JP2014190667A - 空気調和システム、空気調和方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】空調機の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転できる。
【解決手段】空気調和システムは、機器が設置される二重床があり、当該二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムであって、前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整する床面吹出し風量調整部とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】空気調和システムは、機器が設置される二重床があり、当該二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムであって、前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整する床面吹出し風量調整部とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気調和システム、空気調和方法、及びプログラムに関する。
サーバや通信装置などの装置が内部に配された収容架(ラック)が列(収容架列)を成し、収容架列が複数配されている機械室がある。このような機械室における空気調和システムは、それぞれの収容架の内部に配された装置を効率よく冷却することが必要とされ、機械室を二重床にして、二重床の床下空間に空調機(空気調和装置)からの冷気を供給し、収容架から排出される温熱空気とその冷気とが互いに回り込まないように分離させる場合がある。このような機械室における空調機からの冷気は、二重床の床下空間を経て収容架に供給され、収容架内の装置を冷却して昇温した空気(温熱空気)となって収容架から排出される(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1による空気調和システムは、装置の冷却をより効率よく行うために、通路を挟んで対向させた収容架列の間の空間(コールドアイル)を、通路の上部を覆う上部遮蔽板と通路の端部を覆う端部遮蔽板とを含む遮蔽部材(アイルキャッピング)によって閉塞させている。このように閉塞された空間を冷気で満たして冷気の流路にすることにより、その空間に満たされている冷気を効率よく収容架に供給して装置の冷却効果を高めている。
特許文献1による空気調和システムは、装置の冷却をより効率よく行うために、通路を挟んで対向させた収容架列の間の空間(コールドアイル)を、通路の上部を覆う上部遮蔽板と通路の端部を覆う端部遮蔽板とを含む遮蔽部材(アイルキャッピング)によって閉塞させている。このように閉塞された空間を冷気で満たして冷気の流路にすることにより、その空間に満たされている冷気を効率よく収容架に供給して装置の冷却効果を高めている。
ところで、収容架は、収容架内に設けられたファンによって、コールドアイルに面した面からコールドアイルの冷気を吸い込む。そのファンの流量が低減されて、収容架が吸い込む冷気の流量が低下する場合がある。収容架が吸い込む冷気の温度、及び、収容架内の装置の発熱量の変化がなく、収容架を通る冷気の流量が低下する場合には、収容架から排出される温熱空気の温度が高くなる。その結果、空調機に還流する温熱空気 戻り空気の温度が高くなるため、空調機は、温度が高くなった温熱空気を、収容架が吸い込む冷気の温度に対応する所定の温度まで冷却することが必要となり、連続して安定に運転することが困難になる場合がある。
一方、特許文献1の方法で空調機に還流する温熱空気の温度を低減するためには、空調機の風量を増加させて、コールドアイルへの冷気吹出し風量を増加させて、収容架が吸い込む流量を増加させるようにする対応方法が考えられる。しかしながら、この対応方法では、キャッピング内の風量が過多となることから、空調機の冷却効果を容易に確保しにくいという問題がある。
一方、特許文献1の方法で空調機に還流する温熱空気の温度を低減するためには、空調機の風量を増加させて、コールドアイルへの冷気吹出し風量を増加させて、収容架が吸い込む流量を増加させるようにする対応方法が考えられる。しかしながら、この対応方法では、キャッピング内の風量が過多となることから、空調機の冷却効果を容易に確保しにくいという問題がある。
上記問題に鑑みて、本発明の目的は、空調機の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転できる空気調和システム、空気調和方法、及びプログラムを提供することにある。
[1]本発明の第1の態様に係る空気調和システムは、機器が設置される二重床があり、当該二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムであって、前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整する床面吹出し風量調整部とを備えることを特徴とする。
[2]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記判定手段は、前記第1流路において検出された冷気測定温度と、前記第2流路において検出された温熱空気測定温度と、前記空気調和機から供給される冷却用空気の測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定することを特徴とする。
[3]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記判定手段は、前記第1流路において検出された冷気測定温度と、前記第2流路において検出された温熱空気測定温度と、前記空気調和機から供給される冷却用空気の測定温度とに基づいて算出された前記空気調和機に還流される温熱空気の温度をもとにして前記空気調和機の風量を判定する。
[4]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記第1流路において検出された冷気測定温度と、前記第2流路において検出された温熱空気測定温度と、前記空気調和機から供給される冷却用空気の測定温度と、前記算出された空気調和機に還流される温熱空気の温度とに基づいて、前記床面吹出し風量調整部の風量を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
[5]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記制御手段は、前記第2流路における複数の位置で検出された複数の温熱空気測定温度の平均と前記空気調和機に還流される温熱空気の温度との差に基づいて、前記床面吹出し風量調整部の風量を制御することを特徴とする。
[6]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記判定手段の判定結果に基づいて前記床下空間の冷却用空気と前記空気調和機に還流する温熱空気とを混合させる冷気ミキシング部を備えることを特徴とする。
[7]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記冷気ミキシング部は、前記第2流路に前記床下空間の冷却用空気を供給する風量調整部を備えることを特徴とする。
[8]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記冷気ミキシング部は、前記判定手段の判定結果に応じて、前記空気調和機の吸い込み口近傍の床下の前記床下空間の冷却用空気の第2流路に吹き出させる吹き出し量を前記風量調整部によって調整して、前記吹き出し量が調整された床下空間の冷却用空気と前記空気調和機に還流する温熱空気とを混合させることを特徴とする。
[9]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記床面吹出し風量調整部は、前記コールドアイルの測定温度が、予め定められた温度を超えた場合には、前記空気調和機の吹出し風量を増加させることを特徴とする。
[10]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記床面吹出し風量調整部は、前記床面吹出し口の開閉を制御することを特徴とする。
[11]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記床面吹出し風量調整部は、前記床面吹出し口に設置された床面ファンを含むことを特徴とする。
[12]上記発明の第1の態様に係る空気調和システムは、前記コールドアイル内の温度を測定する温度測定手段とをさらに備えることを特徴とする。
[13]また、本発明の第2の態様に係る空気調和方法は、機器が設置される二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムにおける空気調和方法であって、前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定するステップと、前記空気調和機の風量を判定した結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整するステップとを備えることを特徴とする。
[14]また、本発明の第3の態様に係るプログラムは、機器が設置される二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムが備えるコンピュータに、前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定するステップと、前記空気調和機の風量を判定した結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整するステップとを実行させるためのプログラムである。
空調機の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転できる空気調和システム、空気調和方法、及びプログラムを提供することができる。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。同じ構成には同じ符号を付け説明を省略する場合がある。また、一部の構成を追加して示したり、省略して示したりする場合がある。
<第1実施形態>
図1は、本実施形態の空気調和システム100の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、水平面内において、後述する通路4の幅方向をX方向、長手方向をY方向とするとともに、鉛直方向をZ方向として説明する。
図1は、本実施形態の空気調和システム100の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、水平面内において、後述する通路4の幅方向をX方向、長手方向をY方向とするとともに、鉛直方向をZ方向として説明する。
図1に示すように、本実施形態の空気調和システム100は、例えば略箱状に形成された機械室101において利用されるものである。機械室101は、床1と図示しない壁と天井とで囲まれている。床1から上方に離間して二重床2が設けられ、二重床2の下には床下空間5が設けられている。その二重床2上には、ラック3が例えば2列ごとに対向して設置されている。ラック3が並べて配された間には、ラック3が並べて配される方向(Y軸方向)に延びる通路(間隔)4が形成されている。通路4には床下空間5に貫通する吹き出し口8が形成されている。床下の床下空間5と通路4の空間とが、吹き出し口8を介して連通されている。
そして、吹き出し口8の縁部の全周には、この吹き出し口8を覆う通路吹き出し口風量調整部8Aが嵌め込まれている。通路吹き出し口風量調整部8Aには、厚さ方向(Z方向)に貫通する複数の孔が形成されており、それぞれの複数の孔には開口率を調整するダンパーが設けられている。これにより、床下の床下空間5と通路4の空間(以下の説明において「コールドアイル」という場合がある。)とが、通路吹き出し口風量調整部8Aの複数の孔を介して連通させ、ダンパーの開度に応じた流れる風量を調整することができる。
そして、吹き出し口8の縁部の全周には、この吹き出し口8を覆う通路吹き出し口風量調整部8Aが嵌め込まれている。通路吹き出し口風量調整部8Aには、厚さ方向(Z方向)に貫通する複数の孔が形成されており、それぞれの複数の孔には開口率を調整するダンパーが設けられている。これにより、床下の床下空間5と通路4の空間(以下の説明において「コールドアイル」という場合がある。)とが、通路吹き出し口風量調整部8Aの複数の孔を介して連通させ、ダンパーの開度に応じた流れる風量を調整することができる。
また、二重床2における空調機(空気調和装置)6の近傍に床下空間5に貫通する吹き出し孔9が形成されている。床下の床下空間5と通路4Hの空間とが、吹き出し孔9を介して連通されている。吹き出し孔9の縁部の全周には、この吹き出し孔9を覆う床面吹き出し口風量調整部9Aが嵌め込まれている。床面吹き出し口風量調整部9Aには、厚さ方向(Z方向)に貫通する複数の孔が形成されており、それぞれの複数の孔には開口率を調整するダンパーが設けられている。これにより、床下の床下空間5と通路4Hの空間(以下の説明において「ホットアイル」という場合がある。)とが、床面吹き出し口風量調整部9Aの複数の孔を介して連通させ、ダンパーの開度に応じた流れる風量を調整することができる。
次に、機械室101において利用される空気調和システム100について説明する。
空気調和システム100は、通路4を挟んで対向配置された機器収容用ラック等の構造体(以下、単にラックという。)3と、空調機(空気調和装置)6と、空気の流れを規制するための後述する規制部10とを備えている。
空気調和システム100は、通路4を挟んで対向配置された機器収容用ラック等の構造体(以下、単にラックという。)3と、空調機(空気調和装置)6と、空気の流れを規制するための後述する規制部10とを備えている。
ラック3は、略直方体形の箱状に形成されており、通信装置等の各種機器を収容するものである。これらラック3は、通路4の長手方向(Y軸方向)に沿って、通路4の幅方向(X軸方向)両側に複数配列されている。ラック3は、互いに対向する対向面(前面3b)に形成された給気口(不図示)から、通路4の空間の空気を内部に取り込む。取り込まれた空気は、上面3aまたは背面の排出口から上方または後方(X軸方向)に向けて排出される。
空調機6は、一の列のラック3の後方(−X方向)に隔てて配置されている。空調機6には、上面に機械室101の上方空間を流動する空気(温熱空気A2)を吸い込む還流口(レタン口)6aが、下面に冷却用空気A1を吹き出す吹き出し口6bが設けられている。空調機6は、温熱空気A2を還流口6aから吸引し、冷却した後、吹き出し口6bから冷却用空気A1を吹き出す。
規制部10は、ラック3に挟まれた通路4の上方(Z方向)を遮蔽する上方遮蔽部20(ヘッドキャップ)と、通路4のY軸方向の端部を遮蔽する端部遮蔽部30(エンドキャップ、30A,30B)とを備えている。
上方遮蔽部20は、通路4を挟んで両側に配されたラック3の上面3a同士の間において、通路4の上側全域を覆うようにして架け渡されている。これにより、通路4とラック3の上方空間とが区画され、ラック3の上面3aまたは背面の排気口から排出された温熱空気A2が通路4の空間に還流することが規制される。よって、通路4の空間が二重床2の床上から上方遮蔽部20に亘って冷却用空気A1で常に満たされることになる。
上方遮蔽部20は、通路4を挟んで両側に配されたラック3の上面3a同士の間において、通路4の上側全域を覆うようにして架け渡されている。これにより、通路4とラック3の上方空間とが区画され、ラック3の上面3aまたは背面の排気口から排出された温熱空気A2が通路4の空間に還流することが規制される。よって、通路4の空間が二重床2の床上から上方遮蔽部20に亘って冷却用空気A1で常に満たされることになる。
図2は、本実施形態における空気調和システム100を示す縦断断面図である。
この図2に示すように、二重床2上に空調機6と、複数の対となるラック3(対となるラック3−1、3−2、3−3)とが設けられている。
この図2に示すように、二重床2上に空調機6と、複数の対となるラック3(対となるラック3−1、3−2、3−3)とが設けられている。
空調機6からX方向に、符号HA1を附した領域を隔ててラック3−1の一方のラックが配されており、更に符号CA1を附した領域を隔てて符号HA2を附した領域との間を仕切るように、ラック3−1の他方のラックが配されている。
符号CA1を附した領域は、空調機6からの冷却用空気A1をラック3−1に供給する流路(第1流路)となる。以下、符号CA1を附した領域をコールドアイルCA1という。また、符号HA1と符号HA2を附したそれぞれの領域は、ラック3−1から排出された温熱空気が空調機6に還流する流路(第2流路)となる。以下、符号HA1と符号HA2を附したそれぞれの領域をホットアイルHA1,HA2という。
符号CA1を附した領域は、空調機6からの冷却用空気A1をラック3−1に供給する流路(第1流路)となる。以下、符号CA1を附した領域をコールドアイルCA1という。また、符号HA1と符号HA2を附したそれぞれの領域は、ラック3−1から排出された温熱空気が空調機6に還流する流路(第2流路)となる。以下、符号HA1と符号HA2を附したそれぞれの領域をホットアイルHA1,HA2という。
同様に、さらにX方向に、符号HA2を附した領域を隔ててラック3−2の一方のラックが配されており、更に符号CA2を附した領域を隔てて符号HA3を附した領域との間を仕切るように、ラック3−2の他方のラックが配されている。
符号CA2を附した領域は、空調機6からの冷却用空気A1をラック3−2に供給する流路(第1流路)となる。以下、符号CA2を附した領域をコールドアイルCA2という。また、符号HA2と符号HA3を附したそれぞれの領域は、ラック3−2から排出された温熱空気が空調機6に還流する流路(第2流路)となる。以下、符号HA2と符号HA3を附したそれぞれの領域をホットアイルHA2,HA3という。
符号CA2を附した領域は、空調機6からの冷却用空気A1をラック3−2に供給する流路(第1流路)となる。以下、符号CA2を附した領域をコールドアイルCA2という。また、符号HA2と符号HA3を附したそれぞれの領域は、ラック3−2から排出された温熱空気が空調機6に還流する流路(第2流路)となる。以下、符号HA2と符号HA3を附したそれぞれの領域をホットアイルHA2,HA3という。
同様に、さらにX方向に、符号HA3を附した領域を隔ててラック3−3の一方のラックが配されており、更に符号CA3を附した領域を隔てて符号HA4を附した領域との間を仕切るように、ラック3−3の他方のラックが配されている。
符号CA3を附した領域は、空調機6からの冷却用空気A1をラック3−3に供給する流路(第1流路)となる。以下、符号CA3を附した領域をコールドアイルCA3という。また、符号HA3と符号HA4を附したそれぞれの領域は、ラック3−3から排出された温熱空気が空調機6に還流する流路(第2流路)となる。以下、符号HA3と符号HA4を附したそれぞれの領域をホットアイルHA3,HA4という。
符号CA3を附した領域は、空調機6からの冷却用空気A1をラック3−3に供給する流路(第1流路)となる。以下、符号CA3を附した領域をコールドアイルCA3という。また、符号HA3と符号HA4を附したそれぞれの領域は、ラック3−3から排出された温熱空気が空調機6に還流する流路(第2流路)となる。以下、符号HA3と符号HA4を附したそれぞれの領域をホットアイルHA3,HA4という。
本実施形態におけるホットアイルHA1、HA2、HA3、HA4内の所定の高さに、当該ホットアイルの温度を検出するホットアイル温度検出部11−1、11−2、11−3、11−4がそれぞれ設けられている。ホットアイル温度検出部11−1、11−2、11−3、11−4を纏めて示す場合には単にホットアイル温度検出部11という。ここで、ホットアイル温度検出部11−m(mはn以下の自然数、nは対象とするホットアイル温度検出部11の個数を示す。)によって検出された温度を測定温度THAmとして示す。この図2に示される構成においては、nの値は4である。
本実施形態におけるコールドアイルCA1、CA2、CA3内の所定の高さに、当該コールドアイルの温度を検出するコールドアイル温度検出部12−1、12−2、12−3がそれぞれ設けられている。コールドアイル温度検出部12−1、12−2、12−3を纏めて示す場合には単にコールドアイル温度検出部12という。ここで、コールドアイル温度検出部12−m(mはq以下の自然数、qは対象とするコールドアイル温度検出部12の個数を示す。)によって検出された温度を測定温度TCAmとして示す。この図2に示される構成においては、qの値は3である。
本実施形態における空調機吹き出し温度検出部14は、空調機6の吹き出し口6bの近傍に設けられ、吹き出される冷却用空気A1の温度を検出する。
本実施形態におけるコールドアイルCA1、CA2、CA3の通路吹き出し口8−1、8−2、8−3には、通路吹き出し口風量調整部8Aとしての通路吹き出し口風量調整部8A−1、8A−2、8A−3がそれぞれ設けられている。
上記のように構成された空気調和システム100において、例えば、ラック3−1における温度差、要するにコールドアイル温度検出部12−1とホットアイル温度検出部11−1又は11−2とによって検出される温度差ΔT1を7.5℃(度)とする。この場合の通路吹き出し口風量調整部8A−1の床開口率を50%とする。
ラック3−2における温度差、要するにコールドアイル温度検出部12−2とホットアイル温度検出部11−2又は11−3とによって検出される温度差ΔT2を5℃(度)とする。この場合の通路吹き出し口風量調整部8A−2の床開口率を33%とする。
ラック3−3における温度差、要するにコールドアイル温度検出部12−3とホットアイル温度検出部11−3又は11−4とによって検出される温度差ΔT3を15℃(度)とする。この場合の通路吹き出し口風量調整部8A−3の床開口率を100%とする。
ラック3−2における温度差、要するにコールドアイル温度検出部12−2とホットアイル温度検出部11−2又は11−3とによって検出される温度差ΔT2を5℃(度)とする。この場合の通路吹き出し口風量調整部8A−2の床開口率を33%とする。
ラック3−3における温度差、要するにコールドアイル温度検出部12−3とホットアイル温度検出部11−3又は11−4とによって検出される温度差ΔT3を15℃(度)とする。この場合の通路吹き出し口風量調整部8A−3の床開口率を100%とする。
このように、通路吹き出し口風量調整部8Aの床開口率を調整することにより、温度差の値が異なる場合においても、同一の空調機6から吹き出される冷却用空気A1によってラック3をそれぞれ適した風量で冷却することが可能になる。なお、図2において、冷却用空気A1と温熱空気A2の流れの一部を省略して示している。
図3は、本実施形態における空気調和システム100のブロック図である。
この図3に示す空気調和システム100は、空調機6、通路吹き出し口風量調整部8A、床面吹き出し口風量調整部9A、ホットアイル温度検出部11、コールドアイル温度検出部12、空調機吹き出し温度検出部14、操作入力部15、及び、制御装置200を備える。
この図3に示す空気調和システム100は、空調機6、通路吹き出し口風量調整部8A、床面吹き出し口風量調整部9A、ホットアイル温度検出部11、コールドアイル温度検出部12、空調機吹き出し温度検出部14、操作入力部15、及び、制御装置200を備える。
空調機6は、二重床2の床下空間5にラック3(機器)を冷却する冷却用空気A1を供給する。二重床2の床下空間5の冷却用空気A1が、二重床2の床下空間5から通路吹き出し口風量調整部8Aを介して床面上で冷却用空気A1を流すコールドアイルCA1からCA3(第1流路)にそれぞれ供給される。コールドアイルCA1からCA3にそれぞれ供給された冷却用空気A1は、ラック3(機器)に取り込まれ、ラック3(機器)を冷却して温熱空気A2となってラック3(機器)から排出される。排出される温熱空気A2がホットアイルHA1からHA4(第2流路)を介して空調機6に還流される。なお、本実施形態の空調機6が二重床2の床下空間5に供給した冷却用空気A1の一部が、制御装置200の制御に応じて、二重床2の床下空間5から床面吹き出し口風量調整部9Aを介してホットアイルHA1(第2流路)に供給され、温熱空気A2とともに空調機6に還流される。
操作入力部15は、空気調和システム100を機能させるユーザーの操作入力を検出し、検出した操作情報を制御装置200に送る。操作情報には、空調機6の運転を指示する運転指令情報、制御装置200の処理に用いられる判定閾値情報等が含まれる。
制御装置200は、空調機6が噴き出す風量と温度と、通路吹き出し口風量調整部8Aの風量と、床面吹き出し口風量調整部9Aの風量と、を制御する。
本実施形態における制御装置200は、記憶部210と制御部230とを備える。
記憶部210は、判定閾値を記憶する判定閾値記憶部211を備えるとともに、制御部230の処理を行うためのプログラムと開口率制御テーブル212とを記憶する。
判定閾値記憶部211は、制御部230によって参照され、制御部230の各判定処理の基準とする閾値データを記憶する。例えば、閾値データとして、「コールドアイル下限値」、「アイル間温度差上限値」、「アイル間温度差下限値」、「閾値Ty」などを含む。
開口率制御テーブル212は、床面吹き出し口の開口率を生成するための変換テーブルである。
判定閾値記憶部211が記憶するコールドアイル温度下限値、アイル間温度差上限値、アイル間温度差下限値及び閾値Tyなどの判定閾値情報と、開口率制御テーブル212との詳細は後述とする。
本実施形態における制御装置200は、記憶部210と制御部230とを備える。
記憶部210は、判定閾値を記憶する判定閾値記憶部211を備えるとともに、制御部230の処理を行うためのプログラムと開口率制御テーブル212とを記憶する。
判定閾値記憶部211は、制御部230によって参照され、制御部230の各判定処理の基準とする閾値データを記憶する。例えば、閾値データとして、「コールドアイル下限値」、「アイル間温度差上限値」、「アイル間温度差下限値」、「閾値Ty」などを含む。
開口率制御テーブル212は、床面吹き出し口の開口率を生成するための変換テーブルである。
判定閾値記憶部211が記憶するコールドアイル温度下限値、アイル間温度差上限値、アイル間温度差下限値及び閾値Tyなどの判定閾値情報と、開口率制御テーブル212との詳細は後述とする。
制御部230は、アイル内温度制御部231、操作入力検出部235、空調機風量制御部236、空調機吹き出し温度制御部237、通路吹き出し口風量制御部238、及び、床面吹き出し口風量制御部239を備える。
アイル内温度制御部231は、空調機吸い込み温度算出部232とアイル温度判定部233とを備える。
空調機吸い込み温度算出部232は、ホットアイル温度検出部11が検出したホットアイル部の温度情報(THA)と、コールドアイル温度検出部12が検出したコールドアイル部の温度情報(TCA)と、空調機吹き出し温度検出部14が検出した空調機6の吹き出し口部の温度情報と、に基づいて、空調機6の風量を判定する判定する。また、空調機吸い込み温度算出部232は、ホットアイル温度検出部11によって検出された温度の平均化処理を実施する。
アイル温度判定部233は、ホットアイル温度検出部11とコールドアイル温度検出部12とによって検出された温度に基づいて空調機6の風量を判定する。
アイル内温度制御部231は、空調機吸い込み温度算出部232とアイル温度判定部233とを備える。
空調機吸い込み温度算出部232は、ホットアイル温度検出部11が検出したホットアイル部の温度情報(THA)と、コールドアイル温度検出部12が検出したコールドアイル部の温度情報(TCA)と、空調機吹き出し温度検出部14が検出した空調機6の吹き出し口部の温度情報と、に基づいて、空調機6の風量を判定する判定する。また、空調機吸い込み温度算出部232は、ホットアイル温度検出部11によって検出された温度の平均化処理を実施する。
アイル温度判定部233は、ホットアイル温度検出部11とコールドアイル温度検出部12とによって検出された温度に基づいて空調機6の風量を判定する。
空調機風量制御部236は、アイル内温度制御部231からの指令に従い空調機6の風量を制御する。例えば、アイル内温度制御部231からの指令には、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいた空調機6の風量を制御する情報を含む。
空調機吹き出し温度制御部237は、アイル内温度制御部231からの指令に従い空調機6の吹き出し温度を制御する。例えば、アイル内温度制御部231からの指令には、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいた空調機6の風量を制御する情報を含む。
通路吹き出し口風量制御部238は、アイル内温度制御部231からの指令に従い通路吹き出し口風量制御部238の風量を調整する。例えば、制御部230は、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいて通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御して風量を調整する。この場合、アイル内温度制御部231からの指令には、通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報を含む。
床面吹き出し口風量制御部239は、アイル内温度制御部231からの指令に従い床面吹き出し口風量制御部239の風量を調整する。例えば、制御部230は、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいた床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御制御して風量を調整する。この場合、アイル内温度制御部231からの指令には、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報を含む。
空調機吹き出し温度制御部237は、アイル内温度制御部231からの指令に従い空調機6の吹き出し温度を制御する。例えば、アイル内温度制御部231からの指令には、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいた空調機6の風量を制御する情報を含む。
通路吹き出し口風量制御部238は、アイル内温度制御部231からの指令に従い通路吹き出し口風量制御部238の風量を調整する。例えば、制御部230は、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいて通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御して風量を調整する。この場合、アイル内温度制御部231からの指令には、通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報を含む。
床面吹き出し口風量制御部239は、アイル内温度制御部231からの指令に従い床面吹き出し口風量制御部239の風量を調整する。例えば、制御部230は、アイル温度判定部233による判定の結果に基づいた床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御制御して風量を調整する。この場合、アイル内温度制御部231からの指令には、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報を含む。
図4は、通路吹き出し口風量制御部238の開口率を定める開口率制御テーブル212を示す説明図である。
この図4に示される通路吹き出し口風量制御部238の開口率を定めるデータは、開口率制御テーブル212として記憶部231に記憶される。
開口率制御テーブル212において、温度差ΔTmと温度差ΔTmに応じて定められる床面吹き出し口の開口率(%)とが対応付けられている。例えば、温度差ΔTmに応じて、床面吹き出し口の開口率(%)を以下のように定める。温度差ΔTm が、0≦ΔTm<3の場合に0(%)、3≦ΔTm<5の場合に25(%)、5≦ΔTm<7の場合に33(%)、7≦ΔTm<9の場合に50(%)、9≦ΔTm<11の場合に66(%)、11≦ΔTm<13の場合に75(%)、13≦ΔTmの場合に100(%)とする。
このように温度差ΔTが大きくなるほど開口率を大きくするように設定することにより、温度差の大きいコールドアイルに供給する風量を多くすることができる。
この図4に示される通路吹き出し口風量制御部238の開口率を定めるデータは、開口率制御テーブル212として記憶部231に記憶される。
開口率制御テーブル212において、温度差ΔTmと温度差ΔTmに応じて定められる床面吹き出し口の開口率(%)とが対応付けられている。例えば、温度差ΔTmに応じて、床面吹き出し口の開口率(%)を以下のように定める。温度差ΔTm が、0≦ΔTm<3の場合に0(%)、3≦ΔTm<5の場合に25(%)、5≦ΔTm<7の場合に33(%)、7≦ΔTm<9の場合に50(%)、9≦ΔTm<11の場合に66(%)、11≦ΔTm<13の場合に75(%)、13≦ΔTmの場合に100(%)とする。
このように温度差ΔTが大きくなるほど開口率を大きくするように設定することにより、温度差の大きいコールドアイルに供給する風量を多くすることができる。
本実施形態における空気調和システム100は、次に示す制御方法で機械室101内における風量と温度を制御する。
第1に、ホットアイルの測定温度THA1〜THAn、コールドアイルの測定温度TCA1〜TCAq、空調機吹出し温度TOに基づいて、空調機6の吸込み口温度TIを算出する。
例えば、ホットアイルに設けたホットアイル温度検出部11、コールドアイルに設けたコールドアイル温度検出部12および空調機6の吹出し口6b近傍に設けた空調機吹き出し温度検出部14で、それぞれの位置の温度を測定する。ホットアイル温度検出部11、コールドアイル温度検出部12および空調機吹き出し温度検出部14によって測定された温度をそれぞれ、ホットアイルの測定温度THA1〜THAn、コールドアイルの測定温度TCA1〜TCAq、空調機吹出し温度TOとして示す。ホットアイルの測定温度THA1〜THAnに基づいて、各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))を算出する。このように算出した各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))と予め設定された空調機6のデフォルト温度差(吸込む空気の温度と吹出し空気の温度の温度差)により設定される吸込み口温度TIを算出する。例えば、各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))をもとにして平均をとりその平均値と空調機6のデフォルト温度差から吸込み口温度TIを算出する。なお、各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))をもとにした平均値を得る演算は、各コールドアイルの風量に応じて重みづけした加重平均としてもよい。
例えば、ホットアイルに設けたホットアイル温度検出部11、コールドアイルに設けたコールドアイル温度検出部12および空調機6の吹出し口6b近傍に設けた空調機吹き出し温度検出部14で、それぞれの位置の温度を測定する。ホットアイル温度検出部11、コールドアイル温度検出部12および空調機吹き出し温度検出部14によって測定された温度をそれぞれ、ホットアイルの測定温度THA1〜THAn、コールドアイルの測定温度TCA1〜TCAq、空調機吹出し温度TOとして示す。ホットアイルの測定温度THA1〜THAnに基づいて、各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))を算出する。このように算出した各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))と予め設定された空調機6のデフォルト温度差(吸込む空気の温度と吹出し空気の温度の温度差)により設定される吸込み口温度TIを算出する。例えば、各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))をもとにして平均をとりその平均値と空調機6のデフォルト温度差から吸込み口温度TIを算出する。なお、各コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))をもとにした平均値を得る演算は、各コールドアイルの風量に応じて重みづけした加重平均としてもよい。
第2に、コールドアイルとそれを挟むホットアイルの温度差(THAm-THCmまたはTHAm+1-THCm)が予め設定された許容範囲を超えるコールドアイルmの床面吹出し口の開口率を調整する。
例えば、コールドアイルとそれを挟むホットアイルの温度差(THAm-THCmまたはTHAm+1-THCm)が予め設定された許容値Tx以上であるコールドアイルmが存在すれば、該当コールドアイルmの床面吹出し口の開口率を高くして、許容値Tx内に収まれば開口率を下げる。なお、前述の図4に示す開口率制御テーブル212のように開口率の設定が段階的に設定される場合、開口率を高める際には開口率が高くなるように開口率の設定を1段階上げ、開口率を下げる際には開口率が低くなるように開口率を1段階下げるようにする。
例えば、コールドアイルとそれを挟むホットアイルの温度差(THAm-THCmまたはTHAm+1-THCm)が予め設定された許容値Tx以上であるコールドアイルmが存在すれば、該当コールドアイルmの床面吹出し口の開口率を高くして、許容値Tx内に収まれば開口率を下げる。なお、前述の図4に示す開口率制御テーブル212のように開口率の設定が段階的に設定される場合、開口率を高める際には開口率が高くなるように開口率の設定を1段階上げ、開口率を下げる際には開口率が低くなるように開口率を1段階下げるようにする。
第3に、上記の判定の結果、開口率が最大(100%)になっている場合には、空調機6の吹出し温度を下げる。温度差が許容値Tx内に収まれば吹出し温度を上げる。
第4に、吸込み口温度TIと、ホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))との温度差(ΔT1〜ΔTn-1)とに応じてコールドアイルへの吹出し量を調整する。
例えば、吸込み口温度TIと、ホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))との温度差(ΔT1〜ΔTn-1)を算出し、ホットアイルに挟まれているコールドアイルの床面吹出し口の開口率をその温度差に応じて設定して当該コールドアイルへの吹出し量を制御する。例えば、開口率は、温度差(ΔT1〜ΔTn-1)に基づいて、前述の図4に示した開口率制御テーブル212を参照して定める。
例えば、吸込み口温度TIと、ホットアイルの測定温度の平均値(AvT1〜AvT(n-1))との温度差(ΔT1〜ΔTn-1)を算出し、ホットアイルに挟まれているコールドアイルの床面吹出し口の開口率をその温度差に応じて設定して当該コールドアイルへの吹出し量を制御する。例えば、開口率は、温度差(ΔT1〜ΔTn-1)に基づいて、前述の図4に示した開口率制御テーブル212を参照して定める。
第5に、吸込み口温度TIと、ホットアイル温度検出部11によって検出されたホットアイルの測定温度THA1〜THAnの平均値とを比較して、予め定められた閾値Ty以上の差がある場合に、該当コールドアイルの通路吹出し口の開口率を1段階上げる。
第6に、前述の判定の結果、すでに開口率が最大(100%)になっている場合には、空調機6の近傍に設けられている床面吹き出し口風量調整部9Aを開口してホットアイルHA1に床下空間5の冷却用空気A1の一部を供給し、床下空間5の冷却用空気A1の一部と空調機6の還流口6a近傍の温熱空気A2とを混合させて、温熱空気A2の温度を低減させて空調機6に還流する。
次に、図5から図8を参照して、空気調和システムにおける制御の手順の一実施態様について説明する。図5と図6は、空気調和システムにおける処理を示すフローチャートである。
まず、制御部230は、空調機6所定の風量で運転する(ステップS10)。
次に、アイル内温度制御部231は、ホットアイルの測定温度THA1〜THAn、コールドアイルの測定温度TCA1〜TCAq、空調機吹出し温度TOを計測する。空調機吸い込み温度算出部232は、ホットアイルの測定温度THA1〜THAn、コールドアイルの測定温度TCA1〜TCAq、空調機吹出し温度TOに基づいて、空調機6の吸い込み温度TIを算出する(ステップS22)。
次に、アイル温度判定部233は、式(1)に示す条件、すなわちコールドアイルの測定温度TCAmが、コールドアイル温度下限値TCAmin以下とする条件を満たすコールドアイルmが存在するか否かを判定する(ステップS24)。
TCAm≦TCAmin ・・・(1)
ステップS24の判定の結果、コールドアイルの測定温度TCAmが、コールドアイル温度下限値TCAmin以下になっているコールドアイルmが存在すると判定した場合(ステップS24:Yes)、制御部230は、当該コールドアイルの温度を上昇させる処理を実施して(ステップS30)、ステップS22の処理に進む。
一方、ステップS24の判定の結果、コールドアイルの測定温度TCAmが、コールドアイル温度下限値TCAmin以下になっているコールドアイルmが存在しないと判定した場合(ステップS24:No)、アイル温度判定部233は、式(2)に示す条件、すなわち最寄りのホットアイルの測定温度THAmがコールドアイルの測定温度TCAmより高い所定の閾値温度(Tx max)以上とする条件を満たすコールドアイルmが存在するか否かを判定する。ここで、閾値温度(Tx max)は、ホットアイルの測定温度THAmとコールドアイルの測定温度TCAmとの温度差の上限値を示す(ステップS25)。
THAm-TCAm≧Tx max、または、THAm+1-TCAm≧Txmax ・・・(2)
ステップS25の判定の結果、最寄りのホットアイルの測定温度THAmがコールドアイルの測定温度TCAmより高い所定の閾値温度(Tx max)以上になるコールドアイルmが存在すると判定した場合(ステップS25:Yes)、制御部230は、当該コールドアイルの温度を下降させる処理を実施して(ステップS40)、ステップS22の処理に進む。
一方、ステップS25の判定の結果、最寄りのホットアイルの測定温度THAmがコールドアイルの測定温度TCAmより高い所定の閾値温度(Tx max)以上になるコールドアイルmが存在しないと判定した場合(ステップS25:No)、アイル温度判定部233は、式(3)に示す条件、すなわち、最寄りのホットアイルの測定温度THAmがコールドアイルの測定温度TCAmより低い所定の閾値温度(Tx mix)以下になるコールドアイルmが存在するか否かを判定する。ここで、閾値温度(Tx mix)は、ホットアイルの測定温度THAmとコールドアイルの測定温度TCAmとの温度差の下限値を示す(ステップS26)。
THAm-TCAm≦Tx min、または、THAm+1-TCAm≦Tx min ・・・(3)
ステップS26の判定の結果、最寄りのホットアイルの測定温度THAmがコールドアイルの測定温度TCAmより低い所定の閾値温度(Tx mix)以下になるコールドアイルmが存在すると判定した場合(ステップS26:Yes)、アイル内温度制御部231は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を減少させ(ステップS50)、ステップS28に進む。
一方、ステップS26の判定の結果、最寄りのホットアイルの測定温度THAmがコールドアイルの測定温度TCAmより低い所定の閾値温度(Tx mix)以下になるコールドアイルmが存在しないと判定した場合(ステップS26:Yes)、或いは、ステップ50の処理を終えた場合、アイル内温度制御部231は、通路mに設けられた全通路の吹き出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率が最小(MIN)に設定されているか否かを判定する(ステップS28)。
ステップS28の判定の結果、全通路の吹き出し口の開口率が最小(MIN)に設定されていると判定した場合(ステップS28:Yes)、ステップS22に進む。
一方、ステップS28の判定の結果、全通路の吹き出し口の開口率が最小(MIN)に設定されていないと判定した場合(ステップS28:No)、ステップS62(図6)に進む。
一方、ステップS28の判定の結果、全通路の吹き出し口の開口率が最小(MIN)に設定されていないと判定した場合(ステップS28:No)、ステップS62(図6)に進む。
次に、図6に示すように、空調機吸い込み温度算出部232は、コールドアイルを挟むホットアイルの測定温度の平均値AvT1〜AvT(n-1)を算出する(ステップS62)。
次に、空調機吸い込み温度算出部232は、上記ホットアイルの測定温度の平均値AvT1〜AvT(n-1)と空調機吸込み口温度TIの温度差ΔT1〜ΔTn-1を算出する(ステップS64)。
次に、通路吹き出し口風量制御部238は、上記の温度差ΔT1〜ΔTn-1に応じてコールドアイルの吹きだし口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を制御する(ステップS66)。
次に、空調機吸い込み温度算出部232は、上記ホットアイルの測定温度の平均値AvT1〜AvT(n-1)と空調機吸込み口温度TIの温度差ΔT1〜ΔTn-1を算出する(ステップS64)。
次に、通路吹き出し口風量制御部238は、上記の温度差ΔT1〜ΔTn-1に応じてコールドアイルの吹きだし口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を制御する(ステップS66)。
次に、式(4)に示す条件、すなわち、上記の温度差ΔT1〜ΔTn-1のうちの何れかの温度差ΔTmが予め定められた閾値Ty以上となるコールドアイルmが存在するか否かを判定する(ステップS68)。
ΔTm≧Ty ・・・(4)
ステップS68における判定の結果、上記の温度差ΔT1〜ΔTn-1のうちの何れかの温度差ΔTmが予め定められた閾値Ty以上となるコールドアイルmが存在しないと判定した場合(ステップS68:No)、床面吹き出し口風量制御部239は、空調機6の近くのホットアイルの吹出し口(床面吹き出し口風量調整部9A)が開口中であるか否かを判定する(ステップS72)。
ステップS72における判定の結果、空調機6の近くのホットアイルの吹出し口が開口中でないと判定した場合、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を減少させて(ステップS74)、ステップS22(図5)に進む。
ステップS72における判定の結果、空調機6の近くのホットアイルの吹出し口が開口中でないと判定した場合、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を減少させて(ステップS74)、ステップS22(図5)に進む。
一方、ステップS72における判定の結果、空調機6の近くのホットアイルの吹出し口が開口中であると判定した場合、床面吹き出し口風量制御部239は、空調機6の近くのホットアイルの吹出し口(床面吹き出し口風量調整部9A)を閉口させて(ステップS76)、ステップS22(図5)に進む。
また、ステップS68における判定の結果、上記の温度差ΔT1〜ΔTn-1のうちの何れかの温度差ΔTmが予め定められた閾値Ty以上となるコールドアイルmが存在すると判定した場合(ステップS68:Yes)、アイル内温度制御部231は、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっているか否かを判定する(ステップS82)。
ステップS82における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっていないと判定した場合(ステップS82:No)、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を増加させて(ステップS84)、ステップS22(図5)に進む。
一方、ステップS82における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっていると判定した場合(ステップS82:Yes)、床面吹き出し口風量制御部239は、空調機6の近くのホットアイルの吹出し口(床面吹き出し口風量調整部9A)を開口させて(ステップS86)、ステップS22(図5)に進む。
図7は、コールドアイルの温度を上昇させる処理を示すフローチャートである。
また、通路mの吹き出し口の開口率が最小(MIN)となっているか否かを判定する(ステップS42)。ステップS42における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最小(MIN)となっていないと判定した場合(ステップS42:No)、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を減少させて(ステップS44)、温度を上昇させる処理を終える。
また、通路mの吹き出し口の開口率が最小(MIN)となっているか否かを判定する(ステップS42)。ステップS42における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最小(MIN)となっていないと判定した場合(ステップS42:No)、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を減少させて(ステップS44)、温度を上昇させる処理を終える。
一方、ステップS42における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最小(MIN)となっていると判定した場合(ステップS42:Yes)、空調機温度制御部237は、空調機6の吹き出し温度を上昇させて(ステップS46)、温度を上昇させる処理を終える。
図8は、コールドアイルの温度を下降させる処理を示すフローチャートである。
まず、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっているか否かを判定する(ステップS52)。ステップS52における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっていないと判定した場合(ステップS52:No)、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を増加させて(ステップS54)、温度を下降させる処理を終える。
まず、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっているか否かを判定する(ステップS52)。ステップS52における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっていないと判定した場合(ステップS52:No)、通路吹き出し口風量制御部238は、通路mに設けられた吹出し口(通路吹き出し口風量調整部8A)の開口率を増加させて(ステップS54)、温度を下降させる処理を終える。
一方、ステップS52における判定の結果、通路mの吹き出し口の開口率が最大(MAX)となっていると判定した場合(ステップS52:Yes)、空調機温度制御部237は、空調機6の吹き出し温度を低減させて(ステップS56)、温度を下降させる処理を終える。
以上に示すように制御したことにより、空気調和システム100は、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転できる。
なお、空気調和システム100は、過度に空調機6の風量を増加させることにより、コールドアイルへの冷気吹出し風量や、ラック3が吸い込む流量を増加させることなく、空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を低減させている。このように、空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を制御することができ、空調機6の冷却機能を稼働可能な温度を超えないようにすることが可能になる。
また、空気調和システム100は、過度に空調機6の風量を増加させずに空調機6を制御可能であることから、規制部10の過正圧を防ぐことができる。これにより、規制部10から冷却用空気A1がホットアイルに漏れ出したり、規制部10に過度の応力がかからないようにしたりできる。
なお、空気調和システム100は、過度に空調機6の風量を増加させることにより、コールドアイルへの冷気吹出し風量や、ラック3が吸い込む流量を増加させることなく、空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を低減させている。このように、空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を制御することができ、空調機6の冷却機能を稼働可能な温度を超えないようにすることが可能になる。
また、空気調和システム100は、過度に空調機6の風量を増加させずに空調機6を制御可能であることから、規制部10の過正圧を防ぐことができる。これにより、規制部10から冷却用空気A1がホットアイルに漏れ出したり、規制部10に過度の応力がかからないようにしたりできる。
さらに、本実施形態の空気調和システム100は、以下に例示する場合に適用することにより、所望の効果を奏する。
例えば、省電力化を目的に、ラック内に設けられているファンの風量を低減させる処置が施される場合がある。この処置は、ラックから吹き出す温熱空気A2の温度が上昇する要因となる。このように、装置のユーザーがファンの風量を意識的に低減させた場合であっても、本実施形態の空気調和システム100は、必要に応じて空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を低減できることから、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
例えば、省電力化を目的に、ラック内に設けられているファンの風量を低減させる処置が施される場合がある。この処置は、ラックから吹き出す温熱空気A2の温度が上昇する要因となる。このように、装置のユーザーがファンの風量を意識的に低減させた場合であっても、本実施形態の空気調和システム100は、必要に応じて空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を低減できることから、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
また、空調機6が空冷パッケージ型である場合、空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度が所定の温度を超えると、冷房負荷の増大を検出し、過負荷運転を避けるため冷房能力を垂下させる制御を行って、自己の機能を保護する。このような垂下状態に至ると空調機6は、所定の温度の冷却用空気A1を供給することができなくなり、装置を冷却できなくなる。
このように、空冷パッケージ型の空調機6が過負荷運転を防ぐための保護動作状態にいたる恐れがある場合であっても、本実施形態の空気調和システム100は、必要に応じて空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を調整することから、保護動作状態に至らないように空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を低減できることから、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
このように、空冷パッケージ型の空調機6が過負荷運転を防ぐための保護動作状態にいたる恐れがある場合であっても、本実施形態の空気調和システム100は、必要に応じて空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を調整することから、保護動作状態に至らないように空調機6が吸い込む温熱空気A2の温度を低減できることから、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
(第1実施形態における変形例)
第1の実施形態の変形例について説明する。
本変形例における通路吹出し風量調整部8Aは、通路吹出し口8に設置された床面ファンであってもよい。このように、通路吹出し風量調整部8Aが床面ファンを備えることにより、床下空間5からの冷却用冷気A1を効率よくコールドアイルに吹き込むことができ、また、風量の調整も容易となる。
さらに、本変形例における通路吹出し風量調整部8Aは、通路吹出し口8を開閉させる開閉蓋を備えていてもよい。このように、通路吹出し風量調整部8Aが開閉蓋を備えることにより、必要以上の冷却用冷気A1がコールドアイルに吹き込まないように制限することができ、また、風量の調整の幅が広くなる。
本変形例を摘要した場合も、前述の実施形態と同様に、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
第1の実施形態の変形例について説明する。
本変形例における通路吹出し風量調整部8Aは、通路吹出し口8に設置された床面ファンであってもよい。このように、通路吹出し風量調整部8Aが床面ファンを備えることにより、床下空間5からの冷却用冷気A1を効率よくコールドアイルに吹き込むことができ、また、風量の調整も容易となる。
さらに、本変形例における通路吹出し風量調整部8Aは、通路吹出し口8を開閉させる開閉蓋を備えていてもよい。このように、通路吹出し風量調整部8Aが開閉蓋を備えることにより、必要以上の冷却用冷気A1がコールドアイルに吹き込まないように制限することができ、また、風量の調整の幅が広くなる。
本変形例を摘要した場合も、前述の実施形態と同様に、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
<第2実施形態>
図1―2、図4から図9を参照して本実施形態について説明する。
図1―2、図4から図9を参照して本実施形態について説明する。
図9は、本実施形態における空気調和システム100Aのブロック図である。
この図9に示す空気調和システム100Aは、空調機6、通路吹き出し口風量調整部8B、床面吹き出し口風量調整部9B、ホットアイル温度検出部11、コールドアイル温度検出部12、空調機吹き出し温度検出部14、操作入力部15、及び、制御装置200Aを備える。
通路吹き出し口風量調整部8Bには、通路吹き出し口風量調整部8Aと同様に、厚さ方向(Z方向)に貫通する複数の孔が形成されており、それぞれの複数の孔には開口率を調整するダンパーが設けられている。これにより、床下の床下空間5とコールドアイルとが、通路吹き出し口風量調整部8Bの複数の孔を介して連通させ、ダンパーの開度に応じて風量を調整することができる。なお、通路吹き出し口風量調整部8Bにおけるダンパーの開度は、ユーザーの操作に応じた開度に設定可能とする。
この図9に示す空気調和システム100Aは、空調機6、通路吹き出し口風量調整部8B、床面吹き出し口風量調整部9B、ホットアイル温度検出部11、コールドアイル温度検出部12、空調機吹き出し温度検出部14、操作入力部15、及び、制御装置200Aを備える。
通路吹き出し口風量調整部8Bには、通路吹き出し口風量調整部8Aと同様に、厚さ方向(Z方向)に貫通する複数の孔が形成されており、それぞれの複数の孔には開口率を調整するダンパーが設けられている。これにより、床下の床下空間5とコールドアイルとが、通路吹き出し口風量調整部8Bの複数の孔を介して連通させ、ダンパーの開度に応じて風量を調整することができる。なお、通路吹き出し口風量調整部8Bにおけるダンパーの開度は、ユーザーの操作に応じた開度に設定可能とする。
床面吹き出し口風量調整部9Bには、床面吹き出し口風量調整部9Aと同様に、厚さ方向(Z方向)に貫通する複数の孔が形成されており、それぞれの複数の孔には開口率を調整するダンパーが設けられている。これにより、床下の床下空間5とホットアイルとが、床面吹き出し口風量調整部9Aの複数の孔を介して連通させ、ダンパーの開度に応じた流れる風量を調整することができる。なお、床面吹き出し口風量調整部9Bにおけるダンパーの開度は、ユーザーの操作に応じた開度に設定可能とする。
制御装置200Aは、空調機6が噴き出す風量と温度とを制御するとともに、通路吹き出し口風量調整部8Aの風量と、床面吹き出し口風量調整部9Aの風量との設定情報を出力する。
本実施形態における制御装置200Aは、記憶部210と制御部230Aとを備える。
本実施形態における制御装置200Aは、記憶部210と制御部230Aとを備える。
制御部230Aは、アイル内温度制御部231、操作入力検出部235、空調機風量制御部236、空調機吹き出し温度制御部237、吹き出し口風量設定情報出力部240を備える。
吹き出し口風量設定情報出力部240は、アイル内温度制御部231において算出された通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報と、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報とを出力する。
例えば、吹き出し口風量設定情報表示部240は、情報を表示する表示パネルを備えており、備える表示パネルに通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報と、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報とを表示させる。
ユーザーは、表示パネルに表示された情報に従って、通路吹き出し口風量調整部8B、及び、床面吹き出し口風量調整部9Bの開度を調整する。
このように、前述の第1実施形態においては、通路吹き出し口風量調整部8A、及び、床面吹き出し口風量調整部9Aを制御装置200が制御するものとしたが、本実施形態のようにユーザーの操作による通路吹き出し口風量調整部8A、及び、床面吹き出し口風量調整部9Aの開度の調整を実施するようにしても、空調機6の吸い込み温度を制御することができるため、空気調和システム100Aは、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
例えば、吹き出し口風量設定情報表示部240は、情報を表示する表示パネルを備えており、備える表示パネルに通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報と、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報とを表示させる。
ユーザーは、表示パネルに表示された情報に従って、通路吹き出し口風量調整部8B、及び、床面吹き出し口風量調整部9Bの開度を調整する。
このように、前述の第1実施形態においては、通路吹き出し口風量調整部8A、及び、床面吹き出し口風量調整部9Aを制御装置200が制御するものとしたが、本実施形態のようにユーザーの操作による通路吹き出し口風量調整部8A、及び、床面吹き出し口風量調整部9Aの開度の調整を実施するようにしても、空調機6の吸い込み温度を制御することができるため、空気調和システム100Aは、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
(第2実施形態の変形例)
第2の実施形態の変形例について説明する。
本変形例における吹き出し口風量設定情報表示部240は、通信処理部を備えており、外部の装置に通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報と、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報とを送信して、外部の装置において表示させてもよい。ユーザーは、外部装置に表示された情報に従って、通路吹き出し口風量調整部8B、及び、床面吹き出し口風量調整部9Bの開度の調整が可能になる。
このように情報を表示させる装置を外部の装置にしても、空気調和システム100Aは、前述の実施形態に例示した場合と同様に空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
第2の実施形態の変形例について説明する。
本変形例における吹き出し口風量設定情報表示部240は、通信処理部を備えており、外部の装置に通路吹き出し口風量制御部238の開口率を制御する情報と、床面吹き出し口風量制御部239の開口率を制御する情報とを送信して、外部の装置において表示させてもよい。ユーザーは、外部装置に表示された情報に従って、通路吹き出し口風量調整部8B、及び、床面吹き出し口風量調整部9Bの開度の調整が可能になる。
このように情報を表示させる装置を外部の装置にしても、空気調和システム100Aは、前述の実施形態に例示した場合と同様に空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
以上の実施形態に示したように、空気調和システム100(100A)においては、ラック3が設置される二重床2があり、当該二重床2の床下空間5に空調機6が冷却用空気A1を供給し、前記床下空間5の冷却用空気A1が、前記二重床2の床下空間5から前記二重床2の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気A1を流す第1流路(コールドアイル)に供給される。第1流路に供給された冷却用空気A1が前記ラック3の内部を冷却して温熱空気A2となって排出され、前記排出される温熱空気A2が第2流路(ホットアイル)を介して前記空調機6に還流される。
このような空気調和システム100(100A)におけるアイル内温度制御部231(231A)は、第1流路において検出された冷気測定温度と第2流路において検出された温熱空気A2の測定温度とに基づいて空調機6の風量を判定する。通路吹出し風量調整部8Aは、アイル内温度制御部231(231A)による判定結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気A1の供給量(コールドアイルの床面吹出し風量)を調整する。
これにより、空気調和システム100(100A)は、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
このような空気調和システム100(100A)におけるアイル内温度制御部231(231A)は、第1流路において検出された冷気測定温度と第2流路において検出された温熱空気A2の測定温度とに基づいて空調機6の風量を判定する。通路吹出し風量調整部8Aは、アイル内温度制御部231(231A)による判定結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気A1の供給量(コールドアイルの床面吹出し風量)を調整する。
これにより、空気調和システム100(100A)は、空調機6の冷却効果を確保しつつ、連続して安定に運転することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した空気調和システム100(100A)及び制御装置200(200A)は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。すなわち、空気調和システム100(100A)及び制御装置200(200A)における、各処理は、CPU等の中央演算処理装置がROMやRAM等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。ここでいうコンピュータシステムとは、CPU及び各種メモリーやOS、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の空気調和システム100(100A)及び制御装置200(200A)は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
100、100A 空気調和システム、
200、200A 制御装置、
230、230A 制御部、
231、231A アイル内温度制御部(判定手段)、
232 空調機吸い込み温度算出部
233 アイル温度判定部(判定手段)、
236 空調機風量制御部、
237 空調機温度制御部、
238 通路吹き出し口風量制御部(制御手段)、
239 床面吹き出し口風量制御部、
6 空調機(空気調和装置)
8 通路吹き出し口、8A 通路吹き出し口風量調整部(床面吹出し風量調整部)、
9 床面吹き出し口、9A 床面吹き出し口風量調整部(冷気ミキシング部)、
11 ホットアイル温度検出部、
12 コールドアイル温度検出部(温度測定手段)、
14 空調機吹き出し温度検出部
200、200A 制御装置、
230、230A 制御部、
231、231A アイル内温度制御部(判定手段)、
232 空調機吸い込み温度算出部
233 アイル温度判定部(判定手段)、
236 空調機風量制御部、
237 空調機温度制御部、
238 通路吹き出し口風量制御部(制御手段)、
239 床面吹き出し口風量制御部、
6 空調機(空気調和装置)
8 通路吹き出し口、8A 通路吹き出し口風量調整部(床面吹出し風量調整部)、
9 床面吹き出し口、9A 床面吹き出し口風量調整部(冷気ミキシング部)、
11 ホットアイル温度検出部、
12 コールドアイル温度検出部(温度測定手段)、
14 空調機吹き出し温度検出部
Claims (14)
- 機器が設置される二重床があり、当該二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムであって、
前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整する床面吹出し風量調整部と
を備えることを特徴とする空気調和システム。 - 前記判定手段は、
前記第1流路において検出された冷気測定温度と、前記第2流路において検出された温熱空気測定温度と、前記空気調和機から供給される冷却用空気の測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和システム。 - 前記判定手段は、
前記第1流路において検出された冷気測定温度と、前記第2流路において検出された温熱空気測定温度と、前記空気調和機から供給される冷却用空気の測定温度とに基づいて算出された前記空気調和機に還流される温熱空気の温度をもとにして前記空気調和機の風量を判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の空気調和システム。 - 前記第1流路において検出された冷気測定温度と、前記第2流路において検出された温熱空気測定温度と、前記空気調和機から供給される冷却用空気の測定温度と、前記算出された空気調和機に還流される温熱空気の温度とに基づいて、前記床面吹出し風量調整部の風量を制御する制御手段
を備えることを特徴とする請求項3に記載の空気調和システム。 - 前記制御手段は、
前記第2流路における複数の位置で検出された複数の温熱空気測定温度の平均と前記空気調和機に還流される温熱空気の温度との差に基づいて、前記床面吹出し風量調整部の風量を制御する
ことを特徴とする請求項4に記載の空気調和システム。 - 前記判定手段の判定結果に基づいて前記床下空間の冷却用空気と前記空気調和機に還流する温熱空気とを混合させる冷気ミキシング部
を備えることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の空気調和システム。 - 前記冷気ミキシング部は、
前記第2流路に前記床下空間の冷却用空気を供給する風量調整部
を備えることを特徴とする請求項6に記載の空気調和システム。 - 前記冷気ミキシング部は、
前記判定手段の判定結果に応じて、前記空気調和機の吸い込み口近傍の床下の前記床下空間の冷却用空気の第2流路に吹き出させる吹き出し量を前記風量調整部によって調整して、前記吹き出し量が調整された床下空間の冷却用空気と前記空気調和機に還流する温熱空気とを混合させる
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の空気調和システム。 - 前記床面吹出し風量調整部は、
前記コールドアイルの測定温度が、予め定められた温度を超えた場合には、前記空気調和機の吹出し風量を増加させる
ことを特徴とする請求項6から8の何れか1項に記載の空気調和システム。 - 前記床面吹出し風量調整部は、
前記床面吹出し口の開閉を制御する
ことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の空気調和システム。 - 前記床面吹出し風量調整部は、
前記床面吹出し口に設置された床面ファンを含む
ことを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の空気調和システム。 - 前記コールドアイル内の温度を測定する温度測定手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の空気調和システム。 - 機器が設置される二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムにおける空気調和方法であって、
前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定するステップと、
前記空気調和機の風量を判定した結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整するステップと
を備えることを特徴とする空気調和方法。 - 機器が設置される二重床の床下空間に空気調和機が冷却用空気を供給し、前記床下空間の冷却用空気が、前記二重床の床下空間から前記二重床の床面の開口部を介して前記床面上で冷却用空気を流す第1流路に供給され、前記第1流路に供給された冷却用空気が前記機器の内部を冷却して温熱空気となって排出され、前記排出される温熱空気が第2流路を介して前記空気調和機に還流される空気調和システムが備えるコンピュータに、
前記第1流路において検出された冷気測定温度と前記第2流路において検出された温熱空気測定温度とに基づいて前記空気調和機の風量を判定するステップと、
前記空気調和機の風量を判定した結果に応じて第1流路に供給する冷却用空気の供給量を調整するステップと
を実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013069021A JP2014190667A (ja) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | 空気調和システム、空気調和方法、及びプログラム |
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Publications (1)
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---|---|
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Family
ID=51837086
Family Applications (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105423472A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-03-23 | 中国航天空气动力技术研究院 | 用于数据中心的热管式空调系统及其散热方法 |
CN105848452A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-08-10 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种数据中心的四位一体散热系统 |
CN114845523A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-02 | 广东云下汇金科技有限公司 | 一种数据中心精密空调的制冷控制方法及装置 |
JP7368285B2 (ja) | 2020-03-17 | 2023-10-24 | 株式会社Nttファシリティーズ | 空調システム |
-
2013
- 2013-03-28 JP JP2013069021A patent/JP2014190667A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105423472A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-03-23 | 中国航天空气动力技术研究院 | 用于数据中心的热管式空调系统及其散热方法 |
CN105423472B (zh) * | 2016-01-11 | 2018-08-07 | 中国航天空气动力技术研究院 | 用于数据中心的热管式空调系统及其散热方法 |
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CN105848452B (zh) * | 2016-05-03 | 2018-08-07 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种数据中心的四位一体散热系统 |
JP7368285B2 (ja) | 2020-03-17 | 2023-10-24 | 株式会社Nttファシリティーズ | 空調システム |
CN114845523A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-08-02 | 广东云下汇金科技有限公司 | 一种数据中心精密空调的制冷控制方法及装置 |
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