JP2017058993A - 冷却装置、制御方法および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より安定して、より高いエネルギー効率で運用することができる冷却装置等を提供すること。【解決手段】空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、受熱部４１０および放熱部４２０を含んで構成される冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、空調機の熱交換量Ｑｃを求める。空調機電力算出部４７２ｄは、熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、空調機５００の消費電力Ｗｃを求める。装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置の成績係数である装置成績係数ＡＣＯＰを求める。ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰに基づいて、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、冷却装置等に関し、例えば、電子機器を冷却する冷却装置等に関する。

近年、クラウドサービスの発展に伴って、情報処理量が増大しつつある。この膨大な情報を処理するために、データセンターが複数の地域に設置され運用されている。データセンター内には、サーバやネットワーク機器等の電子機器が集約されて設置されている。これにより、データセンターのエネルギー効率を高めている。

各地域に設置されたデータセンター内のサーバやネットワーク機器等の電気機器には、たとえば、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）や、集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integration）等の発熱部品が収容されている。これらの発熱部品は発熱を伴う。このため、データセンター内では、たとえば空調機を用いて、電子機器を冷却している。

しかしながら、データセンターの情報処理量が増大しつつあるため、空調機の消費電力も増大してきている。このため、データセンターの運用コストも増大してきている。そこで、データセンターの空調機の消費電力を削減することが、データセンターの管理者等により、要求されてきている。

特許文献１には、外気熱交換システムとして、空調機の消費電力を削減する技術が開示されている。特許文献１では、外気熱交換システムは、空冷熱交換器１１と、熱交換器１２と、ポンプ１３と、制御装置３０とを備えている。空冷熱交換器１１は、屋外に設置された熱交換器である。熱交換器１２は、屋内に設置された熱交換器である。空冷熱交換器１１は、熱交換器本体１１ａと、ファン１１ｂ（空調機）等を備えている。温度計２１は、空冷熱交換器１１の吸気温度を計測する。温度計２２は、空冷熱交換器１１の排気温度を計測する。電力計２３は、ポンプ１３により消費される電力を計測する。ファン１１ｂの電力計２４は、ファン１１ｂの消費電力を計測する。制御装置３０は、ファン１１ｂの回転数を制御する。

また、制御装置３０は、空冷熱交換機１１の吸気温度および排気温度間の温度差と、ファン１１ｂの回転数から算出されたファン風量とに基づいて、空冷熱交換器１１の熱交換量を算出する。制御装置３０は、熱交換量の算出値とポンプ１３とファン１１ｂの消費電力とに基づいて、成績係数（ＣＯＰ：Coefficient of Performance）を算出する。成績係数とは、単位消費電力当たりの冷却能力を表す指標である。また、制御装置３０は、算出された成績係数を向上させるように、ファン１１ｂの回転数を増減させている。

このように、特許文献１に記載の技術では、外気熱交換システムは、当該外気熱交換システムにおける外気との熱交換量と消費電力とに基づいて成績係数（ＣＯＰ）を演算して、この成績係数（ＣＯＰ）に基づいて外気熱交換システムのファン回転数を制御する。また、成績係数（ＣＯＰ）が所定の閾値未満となった場合に外気熱交換システムを停止する。これにより、様々な外気の状態にて最大効率で運転することを図り、省エネルギー化を図っている。

特開２０１２−１９３９０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、制御装置３０は、空冷熱交換機１１のファン１１ｂの吸気温度および排気温度間の温度差を用いて、ＣＯＰを算出している。

ここで、空冷熱交換機１１の吸気温度および排気温度間の温度差は、空冷熱交換器１１の温度計２１および温度計２２の設置場所によって、大きく変化するおそれがある。ファン１１ｂの排気側ではとくに風力の変動が大きいため、特許文献１に記載の技術のように、空冷熱交換機１１の排気温度を計測する温度計２２をファン１１ｂ近傍に配置すると、空冷熱交換器１１の吸気温度および排気温度間の温度差が大きく変動する。この結果、制御装置３０により算出されるＣＯＰは、ファン１１ｂの風力により大きく変動するため、制御装置３０は、安定した運用を行えないという問題があった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、より安定して、より高いエネルギー効率で運用することができる冷却装置等を提供することにある。

本発明の冷却装置は、空気が通過できるように形成され、電子機器の排気熱を受熱する受熱部と、前記受熱部により受熱される前記排気熱を放熱する放熱部と、前記放熱部を冷却するための送風を前記放熱部へ供給するファン部と、前記ファン部の動作を制御する制御部と、前記電子機器を冷却するための送風を前記電子機器へ供給する空調機とを備え、前記制御部は、前記電子機器の発熱量と、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める空調機熱交換量算出部と、前記空調機の熱交換量と、前記空調機の成績係数とに基づいて、前記空調機の消費電力を求める空調機電力算出部と、前記電子機器の発熱量と、前記空調機の消費電力と、前記ファン部の消費電力とに基づいて、前記受熱部、前記放熱部、前記ファン部および前記空調機を含む装置の成績係数である装置成績係数を求める装置成績係数算出部と、前記装置成績係数に基づいて、前記ファン部の回転数を制御するファン部回転制御部とを有する。

本発明の制御方法は、空気が通過できるように形成され、電子機器の排気熱を受熱する受熱部と、前記受熱部により受熱される前記排気熱を放熱する放熱部と、前記放熱部を冷却するための送風を前記放熱部へ供給するファン部と、前記ファン部の動作を制御する制御部と、前記電子機器を冷却するための送風を前記電子機器へ供給する空調機とを備えた冷却装置の制御方法であって、前記電子機器の発熱量と、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める空調機熱交換量算出ステップと、前記空調機の熱交換量と、前記空調機の成績係数とに基づいて、前記空調機の消費電力を求める空調機電力算出ステップと、前記電子機器の発熱量と、前記空調機の消費電力と、前記ファン部の消費電力とに基づいて、前記受熱部、前記放熱部、前記ファン部および前記空調機を含む装置の成績係数である装置成績係数を求める装置成績係数算出ステップと、前記装置成績係数に基づいて、前記ファン部の回転数を制御するファン部回転制御ステップとを含んでいる。

本発明の制御プログラムは、空気が通過できるように形成され、電子機器の排気熱を受熱する受熱部と、前記受熱部により受熱される前記排気熱を放熱する放熱部と、前記放熱部を冷却するための送風を前記放熱部へ供給するファン部と、前記ファン部の動作を制御する制御部と、前記電子機器を冷却するための送風を前記電子機器へ供給する空調機とを備えた冷却装置の制御プログラムであって、前記電子機器の発熱量と、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める空調機熱交換量算出ステップと、前記空調機の熱交換量と、前記空調機の成績係数とに基づいて、前記空調機の消費電力を求める空調機電力算出ステップと、前記電子機器の発熱量と、前記空調機の消費電力と、前記ファン部の消費電力とに基づいて、前記受熱部、前記放熱部、前記ファン部および前記空調機を含む装置の成績係数である装置成績係数を求める装置成績係数算出ステップと、前記装置成績係数に基づいて、前記ファン部の回転数を制御するファン部回転制御ステップとを含む処理をコンピュータに行わす。

本発明にかかる冷却装置等によれば、より安定して、より高いエネルギー効率で運用することができる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す図である。 局所冷却器の一部の構成を示す斜視図である。 受熱部および放熱部の内部構成を模式的に透過して示す模式透過図である。 冷却ファン制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における冷却装置の制御フロー図である。 成績係数と冷却ファン部の回転数との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す図である。 冷却ファン制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態における冷却装置の制御フロー図である。 本発明の第３の実施の形態における冷却装置の構成を透過して示す図である。 冷却ファン制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態における冷却装置の制御フロー図である。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００の構成について説明する。図１は、冷却装置１０００の構成を透過して示す図である。なお、図１には、鉛直方向Ｇが示されている。冷却装置１０００は、たとえばデータセンターに設置されている。

図１に示されるように、冷却装置１０００は、サーバルーム１００と、機械室２００と、電子機器３００と、局所冷却器４００と、空調機５００とを備えている。なお、サーバルーム１００および機械室２００を連結して構成された筐体９００の内部は、密閉されている。

図１に示されるように、サーバルーム１００は、たとえば直方体状に形成されている。サーバルーム１００内は、空洞になっている。好ましくは、サーバルーム１００の材料には、断熱性を有する部材（例えば、コンクリート壁等）が用いられる。サーバルーム１００は、ラック１１０を備えている。サーバルーム１００は、ラック１１０と、局所冷却器４００の一部の機器を収容する。

図１に示されるように、ラック１１０は、たとえば直方体状に形成されている。ラック１１０内は、空洞になっている。また、ラック１１０は、メッシュ状に形成されている。したがって、空気がラック１１０の内外を、メッシュ目を介して行き来することができる。ラック１１０は、電子機器３００を収容する。好ましくは、ラック１１０の材料には、高い熱伝導性を有する部材（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等）が用いられる。ラック１１０は、電子機器収容部とも呼ばれる。

図１に示されるように、機械室２００は、たとえば直方体状に形成されている。機械室２００は、サーバルーム１００に隣接するように、設けられている。機械室２００内は、空洞になっている。好ましくは、機械室２００の材料には、断熱性を有する部材（例えば、コンクリート壁等）が用いられる。

図１に示されるように、機械室２００は、空調機５００の一部の機器を収容する。機械室２００は、第１の収容部２０１と、第２の収容部２０２を有する。第１の収容部２０１は、後述の空調機５００の熱交換器５２０を収容する。第２の収容部２０２は、後述の空調機５００の冷却ファン部５１０を収容する。第１の収容部２０１および第２の収容部２０２内は、空洞になっている。また、第１の収容部２０１および第２の収容部２０２は、メッシュ状に形成されている。したがって、空気が第１の収容部２０１および第２の収容部２０２の内外を、メッシュ目を介して行き来することができる。好ましくは、第１の収容部２０１および第２の収容部２０２の材料には、高い熱伝導性を有する部材（例えば、ステンレス鋼等）が用いられる。

図１に示されるように、筐体２００は、第１の開口部２０３と、第２の開口部２０４とを備えている。第１の開口部２０３および第２の開口部２０４は、サーバルーム１００および機械室２００の間を連通する。すなわち、空気が、第１の開口部２０３および第２の開口部２０４を介して、サーバルーム１００および機械室２００の間を行き来することができる。

図１に示されるように、電子機器３００は、ラック１１０内に収容されている。電子機器３００は、例えば、サーバ（計算機器）や、ルータや、無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）等である。電子機器３００は、発熱部品を備えている。発熱部品は、動作することにより熱を発生する部品をいう。発熱部品は、たとえば、ＣＰＵやＬＳＩ等である。電子機器３００が様々なデータ処理を行うと、発熱部品がデータ処理の負荷により熱を発生する。

次に、局所冷却器４００について説明する。図２は局所冷却器４００の一部の構成を示す斜視図である。なお、図２には、鉛直方向Ｇが示されている。図１に示されるように、局所冷却器４００は、受熱部４１０と、放熱部４２０と、蒸気管４３０と、液管４４０と、冷却ファン部４５０と、冷却ファン制御部４６０とを備えている。図２は、局所冷却器４００のうち、受熱部４１０、放熱部４２０、蒸気管４３０および液管４４０を示す。図２に示されるように、受熱部４１０および放熱部４２０は、蒸気管４３０と液管４４０によって、連結されている。ファン制御部４６０は、本発明の制御部に対応する。なお、局所冷却器４００は、本発明の冷却器に対応する。ただし、本発明の冷却器は、少なくとも受熱部４１０および放熱部４２０を含めて構成されていればよい。

局所冷却器４００は、受熱部４１０および放熱部４２０の間を循環する冷媒（Coolant：以下ＣＯＯと称する。）を有する。すなわち、受熱部４１０および放熱部４２０の内部には、空洞が設けられている。また、冷媒ＣＯＯは、受熱部４１０、放熱部４２０、蒸気管４３０および液管４４０により形成される閉鎖空間内に、密閉された状態で閉じ込められる。この冷媒ＣＯＯは、密閉された状態で、受熱部４１０および放熱部４２０の間を、蒸気管４３０および液管４４０を介して、循環する。冷媒は、例えば高分子材料などにより構成されており、高温になると気化し、低温になると液化する特性を有している。

冷媒には、低沸点の冷媒として、例えば、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ：Hydro Fluorocarbon）やハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ：Hydro Fluoroether）などを用いることができる。また、冷媒は、水でもよい。冷媒に水を用いた場合、ポンプ等の循環動力を用いて、水を局所冷却器４００内で循環させることができる。水以外の冷媒を局所冷却器４００に用いた場合、受熱部４１０は蒸発部と呼ばれ、放熱部４２０は凝縮部と呼ばれることがある。

図１に示されるように、受熱部４１０は、サーバルーム１００内に収容されている。図１および図２に示されるように、受熱部４１０は、蒸気管４３０および液管４４０によって、放熱部４２０と連結されている。図１に示されるように、受熱部４１０は、電子機器３００と向かい合うように配置されている。受熱部４１０は、鉛直方向Ｇにおいて、放熱部４２０より、鉛直下方に設けられている。受熱部４１０は、後で図３を用いて説明するように、空気が通過できるように形成されている。受熱部４１０は、電子機器３００の熱（たとえば、電子機器３００により排出される排気熱）を受熱する。より具体的には、受熱部４１０は、後述の空調機５００の空調ブロア部５１０による送風を介して、電子機器３００の熱を受熱する。そして、受熱部４１０は、受熱した電子機器３００の熱を、冷媒ＣＯＯを用いて、蒸気管４３０を介して、放熱部４２０に伝達する。これにより、電子機器３００の熱が放熱部４２０へ伝達される。

図１に示されるように、放熱部４２０は、サーバルーム１００および機械室２００の外に、設けられている。放熱部４２０は、鉛直方向Ｇにおいて、受熱部４１０より、鉛直上方に設けられている。図１および図２に示されるように、放熱部４２０は、蒸気管４３０および液管４４０によって、受熱部４１０と連結されている。放熱部４２０は、受熱部４１０により受熱された排気熱を放熱する。すなわち、放熱部４２０は、受熱部４１０により受熱された電子機器３００の熱を受け取り、この熱を放熱する。放熱部４２０は、冷媒ＣＯＯを介して、受熱部４１０から電子機器３００の熱を受け取る。そして、放熱部４２０は、受け取った電子機器３００の熱を外気へ放熱する。すなわち、放熱部４２０は、冷媒ＣＯＯにより吸熱された電子機器３００の熱と、外気の熱とを熱交換する。

ここで、受熱部４１０はサーバルーム１００内に密封されている。これに対して、放熱部４２０はサーバルーム１００および機械室２００の外に設けられている。したがって、放熱部４２０がサーバルーム１００または機械室２００の中に設けられている場合と比較して、放熱部４２０により放出される熱がサーバルーム１００または機械室２００内に充満することがなく、効率よく電子機器３００の熱を外気に放熱することができる。

図１および図２に示されるように、蒸気管４３０は、受熱部４１０および放熱部４２０を連結する。同様に、液管４４０は、受熱部４１０および放熱部４２０を連結する。蒸気管４３０および液管４４０は、受熱部４１０および放熱部４２０の間で、冷媒ＣＯＯを循環させるために用いられる。すなわち、蒸気管４３０は、受熱部４１０で気化した冷媒ＣＯＯを、受熱部４１０から放熱部４２０へ輸送する。逆に、液管４４０は、放熱部４２０で凝縮液化した冷媒ＣＯＯを、放熱部４２０から受熱部４１０へ輸送する。なお、鉛直方向Ｇにおいて、蒸気管４３０および放熱部４２０の接続部は、蒸気管４３０および受熱部４１０の接続部よりも、高い位置に配置される。また、鉛直方向Ｇにおいて、液管４４０および放熱部４２０の接続部は、液管４４０および受熱部４１０の接続部よりも、高い位置に配置される。蒸気管４３０および液管４４０は、たとえば、アルミニウム合金等の金属や、ゴム材等により、形成されている。なお、蒸気管４３０および液管４４０の各部材との接続には、カプラ（不図示）やフランジ（不図示）が用いられる。

次に、受熱部４１０および放熱部４２０の内部構成について、図に基づいて具体的に説明する。図３は、受熱部４１０および放熱部４２０の内部構成を模式的に透過して示す模式透過図である。なお、受熱部４１０および放熱部４２０の基本的な構成は同一である。図３には、鉛直方向Ｇが示されている。

図２および図３に示されるように、受熱部４１０および放熱部４２０は、例えば、平板形状に形成されている。図３に示されるように、受熱部４１０および放熱部４２０は、内部に空洞を有しており、冷媒ＣＯＯを貯蔵する。

図２および図３に示されるように、受熱部４１０は、上タンク部４１１と、下タンク部４１２と、複数の連結管部４１３と、複数の受熱部用フィン部４１４を含んで構成されている。同様に、放熱部４２０は、上タンク部４２１と、下タンク部４２２と、複数の連結管部４２３と、複数の放熱部用フィン部４２４を含んで構成されている。鉛直方向Ｇにおいて、上タンク部４１１、４２１は、下タンク部４１２、４２２よりも上側に配置されている。

受熱部４１０の連結管部４１３は、上タンク部４１１および下タンク部４１２を連結する。連結管部４１３は、複数設けられている。

放熱部４２０の連結管部４２３は、上タンク部４２１および下タンク部４２２を連結する。連結管部４２３は、複数設けられている。

受熱部用フィン部４１４は、各連結管部４１３の間に設けられている。これら受熱部用フィン部４１４は、高温になった送風から熱を奪い、連結管部４２３内の冷媒ＣＯＯに、受熱した熱を伝える。受熱した冷媒ＣＯＯは、液相から気相に相変化し、連結管部４１３内を上昇する。

放熱部用フィン部４２４は、受熱部用フィン部４１４と同様に、各連結管部４２３の間に設けられている。放熱部用フィン部４２４は、上タンク部４２１から流入した気相の冷媒ＣＯＯの熱を放熱する。放熱された冷媒ＣＯＯは、気相から液相に相変化し、下タンク４２２に向けて連結管部４２３を下降する。

なお、受熱部用フィン部４１４および放熱部用フィン部４２４は、複数のフィンにより構成されており、複数のフィン間には空気が通ることができるように構成されている。すなわち、受熱部用フィン部４１４の領域内では、受熱部４１０の一方の主面から他方の主面に向けて、空気が通り抜けることができる。同様に、放熱部用フィン部４２４の領域内では、放熱部４２０の一方の主面から他方の主面に向けて、空気が通り抜けることができる。

蒸気管４３０は、受熱部４１０の上タンク部４１１と、放熱部４２０の上タンク部４２１とを連結する。液管４４０は、受熱部４１０の下タンク部４１２と、放熱部４２０の下タンク部４２２とを連結する。

次に、局所冷却器４００の前記閉鎖空間内に冷媒ＣＯＯを充填する方法については、次の通りである。まず、受熱部４１０および放熱部４４０の内部空洞と、蒸気管４３０と、液管４４０とにより形成される閉鎖空間内に冷媒ＣＯＯを注入する。次に、真空ポンプ（不図示）などを用いて、前記閉鎖空間内から空気を排除して、この当該閉鎖空間内に冷媒を密閉する。これにより、前記空間内の圧力は冷媒の飽和蒸気圧と等しくなり、前記閉鎖空間内に密閉された冷媒ＣＯＯの沸点が室温近傍となる。以上の通り、冷却部４００の前記閉鎖空間内に冷媒ＣＯＯを充填する方法を説明した。

次に、局所冷却器４００の動作について説明する。

ここで、図１および図２に示されるように、受熱部４１０は、鉛直方向Ｇにおいて、放熱部４２０より、鉛直下方に設けられている。図１の例では、受熱部４１０はサーバルーム１００内に配置されている。放熱部４２０はサーバルーム１００の屋上に配置されている。これにより、受熱部４１０が、鉛直方向Ｇにおいて、放熱部４２０より、鉛直下方に設けられる。この結果、局所冷却器４００に自然循環の冷却方式を適用することができる。ここで、自然循環方式とは、液相および気相の密度差を利用して冷媒ＣＯＯを局所冷却器４００内で自然に循環させる方式という。なお、ポンプ（不図示）を用いて冷媒ＣＯＯを局所冷却器４００内で循環させる場合、受熱部４１０は、鉛直方向Ｇにおいて、放熱部４２０より、鉛直下方に設けられなくてもよい。

冷媒ＣＯＯが充填された局所冷却器４００が室温の環境下に置かれたとき、受熱部４１０が電子機器３００の熱を受熱すると、受熱開始とほぼ同時に冷媒ＣＯＯが沸騰し、蒸気が発生する。この結果、少なくとも受熱部４１０、放熱部４２０、蒸気管４３０および液管４４０を含む冷却構造が、冷却モジュールとして機能し、電子機器３００の熱を受熱し始める。

すなわち、受熱部４１０は、後述の空調ブロア部５１０の送風を介して、電子機器３００の熱を受熱する。受熱部４１０が電子機器３００の熱を受熱すると、受熱部４１０内では、冷媒ＣＯＯが沸騰し、気相状態となる。そして、気相状態の冷媒ＣＯＯが、連結管部４１３を通って、下タンク４１２側から上タンク４１１側へ浮力によって上昇する。この間、受熱部用フィン部４１４は、空調ブロア部５１０の送風に含まれる電子機器３００の熱を受熱する。なお、気相状態の冷媒ＣＯＯは、蒸気冷媒とも呼ばれる。

次に、受熱部４１０内の気相状態の冷媒ＣＯＯは、蒸気管４３０を通って、放熱部４２０に流入する。放熱部４２０内では、気相状態の冷媒ＣＯＯを冷却することにより、冷媒ＣＯＯに含まれる熱（電子機器３００の熱）を放熱する。気相状態の冷媒ＣＯＯは、放熱部４２０内で冷却されることによって、液相状態に相変化する。このとき、放熱部４２０内では、液相状態の冷媒ＣＯＯが、上タンク４２１側から下タンク４２２側へ下降する。この間、放熱部用フィン部４２４は、連結管部４２３内を下降する冷媒ＣＯＯの熱を放出することによって、冷媒ＣＯＯに含まれる熱（電子機器３００の熱）を放熱する。

そして、放熱部４２０内で冷却された冷媒ＣＯＯは、液相状態となって、放熱部４２０の下タンク４２２側に蓄留され、液相状態の冷媒ＣＯＯは再び、液管４４０を介して受熱部４１０に流入する。

このように、冷媒ＣＯＯは、受熱部４１０を通過する空気（電子機器３００の熱を含む。）から、電子機器３００の熱を受熱部４１０により吸熱し、受熱部４１０、蒸気管４３０、放熱部４２０および液管４４０を順次、循環する。これにより、受熱部４１０により受熱された電子機器３００の熱が放熱される。

以上の通り、局所冷却器４００は、受熱部４１０および放熱部４２０の間で、冷媒ＣＯＯを相変化（液相←→気相）させながら循環させることにより、受熱部４１０により受熱される熱（電子機器３００の熱を含む。）を冷却する。

以上、局所冷却器４００の構成および動作について説明した。

図１に戻って、冷却ファン部４５０は、サーバルーム１００および機械室２００の外に、設けられている。図１に示されるように、冷却ファン部４５０は、放熱部４２０と向かい合うように、配置されている。冷却ファン部４５０は、放熱部４２０を冷却するための送風を放熱部４２０へ供給する。送風がファン部４５０により放熱部４２０へ供給されることにより、放熱部４２０を冷却することができる。この結果、放熱部４２０内の気相状態の冷媒ＣＯＯが効率よく冷却される。冷却ファン部４５０の回転数等は、冷却ファン制御部４６０により、制御される。なお、冷却ファン部４５０の回転数は、具体的には、たとえば、当該冷却ファン部４５０のプロペラ（不図示）の回転数をいう。ファンとは、一般的に、送風機（ファン、ブロアを含む。）のうち、圧力比１．１以下のものをいう。

図１に示されるように、冷却ファン制御部４６０は、サーバルーム１００および機械室２００の外に設けられている。より具体的には、冷却ファン制御部４６０は、サーバルーム１００の屋上に設けられている。なお、冷却ファン制御部４６０は、サーバルーム１００内もしくは機械室２００内に設けられてもよい。また、サーバルーム１００等に設置されたローカルルームに冷却ファン制御部４６０を設置することもできる。さらに、冷却ファン制御部４６０は、ネットワーク（不図示）上のクラウドシステム（不図示）に設けられてもよい。冷却ファン制御部４６０は、第１の温度検出部６１０、第２の温度検出部６２０、第３の温度検出部６３０および第４の温度検出部６４０に、接続されている。冷却ファン制御部４６０は、冷却ファン部４５０の動作を制御する。冷却ファン制御部４６０の機能等については、後述する。

図１に示されるように、空調機５００は、空調ブロア部５１０と、熱交換器５２０と、冷凍機５３０と、第１の管５４０と、第２の管５５０とを備えている。空調機５００は、少なくとも、電子機器３００を冷却するための送風を電子機器３００へ供給する。また、空調機５００は、機械室２００内の空気を冷却する。

図１に示されるように、空調ブロア部５１０は、筐体９００の機械室２００内に設けられている。より具体的には、空調ブロア部５１０は、機械室２００の第２の収容部２０２内に設けられている。空調ブロア部５１０は、電子機器３００を冷却するための送風を、矢印Ａに沿って、電子機器３００へ供給する。空調ブロア部５１０は、第２の開口部２０４を介して、電子機器３００と向かい合うように、設けられている。これにより、空調ブロア部５１０により送出される送風は、効率よく電子機器３００へ供給される。なお、ブロアとは、一般的に、送風機（ファン、ブロアを含む。）のうち、圧力比１．１〜２程度のものをいう。

図１に示されるように、熱交換器５２０は、筐体９００の機械室２００内に設けられている。より具体的には、熱交換器５２０は、機械室２００の第１の収容部２０１内に設けられている。熱交換器５２０は、第１の管５４０および第２の管５５０を介して、冷凍機５３０に接続されている。熱交換器５２０は、機械室２００内の空気に含まれる熱を水等の冷媒を介して受熱する。そして、熱交換器５２０は、熱を吸収した冷媒を、第１の管５４０を介して、冷凍機５３０へ送出する。また、熱交換器５２０は、冷却機５３０で冷却された冷媒を、第２の管５５０を介して受け取る。

図１に示されるように、冷凍機５３０は、サーバルーム１００および機械室２００の外に設けられている。冷凍機５３０は、第１の管５４０および第２の管５５０を介して、熱交換器５２０に接続されている。冷凍機５３０は、熱を吸収した冷媒を、第１の管５４０を介して、熱交換器５２０から受け取る。冷凍機５３０は、受け取った冷媒を冷却する。そして、冷凍機５３０は、冷却した冷媒を再び熱交換器５２０に送り戻す。

すなわち、熱交換器５２０は、機械室２００内の空気の熱を冷媒に吸収させる。また、熱交換器５２０は、第１の管５４０を介して、熱を吸収した冷媒を冷凍機５３０へ送る。そして、冷凍機５３０は、熱を吸収した冷媒を冷却する。また、冷凍機５３０は、冷却した冷媒を、第２の管５５０を介して、熱交換器５２０へ送る。このようにして、熱交換器５２０および冷凍機５３０の間で冷媒を循環させることにより、機械室２００内の空気の熱を冷却している。

また、図１に示されるように、第１の温度検出部６１０と、第２の温度検出部６２０と、第３の温度検出部６３０と、第４の温度検出部６４０とが、冷却装置１０００に、設けられている。

第１の温度検出部６１０は、電子機器３００と空調ブロア部５１０の間に、設けられている。第１の温度検出部６１０は、冷却ファン制御部４６０に接続されている。第１の温度検出部６１０は、空調機５００の空調ブロア部５１０から電子機器３００へ供給される空気の温度である供給温度Ｔａを検出する。第１の温度検出部６１０は、供給温度Ｔａの検出値を冷却ファン制御部４６０へ出力する。

第２の温度検出部６２０は、受熱部４１０と電子機器３００の間に、設けられている。第２の温度検出部６２０は、冷却ファン制御部４６０に接続されている。第２の温度検出部６２０は、受熱部４１０を通過する前の空気の温度である吸気温度Ｔｒ_ｉを検出する。第２の温度検出部６２０は、吸気温度Ｔｒ_ｉの検出値を冷却ファン制御部４６０へ出力する。

第３の温度検出部６３０は、受熱部４１０のうち、電子機器３００と向かい合う面の反対側の面側に、設けられている。第３の温度検出部６３０は、冷却ファン制御部４６０に接続されている。第３の温度検出部６３０は、受熱部４１０を通過した後の空気の温度である排気温度Ｔｒ_ｏを検出する。第３の温度検出部６３０は、排気温度Ｔｒ_ｏの検出値を冷却ファン制御部４６０へ出力する。

第４の温度検出部６４０は、放熱部４２０のうち、冷却ファン部４５０と向かい合う面と反対側の面側に設けられている。第４の温度検出部６４０は、冷却ファン制御部４６０に接続されている。第４の温度検出部６４０は、サーバルーム１００および機械室２００の外の空気の温度である外気温度Ｔｏを検出する。第４の温度検出部６４０は、外気温度Ｔｏの検出値を冷却ファン制御部４６０へ出力する。

次に、冷却ファン制御部４６０の構成について詳細に説明する。図４は、冷却ファン制御部４６０の構成を示すブロック図である。

図４に示されるように、冷却ファン制御部４６０は、判断部４７０と、出力部４８０とを備えている。

図４に示されるように、判断部４７０は、温度取得部４７１と、中央制御部４７２と、データテーブル４７３とを備えている。

温度取得部４７１は、第１の温度検出部６１０と、第２の温度検出部６２０と、第３の温度検出部６３０と、第４の温度検出部６４０と、中央制御部４７２とに、接続されている。

温度取得部４７１は、第１の温度検出部６１０により検出された供給温度Ｔａと、第２の温度検出部６２０により検出された吸気温度Ｔｒ_ｉと、第３の温度検出部６３０により検出された排気温度Ｔｒ_ｏと、第４の温度検出部６４０により検出された外気温度Ｔｏを、取得する。温度取得部４７１は、供給温度Ｔａ、吸気温度Ｔｒ_ｉ、排気温度Ｔｒ_ｏおよび外気温度Ｔｏを、中央制御部４７２へ出力する。

図４に示されるように、中央制御部４７２は、温度取得部４７１、後述のファン回転数制御部４８１およびデータテーブル４７３に接続されている。中央制御部４７２は、冷却制御部４６０の全体を制御する。中央制御部４７２は、データテーブル４７３に記憶されているデータにアクセスする。

中央制御部４７２は、冷却ファン電力算出部４７２ａ、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂと、空調機熱交換量算出部４７２ｃと、空調機電力算出部４７２ｄと、装置成績係数算出部４７２ｅとを備えている。

冷却ファン電力算出部４７２ａは、冷却ファン部４５０の回転数ｒに基づいて、冷却ファン部の消費電力Ｗｆを算出する。冷却ファン電力算出部４７２ａの具体的な機能については、後述の動作説明で詳しく説明する。

局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差とに基づいて、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒを算出する。局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂの具体的な機能については、後述の動作説明で詳しく説明する。

空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、空調機５００の熱交量Ｑｃを求める。なお、結果的に、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差とに基づいて、空調機５００の熱交換量Ｑｃを求める。空調機熱交換量算出部４７２ｃの具体的な機能については、後述の動作説明で詳しく説明する。

空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、空調機５００の消費電力Ｗｃを求める。空調機電力算出部４７２ｄの具体的な機能については、後述の動作説明で詳しく説明する。

装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置（ここでは、冷却装置１０００）の成績係数である装置成績係数ＡＣＯＰ（Apparatus's ＣＯＰ）を求める。装置成績係数算出部４７２ｅの具体的な機能については、後述の動作説明で詳しく説明する。

なお、ＣＯＰは、一般的に冷房機器などのエネルギー消費効率を表す指標（係数）の１つで、消費エネルギーに対する施される冷房または暖房の比率として計算される無次元の数値である（ＣＯＰ＝[冷房能力または暖房能力]／[消費エネルギー]）。すなわち、ＣＯＰは、消費電力１ｋＷあたりの冷却能力または加熱能力を表した値である。

装置成績係数ＡＣＯＰとは、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置（ここでは、冷却装置１０００）のエネルギー消費効率の指標（係数）であって、消費電力１ｋＷあたりの冷却装置１０００の冷却能力を表す値である。

データテーブル４７３は、中央制御部４７２に接続されている。データテーブル４７３は、記憶部として機能する。データテーブル４７３には、たとえば、装置成績係数ＡＣＯＰ等を算出するためのパラメータ等が、記憶される。

出力部４８０は、ファン回線数制御部４８１を備えている。ファン回線数制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰに基づいて、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。

次に、冷却装置１０００の動作について説明する。

冷却装置１０００が作動すると、電子機器３００と、局所冷却器４００と、空調機５００が、作動する。電子機器３００の熱は、局所冷却器４００および空調機５００によって、冷却される。

局所冷却器４００では、受熱部４１０が、空調ブロア部５１０の送風を介して、電子機器３００の熱を受熱する。そして、受熱部４１０は、受熱した電子機器３００の熱を、受熱部４１０および放熱部４２０の間を循環する冷媒ＣＯＯを介して、放熱部４２０へ伝達する。放熱部４２０は、筐体９００の外の外気に、電子機器３００の熱を放熱する。このとき、冷却ファン部４５０は、放熱部４２０を冷却するための送風を、放熱部４２０へ供給する。これにより、放熱部４２０は、冷却ファン部４５０を設けない場合と比較して、より効率よく電子機器３００の熱を放熱することができる。このとき、冷却ファン部４５０の回転数は、冷却ファン制御部４６０により制御されている。

空調機５００では、空調ブロア部５１０が、電子機器３００を冷却するための送風を、矢印Ａに沿って、電子機器３００へ供給する。これにより、電子機器３００が、空調ブロア部５１０による送風によって、冷却される。空調ブロア部５１０による送風は、電子機器３００の排気熱を含んで、矢印Ｂに沿って、受熱部４１０に供給される。受熱部４１０に供給された送風の一部は、受熱部４１０の受熱部用フィン部４１４を通過し、矢印Ｃのように鉛直方向Ｇの上方へ流れる。その後、受熱部４１０を通過した送風の一部は、サーバルーム１００の鉛直方向Ｇの上方側の壁（天井）に衝突し、矢印Ｄおよび矢印Ｅの方向に流れる。また、受熱部４１０を通過した送風の一部は、第１の開口部２０３を介して、機械室２００に流入する。機械室２００内では、受熱部４１０を通過した送風の一部は、空調機５００の吸入力によって、矢印Ｆのように、空調機５００の熱交換器５２０へ流入する。そして、熱交換器５２０は、機械室２００内の空気の熱を冷媒に吸収させる。また、熱交換器５２０は、第１の管５４０を介して、熱を吸収した冷媒を冷凍機５３０へ送る。そして、冷凍機５３０は、熱を吸収した冷媒を冷却する。また、冷凍機５３０は、冷却した冷媒を、第２の管５５０を介して、熱交換器５２０へ送る。このようにして、熱交換器５２０および冷凍機５３０の間で冷媒を循環させることにより、機械室２００内の空気の熱を冷却している。

ここで、空調機５００は、矢印Ａ〜Ｆに沿って筐体９００内を循環してきた空気を、冷却している。すなわち、空調機５００は、電子機器３００により排気される排気熱のうち、局所冷却器４００により吸収しきれなかった熱を吸熱して、これを冷却している。

また、筐体９００内の空気は、矢印Ａ〜Ｆに沿って、順次、循環している。したがって、電子機器３００から矢印Ｂに沿って排出される暖気（排気熱）は、局所冷却器４００により熱を吸収されてから、空調機５００により熱交換される。これにより、空調機５００（特に冷凍機５３０）の消費電力を削減することができる。

次に、冷却装置１０００の制御方法について、説明する。図５は、冷却装置１０００の制御フロー図である。

図５に示されるように、まず、冷却ファン制御部４６０の温度取得部４７１は、第４の温度検出部６４０から、外気温度Ｔｏを取得する。温度取得部４７１は、各温度を中央制御部４７２へ出力する。

次に、中央制御部４７２は、温度取得部４７１から外気温度Ｔｏを入手する（ステップ（ＳＴＥＰ：以下、単にＳを称する。）１０１）。中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏをデータテーブル４７３に書き込む。これにより、外気温度Ｔｏが、データテーブル４７３に記憶される。

このとき、データテーブル４７３には、外気温度Ｔｏ、外気温度Ｔｏに対する閾値Ｔｃ、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）の規定値ｒ０、冷却ファン部４５０の回転数の変化量Δｒなどが、記憶されている。さらに、データテーブル４７３には、冷却ファン部４５０の最小回転数ｒ_ｍｉｎ、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘ、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃなどのデータが、記憶されている。空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと外気温度Ｔｏに対するものとする。

なお、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘは、冷却ファン部４５０のカタログ等に基づく値であってもよいし、実験等で求められた値であってもよい。

次に、冷却ファン電力算出部４７２ａは、冷却ファン部４５０の回転数ｒ０（規定値）に基づいて、冷却ファン部４５０の消費電力（ファン電力）Ｗｆ０を算出する（Ｓ１０２）。

ここでは、まず、中央制御部４７２は、データテーブル４７３から、ファン回転数の規定値ｒ０を取得する。そして、中央制御部４７２は、ファン回転数制御部４８１に対して、冷却ファン部４５０の回転数をｒ０にする指令を出力する。ファン回転数制御部４８１は、中央制御部４７２の指令に従って、冷却ファン部４５０の回転数をｒ０に制御する。

その後、中央制御部４７２の冷却ファン電力算出部４７２ａは、冷却性能が安定するまでの一定時間（例えば１分間程度）待機した後に、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０を計算する。

冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０の算出式は、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の回転数の規定値ｒ０、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘを用いて、式（１）のように表される。

Ｗｆ０＝Ｗｆ_ｍａｘ×(ｒ０／ｒ_ｍａｘ)^３ ・・・式（１）
また、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０について、実験により予め算出した値を、データテーブル４７３に記憶してもよい。この場合、冷却ファン電力算出部４７２ａは、式（１）を用いて冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０を算出することに代えて、データテーブル４７３に記憶されている冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０を取得することもできる。

次に、冷却装置１０００は、装置成績係数ＡＣＯＰを算出する（Ｓ１０３）。

具体的には、まず、冷却ファン制御部４６０の温度取得部４７１は、第１〜第３の温度検出部６１０、６２０、６３０から、供給温度Ｔａ、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび排気温度Ｔｒ_ｏを取得する。温度取得部４７１は、各温度を中央制御部４７２へ出力する。これにより、中央制御部４７２は、供給温度Ｔａ、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび排気温度Ｔｒ_ｏを取得することができる。

次に、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差とに基づいて、次の式（２）に従って、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ０を算出する。なお、電子機器３００の発熱量Ｑは、予めカタログ等から知られているものであり、たとえばデータテーブル４７３に予め記憶されている。

Ｑｒ０＝Ｑ×（Ｔｒ_ｉ-Ｔｒ_ｏ）／（Ｔｒ_ｉ-Ｔａ） ・・・式（２）
次に、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ０とに基づいて、式（３）に従って、空調機５００の熱交換量Ｑｃ０を求める。

Ｑｃ０＝Ｑ−Ｑｒ０＝Ｑ×（１−（Ｔｒ_ｉ-Ｔｒ_ｏ）／（Ｔｒ_ｉ-Ｔａ））・・・式（３）
次に、中央制御部４７２は、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ０を、データテーブル４７３から取得する。空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃ０と、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ０とに基づいて、式（４）に従って、空調機５００の消費電力Ｗｃ０を求める。

Ｗｃ０＝Ｑｃ０／ＣＯＰ_ｃ０ ・・・式（４）
そして、装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃ０と、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０とに基づいて、式（５）に従って、装置成績係数ＡＣＯＰを求める。なお、電子機器３００の発熱量Ｑは、一定値である。

ＡＣＯＰ＝Ｑ／（Ｗｆ０＋Ｗｃ０） ・・・式（５）
以上のように、Ｓ１０３にて、冷却装置１０００は、装置成績係数ＡＣＯＰを算出する。

次に、冷却装置１０００は、ファン回転数をΔｒ変化させ、冷却ファン部４５０の消費電力（ファン電力）Ｗｆ１を算出する（Ｓ１０４）。

具体的には、中央制御部４７２は、データテーブル４７３からファン回転数の変化量Δｒを取得し、新たなファン回転数ｒ０＋Δｒを算出する。

このとき、ｒ０＋Δｒが冷却ファン部４５０の最小回転数ｒ_ｍｉｎ（通常は、ｒ_ｍｉｎは０）以下であれば、中央制御部４７２は、新たなファン回転数をｒ_ｍｉｎとする。ｒ０＋Δｒが冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ以上であれば、中央制御部４７２は、新たなファン回転数をｒ_ｍａｘとする。そして、中央制御部４７２は、ファン回転数制御部４８１に対して、ファン回転数をｒ０＋Δｒにする指令を出力する。ファン回転数制御部４８１は、中央制御部４７２の指令に従って、冷却ファン部４５０の回転数をｒ０＋Δｒに制御する。

その後、冷却ファン制御部４６０は、冷却性能が安定するまでの一定時間（例えば１分間程度）待機した後に、式（６）に従って、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を計算する。なお、式（６）は式（１）に準じる。

Ｗｆ１＝Ｗｆ_ｍａｘ×(（ｒ０＋Δｒ）／ｒ_ｍａｘ)^３ ・・・式（６）
また、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１について、実験により予め算出した値を、データテーブル４７３に記憶してもよい。この場合、冷却ファン電力算出部４７２ａは、式（６）を用いて冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を算出することに代えて、データテーブル４７３に記憶されている冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を取得することもできる。

次に、冷却装置１０００は、Ｓ１０３と同様に、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を算出する（Ｓ１０５）。なお、ここでは、式（１）〜式（６）で用いた各パラメータと区別する必要がある場合に、各パラメータの後ろに（１）を付ける。

具体的には、まず、冷却ファン制御部４６０の温度取得部４７１は、改めて、第１〜第３の温度検出部６１０、６２０、６３０から、供給温度Ｔａ（１）、吸気温度Ｔｒ_ｉ（１）および排気温度Ｔｒ_ｏ（１）を取得する。温度取得部４７１は、各温度を中央制御部４７２へ出力する。これにより、中央制御部４７２は、供給温度Ｔａ（１）、吸気温度Ｔｒ_ｉ（１）および排気温度Ｔｒ_ｏ（１）を取得することができる。

次に、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａ（１）および吸気温度Ｔｒ_ｉ（１）の温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏ（１）および吸気温度Ｔｒ_ｉ（１）の温度差とに基づいて、次の式（７）に従って、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ０を算出する。なお、電子機器３００の発熱量Ｑは、予めカタログ等から知られているものであり、たとえばデータテーブル４７３に予め記憶されている。なお、式（７）は式（２）に準じる。

Ｑｒ１＝Ｑ×（Ｔｒ_ｉ（１）-Ｔｒ_ｏ（１））／（Ｔｒ_ｉ（１）-Ｔａ（１））・・式（７）
ここで、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）を変化させると、筐体９００の外の空気の風量（外気風量）が変化するので、局所冷却器４００の冷却性能が変化する。電子機器３００の発熱量Ｑが一定なので、空調機５００の熱交換量が異なってくる（Ｑｃ０≠Ｑｃ１）。

そして、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ１とに基づいて、式（８）に従って、空調機５００の熱交換量Ｑｃ１を求める。なお、式（８）は式（３）に準じる。

Ｑｃ１＝Ｑ−Ｑｒ１＝Ｑ×（１−（Ｔｒ_ｉ（１）−Ｔｒ_ｏ（１））／（Ｔｒ_ｉ（１）−Ｔａ（１））） ・・・式（８）
次に、中央制御部４７２は、この時の空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ１を、データテーブル４７３から取得する。そして、空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃ１と、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ１とに基づいて、式（９）に従って、空調機５００の消費電力Ｗｃ１を求める。なお、式（９）は式（４）に準じる。

Ｗｃ１＝Ｑｃ１／ＣＯＰ_ｃ１ ・・・式（９）
そして、装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃ１と、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１とに基づいて、式（１０）に従って、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を求める。電子機器３００の発熱量Ｑは、前述の通り、一定値である。なお、式（１０）は式（５）に準じる。

ＡＣＯＰ（１）＝Ｑ／（Ｗｆ１＋Ｗｃ１） ・・・式（１０）
以上のように、Ｓ１０５にて、冷却装置１０００は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を算出する。

次に、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが、略同値か否かを判断する（Ｓ１０６）。ここでは、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとの間の差分値の絶対値が０．１以下である場合（｜ＡＣＯＰ（１）−ＡＣＯＰ｜≦０．１）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）および装置成績係数ＡＣＯＰが略同値である（ＡＣＯＰ（１）≒ＡＣＯＰ）と判断する。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが略同値であると中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さいか否か（｜Ｔｏ（１）− Ｔｏ｜＜Ｔｃ）を、判断する（Ｓ１０９）。このとき、閾値Ｔｃは、局所冷却器４００の性能が変化する際の温度差と決められる。ここでは、閾値Ｔｃを例えば３℃とする。

外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さいと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０９、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、一定時間、待機し（Ｓ１１１）、Ｓ１０９の処理を繰り返し行う。すなわち、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さい場合、中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏの変化量の大きさ（｜Ｔｏ（１）− Ｔｏ｜）が局所冷却器４００の性能が変化するまでの温度差にまで達していないものと判断する。そして、中央制御部４７２は、このときの冷却ファン４５０の回転数（ファン回転数）が最適であると判断する。

一方、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さくないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０９、ＮＯ）、中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏ（１）を新たな外気温度として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１２）。その後、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。すなわち、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さくない場合、中央制御部４７２は、気温度Ｔｏの変化量の大きさ（｜Ｔｏ（１）− Ｔｏ｜）が局所冷却器４００の性能が変化するまでの温度差にまで達しているものと判断する。そして、中央制御部４７２は、このときの冷却ファン４５０の回転数（ファン回転数）が最適でないと判断し、Ｓ１０４に戻りファン回転数をΔｒ変化させファン４５０の回転数（ファン回転数）を最適になるように制御する。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが略同値でないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０６、ＮＯ）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０７）。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きいと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０７、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

一方、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きくないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０７、ＮＯ）、中央制御部４７２は、式（６）のΔｒの符号を反転させる（Ｓ１０８）。その後、中央制御部４７２は、式（６）のΔｒの符号を反転させた条件で、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

図６は、成績係数と冷却ファン部４５０の回転数との関係を示す図である。図６は、とくに、外気温度Ｔｏを一定にした場合において、装置成績係数ＡＣＯＰと冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）との関係を示す図である。図６には、装置成績係数の他に、冷却ファン部４５０の成績係数および空調機５００の成績係数と、冷却ファン部４５０の回転数との関係も示されている。なお、装置成績係数とは、前述の通り、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置１０００の成績係数である。装置成績係数は、全体成績係数とも呼ばれる。

図６に示されるように、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）にかかわらず、成績係数は、冷却ファン部４５０の成績係数、装置成績係数（全体成績係数）、空調機５００の成績係数の順に、大きい。

装置成績係数ＡＣＯＰ（全体成績係数）は、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）にかかわらず、空調機５００の成績係数よりも大きいことが分かる。これは、冷却装置１０００に局所冷却器４００を導入することにより、装置成績係数ＡＣＯＰ（全体成績係数）が上昇することを示している。

また、図６に示されるように、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）ｒをΔｒ変化させることにより、装置成績係数がＡＣＯＰからＡＣＯＰ（１）に変化する。そして、図５を用いて説明したように、中央制御部４７２の装置成績係数算出部４７２ｅは、ＡＣＯＰおよびＡＣＯＰ（１）の対比等の処理を経て、装置成績係数が最大となる目標値（装置成績係数最大値）を算出する。さらに、ファン回転数制御部４８１は、冷却ファン部４５０の回転数を、装置成績係数最大値に対応するファン回転数に、設定する。これにより、冷却ファン部４５０は、装置成績係数最大値に対応するファン回転数で動作する。この結果、冷却装置１０００は、装置成績係数最大値で動作する。すなわち、前述の通り、成績係数はエネルギー消費効率を表す指標の１つであることから、冷却装置１０００は最も高いエネルギー消費効率で、動作することができる。

以上の通り、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００は、受熱部４１０と、放熱部４２０と、冷却ファン部４５０と、冷却ファン制御部４６０と、空調機５００とを備えている。

受熱部４１０は、空気が通過できるように形成され、電子機器３００の排気熱を受熱する。放熱部４２０は、受熱部４１０により受熱された排気熱を放熱する。冷却ファン部４５０は、放熱部４２０を冷却するための送風を放熱部４２０へ供給する。冷却ファン制御部４６０は、冷却ファン部４５０の動作を制御する。空調機５００は、電子機器３００を冷却するための送風を電子機器３００へ供給する。ここでは、少なくとも空調機５００の空調ブロア部５１０が本発明の空調機に対応する。

また、冷却ファン制御部４６０は、空調機熱交換量算出部４７２ｃと、空調機電力算出部４７２ｄと、装置成績係数算出部４７２ｅと、ファン回転制御部４８１とを有する。

空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、受熱部４１０および放熱部４２０を含んで構成される局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、空調機の熱交換量Ｑｃを求める。空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、空調機５００の消費電力Ｗｃを求める。装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置の成績係数である装置成績係数ＡＣＯＰを求める。ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰに基づいて、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。

このように、空調機５００の熱交換量Ｑｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、求められる。また、空調機５００の消費電力Ｗｃは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、求められる。そして、装置成績係数ＡＣＯＰは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、求められる。

これにより、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置の成績係数を、装置成績係数ＡＣＯＰとして、簡単に取得できる複数のパラメータから容易に求めることができる。

特許文献１に記載の技術のように、冷却ファン部４５０の排気側の近傍に、いかなるセンサも配置していない。このため、装置成績係数ＡＣＯＰは、冷却ファン部４５０の風力により大きく変動することはない。

また、装置成績係数ＡＣＯＰは、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）の変化に応じて変化する。とくに、図６に示したように、あらゆる外気温度Ｔｏに対して、装置成績係数ＡＣＯＰは、あるファン回転数で最大値を示すことが明らかになった。これにより、たとえば、ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰが高い値（たとえば最大値付近）となるように、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）を制御することができる。

したがって、冷却装置１０００によれば、より安定して、より高いエネルギー効率で運用することができる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００は、温度取得部４７１と、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂを備えている。温度取得部４７１は、供給温度Ｔａと、吸気温度Ｔｒ_ｉと、排気温度Ｔｒ_ｏとを取得する。

供給温度Ｔａは、空調機５００から電子機器３００へ供給される空気の温度である。吸気温度Ｔｒ_ｉは、受熱部４１０を通過する前の空気の温度である。排気温度Ｔｒ_ｏは、受熱部４１０を通過した後の空気の温度である。

局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差とに基づいて、受熱部４１０および放熱部４２０を含んで構成される局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒを求める。空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、空調機５００の熱交換量Ｑｃを求める。

このように、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器の熱交換量Ｑｒを用いて、熱交換量Ｑｃを求める。より具体的には、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑから局所冷却器の熱交換量Ｑｒを引いた差分値を、空調機５００の熱交換量Ｑｃとして求める。特許文献１に記載の技術のように、冷却ファン部４５０の排気側の近傍に、いかなるセンサも配置していない。このため、装置成績係数ＡＣＯＰは、冷却ファン部４５０の風力により大きく変動することはない。したがって、この構成によっても、上述した効果と同様の効果を奏することができる。

また、冷却装置１０００では、供給温度Ｔａ、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび排気温度Ｔｒ_ｏの温度の測定値を用いて、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒを算出している。これにより、高い精度で局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒを求めることができ、制御の収束速度を速くすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００において、冷却ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰが最大になるように、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。

このように、冷却装置１０００、冷却ファン部４５０の回転数を装置成績係数ＡＣＯＰが最大になる値に制御することにより、最大効率で運用することができる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００において、ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰが最大になった後に所定時間が経過した後に、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。

このように、所定時間を経過した後に、冷却ファン部４５０の回転数を制御することで、所定時間内で外気環境が変化して、局所冷却器４００の性能が変わり、冷却ファン部４５０の回転数が最適でなくなっても、すぐに最適な冷却ファン部４５０の回転数に制御することが可能になる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００において、所定時間は、放熱部４２０を冷却するための送風の温度が予め定められた値に変化するまでの時間である。

このように、所定時間は、放熱部４２０を冷却するための送風の温度が予め定められた値に変化するまで時間とすることで、その時間経過した後、冷却ファン部４５０の回転数を制御することで、あらゆる外気温度Ｔｏに対して装置成績係数ＡＣＯＰを最大とできる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００の制御方法は、受熱部４１０と、放熱部４２０と、冷却ファン部４５０と、冷却ファン制御部４６０と、空調機５００とを備えた冷却装置１０００の制御方法である。

冷却装置１０００の制御方法は、空調機熱交換量算出ステップと、空調機電力算出ステップと、装置成績係数算出ステップと、ファン部回転制御ステップとを含んでいる。

空調機熱交換量算出ステップでは、電子機器３００の発熱量Ｑと、受熱部４１０および放熱部４２０を含んで構成される局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、空調機５００の熱交換量Ｑｃを求める。

空調機電力算出ステップでは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、空調機５００の消費電力Ｗｃを求める。

装置成績係数算出ステップでは、電子機器の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置の成績係数である装置成績係数ＡＣＯＰを求める。

ファン部回転制御ステップでは、装置成績係数ＡＣＯＰに基づいて、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。

このような制御方法によっても、冷却装置１０００と同様の効果を奏することができる。

また、本発明の第１の実施の形態における冷却装置１０００の制御プログラムは、受熱部４１０と、放熱部４２０と、冷却ファン部４５０と、冷却ファン制御部４６０と、空調機５００とを備えた冷却装置１０００の制御プログラムである。

冷却装置１０００の制御プログラムは、空調機熱交換量算出ステップと、空調機電力算出ステップと、装置成績係数算出ステップと、ファン部回転制御ステップとを含む処理をコンピュータに行わす。

このような制御プログラムによっても、冷却装置１０００と同様の効果を奏することができる。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態における冷却装置１０００Ａの構成について説明する。

本発明の第２の実施の形態における冷却装置１０００Ａの構成について説明する。図７は、冷却装置１０００Ａの構成を透過して示す図である。なお、図７には、鉛直方向Ｇが示されている。なお、図７では、図１〜図６で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図６に示した符号と同等の符号を付している。冷却装置１０００Ａは、たとえばデータセンターに設置されている。

図７に示されるように、冷却装置１０００Ａは、サーバルーム１００と、機械室２００と、電子機器３００と、局所冷却器４００と、空調機５００とを備えている。なお、サーバルーム１００および機械室２００を連結して構成された筐体９００の内部は、密閉されている。

ここで、図１と図７を対比する。図１では、第４の温度検出部６４０が設けられているのに対して、図７では、第４の温度検出部６４０が設けられていない点で、両者は相違する。また、第４の温度検出部６４０を設けないことにより、図７の冷却ファン制御部４６０Ａの機能も、図１の冷却ファン制御部４６０と異なる。

図７に示されるように、冷却ファン制御部４６０Ａは、サーバルーム１００および機械室２００の外に設けられている。より具体的には、冷却ファン制御部４６０Ａは、サーバルーム１００の屋上に設けられている。なお、冷却ファン制御部４６０Ａは、サーバルーム１００内もしくは機械室２００内に設けられてもよい。また、サーバルーム１００等に設置されたローカルルームに冷却ファン制御部４６０Ａを設置することもできる。さらに、冷却ファン制御部４６０Ａは、ネットワーク（不図示）上のクラウドシステム（不図示）に設けられてもよい。冷却ファン制御部４６０Ａは、第１の温度検出部６１０、第２の温度検出部６２０および第３の温度検出部６３０に、接続されている。冷却ファン制御部４６０Ａは、冷却ファン部４５０の動作を制御する。冷却ファン制御部４６０Ａの機能等については、後述する。

次に、冷却ファン制御部４６０Ａの構成について詳細に説明する。図８は、冷却ファン制御部４６０Ａの構成を示すブロック図である。なお、図８では、図１〜図７で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図７に示した符号と同等の符号を付している。

図８に示されるように、冷却ファン制御部４６０Ａは、判断部４７０Ａと、出力部４８０とを備えている。

図８に示されるように、判断部４７０Ａは、温度取得部４７１Ａと、中央制御部４７２と、データテーブル４７３とを備えている。

ここで、図４と図８を対比する。図４では、温度取得部４７１Ａは、第１の温度検出部６１０と、第２の温度検出部６２０と、第３の温度検出部６３０と、第４の温度検出部６４０と、中央制御部４７２とに、接続されている。これに対して、図８では、温度取得部４７１Ａは、第１の温度検出部６１０と、第２の温度検出部６２０と、第３の温度検出部６３０と、中央制御部４７２とに、接続されている。すなわち、図８は、温度取得部４７１Ａが第４の温度検出部６４０に接続されていない点で、図４と相違する。

温度取得部４７１Ａは、第１の温度検出部６１０と、第２の温度検出部６２０と、第３の温度検出部６３０と、中央制御部４７２とに、接続されている。

温度取得部４７１Ａは、第１の温度検出部６１０により検出された供給温度Ｔａと、第２の温度検出部６２０により検出された吸気温度Ｔｒ_ｉと、第３の温度検出部６３０により検出された排気温度Ｔｒ_ｏとを、取得する。温度取得部４７１Ａは、供給温度Ｔａ、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび排気温度Ｔｒ_ｏを、中央制御部４７２へ出力する。

冷却装置１０００Ａが作動すると、電子機器３００と、局所冷却器４００と、空調機５００が、作動する。電子機器３００の熱は、局所冷却器４００および空調機５００によって、冷却される。各部の具体的な動作については、第１の実施の形態で、説明した通りである。

次に、冷却装置１０００Ａの制御方法について、説明する。図９は、冷却装置１０００Ａの制御フロー図である。

ここで、図５と図９を対比する。図９では、Ｓ１０１、Ｓ１０９およびＳ１１２が設定されていない点で、図５と相違する。

データテーブル４７３には、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）の規定値ｒ０、冷却ファン部４５０の回転数の変化量Δｒなどが、記憶されている。さらに、データテーブル４７３には、冷却ファン部４５０の最小回転数ｒ_ｍｉｎ、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘ、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃなどのデータが、記憶されている。空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと外気温度Ｔｏに対するものとする。なお、冷却ファン部４５０の最小回転数ｒ_ｍｉｎ、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘ等は、予めカタログ等から知られているものを用いる。一方、これらのデータを実験等により求めてもよい。

図９に示されるように、まず、冷却ファン電力算出部４７２ａは、冷却ファン部４５０の回転数ｒ０（規定値）に基づいて、冷却ファン部４５０の消費電力（ファン電力）Ｗｆ０を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、第１の実施の形態で説明した処理内容と同様の処理を経て、中央制御部４７２の冷却ファン電力算出部４７２ａは、式（２１）を用いて、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０を計算する。

Ｗｆ０＝Ｗｆ_ｍａｘ×(ｒ０／ｒ_ｍａｘ)^３ ・・・式（２１）
次に、冷却装置１０００Ａは、装置成績係数ＡＣＯＰを算出する（Ｓ１０３）。具体的には、第１の実施の形態で説明した処理内容と同様の処理を経て、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏおよび吸気温度Ｔｒ_ｉの温度差とに基づいて、式（２２）に従って、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ０を算出する。

Ｑｒ０＝Ｑ×（Ｔｒ_ｉ-Ｔｒ_ｏ）／（Ｔｒ_ｉ-Ｔａ） ・・・式（２２）
次に、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ０とに基づいて、式（２３）に従って、空調機５００の熱交換量Ｑｃ０を求める。

Ｑｃ０＝Ｑ−Ｑｒ０＝Ｑ×（１−（Ｔｒ_ｉ-Ｔｒ_ｏ）／（Ｔｒ_ｉ-Ｔａ））・・式（２３）
次に、中央制御部４７２は、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ０を、データテーブル４７３から取得する。空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃ０と、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ０とに基づいて、式（２４）に従って、空調機５００の消費電力Ｗｃ０を求める。

Ｗｃ０＝Ｑｃ０／ＣＯＰ_ｃ０ ・・・式（２４）
そして、装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃ０と、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０とに基づいて、式（２５）に従って、装置成績係数ＡＣＯＰを求める。なお、電子機器３００の発熱量Ｑは、一定値である。

ＡＣＯＰ＝Ｑ／（Ｗｆ０＋Ｗｃ０） ・・・式（２５）
以上のように、Ｓ１０３にて、冷却装置１０００Ａは、装置成績係数ＡＣＯＰを算出する。

次に、冷却装置１０００Ａは、ファン回転数をΔｒ変化させ、冷却ファン部４５０の消費電力（ファン電力）Ｗｆ１を算出する（Ｓ１０４）。

その後、冷却ファン制御部４６０Ａは、冷却性能が安定するまでの一定時間（例えば１分間程度）待機した後に、式（２６）に従って、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を計算する。なお、第１の実施の形態で説明した通り、式（２６）は式（２１）に準じる。

Ｗｆ１＝Ｗｆ_ｍａｘ×(（ｒ０＋Δｒ）／ｒ_ｍａｘ)^３ ・・・式（２６）
次に、冷却装置１０００Ａは、Ｓ１０３と同様に、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を算出する（Ｓ１０５）。具体的には、第１の実施の形態で説明した処理内容と同様の処理を経て、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂは、電子機器３００の発熱量Ｑと、供給温度Ｔａ（１）および吸気温度Ｔｒ_ｉ（１）の温度差と、排気温度Ｔｒ_ｏ（１）および吸気温度Ｔｒ_ｉ（１）の温度差とに基づいて、次の式（７）に従って、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ１を算出する。なお、第１の実施の形態で説明した通り、式（２７）は式（２２）に準じる。

Ｑｒ１＝Ｑ×（Ｔｒ_ｉ（１）-Ｔｒ_ｏ（１））／（Ｔｒ_ｉ（１）-Ｔａ（１）） ・・・式（２７）
ここで、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）を変化させると、筐体９００の外の空気の風量（外気風量）が変化するので、局所冷却器４００の冷却性能が変化する。電子機器３００の発熱量Ｑが一定なので、空調機５００の熱交換量が異なってくる（Ｑｃ０≠Ｑｃ１）。

そして、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器熱交換量算出部４７２ｂにより求められた局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ１とに基づいて、式（２８）に従って、空調機５００の熱交換量Ｑｃ１を求める。なお、第１の実施の形態で説明した通り、式（２８）は式（２３）に準じる。

Ｑｃ１＝Ｑ−Ｑｒ１＝Ｑ×（１−（Ｔｒ_ｉ（１）−Ｔｒ_ｏ（１））／（Ｔｒ_ｉ（１）−Ｔａ（１））） ・・・式（２８）
次に、第１の実施の形態で説明した処理内容と同様の処理を経て、空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃ１と、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ１とに基づいて、式（２９）に従って、空調機５００の消費電力Ｗｃ１を求める。なお、第１の実施の形態で説明した通り、式（２９）は式（２４）に準じる。

Ｗｃ１＝Ｑｃ１／ＣＯＰ_ｃ１ ・・・式（２９）
そして、装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃ１と、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１とに基づいて、式（３０）に従って、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を求める。電子機器３００の発熱量Ｑは、前述の通り、一定値である。なお、第１の実施の形態で説明した通り、式（３０）は式（２５）に準じる。

ＡＣＯＰ（１）＝Ｑ／（Ｗｆ１＋Ｗｃ１） ・・・式（３０）
以上のように、Ｓ１０５にて、冷却装置１０００Ａは、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を算出する。

次に、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが、略同値か否かを判断する（Ｓ１０６）。ここでは、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとの間の差分値の絶対値が０．１以下である場合（｜ＡＣＯＰ（１）−ＡＣＯＰ｜≦０．１）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）および装置成績係数ＡＣＯＰが略同値である（ＡＣＯＰ（１）≒ＡＣＯＰ）と判断する。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが略同値であると中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、一定時間、待機する（Ｓ１１１）。たとえば、外気温度が３℃ほど変化する時間を一定時間に設定することができる。また、中央制御部４７２は、昨年の温度データ（たとえば、気象庁などから取得するデータ）を用いて、外気温度が一定範囲で変化する時間を一定時間として設定してもよい。この場合、昨年の温度データは、データテーブル４７３に予め記憶されている必要がある。

Ｓ１１１の処理後、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

そして、中央制御部４７２は、このときの冷却ファン４５０の回転数（ファン回転数）が最適でないと判断し、Ｓ１０４に戻りファン回転数をΔｒ変化させファン４５０の回転数（ファン回転数）を最適になるように制御する。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが略同値でないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０６、ＮＯ）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０７）。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きいと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０７、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

一方、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きくないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０７、ＮＯ）、中央制御部４７２は、式（２６）のΔｒの符号を反転させる（Ｓ１０８）。その後、中央制御部４７２は、式（２６）のΔｒの符号を反転させた条件で、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

本発明の第２の実施の形態における冷却装置１０００Ａによっても、第１の実施の形態における冷却装置１０００と同様の効果を奏することができる。また、第１の実施の形態と比較して、第４の温度検出部６４０が必要なくなるので、冷却装置１０００Ａをより簡易な構成とすることができる。この結果、第１の実施の形態の冷却装置１０００と比較して、冷却装置１０００Ａの製造コストをより低減することができる。

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態における冷却装置１０００Ｂの構成について説明する。

本発明の第３の実施の形態における冷却装置１０００Ｂの構成について説明する。図１０は、冷却装置１０００Ｂの構成を透過して示す図である。なお、図１０には、鉛直方向Ｇが示されている。なお、図１０では、図１〜図９で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図９に示した符号と同等の符号を付している。冷却装置１０００Ｂは、たとえばデータセンターに設置されている。

図１０に示されるように、冷却装置１０００Ｂは、サーバルーム１００と、機械室２００と、電子機器３００と、局所冷却器４００と、空調機５００とを備えている。なお、サーバルーム１００および機械室２００を連結して構成された筐体９００の内部は、密閉されている。

ここで、図１と図１０を対比する。図１では、第１の温度検出部６１０および第３の温度検出部６３０が設けられているのに対して、図１０では、第１の温度検出部６１０および第３の温度検出部６３０が設けられていない点で、両者は相違する。また、第１の温度検出部６１０および第３の温度検出部６３０を設けないことにより、図１０の冷却ファン制御部４６０Ｂの機能も、図１の冷却ファン制御部４６０と異なる。

図１０に示されるように、冷却ファン制御部４６０Ｂは、サーバルーム１００および機械室２００の外に設けられている。より具体的には、冷却ファン制御部４６０Ｂは、サーバルーム１００の屋上に設けられている。なお、冷却ファン制御部４６０Ｂは、サーバルーム１００内もしくは機械室２００内に設けられてもよい。また、サーバルーム１００等に設置されたローカルルームに冷却ファン制御部４６０Ｂを設置することもできる。さらに、冷却ファン制御部４６０Ｂは、ネットワーク（不図示）上のクラウドシステム（不図示）に設けられてもよい。冷却ファン制御部４６０Ｂは、第２の温度検出部６２０および第４の温度検出部６４０に、接続されている。冷却ファン制御部４６０Ｂは、冷却ファン部４５０の動作を制御する。冷却ファン制御部４６０Ｂの機能等については、後述する。

次に、冷却ファン制御部４６０Ｂの構成について詳細に説明する。図１１は、冷却ファン制御部４６０Ｂの構成を示すブロック図である。なお、図１１では、図１〜図１０で示した各構成要素と同等の構成要素には、図１〜図１０に示した符号と同等の符号を付している。

図１１に示されるように、冷却ファン制御部４６０Ｂは、判断部４７０Ｂと、出力部４８０とを備えている。

図１１に示されるように、判断部４７０Ｂは、温度取得部４７１Ｂと、中央制御部４７２と、データテーブル４７３とを備えている。

ここで、図４と図１１を対比する。図４では、温度取得部４７１は、第１の温度検出部６１０と、第２の温度検出部６２０と、第３の温度検出部６３０と、第４の温度検出部６４０と、中央制御部４７２とに、接続されている。これに対して、図１１では、温度取得部４７１Ｂは、第２の温度検出部６２０と、第４の温度検出部６４０と、中央制御部４７２とに、接続されている。すなわち、図１１は、温度取得部４７１Ｂが第１の温度検出部６１０および第３の温度検出部６３０に接続されていない点で、図４と相違する。

また、図４では、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂが設けられているのに対して、図１１では、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｂが設けられていない。この点でも両者は相違する。

温度取得部４７１Ｂは、第２の温度検出部６２０と、第４の温度検出部６４０と、中央制御部４７２とに、接続されている。

温度取得部４７１Ｂは、第２の温度検出部６２０により検出された吸気温度Ｔｒ_ｉと、第４の温度検出部６４０により検出された外気温度Ｔｏを、取得する。温度取得部４７１Ａは、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび外気温度Ｔｏを、中央制御部４７２へ出力する。

冷却装置１０００Ｂが作動すると、電子機器３００と、局所冷却器４００と、空調機５００が、作動する。電子機器３００の熱は、局所冷却器４００および空調機５００によって、冷却される。各部の具体的な動作については、第１の実施の形態で、説明した通りである。

次に、冷却装置１０００Ｂの制御方法について、説明する。図１２は、冷却装置１０００Ｂの制御フロー図である。

図１２に示されるように、まず、冷却ファン制御部４６０の温度取得部４７１Ｂは、第２の温度検出部６２０および第４の温度検出部６４０から、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび外気温度Ｔｏを取得する。温度取得部４７１Ｂは、各温度を中央制御部４７２へ出力する。

次に、中央制御部４７２は、温度取得部４７１Ｂから吸気温度Ｔｒ_ｉおよび外気温度Ｔｏを入手する（Ｓ５０１）。中央制御部４７２は、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび外気温度Ｔｏをデータテーブル４７３に書き込む。これにより、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび外気温度Ｔｏが、データテーブル４７３に記憶される。

このとき、データテーブル４７３には、外気温度Ｔｏ、外気温度Ｔｏに対する閾値Ｔｃ、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）の規定値ｒ０、冷却ファン部４５０の回転数の変化量Δｒなどが、記憶されている。さらに、データテーブル４７３には、冷却ファン部４５０の最小回転数ｒ_ｍｉｎ、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘ、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒなどのデータが、記憶されている。空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと外気温度Ｔｏに対するものとする。

なお、冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ、冷却ファン部４５０の定格電力値Ｗｆ_ｍａｘは、冷却ファン部４５０のカタログ等に基づく値であってもよいし、実験等で求められた値であってもよい。

また、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒは、吸気温度Ｔｒ_ｉおよび外気温度Ｔｏの温度差ΔＴと、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）をパラメータとして、実験等により得られる。

次に、冷却ファン電力算出部４７２ａは、冷却ファン部４５０の回転数ｒ０（規定値）に基づいて、冷却ファン部４５０の消費電力（ファン電力）Ｗｆ０を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、第１の実施の形態で説明した処理内容と同様の処理を経て、中央制御部４７２の冷却ファン電力算出部４７２ａは、式（３１）を用いて、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０を計算する。

Ｗｆ０＝Ｗｆ_ｍａｘ×(ｒ０／ｒ_ｍａｘ)^３ ・・・式（３１）
ここで、式（３１）を用いて冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０を計算する代わりに、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）に対する冷却ファン部４５０の消費電力を予め実験で求めておくこともできる。そして、冷却ファン部４５０の消費電力の実験値を、データテーブル４７３に記憶しておくこともできる。

次に、冷却装置１０００Ｂは、装置成績係数ＡＣＯＰを算出する（Ｓ１０３）。

具体的には、中央制御部４７２は、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒの値であるＱｒ０を、データテーブル４７３から取得する。

次に、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ０とに基づいて、式（３３）に従って、空調機５００の熱交換量Ｑｃ０を求める。

Ｑｃ０＝Ｑ−Ｑｒ０・・・式（３３）
次に、中央制御部４７２は、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ０を、データテーブル４７３から取得する。空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃ０と、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ０とに基づいて、式（３４）に従って、空調機５００の消費電力Ｗｃ０を求める。

Ｗｃ０＝Ｑｃ０／ＣＯＰ_ｃ０ ・・・式（３４）
そして、装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃ０と、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ０とに基づいて、式（３５）に従って、装置成績係数ＡＣＯＰを求める。なお、電子機器３００の発熱量Ｑは、一定値である。

ＡＣＯＰ＝Ｑ／（Ｗｆ０＋Ｗｃ０） ・・・式（３５）
以上のように、Ｓ１０３にて、冷却装置１０００Ｂは、装置成績係数ＡＣＯＰを算出する。

次に、冷却装置１０００Ｂは、ファン回転数をΔｒ変化させ、冷却ファン部４５０の消費電力（ファン電力）Ｗｆ１を算出する（Ｓ１０４）。

具体的には、中央制御部４７２は、データテーブル４７３からファン回転数の変化量Δｒを取得し、新たなファン回転数ｒ０＋Δｒを算出する。

このとき、ｒ０＋Δｒが冷却ファン部４５０の最小回転数ｒ_ｍｉｎ（通常は、ｒ_ｍｉｎは０）以下であれば、中央制御部４７２は、新たなファン回転数をｒ_ｍｉｎとする。ｒ０＋Δｒが冷却ファン部４５０の最大回転数ｒ_ｍａｘ以上であれば、中央制御部４７２は、新たなファン回転数をｒ_ｍａｘとする。そして、中央制御部４７２は、ファン回転数制御部４８１に対して、ファン回転数をｒ０＋Δｒにする指令を出力する。ファン回転数制御部４８１は、中央制御部４７２の指令に従って、冷却ファン部４５０の回転数をｒ０＋Δｒに制御する。

その後、冷却ファン制御部４６０Ｂは、冷却性能が安定するまでの一定時間（例えば１分間程度）待機した後に、式（３６）に従って、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を計算する。なお、式（３６）は式（３１）に準じる。

Ｗｆ１＝Ｗｆ_ｍａｘ×(（ｒ０＋Δｒ）／ｒ_ｍａｘ)^３ ・・・式（３６）
また、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１について、実験により予め算出した値を、データテーブル４７３に記憶してもよい。この場合、冷却ファン電力算出部４７２ａは、式（３６）を用いて冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を算出することに代えて、データテーブル４７３に記憶されている冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１を取得することもできる。

次に、冷却装置１０００Ｂは、Ｓ１０３と同様に、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を算出する（Ｓ１０５）。

具体的には、中央制御部４７２は、この時の局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒの値であるＱｒ１を、データテーブル４７３から取得する。

ここで、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）を変化させると、筐体９００の外の空気の風量（外気風量）が変化するので、局所冷却器４００の冷却性能が変化する。電子機器３００の発熱量Ｑが一定なので、空調機５００の熱交換量が異なってくる（Ｑｃ０≠Ｑｃ１）。

そして、空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、データテーブル４７３から取得した局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒ１とに基づいて、式（３８）に従って、空調機５００の熱交換量Ｑｃ１を求める。なお、式（３８）は式（３３）に準じる。

Ｑｃ１＝Ｑ−Ｑｒ１ ・・・式（３８）
次に、中央制御部４７２は、この時の空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ１を、データテーブル４７３から取得する。そして、空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃ１と、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃ１とに基づいて、式（３９）に従って、空調機５００の消費電力Ｗｃ１を求める。なお、式（３９）は式（３４）に準じる。

Ｗｃ１＝Ｑｃ１／ＣＯＰ_ｃ１ ・・・式（３９）
そして、装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃ１と、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆ１とに基づいて、式（４０）に従って、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を求める。電子機器３００の発熱量Ｑは、前述の通り、一定値である。なお、式（４０）は式（３５）に準じる。

ＡＣＯＰ（１）＝Ｑ／（Ｗｆ１＋Ｗｃ１） ・・・式（４０）
以上のように、Ｓ１０５にて、冷却装置１０００Ｂは、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を算出する。

次に、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが、略同値か否かを判断する（Ｓ１０６）。ここでは、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとの間の差分値の絶対値が０．１以下である場合（｜ＡＣＯＰ（１）−ＡＣＯＰ｜≦０．１）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）および装置成績係数ＡＣＯＰが略同値である（ＡＣＯＰ（１）≒ＡＣＯＰ）と判断する。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが略同値であると中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さいか否か（｜Ｔｏ（１）− Ｔｏ｜＜Ｔｃ）を、判断する（Ｓ１０９）。このとき、閾値Ｔｃは、局所冷却器４００の性能が変化する際の温度差と決められる。ここでは、閾値Ｔｃを例えば３℃とする。

外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さいと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０９、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、一定時間、待機し（Ｓ１１１）、Ｓ１０９の処理を繰り返し行う。すなわち、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さい場合、中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏの変化量の大きさ（｜Ｔｏ（１）− Ｔｏ｜）が局所冷却器４００の性能が変化するまでの温度差にまで達していないものと判断する。そして、中央制御部４７２は、このときの冷却ファン４５０の回転数（ファン回転数）が最適であると判断する。

一方、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さくないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０９、ＮＯ）、中央制御部４７２は、外気温度Ｔｏ（１）を新たな外気温度として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１２）。その後、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。すなわち、外気温度Ｔｏ（１）と外気温度Ｔｏの差分値の絶対値が閾値Ｔｃより小さくない場合、中央制御部４７２は、気温度Ｔｏの変化量の大きさ（｜Ｔｏ（１）− Ｔｏ｜）が局所冷却器４００の性能が変化するまでの温度差にまで達しているものと判断する。そして、中央制御部４７２は、このときの冷却ファン４５０の回転数（ファン回転数）が最適でないと判断し、Ｓ１０４に戻りファン回転数をΔｒ変化させファン４５０の回転数（ファン回転数）を最適になるように制御する。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）と装置成績係数ＡＣＯＰとが略同値でないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０６、ＮＯ）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０７）。

装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きいと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０７、ＹＥＳ）、中央制御部４７２は、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

一方、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）が装置成績係数ＡＣＯＰよりも大きくないと中央制御部４７２により判断された場合（Ｓ１０７、ＮＯ）、中央制御部４７２は、式（３６）のΔｒの符号を反転させる（Ｓ１０８）。その後、中央制御部４７２は、式（３６）のΔｒの符号を反転させた条件で、装置成績係数ＡＣＯＰ（１）を新たな装置成績係数として、データテーブル４７３に書き込む（ステップＳ１１３）。

以上の通り、本発明の第３の実施の形態における冷却装置１０００Ｂは、受熱部４１０と、放熱部４２０と、冷却ファン部４５０と、冷却ファン制御部４６０Ｂと、空調機５００とを備えている。

受熱部４１０は、空気が通過できるように形成され、電子機器３００の排気熱を受熱する。放熱部４２０は、受熱部４１０により受熱された排気熱を放熱する。冷却ファン部４５０は、放熱部４２０を冷却するための送風を放熱部４２０へ供給する。冷却ファン制御部４６０Ｂは、冷却ファン部４５０の動作を制御する。空調機５００は、電子機器３００を冷却するための送風を電子機器３００へ供給する。ここでは、少なくとも空調機５００の空調ブロア部５１０が本発明の空調機に対応する。

また、冷却ファン制御部４６０Ｂは、空調機熱交換量算出部４７２ｃと、空調機電力算出部４７２ｄと、装置成績係数算出部４７２ｅと、ファン回転制御部４８１とを有する。

空調機熱交換量算出部４７２ｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、受熱部４１０および放熱部４２０を含んで構成される冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、空調機の熱交換量Ｑｃを求める。空調機電力算出部４７２ｄは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、空調機５００の消費電力Ｗｃを求める。装置成績係数算出部４７２ｅは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置の成績係数である装置成績係数ＡＣＯＰを求める。ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰに基づいて、冷却ファン部４５０の回転数を制御する。

このように、空調機５００の熱交換量Ｑｃは、電子機器３００の発熱量Ｑと、冷却器４００の熱交換量Ｑｒとに基づいて、求められる。また、空調機５００の消費電力Ｗｃは、空調機５００の熱交換量Ｑｃと、空調機５００の成績係数ＣＯＰ_ｃとに基づいて、求められる。そして、装置成績係数ＡＣＯＰは、電子機器３００の発熱量Ｑと、空調機５００の消費電力Ｗｃと、冷却ファン部４５０の消費電力Ｗｆとに基づいて、求められる。

これにより、受熱部４１０、放熱部４２０、冷却ファン部４５０および空調機５００を含む装置の成績係数を、装置成績係数ＡＣＯＰとして、簡単に取得できる複数のパラメータから容易に求めることができる。

特許文献１に記載の技術のように、冷却ファン部４５０の排気側の近傍に、いかなるセンサも配置していない。このため、装置成績係数ＡＣＯＰは、冷却ファン部４５０の風力により大きく変動することはない。

また、装置成績係数ＡＣＯＰは、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）の変化に応じて変化する。とくに、図６に示したように、あらゆる外気温度Ｔｏに対して、装置成績係数ＡＣＯＰは、あるファン回転数で最大値を示すことが明らかになった。これにより、たとえば、ファン回転制御部４８１は、装置成績係数ＡＣＯＰが高い値（たとえば最大値付近）となるように、冷却ファン部４５０の回転数（ファン回転数）を制御することができる。

したがって、冷却装置１０００Ｂによれば、より安定して、より高いエネルギー効率で運用することができる。

また、冷却装置１０００Ｂは、外部から入力される局所冷却器４００の熱交換量Ｑｒを利用して、空調機の熱交換量Ｑｃを求めることができる。このため、冷却装置１０００Ｂでは、第１の実施の形態における冷却装置１０００のように、局所冷却器熱交換量算出部４７２ｃを設ける必要がない。これにより、冷却装置１０００と同様の効果を奏するとともに、冷却装置１０００と比較してより簡易な構造にすることができる。

また、第１の実施の形態と比較して、第１の温度検出部６１０および第３の温度検出部６３０が必要なくなるので、冷却装置１０００Ｂをより簡易な構成とすることができる。この結果、第１の実施の形態の冷却装置１０００と比較して、冷却装置１０００Ｂの製造コストをより低減することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００ サーバルーム
１１０ ラック
２００ 機械室
２０１ 第１の収容部
２０２ 第２の収容部
２０３ 第１の開口部
２０４ 第２の開口部
３００ 電子機器
４００ 局所冷却器
４１０ 受熱部
４１１ 上タンク部
４１２ 下タンク部
４１３ 連結管部
４１４ 受熱部用フィン部
４２０ 放熱部
４２１ 上タンク部
４２２ 下タンク部
４２３ 連結管部
４２４ 放熱部用フィン部
４３０ 蒸気管
４４０ 液管
４５０ 冷却ファン部
４６０、４６０Ａ、４６０Ｂ 冷却ファン制御部
４７０、４７０Ａ、４７０Ｂ 判断部
４７１、４７１Ａ、４７１Ｂ 温度取得部
４７２ 中央制御部
４７２ａ 冷却ファン電力算出部
４７２ｂ 局所冷却器熱交換量算出部
４７２ｃ 空調機熱交換量算出部
４７２ｄ 空調機電力算出部
４７２ｅ 装置成績係数算出部
４７３ データテーブル
４８０ 出力部
４８１ ファン回転数制御部
５００ 空調機
５１０ 空調ブロア部
５２０ 熱交換器
５３０ 冷凍機
５４０ 第１の管
５５０ 第２の管
６１０ 第１の温度検出部
６２０ 第２の温度検出部
６３０ 第３の温度検出部
６４０ 第４の温度検出部
９００ 筐体
１０００、１０００Ａ、１０００Ｂ 冷却装置

Claims (7)

1. 空気が通過できるように形成され、電子機器の排気熱を受熱する受熱部と、
   前記受熱部により受熱される前記排気熱を放熱する放熱部と、
   前記放熱部を冷却するための送風を前記放熱部へ供給するファン部と、
   前記ファン部の動作を制御する制御部と、
   前記電子機器を冷却するための送風を前記電子機器へ供給する空調機とを備え、
   前記制御部は、
   前記電子機器の発熱量と、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める空調機熱交換量算出部と、
   前記空調機の熱交換量と、前記空調機の成績係数とに基づいて、前記空調機の消費電力を求める空調機電力算出部と、
   前記電子機器の発熱量と、前記空調機の消費電力と、前記ファン部の消費電力とに基づいて、前記受熱部、前記放熱部、前記ファン部および前記空調機を含む装置の成績係数である装置成績係数を求める装置成績係数算出部と、
   前記装置成績係数に基づいて、前記ファン部の回転数を制御するファン部回転制御部とを有する冷却装置。
2. 前記空調機から前記電子機器へ供給される空気の温度である供給温度と、前記受熱部を通過する前の空気の温度である吸気温度と、前記受熱部を通過した後の空気の温度である排気温度とを取得する温度取得部と、
   前記電子機器の発熱量と、前記吸気温度および前記供給温度の温度差と、前記排気温度および前記吸気温度の温度差とに基づいて、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量を求める冷却器熱交換量算出部を備え、
   前記空調機熱交換量算出部は、前記電子機器の発熱量と、前記冷却器熱交換量算出部により求められた前記冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記ファン部回転制御部は、前記装置成績係数が最大になるように、前記ファン部の回転数を制御する請求項１または２に記載の冷却装置。
4. 前記ファン部回転制御部は、前記装置成績係数が最大になった後に所定時間が経過した後に、前記ファン部の回転数を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
5. 前記所定時間は、放熱部を冷却するための送風の温度が予め定められた値に変化するまで時間である請求項４に記載の冷却装置。
6. 空気が通過できるように形成され、電子機器の排気熱を受熱する受熱部と、
   前記受熱部により受熱される前記排気熱を放熱する放熱部と、
   前記放熱部を冷却するための送風を前記放熱部へ供給するファン部と、
   前記ファン部の動作を制御する制御部と、
   前記電子機器を冷却するための送風を前記電子機器へ供給する空調機とを備えた冷却装置の制御方法であって、
   前記電子機器の発熱量と、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める空調機熱交換量算出ステップと、
   前記空調機の熱交換量と、前記空調機の成績係数とに基づいて、前記空調機の消費電力を求める空調機電力算出ステップと、
   前記電子機器の発熱量と、前記空調機の消費電力と、前記ファン部の消費電力とに基づいて、前記受熱部、前記放熱部、前記ファン部および前記空調機を含む装置の成績係数である装置成績係数を求める装置成績係数算出ステップと、
   前記装置成績係数に基づいて、前記ファン部の回転数を制御するファン部回転制御ステップとを含む制御方法。
7. 空気が通過できるように形成され、電子機器の排気熱を受熱する受熱部と、
   前記受熱部により受熱される前記排気熱を放熱する放熱部と、
   前記放熱部を冷却するための送風を前記放熱部へ供給するファン部と、
   前記ファン部の動作を制御する制御部と、
   前記電子機器を冷却するための送風を前記電子機器へ供給する空調機とを備えた冷却装置の制御プログラムであって、
   前記電子機器の発熱量と、前記受熱部および前記放熱部を含んで構成される冷却器の熱交換量とに基づいて、前記空調機の熱交換量を求める空調機熱交換量算出ステップと、
   前記空調機の熱交換量と、前記空調機の成績係数とに基づいて、前記空調機の消費電力を求める空調機電力算出ステップと、
   前記電子機器の発熱量と、前記空調機の消費電力と、前記ファン部の消費電力とに基づいて、前記受熱部、前記放熱部、前記ファン部および前記空調機を含む装置の成績係数である装置成績係数を求める装置成績係数算出ステップと、
   前記装置成績係数に基づいて、前記ファン部の回転数を制御するファン部回転制御ステップとを含む処理をコンピュータに行わす制御プログラム。

Images