JP2014228153A

JP2014228153A - コンテナ型データセンタモジュール

Info

Publication number: JP2014228153A
Application number: JP2013105708A
Authority: JP
Inventors: 朋樹室田; Tomoki Murota
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2014-12-08

Abstract

【課題】コンテナの屋上部の人手による除雪作業を不要または軽減する。【解決手段】第１循環装置４０によるコンテナ２２の内部の冷却に伴って生じた熱を第１循環装置４０のフロン類媒体から熱交換器６０を介して第２循環装置５０の液体媒体に伝達し、第２循環装置５０では、液体媒体をコンテナ２２の屋上部２４を含む循環流路５４内で循環させる。これにより、雪が降っているときや積もっているときに、コンテナ２２の屋上部２４に降っている雪を融かしたり（雪が積もるのを抑制したり）、屋上部２４に積もっている雪を融かしたり、屋上部２４に積もる雪の量を低減したりすることができる。この結果、コンテナ２２の屋上部２４の人手による除雪作業を不要または軽減することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、コンテナ型データセンタモジュールに関し、詳しくは、汎用のコンテナの内部にコンピュータやデータ通信装置等のデータ処理機器を設置してなるコンテナ型データセンタモジュールに関する。

従来、コンテナ型データセンタのモジュール（基本単位）として機能するコンテナ型データセンタモジュールとしては、サーバや通信機器などのハードウェアを搭載した複数のラックを、それぞれのラックの正面から奥行き方向に向かう方向がコンテナの長軸方向に垂直な方向から所定の角度だけ傾斜した態様で、コンテナの内部に設置するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このモジュールでは、このようにラックを配置することにより、コンテナの長軸方向と垂直な方向のサイズを縮小している。

特開２０１２−３２１０７号公報

こうしたコンテナ型データセンタモジュールは、汎用のコンテナ（例えば、鉄道やトラック，船舶などによる輸送用に設計されて製作されたコンテナや倉庫用に設計されて製作されたコンテナなど）を用いるため、データセンタを迅速に設置することができると共に設置コストを低減することができる。このため、データセンタの地域分散を容易に図ることができる。こうしたコンテナ型データセンタモジュールは、降雪地域にも設置されるが、コンテナ屋上の除雪については考慮されておらず、人手による除雪作業が必要になる。人手による除雪作業を不要にしたり軽減したりするために除雪を考慮してコンテナを設計することも可能であるが、汎用のコンテナを用いることによる利点（設置の迅速化や設置コストの低減）を失うことになる。

本発明のコンテナ型データセンタモジュールは、汎用のコンテナを用いたデータセンタモジュールにおいて、コンテナの屋上部の除雪作業を不要または軽減することを主目的とする。

本発明のコンテナ型データセンタモジュールは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のコンテナ型データセンタモジュールは、
汎用のコンテナの内部にコンピュータやデータ通信装置等のデータ処理機器を設置してなるコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記データ処理機器を冷却すると共に前記データ処理機器の冷却に伴って生じる熱を前記コンテナの屋上部に供給する冷却熱供給手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明のコンテナ型データセンタモジュールでは、冷却熱供給手段により、データ処理機器を冷却すると共にデータ処理機器の冷却に伴って生じる熱をコンテナの屋上部に供給する。これにより、データ処理機器を冷却することができると共に、コンテナの屋上部に降っている雪を融かしたり（雪が積もるのを抑制したり）、屋上部に積もっている雪を融かしたり、屋上部に積もる雪の量を低減したりすることができる。この結果、コンテナの屋上部の人手による除雪作業を不要または軽減することができる。ここで、「汎用のコンテナ」としては、輸送用に設計されて製作されたコンテナや倉庫用（収納用）に設計されて製作されたコンテナなどが用いられる。

こうした本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内の空調により前記データ処理機器を冷却すると共に、前記コンテナ内の空調によって放出する熱を前記コンテナの屋上部に供給する手段である、ものとすることもできる。

このコンテナ内の空調によりデータ処理機器を冷却すると共にコンテナ内の空調によって放出する熱をコンテナの屋上部に供給する態様の本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内の空調のために第１熱交換媒体が循環する第１循環流路と、前記コンテナの屋上部に配置された放熱部を循環経路に含んで第２熱交換媒体が循環する第２循環流路と、前記第１熱交換媒体と前記第２熱交換媒体との間で熱交換する熱交換器と、を備える手段である、ものとすることもできる。この構成では、第１熱交換媒体が第１循環流路を循環することによってコンテナ内の空調が行なわれ、その空調のために発生する熱によって高温となった第１熱交換媒体から熱交換器を介して第２熱交換媒体に熱が伝達され、第２熱交換媒体が第２循環流路を循環する（放熱部に供給される）ことによってコンテナの屋上部に降っている雪や積もっている雪が融かされると共に第２熱交換媒体が冷却される。したがって、雪を融かすと共に第２熱交換媒体を冷却することができる。ここで、「第１熱交換媒体」としては、冷凍サイクルに用いられる媒体、例えば、フロン類（特定フロン（クロロフルオロカーボン）や代替フロン（ハイドロクロロフルオロカーボン類やハイドロフルオロカーボン類））やアンモニア，二酸化炭素などが用いられる。また、「第２熱交換媒体」としては、蒸発しにくく凍結しにくい媒体、例えば、クーラントや油などが用いられる。

また、コンテナ内の空調によりデータ処理機器を冷却すると共にコンテナ内の空調によって放出する熱をコンテナの屋上部に供給する態様の本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内の空調のために第１熱交換媒体が循環する第１循環流路を備え、前記第１循環流路は、前記コンテナの屋上部に配置された放熱部を循環経路に含むように形成されている、ものとすることもできる。この構成では、コンテナ内の空調のために発生する熱によって高温となった第１熱交換媒体が放熱部に供給されることにより、コンテナの屋上部に降っている雪や積もっている雪が融かされると共に第２熱交換媒体が冷却される。したがって、雪を融かすと共に第２熱交換媒体を冷却することができる。ここで、「第１熱交換媒体」としては、冷凍サイクルに用いられる媒体、例えば、フロン類（特定フロン（クロロフルオロカーボン）や代替フロン（ハイドロクロロフルオロカーボン類やハイドロフルオロカーボン類））やアンモニア，二酸化炭素などが用いられる。

本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内で前記データ処理機器を循環経路に含む第１循環流路に液体である第１熱交換媒体を循環させることによって前記データ処理機器を冷却すると共に、前記第１循環流路から放出する熱を前記コンテナの屋上部に供給する手段である、ものとすることもできる。ここで、「第１熱交換媒体」としては、蒸発しにくく凍結しにくい媒体、例えば、クーラントや油などが用いられる。

この第１循環流路に第１熱交換媒体を循環させることによってデータ処理機器を冷却すると共に第１循環流路から放出する熱をコンテナの屋上部に供給する態様の本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記第１循環流路は、前記コンテナの屋上部に配置された放熱部が循環経路に含まれるように形成されている、ものとすることもできる。この構成では、データ処理機器の冷却に伴って生じる熱によって高温となった第１熱交換媒体が放熱部に供給されることにより、コンテナの屋上部に降っている雪や積もっている雪が融かされると共に第１熱交換媒体が冷却される。したがって、雪を融かすと共に第１熱交換媒体を冷却することができる。この態様の本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱加熱手段は、前記第１循環流路における前記放熱部を挟んだ２つのポイントを連絡する連絡路と、前記２つのポイントに取り付けられた２つの流路切替バルブと、を備える手段である、ものとすることもできる。この構成では、外気温が高いとき（放熱部で第１熱交換媒体が十分に冷却されないとき）には、第１熱交換媒体が放熱部に供給されないようにする（連絡路を流れるようにする）ことにより、第１熱交換媒体が放熱部に無駄に供給される（加熱され得る）のを回避することができる。

また、第１循環流路に第１熱交換媒体を循環させることによってデータ処理機器を冷却すると共に第１循環流路から放出する熱をコンテナの屋上部に供給する態様の本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱供給手段は、前記第１熱交換媒体を冷却または加熱する冷却加熱手段を備える手段である、ものとすることもできる。この構成では、データ処理機器の冷却に伴って生じる熱によって高温となり冷却加熱手段によって更に高温とされた第１熱交換媒体が放熱部に供給されるようにすることにより、融雪能力をより高くすることができる。ここで、「冷却加熱装置」としては、冷凍サイクルと熱交換器とを用いることができる。

本発明のコンテナ型データセンタモジュールにおいて、前記冷却熱供給手段は、前記データ処理機器の冷却に伴って生じる熱を前記コンテナの屋上部に送風する送風手段を備える手段である、ものとすることもできる。この構成では、データ処理機器の冷却に伴って生じる熱をコンテナの屋上部に送風することにより、コンテナの屋上部の雪を融かすことができる。

本発明の第１実施例としてのコンテナ型データセンタモジュール２０の構成の概略を示す構成図である。第２循環装置５０の循環流路５４における屋上部経路５５をコンテナ型データセンタモジュール２０の上側から見た上面図である。変形例のコンテナ型データセンタモジュール２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。変形例のコンテナ型データセンタモジュール２０Ｃの構成の概略を示す構成図である。本発明の第２実施例としてのコンテナ型データセンタモジュール１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のコンテナ型データセンタモジュール１２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。変形例のコンテナ型データセンタモジュール１２０Ｃの構成の概略を示す構成図である。変形例のコンテナ型データセンタモジュール１２０Ｄの構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例としてのコンテナ型データセンタモジュール２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、第２循環装置５０の循環流路５４のうちコンテナ２２の屋上部２４の部分（後述の屋上部経路５５）をコンテナ型データセンタモジュール２０の上側から見た上面図である。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０は、コンテナ型データセンタのモジュール（基本単位）として用いられ、図１に示すように、コンテナ２２と、コンテナ２２の内部に設置されたコンピュータ（サーバなど）やデータ通信装置等のデータ処理機器３０と、コンテナ２２の周辺に配置された室外機筐体３８と、コンテナ２２の内部の空調（冷却）を行なうためにフロン類（特定フロン（クロロフルオロカーボン）や代替フロン（ハイドロクロロフルオロカーボン類やハイドロフルオロカーボン類））やアンモニア，二酸化炭素などの熱交換媒体（以下、フロン類媒体という）がコンテナ２２の内部や室外機筐体３８の内部を含む循環流路４６を循環する第１循環装置４０と、凍結しにくく且つ蒸発しにくいクーラントや油などの熱交換媒体（以下、液体媒体という）が室外機筐体３８の内部や屋上部，コンテナ２２の屋上部２４を含む循環流路５４を循環する第２循環装置５０と、第１循環装置４０のフロン類媒体と第２循環装置５０の液体媒体との間で熱交換を行なう熱交換器６０と、を備える。なお、室外機筐体３８は、屋上部に傾斜が設けられるなど、雪が積もりにくい形状に形成されている。

コンテナ２２は、汎用のコンテナ、例えば、鉄道やトラック，船舶などによる輸送用に設計されて製作されたコンテナや倉庫用（収納用）に設計されて製作されたコンテナなどが用いられる。

第１循環装置４０は、コンプレッサ（圧縮機）４１やコンデンサ（凝縮器）４２，エキスパンションバルブ（膨張弁）４３，エバポレータ（蒸発器）４４を含む循環流路４６内でフロン類媒体を循環させる（図１の矢印参照）冷凍サイクルとして構成されている。ここで、コンプレッサ４１は、低温低圧で気体のフロン類媒体を圧縮して高温高圧の半液体とする。コンデンサ４２は、高温高圧で半液体のフロン類媒体を常温高圧の液体とする。このコンデンサ４２は、冷凍サイクルの一部として機能すると共に第１循環装置４０のフロン類媒体の熱を第２循環装置５０の液体媒体に伝達する熱交換器６０の一部として機能する。エキスパンションバルブ４３は、常温高圧で液体のフロン類媒体を低温低圧の液体とする。エバポレータ４４は、低温低圧の液体を低温低圧の気体とする。

この第１循環装置４０では、エバポレータ４４にファン４４ａによって空気を通過させることにより、冷風を生じさせて（コンテナ２２の内部の温度を低下させて）、データ処理機器３０を冷却する。なお、このとき、コンテナ２２の内部の空気中の水分は、エバポレータ４４の表面で凝縮されて水滴となってコンテナ２２の外部に放出されることにより、コンテナ２２の内部の除湿が行なわれる。

また、第１循環装置４０では、コンプレッサ４１やコンデンサ４２，エキスパンションバルブ４３は、室外機筐体３８の内部に設けられ、エバポレータ４４（およびファン４４ａ）は、コンテナ２２の内部に設けられている。エバポレータ４４は、周知の空調装置（エア・コンディショナー）の室内機に相当し、室外機筐体３８やコンプレッサ４１，コンデンサ４２，エキスパンションバルブ４３は、周知の空調装置の室外機に相当すると考えられる。

第２循環装置５０は、液体媒体を冷却するラジエータ５２およびファン５２ａと、液体媒体が熱交換器６０やコンテナ２２の屋上部２４，ラジエータ５２を循環する循環流路５４と、循環流路５４内で液体媒体を循環させる（図１の矢印参照）圧送ポンプ５９と、を備える。以下、循環流路５４のうちコンテナ２２の屋上部２４の部分を屋上部経路５５といい、それ以外の部分を室外機側経路５６という。屋上部経路５５が本発明の放熱部に相当する。屋上部経路５５は、図２に示すように、略渦巻き状に形成されている。これは、液体媒体が屋上部経路５５を流れるのに従って雪や大気（空気）との熱交換によって液体媒体が冷却されることから、雪や大気との熱交換が進む前の比較的温かい液体媒体が屋上部２４の各位置に供給されるようにするためである。なお、屋上部経路５５は、こうした形状に限定されるものではなく、如何なる形状としてもよい。

こうして構成された第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、冷凍サイクルとして構成された第１循環装置４０により（コンテナ２２の内部の空調により）、コンテナ２２の内部（データ処理機器３０など）が冷却される。また、循環流路５４における室外機側経路５６で熱交換器６０を介して第１循環装置４０のフロン類媒体と第２循環装置５０の液体媒体との間で熱交換が行なわれ（液体媒体が加熱され）、加熱された液体媒体が屋上部経路５５に供給されることにより、雪が降っているときや積もっているときには液体媒体と雪や大気（空気）との熱交換によって屋上部２４の雪が融かされると共に液体媒体が冷却され、雪が降っておらず積もってもいないときには液体媒体と大気（空気）との熱交換によって液体媒体が冷却される。そして、冷却された液体媒体がラジエータ５２を通過するときにファン５２ａによって更に冷却されて内部経路１４３に供給される。したがって、雪が降っているときや積もっているときに、コンテナ２２の屋上部２４に降っている雪を融かしたり（雪が積もるのを抑制したり）、屋上部２４に積もっている雪を融かしたり、屋上部２４に積もる雪の量を低減したりすることができる。この結果、コンテナ２２の屋上部２４の人手による除雪作業を不要または軽減することができる。

ここで、コンテナ型データセンタモジュール２０の融雪能力について説明する。なお、一例として、コンテナ２２の屋上部２４の面積が３０［ｍ²］，第１循環装置４０によるコンテナ２２の内部（データ処理機器３０）の冷却に伴って生じる総発熱量が９０［ｋＪ／ｓ］＝３２４０００［ｋＪ／ｈ］であるとする。雪（氷）は、比熱が約２．０９［ｋＪ／（ｋｇ・℃）］，融解潜熱が約３３５［ｋＪ／ｋｇ］であるから、雪の密度が６０［ｋｇ／ｍ³］，１時間当たりの積雪量がＱｓ［ｍ／ｈ］，外気温が−１０℃の場合、１時間当たりの融雪に要するエネルギは（３３５＋（２．０９×１０））［ｋＪ／ｋｇ］×３０［ｍ²］×Ｑｓ［ｍ／ｈ］×６０［ｋｇ／ｍ³］＝６４０６２０［ｋＪ／ｍ］×Ｑｓ［ｍ／ｈ］となる。したがって、仮に、第１循環装置４０によるコンテナ２２の内部（データ処理機器３０）の冷却に伴って生じる総発熱量の１０％に相当するエネルギが屋上部２４の大気や雪に伝達されるとすると、コンテナ２２の屋上部２４の１時間当たりの降雪量Ｑｓ［ｍ／ｈ］が３２４０００［ｋＪ／ｈ］×０．１／６４０６２０［ｋＪ／ｍ］＝０．０５［ｍ／ｈ］以下であれば、屋上部２４に雪が積もらないか積もっても十分に融かすことができると考えられる。

また、第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、コンテナ２２の内部には、周知の空調装置の室内機に相当する部分を設置するだけでよいから、コンテナ２２の内部の加工をより容易に行なうことができる。また、コンテナ型データセンタモジュール２０では、コンテナ２２やデータ処理機器３０，第１循環装置４０（周知の空調装置に相当する装置）の構成に、熱交換器６０や第２循環装置５０を加えればよいから、空調装置を備える周知のコンテナ型データセンタモジュールに対する変更を容易に行なうことができる。

以上説明した第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０によれば、第１循環装置４０によるコンテナ２２の内部の空調（冷却）に伴って生じた熱を第１循環装置４０のフロン類媒体から熱交換器６０を介して第２循環装置５０の液体媒体に伝達し、第２循環装置５０では、液体媒体を屋上部経路５５を含む循環流路５４内で循環させるから、雪が降っているときや積もっているときに、コンテナ２２の屋上部２４に降っている雪を融かしたり（雪が積もるのを抑制したり）、屋上部２４に積もっている雪を融かしたり、屋上部２４に積もる雪の量を低減したりすることができる。この結果、コンテナ２２の屋上部２４の人手による除雪作業を不要または軽減することができる。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、特に説明していないが、外気温や降雪量，コンテナ２２の屋上部２４の積雪量などに応じて、屋上部経路５５で雪が大気（空気）との熱交換によって液体媒体が冷却されやすいほど、ファン５２ａの回転数を低くするものとしてもよい。こうすれば、ファン５２ａの駆動のためのエネルギ消費を抑制することができる。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、第２循環装置５０において、屋上部経路５５で雪や大気（空気）との熱交換によって冷却された液体媒体を室外機側経路５６のラジエータ５２でファン５２ａによって更に冷却するものとしたが、室外機側経路５６で第１循環装置４０から熱交換器１６０を介して伝達される熱エネルギより屋上部経路５５で雪や大気（空気）に伝達される熱エネルギが大きいときには、屋上部経路５５で液体媒体が十分に冷却されると考えられる即ちファン５２ａを駆動する必要がないと考えられるから、ファン５２ａを駆動停止するものとしてもよい。こうすれば、ファン５２ａの駆動のためのエネルギ消費をより抑制することができる。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、第２循環装置５０において、圧送ポンプ５９の駆動により、循環流路５４（屋上部経路５５や室外機側経路５６）内で液体媒体を循環させるものとしたが、外気温が高いとき（屋上部経路５５で液体媒体が十分に冷却されないとき）には、圧送ポンプ５９を駆動停止するものとしてもよい。こうすれば、圧送ポンプ５９の駆動ためのエネルギ消費を抑制することができる。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、第１循環装置４０と第２循環装置５０と熱交換器６０とのうち、第１循環装置４０のエバポレータ４４（およびファン４４ａ）がコンテナ２２の内部に設けられ、残余はコンテナ２２の外部に設けられるものとしたが、第１循環装置４０のコンプレッサ４１やエキスパンションバルブ４３もコンテナ２２の内部に設けられるものとしてもよいし、第１循環装置４０全体と熱交換器６０と第２循環装置５０の一部とがコンテナ２２の内部に設けられるものとしてもよい。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、第１循環装置４０と第２循環装置５０と熱交換器６０とを備えるものとしたが、第２循環装置５０や熱交換器６０を備えず、図３の変形例のコンテナ型データセンタモジュール２０Ｂに示すように、コンプレッサ４１，コンデンサ４２Ｂ，エキスパンションバルブ４３，エバポレータ４４を含む循環流路４６Ｂのうちコンデンサ４２Ｂを第１実施例の第２循環装置５０の循環流路５４の屋上部経路５５（図２参照）と同様に形成した第１循環装置４０Ｂを備えるものとしてもよい。

第１実施例のコンテナ型データセンタモジュール２０では、第１循環装置４０と第２循環装置５０と熱交換器６０とを備えるものとしたが、第２循環装置５０や熱交換器６０を備えず、図４の変形例のコンテナ型データセンタモジュール２０Ｃに例示するように、室外機筐体３８の上部にコンテナ２２の屋上部２４に向けて開口されたダクト３９を設けると共に、コンプレッサ４１，コンデンサ４２，エキスパンションバルブ４３，エバポレータ４４を含む循環流路４６Ｃのうちコンデンサ４２にファン４２ａによって空気を通過させることによってフロン類媒体の熱をダクト３９を介してコンテナ２２の屋上部２４に送風する循環装置４０Ｃを備えるものとしてもよい。

図５は、本発明の第２実施例としてのコンテナ型データセンタモジュール１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０は、コンテナ型データセンタのモジュール（基本単位）として用いられ、図５示すように、コンテナ２２と、コンテナ２２の内部に設置されたデータ処理機器３０と、コンテナ２２の周辺に配置された室外機筐体３８と、液体媒体がコンテナ２２の内部（データ処理機器３０）や室外機筐体３８の内部，コンテナ２２の屋上部２４を循環する循環装置１４０と、室外機筐体３８の内部に配置されてフロン類媒体が熱交換器１６０を介しての循環装置１４０との熱交換を伴って循環する冷凍サイクル１７０と、を備える。コンテナ２２やデータ処理機器３０、室外機筐体３８については、第１実施例と同様であり、同一の符号を付した。

循環装置１４０は、液体媒体がコンテナ２２の内部（データ処理機器３０）や室外機筐体３８の内部，コンテナ２２の屋上部２４，熱交換器１６０を循環する循環流路１４２と、循環流路１４２内で熱交換媒体を循環させる圧送ポンプ１４９と、を備える。以下、循環流路１４２のうち、コンテナ２２の内部，屋上部２４の部分をそれぞれ内部経路１４３，屋上部経路１４４といい、内部経路１４３と屋上部経路１４４とを熱交換器１６０を介さずに結ぶ部分，熱交換器１６０を介して結ぶ部分をそれぞれ非熱交換経路１４５，熱交換経路１４６という。即ち、この循環装置１４０では、液体媒体が内部経路１４３，非熱交換経路１４５，屋上部経路１４４，熱交換経路１４６，内部経路１４３の順である第１順序（図５の矢印参照）またはそれとは反対の第２順序で循環する。屋上部経路１４４は、第１実施例の屋上部経路５５と同様に形成されている（図２参照）。この屋上部経路１４４が本発明の放熱部に相当する。

冷凍サイクル１７０は、コンプレッサやコンデンサ，エキスパンションバルブ，エバポレータを備え、フロン類媒体が熱交換器１６０を介して循環装置１４０の液体媒体との熱交換を行なう。この冷凍サイクル１７０は、高温高圧のフロン類媒体と循環装置１４０の循環流路１４２の熱交換経路１４６の液体媒体とで熱交換器１６０を介して熱交換を行なうときには、熱交換経路１４６の液体媒体を加熱し、低温低圧のフロン類媒体と熱交換経路１４６の液体媒体とで熱交換器１６０を介して熱交換を行なうときには、熱交換経路１４６の液体媒体を冷却する。

こうして構成された第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、循環流路１４２内の液体媒体を第１順序（図５の矢印の方向）で循環させると共に冷凍サイクル１７０によって熱交換器１６０を介して熱交換経路１４６の液体媒体を冷却する場合、冷凍サイクル１７０との熱交換によって冷却された液体媒体が熱交換経路１４６を経由して内部経路１４３に供給されることにより、液体媒体とデータ処理機器３０との熱交換によってデータ処理機器３０が冷却されると共に液体媒体が加熱される。そして、加熱された液体媒体が非熱交換経路１４５を経由して屋上部経路１４４に供給されることにより、雪が降っているときや積もっているときには液体媒体と雪や大気（空気）との熱交換によって屋上部２４の雪が融かされると共に液体媒体が冷却され、雪が降っておらず積もってもいないときには液体媒体と大気（空気）との熱交換によって液体媒体が冷却される。そして、冷却された液体媒体が熱交換経路１４６で熱交換器１６０を通過するときに冷凍サイクル１７０との熱交換によって更に冷却されて内部経路１４３に供給される。したがって、雪が降っているときや積もっているときに、コンテナ２２の屋上部２４に降っている雪を融かしたり（雪が積もるのを抑制したり）、屋上部２４に積もっている雪を融かしたり、屋上部２４に積もる雪の量を低減したりすることができる。この結果、コンテナ２２の屋上部２４の人手による除雪作業を不要または軽減することができる。

また、第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、コンテナ２２の内部には、内部経路１４３を設けるだけでよいから、コンテナ２２の内部の加工をより容易に行なうことができる。

以上説明した第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０によれば、データ処理機器３０やコンテナ２２の屋上部２４を含む循環流路１４２内で液体媒体を循環させるから、データ処理機器３０との熱交換によって加熱された液体媒体が屋上部経路１４４を流れ、降雪時や降雪後に、コンテナ２２の屋上部２４に降っている雪を融かしたり（雪が積もるのを抑制したり）、屋上部２４に積もっている雪を融かしたり、屋上部２４に積もる雪の量を低減したりすることができる。この結果、コンテナ２２の屋上部２４の人手による除雪作業を不要または軽減することができる。

第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、循環装置１４０において、循環流路１４２内の液体媒体を第１順序（図５の矢印の方向）で循環させると共に冷凍サイクル１７０によって熱交換器１６０を介して熱交換経路１４６の液体媒体を冷却するものとしたが、内部経路１４３でデータ処理機器３０などから伝達される熱エネルギより屋上部経路１４４で雪や大気（空気）に伝達される熱エネルギが大きいときには、屋上部経路１４４で液体媒体が十分に冷却されると考えられる即ち冷凍サイクル１７０によって循環流路１４２の液体媒体を冷却する必要がないと考えられるから、冷凍サイクル１７０を駆動停止するものとしてもよい。こうすれば、冷凍サイクル１７０の駆動のためのエネルギ消費を抑制することができる。また、このときにおいて、降雪量や屋上部２４の積雪量が多いときには、冷凍サイクル１７０を駆動停止するのではなく、循環流路１４２内の液体媒体を第２順序（図５の矢印とは反対方向）で循環させると共に冷凍サイクル１７０によって熱交換器１６０を介して熱交換経路１４６の液体媒体を加熱するものとしてもよい。この場合、屋上部経路１４４で冷却された液体媒体が非熱交換経路１４５を経由して内部経路１４３に供給されることにより、液体媒体とデータ処理機器３０との熱交換によってデータ処理機器３０が冷却されると共に液体媒体が加熱される。そして、加熱された液体媒体が熱交換経路１４６で熱交換器１６０を通過するときに冷凍サイクル１７０との熱交換によって更に加熱されて屋上部経路１４４に供給されることにより、液体媒体と雪や大気（空気）との熱交換によって屋上部２４の雪がより融かされると共に液体媒体が冷却される。したがって、融雪能力をより高くすることができる。

第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、循環装置１４０や熱交換器１６０，冷凍サイクル１７０のうち、循環流路１４２の内部経路１４３がコンテナ２２の内部に設けられ、残余はコンテナ２２の外部に設けられるものとしたが、循環装置１４０の圧送ポンプ１４９もコンテナ２２の内部に設けられるものとしてもよいし、熱交換器１６０や冷凍サイクル１７０もコンテナ２２の内部に設けられるものとしてもよい。

第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、液体媒体が屋上部経路１４４を経由する循環流路１４２内で循環する循環装置１４０を備えるものとしたが、図６の変形例のコンテナ型データセンタモジュール１２０Ｂに例示するように、第２実施例の循環装置１４０に、循環流路１４２の非熱交換経路１４５のポイントＰ１と熱交換経路１４６のうち熱交換器１６０より屋上部経路１４４側のポイントＰ２とを連絡する連絡路１４７を設けると共にポイントＰ１，Ｐ２に流路を切り替える流路切替バルブ１５０，１５１を設けた循環装置１４０Ｂを備えるものとしてもよい。この構成では、雪が降っているときや積もっているとき，それ以外でも外気温が低いとき（屋上部経路１４４で液体媒体を十分に冷却されるとき）には、流路切替バルブ１５０，１５１によって液体媒体が屋上部経路１４４を経由して循環するようにすることにより、第２実施例と同様の効果を奏することができる。一方、外気温が高いとき（屋上部経路１４４で液体媒体を十分に冷却されないとき）には、流路切替バルブ１５０，１５１によって液体媒体が屋上部経路１４４を経由せずに連絡路１４７を経由して循環するようにすることにより、屋上部経路１４４に液体媒体が無駄に供給される（屋上部経路１４４で液体媒体が加熱され得る）のを回避することができる。

第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、循環装置１４０の循環流路１４２の熱交換経路１４６で熱交換器１６０を介して冷凍サイクル１７０と熱交換を行なう（液体媒体を冷却または加熱する）ものとしたが、熱交換器１６０や冷凍サイクル１７０を備えず、図７の変形例のコンテナ型データセンタモジュール１２０Ｃに例示するように、循環装置１４０Ｃの循環流路１４２Ｃの熱交換経路１４６に、ラジエータ１５２およびファン１５２ａを設けて、ファン１５２ａの駆動により、液体媒体を冷却するものとしてもよい。この場合、外気温や降雪量，コンテナ２２の屋上部２４の積雪量などに応じて、屋上部経路１４４で雪が大気（空気）との熱交換によって液体媒体が冷却されやすいほど、ファン１５２ａの回転数を低くするものとしてもよい。こうすれば、ファン１５２ａの駆動のためのエネルギ消費を抑制することができる。また、内部経路１４３でデータ処理機器３０などから伝達される熱エネルギより屋上部経路１４４で雪や大気（空気）に伝達される熱エネルギが大きいときには、ファン１５２ａを駆動停止するものとしてもよい。こうすれば、ファン１５２ａの駆動のためのエネルギ消費を抑制することができる。

第２実施例のコンテナ型データセンタモジュール１２０では、液体媒体が内部経路１４３，非熱交換経路１４５，屋上部経路１４４，熱交換経路１４６，内部経路１４３の順である第１順序またはそれとは反対の第２順序で循環する循環流路１４２を有する循環装置１４０を備えるものとしたが、熱交換器１６０や冷凍サイクル１７０を備えず、図８の変形例のコンテナ型データセンタモジュール１２０Ｄに例示するように、室外機筐体３８の上部にコンテナ２２の屋上部２４に向けて開口されたダクト３９を設けると共に、液体媒体がコンテナ２２の内部と室外機筐体３８の内部とを循環する循環流路１４２Ｄにラジエータ１６２およびファン１６２ａを設けてファン１６２ａの駆動によって液体媒体の熱をダクト１３９を介してコンテナ２２の屋上部２４に送風する循環装置１４０Ｄを備えるものとしてもよい。

第１実施例や第２実施例，これらの変形例のコンテナ型データセンタモジュール２０，２０Ｂ，１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃでは、特に説明していないが、循環流路のうちコンテナ２２の屋上部２４の部分（屋上部経路、図２参照）の隣り合う部分間にフィンを設けるものとしてもよい。こうすれば、屋上部経路の耐久性を向上させることができると共に、雪や大気との熱交換を促進させることができる。

第１実施例や第２実施例，それぞれの変形例のコンテナ型データセンタモジュールでは、液体媒体や空気をコンテナ２２の屋上部２４に供給するものとしたが、これに加えて、データ処理機器３０の搬入，搬出やメンテナンスなどを目的として作業員が入るための図示しない入口（例えば、ドアノブなど）にも供給するものとしてもよい。こうすれば、入口の融雪も行なうことができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第１実施例および第２実施例では、エンジン２２が「コンテナ」に相当し、データ処理機器３０が「データ処理機器」に相当する。第１実施例では、第１循環装置４０と第２循環装置５０と熱交換器６０とが「冷却熱供給手段」に相当する。第２実施例では、循環装置１４０が「冷却熱供給手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、コンテナ型データセンタモジュールの製造産業などに利用可能である。

２０，２０Ｂ，２０Ｃ，１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄコンテナ型データセンタモジュール、２２コンテナ、２４屋上部、３０データ処理機器、３８室外機筐体、３９ダクト、４０，４０Ｂ第１循環装置、４１コンプレッサ、４２，４２Ｂコンデンサ、４２ａファン、４３エキスパンションバルブ、４４エバポレータ、４４ａファン、４６，４６Ｂ，４６Ｃ循環流路、５０第２循環装置、５２ラジエータ、５２ａファン、５４循環流路、５５屋上部経路、５６室外機側経路、５９圧送ポンプ、６０熱交換器、１３９ダクト、１４０，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ循環装置、１４２，１４２Ｃ，１４２Ｄ循環流路、１４３内部経路、１４４屋上部経路、１４５非熱交換経路、１４６熱交換経路、１４７連絡路、１４９圧送ポンプ、１５０，１５１流路切替バルブ、１５２ラジエータ、１５２ａファン、１６０熱交換器、１６２ラジエータ、１６２ａファン、１７０冷凍サイクル。

Claims

汎用のコンテナの内部にコンピュータやデータ通信装置等のデータ処理機器を設置してなるコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記データ処理機器を冷却すると共に前記データ処理機器の冷却に伴って生じる熱を前記コンテナの屋上部に供給する冷却熱供給手段、
を備えるコンテナ型データセンタモジュール。
請求項１記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内の空調により前記データ処理機器を冷却すると共に、前記コンテナ内の空調によって放出する熱を前記コンテナの屋上部に供給する手段である、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項２記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内の空調のために第１熱交換媒体が循環する第１循環流路と、前記コンテナの屋上部に配置された放熱部を循環経路に含んで第２熱交換媒体が循環する第２循環流路と、前記第１熱交換媒体と前記第２熱交換媒体との間で熱交換する熱交換器と、を備える手段である、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項２記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内の空調のために第１熱交換媒体が循環する第１循環流路を備え、
前記第１循環流路は、前記コンテナの屋上部に配置された放熱部を循環経路に含むように形成されている、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項１記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱供給手段は、前記コンテナ内で前記データ処理機器を循環経路に含む第１循環流路に液体である第１熱交換媒体を循環させることによって前記データ処理機器を冷却すると共に、前記第１循環流路から放出する熱を前記コンテナの屋上部に供給する手段である、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項５記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記第１循環流路は、前記コンテナの屋上部に配置された放熱部が循環経路に含まれるように形成されている、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項６記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱加熱手段は、前記第１循環流路における前記放熱部を挟んだ２つのポイントを連絡する連絡路と、前記２つのポイントに取り付けられた２つの流路切替バルブと、を備える手段である、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項５ないし７のいずれか１つの請求項に記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱供給手段は、前記第１熱交換媒体を冷却または加熱する冷却加熱手段を備える手段である、
コンテナ型データセンタモジュール。
請求項１，２，５記載のコンテナ型データセンタモジュールであって、
前記冷却熱供給手段は、前記データ処理機器の冷却に伴って生じる熱を前記コンテナの屋上部に送風する送風手段を備える手段である、
コンテナ型データセンタモジュール。