JP2015014971A - Method of determining installation positions of fans - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ファン設置位置決定方法に関する。 The present invention relates to a fan installation position determination method.
近年、高度情報化社会の到来にともなって計算機（コンピュータ装置）で多量のデータが取り扱われるようになり、多数の計算機を同一室内に設置して一括管理することが多くなっている。例えばデータセンターでは、計算機室内に多数のラック（サーバーラック）を設置し、それぞれのラックに複数の計算機を収納している。そして、それらの計算機にジョブを有機的に配分し、大量のジョブを効率的に処理している。 In recent years, with the advent of an advanced information society, a large amount of data has been handled by computers (computer devices), and many computers are installed in the same room and managed collectively. For example, in a data center, a large number of racks (server racks) are installed in a computer room, and a plurality of computers are stored in each rack. Then, jobs are distributed organically to those computers, and a large number of jobs are processed efficiently.
データセンターでは、ジョブの処理にともなって計算機から多量の熱が発生する。このため、熱による計算機の故障、誤動作及び処理能力の低下を回避するために、計算機を冷却する手段が必要となる。 In the data center, a large amount of heat is generated from computers as jobs are processed. For this reason, a means for cooling the computer is required in order to avoid a failure of the computer due to heat, a malfunction, and a decrease in processing capacity.
一般的なデータセンターの室内は、ラックを設置する機器設置エリアと、機器設置エリアの床下に設けられて電力ケーブルや通信ケーブル等が配置されるフリーアクセスフロアとに分離されている。フリーアクセスフロアには空調機から低温のエアーが供給され、この低温のエアーは機器設置エリアの床に設けられたグリル（通風口）を介して機器設置エリアに送られる。 The room of a general data center is separated into an equipment installation area where a rack is installed and a free access floor which is provided under the floor of the equipment installation area and on which power cables, communication cables and the like are arranged. Low-temperature air is supplied from the air conditioner to the free access floor, and this low-temperature air is sent to the equipment installation area via a grill (vent) provided on the floor of the equipment installation area.
機器設置エリアには、多数のラックが列毎に並んで配置される。一般的なラックでは、ラックの前面から低温のエアーを導入して計算機を冷却し、それにより温度が上昇したエアーを背面から排出するようになっている。以下、ラックの前面（吸気側の面）を吸気面と呼び、ラックの背面（排気側の面）を排気面と呼ぶ。 In the equipment installation area, a large number of racks are arranged side by side. In a general rack, low-temperature air is introduced from the front of the rack to cool the computer, and thereby the air whose temperature has risen is discharged from the back. Hereinafter, the front surface (intake side surface) of the rack is referred to as an intake surface, and the back surface (exhaust side surface) of the rack is referred to as an exhaust surface.
ところで、省エネルギー及び地球温暖化防止の観点から、データセンターで消費する電力の削減が要望されている。データセンターでは、計算機を冷却するために多大な電力を消費しており、空調機自体の省電力化とともに、ラックの配置を工夫して効率的な冷却が行われるようにしている。例えば、一般的なデータセンターでは多数のラックを列毎に並べ、且つ隣り合う列のラックを吸気面と吸気面又は排気面と排気面とが向き合うように配置し、吸気面側の床にグリルを配置している。 By the way, from the viewpoint of energy saving and prevention of global warming, reduction of electric power consumed in the data center is demanded. In the data center, a large amount of electric power is consumed to cool the computer. In addition to the power saving of the air conditioner itself, the rack arrangement is devised so that efficient cooling is performed. For example, in a general data center, a large number of racks are arranged in a row, and adjacent racks are arranged so that the intake surface and the intake surface or the exhaust surface and the exhaust surface face each other, and the grill is placed on the floor on the intake surface side. Is arranged.
このように、グリルを介して低温のエアーが供給されるエリアと、ラックから高温のエアーが排出されるエリアとを空間的に分離することにより、冷却効率の向上を図っている。低温のエアーが供給されるラック吸気面側のエリアはコールドアイルと呼ばれており、高温のエアーが排出されるラック排気面側のエリアは、ホットアイルと呼ばれている。 Thus, the cooling efficiency is improved by spatially separating the area where the low temperature air is supplied via the grill and the area where the high temperature air is discharged from the rack. The area on the rack intake surface side where the low temperature air is supplied is called cold aisle, and the area on the rack exhaust surface side where the high temperature air is discharged is called hot aisle.
データセンター内においてラックの数よりも少ないファンでラック内の電子機器を効率よく冷却できるファン設置位置決定方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a fan installation position determination method capable of efficiently cooling electronic devices in a rack with fewer fans than the number of racks in a data center.
開示の技術の一観点によれば、複数のラックの吸気面側の床にそれぞれ設けられた通風口を介して前記ラック内に収納された電子機器に冷気を供給する構造のデータセンターにおいてファンの設置位置を決定する方法であって、前記ラックの吸気面の温度分布と前記ラックの上方の空間の温度分布とを取得する工程と、前記ラックの吸気面の温度分布と前記ラックの上方の空間の温度分布とに基づいて制御装置により前記ファンの設置位置を決定する工程とを有するファン設置位置決定方法が提供される。 According to one aspect of the disclosed technology, in a data center having a structure in which cold air is supplied to an electronic device housed in the rack via a vent hole provided on a floor on the intake surface side of the plurality of racks, A method for determining an installation position, comprising: obtaining a temperature distribution of an intake surface of the rack and a temperature distribution of a space above the rack; and a temperature distribution of the intake surface of the rack and a space above the rack And a step of determining the installation position of the fan by a control device based on the temperature distribution of the fan.
上記一観点に係るファン設置位置決定方法によれば、ラックの数よりも少ない数のファンで、全てのラック内の電子機器を十分に冷却することができ、その結果データセンターの設備コスト及びランニングコストが低減される。 According to the fan installation position determination method according to the above aspect, it is possible to sufficiently cool the electronic devices in all racks with a smaller number of fans than the number of racks. Cost is reduced.
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。 Hereinafter, before describing the embodiment, a preliminary matter for facilitating understanding of the embodiment will be described.
前述したように、一般的なデータセンターでは、グリルを介してフリーアクセスフロアから機器設置エリアに低温のエアーを供給し、この低温のエアーをラック内に取り込んで計算機を冷却している。しかし、ホットアイルからコールドアイルに高温のエアーが回り込んだり、計算機の稼働状態に応じて計算機の発熱量が変化するため、全ての計算機を許容上限温度以下に維持することは簡単ではない。 As described above, in a general data center, low-temperature air is supplied from the free access floor to the equipment installation area via the grill, and the low-temperature air is taken into the rack to cool the computer. However, since hot air flows from hot aisle to cold aisle and the calorific value of the computer changes according to the operating state of the computer, it is not easy to maintain all the computers below the allowable upper limit temperature.
全ての計算機を許容上限温度以下に維持するために、例えば最も高温の計算機の温度が許容上限温度以下となるように、空調機の設定温度を低くしたり、空調機の吹き出し風量を多くしたりすることが考えられる。しかし、その場合は他の計算機が過剰に冷却されることになり、電力が無駄に消費されてしまう。 In order to keep all the computers below the allowable upper limit temperature, for example, lower the set temperature of the air conditioner or increase the airflow of the air conditioner so that the temperature of the hottest computer is lower than the allowable upper limit temperature. It is possible to do. However, in this case, other computers are excessively cooled, and power is wasted.
そこで、多くのデータセンターでは、グリルの下に床下ファンと呼ばれる送風機を配置している。そして、例えばラックの吸気面又は排気面の温度に応じて床下ファンの稼働状態を制御し、各計算機の温度が許容上限温度を超えないようにしている。 Therefore, in many data centers, a blower called an underfloor fan is disposed under the grill. Then, for example, the operating state of the underfloor fan is controlled in accordance with the temperature of the intake surface or exhaust surface of the rack so that the temperature of each computer does not exceed the allowable upper limit temperature.
このようなデータセンターにおいて、各ラックの吸気面側のグリルの下にそれぞれ床下ファンを配置すれば、各ラックの吸気面又は排気面の温度に応じてエアーの供給量を細かく調整することができる。しかし、その場合はラックの数と同じ数の床下ファンが必要となり、設備コストが高くなる。また、床下ファンの数が多くなると、それにともなって消費電力も多くなる。 In such a data center, if an underfloor fan is disposed under the grill on the intake surface side of each rack, the air supply amount can be finely adjusted according to the temperature of the intake surface or exhaust surface of each rack. . However, in that case, the same number of underfloor fans as the number of racks is required, which increases the equipment cost. Further, as the number of underfloor fans increases, the power consumption increases accordingly.
以下の実施形態では、データセンター内においてラックの数よりも少ないファンでラック内の電子機器を効率よく冷却できるファン設置位置決定方法について説明する。 In the following embodiment, a fan installation position determination method that can efficiently cool electronic devices in a rack with less fans than the number of racks in a data center will be described.
（実施形態）
図１は、実施形態に係るファン設置位置決定方法により床下ファンの設置位置を決定するデータセンターの室内を表した模式断面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the interior of a data center that determines the installation position of the underfloor fan by the fan installation position determination method according to the embodiment.
機器設置エリア３０には複数のラック１１が設置されている。それらのラック１１は列毎に並んでおり、隣り合う列のラック１１は吸気面と吸気面又は排気面と排気面とが向き合うように配置されている。また、各ラック１１には、それぞれ複数の計算機１２が収納されている。なお、計算機１２は電子機器の一例である。
A plurality of
機器設置エリア３０の下にはフリーアクセスフロア３１が設けられている。このフリーアクセスフロア３１には、電源ケーブルや通信ケーブルが配置されている。また、空調機１３の送風口からフリーアクセスフロア３１に、低温のエアーが供給される。
A
空調機１３の送風口からフリーアクセスフロア３１に供給されたエアーは、機器設置エリア３０の床に設けられたグリル（通風口）１４を介して機器設置エリア３０内に移動する。そして、ラック１１の吸気面側からラック１１内に入り、ラック１１内の計算機１２を冷却する。計算機１２を冷却することにより温度が上昇したエアーは、ラック１１の排気面側から排出される。
The air supplied from the air outlet of the
機器設置エリア３０の上方には排気流路３２が設けられている。ラック１１から排出されたエアーは、排気流路３２を通って空調機１３の吸気口に移動する。そして、吸気口から空調機１３内に入ったエアーは、空調機１３により冷却された後、再度送風口からフリーアクセスフロア３１に供給される。
An
図１に示すように、グリル１４の下方には床下ファン１７が配置されている。但し、床下ファン１７の数はラック１１の数よりも少なく、後述の方法により床下ファン１７の配設配置が決定される。
As shown in FIG. 1, an
本実施形態では、床下ファン１７の設置位置を決定するために、ラック１１の吸気面の温度分布と、ラック１１の上方の空間の温度分布とを測定する。そして、本実施形態では、それらの温度分布の測定のために、温度センサとして光ファイバを使用する。
In this embodiment, in order to determine the installation position of the
図２（ａ）は光ファイバの敷設状態を示す計算機室の模式断面図であり、図２（ｂ）は同じくその計算機室の上面図である。 FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of a computer room showing an installed state of an optical fiber, and FIG. 2B is a top view of the computer room.
図２（ａ）に例示するように、光ファイバ２０の一部はフリーアクセスフロア３１を通り、ラック１１毎にフリーアクセスフロア３１からラック１１内に引き出され、ラック１１の吸気面を一周するように敷設されている。
As illustrated in FIG. 2A, a part of the
また、図２（ａ），（ｂ）に例示するように、光ファイバ２０の他の一部は、ラック１１の上方の空間の温度分布を検出すべく、ラック１１から所定の距離だけ上方に離れた空間に水平面に沿ってジグザグに敷設されている。本実施形態では、ラック１１の約３０ｃｍ上方に光ファイバ２０を張り巡らしているものとする。
Further, as illustrated in FIGS. 2A and 2B, the other part of the
なお、本実施形態では、１本の光ファイバ２０の一部をラック１１の吸気面に敷設し、他の一部をラック１１の上方に敷設している。しかし、２本の光ファイバを使用し、その一方をラック１１の吸気面に敷設し、他方をラック１１の上方に敷設してもよい。
In the present embodiment, a part of one
図３に示すように、光ファイバ２０は、温度分布測定装置（Distributed Temperature Sensor：ＤＴＳ）２１に接続されている。また、温度分布測定装置２１は、制御装置２２に接続されている。制御装置２２は、コンピュータを含んで構成されている。
As shown in FIG. 3, the
温度分布測定装置２１はレーザ光源を備え、レーザ光源から出射されたレーザ光は光ファイバ２０の端部から光ファイバ２０内に進入する。温度分布測定装置２１は、光ファイバ２０内をレーザ光が通る際に発生する反射光（ラマン散乱光）を検出し、その反射光の強度と時間とから、光ファイバ２０の長さ方向の温度分布を取得する。
The temperature
ところで、本願発明者らは、温度分布測定装置で取得した光ファイバの長さ方向の温度分布に対し、伝達関数を用いた補正計算を行う温度測定方法を提案している（特許文献２等）。この方法によれば、光ファイバの長さ方向に沿って１０ｃｍ〜数１０ｃｍの間隔で設定された測定ポイントの温度を精度よく検出することができる。 By the way, the inventors of the present application have proposed a temperature measurement method for performing correction calculation using a transfer function with respect to the temperature distribution in the length direction of the optical fiber acquired by the temperature distribution measurement device (Patent Document 2 and the like). . According to this method, it is possible to accurately detect the temperature of the measurement points set at intervals of 10 cm to several tens of cm along the length direction of the optical fiber.
本実施形態においても、温度分布測定装置２１で取得した温度分布のデータは制御装置２２に送られ、制御装置２２で伝達関数を用いた補正計算が行われる。
Also in this embodiment, the temperature distribution data acquired by the temperature
また、制御装置２２には、予め光ファイバ２０の敷設状態のデータが記憶されている。そして、制御装置２２は、光ファイバ２０の長さ方向の各測定ポイントの温度のデータと、光ファイバ２０の敷設状態のデータとを使用して、各ラック１１の吸気面の二次元温度分布と、ラック１１の上方の空間の水平面における二次元温度分布とを計算する。
The
図４は、温度分布測定装置２１で取得した温度分布のデータを制御装置２２でデータ処理して得たラック１１の吸気面の二次元温度分布の例を示す図である。図４では、３台のラック１１の吸気面の二次元温度分布を示している。また、図５は、温度分布測定装置２１で取得した温度分布のデータを制御装置２２でデータ処理して得たラック１１の上方の空間の水平面における二次元温度分布の例を示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the two-dimensional temperature distribution on the intake surface of the
制御装置２２により計算された二次元温度分布を画像化すると、温度を色で表したサーモグラフィのような画像が得られる。但し、図４，図５では、便宜上、温度分布を等温線で表わしている。
When the two-dimensional temperature distribution calculated by the
制御装置２２は、各ラック１１の吸気面の二次元温度分布とラック１１の上方の空間の水平面における二次元温度分布とを取得した後、床下ファン１７の設置位置を決定する。
After acquiring the two-dimensional temperature distribution on the intake surface of each
図６，図７は、本実施形態に係るファン設置位置決定方法を示すフローチャートである。 6 and 7 are flowcharts showing the fan installation position determination method according to the present embodiment.
まず、ステップＳ１１において、オペレータにより、制御装置２２に、設置する床下ファン１７の数Ｎと、管理基準温度とが設定される。
First, in step S11, the number N of the
床下ファン１７の数Ｎがラック１１の数に比べて極端に少ないと、全てのラック１１内の計算機１２を許容上限温度以下に維持することが難しくなる。
If the number N of
一方、床下ファン１７の数Ｎをラック１１の数と同程度まで増やすと、全てのラック１１内の計算機１２を許容上限温度以下に冷却することは容易になるものの、床下ファン１７の設置に要する設備コスト及びランニングコストが上昇する。
On the other hand, if the number N of
このため、床下ファン１７の数Ｎは、ラック１１の数の１／１０〜３／４程度とすることが好ましい。本実施形態は、床下ファン１７の数Ｎを、ラック１１の数の１／２程度に設定するものとする。
For this reason, the number N of
管理基準温度は、ラック１１の吸気面に供給するエアーの上限温度に基づいて決定される。また、ラック１１の吸気面に供給するエアーの上限温度は、データセンターの運用ルールにしたがって決定される。ここでは、管理基準温度を２６℃とする。
The management reference temperature is determined based on the upper limit temperature of the air supplied to the intake surface of the
次に、ステップＳ１２において、制御装置２２は、温度分布測定装置２１から、光ファイバ２０の長さ方向の温度分布のデータを取得する。そして、制御装置２２は、温度分布測定装置２１から取得した温度分布のデータと、光ファイバ２０の敷設状態のデータとを使用して、各ラック１１の吸気面における二次元温度分布と、ラック１１の上方の空間の水平面における二次元温度分布とを取得する。
Next, in step S <b> 12, the
次に、ステップＳ１３に移行し、制御装置２２は、ラック毎１１に、吸気面の面積（二次元温度分布を計算したエリアの面積）に対する吸気面内の管理基準温度以上のエリアの面積の割合（以下、「面積割合」という）を計算する。
Next, the process proceeds to step S13, and the
次に、ステップＳ１４に移行し、制御装置２２は、面積割合が最大のラック１１（以下、「１番目のラック」ともいう）と、２番目に大きいラック１１（以下、「２番目のラック」という）とを抽出し、それらの面積割合の差を計算する。そして、その差が予め設定された設定値（例えば２０％）以上か否かを判定する。
Next, the process proceeds to step S14, and the
１番目のラックと２番目のラックとの面積割合の差が設定値以上である場合（ＹＥＳの場合）、１番目のラックの面積割合が突出して大きいということができる。この場合はステップＳ１５に移行し、制御装置２２は、１番目のラックの前を、床下ファン１７の設置位置に決定する。
When the difference in area ratio between the first rack and the second rack is equal to or greater than the set value (in the case of YES), it can be said that the area ratio of the first rack is prominently large. In this case, the process proceeds to step S15, and the
次に、ステップＳ１６に移行し、制御装置２２は、Ｎ個全ての床下ファン１７の設置位置が決定したか否かを判定する。ここで、Ｎ個全ての床下ファン１７の設置位置が決定していないと判定した場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１４に戻って処理を継続する。但し、既に床下ファン１７の配設が決定しているラック１１は処理の対象から除外する。
Next, it transfers to step S16 and the
一方、ステップＳ１４で１番目のラック１１と２番目のラック１１との面積割合の差が設定値よりも小さいと判定した場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１７に移行する。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the difference in area ratio between the
ステップＳ１７において、制御装置２２は、ラック１１毎に、吸気最高温度ＴAと、吸気面上部温度ＴBと、周囲上部温度ＴCとを抽出する。
In step S < b > 17, the
ここで、吸気最高温度ＴAは、注目するラック１１（以下、「注目ラック」という）の吸気面における最高温度である。この吸気最高温度ＴAは、注目ラックの吸気面の二次元温度分布（図４参照）から抽出する。
Here, the maximum intake air temperature T A is the maximum temperature on the intake surface of the
また、吸気面上部温度ＴBは、注目ラックの吸気面の上方の空間の温度である。更に、周囲上部温度ＴCは、注目ラックに隣接するラック（以下、「隣接ラック」という）又は隣接する空間（隣にラックがない場合）の吸気面側の上方の空間の温度である。これらの吸気面上部温度ＴB及び周囲上部温度ＴCは、注目ラックの上方の空間の水平面における二次元温度分布（図５参照）から抽出する。 The intake surface upper temperature T B is the temperature of the space above the air intake surface of the target rack. Moreover, the ambient temperature on top of T C is the rack adjacent to the target rack (hereinafter, "adjacent rack" hereinafter) is the temperature of the space above the intake side of or adjacent to the space (when there is no rack next). These air intake surface upper temperature T B and the ambient temperature on top of T C is extracted from the two-dimensional temperature distribution in the horizontal plane of the space above the target rack (see FIG. 5).
図８は、計算機室の上面図である。この図８中に符号１１ａで示すラックを注目ラックとした場合、符号１１ｂで示すラックが隣接ラックである。
FIG. 8 is a top view of the computer room. When the rack indicated by
また、図８中にＢで示す一点鎖線で囲んだ部分（注目ラック１１ａの吸気面側の上方の部分）が、吸気面上部温度ＴBを取得するエリアである。更に、図８中にＣで示す一点鎖線で囲んだ部分（隣接ラック１８ｂ又は隣接する空間の吸気面側の部分）が、周囲上部温度ＴCを取得するエリアである。各エリア内の最高温度又は平均温度を、吸気面上部温度ＴB又は周囲上部温度ＴCとする。
Moreover, (the upper portion of the intake side of the
ステップＳ１７でラック１１毎に吸気最高温度ＴAと、吸気面上部温度ＴBと、周囲上部温度ＴCとを抽出した後、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８において、制御装置２２は、吸気最高温度ＴAと吸気面上部温度ＴBとの温度差が所定値（例えば、１℃）以下であり、且つ吸気面上部温度ＴBよりも周囲上部温度ＴCのほうが温度が高いラック１１があるか否かを判定する。
In step S17, the maximum intake air temperature T A , the intake surface upper temperature T B, and the ambient upper temperature T C are extracted for each
一般的に、ラック１１の吸気面側の下方に床下ファン１７を設置してそのラック１１への冷気供給量を増やすと、トレードオフとしてその他のラック１１の吸気面側への冷気供給量が減少する。そして、吸気面側への冷気供給量が減少したラック１１では、排気面側から吸気面側への排気（高温のエアー）の回り込みが増加し、ラック１１内の計算機１２を適切に冷却することが困難になってしまう。
In general, when the
上記の条件、すなわち吸気最高温度ＴAと吸気面上部温度ＴBとの温度差が所定値以下であり、且つ吸気面上部温度ＴBよりも周囲上部温度ＴCのほうが温度が高いという条件を満たすラック１１がない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１９に移行する。この場合、あるラック１１の前に床下ファン１７を設置しても、排気の回り込みに起因する他のラック１１の吸気面の温度上昇は少ないと考えられる。
Above conditions, i.e., temperature difference between the intake maximum temperature T A and the intake side upper temperature T B is is equal to or less than a predetermined value, and a condition that the temperature is higher in ambient temperature on top T C than intake plane upper temperature T B When there is no
従って、この場合は、排気の回り込みを考慮せず、吸気面上部温度ＴBのみで床下ファン１７の設置位置を決定すればよい。すなわち、制御装置２２は、吸気面上部温度ＴBが最も高いラック１１の前を、床下ファン１７の設置位置に決定する。その後、ステップＳ１６に移行する。
Therefore, in this case, without considering the wraparound of the exhaust may be determined installation position of the
一方、吸気面最高温度ＴAと吸気面上部温度ＴBとの差が小さく、且つ吸気面上部温度ＴBよりも周囲上部温度ＴCのほうが高温であるという条件を満たすラック１１では、吸気面に供給されている気流が周囲の高温排気と連結していることが多い。その場合、グリル１４を介して吸気面側に供給される冷気の量が減少すると、ラック１１内に進入する高温の排気の流量が増加する可能性が高い。
On the other hand, the difference between the intake surface maximum temperature T A and the intake side upper temperature T B is low, the condition is
そこで、上記の条件を満たすラックがあると判定した場合（ステップＳ１８でＹＥＳの場合）は、ステップＳ１８からステップＳ２０に移行する。そして、ステップＳ２０において、制御装置２２は、上記の条件を満たすラックが１つか否かを判定する。
Therefore, when it is determined that there is a rack that satisfies the above conditions (YES in step S18), the process proceeds from step S18 to step S20. In step S20, the
上記の条件を満たすラックが１つであると制御装置２２が判定した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２０からステップＳ２１に移行する。そして、制御装置２２は、上記の条件を満たすラック１１の前を、床下ファン１７の設置位置に決定する。その後、ステップＳ１６に移行する。
When the
また、ステップＳ２０で上記の条件を満たすラックが複数あると判定した場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ２２に移行する。この場合、制御装置２２は、排気面側から吸気面側に回り込むエアーの温度が高温である可能性が高いラック１１、すなわち周囲上部温度ＴCが高いほうのラック１１の前を、床下ファン１７の設置位置に決定する。その後、ステップＳ１６に移行する。
If it is determined in step S20 that there are a plurality of racks satisfying the above conditions (in the case of NO), the process proceeds to step S22. In this case, the
ステップＳ１６では、Ｎ個全ての床下ファン１７の設置位置が決定したか否かを判定する。ここで、Ｎ個全ての床下ファン１７の配置が決定していないと制御装置２２が判定した場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１４に戻って処理を継続する。但し、既に床下ファン１７の設置が決定しているラック１１は処理の対象から除外する。
In step S16, it is determined whether or not the installation positions of all N
一方、ステップＳ１６において、Ｎ個全ての床下ファン１７の設置位置が決定していると制御装置２２が判定した場合（ＹＥＳの場合）は、処理を終了する。
On the other hand, if the
本実施形態では、各ラック１１の吸気面における二次元温度分布と、ラック１１の上方の空間の水平面における二次元温度分布とから、排気面側から吸気面側への高温排気の回り込みを考慮しつつ、床下ファン１７の設置位置を決定する。これにより、ラック１１の数よりも少ない数の床下ファン１７で、全てのラック１１内の計算機１２を十分に冷却することができる。その結果、データセンターの設備コスト及びランニングコストを低減できるという効果を奏する。
In this embodiment, from the two-dimensional temperature distribution on the intake surface of each
なお、上述の実施形態では温度分布の測定に光ファイバ２０を使用しているが、熱電対又はその他の温度センサを用いて各ラック１１の吸気面の温度分布及びラック１１の上方の空間の温度分布を取得するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態は、既に床下ファンを設置して運用しているデータセンターにおいて、床下ファンの数を増減する場合にも適用できる。 The above-described embodiment can also be applied to a case where the number of underfloor fans is increased or decreased in a data center that has already installed and operated underfloor fans.
（実施例及び比較例）
以下、図９に平面図を示す計算機室内の３台のラック４１〜４３に対し、１台の床下ファンの設置位置を決定する場合の実施例及び比較例について説明する。
(Examples and Comparative Examples)
Hereinafter, an example and a comparative example in the case where the installation position of one underfloor fan is determined for the three
まず、ラック４１〜４３について、吸気面の二次元温度分布と、ラック上方の空間の水平面における二次元温度分布を測定した。なお、管理基準温度は２６℃とした。
First, for the
図１０（ａ）はラック４１〜４３の吸気面における二次元温度分布を示す図であり、図１０（ｂ）はラック４１〜４３の管理基準温度以上の面積割合を示す図である。図１０（ａ）中の■は、光ファイバ２０の長さ方向に沿って設定された測定ポイントを示している。
FIG. 10A is a diagram illustrating a two-dimensional temperature distribution on the intake surfaces of the
図１０（ｂ）に示すように、ラック４１の面積割合は１５％、ラック４２の面積割合は０％、ラック４３の面積割合が１４％である。従って、面積割合が最大のラック４１と２番目のラック４３との差は１％しかなく、設定値（２０％）よりも低いので、実施例では図６，図７のフローチャートに従い、ステップＳ１４からステップＳ１７に移行する。
As shown in FIG. 10B, the area ratio of the
ステップＳ１７では、吸気面における二次元温度分布と、ラック上方の空間の水平面における二次元温度分布から、ラック４１〜４３毎に、吸気最高温度ＴA、吸気面上部温度ＴB、及び周囲上部温度ＴCを抽出する。
In step S17, from the two-dimensional temperature distribution on the intake surface and the two-dimensional temperature distribution on the horizontal plane above the rack, the maximum intake air temperature T A , the intake surface upper temperature T B , and the ambient upper temperature are determined for each
図１１（ａ）はラック４１〜４３の上方の空間の水平面における二次元温度分布を示す図であり、図１１（ｂ）は各ラック４１〜４３の吸気最高温度ＴA、吸気面上部温度ＴB、及び周囲上部温度ＴCを示す図である。
FIG. 11A is a diagram showing a two-dimensional temperature distribution in a horizontal plane in the space above the
図１１（ｂ）からわかるように、吸気最高温度ＴAと吸気面上部温度ＴBの差が所定値（１℃）以下であり、且つ吸気面上部温度ＴBよりも周囲上部温度ＴCのほうが高いという条件を満たすのは、ラック４１のみである。
As can be seen from FIG. 11 (b), the difference between the intake maximum temperature T A and the intake side upper temperature T B is equal to or less than a predetermined value (1 ° C.), and the ambient temperature on top T C than intake plane upper temperature T B Only the
従って、実施例ではステップＳ１８からステップＳ２０に移行し、更にステップＳ２１に移行して、ラック４１の前を、床下ファンの設置位置に決定した。
Therefore, in the embodiment, the process proceeds from step S18 to step S20, and further proceeds to step S21, and the position in front of the
図１２（ａ）はラック４１の前のグリル１４の下方に床下ファン１７を設置してラック４１〜４３の吸気面における二次元温度分布を調べた結果を示す図であり、図１２（ｂ）はそのときのラック４１〜４３の管理基準温度以上の面積割合を示す図である。
FIG. 12A is a diagram showing the result of examining the two-dimensional temperature distribution on the intake surfaces of the
また、図１３（ａ）は同じくそのときのラック４１〜４３の上方の空間の水平面における二次元温度分布を示す図であり、図１３（ｂ）は各ラック４１〜４３の吸気最高温度ＴA、吸気面上部温度ＴB、及び周囲上部温度ＴCを示す図である。
FIG. 13A is also a diagram showing a two-dimensional temperature distribution in the horizontal plane of the space above the
図１１（ａ），（ｂ）と図１３（ａ），（ｂ）との比較からわかるように、実施例により床下ファン１７の設置位置を決定した場合は、ラック４３の吸気最高温度ＴAは殆ど変らず、ラック４１の吸気最高温度ＴAを１．５℃低下させることができた。
Figure 11 (a), (b) and FIG. 13 (a), the as can be seen from a comparison between (b), when determining the installation position of the
一方、比較例として、吸気最高温度ＴAが最も高いラック４３の前に床下ファン１７を設置し、管理基準温度以上の面積割合、吸気最高温度ＴA、吸気面上部温度ＴB及び周囲上部温度ＴCを測定した。
On the other hand, as a comparative example, the
図１４（ａ）はラック４３の前のグリル１４の下方に床下ファン１７を設置してラック４１〜４３の吸気面における二次元温度分布を調べた結果を示す図であり、図１４（ｂ）はそのときのラック４１〜４３の管理基準温度以上の面積割合を示す図である。また、図１５（ａ）は同じくそのときのラック４１〜４３の上方の空間の水平面における二次元温度分布を示す図であり、図１５（ｂ）は各ラック４１〜４３の吸気最高温度ＴA、吸気面上部温度ＴB、及び周囲上部温度ＴCを示す図である。
FIG. 14A is a view showing the result of examining the two-dimensional temperature distribution on the intake surfaces of the
図１１（ａ），（ｂ）と図１５（ａ），（ｂ）との比較からわかるように、比較例では、ラック４３の吸気最高温度ＴAは低下したものの、ラック４１の吸気最高温度ＴAは２．５℃も上昇してしまった。
FIG. 11 (a), the and FIG. 15 (a), the as can be seen from a comparison between (b) (b), in the comparative example, although the maximum temperature T A intake of the
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the above embodiments.
（付記１）複数のラックの吸気面側の床にそれぞれ設けられた通風口を介して前記ラック内に収納された電子機器に冷気を供給する構造のデータセンターにおいてファンの設置位置を決定する方法であって、
前記ラックの吸気面の温度分布と前記ラックの上方の空間の温度分布とを取得する工程と、
前記ラックの吸気面の温度分布と前記ラックの上方の空間の温度分布とに基づいて制御装置により前記ファンの設置位置を決定する工程と
を有することを特徴とするファン設置位置決定方法。
(Supplementary Note 1) Method for Determining Fan Installation Position in Data Center Structure that Supply Cold Air to Electronic Equipment Housed in Rack via Ventilation Ports Provided on Floors on the Intake Side of Multiple Racks Because
Obtaining the temperature distribution of the intake surface of the rack and the temperature distribution of the space above the rack;
A fan installation position determining method, comprising: determining a fan installation position by a control device based on a temperature distribution of an intake surface of the rack and a temperature distribution of a space above the rack.
（付記２）前記制御装置は、前記ラックの吸気面及び前記ラックの上方の空間に敷設された光ファイバに接続された温度分布測定装置から前記光ファイバの長さ方向の温度分布のデータを取得し、前記光ファイバの長さ方向の温度分布のデータと前記光ファイバの敷設状態のデータとから前記ラックの吸気面の二次元温度分布及び前記ラックの上方の空間の二次元温度分布を取得することを特徴とする付記１に記載のファン設置位置決定方法。 (Supplementary Note 2) The control device acquires temperature distribution data in the length direction of the optical fiber from a temperature distribution measuring device connected to an optical fiber laid on the air intake surface of the rack and the space above the rack. Then, the two-dimensional temperature distribution of the intake surface of the rack and the two-dimensional temperature distribution of the space above the rack are acquired from the temperature distribution data in the length direction of the optical fiber and the data of the installed state of the optical fiber. The fan installation position determination method according to Supplementary Note 1, wherein the fan installation position is determined.
（付記３）前記制御装置は、前記吸気面の二次元温度分布から前記吸気面における管理基準温度以上のエリアの面積割合が最も大きいラックと２番目に大きいラックとを抽出し、それらのラックの面積割合の差が設定値以上のときに、前記面積割合が最も大きいラックの吸気面側を前記ファンの設置位置とすることを特徴とする付記１又は２に記載のファン設置位置決定方法。 (Additional remark 3) The said control apparatus extracts the rack with the largest area ratio of the area more than the management reference temperature in the said intake surface from the two-dimensional temperature distribution of the said intake surface, and the 2nd largest rack, and those racks are extracted. 3. The fan installation position determination method according to appendix 1 or 2, wherein when the difference in area ratio is equal to or greater than a set value, the intake surface side of the rack having the largest area ratio is set as the fan installation position.
（付記４）前記制御装置は、前記面積割合が最も大きいラックと２番目に大きいラックとの面積割合の差が前記設定値よりも小さいときに、前記ラックの吸気面の二次元温度分布と前記ラックの上方の空間の二次元温度分布とから、ラック毎に前記吸気面内の吸気最高温度と、前記吸気面の上方の吸気面上部温度及び周囲上部温度とを抽出し、
前記吸気最高温度と前記吸気面上部温度との差が所定値以下であり、且つ前記吸気面上部温度よりも前記周囲上部温度が高いという条件を満たすラックがないときに、前記吸気面上部温度が最も高いラックの吸気面側を、前記ファンの設置位置とすることを特徴とする付記３に記載のファン設置位置決定方法。
(Additional remark 4) When the difference of the area ratio of the rack with the largest area ratio and the rack with the second largest is smaller than the set value, the control device, the two-dimensional temperature distribution on the intake surface of the rack and the rack From the two-dimensional temperature distribution of the space above the rack, extract the intake maximum temperature in the intake surface, the intake surface upper temperature and the ambient upper temperature above the intake surface for each rack,
When there is no rack satisfying the condition that the difference between the maximum intake air temperature and the upper intake surface temperature is a predetermined value or less and the ambient upper temperature is higher than the intake upper surface temperature, the intake upper surface temperature is 4. The fan installation position determining method according to appendix 3, wherein an intake surface side of the highest rack is set as the fan installation position.
（付記５）前記制御装置は、前記吸気最高温度と前記吸気面上部温度との差が所定値以下であり、且つ前記吸気面上部温度よりも前記周囲上部温度が高いという条件を満たすラックが１台のみのときに、前記条件を満たすラックの吸気面側を、前記ファンの設置位置とすることを特徴とする付記４に記載のファン設置位置決定方法。 (Additional remark 5) The said control apparatus WHEREIN: The rack which satisfy | fills the conditions which the difference of the said highest intake temperature and the said intake surface upper temperature is below a predetermined value, and the said surrounding upper temperature is higher than the said intake surface upper temperature is 1 The fan installation position determination method according to appendix 4, wherein when only a stand is used, an intake surface side of a rack satisfying the condition is set as the installation position of the fan.
（付記６）前記制御装置は、前記吸気最高温度と前記吸気面上部温度との差が所定値以下であり、且つ前記吸気面上部温度よりも前記周囲上部温度が高いという条件を満たすラックが複数あるときに、前記周囲上部温度が最も高いラックの吸気面側を、前記ファンの設置位置とすることを特徴とする付記４又は５に記載のファン設置位置決定方法。 (Supplementary Note 6) The control device includes a plurality of racks that satisfy a condition that a difference between the maximum intake air temperature and the upper intake surface temperature is equal to or less than a predetermined value and the ambient upper temperature is higher than the intake surface upper temperature. 6. The fan installation position determining method according to appendix 4 or 5, wherein an intake surface side of a rack having the highest ambient upper temperature is set as the fan installation position.
（付記７）前記ファンが、前記通風口の下に配置される床下ファンであることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載のファン設置位置決定方法。 (Additional remark 7) The said fan is an underfloor fan arrange | positioned under the said ventilation hole, The fan installation position determination method of any one of Additional remark 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned.
（付記８）前記通風口から前記ラックの吸気面側に、空調機により冷却されたエアーが供給されることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載のファン設置位置決定方法。 (Supplementary note 8) The fan installation position determining method according to any one of supplementary notes 1 to 7, wherein air cooled by an air conditioner is supplied from the ventilation opening to an intake surface side of the rack.
（付記９）前記データセンターに設置する前記ファンの数は、前記ラックの数の１／１０乃至３／４であることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１項に記載のファン設置位置決定方法。 (Supplementary note 9) The fan installation position according to any one of supplementary notes 1 to 8, wherein the number of fans installed in the data center is 1/10 to 3/4 of the number of racks. Decision method.
１１，４１〜４３…ラック、１２…計算機、１３…空調機、１４…グリル（通風口）、１７…床下ファン、１８ａ…注目ラック、１８ｂ…隣接ラック、２０…光ファイバ、２１…温度分布測定装置、２２…制御装置、３０…機器設置エリア、３１…フリーアクセスフロア、３２…排気流路。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ラックの吸気面の温度分布と前記ラックの上方の空間の温度分布とを取得する工程と、
前記ラックの吸気面の温度分布と前記ラックの上方の空間の温度分布とに基づいて制御装置により前記ファンの設置位置を決定する工程と
を有することを特徴とするファン設置位置決定方法。 A method of determining a fan installation position in a data center having a structure for supplying cold air to electronic devices housed in the rack through vent holes provided on floors on the intake surface side of a plurality of racks,
Obtaining the temperature distribution of the intake surface of the rack and the temperature distribution of the space above the rack;
A fan installation position determining method, comprising: determining a fan installation position by a control device based on a temperature distribution of an intake surface of the rack and a temperature distribution of a space above the rack.
前記吸気最高温度と前記吸気面上部温度との差が所定値以下であり、且つ前記吸気面上部温度よりも前記周囲上部温度が高いという条件を満たすラックがないときに、前記吸気面上部温度が最も高いラックの吸気面側を、前記ファンの設置位置とすることを特徴とする請求項２に記載のファン設置位置決定方法。 When the difference in the area ratio between the rack with the largest area ratio and the second largest rack is smaller than the set value, the control device determines the two-dimensional temperature distribution on the intake surface of the rack and the upper area of the rack. From the two-dimensional temperature distribution of the space, for each rack, extract the intake maximum temperature in the intake surface, the intake surface upper temperature and the ambient upper temperature above the intake surface,
When there is no rack satisfying the condition that the difference between the maximum intake air temperature and the upper intake surface temperature is a predetermined value or less and the ambient upper temperature is higher than the intake upper surface temperature, the intake upper surface temperature is The fan installation position determination method according to claim 2, wherein an intake surface side of the highest rack is set as an installation position of the fan.
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