JP4275838B2 - ファンユニット装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二重床の内部空間を利用した空調システムに使用されるファンユニット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通信装置や情報処理装置用の空調設備は、空調機から二重床の内部空間いわゆる二重床下チャンバに冷気を送風する方式が多い。
【0003】
冷気を、例えば幅600ミリ、奥行き600ミリ、高さ1800ミリの大きさのラック(架、キャビネット)内へ適切に導入し、ラックの持つ冷却性能(空気分配性能)により、ラックに載置された機器(基板)の許容温度環境以下にラック内温度を維持し、機器(基板)の性能低下や部品破壊を防止している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
半導体技術およびソフト技術の向上に伴い、機器が小型化され、また、インターネットの進展により、多様の小形で高性能で高発熱の情報処理・通信装置等が市販され、これら高発熱機器が1つのラックに混載される事態が生じている。各機器はそれぞれ独自に冷却用ファンを内蔵しているものの、その取り付け位置や送風方向は多様である。
【0005】
そのため、混載型ラックでは、ラックの冷却性能を標準的に規定することができず、その結果、機器冷却のための給気温度を許容温度以下に維持することができず、機器における性能低下、警報発生、部品破壊等が起こるリスクがある。
【0006】
また、ラックの冷却性能を標準的に規定することができないことから、機器を冷却した後の排気が滞留し、空調のレタンに乗らず、その部分の温度がだんだんと高温となり、周囲の他の機器の給気に悪影響を与えることがある。この面でも、機器における性能低下、警報発生、部品破壊等が起こるリスクがある。
【0007】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、ラックに複数の高発熱機器が混載された場合でも、ラックでの適切かつ効率の良い冷却性能を確保して各機器の安全を保つことができるファンユニット装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明のファンユニット装置は、複数の機器が載置された複数台のラックを二重床上に設置するとともに、その二重床の内部空間を通して室内に冷却用空気を供給する空調システムにおいて、前記二重床の内部空間の前記複数台のラックと対応する位置にそれぞれ設けられ、その二重床の内部空間の冷却用空気を前記複数台のラックの高温部にそれぞれ供給する複数の給気側ファンユニットと、前記複数台のラックまたはその近傍に設けられ、対応するラックの高温部の空気を前記冷却用空気の供給源である空調機のレタンルートにそれぞれ供給する複数の排気側ファンユニットと、を備えている。そして、各給気側ファンユニットは、前記二重床の内部空間に設けられた給気側ユニット本体と、この給気側ユニット本体内の空気を対応するラックの高温部に導くための給気側ダクトと、前記二重床の内部空間の冷却用空気を前記給気側ユニット本体内に吸い込みその吸い込み空気を前記給気側ダクトに供給する給気側ファンとを備える。各排気側ファンユニットは、排気側ユニット本体と、対応するラックの高温部の空気を前記排気側ユニット本体内に導くための第1の排気側ダクトと、前記排気側ユニット本体内の空気を前記冷却用空気の供給源である空調機のレタンルートに導くための第2の排気側ダクトと、前記第1の排気側ダクトを通して前記排気側ユニット本体内に空気を吸い込みその吸い込み空気を前記第2の排気側ダクトに供給する排気側ファンとを備える。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【0015】
図1において、1は機械室で、基礎床面(スラブ)1a、壁面1b、および天井面1cで囲まれている。基礎床面1aには後述の多数本の支持脚6を介して床面2が支持され、いわゆる二重床が形成されている。この二重床の内部空間(以下、二重床下チャンバと称する)3に、空調用空気(冷却用空気)を通したり、機器の配線ケーブルを通すことが可能となっている。
【0016】
床面2には、空調機4および複数台のラック5が設置されている。空調機4は、機械室1内の空気を上部吸込口から吸い込んで冷却し、その冷却後の空気(冷気)を冷却用空気として下部吹出口から送出する。この空調機4の下部吹出口から送出される冷却用空気は、床面2を通して二重床下チャンバ3に供給される。二重床下チャンバ3に供給された冷却用空気は、二重床下チャンバ3内を流れ、床面2の通気孔2aを通して機械室1内に供給される。
【0017】
各ラック5は、機器載置用の複数段の棚板を上下方向に配設したもので、側壁は無く、機械室1の空間に対する良好な通気性を有している。
【0018】
これらラック5の棚板に、図2に示すように、多数台の電気機器Aが載置されている。各電気機器Aは、回路基板B、この回路基板Bに装着された電子部品C、この電子部品Cに風を送る冷却用ファンFを備えている。冷却用ファンFの取付位置および送風方向については、機器ごとに多様である。
【0019】
なお、図2は各ラック5およびその周辺部の構成を正面側から見たもので、その図2を側方から見た構成が図3である。
【0020】
したがって、二重床下チャンバ3から機械室1内に供給される冷却用空気は、機械室1の空間を冷却するとともに、各ラック5における各電気機器Aに取り込まれて回路基板Bおよび電子部品Cを冷却する。冷却後の空気は、冷却用空気の供給源である空調機4の上部吸込口に吸い込まれる。この空調機4の上部吸込口に向かう空気の流路を一般にレタンルートと称している。
【0021】
このような空調システムにおいて、二重床下チャンバ3に給気側ファンユニットが設けられ、機械室1に排気側ファンユニットが設けられている。
【0022】
まず、給気側ファンユニットは、二重床下チャンバ3の冷却用空気をラック5の所定個所に供給するもので、図2および図3に示すように、支持脚6にブラケット7を介して支持された給気側ユニット本体10と、この給気側ユニット本体10内の空気をラック5の所定個所に導くための給気側ダクト11と、二重床下チャンバ3の冷却用空気を給気側ユニット本体10内に吸い込みその吸い込み空気を給気側ダクト11に供給する給気側ファン12とを備えている。
【0023】
給気側ダクト11は、床面2を通り、連接状態の各ラック5のうち、1つのラック5の所定個所まで延設されている。所定個所として、ラック5内の熱気が滞留し易くて高温状態となる個所(以下、高温部と称する)Xが選定される。
【0024】
給気側ダクト11とラック5との間には、支持用の複数のブラケット8が設けられている。
【0025】
一方、排気側ファンユニットは、ラック5の所定個所の空気を空調機4のレタンルートに供給するためのもので、連接状態の各ラック5のうち1つのラック5の天井面に設けられた排気側ユニット本体20と、ラック5の所定個所の空気を排気側ユニット本体20内に導くための排気側ダクト(第1の排気側ダクト)22と、排気側ユニット本体20内の空気を空調機4のレタンルートに導くための排気側ダクト(第2の排気側ダクト)21と、排気側ダクト22を通して排気側ユニット本体20内に空気を吸い込みその吸い込み空気を排気側ダクト21に供給する排気側ファン23とを備えている。
【0026】
排気側ダクト22の給気口は、ラック5の所定個所として、ラック5内の熱気が滞留し易くて高温状態となる個所、たとえば上記給気側ダクト11の延設位置と同じ高温部Xに対向されている。
【0027】
つぎに、上記の構成の作用について説明する。
【0028】
各ラック5に載置された各電気機器Aは、二重床下チャンバ3から機械室1に導かれる冷却用空気をそれぞれの冷却用ファンFの運転によって吸い込み、回路基板Bおよび電子部品Cを冷却する。この冷却後の高温空気がラック5の空間を介して機械室1の空間に放出される。放出された高温空気は、機械室1の空間を流れて空調機4に吸い込まれ、そこで再び冷却されて二重床下チャンバ3に供給される。
【0029】
この場合、各電器機器Aから放出される高温空気の一部がラック5の所定個所に滞留してそこに高温部Xが形成されることがある。
【0030】
ただし、二重床下チャンバ3の冷却用空気が給気側ユニット本体10に吸い込まれ、それが給気側ダクト11を通ってその先端11aから高温部Xに向け吹き出される。吹き出された冷却用空気は、高温部Xの滞留空気を冷却および攪拌するとともに、高温部Xの付近の電器機器Aに吸い込まれる。
【0031】
こうして、二重床下チャンバ3の冷却用空気がラック5の高温部Xに対して直接的に供給されることにより、高温部Xの温度を強制的に下げることができる。
【0032】
したがって、ラック5における適切かつ効率の良い冷却性能が確保され、高温部Xの付近の電気機器Aはもちろん、全ての電気機器Aにおける回路基板Bおよび電子部品Cの異常温度上昇を防ぐことができる。これにより、各電気機器Aにおける性能低下、警報発生、部品破壊等を回避することができる。
【0033】
また、ラック5の高温部Xの空気は排気側ユニット本体20に吸い込まれ、その吸い込み空気が排気側ダクト21によって空調機4のレタンルートに直接的に供給される。この強制排気により、高温部Xの温度が低下する。空調機4の冷房能力を有効に活用することにもなり、空調機4の運転効率が向上する。
【0034】
仮に、上記給気側ファンユニットによる強制空気が無い場合でも、この排気側ファンユニットの強制排気により、ラック5における適切かつ効率の良い冷却性能が確保され、高温部Xの付近の電気機器Aはもちろん、全ての電気機器Aにおける回路基板Bおよび電子部品Cの異常温度上昇を防ぐことができる。これにより、各電気機器Aにおける性能低下、警報発生、部品破壊等の不具合を回避することができる。
【0035】
なお、排気側ダクト22の給気口の対向位置は、給気側ダクト11の延設位置に一致させる必要はなく、各ラック5における熱気の滞留状況を考慮して適宜に選定すればよい。
【0036】
図4の例では、各ラック5のうち、中央位置のラック5の高温部Xに排気側ダクト22の給気口が対向され、左側位置のラック5の高温部Xまで給気側ダクト11が延設されている。この場合、中央位置のラック5の高温部Xは、排気側ファンユニットによって強制的に冷却される。左側位置のラック5の高温部Xは、給気側ファンユニットによって強制的に冷却される。
【0037】
排気側ユニット本体20の取り付け位置については、ラック5の天井面に限らず、ラック5の近傍の例えば床面2上であってもよく、要はラック5内の熱気が滞留し易い個所の空気を取り込むことができればどこでもよい。
【0038】
また、上記実施形態では、空調機4を各ラック5と同じ機械室1に設置したが、二重床下チャンバ3および機械室1を通して空気の循環経路が形成されるのであれば、機械室1とは別の場所に空調機4を設置してもよい。
床面2において、各ラック5の真下位置にも通気孔2aを形成し、二重床下チャンバ3の冷却用空気を各ラック5の底部に導く構成としてもよい。
冷却用空気を給気側ユニット本体10の側面部から取り込んで上方に供給する構成としたが、図5に示すように、冷却用空気を給気側ユニット本体10の下面部から取り込んで上方に供給する構成としてもよい。
排気側ユニット本体20の形状については、箱形に限らず、図6に示すように、ダクト21,22と連なって屈曲するダクト形としてもよい。
その他、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上述べたようにラックに複数の高発熱機器が混載された場合でも、ラックでの適切かつ効率の良い冷却性能を確保して各機器の安全を保つことができるファンユニット装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態に係る機械室の構成を断面して示す図。
【図2】同実施形態の構成を正面から見た図。
【図3】図2の構成を側方から見た図。
【図4】同実施形態の変形例の構成を示す図。
【図5】同実施形態における給気側ユニット本体の変形例を示す図。
【図6】同実施形態における排気側ユニット本体の変形例を示す図。
【符号の説明】
1…機械室、2…床面、3…二重床下チャンバ(二重床の内部空間)、4…空調機、5…ラック、A…電気機器、B…回路基板、C…電子部品、F…送風用ファン、10…給気側ユニット本体、11…給気側ダクト、12…給気側ファン、20排気側ユニット本体、21,22…排気側ダクト、23…排気側ファン

Claims (1)

  1. 複数の機器が載置された複数台のラックを二重床上に設置するとともに、その二重床の内部空間を通して室内に冷却用空気を供給する空調システムにおいて、
    前記二重床の内部空間の前記複数台のラックと対応する位置にそれぞれ設けられ、その二重床の内部空間の冷却用空気を前記複数台のラックの高温部にそれぞれ供給する複数の給気側ファンユニットと、
    前記複数台のラックまたはその近傍に設けられ、対応するラックの高温部の空気を前記冷却用空気の供給源である空調機のレタンルートにそれぞれ供給する複数の排気側ファンユニットと、
    を具備し
    前記各給気側ファンユニットは、前記二重床の内部空間に設けられた給気側ユニット本体と、この給気側ユニット本体内の空気を対応するラックの高温部に導くための給気側ダクトと、前記二重床の内部空間の冷却用空気を前記給気側ユニット本体内に吸い込みその吸い込み空気を前記給気側ダクトに供給する給気側ファンとを備え、
    前記各排気側ファンユニットは、排気側ユニット本体と、対応するラックの高温部の空気を前記排気側ユニット本体内に導くための第1の排気側ダクトと、前記排気側ユニット本体内の空気を前記冷却用空気の供給源である空調機のレタンルートに導くための第2の排気側ダクトと、前記第1の排気側ダクトを通して前記排気側ユニット本体内に空気を吸い込みその吸い込み空気を前記第2の排気側ダクトに供給する排気側ファンとを備える、
    ことを特徴とするファンユニット装置。
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