JP5194321B2 - 電子機器収納ラック群の冷却装置、システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータやネットワーク機器等の電子機器を収納する電子機器収納ラック群の冷却装置に関し、特に、電子機器収納ラックの列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置に関する。

データセンター等の電算機室に収容されるコンピュータまたはネットワーク機器等の電子機器においては、その高密度化や設置スペースの縮小による小型化が進められ、電子機器の温度上昇はシステムトラブルに直結するため、これら電子機器の発熱問題に対処することがますます重要になってきている。また、電算機室の中において、空気調和装置の吹き出し口の位置、強さ、向きや、床下空間でのケーブルの引き回し状態、そして、コンピュータ等の使用状態などにより、暖気や冷気の偏りが生ずることがある。このような電算機室の中において温度の偏りがある場合、電算機室全体を冷却するよりも、暖気の偏りがある部分や発熱量の多い電子機器／ラック（ホットスポット）を局所的に冷却した方が、冷却効率がよいことが知られている。

このような対策を行った先行技術として、特許文献１がある。
具体的には、通信機器を搭載したラックのラック列間の通路空間部，ラック列間の通路空間部の上方に局所冷却装置を設置し、ラックの側面に開口部を設け，ラックの上部に送風機を設け、局所冷却装置からの低温の空調空気が開口部内からラック内に取り入れられ、通信機器からの排熱が局所的に処理される構成が開示されている。

さらに、コンピュータ等の使用状態が変化することにより、ホットスポットが時間により変化することがある。例えば、銀行のシステムは昼間によく使われ発熱し、インターネットのオンラインショップのシステムは夜間によく使われ発熱する如くである。

このような問題に対する対策を行った先行技術として、特許文献２がある。
具体的には、制御開始に伴いタイマーカウントが開始され、所定のインターバルで、各風向パターンで一定時間、順次運転試行され、この間、温度センサによる温度計測が行われ、さらに各風向パターンについて温度分散値が演算され、その演算結果に基づき、分散値が最小の風向パターンを選択して運転が継続され、さらに、選択した風向パターンについて、最高温度が設定温度以内に収まっているか否かが判定され、この範囲から外れているときは冷房能力を増減させて、設定温度に近づける制御を行う構成が開示されている。

特開２００２−１５６１３６号公報 特開２００９−２６４５９８号公報

特許文献１の先行技術は、電算機室全体ではないが、電子機器を収納するラックの列の間に形成された冷気通路の単位で冷却するための冷却装置であり、床下空間でのケーブルの引き回し状態やコンピュータ等の使用状態などにより、電子機器収納ラック単位でホットスポットが生じた場合には対応できない。

また、特許文献２の先行技術は、冷却装置が冷気通路での特定の領域を分担する冷却システムが開示されているが、その領域の間に仕切りがあるわけではなく、冷却通路内で空気の流れがある場合にはその分担領域は曖昧なものとなり、また、時間によりホットスポットが移動する場合に、領域内の温度分散値の演算結果に基づき風向パターンを制御しても、急激な変化には対応できないし、特に、冷却装置と同じ側のラック列にある電子機器収納ラックに対する冷却は効果的、効率的であるとは言えない。

しかし、近年これら電子機器の使用時における発熱量自体及びその変化はますます大きくなってきており、特に最近環境意識の高まりから、そのような局所的なホットスポットの変化にも対応できる、より効果的、効率的な電子機器の冷却手法が求められている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却する装置、システム及び方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群を冷却する冷却装置であって、該冷却装置は、前記電子機器収納ラックの間又は前記列の端に配置され、前記暖気通路から前記冷気通路へ空気の流れを生ぜしめるファンと、前記暖気通路の暖気を冷気にする熱交換器と、前記冷気通路に面し、前記冷気通路へ放出する前記冷気の放出方向を規定する第一羽板と、前記冷気通路を挟み対向する少なくとも一つの前記電子機器収納ラックの温度を監視する赤外線センサと、前記赤外線センサから得られた前記温度を基に、前記第一羽板の向きを制御する放出方向制御部と、を備え、前記放出方向制御部は、前記赤外線センサにより監視される前記電子機器収納ラックの中の特定の電子機器収納ラックの方向へ前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御し、前記特定の電子機器収納ラックは、前記監視される電子機器収納ラックの中の前記最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックと二番目に高い前記温度を有する電子機器収納ラックであり、前記放出方向制御部は、２つの系統を有し、一の系統の第一羽板は前記最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックの方向へ、他の系統の第一羽板は二番目に高い前記温度を有する電子機器収納ラックの方向へ、前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御し、さらに、前記ファンからの風量を前記一の系統の第一羽板と前記他の系統の第一羽板に振り分けるフラップを備える仕切り板と、前記仕切り板のフラップの方向を制御するフラップ制御部を備え、前記フラップ制御部は、前記ファンから放出された風量の過半を前記一の系統の第一羽板へ、残りを前記他の系統の第一羽板へ、振り分けることを特徴とする冷却装置が提供される。
この構成によれば、冷却装置が対象とする電子機器収納ラックの中で発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。さらに、この構成によれば、冷却装置が対象とする電子機器収納ラックの中で発熱量が二番目に多い電子機器収納ラックにも冷気を供給しつつ、発熱量の最も多い電子機器収納ラックにより多くの風量を与えることにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。

また、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群を冷却する冷却装置であって、該冷却装置は、前記電子機器収納ラックの間又は前記列の端に配置され、前記暖気通路から前記冷気通路へ空気の流れを生ぜしめるファンと、前記暖気通路の暖気を冷気にする熱交換器と、前記冷気通路に面し、前記冷気通路へ放出する前記冷気の放出方向を規定する第一羽板と、前記冷気通路を挟み対向する少なくとも一つの前記電子機器収納ラックの温度を監視する赤外線センサと、前記赤外線センサから得られた前記温度を基に、前記第一羽板の向きを制御する放出方向制御部と、を備え、前記放出方向制御部は、前記赤外線センサにより監視される前記電子機器収納ラックの中の特定の電子機器収納ラックの方向へ前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御し、さらに、前記冷却装置の隣の電子機器収納ラックに対する電力センサ又は電流センサと、前記暖気通路に面し、前記暖気の吸引方向を規定する第二羽板と、前記電力センサ又は電流センサから得られた電力値又は電流値を基に、前記第二羽板の向きを制御する吸引方向制御部と、を備え、前記吸引方向制御部は、前記冷却装置の隣の電子機器収納ラックの内、より高い前記電力値又は電流値を有する電子機器収納ラックの方から前記暖気を吸引するように第二羽板の向きを制御することを特徴とする冷却装置が提供される。
この構成によれば、冷却装置が対象とする電子機器収納ラックの中で発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。さらに、この構成によれば、暖気通路側のより電力等を使用している電子機器収納ラック側からより多くの暖気を吸引することにより、暖気の冷気通路側への回り込み等を防ぐことができ、そのようにして生じるホットスポットの解消に寄与することができる。

また、前記特定の電子機器収納ラックは、前記監視される電子機器収納ラックの中の最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックであり、前記放出方向制御部は、前記最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックの方向へ前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御することを特徴としてもよい。
この構成によれば、冷却装置が対象とする電子機器収納ラックの中で発熱量の最も多い電子機器収納ラックを集中的に冷却することにより、周囲への影響を最小限に抑え、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。

また、さらに、前記ファンの風量の制御を行う風量制御部を備えることを特徴としてもよい。
この構成によれば、より効果的、効率的な冷却が可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、上記の冷却装置を用い、冷気通路の両側にある電子機器収納ラック群を冷却するシステムであって、一の前記冷却装置は、該一の前記冷却装置が監視する前記冷気通路を挟み対向する前記電子機器収納ラックであって、前記冷却装置が放出する冷気が前記冷却装置の第一羽板の向きの変化により到達する領域にある前記電子機器収納ラックを冷却対象とし、前記冷却装置は、前記領域が、前記冷気通路において重複せずかつ隙間がないように、前記冷気通路の両側にある前記電子機器収納ラック列に配置されることを特徴とする前記電子機器収納ラック群を冷却するシステムが提供される。
この構成によれば、発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却し、また発熱量の変化にも対応し、冷却装置からの冷気が衝突せず、かつ満遍なく、電子機器収納ラック群を冷却するシステムを提供することが可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、上記の冷却装置を用い、冷気通路の両側にある電子機器収納ラック群を冷却する方法であって、一の前記冷却装置は、該一の前記冷却装置が監視する前記冷気通路を挟み対向する前記電子機器収納ラックであって、前記冷却装置が放出する冷気が前記冷却装置の第一羽板の向きの変化により到達する領域にある前記電子機器収納ラックを冷却対象とし、前記冷却装置は、前記領域が、前記冷気通路において重複せずかつ隙間がないように、前記冷気通路の両側にある前記電子機器収納ラック列の中に配置され、前記冷却装置は、該冷却装置が監視する前記電子機器収納ラックの中の特定の電子機器収納ラックの方向へ冷気を放出し、前記監視する電子機器収納ラックを冷却することを特徴とする前記電子機器収納ラック群を冷却する方法が提供される。
この構成によれば、発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却し、また発熱量の変化にも対応し、冷却装置からの冷気が衝突せず、かつ満遍なく、電子機器収納ラック群を冷却する方法を提供することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。

本発明の冷却装置に係る第１実施形態を適用した、電算機室における空気の流れを説明する(a)平面図、(b)断面図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態を適用した冷却システムを示す平面図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態の、(a)正面図、(b)背面図、(c)側面図、(d)上面図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態の立断面図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態の斜視図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態における、第一羽板の制御を示すフローチャート。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態における、第二羽板の制御を示すフローチャート。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態における、(a)第一羽板が冷気を放出するところを示した図、(b)第二羽板が暖気を吸引するところを示した図、(c)平断面図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態における熱交換器の詳細図。 本発明の冷却装置に係る第１実施形態におけるファンの詳細図。 本発明の冷却装置に係る第２実施形態における、(a)第一羽板が冷気を放出するところを示した図、(b)平断面図。 従来技術を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図。

以下では、図面を参照しながら、本発明の各実施形態に係る装置等について説明する。
まず、図１１に基づき、従来の技術を用いた電算機室における空気の流れを説明する。図１１(a)は電算機室の平面図、図１１(b)は電算機室の立面の断面図である。
電算機室３０には、空気調和システム３４が備えられ、電算機室３０全体を冷却している。特に、空気調和システム３４で冷却された冷気は、電子機器や電子機器収納ラックを設置する床３１の下の床下空間３３に吹き出され、この床下空間３３に冷気が正圧をもって充満する。したがって、冷気は床開口部３２から上方に吹き出すことになる。

また、電算機室３０の中では、電子機器収納ラック２１は、室内で当ラックを効率よく配置するために、列をなし配置される。電子機器収納ラック２１は、通常その前面から冷気を吸入し、背面から電子機器などにより温められた暖気を排出する。したがって、列をなし配置された電子機器収納ラック２１からなる電子機器収納ラック群２０は、互いが平行になるように配置される際、各電子機器収納ラック２１の冷却効果を高めるため、冷気が吹き出す床開口部３２がある通路に対して前面を向けて両側に配置される。そうすると、暖気を排出する電子機器収納ラック２１の背面側も、隣の電子機器収納ラック群２０の電子機器収納ラック２１の背面側と向き合うように配置されることとなる。その結果、電算機室３０では、冷気が吹き出す床開口部３２がある通路、すなわち、冷気通路２と、両側の電子機器収納ラック群２０が暖気を排出する暖気通路３とが交互に現れることになる。

暖気通路３に排出された暖気は上昇し、電算機室３０の天井付近に到達した後、空気調和システム３４が、壁面の上部辺りや天井の開口部（図示せず）などから暖気を吸入し、冷却することにより、再度冷気となって電算機室３０内を循環させる。
このように、冷気通路と暖気通路を明確に分けると冷気と暖気が混合されることが少なくなるので、空気調和システムを使って冷却した空気を効率よく電子機器に供給できる。

しかし、電子機器の高密度化により発熱量が大きくなった場合、電算機室３０を冷却する空気調和システム３４の空調能力を増強することは容易なことではない。また、暖気通路３と冷気通路２を分けたといえ、暖気が冷却通路２に侵入したり、冷気が電子機器収納ラック２０を冷却せず空気調和システム３４に吸入されたりし、冷却効率を低下させることがある。さらに、コンピュータ等の使用状態の変化に伴う、ホットスポットの位置の動的な変化が起こる場合、電算機室全体を冷却する静的な空気調和システムでは対応できない。

＜第１実施形態＞
説明の便宜上、図７の説明から始める。図７は、第１実施形態における、正面から冷気を放出するところを示した図(a)と、背面から暖気を吸引するところを示した図(b)と、(a)と(b)内のcにおける断面図(c)である。冷却装置１の正面側には、正面ドア１２があり、その正面ドア１２には冷気吹出開口部１０が備えられている。その冷気吹出開口部１０を通して、第一羽板１６と赤外線センサ１９が、冷却装置１に備えられていることが見える。また、冷却装置１の背面側には、背面ドア１３があり、その背面ドア１３には暖気吸引開口部１１が備えられており、その暖気吸引開口部１１を通して、第二羽板１７が、冷却装置１に備えられていることが見える。

(c)では、第一羽板１６が、左方向に向けられ、第二羽板１７が、右方向に向けられている。従って、暖気通路３からより多く暖気４２が右方向からファン１４により吸引され、内部では図示するような空気の流れ４０となり、暖気４２が熱交換器１５を通過するときに冷却され、そして、冷気通路２へより多くの冷気４１が左方向に放出される。(b)においては、左方向から暖気４２が吸引され、(a)においては、冷気４１が左方向へ放出しているところを表わしている。なお、フラップ１８は、本実施形態では、空気の流れる方向に真っ直ぐの状態を保持している。

本図では、第１実施形態における、第一羽板１６を正面視で左方向へ最大限向けた時の様子を表わしており、後で詳述するように、第一羽板１６に取り付けられた赤外線センサ１９は、第一羽板１６と共に正面視で左方向と右方向の間を行ったり来たりし、冷却通路２を挟み対向する電子機器収納ラック２１の温度をセンスする。本実施形態においては、第一羽板１６は、左側に約４０度、右側に約３０度向けることができ、全体での視野角は約７０度である。もちろん、これらの角度はこれに限定されるものではなく、この角度がどのように定められるかは後述する。

また、本図では、第１実施形態における、第二羽板１７を正面視で左方向へ最大限向けた時の様子を表わしており、後で詳述するように、第一羽板１７は、両隣等の電子機器収納ラックの内より発熱量が高いと想定される電子機器収納ラックの方向からより多くの暖気を吸引するために、正面視で左方向と右方向の間を行ったり来たりする。本実施形態においては、第二羽板１７は、左右同角に約４５度ずつの視野角がある。もちろん、これらの角度はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の第一実施形態の冷却装置１を適用した電算機室３０における空気の流れを説明する平面図(a)と断面図(b)である。空気調和システム３４が冷却した冷気を床下空間３３に吹き出す結果、冷気は床開口部３２から上方に吹き出し、冷気通路２を形成するところは、図１１と同じである。また、そのような冷気通路２と暖気通路３が交互に現れるところも同じである。

(a)に示されているように、第一実施形態の冷却装置１は、電子機器収納ラック２１の列の中、又はその列の端に、電子機器収納ラック３台に１台の割合で配置されている。また、後述するように、１つの冷却通路２を挟んで対向する２つの電子機器収納ラック列の間では、冷却装置１は、対向する列中の冷却装置１とは互いに正面に来ないようにずらして配置されている。

(b)に示されているように、中央にある１つの冷却通路２を挟んで対向する２つの電子機器収納ラック列（二点鎖線で囲まれた所）について見ると、床開口部３２から吹き出された冷気は、右側の電子機器収納ラック列の電子機器収納ラック２１から吸引され、その電子機器収納ラック列の右側にある暖気通路３へその電子機器収納ラック２１により暖められた暖気が放出される。また、左側の電子機器収納ラック列の冷却装置１は、その電子機器収納ラック列の左側にある暖気通路３の暖気を吸引し、冷却した後、対向する右側の電子機器収納ラック列の電子機器収納ラック２１に向けて、冷却通路２に冷気を放出する。

図２は、第１実施形態の冷却装置１を電算機室３０に適用した冷却システムを示す平面図であり、図１(a)の二点鎖線で囲まれた所を拡大したものである。両側の電子機器収納ラック列にある冷却装置１は、互いにずらされて配置されている。また、上述のように、冷却装置１は、冷却通路２に向けて、ある視野角で冷気を放出することができるので、対向する３台の電子機器収納ラック２１に対して冷気を放出することができる。ある視野角は、冷気通路２の巾を離れてある、対向する３台の電子機器収納ラックの合計巾により定められ、本実施形態では、上述のように、右側約３０度、左側約４０度で、合計約７０度の視野角である。本実施形態では３台であるが、一台の冷却装置１が分担できる電子機器収納ラック２１の台数は、冷却装置１の冷気を放出する視野角、冷気の到達距離の能力、冷気通路巾などから決められるので、もちろん３台に限定されるものではない。

特定の１台の冷却装置１００について注目すると、この冷却装置１００は、３台の電子機器収納ラック２１０、２１１、２１２を担当し、後述する方法により、この３台の中で最も高い温度を有する電子機器収納ラックに向けて冷気を放出する。従って、冷却装置１が担当とする電子機器収納ラック２１０、２１１、２１２の中で発熱量の多い電子機器収納ラック、例えば２１０を、局所的に冷却することができ、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。

また、時間が経過し、電子機器収納ラック２１０が冷却され、例えば電子機器収納ラック２１２の発熱量が多くなった場合には、冷却装置１は、そのことをセンスし、電子機器収納ラック２１２に向けて冷気を放出することができる。従って、電子機器収納ラックの発熱量の変化にも対応することにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。

このように、一台の冷却装置１は、３台の電子機器収納ラックを分担し、互いの電子機器収納ラック列の冷却装置１がずれされて配置されているので、図２に示す冷却通路２を、一つの領域が重複せずかつ隙間がないように、上底が冷却装置１の巾、下底が３台の電子機器収納ラックの巾、高さが冷気通路１の巾である、台形状に分割されている（r1〜r8）。上述の冷却装置１００、電子機器収納ラック２１０、２１１、２１２の例では、これらは台形r3を形成している。このようにすることで、冷却装置１からの冷気が衝突せず、かつ満遍なく、電子機器収納ラック群を冷却するシステムを提供することが可能となる。また、風のカーテン効果により冷気通路内のこれらの領域を跨る熱の移動が抑えられる効果もある。

なお、電子機器収納ラック列の端にある冷却装置１は、電子機器収納ラック列の端の位置を列間で一致させるため、分担する電子機器収納ラックの台数は調整される（本実施形態では、２台である）。

また、本実施形態における冷却装置１は、暖気通路３に面する背面側から暖気を吸引する。この際、より高い暖気が存在するホットスポットから暖気を吸引することにより、ホットスポットの解消に寄与することができる。例えば、冷却装置１００の両側にある電子機器収納ラック２１３と２１４の内、電子機器収納ラック２１３の方がより電力や電流を使用している場合、電子機器収納ラック２１３の方向からより多くの暖気を吸引することで、電子機器収納ラック２１３辺りでの暖気の冷気通路側の回り込みを防止することができる。詳しくは、後述する。

図３は、本実施形態の、(a)正面図、(b)背面図、(c)側面図、(d)上面図である。冷気通路に面する方を正面、暖気通路に面する方を背面とする。正面には、正面ドア１２に冷気吹出開口部１０が、背面には、背面ドア１３に暖気吸引開口部１１が備えられている。側面は、電子機器収納ラック２１と接するか、電子機器収納ラック列の端として現れる。なお、冷却装置１の高さや奥行き（側面部の巾）は、規格化された電子機器収納ラックに適合することが望ましい。冷却装置１の巾（正面ドア１２及び背面ドア１３の巾）は、冷却装置１の冷却能力などに応じて決定される。

図４は、第１実施形態の、図３内の４の断面における断面図である。背面ドア１３のすぐ裏には第二羽板１７が備えられ、暖気を吸引する方向を規定する。なお、この規定は、後述の吸引方向制御部１６１により行われる。第二羽板１７のさらに奥には（図視左横には）、ファン１４が６台縦に備えられている。ファン１４の詳細は図９に示されているように、ブロアーファンが用いられているが、これに限定されるものではない。このファン１４が暖気通路３側から冷気通路２側への空気の流れを作る。ファン１４の台数や大きさは、冷却装置１の冷却能力などに応じて決定される。通常、ホットスポットは暖気通路３内の上の方に生ずることが多いので、冷却装置１内の上方のファン１４の送風能力を増強してもよい。

ファン１４のさらに奥には（図視左横には）、熱交換器１５が備えられている。熱交換器１５は、冷却装置１を通過する暖気を漏らさず冷気とするために、冷却装置１内部の全高さ、全巾に亘っている。熱交換器１５の詳細は図８に示されているように、高い冷却能力を得るために水冷式であり、水冷用パイプ３５により水が供給され、大きな冷却能力を持たせるためほぼ前面に亘りラジエータ１５１が備えられている。もちろん、これは冷媒式であってもよい。なお、本実施形態では、ファン１４の奥に（図視左横に）熱交換器１５が備えられているが、逆に、第二羽板１７の奥に熱交換器１５が備えられ、その奥にファン１４が備えられてもよい。

熱交換器１５のさらに奥には（図視左横には）、フラップ１８が備えられている。本実施形態では、空気の流れる方向に真っ直ぐの状態を保持している。なお、フラップ１８の制御は、フラップ制御部１６１により行われる。

フラップ１８のさらに奥（図視左横）、即ち、正面ドア１２のすぐ裏には、第一羽板１６が備えられ、冷気を放出する方向を規定する。第一羽板１６の下方奥に備えられた放出方向制御部１６１が、この規定を制御する。詳細は後述する。

図５は、本実施形態の正面側から見た斜視図である。正面ドア１２の冷気吹出開口部１０の奥に、第一羽板１６が備わっているのが見える。

図６ａは、本実施形態における、放出方向制御部１６１による、第一羽板１６の制御を示すフローチャートである。なお、フローチャートにおいて、「Ｓ」は各処理のステップを示すものとする。

まず、冷却装置１の電源をオンにする（Ｓ１００）と、第一羽板１６の初期の位置決めをする制御を行う（Ｓ１０２）。この制御の前提として、センシングする際の視野角の設定（本実施形態では、センター位置を基準角度として、右３０度、左４０度程度の範囲）、分解能の設定（センシングするポイント数、角度）、センシングの間隔時間の設定（例えば、１０分に１回など）などを行う（Ｓ１０４）。

次に、冷気通路２を挟み対向する、この冷却装置１が分担する電子機器収納ラック２１を、設定された視野角に亘り、第一羽板１６に備えられた赤外線センサ１９により赤外線センシングを行い、電子機器収納ラック２１の放射エネルギーの測定を行う（Ｓ１０６）。例えば、本実施形態では、センシングポイント数はn、センシング設定角度はzz度として、放射エネルギー測定を行うと、
３０°＋ ４０°= zz°× n
の関係が成り立つ。

なお、本実施形態では、動作モードが２つあり、動作モード００をPeakCooling，動作モード０１をPIDCoolingとする（Ｓ１０８）。動作モード００では、最大測定値を検出し、その測定場所の確定を行う（Ｓ１１８）。即ち、測定結果m1,m2・・・・mnの中から最大値を検出し、初期からどの角度で測定した場所かを求める。そして、その測定位置方向に冷気を放出するため、第一羽板１６を制御する（Ｓ１２０）。一旦、第一羽板１６の向きが定まったら、設定されたセンシングの間隔時間待つ（Ｓ１１６）。

また、動作モード０１では、まず、左と右側の測定値の平均値を算出する（Ｓ１１０）。具体的には、第一羽板１６の現在位置を基準とし、その位置より左側の測定平均値XXと右側の測定平均値YYを算出する。そして、ＰＩＤ制御によりスムーズに目標値に近づけることが出来る様に操作量を計算する（Ｓ１１２）。その計算された操作量に基づき、第一羽板１６の向きを制御する（Ｓ１１４）。一旦、第一羽板１６の向きが定まったら、設定されたセンシングの間隔時間待つ（Ｓ１１６）。

いずれの動作モードであっても、設定されたセンシングの間隔時間待った後、次のサイクルの電子機器収納ラック２１の放射エネルギーの測定を行う（Ｓ１０６）。この繰り返しにより、冷却装置１が分担する電子機器収納ラック２１に発熱量の変化があった場合には、それに追随して発熱量の大きな電子機器収納ラック２１に冷気を向けることが可能となり、発熱量の多い電子機器収納ラックを局所的に冷却しまた発熱量の変化にも対応することにより、全体として、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却する冷却システムを構築することが可能となる。

図６ｂは、本実施形態における、吸引方向制御部１６１による、第二羽板１７の制御を示すフローチャートである。まず、冷却装置１の電源をオンにする（Ｓ２００）と、第二羽板１７の初期の位置決めをする制御を行う（Ｓ２０２）。この制御の前提として、センシングの間隔時間の設定（例えば、１０分に１回など）などを行う（Ｓ２０４）。

次に、冷気装置１の両隣にある２台の電子機器収納ラック２１の電力値又は電流値をセンシングする。また、電子機器収納ラック列内の、この冷却装置１の左側及び右側にあるすべて又は一部の電子機器収納ラック群の電力値又は電流値をセンシングしてもよい。ここでは、後者について両隣３台ずつの測定を行う（Ｓ２０６）。この冷却装置１の左側にある電子機器収納ラック群の電力値又は電流値（x1,x2,x3）の総和をＰｘ、右側にある電子機器収納ラック群の電力値又は電流値（y1,y2,y3）の総和をＰｙとし、その比較を行う（Ｓ２０８）。ＰｘがＰｙより大きい場合、吸引方向制御部１６１は、第二羽板１７を左向きにする（Ｓ２１４）。逆に、ＰｙがＰｘより大きい場合、第二羽板１７を右向きにする（Ｓ２１６）。また、ＰｘとＰｙが等しい場合は、吸引方向制御部１６１は、第二羽板１７を中央に向くように制御する（Ｓ２１０）。

いずれの場合であっても、設定されたセンシングの間隔時間待った後、次のサイクルの電力値等の測定を行う（Ｓ２０６）。この繰り返しにより、冷却装置１の並びにある電子機器収納ラック２１の電力量等に変化があった場合には、それに追随して暖気を吸引する方向を変化させることにより、暖気の冷気通路側への回り込み等を防ぐことができ、そのようにして生じるホットスポットの解消に寄与することができることで、全体として、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却する冷却システムを構築することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態における、正面から冷気を放出するところを示した図(a)と、(a)内のbにおける断面図(b)である。冷却装置１Ａの正面側には、正面ドア１２Ａがあり、その正面ドア１２Ａには冷気吹出開口部１０Ａが備えられている。その冷気吹出開口部１０Ａを通して、第一羽板１６Ａと赤外線センサ１９が２系統、冷却装置１Ａに備えられていることが見える。なお、冷却装置１の背面側は、第１実施形態と同じである。

(b)では、第一羽板１６Ａが、中央を境に、左方向と右方向に向けられている。内部では、背面ドア１３から吸引されて冷却された空気の流れが、フラップ１８が図視右に向けられていることにより、左側の系統の第一羽板１６Ａの方へ曲げられ、より多くの冷気を送ることができる。また、冷気通路２へより多くの冷気４１が左方向に放出されることとなるとともに、右方向へも冷気４１を放出することができる。従って、冷却装置１Ａが分担する電子機器収納ラックの中で発熱量が二番目に多い電子機器収納ラックにも冷気を供給しつつ、発熱量の最も多い電子機器収納ラックにより多くの風量を与えることにより、効果的、効率的に電子機器収納ラック群を冷却することが可能となる。

本図では、第２実施形態における、一の系統の第一羽板１６Ａを正面視で左方向へ最大限向け、かつ、他の系統の第一羽板１６Ａを正面視で右方向へ最大限向けている様子を表わしている。第１実施形態と同様、第一羽板１６Ａは、赤外線センサ１９で冷却通路２を挟み対向する電子機器収納ラック２１の温度をセンスするため、正面視で左方向と右方向の間を行ったり来たりする。

本図においては、分担する電子機器収納ラックが３台であり、冷却装置１から見て最も左側にある電子機器収納ラックが最も発熱量が大きく、最も右側にある電子機器収納ラックが２番目に発熱量が大きい場合を想定して描かれており、一の第一羽板１６Ａは、最も左側にある電子機器収納ラックに向けてより多くの冷気を放出し、他の第一羽板１６Ａは、最も右側にある電子機器収納ラックに向けても残りの冷気を放出する。

仮に、３台ある電子機器収納ラックの内中央にある電子機器収納ラックが最も発熱量が大きい場合は、一の系統の第一羽板１６Ａは、正面に真っ直ぐに向けて冷気を放出することになる。

１ 冷却装置
２ 冷気通路
３ 暖気通路
１０ 冷気吹出開口部
１１ 暖気吸引開口部
１２ 正面ドア
１３ 背面ドア
１４ ファン
１５ 熱交換器
１５１ ラジエータ
１６ 第一羽板
１６１ 放出方向制御部、フラップ制御部、吸引方向制御部
１７ 第二羽板
１８ フラップ
１９ 赤外線センサ
２０ 電子機器収納ラック群
２１ 電子機器収納ラック
３０ 電算機室
３１ 床
３２ 床開口部
３３ 床下空間
３４ 空気調和システム
３５ 水冷用パイプ
４０ 空気の流れ
４１ 冷気
４２ 暖気
ｒ１〜ｒ８ 冷却装置が分担する領域

Claims (6)

1. 内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群を冷却する冷却装置であって、
   該冷却装置は、前記電子機器収納ラックの間又は前記列の端に配置され、
   前記暖気通路から前記冷気通路へ空気の流れを生ぜしめるファンと、
   前記暖気通路の暖気を冷気にする熱交換器と、
   前記冷気通路に面し、前記冷気通路へ放出する前記冷気の放出方向を規定する第一羽板と、
   前記冷気通路を挟み対向する少なくとも一つの前記電子機器収納ラックの温度を監視する赤外線センサと、
   前記赤外線センサから得られた前記温度を基に、前記第一羽板の向きを制御する放出方向制御部と、を備え、
   前記放出方向制御部は、前記赤外線センサにより監視される前記電子機器収納ラックの中の特定の電子機器収納ラックの方向へ前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御し、
   前記特定の電子機器収納ラックは、前記監視される電子機器収納ラックの中の前記最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックと二番目に高い前記温度を有する電子機器収納ラックであり、
   前記放出方向制御部は、２つの系統を有し、一の系統の第一羽板は前記最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックの方向へ、他の系統の第一羽板は二番目に高い前記温度を有する電子機器収納ラックの方向へ、前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御し、
   さらに、前記ファンからの風量を前記一の系統の第一羽板と前記他の系統の第一羽板に振り分けるフラップを備える仕切り板と、前記仕切り板のフラップの方向を制御するフラップ制御部を備え、
   前記フラップ制御部は、前記ファンから放出された風量の過半を前記一の系統の第一羽板へ、残りを前記他の系統の第一羽板へ、振り分けることを特徴とする冷却装置。
2. 内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群を冷却する冷却装置であって、
   該冷却装置は、前記電子機器収納ラックの間又は前記列の端に配置され、
   前記暖気通路から前記冷気通路へ空気の流れを生ぜしめるファンと、
   前記暖気通路の暖気を冷気にする熱交換器と、
   前記冷気通路に面し、前記冷気通路へ放出する前記冷気の放出方向を規定する第一羽板と、
   前記冷気通路を挟み対向する少なくとも一つの前記電子機器収納ラックの温度を監視する赤外線センサと、
   前記赤外線センサから得られた前記温度を基に、前記第一羽板の向きを制御する放出方向制御部と、を備え、
   前記放出方向制御部は、前記赤外線センサにより監視される前記電子機器収納ラックの中の特定の電子機器収納ラックの方向へ前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御し、
   さらに、前記冷却装置の隣の電子機器収納ラックに対する電力センサ又は電流センサと、
   前記暖気通路に面し、前記暖気の吸引方向を規定する第二羽板と、
   前記電力センサ又は電流センサから得られた電力値又は電流値を基に、前記第二羽板の向きを制御する吸引方向制御部と、を備え、
   前記吸引方向制御部は、前記冷却装置の隣の電子機器収納ラックの内、より高い前記電力値又は電流値を有する電子機器収納ラックの方から前記暖気を吸引するように第二羽板の向きを制御することを特徴とする冷却装置。
3. 前記特定の電子機器収納ラックは、前記監視される電子機器収納ラックの中の最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックであり、
   前記放出方向制御部は、前記最も高い前記温度を有する電子機器収納ラックの方向へ前記冷気を放出するように前記第一羽板の向きを制御することを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
4. さらに、前記ファンの風量の制御を行う風量制御部を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の冷却装置。
5. 請求項１乃至４いずれかに記載の冷却装置を用い、冷気通路の両側にある電子機器収納ラック群を冷却するシステムであって、
   一の前記冷却装置は、該一の前記冷却装置が監視する前記冷気通路を挟み対向する前記電子機器収納ラックであって、前記冷却装置が放出する冷気が前記冷却装置の第一羽板の向きの変化により到達する領域にある前記電子機器収納ラックを冷却対象とし、
   前記冷却装置は、前記領域が、前記冷気通路において重複せずかつ隙間がないように、前記冷気通路の両側にある前記電子機器収納ラック列に配置されることを特徴とする前記電子機器収納ラック群を冷却するシステム。
6. 請求項１乃至４いずれかに記載の冷却装置を用い、冷気通路の両側にある電子機器収納ラック群を冷却する方法であって、
   一の前記冷却装置は、該一の前記冷却装置が監視する前記冷気通路を挟み対向する前記電子機器収納ラックであって、前記冷却装置が放出する冷気が前記冷却装置の第一羽板の向きの変化により到達する領域にある前記電子機器収納ラックを冷却対象とし、
   前記冷却装置は、前記領域が、前記冷気通路において重複せずかつ隙間がないように、前記冷気通路の両側にある前記電子機器収納ラック列の中に配置され、
   前記冷却装置は、該冷却装置が監視する前記電子機器収納ラックの中の特定の電子機器収納ラックの方向へ冷気を放出し、前記監視する電子機器収納ラックを冷却することを特徴とする前記電子機器収納ラック群を冷却する方法。