変化する。コントローラCは、圧力センサ33A、33Iにより側壁13側の筐体10内外の圧力の大小を把握し、圧力センサ33A、33Iは、第1検出部の一例である。同様に、コントローラCは、圧力センサ34A、34Iにより側壁14側の筐体10内外の圧力の大小を把握し、圧力センサ34A、34Iは、第2検出部の一例である。また、圧力センサ33A、33I、34A、34Iは、検出部の一例である。
A pressure sensor 33 </ b> A is provided outside the
ファンユニットFとサーバラックSVとの間、即ちサーバラックSVの上流側には温度センサTP、湿度センサMPが設けられている。温度センサTP、湿度センサMPはそれぞれサーバラックSVに吹付けられる空気の温度及び湿度を検出する。コントローラCは、温度センサTP、湿度センサMPにより筐体10内の空気の温度及び湿度を把握できる。
A temperature sensor TP and a humidity sensor MP are provided between the fan unit F and the server rack SV, that is, upstream of the server rack SV. The temperature sensor TP and the humidity sensor MP detect the temperature and humidity of the air blown to the server rack SV, respectively. The controller C can grasp the temperature and humidity of the air in the
筐体10内にはコントローラCが設けられている。コントローラCは、ROM、RAM、CPUを含み、ファンユニットFの回転を制御する。また、コントローラCは、圧力センサ33A、33Iの出力に応じてシャッタ23I、23Eの開閉を制御し、圧力センサ34A、34Iの出力に応じてシャッタ24I、24Eの開閉を制御する。シャッタ23I等は、それぞれモータを内蔵し、コントローラCからの指令に応じて開口13I等を開閉する。また、コントローラCは、温度センサTP、湿度センサMPの出力に応じてダンパDPの開閉を制御する。コントローラCは制御部の一例である。
A controller C is provided in the
次に、コントローラCが実行する制御の一例を説明する。図2は、コントローラCが実行する制御の一例を示したフローチャートである。コントローラCは、ダンパDPが開いているか否かを判定する(ステップS1)。否定判定の場合は本制御を終了する。肯定判定の場合には、コントローラCは、圧力センサ33A、33Iにより側壁13側での筐体10内外の差圧を検出し、圧力センサ34A、34Iにより側壁14側での筐体10内外の差圧を検出する(ステップS2)。
Next, an example of control executed by the controller C will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of control executed by the controller C. The controller C determines whether or not the damper DP is open (step S1). If the determination is negative, this control is terminated. In the case of an affirmative determination, the controller C detects the differential pressure inside and outside the
次に、コントローラCは、これらの差圧に基づいて筐体10の外圧が筐体10の差圧よりも大きいか否かについて、それぞれ側壁13側と側壁14側とについて判定する(ステップS3)。例えば、圧力センサ33Aの出力値が圧力センサ33Iの出力値よりも大きく圧力センサ34Aの出力値が圧力センサ34Iの出力値よりも小さい場合、側壁13側が風上にあり側壁14側が風下にあるとして風の方向を判断できる。この場合、図3に示すように、コントローラCは開口13Iを開き開口13Eを閉じるようにシャッタ23I、23Eを制御し(ステップS4)、開口14Iを閉じ開口14Eを開くようにシャッタ24I、24Eを制御する(ステップS5)。これにより、外気が開口13Iを介してファンユニットFの上流側に流れ込み、サーバラックSVを通過した空気の一部は開口14Eを介して外部に排出される。尚、図3においては、開口13I、14Eをそれぞれ開くシャッタ23I、24Eについては図示を省略している。
Next, the controller C determines whether the external pressure of the
圧力センサ33Aの出力値が圧力センサ33Iの出力値よりも小さく圧力センサ34Aの出力値が圧力センサ34Iの出力値よりも大きい場合、側壁13側が風下にあり側壁14側が風上にあるとして風の方向を判断できる。この場合、図4に示すように、コントローラCは開口13Iを開じ開口13Eを開くようにシャッタ23I、23Eを制御し(ステップS5)、開口14Iを開き開口14Eを閉じるようにシャッタ24I、24Eを制御する(ステップS4)。これにより、外気が開口14Iを介して逆方向D2方向の上流側に流れ込み、ダンパDPを通過して空気の一部は開口13Eを介して外部に排出される。尚、図4においては、開口13E、14Iをそれぞれ開くシャッタ23E、24Iについては図示を省略している。
When the output value of the
例えば、図3のように側壁13が風上側であり側壁14が風下側である場合に、開口14I、13Eを開き開口14E、開口13Iを閉じると、開口13Eから筐体10内に導入される風と筐体10内で逆方向D2に流れる風とが干渉して、筐体10内に空気を十分に取り込めない恐れがある。また、図4のように側壁13が風下側であり側壁14が風上側である場合に、開口13I、14Eを開き開口14I、13Eを閉じると、開口14Eから筐体10内に導入される風と筐体10内で順方向D1に流れる風とが干渉して、筐体10内に空気が十分に取り込めない恐れがある。本実施例のように、外気の風の方向を考慮して筐体10内に外気を適切に吸入、排出できるように、開くべき開口が選択される。これにより、適切に筐体10内に外気を導入して、サーバラックSVを通過して高温になった空気を外部に排出でき、外気の風の方向によらずにサーバラックSVの冷却効率も維持できる。
For example, when the
次にコントローラCは、温度センサTP、湿度センサMPにより筐体10内の温度及び湿度を検出する(ステップS6)。次に、検出された温度が予め設定された下限値未満であるか否か、検出された湿度が予め設定された上限値以上であるか否かを判定する(ステップS7)。ここで予め設定された温度の下限値とは、サーバラックSVの適切な作動を保障できる温度範囲の下限値である。予め設定された湿度の上限値とは、サーバラックSVの適切な作動を保障できる湿度範囲の上限値である。
Next, the controller C detects the temperature and humidity in the
ステップS7で否定判定の場合には、ステップS4、S5で設定された状態に維持される。ステップS7で肯定判定の場合、上述したステップS4、S5の処理に関わらずに、コントローラCは開口13I、13E、14I、14Eのすべてを閉じるようにシャッタ23I、23E、24I、24Eを制御する(ステップS8)。尚、この際にはダンパDPは開いた状態が維持されている。これにより、例えば筐体10内の温度が下限値未満の場合、外気温度が低い場合が想定される。この場合、全ての開口13I、13E、14I、14Eを閉じて外気を遮断して筐体10内でサーバラックSVを通過した空気を循環させることにより、筐体10内の温度を上昇させる。また、例えば筐体10内の湿度が上限値以上の場合、筐体10内でサーバラックSVを通過した空気を循環させて筐体10内の温度を上昇させて湿度を低下させる。これにより、筐体10内の温度、湿度をサーバラックSVの動作が保障される範囲内に制御することができる。
If a negative determination is made in step S7, the state set in steps S4 and S5 is maintained. If the determination in step S7 is affirmative, the controller C controls the
尚、筐体内に外風が導入されている場合でも、ダンパDPの開度は、温度センサTP、湿度センサMPの出力値に基づいてコントローラCにより制御されている。具体的には、コントローラCは、ダンパDPの開度を調整することにより、筐体10内の温度、湿度がサーバラックSVの使用範囲内になるように筐体10内で循環する風の流量を調整している。
Even when outside wind is introduced into the housing, the opening degree of the damper DP is controlled by the controller C based on the output values of the temperature sensor TP and the humidity sensor MP. Specifically, the controller C adjusts the opening degree of the damper DP so that the flow rate of the wind circulating in the
上記実施例において、開口13I、13E、14I、14Eをそれぞれ開閉するシャッタ23I、23E、24I、24Eが設けられているがこれに限定されない。例えば、開口13I、13Eを択一的に開閉する開閉部であってもよいし、開口14E、14Iを択一的に開閉する開閉部であってもよい。例えば、開口13I、13Eの一方のみを閉鎖できるだけの大きさを有した板がスライドすることにより、開口13I、13Eを択一的に閉鎖するもことができる。
In the above embodiment, the
上記実施例においてはダンパDPは設けられていなくてもよい。即ち、常に筐体10内を循環する場合であってもよい。
In the above embodiment, the damper DP may not be provided. That is, it may be a case where the inside of the
上記実施例では、側壁13側の筐体10内外の差圧を検出するがこれに限定されず、側壁13側の筐体10内外の圧力の大小関係を判定できればよい。側壁14側の筐体10内外の圧力についても同様である。
In the above-described embodiment, the differential pressure inside and outside the
上記実施例においては、側壁13側の筐体10内外の圧力の大小に応じて開口13E、13Iのどちらを開くかを決定し、側壁14側の筐体10内外の圧力の大小に応じて開口14E、14Iのどちらを開くかを決定したがこれに限定されない。例えば、側壁13側の筐体10内外の圧力の大小のみに基づいて、開口13E、開口13Iのどちらを開くかのみならず開口14E、14Iのどちらを開くかを決定してもよい。例えば、側壁13側の筐体10の外圧が側壁13側の筐体10の内圧よりも高い場合、開口13Iを開き開口13Eを閉じると共に開口14Eを開き開口14Iを閉じてもよい。側壁13側の筐体10の外圧が側壁13側の筐体10の内圧よりも低い場合、開口13Iを閉じ開口13Eを開くと共に開口14Eを閉じ開口14Iを開いてもよい。同様に、側壁14側の筐体10内外の圧力の大小のみに基づいて、開口14E、14Iのどちらを開くかのみならず開口13E、13Iのどちらを開くかを決定してもよい。
In the above-described embodiment, it is determined which of the
尚、コントローラCは、定常状態の圧力センサ33A、33I、34A、34Iの出力値を参照してステップSS2、S3の処理を実行する。これらの出力値は過渡的に変化する場合があるからである。
The controller C executes the processes of steps SS2 and S3 with reference to the output values of the
次に、変形例のデータセンタ1aについて説明する。図5A、5Bは変形例のデータセンタ1aの説明図である。尚、変形例については上記の実施例と同一又は類似する符号を付することにより重複説明を省略する。図5A、5Bは、データセンタ1aを筐体10の上壁12aから見た図である。ファンユニットF、サーバラックSVは、側壁15a側に設けられている。サーバラックSVを通過した風は、側壁14a側で旋回して、側壁16aとサーバラックSV及びファンユニットFの側部との間を流れ、側壁13a側で旋回して再びファンユニットFに流れる。尚、サーバラックSVとファンユニットFとの間にはサーバラックSVを通過する風とサーバラックSVを通過せずに逆方向に流れる風とを仕切る仕切板Waが固定されている。このように、上述したデータセンタ1では上下に風が循環するのに対し、データセンタ1aでは左右に風が循環する。ここで、サーバラックSVを通過した後に旋回する風の側壁14aに沿った方向を順方向D1aと称する。側壁13aで旋回する風の順方向D1aとは逆向きに流れる風の方向を逆方向D2aと称する。
Next, a
側壁15aには開口15I、15Eが設けられ、側壁16aには開口16I、16Eが設けられている。側壁15a、16aは、それぞれ第1及び第2壁部の一例である。開口15I、16Eは、それぞれ順方向D1aの延長線上の上流側及び下流側に位置している。開口16I、15Eは、それぞれ逆方向D2aの延長線上の上流側及び下流側に位置している。従って、開口15Iは、順方向入口の一例である。開口16Eは、順方句出口の一例である。開口15Eは、逆方向出口の一例である。開口16Iは、順方向入口の一例である。
圧力センサ35A、35Iは、開口15I、15Eが設けられた側壁15aに設けられている。同様に、圧力センサ36A、36Iは、開口16I、16Eが設けられた側壁16aに設けられている。圧力センサ35A、35Iに基づく側壁15a側の筐体10a内外の圧力差の検出結果、圧力センサ36A、36Iに基づく側壁16a側の筐体10内外の圧力差に基づいて、外風の方向が判定される。側壁15a側が風上側であり側壁16a側が風下側の場合には、図5Aに示すように開口15I、16Eが開かれる。側壁15a側が風下側であり側壁16a側が風上側の場合には、図5Bに示すように開口16I、15Eが開かれる。尚、図5Aにおいては、シャッタ26E、25Iは省略し、図5Bにおいては、シャッタ26I、25Eを省略してある。このような開口15I、15E、16I、16EとファンユニットFとの位置関係であっても、データセンタ1aは外風の方向を考慮して空気を吸入、排出できる。
The
上記実施例においては、冷却装置の一例としてデータセンタ1を例に説明したがこれに限定されない。冷却装置は、例えばサーバ本体、複数のサーバを格納している基地局自体であってもよい。また、冷却装置の設置場所は屋外、屋内を問わない。例えば屋内であっても、空調設備などにより風が吹く場合が考えられるからである。また、常に一定の方向に風が吹く環境で本装置を使用する場合には、風の向きを考慮せずに本装置を所望の姿勢で配置できる。例えば、ビル、工場、施設、住宅等の空調設備の近傍に本装置を配置することもできる。
In the above embodiment, the
上記実施例では、冷却対象物自体がコンピュータであるが、冷却対象物はこれに限定されない。冷却装置は、例えば、冷却対象物として電子部品を冷却するファンを内蔵したコンピュータ自体であってもよい。コンピュータとしては、例えば、例えば据え置き型のコンピュータ、携帯型のコンピュータであってもよい。また、冷却装置は、オーディオやプロジェクタなど内部に発熱する電子部品を備えた装置であってもよい。 In the above embodiment, the cooling object itself is a computer, but the cooling object is not limited to this. The cooling device may be, for example, a computer itself that includes a fan that cools an electronic component as an object to be cooled. As the computer, for example, a stationary computer or a portable computer may be used. The cooling device may be a device including an electronic component that generates heat, such as an audio or a projector.
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Change is possible.
1 データセンタ(冷却装置)
10 筐体
13 側壁(第1側壁)
14 側壁(第2側壁)
13I 開口(順方向入口)
14E 開口(順方向出口)
13E 開口(逆方向出口)
14I 開口(逆方向入口)
23I、23E、24I、24E シャッタ(開閉部)
C コントローラ
F ファンユニット(ファン)
SV サーバラック(対象物)
DP ダンパ(遮断部)
TP 温度センサ
MP 湿度センサ
1 Data center (cooling device)
10
14 side wall (second side wall)
13I opening (forward entrance)
14E opening (forward exit)
13E opening (reverse exit)
14I opening (reverse entry)
23I, 23E, 24I, 24E Shutter (opening / closing part)
C Controller F Fan unit (fan)
SV server rack (object)
DP damper (blocking part)
TP temperature sensor MP humidity sensor
Claims (7)
前記筐体内に設けられた冷却の対象物と、
前記筐体内で風が循環するように前記対象物に風を送るファンと、
前記筐体内で順方向に流れる前記風の上流側及び前記順方向とは逆の逆方向に流れる前記風の下流側でそれぞれ前記第1壁部に設けられた順方向入口及び逆方向出口と、
前記順方向の下流側及び前記逆方向の上流側でそれぞれ前記第2壁部に設けられた順方向出口及び逆方向入口と、
前記第1壁部側の前記筐体内外の圧力の大小、前記第2壁部側の前記筐体内外の圧力の大小、の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に応じて前記順方向入口及び順方向出口を開き前記逆方向入口及び逆方向出口を閉じ、又は前記順方向入口及び順方向出口を閉じ前記逆方向入口及び逆方向出口を開く開閉部と、を備えた冷却装置。 A housing including first and second wall portions facing each other;
A cooling object provided in the housing;
A fan that sends wind to the object so that the wind circulates in the housing;
A forward inlet and a backward outlet provided in the first wall portion respectively on the upstream side of the wind flowing in the forward direction in the housing and the downstream side of the wind flowing in the opposite direction to the forward direction;
A forward outlet and a backward inlet provided in the second wall portion respectively on the downstream side in the forward direction and the upstream side in the reverse direction;
A detection unit that detects at least one of the pressure inside and outside the housing on the first wall side and the pressure inside and outside the housing on the second wall side;
Depending on the detection result of the detection unit, the forward inlet and the forward outlet are opened and the backward inlet and the backward outlet are closed, or the forward inlet and the forward outlet are closed, and the backward inlet and the backward outlet are opened. A cooling device having an opening and closing portion.
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