JP2015021632A - Server rack indoor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも2列のサーバーラック列が通路を挟んで配されてなるサーバーラック室内システムに関するものである。 The present invention relates to a server rack indoor system in which at least two server rack rows are arranged with a passage therebetween.
インターネットやLANなどのネットワーク上で複数のパソコンに多様な機能やサービスを提供したり、データを一元化するサーバーがラックに集積されてサーバーラックを構成し、複数のサーバーラックが隣接するように配設されてサーバーラック列を構成し、複数のサーバーラック列が通路を挟んで配設されてサーバーラック室内システムが構成される。各サーバーラック列間の通路は、サーバーラックの背面から排気が排出されるホットアイル空間と、冷気が提供されるコールドアイル空間のいずれか一方を形成しており、サーバーラック室内システムにおいては、このホットアイル空間とコールドアイル空間が交互に形成されているのが一般的である。なお、このサーバーラック室内システムはデータセンターなどと称されることもある。 Provide a variety of functions and services to multiple PCs on a network such as the Internet or LAN, and servers that centralize data are integrated in a rack to form a server rack, and multiple server racks are arranged adjacent to each other Thus, a server rack row is formed, and a plurality of server rack rows are arranged with a passage therebetween to constitute a server rack indoor system. The passage between each server rack row forms either a hot aisle space where exhaust is exhausted from the back of the server rack or a cold aisle space where cool air is provided. In general, hot aisle spaces and cold aisle spaces are formed alternately. This server rack indoor system may be referred to as a data center.
上記通路はたとえば二重床構造となっており、かつ、この二重床を構成する上床には冷気が流通する多数の吹き出し口が開設されており、空気制御装置から提供された冷気は二重床の間に形成されている床下空間を流通するようになっている。 The passage has, for example, a double floor structure, and a large number of outlets through which cool air flows are opened on the upper floor constituting the double floor, and the cool air provided from the air control device is double It circulates in the underfloor space formed between the floors.
そして、吹き出し口を介してコールドアイル空間に提供された冷気は、それぞれのサーバーラック列の該コールドアイル空間に臨む前面を介してサーバーラック列を構成する各サーバーラックに提供され、サーバーラックに収納されたサーバーを通過する過程で冷気は熱を奪って昇温して暖気となってサーバーラックの背面からホットアイル空間に排出される。サーバーラックの背面から排出された排気は空調機や空気制御装置等に戻され、ここで再び冷気に戻されるようになっており、このような冷気の循環がサーバーラック室内で繰り返されることにより、各サーバーが所定温度状態に制御されるのが一般的である。 Then, the cold air provided to the cold aisle space through the air outlet is provided to each server rack constituting the server rack row via the front surface of each server rack row facing the cold aisle space, and stored in the server rack. In the process of passing through the server, the cool air takes away heat, rises in temperature, becomes warm air, and is discharged from the back of the server rack to the hot aisle space. The exhaust exhausted from the back of the server rack is returned to the air conditioner, air control device, etc., where it is returned to the cold air again, and by repeating such cold air circulation in the server rack room, Generally, each server is controlled to a predetermined temperature state.
このように、空調機からの冷気を二重床の床下空間に流し、床からコールドアイル空間に冷気を吹き出して各サーバーラックに提供する空調方式は、床吹き出し空調と称されることもあり、空調機から横方向に冷気を流して各サーバーラックに冷気を提供する空調方式と区別される。 In this way, the air conditioning system that flows cold air from the air conditioner into the underfloor space of the double floor and blows cold air from the floor to the cold aisle space and provides it to each server rack is sometimes called floor blowing air conditioning, It is distinguished from an air conditioning system in which cool air is supplied from the air conditioner in the lateral direction to provide cool air to each server rack.
ところで、上記する床吹き出し空調に関し、特に熱負荷の大きなサーバーラック室においては、床から提供される冷気の吹き出し量が均一にならないことが往々にしてあり、このことに起因して、十分に冷却されずに熱溜りが生じ、この熱溜りによって他の箇所よりも高温となっている偏熱箇所がサーバーラック室内に発生し易い。 By the way, with regard to the above-described floor blowing air conditioning, especially in a server rack room with a large heat load, the amount of blowing of cool air provided from the floor often does not become uniform. However, a heat accumulation occurs, and the heat accumulation is likely to be generated in the server rack room at a higher temperature than the other areas due to the heat accumulation.
この偏熱箇所の周辺では、サーバーラックやその内部のIT機器等の冷却が十分におこなわれないことから、これが運転障害の原因の一つとなっている。この問題に鑑み、このような偏熱箇所の発生を解消するべく、サーバーラック室全体に亘って冷気を可及的均一に提供することのできる床吹き出し空調構造を備えたサーバーラック室内システムの開発が切望されている。 This is one of the causes of operation failure because the server rack and IT equipment inside the server rack are not sufficiently cooled in the vicinity of the uneven heat location. In view of this problem, development of a server rack indoor system equipped with a floor blowout air-conditioning structure capable of providing cool air as uniformly as possible over the entire server rack room in order to eliminate the occurrence of such uneven heat locations. Is anxious.
ここで、特許文献1には、空調機と床下空間の間に給気チャンバを設け、空調機と床下空間を給気チャンバを介して連通させ、空調機で冷却された低温空気を給気チャンバ内で拡散させて給気チャンバ内から床下空間に供給し、床吹き出し口から室内に給気するように構成した空調システムが開示されている。
Here, in
この空調システムによれば、空調機で冷却された低温空気を一度給気チャンバ内に供給した後、床下空間に供給することで、給気チャンバから床下空間に供給される低温空気の風速を均一にできるとしている。 According to this air conditioning system, the low-temperature air cooled by the air conditioner is once supplied into the air supply chamber and then supplied to the underfloor space, so that the air velocity of the low-temperature air supplied from the air supply chamber to the underfloor space is uniform. It can be done.
一方、特許文献2には、発熱機器を設置した機器設置空間と、機器設置空間の床下に設けられた床下空間と、機器設置空間の空気を取込んで温度制御された空気を床下空間に送出する空調機と、機器設置空間と床下空間の間に設けられて温度制御された空気を床下空間から機器設置空間へ供給するグリルと、所定の開口率を有して床下空間を上下の第1の空間と第2の空間に区画する風向制御板と、を備えるデータセンターの空調構造が開示されている。
On the other hand,
このデータセンターの空調構造によれば、床下空間を孔の開いた風向制御板で上下に区画するようにしたことで、空調機から送出された冷気の流れはこの風向制御板を通って上向きとなり、グリルから吹き出す風量が均一化されて効率よく空調できるとしている。 According to the air conditioning structure of this data center, the underfloor space is partitioned vertically by a perforated wind direction control plate, so that the flow of cold air sent from the air conditioner goes upward through this wind direction control plate. The air volume blown out from the grill is made uniform and air conditioning can be performed efficiently.
特許文献1,2によれば、床下空間に供給される低温空気の風速を均一化でき、あるいは、グリルから吹き出す風量を均一化でき、効率よく空調できるとしている。しかしながら、特許文献1に開示される空調システムでは、空調機の設置位置を高くし、その下方に給気チャンバを設けることから、サーバーラック室の構築コストが嵩むことに加えて、サーバーラック室の高さを高くせざるを得ないことからサーバーラック室の規模が大型化するといった問題がある。
According to
一方、特許文献2に開示されるデータセンターでは、2つの空間からなる床下空間を設けることから、特許文献1の空調システムと同様にサーバーラック室の構築コストが嵩むことに加えて、サーバーラック室の高さを高くせざるを得ないことからサーバーラック室の規模が大型化するといった問題がある。
On the other hand, in the data center disclosed in
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、サーバーラック室の規模を大規模化する必要がなく、さらには、サーバーラック室の構築コストを高騰させることなく、サーバーラック室全体に亘って冷気を可及的均一に提供することのできる床吹き出し空調構造を備えたサーバーラック室内システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is not necessary to increase the scale of the server rack room, and further, without increasing the construction cost of the server rack room, the entire server rack room is covered. It is an object of the present invention to provide a server rack indoor system equipped with a floor blowing air-conditioning structure that can provide cold air as uniformly as possible.
前記目的を達成すべく、本発明によるサーバーラック室内システムは、2以上のサーバーラックから構成されるサーバーラック列が吹き出し口を備えた床の上に配設され、該床の下方には床下空間が設けられており、床下空間に空調機が流体連通しており、空調機から床下空間に提供された冷気が吹き出し口を介してサーバーラック列に提供されるようになっているサーバーラック室内システムにおいて、床下空間に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材が設置されているものである。 In order to achieve the above object, in the server rack indoor system according to the present invention, a server rack row composed of two or more server racks is arranged on a floor provided with a blowout opening, and below the floor is an underfloor space. A server rack indoor system in which an air conditioner is in fluid communication with the underfloor space, and the cool air provided from the air conditioner to the underfloor space is provided to the server rack row through the blowout port In this case, a shielding member having a height lower than the height of the underfloor space is installed in the underfloor space.
本発明のサーバーラック室内システムは、二重床を備えたサーバーラック室の床下空間の適所に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材を設置したことにより、この遮蔽部材にて空調機から床下空間内に提供されて流れてきた冷気の流れを穏やかな流れとし、流れが穏やかになった冷気を床下空間の全域に提供することで、床下空間の上方の各所にある冷気の吹き出し口を介してその上方(コールドアイル空間)に可及的に吹き出し量が均一化された冷気を提供することができるものである。 In the server rack indoor system of the present invention, a shielding member having a height lower than the height of the underfloor space is installed at an appropriate position in the underfloor space of the server rack room having a double floor. The cold air flow that has been provided in the underfloor space is made gentle, and the cold air that has flowed gently is provided throughout the underfloor space, so that the cold air outlets at various locations above the underfloor space It is possible to provide cold air whose blowout amount is made as uniform as possible above (cold aisle space).
空調機から吹き降ろされた冷気は勢いよく床下空間を流通するのが一般的であり、そのために均一な風量の冷気を床下空間の全域に提供するのが難しい。本発明は、遮蔽部材の作用として、空調機から吹き降ろされた冷気の勢いを殺して穏やかな流れの冷気を生成させるようにしたものである。たとえば遮蔽部材の堰を超える過程で冷気の勢いを殺して流れを緩やかにし、このように流れが穏やかになった冷気を床の全域に提供することで、緩やかで均一な流速の冷気を床全域に提供することが可能となる。 The cold air blown down from the air conditioner generally circulates in the underfloor space vigorously, and for this reason, it is difficult to provide a uniform amount of cold air throughout the underfloor space. In the present invention, as a function of the shielding member, the momentum of the cold air blown down from the air conditioner is killed to generate a gentle flow of cold air. For example, in the process of exceeding the weir of the shielding member, the momentum of the cold air is killed to make the flow gentle, and by providing the cold air with a gentle flow in this way, the cold air with a gentle and uniform flow velocity is provided throughout the floor. Can be provided.
また、このような作用を遮蔽部材に発揮させるべく、遮蔽部材は空調機の近傍であって、かつ、効果的に冷気の勢いを殺すことのできる空調機からの離間をもった位置に設置されるのが望ましい。尤も、このような位置は、空調機から提供される冷気の流速や風量などによって変動することから、提供される冷気の一般的な流速等を勘案して遮蔽部材の設置位置が設定される。 Further, in order to make the shielding member exhibit such an action, the shielding member is installed in the vicinity of the air conditioner and at a position away from the air conditioner that can effectively kill the cold air. Is desirable. However, since such a position fluctuates depending on the flow rate or air volume of the cool air provided from the air conditioner, the installation position of the shielding member is set in consideration of the general flow rate of the provided cool air.
また、空調機の形態に応じて、多様な遮蔽部材の設置形態がある。たとえば、平面形状が矩形のサーバーラック室において、2以上のコールドアイル空間のそれぞれの前方位置に一定幅の空調機が配設されている場合に、各空調機の幅よりも広い幅の遮蔽部材を各空調機の前方に設置する設置形態などを適用できる。 Moreover, there are various installation forms of shielding members depending on the form of the air conditioner. For example, in a server rack room having a rectangular planar shape, when an air conditioner having a certain width is disposed in front of each of two or more cold aisle spaces, a shielding member having a width wider than the width of each air conditioner The installation form etc. which install this in front of each air conditioner can be applied.
本発明のサーバーラック室内システムによれば、床下空間内の適所に遮蔽部材を設置するだけの簡易な構成を適用したことから、特許文献1,2のようにサーバーラック室の高さ規模を大型化させる必要もなく、したがってサーバーラック室の構築コストが嵩むこともなく、サーバーラック室の全域の床上方に可及的に吹き出し量が均一に制御された冷気を提供することが可能となる。また、風量を均一にする調整が容易であり、サーバー稼働中でも調整をおこなうことができる。たとえば、空調機と遮蔽部材の離間をt、遮蔽部材の高さをh、遮蔽部材の幅をdとした場合、t、h、dを自由に変更可能であることから、グリルからの吹き出し風量の状況を確認して、手動でt、h、dの調整を容易におこなうことができる。特に、実際はdが1m程度であることから、重量が軽く、作業員が片手で運んで動かすことができる。また、コールドアイルごとの調整も可能である。短柵型(遮蔽部材の幅:dが1m程度の細片状)の場合には、目標とするコールドアイルもしくはコールドアイルごとに該当する遮蔽部材を動かす、もしくは部品を積み増して高さを調整できるので(後述する遮蔽部材の衝立を角形鋼材を積層してなる積層体から構成した形態)、細かい調整が可能となり、その延長でコールドアイルごとの調整も可能となる。さらに、床下空間に置くだけなので、他の機器との干渉や遮蔽部材のためのスペースが不要となる。これらのことより、イニシャルコストもランニングコストも安価となる。
According to the server rack indoor system of the present invention, since a simple configuration in which a shielding member is simply installed at an appropriate position in the underfloor space is applied, the height scale of the server rack room is increased as in
ここで、遮蔽部材の実施の形態として、遮蔽部材が衝立を有し、衝立が可動羽根を備えている形態を挙げることができる。 Here, as an embodiment of the shielding member, a form in which the shielding member has a partition and the partition includes a movable blade can be exemplified.
衝立がその高さ方向にたとえば2以上の可動羽根を備えている場合には、各可動羽根の角度を適宜調整することで、床全域に緩やかで均一な流速の冷気を提供し易くなる。 When the partition includes, for example, two or more movable blades in the height direction, it is easy to provide cool air with a gentle and uniform flow velocity over the entire floor by appropriately adjusting the angle of each movable blade.
たとえば遮蔽部材が3つの可動羽根を備えている場合において、各可動羽根の角度をたとえば手動で調整しながら(3つある可動羽根のうちの上羽根の角度を鉛直(閉じた状態)に近くし、中央羽根、下羽根の順で徐々に羽根角度を広げるなど)、床全域で風速が均一になるように各可動羽根の角度を様々に調整して遮蔽部材の設置をおこなう試験を実施した上で、各可動羽根の角度が最適な角度に調整された遮蔽部材を床下空間の適所に配設することで、サーバーラック室内システムの供用後は、常に室内全域で均一な風量の冷気が提供されることになる。また、供用後にメンテナンスで床下空間に作業員が入り、手動で各可動羽根の角度を調整してもよい。 For example, when the shielding member includes three movable blades, the angle of each movable blade is adjusted manually (for example, the angle of the upper blade of the three movable blades is made vertical (closed)). In addition, the blade angle was gradually increased in the order of the central blade and the lower blade, etc.), and the test was performed to install the shielding member by adjusting the angle of each movable blade so that the wind speed is uniform throughout the floor. By arranging a shielding member in which the angle of each movable blade is adjusted to the optimum angle in a suitable location in the underfloor space, a uniform amount of cold air is always provided throughout the room after the server rack indoor system is used. Will be. In addition, an operator may enter the underfloor space after maintenance and manually adjust the angle of each movable blade.
また、サーバーラック室の複数の場所での床上下の差圧をそれぞれ測定し、各場所の差圧に偏差がある場合は、このような場所ごとの差圧の偏差を解消することで各場所における冷気の風速や吹き出し量を均一にできる。そこで、このような場所ごとの差圧の偏差を解消するべく、遮蔽部材の衝立の高さを調整したり、各可動羽根の角度を調整するのがよい。 Also, measure the differential pressure above and below the floor at multiple locations in the server rack room, and if there are deviations in the differential pressure at each location, eliminate these differential pressure deviations at each location. The air speed and the amount of blowout of cold air can be made uniform. Therefore, it is preferable to adjust the height of the screen of the shielding member or adjust the angle of each movable blade in order to eliminate such a deviation in the differential pressure at each location.
また、本発明によるサーバーラック室内システムの他の実施の形態は、床の上下の圧力を検知する圧力センサと、それぞれの圧力センサからの検知データを受信して双方の差圧を算定し、差圧に応じて可動羽根の角度を調整する角度制御部をさらに備えたものである。 Another embodiment of the server rack indoor system according to the present invention is a pressure sensor that detects the pressure above and below the floor, receives detection data from each pressure sensor, calculates the differential pressure between them, An angle control unit that adjusts the angle of the movable blade according to the pressure is further provided.
本実施の形態のシステムでは、床上下の差圧と、差圧に応じて床全域に均一な流速で冷気を提供できる可動羽根の角度(可動羽根が複数ある場合は各可動羽根の角度)が予め特定されていて、この特定されたデータを角度制御部に格納しておく。たとえばサーバーラック室の複数の場所の床の上下位置にはそれぞれの場所に固有の圧力センサが設置されており、各圧力センサから角度制御部に検知データが送信されてくる。この角度制御部では、各場所の床上下の差圧を算定し、場所ごとの差圧の偏差を算定する。角度制御部には、たとえば、サーバーラック室において複数の圧力測定場所ごとの差圧の偏差に関するデータが格納されている。そして、各差圧の偏差ごとにサーバーラック室の各場所における冷気の吹き出し量が均一になるようにするべく、遮蔽部材の各可動羽根の角度を様々に変更して各場所の吹き出し量を測定する実験を予めおこなっておき、差圧の偏差ごとに該偏差を解消できる遮蔽部材の各可動羽根の角度が設定され、この設定データも角度制御部に格納しておく。このようにサーバーラック室内の複数の場所の差圧の偏差ごとに最適な遮蔽部材の各可動羽根の角度が設定されていることで、角度制御部で受信された検知データに基づいてその時点での差圧に適した可動羽根角度の照合が実行され、各可動羽根が決定された角度を有するように制御信号が各可動羽根に送信されて各可動羽根の角度調整が自動でおこなわれる。なお、差圧の偏差ごとにサーバーラック室の各場所における冷気の吹き出し量が均一になるような遮蔽部材の各可動羽根の角度が予め設定されていれば、上記するように各可動羽根の角度を自動制御するのではなくて、管理者が計測された差圧および場所ごとの差圧の偏差に応じて各遮蔽部材の各可動羽根の角度を手動で調整してもよい。 In the system of the present embodiment, the differential pressure above and below the floor, and the angle of movable blades that can provide cool air at a uniform flow rate over the entire floor according to the differential pressure (the angle of each movable blade when there are multiple movable blades) It is specified in advance, and this specified data is stored in the angle control unit. For example, pressure sensors unique to the respective locations are installed at the upper and lower positions of the floors at a plurality of locations in the server rack room, and detection data is transmitted from each pressure sensor to the angle control unit. This angle control unit calculates the differential pressure above and below the floor at each location, and calculates the differential pressure deviation at each location. The angle control unit stores, for example, data relating to a differential pressure deviation for each of a plurality of pressure measurement locations in the server rack room. Then, in order to make the amount of cool air blown out at each location in the server rack room uniform for each differential pressure deviation, the angle of each movable blade of the shielding member is changed variously to measure the amount of blowout at each location. The angle of each movable blade of the shielding member that can eliminate the deviation is set for each deviation of the differential pressure, and this setting data is also stored in the angle control unit. In this way, the optimum angle of each movable blade of the shielding member is set for each of the differential pressure deviations at a plurality of locations in the server rack room, and based on the detection data received by the angle control unit at that time The movable blade angle suitable for the differential pressure is collated, a control signal is transmitted to each movable blade so that each movable blade has the determined angle, and the angle adjustment of each movable blade is automatically performed. If the angle of each movable blade of the shielding member is set in advance so that the amount of cold air blown out at each location in the server rack chamber is uniform for each differential pressure deviation, the angle of each movable blade is set as described above. The angle of each movable blade of each shielding member may be manually adjusted in accordance with the differential pressure measured by the administrator and the deviation of the differential pressure at each location.
また、本発明によるサーバーラック室内システムの他の実施の形態は、床の複数箇所において各箇所の床上下位置に対応する圧力センサを設置しておく第1の差圧検知方法、もしくは、床に走行溝を設け、床の上下位置にそれぞれ圧力センサを備えた走行台車を走行させるようにしておく第2の差圧検知方法、のいずれかの方法を適用して床全域の床上下の差圧を検知するようになっているものである。 In another embodiment of the server rack indoor system according to the present invention, the first differential pressure detection method in which pressure sensors corresponding to the vertical position of each floor are installed at a plurality of locations on the floor, or on the floor. Applying any one of the second differential pressure detection methods, in which a traveling groove is provided, and a traveling carriage provided with a pressure sensor at each of the vertical positions of the floor is applied, the differential pressure between the floor and the entire floor is applied. Is to be detected.
本実施の形態のシステムによれば、サーバーラック室全域における床上下の差圧を随時特定することができる。なお、第1の差圧検知方法によれば、圧力センサを適所に設置するだけで済み、必要に応じて圧力センサの基数や設置位置を随時変更可能となる。なお、差圧測定者が圧力センサを移動させてサーバーラック室の各場所の床上下の圧力を順次測定し、各場所の床上下の差圧を測定するといったシンプルな測定方法であってもよいことは勿論のことである。 According to the system of the present embodiment, the differential pressure between the floor and the floor in the entire server rack room can be identified as needed. In addition, according to the 1st differential pressure detection method, it is only necessary to install a pressure sensor in an appropriate place, and the base and installation position of a pressure sensor can be changed at any time as needed. Note that a simple measurement method may be used in which the differential pressure measurer moves the pressure sensor to measure the pressure above and below the floor at each location in the server rack room sequentially, and measures the differential pressure above and below the floor at each location. Of course.
さらに、本発明によるサーバーラック室内システムの他の実施の形態は、遮蔽部材が衝立を有し、該衝立は、角形鋼材を積層してなる積層体を固定部材で固定して形成されており、角形鋼材の積層数の調整によって衝立の高さ調整がおこなわれるようになっているものである。 Furthermore, in another embodiment of the server rack indoor system according to the present invention, the shielding member has a partition, and the partition is formed by fixing a laminate formed by stacking square steel materials with a fixing member, The height of the partition is adjusted by adjusting the number of stacked square steel materials.
遮蔽部材の衝立を角形鋼材を積層してなる積層体から構成することにより、一般の角形鋼材を適用することから遮蔽部材の製作コストも安価となり、さらには、衝立の高さ調整は角形鋼材の積層数を調整するだけで容易におこなうことができる。 Since the screen of the shielding member is composed of a laminated body made of laminated square steel materials, the production cost of the shielding member is reduced because a general square steel material is applied. This can be done easily by adjusting the number of layers.
以上の説明から理解できるように、本発明のサーバーラック室内システムによれば、二重床を備えたサーバーラック室の床下空間の適所に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材を設置した構成を適用したことにより、サーバーラック室の構築コストが嵩むこともなく、サーバーラック室の規模を大型化させることもなく、遮蔽部材にて空調機から床下空間内に提供されて流れてきた冷気の流れを穏やかな流れとし、流れが穏やかになった冷気を床下空間の全域に提供することができ、床下空間の上方の各所にある冷気の吹き出し口を介してその上方に可及的に吹き出し量が均一化された冷気を提供することができる。 As can be understood from the above description, according to the server rack indoor system of the present invention, a shielding member having a height lower than the height of the underfloor space is installed at an appropriate position in the underfloor space of the server rack room having a double floor. By applying the above configuration, the construction cost of the server rack room is not increased, the scale of the server rack room is not increased, and the shielding member has been provided from the air conditioner to the underfloor space. The flow of cold air can be made gentle, and cool air with a gentle flow can be provided throughout the underfloor space, and as much as possible above the cold air outlets at various places above the underfloor space. It is possible to provide cold air with a uniform blowout amount.
以下、図面を参照して本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態1〜3と遮蔽部材の実施の形態1〜4を説明する。
(サーバーラック室内システムと遮蔽部材の実施の形態1)
図1は本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態1を示す平面図であり、図2は図1のII−II矢視図である。
(
FIG. 1 is a plan
図示するサーバーラック室内システム10は、二重床4の上方において、複数のサーバーラック1が側方に並べられてサーバーラック列2を構成し、複数のサーバーラック列2が通路を介して並べられてその全体が構成されている。対向するサーバーラック列2の間の各通路は、サーバーラックの前面であって冷気をサーバーラック1内に取り込む側となるコールドアイル空間CAと、サーバーラック1内を冷気が通過する過程で吸熱して生成された高温の排気が排出されるホットアイル空間HAとなっており、このコールドアイル空間CAとホットアイル空間HAが交互に形成されている。
In the illustrated server rack
平面視矩形のサーバーラック室において、各コールドアイル空間CAの前方位置にはそれぞれに固有の空調機3(図示例では2基)が配設されている。なお、空調機の配設態様はコールドアイル空間の前方位置のみに限定されるものではなく、必要に応じて他の部位(たとえば図1においてサーバーラック室の左右の端辺の各所)にさらに空調機が配設される形態であってもよい。 In the server rack room having a rectangular shape in plan view, a unique air conditioner 3 (two in the illustrated example) is disposed in front of each cold aisle space CA. The arrangement of the air conditioner is not limited to the front position of the cold aisle space, and further air-conditioning is performed at other parts (for example, the left and right edges of the server rack room in FIG. 1) as necessary. The form in which a machine is arranged may be sufficient.
図2で示すように、二重床4は上床4Aと下床4Bから構成され、これら上下の床4A,4B間には高さt1の床下空間ULが形成されている。この床下空間ULには、空調機3から吹き出された(X1方向)冷気がコールドアイル空間CAの長手方向に流れ、冷気の流れ方向に空調機3から距離L離れた位置に高さt2の遮蔽部材5が配設されている。
As shown in FIG. 2, the
この遮蔽部材5は、空調機3から吹き降ろされた冷気の勢いを殺して穏やかな流れの冷気を生成させるものである。遮蔽部材5の堰を超える過程(X2方向)で冷気の勢いを殺して流れを緩やかにし、このように流れが穏やかになった冷気を床の全域に提供する(X3方向)ことで、緩やかで均一な流速の冷気を床全域に提供することが可能となる。
The shielding
床下空間ULを流れた冷気は、上床4Aに設けられている吹き出し口4aを介してコールドアイル空間CAの全域に提供される(X4方向)。
The cold air that has flowed through the underfloor space UL is provided to the entire area of the cold aisle space CA through the
図3は遮蔽部材の実施の形態1を示した図である。図示する遮蔽部材5は、側面視L型を呈し、冷気の流れに対して堰の役割を担う衝立5aを有している。この遮蔽部材5は、アルミニウムや鋼、SUSなどの金属素材、セラミックス、コンクリートなど、その形成素材は多様である。
FIG. 3 shows the first embodiment of the shielding member. The illustrated
遮蔽部材5の高さt2は床下空間ULの高さt1よりも低く、高さt2は高さt1の1/2程度、もしくは、各種の気流シミュレーションや実験によって、サーバーラック室の全域に提供される冷気の風量が均一になるような高さに設定されるのがよく、冷気の設計流速もしくは設計流量なども勘案して設定される。
The height t2 of the shielding
さらに、図1,3より、遮蔽部材5の幅s2は空調機3の幅s1と同じか、幅s1よりも広幅となるように設計されているのが好ましい。また、幅s2は空調機3の幅s1よりも小さくして分割構成とし、分割体を連続して設置して所定の長さ(幅方向の長さ)を確保すると同時に、1台の遮蔽部材5の分割体は軽量になることで搬入の容易性や位置調整の容易性を向上させることもできる。なお、図示例では、空調機3の幅s1よりも広幅の遮蔽部材5を各空調機3の前方に配設しているが、図示例のものよりもさらに広幅の遮蔽部材を使用して各遮蔽部材の端部同士を当接させて、あるいは、遮蔽部材5の端部同士を一部ラップさせて、遮蔽部材5同士を隙間なく配設してもよい。いずれにせよ、各遮蔽部材5を介して整流された冷気がサーバーラック室の全域に提供されるように遮蔽部材5の幅s2が設定されるのがよい。
1 and 3, the width s2 of the shielding
具体的な実施例としては、床下空間の高さt1が1m、遮蔽部材5の高さt2が500mm、空調機3から遮蔽部材5までの離間Lが1mで二重床4や遮蔽部材5を構成し、配設することができる。
As a specific example, the height t1 of the underfloor space is 1 m, the height t2 of the shielding
サーバーラック室内システム10によれば、床下空間UL内の適所に遮蔽部材5を設置するだけの簡易な構成を適用したことから、サーバーラック室の構築コストが嵩むこともなく、サーバーラック室の規模を大型化させることもなく、サーバーラック室の全域のコールドアイル空間CAに可及的に吹き出し量が均一に制御された冷気を提供することが可能となり、サーバーラック室内に熱溜りに起因した偏熱箇所が発生することも効果的に解消される。
According to the server rack
(遮蔽部材の実施の形態2)
図4は遮蔽部材の実施の形態2を示した図である。図示する遮蔽部材5Aは、複数の角形鋼材5b(C型鋼)を積層して積層体とし、この積層体を2つのボルトナット5cで固定して衝立を形成し、この衝立を2本の角形鋼材5bからなる支持脚に固定して全体が構成されたものである。
(
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the shielding member. The shielding
遮蔽部材5Aによれば、一般の角形鋼材5bを適用することから遮蔽部材5Aの製作コストは安価となる。さらに、衝立の高さ調整は角形鋼材5bの積層数を調整するだけで容易におこなうことができる。
According to the shielding
(遮蔽部材の実施の形態3)
図5は遮蔽部材の実施の形態3を示した図である。図示する遮蔽部材5Bは、支持脚を備えた枠材5dに、3つの可動羽根5e1,5e2,5e3が取り付けられているものである。
(
FIG. 5 is a
衝立がその高さ方向に3つの可動羽根5e1,5e2,5e3を備え、各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3を適宜調整すること(Y1方向)で、床全域に緩やかで均一な流速の冷気を提供し易くなる。床全域で風速が均一になるように、各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3をたとえば手動で調整しながら、それぞれの角度を最適な角度に調整することができる。実際には、サーバーラック室内システム10の供用開始に先行して、試験的に各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3を変化させながら各ケースでのサーバーラック室内における複数箇所での冷気の吹き出し量を測定し、各測定箇所での冷気の吹き出し量が可及的均一になる角度θ1、θ2、θ3を特定し、角度調整が図られた遮蔽部材が正式に床下空間ULに設置される。また、サーバーラック室内システム10の供用後にメンテナンスで床下空間ULに作業員が入り、手動で各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3を調整してもよい。
The partition is provided with three movable blades 5e1, 5e2, 5e3 in the height direction thereof, and the angle θ1, θ2, θ3 of each movable blade 5e1, 5e2, 5e3 is adjusted appropriately (Y1 direction), so that it is gentle over the entire floor. It becomes easy to provide cold air with a uniform flow rate. Each angle can be adjusted to an optimum angle while manually adjusting the angles θ1, θ2, and θ3 of the movable blades 5e1, 5e2, and 5e3 so that the wind speed is uniform over the entire floor. Actually, prior to the start of the operation of the server rack
(遮蔽部材の実施の形態4)
図6は遮蔽部材の実施の形態4を示した図である。図示する遮蔽部材5Cは、支持脚を備えた枠材5dに、3つの可動羽根5e1,5e2,5e3が取り付けられている構成に加えて、各可動羽根5e1,5e2,5e3がそれぞれに固有のサーボモータ5f1、5f2、5f3にて角度が自動制御されるものである。この遮蔽部材5Cは、以下で説明するサーバーラック室内システムの実施の形態2,3で適用されるものであり、各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度自動制御に関しても以下で説明する。
(
FIG. 6 is a
(サーバーラック室内システムの実施の形態2)
図7は本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態2を示す平面図であり、図8は図7のVIII−VIII矢視図である。
(
FIG. 7 is a plan
図7,8で示すように、サーバーラック室内システム10Aは、冷気の流れ方向に亘る複数箇所に圧力センサ6A、6B,6C,6Dが設置され、さらに、角度制御部7が設置されているものであり、それ以外の構成は、図6で示す遮蔽部材5Cを適用することを必須とする以外は図1,2で示すサーバーラック室内システム10と同じ構成である。
As shown in FIGS. 7 and 8, the server rack
図8で示すように、圧力センサ6A等は、上床4Aの上方空間の圧力を測定する圧力センサ6A1と、床下空間ULの圧力を測定する圧力センサ6A2とから構成されており、これら2種の対応する圧力センサ6A1,6A2による検知データが角度制御部7に送信され(検知データの信号送信はU方向)、この角度制御部7にて双方の検知データの差圧が算定されるようになっている。なお、他の圧力センサ6Bも同様に床上下の圧力センサ6B1,6B2からなり、圧力センサ6Cは床上下の圧力センサ6C1,6C2からなり、圧力センサ6Dは図示を省略するものの床上下の2つの圧力センサからなる。
As shown in FIG. 8, the
サーバーラック室内システム10Aは、サーバーラック室の複数の場所での床上下の差圧をそれぞれ測定し、各場所の差圧に偏差がある場合は、このような場所ごとの差圧の偏差を解消することで各場所における冷気の風速や吹き出し量を均一にすることを目的としている。図示例では、このように場所ごとの差圧の偏差を解消するように遮蔽部材5Cの各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3を角度制御部7からの制御信号に基づいて調整するものである。
The server rack
図示を省略するが、角度制御部7はコンピュータ内に、検知データ格納部、差圧算定部、各測定場所の差圧の偏差マップ格納部、各差圧の偏差パターンごとに床全域に均一な流速で冷気を提供できる各可動羽根の角度を格納した最適角度格納部、各部の実行制御をおこなうCPU、ROMやRAMなどがバスにてデータ送受信可能に繋がれてその制御システムが構成されている。
Although not shown in the figure, the
床上下の差圧と、差圧に応じて床全域に均一な流速で冷気を提供できる各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3は予め特定されており、この特定されたデータが角度制御部7に格納されている。図示例では、各圧力センサ6A〜6Dが設置された4つの場所の各圧力センサ6A〜6Dから角度制御部7に検知データが送信される。この角度制御部7では、各場所の床上下の差圧を算定し、さらに場所ごとの差圧の偏差を算定する。
The angles θ1, θ2, and θ3 of the movable blades 5e1, 5e2, and 5e3 that can provide cold air at a uniform flow velocity over the entire floor according to the differential pressure above and below the floor are specified in advance, and this specified data Is stored in the
角度制御部7には、各圧力センサ6A〜6Dが設置された4つの場所の偏差に関するデータが格納されている。より具体的には、圧力センサ6Aにおける床上下の差圧を基準として、圧力センサ6B、6C,6Dのそれぞれにおける床上下の差圧の基準値に対する偏差パターンが、圧力センサ6Bが+1kPaの場合に圧力センサ6Cは+2kPaで圧力センサ6Dはマイナス3kPa、圧力センサ6Bが−4kPaの場合に圧力センサ6Cは+3kPaで・・・といった具合である。
The
そして、各測定場所における差圧の偏差パターンごとにサーバーラック室の各場所における冷気の吹き出し量が均一になるようにするべく、遮蔽部材5Cの各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1、θ2、θ3を様々に変更して各場所の吹き出し量を測定する実験を予めおこなっておき、差圧の偏差パターンごとの遮蔽部材5Cの各可動羽根5e1,5e2,5e3の最適な角度θ1’、θ2’、θ3’を特定しておき、この特定データθ1’、θ2’、θ3’を角度制御部7に格納しておく。
The angles θ1, θ2 of the movable blades 5e1, 5e2, 5e3 of the shielding
このようにサーバーラック室内の複数の場所の差圧の偏差パターンごとに最適な遮蔽部材5Cの各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度θ1’、θ2’、θ3’が特定されていることで、角度制御部7で受信された検知データに基づいてその時点での差圧パターンに適した可動羽根角度の照合が実行され、各可動羽根5e1,5e2,5e3が差圧パターンに応じた最適な角度となるような制御信号が各可動羽根5e1,5e2,5e3のサーボモータ5f1、5f2、5f3に送信されて各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度調整が自動でおこなわれる。
As described above, the angles θ1 ′, θ2 ′, and θ3 ′ of the movable blades 5e1, 5e2, and 5e3 of the
サーバーラック室内システム10Aによれば、サーバーラック室内の複数箇所での差圧の偏差を解消するようにして各遮蔽部材5Cの各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度が所望に自動制御されることから、サーバーラック室内における差圧の変動や差圧の偏差の変動に対しても臨機かつ迅速に対応して、常にサーバーラック室内全域における冷気の吹き出し量を均一に保つことが可能となる。
According to the server rack
(サーバーラック室内システムの実施の形態3)
図9は本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態3を示す平面図である。
(
FIG. 9 is a plan
図7,8で示すサーバーラック室内システム10Aと異なり、図示するサーバーラック室内システム10Bは、複数箇所に圧力センサを設置する代わりに、二重床4(上床4A)に走行溝8を開設しておき、この走行溝8に沿って走行台車が移動できるようにしておき、この走行台車の上下に床上下の圧力を測定する圧力センサ6Eが取り付けられたものである。
Unlike the server rack
走行溝8に沿って走行台車を走行させ、その過程で所定の複数の場所での床上下の圧力を測定し、検知データを角度制御部7に送信するものであり(U方向)、以後の角度制御部7に基づく各可動羽根5e1,5e2,5e3の角度調整はサーバーラック室内システム10Aと同様である。
The traveling carriage is caused to travel along the traveling
[遮蔽部材の衝立の高さと空調機−遮蔽部材の離間を設定するための気流シミュレーションとその結果]
本発明者等は、以下の条件で気流シミュレーションを実施し、遮蔽部材の衝立の高さと空調機−遮蔽部材の離間を設定した。
[Airflow simulation for setting the height of the screen of the shielding member and the separation between the air conditioner and the shielding member and its results]
The present inventors conducted an airflow simulation under the following conditions, and set the height of the screen of the shielding member and the separation between the air conditioner and the shielding member.
サーバーの発熱量と台数に関しては6kW/ラックで、230ラックとし、床下空間の高さは1mとし、空調機の風量は27000m3/時間を12台とし、サーバー付属の排熱ファンは1130m3/時間/ラックとし、上床の開口率は60%とした。
The server heat generation and number of units is 6kW / rack, 230 racks, the height of the underfloor space is 1m, the airflow of the air conditioner is 27000m 3 /
この条件下で、空調機と遮蔽部材の離間を300mm、500mm、1000mm、1500mmで変化させ、遮蔽部材の高さを200mm、300mm、500mm、700mmで変化させて気流シミュレーションを実施した。そして、これらの各種条件の中で最適な離間や高さの場合に、サーバーラック室内全域における冷気の吹き出し量が均一になることが特定されている。 Under these conditions, the airflow simulation was performed by changing the distance between the air conditioner and the shielding member to 300mm, 500mm, 1000mm, and 1500mm, and changing the height of the shielding member to 200mm, 300mm, 500mm, and 700mm. Then, it has been specified that the amount of cool air blown out uniformly throughout the server rack room when the distance and height are optimum among these various conditions.
[3つの可動羽根を備えた遮蔽部材の各可動羽根の角度と空調機からの冷気の吹き出し風速の関係に関する一考察]
本発明者等は、3つの可動羽根を備えた遮蔽部材の各可動羽根の角度と空調機からの冷気の吹き出し風速の関係に関して一つの考察を試みた。
[Consideration of the relationship between the angle of each movable blade of the shielding member with three movable blades and the speed of the cool air blown from the air conditioner]
The inventors of the present invention have tried to consider one relationship regarding the relationship between the angle of each movable blade of the shielding member provided with three movable blades and the air blowing speed of the cold air from the air conditioner.
各可動羽根が自由に可動できる状態、すなわち、任意の角度に固定されることなく冷気の流速によって自由に可動できる場合には、冷気は可動羽根に衝突しないことから、空調機手前側の床からの吹き出し風速は小さくなる。このことより、上羽根、中央羽根、下羽根にいくにつれて羽根の開きは大きくなると考えられる。下羽根は床との摩擦損失を考慮して、上羽根および中央羽根よりも開き角度が大きくなると考えられる。 If each movable blade can move freely, that is, if it can move freely according to the flow rate of the cold air without being fixed at an arbitrary angle, the cold air will not collide with the movable blade. The wind speed of the blowout becomes small. From this, it is considered that the opening of the blade increases as it goes to the upper blade, the center blade, and the lower blade. The lower blade is considered to have a larger opening angle than the upper blade and the center blade in consideration of friction loss with the floor.
[遮蔽部材がある場合とない場合に関し、サーバーラック室の複数の計測点における風速値を測定する実験とその結果]
本発明者等は、遮蔽部材の効果を検証するべく、床下空間に遮蔽部材を設置した場合と設置しない場合において、空調機の近傍の計測点1から順に、600mm間隔で計測点28までの計28箇所で風速を測定する実験をおこなった。図10はこの実験結果を示した図である。
[Experiments and results of wind speed measurements at multiple measurement points in the server rack room with and without shielding members]
In order to verify the effect of the shielding member, the present inventors measured the distance from the
遮蔽部材のないケースでは、各計測点での風速の偏差が大きく、最大で40%の偏差が生じている。 In the case where there is no shielding member, the deviation of the wind speed at each measurement point is large, with a maximum deviation of 40%.
それに対し、遮蔽部材のあるケースでは、偏差が最大でも20%以下に収まっており、遮蔽部材によって各場所における風速の均一化が図られていることが実証されている。 On the other hand, in the case with a shielding member, the deviation is within 20% at the maximum, and it has been proved that the wind speed in each place is made uniform by the shielding member.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に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における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1…サーバーラック、2…サーバーラック列、3…空調機、4…二重床、4A…上床、4B…下床、4a…吹き出し口、5,5A,5B,5C…遮蔽部材、5a…衝立、5b…角形鋼材、5c…固定部材(ボルトナット)、5d…枠材、5e1,5e2,5e3…可動羽根、5f1,5f2,5f3…サーボモータ、6A、6B、6C、6D、6E…圧力センサ、7…角度制御部、8…走行溝、10、10A、10B…サーバーラック室内システム、CA…コールドアイル空間、HA…ホットアイル空間、UL…床下空間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
床下空間に空調機が流体連通しており、空調機から床下空間に提供された冷気が吹き出し口を介してサーバーラック列に提供されるようになっているサーバーラック室内システムにおいて、
床下空間に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材が設置されているサーバーラック室内システム。 A server rack row composed of two or more server racks is disposed on a floor provided with a blowout opening, and an underfloor space is provided below the floor,
In the server rack indoor system in which the air conditioner is in fluid communication with the underfloor space, and the cold air provided from the air conditioner to the underfloor space is provided to the server rack row through the air outlet,
A server rack indoor system in which a shielding member having a height lower than the height of the underfloor space is installed in the underfloor space.
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