JP2014181832A - コンテナ型データセンタ及びコンテナ型データセンタの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンテナ内の圧力バランスを維持するコンテナ型データセンタ及びコンテナ型データセンタの制御方法を提供する。
【解決手段】コンテナ５は、サーバ１１を搭載し、コールドアイル５１とホットアイル５２とを分離している。シャッター６０は、コールドアイル５１に設けられた外部に繋がる開口部６の開閉を行う。シャッター７０は、ホットアイル５２に設けられた外部に繋がる開口部７の開閉を行う。空調３は、コールドアイル５１から吸気した空気を冷却して前記ホットアイル５２へ排気する。管理サーバ１０は、取得したコールドアイル５１の圧力又は空調３の稼動状態のいずれかに基づき、シャッター６０及びシャッター７０の開閉を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンテナ型データセンタ及びコンテナ型データセンタの制御方法に関する。

情報処理装置としてのサーバや通信機器等の電子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。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、コンテナ内部の小さい空間を１ユニットとし、このユニットに情報機器類と空調を搭載し、ユニット単位で情報機器の稼動及び冷却を行う。すなわち、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といえ、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、演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）や主記憶装置としてのメイン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。

また、コンテナ型データセンタには、コールドアイルとホットアイルとを分離し、空調からの冷気を効率よくサーバの吸気側へ送り、ホットアイルからの熱気をサーバの吸気側へ流さないようにする構成が知られている。

さらに、空調を用いたコンテナ型データセンタでは、圧力バランスが悪い場合、次のような不都合が考えられる。例えば、コールドアイルの圧力が高すぎる場合、空気の搬送動力に無駄が生じる。また、空調に戻ってくる空気の温度が低下するため、空調が低効率の運転領域において作動することになる。一方、コールドアイルの圧力が低すぎる場合、サーバに対する給気風量が減少し、サーバの温度が上がってしまう。そこで、空調を用いたコンテナ型データセンタでは、空調のファンによる風量とサーバなどのファンによる風量との調整により、コンテナ全体の圧力バランスを維持することが行われている。

ここで、データセンタにおける空調制御の技術として、コールドアイルからホットアイルへの風量と、ホットアイルから空調機への風量とが等しくなるように風量制御を行う従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、空調機の圧縮機のモードに応じて空調機の風量を調整する従来技術がある（例えば、特許文献２参照）。さらに、コールドアイルとホットアイルとの間を遮断するサーバ室内用の扉の従来技術がある（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１０−４３８１７号公報 特開２０１１−８５２６７号公報 特開２０１１−２４３０５１号公報

しかしながら、コンテナ型データセンタでは、サーバをコンテナへ最大搭載する場合から１台のみを搭載する場合など、運用形態により搭載するサーバの台数が異なる場合がある。そして、コンテナ型データセンタでは、サーバの台数に応じて冷却のための風量が異なる。そのため、空調によりコンテナ全体の圧力バランスを適切に維持することは困難である。

また、クールゾーンからホットゾーンへの風量とホットゾーンから空調機への風量とを等しくする従来技術では、空調故障時や空調の風量に比べてサーバの台数が少ない場合に圧力バランスを適切に維持することは困難である。また、圧縮機のモードに応じた空調制御する技術を用いても、空調故障時などには対応することができず、圧力バランスを適切に維持することは困難である。さらに、コールドアイルとホットアイルとの間を遮断するサーバ室内用の扉では、各アイルの圧力については考慮されておらず、圧力バランスを適切に維持することは困難である。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、コンテナ内の圧力バランスを維持するコンテナ型データセンタ及びコンテナ型データセンタの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及びコンテナ型データセンタの制御方法は、一つの態様において、コンテナは、電子機器を搭載し、前記電子機器の吸気側である第１エリアと前記電子機器の排気側である第２エリアとを分離している。第１シャッターは、前記第１エリアに設けられた前記コンテナの外部と内部とを繋ぐ開口部の開閉を行う。第２シャッターは、前記第２エリアに設けられた前記コンテナの外部と内部とを繋ぐ開口部の開閉を行う。空調機構は、前記第２エリアから吸気した空気を冷却して前記第１エリアへ排気する。制御部は、取得した前記第１エリアの圧力又は前記空調機構の稼動状態のいずれかに基づき、前記第１シャッター及び前記第２シャッターの開閉を制御する。

本願の開示するコンテナ型データセンタ及びコンテナ型データセンタの制御方法の一つの態様によれば、コンテナ内の圧力バランスを維持することができるという効果を奏する。

図１Ａは、コンテナ型データセンタの一部を切り出した斜視図である。 図１Ｂは、コンテナ型データセンタの一部を切り出した他の方向からの斜視図である。 図２は、実施例１に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。 図３Ａは、回転式のシャッターを説明するための図である。 図３Ｂは、スライド式のシャッターを説明するための図である。 図４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５は、実施例１に係るコンテナ型データセンタによる圧力調整の処理のフローチャートである。 図６は、吸気温度の計測エリアを表す図である。 図７Ａは、従来のコンテナ型データセンタにおける空調停止後のサーバ吸気温度の時間変化を表す図である。 図７Ｂは、実施例１に係るコンテナ型データセンタにおける空調停止後のサーバ吸気温度の時間変化を表す図である。 図８は、開口部の数に対応する１分後の平均サーバ吸気温度を表す図である。 図９は、開口率及び開口部の高さと平均サーバ吸気温度との関係を表す図である。 図１０は、実施例２に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。 図１１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１２は、実施例２に係るコンテナ型データセンタによる圧力調整の処理のフローチャートである。 図１３は、実施例３に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。 図１４は、圧力調整弁の動作を説明するための図である。 図１５Ａは、圧力調整弁の一例の閉じた状態を表す図である。 図１５Ｂは、圧力調整弁の一例の開いた状態を表す図である。 図１６Ａは、圧力調整弁の他の例の閉じた状態を表す図である。 図１６Ｂは、圧力調整弁の他の例の開いた状態を表す図である。 図１７Ａは、観音開きの構成を有する圧力調整弁の一例の閉じた状態を表す図である。 図１７Ｂは、観音開きの構成を有する圧力調整弁の一例の開いた状態を表す図である。 図１８は、実施例３の変形例に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。 図１９は、実施例３の変形例に係るコンテナ型データセンタによる圧力調整の処理のフローチャートである。 図２０は、実施例４に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。

以下に、本願の開示するコンテナ型データセンタ及びコンテナ型データセンタの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及びコンテナ型データセンタの制御方法が限定されるものではない。

図１Ａは、コンテナ型データセンタの一部を切り出した斜視図である。また、図１Ｂは、コンテナ型データセンタの一部を切り出した他の方向からの斜視図である。図１Ａ及び図１Ｂに描かれているコンテナ型データセンタ１００は、実際のコンテナ型データセンタの一部を切り出したものである。すなわち、コンテナ型データセンタ１００を複数台並べた状態のものが１つの実際のコンテナ型データセンタとなる。

コンテナ型データセンタ１００は、コンテナ５及び空調３を有し、さらに、コンテナ５の内部の空気を空調３へ送るダクト４を有している。コンテナ５には、ラック２が接地されている。そして、ラック２には１台又は複数台のサーバ１が搭載されている。また、コンテナ５には、コンテナ５の内部と外部とを繋ぐ開口部６と開口部７とが設けられている。そして、図１Ａ及び図１Ｂでは、説明の都合上図示していないが、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００は、開口部６及び開口部７のそれぞれにシャッターを有している。シャッターについては次に詳細に説明する。

図２は、実施例１に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。図１Ａ及び図１Ｂで示したサーバ１は、図２に示すように、管理サーバ１０及びサーバ１１を有する。管理サーバ１０は、空調の管理やシャッターの制御、さらには、サーバ１１の管理を行う。サーバ１１は、実際に処理を行うサーバである。ここで、管理サーバ１０の台数に特に制限は無いが、本実施例では管理サーバ１０は１台の場合で説明する。また、図２における管理サーバ１０以外のサーバは、全てサーバ１１である。また、図２では、説明の都合上、管理サーバ１０及びサーバ１１を搭載しているラック２は省略している。

コンテナ５の内部は、管理サーバ１０及びサーバ１１を搭載しているラック２及びラック２からコンテナ５の内部壁まで延びる仕切り板によってコールドアイル５１及びホットアイル５２という２つの領域に分割されている。コールドアイル５１は、空調３に接続されており、空調３によって冷却された空気が給気される。そして、空調３からの給気により、コールドアイル５１内の空気は、管理サーバ１０及びサーバ１１を搭載したラック２に向けて送られ、管理サーバ１０及びサーバ１１を冷却し、暖められた空気がホットアイルに給気される。ホットアイル５２は、ダクト４に接続されている。そして、ホットアイル５２の暖かい空気は、ダクト４を通って空調３に給気される。

また、コンテナ５のコールドアイル５１側の壁に設けられた開口部６には、シャッター６０が取り付けられている。シャッター６０は、開閉可能である。シャッター６０が閉じられると、コールドアイル５１とコンテナ５の外部との間の空気の流れが、遮断される。また、シャッター６０が開放されると、コールドアイル５１とコンテナ５の外部との間で空気の流出入が起こる。

また、コンテナ５のホッアイル５２側の壁に設けられた開口部７には、シャッター７０が取り付けられている。シャッター７０は、開閉可能である。シャッター７０が閉じられると、ホットアイル５２とコンテナ５の外部との間の空気の流れが、遮断される。また、シャッター７０が開放されると、ホットアイル５２とコンテナ５の外部との間で空気の流出入が起こる。

シャッター６０及びシャッター７０は、管理サーバ１０に接続されている。そして、シャッター６０及びシャッター７０は、管理サーバ１０からの指示に従って開閉を行う。シャッター６０及びシャッター７０は、同じ構造を有していてもよいし、異なる構造を有していてもよい。

ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、シャッター６０及びシャッター７０の構造の一例について説明する。図３Ａは、回転式のシャッターを説明するための図である。また、図３Ｂは、スライド式のシャッターを説明するための図である。図３Ａ及び図３Ｂは、シャッター７０を例に説明している。

図３Ａに示すように、回転式のシャッターの場合、シャッター７０は、回転する板部材７１を複数枚有している。そして、板部材７１は、矢印Ｐ１で表す方向に回転する。実線で記載した板部材７１の状態が、シャッター７０が開いている状態である。また、点線で記載した板部材７２の状態が、シャッター７０が閉じている状態である。さらに、シャッター７０が開いた状態で、ごみがコンテナ５の内部に入らないように、フィルタ７３が設けられている。

次に、図３Ｂに示すように、スライド式のシャッターの場合、シャッター７０は、スライドする板部材７４を複数枚有している。そして、板部材７４は、矢印Ｐ２で示す方向にスライドする。実線で記載した板部材７４の状態が、シャッター７０が開いている状態である。また、点線で記載した板部材７５の状態が、シャッター７０が閉じかけている状態である。

空調３は、ファン３０を有している（図２参照）。空調３は、ファン３０を回転させ、ダクト４を通して送られてきたホットアイル５２からの空気を吸い込み冷却する。そして、空調３は、冷却した空気をファン３０の回転によりコールドアイル５１へ給気する。

圧力センサ８は、コールドアイル５１内部に設置されている。そして、圧力センサ８は、コールドアイル５１内部の圧力を計測する。圧力センサ８は、管理サーバ１０と接続されており、計測した圧力の情報を管理サーバ１０へ送る。

次に、図４を参照して、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００におけるシャッター６０及びシャッター７０の開閉の制御機能について説明する。図４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。

管理サーバ１０は、状態監視部１０１及びシャッター制御部１０２を有している。

状態監視部１０１は、例えば、ファン３０の回転数の監視など空調３の動作を監視している。そして、状態監視部１０１は、空調３が停止したか否かを判定する。例えば、状態監視部１０１は、ファン３０の回転が止まったこと等から空調３が停止したと判定する。
空調３が停止したと判定した場合、状態監視部１０１は、空調３の停止をシャッター制御部１０２へ通知する。

空調３の停止した後も、状態監視部１０１は、空調３の動作の監視を続ける。そして、空調３が再稼動すると、状態監視部１０１は、空調３の稼動をシャッター制御部１０２へ通知する。

空調３が停止した場合、シャッター制御部１０２は、空調３の停止の通知を状態監視部１０１から受ける。そして、空調３の停止の通知を受信すると、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する。

その後、状態監視部１０１から空調３の稼動の通知を受けると、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる。

また、本実施例では、シャッター制御部１０２は、大気圧として標準気圧を記憶している。シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１における圧力の情報の入力を圧力センサ８から受ける。そして、シャッター制御部１０２は、受信したコールドアイル５１の圧力と記憶している大気圧とを比較する。コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する。

ここで、空調３は、停電や故障などにより停止することが考えられる。例えば、停電の場合、サーバ１は、無停電電源装置などにより稼動し続けるが、空調３は停止してしまう。これにより、コールドアイル５１の圧力は急激に下がり、サーバ１には十分な風量が供給されなくなる。さらに、ダクト４及び空調３を経由してホットアイル５２の熱気がコールドアイル５１に回り込むため、サーバ１は熱気を吸い込むことになる。これにより、サーバ１の温度が上昇し、サーバ１は故障又は停止してしまう。そこで、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放することで、コールドアイル５１の圧力を上昇させ、サーバ１への風量を確保し、サーバ１の吸気温度を下げる。

その後、シャッター制御部１０２は、受信したコールドアイル５１の圧力と記憶している大気圧との比較を継続する。そして、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上になった場合、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる。

ここで、本実施例では、シャッター制御部１０２は、大気圧を予め記憶しているが、これは他の方法でもよく、例えば、コンテナ５の外部に外気圧を計測するセンサを設け、そのセンサから取得した外気圧を大気圧として用いてもよい。

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１００による圧力調整の処理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による圧力調整の処理のフローチャートである。ここで、以下に説明する処理は、１回の圧力調整処理の流れであり、実際には、シャッター制御部１０２は、このフローの処理を周期的に繰り返す。

シャッター制御部１０２は、状態監視部１０１からの通知により空調３が停止したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。空調３が停止した場合（ステップＳ１０１：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する（ステップＳ１０２）。

その後、シャッター制御部１０２は、状態監視部１０１からの通知により空調３が稼動したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。空調３が稼動していない場合（ステップＳ１０３：否定）、シャッター制御部１０２は、空調３が稼動するまで待機する。

これに対して、空調３が稼動した場合（ステップＳ１０３：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる（ステップＳ１０７）。

一方、空調が停止していない場合（ステップＳ１０１：否定）、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧未満か否かを判定する（ステップＳ１０４）。コールドアイル５１の圧力が大気圧以上の場合（ステップＳ１０４：否定）、シャッター制御部１０２は、圧力調整処理を終了する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合（ステップＳ１０４：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する（ステップＳ１０５）。

その後、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上か否かを判定する（ステップＳ１０６）。コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合（ステップＳ１０６：否定）、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上になるまで待機する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上の場合（ステップＳ１０６：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる（ステップＳ１０７）。

次に、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００を用いた場合の効果について説明する。以下では、次のような条件によりサーバの吸気温度を計算した結果について説明する。条件としては、図１Ａ及び図１Ｂに示す状態であり、ラック２が２台と空調３が１台配置されている。さらに、ラック２には、サーバ１が８０台搭載されている。また、サーバ１の筐体の厚み及びラック２の厚みを考慮して、それぞれ金属材料を設定する。また、開口部６を、幅１ｍ及び高さ４５０ｍｍとする。また、開口部７は、幅１ｍ及び高さ６０ｃｍとする。さらに、開口部６及び開口部７にはフィルタやルーバーなどを想定し、開口率６０％の圧力損失とする。

図６は、吸気温度の計測エリアを表す図である。以下では、コンテナ型データセンタ１００における図６に示すラック２の各エリア２０１〜２０４及び２１１〜２１４での吸気温度の時間変化のシミュレーション結果について説明する。ここでは、ラック２の中に管理サーバ１０及びサーバ１１合わせて最大搭載数のサーバが搭載されている。そして、各エリア２０１〜２０４及び２１１〜２１４は、ラック２に搭載された管理サーバ１０及びサーバ１１を１０台ずつ平均化したエリアである。

図７Ａは、従来のコンテナ型データセンタにおける空調停止後のサーバ吸気温度の時間変化を表す図である。また、図７Ｂは、実施例１に係るコンテナ型データセンタにおける空調停止後のサーバ吸気温度の時間変化を表す図である。図７Ａ及び図７Ｂ共に、縦軸はサーバ吸気温度を表し、横軸は時間を表している。また、図７Ａ及び図７Ｂにおける点線は、サーバ１１の動作保障温度を表しており、例えば、本実施例では動作保障温度は３５℃である。さらに、図７Ａ及び図７Ｂでは、環境温度（外気温）が３０℃の場合で説明する。

図７Ａに示すように、従来のコンテナ型データセンタでは、１０秒程度でサーバ１１の吸気温度はエリア２０１〜２０４及び２１１〜２１４のいずれにおいてもサーバ１１の動作保障温度である３５℃を超えてしまう。そのため、従来型のコンテナ型データセンタでは、サーバ１１の故障が発生する危険性が高い。

これに対して、図７Ｂに示すように、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００では、空調停止後２分以上経過しても、エリア２０１〜２０４及び２１１〜２１４のほとんどにおいてサーバ１１の動作保障温度である３５℃以下となっている。したがって、従来のコンテナ型データセンタに比べて、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００によれば、サーバ１１の故障を回避する確率を向上させることができる。また、昨今は動作保障温度が４０℃であるサーバも増えてきている。そのようなサーバをサーバ１１として用いた場合、空調が停止しても、サーバ１１は、動作保障温度以下で通常通り稼動することができる。

さらに、図８を参照して、開口部６及び開口部７を設けた場合の効果について説明する。図８は、開口部の数に対応する１分後の平均サーバ吸気温度を表す図である。図８では、縦軸は平均サーバ吸気温度を表し、横軸は開口部の状態を変化させた各種状態を表している。そして、各種状態における右側の棒グラフは環境温度が４０℃の場合であり、左側の棒グラフは環境温度が３０℃の場合である。また、図８における点線は、サーバ１１の動作保障温度を表しており、ここでは、動作補償温度は３５℃である。

開口部６及び開口部７を設けない場合、環境温度が３０℃の場合も４０℃の場合も、１分後のサーバ吸気温度は、５２℃を超えている。この場合、サーバ１１の動作補償温度を大きく超えており、サーバ１１が故障する危険が高い。

開口部６のみを設けた場合、開口部６及び開口部７のいずれも設けない場合に比べて、１分後のサーバ吸気温度は下がるが、未だサーバ吸気温度は５０度を超えている。この場合も、サーバ１１の動作補償温度を大きく超えており、サーバ１１が故障する危険が高い。

これに対して、開口部６及び開口部７を設けた場合、環境温度が３０℃であれば、１分後のサーバ吸気温度は、動作保障温度である３５℃を下回る。また、環境温度４０℃の場合、１分後のサーバ吸気温度は、４２℃程度に抑えられ、サーバ１１の動作保障温度が４０℃であれば、サーバ１１が故障する危険性は大きく軽減される。このように、コールドアイル５１側の開口部６だけの場合に比べて、コールドアイル５１側の開口部６及びホットアイル５２側の開口部７を設けた場合には、サーバ１１の吸気温度を大きく下げることができる。

さらに、図９を参照して、好適な開口部の形状及び開口率について説明する。図９は、開口率及び開口部の高さと平均サーバ吸気温度との関係を表す図である。図９の縦軸は、平均サーバ吸気温度を表しており、上側の横軸は開口率を表し、下側の横軸は開口部７の高さを表している。そして、グラフ３０１は、開口部６及び開口部７を設け、開口部７を幅１ｍ、高さ６０ｃｍとして、開口部６及び開口部７の開口率を変化させた場合の平均サーバ吸気温度の変化を表している。また、グラフ３０２は、開口部６及び開口部７を設け、それぞれの開口率が６０％で、幅１ｍとして、開口部７の高さを変化させた場合の平均サーバ吸気温度の変化を表している。

グラフ３０２に示すように、開口部７の高さが２５０ｍｍ以上であれば、平均サーバ吸気温度が動作保障温度である３５℃を下回る。また、グラフ３０１に示すように、開口部６及び開口部７の開口率が５０％以上であれば、平均サーバ吸気温度が動作保障温度である３５℃を下回る。ここで、開口部７にフィルタやルーバーなどを設けた場合、圧力損失が発生し、開口率が変化する。すなわち、圧力損失が６０％であり、開口部７の幅１ｍの場合、高さは２５０ｍｍ以上あれば好ましい。また、開口部６及び開口部７を設け、開口部６を幅１ｍ、高さ４５０ｍｍとし、且つ、開口部７を１ｍ、高さ６０ｃｍとした場合、フィルタやルーバーなどを設けた場合の圧力損失による影響が、開口部６、開口部７ともに開口率５０％以上になることが好ましい。

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、空調が停止した場合及びコールドアイルの圧力が大気圧より低くなった場合に、コンテナから外部へと繋がる開口部を開放する。これにより、ホットアイル側からの暖められた空気のコールドアイル側への流入を抑制できる。そして、コールドアイルの圧力を上げることができ、圧力バランスを適切に保つことができる。また、コールドアイルの圧力の低下や空調の停止による、サーバ温度の上昇を低減することができ、サーバを適切に冷却することができる。

図１０は、実施例２に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００は、コールドアイルの圧力が大気圧より高い場合に、空調の風量を低減することが実施例１と異なる。そこで、以下では、空調の風量の調整について主に説明する。図１１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１１において図４と同じ符号を有する各部については、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１００は、図１０に示すように、管理サーバ１０とファン３０とが接続されている。ここで、図１０の図は概念図であり、管理サーバ１０がファン３０の風量を制御できるように接続されていれば、それぞれが直接接続されていなくても良い。

管理サーバ１０は、図１１に示すように、風量制御部１０３を有している。風量制御部１０３は、例えば、大気圧として標準気圧を記憶している。

風量制御部１０３は、コールドアイル５１の圧力の情報の入力を圧力センサ８から受ける。次に、風量制御部１０３は、コールドアイル５１の圧力が記憶している大気圧より大きいか否かを判定する。そして、コールドアイル５１の圧力が大気圧より大きい場合、風量制御部１０３は、ファン３０の回転数を落とすことで、空調３から送られる風量を下げる。

その後、コールドアイル５１の圧力が大気圧以下になった場合、風量制御部１０３は、ファン３０の回転数を元に戻し、空調３から送られる風量を上げる。

次に、図１２を参照して、本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００による圧力調整の処理の流れについて説明する。図１２は、実施例２に係るコンテナ型データセンタによる圧力調整の処理のフローチャートである。ここで、以下に説明する処理は、１回の圧力調整処理の流れであり、実際には、管理サーバ１０は、このフローの処理を周期的に繰り返す。

シャッター制御部１０２は、状態監視部１０１からの通知により空調３が停止したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。空調３が停止した場合（ステップＳ２０１：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する（ステップＳ２０２）。

その後、シャッター制御部１０２は、状態監視部１０１からの通知により空調３が稼動したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。空調３が稼動していない場合（ステップＳ２０３：否定）、シャッター制御部１０２は、空調３が稼動するまで待機する。

これに対して、空調３が稼動した場合（ステップＳ２０３：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる（ステップＳ２０７）。

一方、空調が停止していない場合（ステップＳ２０１：否定）、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧未満か否かを判定する（ステップＳ２０４）。

コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合（ステップＳ２０４：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する（ステップＳ２０５）。

その後、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上か否かを判定する（ステップＳ２０６）。コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合（ステップＳ２０６：否定）、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上になるまで待機する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上の場合（ステップＳ２０６：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる（ステップＳ２０７）。

一方、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上の場合（ステップＳ２０４：否定）、風量制御部１０３は、コールドアイル５１の圧力が大気圧より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。コールドアイル５１の圧力が大気圧以下の場合（ステップＳ２０８：否定）、管理サーバ１０は、圧力調整の処理を終了する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力が大気圧より大きい場合（ステップＳ２０８：肯定）、風量制御部１０３は、ファン３０の回転数を落とす（ステップＳ２０９）。

その後、風量制御部１０３は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以下になったか否かを判定する（ステップＳ２１０）。コールドアイル５１の圧力が大気圧より大きい場合（ステップＳ２１０：否定）、風量制御部１０３は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以下になるまでファンの回転数を落とす。

これに対して、コールドアイル５１の圧力が大気圧以下の場合（ステップＳ２１０：肯定）、風量制御部１０３は、ファン３０の回転を元に戻す（ステップＳ２１１）。

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、実施例１におけるシャッターの開閉に加えて、コールドアイルの圧力が高くなった場合に空調の風量を下げるように動作する。これにより、コールドアイルの圧力が高い場合に、コールドアイルの圧力を下げることができ、圧力バランスをより適切に保つことができる。

図１３は、実施例３に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００は、コールドアイルの圧力がホットアイルの圧力より高い場合に、コールドアイルとホットアイルとを繋ぐ経路を開放することが実施例１と異なる。そこで、以下では、コールドアイルとホットアイルとを繋ぐ経路の開閉について主に説明する。

本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００は、図１３に示すように、ラック内の管理サーバ１０又はサーバ１１が搭載されていない部分がコールドアイル５１とホットアイル５２とを繋ぐ経路となっている。そして、ラック内の管理サーバ１０又はサーバ１１が搭載されていない部分のラックの前面に圧力調整弁９が設けられている。

図１４は、圧力調整弁の動作を説明するための図である。図１４において、圧力調整弁９の右側がコールドアイル５１側である。また、圧力調整弁９の左側がホットアイル５２に繋がっている。

圧力調整弁９は、例えばラックにおけるサーバが搭載されていない部分に設置されるブランクパネルなどに設けられている。そして、圧力調整弁９は、ホットアイル５２側に開くように回動可能に配置されている。コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力との差がない場合、圧力調整弁９は、図１４の点線の位置にある。

コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力よりも圧力調整弁９を動かす程度に高くなった場合、圧力調整弁９は、ホットアイル５２側に開く。これにより、コールドアイル５１側の空気がホットアイル５２に流れ込み、コールドアイル５１の圧力とホットアイル５２の圧力との差が無くなる。

そして、コールドアイル５１の圧力とホットアイル５２の圧力との差がなくなると、圧力調整弁９は自重などにより図１４の点線の位置に戻り、コールドアイル５１とホットアイル５２とを繋ぐ経路を遮断する。

図１５Ａは、圧力調整弁の一例の閉じた状態を表す図である。図１５Ｂは、圧力調整弁の一例の開いた状態を表す図である。

例えば、図１５Ａに示すようにブランクパネル全面が圧力調整弁９となっている。すなわち、圧力調整弁９は、ラック２の左右の両端まで幅を有する。また、圧力調整弁９は、上のサーバ１１と下のサーバ１１との間の長さと同じ高さを有する。この場合、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より高くなると、図１５Ｂのように、圧力調整弁９であるブランクパネル全面が回動する。

また、図１６Ａは、圧力調整弁の他の例の閉じた状態を表す図である。図１６Ｂは、圧力調整弁の他の例の開いた状態を表す図である。

例えば、図１６Ａに示すようにブランクパネル９２の一部が圧力調整弁９となっている。この場合、圧力調整弁９の周りにはブランクパネル９２が残っている。すなわち、この場合の圧力調整弁９は、ラック２の左右の両端から所定距離離れた位置まで幅を有する。また、圧力調整弁９は、上のサーバ１１と下のサーバ１１との間の長さよりも短い高さを有する。この場合、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より高くなると、図１６Ｂのように、圧力調整弁９であるブランクパネル９２の一部が回動する。

また、図１７Ａは、観音開きの構成を有する圧力調整弁の一例の閉じた状態を表す図である。図１７Ｂは、観音開きの構成を有する圧力調整弁の一例の開いた状態を表す図である。

例えば、図１７Ａに示すようにブランクパネル９２の一部が圧力調整弁９となっている。これは、図１６Ａの状態と同じである。そして、観音開きの場合、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より高くなると、図１７Ｂのように、圧力調整弁９であるブランクパネル９２の一部が中央から二つに分かれ、両側に向けて回動する。この場合、圧力調整弁９は、バネなどの弾性部材によって図１７Ａの状態に戻るように力が加えられていることが好ましい。

（変形例）
次に、実施例３の変形例として、圧力調整弁９の開閉を管理サーバ１０により制御する場合について説明する。図１８は、実施例３の変形例に係るコンテナ型データセンタのブロック図である。

本変形例に係るコンテナ型データセンタ１００における管理サーバ１０は、弁制御部１０４を有している。弁制御部１０４は、例えば、大気圧として標準気圧を記憶している。また、本変形例に係るコンテナ型データセンタ１００は、実施例１の圧力センサ８に変えて、コールドアイル５１の圧力とホットアイルの圧力との差圧を計測する差圧センサ８１を有している。

弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力の情報の入力を差圧センサ８１から受ける。次に、弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力が記憶している大気圧より大きいか否かを判定する。そして、コールドアイル５１の圧力が大気圧より大きい場合、弁制御部１０４は、圧力調整弁９を開放する。

その後、コールドアイル５１の圧力が大気圧以下になった場合、弁制御部１０４は、圧力調整弁９を元の位置に戻し、コールドアイル５１とホットアイル５２とを繋ぐ経路を遮断する。

ここで、本変形例では弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力が大気圧より高ければ圧力調整弁９を開放しているが、開放の基準は他の基準を用いてもよい。例えば、弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力が大気圧より所定値高くなった場合に、圧力調整弁９を開放するようにしてもよい。これにより、コールドアイル５１の圧力の上昇が低い場合には、圧力調整弁９の開放が行われないようにできる。

次に、図１９を参照して、本実施例に係るコンテナ型データセンタによる圧力調整の処理の流れについて説明する。図１９は、実施例３の変形例に係るコンテナ型データセンタによる圧力調整の処理のフローチャートである。ここで、以下に説明する処理は、１回の圧力調整処理の流れであり、実際には、管理サーバ１０は、このフローの処理を周期的に繰り返す。

シャッター制御部１０２は、状態監視部１０１からの通知により空調３が停止したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。空調３が停止した場合（ステップＳ３０１：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する（ステップＳ３０２）。

その後、シャッター制御部１０２は、状態監視部１０１からの通知により空調３が稼動したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。空調３が稼動していない場合（ステップＳ３０３：否定）、シャッター制御部１０２は、空調３が稼動するまで待機する。

これに対して、空調３が稼動した場合（ステップＳ３０３：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる（ステップＳ３０７）。

一方、空調が停止していない場合（ステップＳ３０１：否定）、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧未満か否かを判定する（ステップＳ３０４）。

コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合（ステップＳ３０４：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を開放する（ステップＳ３０５）。

その後、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上か否かを判定する（ステップＳ３０６）。コールドアイル５１の圧力が大気圧未満の場合（ステップＳ３０６：否定）、シャッター制御部１０２は、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上になるまで待機する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上の場合（ステップＳ３０６：肯定）、シャッター制御部１０２は、シャッター６０及びシャッター７０を閉じる（ステップＳ３０７）。

一方、コールドアイル５１の圧力が大気圧以上の場合（ステップＳ３０４：否定）、弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０８）。コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力以下の場合（ステップＳ３０８：否定）、管理サーバ１０は、圧力調整の処理を終了する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より大きい場合（ステップＳ３０８：肯定）、弁制御部１０４は、圧力調整弁９を開放する（ステップＳ３０９）。

その後、弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力以下になったか否かを判定する（ステップＳ３１０）。コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より大きい場合（ステップＳ３１０：否定）、弁制御部１０４は、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力以下になるまで待機する。

これに対して、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力以下の場合（ステップＳ３１０：肯定）、弁制御部１０４は、圧力調整弁９を閉鎖する（ステップＳ３１１）。

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、実施例１におけるシャッターの開閉に加えて、コールドアイルの圧力がホットアイルの圧力より高くなった場合にコールドアイルとホットアイルとを繋げる。これにより、コールドアイルの圧力とホットアイルの圧力との差を無くすことができ、圧力バランスをより適切に保つことができる。

図２０は、実施例４に係るコンテナ型データセンタの概略断面図である。本実施例に係るコンテナ型データセンタ１００は、実施例２と実施例３とを組み合わせたものである。

図２０のように、管理サーバ１０による空調の制御と共に、圧力調整弁９を配置することも可能である。この場合、管理サーバ１０は、コールドアイル５１の圧力が大気圧より高くなれば風量を低下させる。また、コールドアイル５１の圧力がホットアイル５２の圧力より高くなれば圧力調整弁９が開く。

これにより、実施例１〜３のそれぞれの圧力バランスの調整の効果を得ることができ、圧力バランスをより適切に保つことができる。

１ サーバ
２ ラック
３ 空調
４ ダクト
５ コンテナ
６ 開口部
７ 開口部
８ 圧力センサ
９ 圧力調整弁
１０ 管理サーバ
１１ サーバ
６０ シャッター
７０ シャッター
８１ 差圧センサ
１００ コンテナ型データセンタ
１０１ 状態監視部
１０２ シャッター制御部
１０３ 風量制御部
１０４ 弁制御部

Claims (9)

1. 電子機器を搭載し、前記電子機器の吸気側である第１エリアと前記電子機器の排気側である第２エリアとを分離したコンテナと、
   前記第１エリアに設けられた前記コンテナの外部と内部とを繋ぐ開口部の開閉を行う第１シャッターと、
   前記第２エリアに設けられた前記コンテナの外部と内部とを繋ぐ開口部の開閉を行う第２シャッターと、
   前記第２エリアから吸気した空気を冷却して前記第１エリアへ排気する空調機構と、
   取得した前記第１エリアの圧力又は前記空調機構の稼動状態のいずれかに基づき、前記第１シャッター及び前記第２シャッターの開閉を制御する制御部と
   を有する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、前記空調機構が停止すると、前記第１シャッター及び前記第２シャッターを開く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. 前記制御部は、前記空調機構が停止したことにより前記第１シャッター及び前記第２シャッターを開けた状態で、前記空調機構が稼動すると、前記第１シャッター及び前記第２シャッターを閉じることを特徴とする請求項２に記載のコンテナ型データセンタ。
4. 前記制御部は、前記第１エリアの圧力が大気圧未満の場合、前記第１シャッター及び前記第２シャッターを開くことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコンテナ型データセンタ。
5. 前記制御部は、前記第１エリアの圧力が大気圧未満になったことにより前記第１シャッター及び前記第２シャッターを開けた状態で、前記第１エリアの圧力が大気圧以上になった場合、前記第１シャッター及び前記第２シャッターを閉じることを特徴とする請求項４に記載のコンテナ型データセンタ。
6. 前記コンテナは電子機器を複数搭載するラックを有し、
   前記ラックは、電子機器が搭載されていない場所に、前記第１エリアの圧力が前記第２エリアの圧力に比べ所定値以上の場合に空気を通し、前記第１エリアの圧力が前記第２エリアの圧力に比べ所定未満の場合に前記第１エリアと前記第２エリアとを遮断する圧力調整弁を有する
   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エリアの圧力が前記第２エリアの圧力に比べ所定値以上の場合に前記圧力調整弁を開放し、前記第１エリアの圧力が前記第２エリアの圧力に比べ所定未満の場合に前記第１エリアと前記第２エリアとを隔離するように前記圧力調整弁を閉じる弁制御部をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のコンテナ型データセンタ。
8. 前記空調機構は、前記電子機器に空気を送るためのファンを有し、
   前記第１エリアの圧力が外気に比べ高い場合に、前記ファンの回転数を落とすように制御するファン制御部をさらに有する
   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. 電子機器を搭載する、前記電子機器の吸気側である第１エリアと前記電子機器の排気側である第２エリアとを分離したコンテナと、前記第１エリアに設けられた前記コンテナの外部と内部とを繋ぐ開口部の開閉を行う第１シャッターと、前記第２エリアに設けられた前記コンテナの外部と内部とを繋ぐ開口部の開閉を行う第２シャッターと、前記第２エリアから吸気した空気を冷却して前記第１エリアへ排気する空調機構とを有するコンテナ型データセンタの制御方法であって、
   前記第１エリアの圧力又は前記空調機構の稼動状態のいずれか取得し、取得した前記第１エリアの圧力又は前記空調機構の稼動状態のいずれかに基づき、前記第１シャッター及び前記第２シャッターの開閉を制御する
   ことを特徴とするコンテナ型データセンタの制御方法。

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