JP5243094B2 - Rack air conditioning system - Google Patents

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Description

本発明は空調システムに係り、特に情報通信機械室におけるICT機器の冷却に好適なラック空調システムに関する。   The present invention relates to an air conditioning system, and more particularly to a rack air conditioning system suitable for cooling ICT equipment in an information communication machine room.

近年、情報通信(ICT)機器の高速化、大容量化、高密度化が急速に進んでいる。これらの機器は、米国IEA規格に準ずる19インチサーバラックに格納され、情報通信機械室(データセンタ)に収容されるのが一般的である。サーバラックは前面から冷気を吸込み、上面又は背面から排気するタイプが多く、各ラックは同方向を向けて横一列に配置される。機械室内には、このようなラック列が複数列、隣接する列の吸気面と吸気面、排気面と排気面とを対向させて配置される。ここに、吸気面に挟まれた通路は、二重床から冷気が供給されることからコールドアイルと呼ばれる。これに対し排気面に挟まれた通路は、ラックからの排気で温度が上がるためホットアイルと呼ばれる。
この場合、二重床からの冷気供給のみで室全体を均一に空調する従来の方式(アンビエント空調方式)では、ラックからの発熱の偏在によりコールドアイルに局所的な高温エリアが生じ、情報通信機器・装置の高温障害発生という問題が生じる。このような問題を解消すべく、局所冷却のためにコールドアイルの上方に空調機を設置する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
In recent years, information communication (ICT) devices are rapidly increasing in speed, capacity, and density. These devices are generally stored in a 19-inch server rack conforming to the US IEA standard and housed in an information communication machine room (data center). Server racks often take in cool air from the front and exhaust from the top or back, and each rack is arranged in a horizontal row in the same direction. A plurality of such rack rows are arranged in the machine room, the intake surfaces and the intake surfaces of adjacent rows, and the exhaust surfaces and the exhaust surfaces are opposed to each other. Here, the passage between the intake surfaces is called cold aisle because cold air is supplied from the double floor. On the other hand, the passage between the exhaust surfaces is called hot aisle because the temperature rises due to exhaust from the rack.
In this case, in the conventional method (ambient air conditioning method) that uniformly air-conditions the entire room only by supplying cold air from the double floor, a local high temperature area is generated in the cold aisle due to uneven distribution of heat from the rack, and information communication equipment・ The problem of high-temperature failure of the equipment occurs. In order to solve such a problem, a technique for installing an air conditioner above a cold aisle for local cooling has been proposed (for example, Patent Document 1).

図11は、この方式によるラック空調システム100を示すものであり、機械室101内のサーバラック列104a、104b間に形成されるコールドアイル105の上方に局所空調機102を設置する。これにより各サーバラックは、アンビエント空調機107により二重床空間106を介して供給される冷気、及び、局所空調機102により上方から供給される冷気により冷却されることになる。
一方、局所空調機を架列内に配置する方式もあり、特に、スペース効率向上等を図るため、サーバラックと同一モジュールとするラック型空調機も実用化されている。ラック型空調機は、吸排気の方向がラック2とは逆向き、すなわちホットアイル空間の高温排気を吸込み、コールドアイル側に冷却空気を吹き出すように配置される。
特開2003−166729号公報
FIG. 11 shows a rack air conditioning system 100 according to this method. A local air conditioner 102 is installed above a cold aisle 105 formed between server rack rows 104a and 104b in a machine room 101. Thus, each server rack is cooled by the cold air supplied from the ambient air conditioner 107 through the double floor space 106 and the cold air supplied from above by the local air conditioner 102.
On the other hand, there is a system in which local air conditioners are arranged in a row, and in particular, a rack type air conditioner having the same module as a server rack has been put into practical use in order to improve space efficiency. The rack type air conditioner is arranged so that the direction of intake and exhaust is opposite to that of the rack 2, that is, sucks high-temperature exhaust in the hot aisle space and blows out cooling air to the cold aisle side.
JP 2003-166729 A

しかしながら、ラック型空調機の配置によっても、ICT機器の使用状況により高温エリアは時間的に変化するため、常に規定温度に準じた均一な温度環境を維持することは困難である。
さらに、機械室空調は無人状態の運転制御を前提として設計されているため、保守作業等のため人が立ち入る場合の劣悪な作業環境が問題となる。
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、均一な温度環境を構築し、また、良好な作業環境を確保するラック空調システムを提供するものである。
However, even with the arrangement of the rack type air conditioners, the high temperature area changes with time depending on the usage status of the ICT equipment, so it is difficult to always maintain a uniform temperature environment according to the specified temperature.
Furthermore, since the machine room air conditioner is designed on the premise of unmanned operation control, a poor working environment when a person enters for maintenance work or the like becomes a problem.
The present invention is for solving such a problem, and provides a rack air-conditioning system that establishes a uniform temperature environment and secures a favorable work environment.

本発明は以下の内容をその要旨とする。すなわち、本発明に係るラック空調システムは、
(1)一又は複数のサーバラック列により、コールドアイルとホットアイルとが形成される室内において、ラック型空調機を含む一又は複数の空調機によりサーバラックを冷却するラック空調システムであって、コールドアイル内に複数の温度センサを備え、かつ、該ラック型空調機は、該複数の温度センサの温度計測値による演算値に基づいて、最適風向パターンを選択して送風する手段を備え、て成ることを特徴とする。
(2)上記(1)において、「コールドアイル内に複数の温度センサ」に替えて、「前記サーバラック内の各サーバ機器が有する温度センサ」であることを特徴とする。
一般に、サーバ機器は不具合検知のための温度センサを備えている。従って、その温度情報を空調機に入力することにより、コールドアイル温度情報に替えることが可能となる。
(3)前記一又は複数の空調機は、二重床吹き出し空調方式のアンビエント空調機を含んで成ることを特徴とする。
アンビエント空調機を含むことにより、ラック型空調機の運転状態(風向等)が変化しても、最悪条件の温度上限を超えないように運転可能となる。
(4)コールドアイル内に一又は複数の人感センサと、前記ラック型空調機は、該人感センサの検知に基づいて風向パターン又は/及び風量を変化させる手段と、を、さらに備えて成ることを特徴とする。
The gist of the present invention is as follows. That is, the rack air conditioning system according to the present invention is:
(1) A rack air conditioning system that cools a server rack with one or a plurality of air conditioners including a rack type air conditioner in a room where a cold aisle and a hot aisle are formed by one or a plurality of server rack rows, A plurality of temperature sensors are provided in the cold aisle, and the rack-type air conditioner includes means for selecting and blowing an optimum wind direction pattern based on a calculation value based on a temperature measurement value of the plurality of temperature sensors. It is characterized by comprising.
(2) In the above (1), “a plurality of temperature sensors in the cold aisle” is replaced by “a temperature sensor included in each server device in the server rack”.
Generally, a server device includes a temperature sensor for detecting a failure. Therefore, by inputting the temperature information to the air conditioner, it is possible to change to the cold aisle temperature information.
(3) The one or more air conditioners include a double floor blow-off air conditioner type air conditioner.
By including the ambient air conditioner, even if the operation state (wind direction or the like) of the rack type air conditioner changes, it is possible to operate so as not to exceed the worst temperature upper limit.
(4) One or a plurality of human sensors in the cold aisle, and the rack type air conditioner further includes means for changing a wind direction pattern and / or an air volume based on detection of the human sensors. It is characterized by that.

また、本発明に係るラック空調システムの運転方法は、
(5)一又は複数のサーバラック列により、コールドアイルとホットアイルとが形成される室内において、ラック型空調機を含む一又は複数の空調機によりサーバラックを冷却するラック空調システムの運転方法であって、対象ラック型空調機について、風向パターンを変化させて、風向パターンごとに当該対象ラック型空調機の制御対象領域内の複数位置の温度を計測するステップと、各風向パターンについて温度分散値を演算するステップと、温度分散値が最小となるような風向パターンにより、当該対象ラック型空調機の運転を行うステップと、を含むことを特徴とする。
(6)上記発明において、分散値最小の風向パターンにおける最高温度位置の温度が設定温度となるように、前記対象ラック型空調機の能力制御を行うステップを、さらに含むことを特徴とするラック空調システムの運転方法。
Moreover, the operation method of the rack air conditioning system according to the present invention is as follows:
(5) An operation method of a rack air conditioning system in which a server rack is cooled by one or a plurality of air conditioners including a rack type air conditioner in a room where a cold aisle and a hot aisle are formed by one or a plurality of server rack rows. In the target rack type air conditioner, the step of measuring the temperature at a plurality of positions in the control target area of the target rack type air conditioner for each wind direction pattern by changing the wind direction pattern, and the temperature dispersion value for each wind direction pattern And a step of operating the target rack type air conditioner with a wind direction pattern that minimizes the temperature dispersion value.
(6) In the above invention, the rack air conditioner further includes a step of controlling the capacity of the target rack type air conditioner so that the temperature at the highest temperature position in the wind direction pattern with the minimum dispersion value becomes a set temperature. How to operate the system.

(7)前記対象ラック型空調機が、グループ化された複数のラック型空調機であり、前記制御対象領域が、複数のラック型空調機の制御対象領域の合併領域であり、かつ、合併領域の温度分散値が最小となる風向パターンにより、各ラック型空調機の運転を行う、ことを特徴とする。
(8)上記(7)において、グループ化された複数のラック型空調機のうちの一以上が故障した場合に、残りの正常なラック型空調機により、合併領域の温度分散値が最小となる風向パターンにより、残りの正常なラック型空調機の運転を行う、ことを特徴とする
(9)上記(4)のラック空調システムにおいて、前記人感センサが人の存在を検知したときは、予め定められた風向パターンにより、前記ラック型空調機の運転を行うことを特徴とする。
本発明において、「予め定められた風向パターン」とは、予めセットされた作業者入室時の風速パターンを意味し、指向性がなくどの方向も風速分布がフラットな風向パターンや、上方向又は下方向のように作業者に直接冷風が当たらない風向パターン等が例示される。機械室における作業環境の良好化を目的とする。(10)上記(4)のラック空調システムにおいて、前記人感センサが人の存在を検知したときは、前記ラック型空調機の設定温度を、通常設定温度より高い温度に変更することを特徴とする。
(7) The target rack type air conditioners are a plurality of grouped rack type air conditioners, and the control target area is a merged area of the control target areas of the plurality of rack type air conditioners, and the merged area Each rack type air conditioner is operated with a wind direction pattern that minimizes the temperature dispersion value.
(8) In the above (7), when one or more of the plurality of rack type air conditioners grouped fails, the remaining normal rack type air conditioners minimize the temperature dispersion value in the merged area. (9) In the rack air conditioning system of (4) above, when the presence sensor detects the presence of a person, the remaining normal rack type air conditioner is operated according to the wind direction pattern. The rack-type air conditioner is operated according to a predetermined wind direction pattern.
In the present invention, the “predetermined wind direction pattern” means a preset wind speed pattern when the operator enters the room. The wind direction pattern has no directivity and the wind speed distribution is flat in any direction. For example, a wind direction pattern or the like in which the cool air is not directly applied to the operator as in the direction is exemplified. The purpose is to improve the working environment in the machine room. (10) In the rack air conditioning system of (4), when the human sensor detects the presence of a person, the set temperature of the rack type air conditioner is changed to a temperature higher than a normal set temperature. To do.

上記各発明によれば、常に規定温度に準じた均一な温度環境を維持することができる。
複数のラック型空調機を連携して制御するシステムにおいては、機械室全体として効率的な空調制御が可能となり、省エネ性向上に資する。
また、人感センサを用いるシステムにおいては、作業の支障となる冷風速を抑えることができ、機械室の作業環境の改善に資する。
According to each of the above inventions, a uniform temperature environment always conforming to the specified temperature can be maintained.
In a system that controls a plurality of rack-type air conditioners in a coordinated manner, the entire machine room can perform efficient air-conditioning control, which contributes to energy savings.
Further, in the system using the human sensor, it is possible to suppress the cold wind speed that hinders the work, which contributes to the improvement of the working environment of the machine room.

以下、本発明に係るラック型空調機の実施形態について、図1乃至8を参照してさらに詳細に説明する。各図において同一構成には同一符号を用いて示して、重複説明を省略する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。   Hereinafter, an embodiment of a rack type air conditioner according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Needless to say, the scope of the present invention is described in the claims and is not limited to the following embodiments.

(第一の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るラック空調システム1の断面構成を示す図である。図2は、機械室5内部の平面構成を示す図である。図3は、ラック型空調機8a−1の制御対象領域R1を示す図である。図4は、ラック空調システム1の風向・温度制御フローを示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a rack air conditioning system 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a planar configuration inside the machine room 5. FIG. 3 is a diagram illustrating a control target region R1 of the rack type air conditioner 8a-1. FIG. 4 is a diagram showing a wind direction / temperature control flow of the rack air conditioning system 1.

空調システム1は、情報通信機械室5内に収容され、ラック列3を構成するラック2を、アンビエント空調機である空調機4及び局所空調機であるラック型空調機8により冷却するシステムである。
アンビエント空調機である空調機4は、蒸発器4e及び送風機4cを備えた室内ユニット4a、圧縮機、凝縮器(いずれも不図示)等を主要構成とする室外ユニット4b、及びこれらを接続する冷媒配管4dを備えている。かかる構成により、冷凍サイクル運転により発生させた冷熱を、室内ユニット4aに導入する室内空気と熱交換させて冷却し、送風機4cにより機械室内に供給する。
The air conditioning system 1 is a system that is housed in an information communication machine room 5 and cools the racks 2 constituting the rack row 3 with an air conditioner 4 that is an ambient air conditioner and a rack type air conditioner 8 that is a local air conditioner. .
The air conditioner 4 which is an ambient air conditioner includes an indoor unit 4a having an evaporator 4e and a blower 4c, an outdoor unit 4b mainly composed of a compressor, a condenser (all not shown), and a refrigerant connecting them. A pipe 4d is provided. With this configuration, the cold generated by the refrigeration cycle operation is cooled by exchanging heat with the indoor air introduced into the indoor unit 4a, and supplied to the machine room by the blower 4c.

機械室5内部は、床パネル5d及び天井パネル5eにより3つの空間に区画されており、床パネル5dの下部には二重床空間5cが、天井パネル5eの上部には天井空間5bが形成されている。空調機4の室内ユニット4aと二重床空間5cとは往き側ダクト7aを介して結ばれている。また、天井空間5bと室内ユニット4aとは、戻り側ダクト7bを介して結ばれている。
ラック列3は、横一列に並んだ同一モジュールの複数のラック2により形成されている。ラック2には、複数のラックマウントサーバ2aが格納されており、各サーバから発生する熱は、各サーバが搭載する冷却ファン(図示せず)により、前面から吸気した空気とともに背面に排気される。これにより、ラック全体として前面から冷気を吸込み、背面から排気するように構成されている。
The interior of the machine room 5 is divided into three spaces by a floor panel 5d and a ceiling panel 5e. A double floor space 5c is formed in the lower part of the floor panel 5d, and a ceiling space 5b is formed in the upper part of the ceiling panel 5e. ing. The indoor unit 4a of the air conditioner 4 and the double floor space 5c are connected via a forward duct 7a. The ceiling space 5b and the indoor unit 4a are connected via a return duct 7b.
The rack row 3 is formed by a plurality of racks 2 of the same module arranged in a horizontal row. A plurality of rack mount servers 2a are stored in the rack 2, and heat generated from each server is exhausted to the back together with air sucked from the front by a cooling fan (not shown) mounted on each server. . As a result, the entire rack is configured to suck in cool air from the front and exhaust from the back.

各ラック2は、隣接する列の吸気面と吸気面、排気面と排気面が対向するように配置されており、これにより、吸気面側にはコールドアイル6aが、排気面側にはホットアイル6bが形成されている。なお、本実施形態ではコールドアイル6aとホットアイル6bとは開放された空間としたが、一方のアイルをキャッピングして両者を区画する形態であってもよい。
コールドアイル6a床面の一部は穴あきパネル5fにより構成されており、空調機4から送られる冷気を、穴あきパネル5fを介してコールドアイル空間に吹き出すように構成されている。各ラック列3の一端側には、ラックへの電力供給用の配電盤ユニット(PDU)9が配設されている。
各ラック列3において、内部発熱の大きなサーバ近傍には、局所空調機としてラック型空調機8(室内機)が配置されている。ラック型空調機8は室内機8aと、室外機8bと、これらを接続する冷媒配管8cを備えている。室内機8aは蒸発器8e、送風ファン8d、制御部8fを主要構成として備えている。室外機8bは、いずれも不図示の凝縮器、送風ファン、コンプレッサを主要構成として備えている。室内機8aはサーバラックと同一モジュールで、かつ、吸排気の方向がラック2とは逆向きに置かれている。すなわち、ホットアイル空間の高温排気を吸込み、コールドアイル側に冷却空気を吹き出すように配置されている。
Each rack 2 is arranged so that the intake surface and the intake surface of the adjacent rows and the exhaust surface and the exhaust surface face each other, so that the cold aisle 6a is provided on the intake surface side and the hot aisle is provided on the exhaust surface side. 6b is formed. In the present embodiment, the cold aisle 6a and the hot aisle 6b are open spaces. However, one of the aisles may be capped to partition the two.
A part of the floor surface of the cold aisle 6a is constituted by a perforated panel 5f, and the cold air sent from the air conditioner 4 is blown out to the cold aisle space via the perforated panel 5f. On one end side of each rack row 3, a distribution board unit (PDU) 9 for supplying power to the rack is disposed.
In each rack row 3, a rack type air conditioner 8 (indoor unit) is arranged as a local air conditioner in the vicinity of a server having a large internal heat generation. The rack-type air conditioner 8 includes an indoor unit 8a, an outdoor unit 8b, and a refrigerant pipe 8c that connects them. The indoor unit 8a includes an evaporator 8e, a blower fan 8d, and a control unit 8f as main components. Each of the outdoor units 8b includes a condenser, a blower fan, and a compressor (not shown) as main components. The indoor unit 8a is the same module as the server rack, and the intake / exhaust direction is opposite to that of the rack 2. In other words, the hot aisle space is arranged so as to suck in high-temperature exhaust air and blow out cooling air to the cold aisle side.

図3をも参照して、室内機8aの送風ファン8dの前面には、2つの風向ルーバ8g、8hが設けられている。風向ルーバ8gは、駆動部8k及び誘導ロッド8mによりフラップ8iを上下方向に回動可能に構成されている。また、風向ルーバ8hは、同様の機構によりフラップ8jを左右に回動可能に構成されている。   Referring also to FIG. 3, two wind direction louvers 8g and 8h are provided on the front surface of the blower fan 8d of the indoor unit 8a. The wind direction louver 8g is configured such that the flap 8i can be rotated in the vertical direction by the drive unit 8k and the guide rod 8m. The wind direction louver 8h is configured to be able to turn the flap 8j left and right by the same mechanism.

ラック空調システム1は以上のように構成されており、各ラック2の冷却は以下のように行われる。空調機4に導入される室内空気は蒸発器4eにおいて熱交換して冷気となり、送風機4cにより往き側ダクト7aを介して二重床空間5cに送出される。冷気は、穴あきパネル5fを通過して、コールドアイル6aに供給され、さらに各サーバラックに導入されて、サーバ2a冷却後、高温排気となってホットアイル6bに排出される。高温排気の一部は、そのままホットアイル6bを上昇して、天井吸込口5hから天井空間5bに導かれ、戻り側ダクト7bを介して空調機4に戻される。また、高温排気の一部は、ラック型空調機8の室内機8aに取り込まれ、機内の蒸発器8eで冷却されて冷気となり、送風ファン8dによりコールドアイル6aに吹き出され、空調機4からの冷気と混合されて、上述のように各サーバラックに吸い込まれる。以上のような室内空気の循環により、各サーバラックの冷却が行われる。   The rack air conditioning system 1 is configured as described above, and the cooling of each rack 2 is performed as follows. The room air introduced into the air conditioner 4 exchanges heat in the evaporator 4e to become cold air, and is sent to the double floor space 5c by the blower 4c through the forward duct 7a. The cold air passes through the perforated panel 5f, is supplied to the cold aisle 6a, is further introduced into each server rack, and is cooled to the hot aisle 6b as high-temperature exhaust after cooling the server 2a. A part of the hot exhaust gas rises as it is in the hot aisle 6b, is led to the ceiling space 5b from the ceiling suction port 5h, and is returned to the air conditioner 4 through the return side duct 7b. Further, a part of the high-temperature exhaust is taken into the indoor unit 8a of the rack type air conditioner 8, cooled by the evaporator 8e in the unit to become cold air, blown out to the cold aisle 6a by the blower fan 8d, It is mixed with cold air and sucked into each server rack as described above. Each server rack is cooled by the circulation of indoor air as described above.

次に、各ラック型空調機の制御対象領域における風向制御、温度制御について説明する。図2を参照して、コールドアイル6aは、ラック型空調機8a−1〜8a−6がそれぞれ分担する制御対象領域R1〜R6に区画されている。各空調機は、その制御対象領域内の温度分布を均一にするように、風向制御を行う。以下、ラック型空調機8a−1を例に説明する。図3を参照して、ラック型空調機8a−1の制御対象領域R1内には、温度センサSk(k=1−4)が配設されており、各位置の温度Tkを計測する。これらの計測値は制御部8fの記憶部(図示せず)に取り込まれるように構成されている。制御部8fの記憶部には、また風向パターンテーブルが格納されている。図10は、その内容を概念的に示す図である。各コラムFijには、ルーバ8g、8hの上下、左右方向のフラップ角度データが格納されている。制御部8fは温度計測値にもとづいて必要な演算を行い、F11〜F22の8通りの風向パターンのうち、最適風向パターンを選択して各駆動部に制御指令を出すように構成されている。   Next, wind direction control and temperature control in the control target area of each rack type air conditioner will be described. Referring to FIG. 2, cold aisle 6a is divided into control target regions R1 to R6 that rack type air conditioners 8a-1 to 8a-6 share. Each air conditioner performs wind direction control so that the temperature distribution in the control target region is uniform. Hereinafter, the rack type air conditioner 8a-1 will be described as an example. Referring to FIG. 3, a temperature sensor Sk (k = 1-4) is disposed in the control target region R1 of the rack type air conditioner 8a-1, and measures the temperature Tk at each position. These measurement values are configured to be taken into a storage unit (not shown) of the control unit 8f. A wind direction pattern table is also stored in the storage unit of the control unit 8f. FIG. 10 is a diagram conceptually showing the contents. Each column Fij stores flap angle data in the vertical and horizontal directions of the louvers 8g and 8h. The control unit 8f is configured to perform a necessary calculation based on the temperature measurement value, select an optimum wind direction pattern from the eight wind direction patterns F11 to F22, and issue a control command to each drive unit.

次に、図4を参照して、ラック型空調機8a−1の風向制御、温度制御フローは、以下のとおり行われる。制御開始に伴い、十分に長いインターバルを以ってタイマーカウントが開始され(S101)、所定のインターバルで以下の制御が行われる。最初に、図10の各風向パターンFij(i=1−2,j=1−4)で一定時間、順次運転試行される(S102)。この間、温度センサSkによる温度計測が行われ(S103)、さらに各風向パターンについて(1)式で示される温度分散値Vijが演算される(S104)。

Figure 0005243094
なお、本実施形態ではn=4である。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る(S105)。さらに、選択した風向パターンについて、最高温度Tmaxが設定温度T0±α以内に収まっているか否かが判定される(S106)。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T0に近づける制御を行う(S107)。この制御をタイムアップとなるまで行い(S108)、以降、上記ステップを繰り返す。
なお、本実施形態では風向パターンを上下、水平方向それぞれ4パターンとしたが、コールドアイルの広さやラック配置状況に応じて適切なパターンを選択することができる。温度センサの配置数についても同様である。
また、ルーバフラップは全て同一方向のみ回動する形態としたが、フラップ群を複数分割して多方向に回動可能な形態とし、より詳細な風向制御を行う形態としてもよい。
また、上記風向パターン制御を運転開始時や、任意の時に手動で行う形態としてもよい。 Next, referring to FIG. 4, the air flow direction control and the temperature control flow of the rack type air conditioner 8a-1 are performed as follows. With the start of control, the timer count is started with a sufficiently long interval (S101), and the following control is performed at a predetermined interval. First, the operation is sequentially tried for a predetermined time with each wind direction pattern Fij (i = 1−2, j = 1−4) in FIG. 10 (S102). During this time, the temperature is measured by the temperature sensor Sk (S103), and the temperature dispersion value Vij 2 expressed by the equation (1) is calculated for each wind direction pattern (S104).
Figure 0005243094
In this embodiment, n = 4. Based on the calculation result, the wind direction pattern with the smallest dispersion value is selected and the operation is continued (S105). Further, it is determined whether or not the maximum temperature Tmax is within the set temperature T0 ± α for the selected wind direction pattern (S106). When the temperature is out of this range, control is performed to increase or decrease the cooling capacity so as to approach the set temperature T0 (S107). This control is performed until time is up (S108), and then the above steps are repeated.
In the present embodiment, the wind direction pattern is four patterns in the vertical and horizontal directions, but an appropriate pattern can be selected according to the size of the cold aisle and the rack arrangement situation. The same applies to the number of temperature sensors.
In addition, the louver flaps are all configured to rotate only in the same direction. However, the flap group may be divided into a plurality of directions so that the flap group can be rotated in multiple directions, and more detailed wind direction control may be performed.
Further, the wind direction pattern control may be manually performed at the start of operation or at an arbitrary time.

(第二の実施形態)
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態に係るラック空調システム20は、局所空調機ごとに風向制御するのではなく、複数のラック型空調機が連携して風向制御するものである。
図5は、ラック空調システム20の制御対象領域区分を示す図である。図6は、制御対象領域R1の風向・温度制御フローを示す図である。
図5を参照して、ラック空調システム20の構成が上述のラック空調システム1と異なる点は、コールドアイル単位に制御対象領域R21、R22を設けていることである。さらに領域内には温度センサS20〜S29が配設されている。さらに、以下の制御を行うための制御部(図示せず)が設けられている。その他の構成は上述の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
(Second embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. The rack air-conditioning system 20 according to this embodiment does not control the wind direction for each local air conditioner, but controls the wind direction in cooperation with a plurality of rack-type air conditioners.
FIG. 5 is a diagram showing the control target area division of the rack air conditioning system 20. FIG. 6 is a diagram showing a flow direction / temperature control flow of the control target region R1.
Referring to FIG. 5, the configuration of rack air conditioning system 20 is different from rack air conditioning system 1 described above in that control target regions R21 and R22 are provided in units of cold aisles. Further, temperature sensors S20 to S29 are arranged in the region. Furthermore, a control unit (not shown) for performing the following control is provided. Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, a duplicate description is omitted.

次に図6を参照して、制御対象領域R1を例に本実施形態の風向・温度制御フローについて説明する。制御開始に伴いタイマーカウントが開始され(S201)、所定のインターバルで以下の制御が行われる。最初に、各空調機8a-1〜8a-3について、図10の各風向パターンFij(i=1−2,j=1−4)により順次、一定時間試行運転が行われる(S202)。この間、温度センサS(m)a〜S(m)d(m=1−4)により温度計測が行われ(S203)、さらに各風向パターンについて(1)式の温度分散値Vijが演算される(S204)。なお、本実施形態ではn=16となる。
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る(S205)。さらに、当該風向パターンにおいて、空調機ごとに選択風向パターンについて、最高温度Tmaxが設定温度T0±α以内に収まっているか否かが判定される(S206)。この範囲から外れているときは、該当する空調機について冷房能力を増減させて、設定温度T0に近づける制御を行う(S207)。S206、S207の制御をタイムアップ(例えば1週間)となるまで繰り返し行い(S208)、タイムアップ後、S201に戻り上記各ステップを繰り返す。
Next, the flow direction / temperature control flow of this embodiment will be described with reference to FIG. 6 by taking the control target region R1 as an example. A timer count is started with the start of control (S201), and the following control is performed at predetermined intervals. First, for each of the air conditioners 8a-1 to 8a-3, trial operation is sequentially performed for a certain period of time by each wind direction pattern Fij (i = 1−2, j = 1−4) of FIG. 10 (S202). During this time, the temperature is measured by the temperature sensors S (m) a to S (m) d (m = 1-4) (S203), and the temperature dispersion value Vij 2 in the equation (1) is calculated for each wind direction pattern. (S204). In this embodiment, n = 16.
Based on the calculation result, the wind direction pattern with the smallest dispersion value is selected and the operation is continued (S205). Further, in the wind direction pattern, it is determined whether or not the maximum temperature Tmax is within the set temperature T0 ± α with respect to the selected wind direction pattern for each air conditioner (S206). When it is out of this range, control is performed to increase or decrease the cooling capacity of the corresponding air conditioner so as to approach the set temperature T0 (S207). The control in S206 and S207 is repeated until the time is up (for example, one week) (S208). After the time is up, the process returns to S201 and the above steps are repeated.

(第三の実施形態)
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。図7は、本実施形態に係るラック空調システム30の構成を示す図である。ラック空調システム30の構成が上述のラック空調システム20と異なる点は、制御対象領域R31、R32の天井部に赤外線式人感センサ32を備えていることである。センサ出力は制御部33に送信され、これに基づき制御部33は、該当ラック型空調機に必要な運転指令を発するように構成されている。その他の構成は上述の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
(Third embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the rack air conditioning system 30 according to the present embodiment. The configuration of the rack air-conditioning system 30 is different from the above-described rack air-conditioning system 20 in that an infrared human sensor 32 is provided on the ceiling of the control target regions R31 and R32. The sensor output is transmitted to the control unit 33, and based on this, the control unit 33 is configured to issue an operation command necessary for the corresponding rack type air conditioner. Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, a duplicate description is omitted.

次に図8を参照して、ラック空調システム30の空調制御フローについて説明する。制御開始とともに人感センサ32が作動開始し(S301)、上述の実施形態の図6と同様にしてコールドアイルの風向、能力制御が行われているものとする(S302)。この間、いずれかの人感センサ32が作業者の存在を検出したときは(S303においてYES)、近接するラック型空調機の設定温度をT0からT0’(T0’>T0)に変更する(S304)。その後、人感センサ32が作業者の存在を検出しなくなったときは(S305においてYES)、一定時間経過後に設定温度を再度T0’からT0に下げ(S306)、通常の運転に戻る。
なお、本実施形態では、コールドアイルの複数個所に人感センサを設置して制御する形態としたが、機械室入口近傍に人感センサを設置し、入退室の検出による設定温度制御とすることもできる。
Next, an air conditioning control flow of the rack air conditioning system 30 will be described with reference to FIG. When the control is started, the human sensor 32 starts operating (S301), and the wind direction and capacity control of the cold aisle are performed in the same manner as in FIG. 6 of the above-described embodiment (S302). During this time, when any human sensor 32 detects the presence of an operator (YES in S303), the set temperature of the adjacent rack type air conditioner is changed from T0 to T0 ′ (T0 ′> T0) (S304). ). Thereafter, when human sensor 32 no longer detects the presence of the worker (YES in S305), the set temperature is lowered again from T0 ′ to T0 after a predetermined time has elapsed (S306), and normal operation is resumed.
In this embodiment, human sensors are installed and controlled at a plurality of locations on the cold aisle, but human sensors are installed near the entrance of the machine room, and set temperature control is performed by detecting entrance / exit. You can also.

(第四の実施形態)
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、人感センサの検知と連動してラック型空調機の風向を変更するものである。本実施形態の構成は上述の実施形態と同一であるので、重複説明を省略する。
次に図9を参照して、ラック空調システム40の空調制御フローについて説明する。制御開始とともに人感センサ32が作動開始し(S401)、上述の実施形態の図6と同様にしてコールドアイルの風向、能力制御が行われる(S402)。この間、いずれかの人感センサ32が作業者の存在を検出したときは(S403においてYES)、予め定められた風速パターン(例えば、上向又は下向の風向、フラットな風速分布 等)に変更する(S404)。その後、人感センサ32が作業者の存在を検出しなくなったときは(S405においてYES)、元の風速パターンに戻し(S406)、通常の風向・能力制御を行う。
このような制御により、作業者入室時における作業環境の良好化を図ることができる。
(Fourth embodiment)
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the wind direction of the rack type air conditioner is changed in conjunction with the detection of the human sensor. Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the above-described embodiment, redundant description is omitted.
Next, the air conditioning control flow of the rack air conditioning system 40 will be described with reference to FIG. When the control is started, the human sensor 32 starts to operate (S401), and the wind direction and capacity control of the cold aisle are performed in the same manner as in FIG. 6 of the above embodiment (S402). During this time, when any human sensor 32 detects the presence of the worker (YES in S403), the wind speed pattern is changed to a predetermined wind speed pattern (for example, upward or downward wind direction, flat wind speed distribution, etc.). (S404). Thereafter, when the human sensor 32 no longer detects the presence of the worker (YES in S405), the original wind speed pattern is restored (S406), and normal wind direction / capacity control is performed.
By such control, it is possible to improve the working environment when the worker enters the room.

本発明は、熱源、冷媒、空調方式、建築構造等の種類を問わず、ラック型空調機を用いる空調システムに広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to an air conditioning system using a rack type air conditioner regardless of the type of heat source, refrigerant, air conditioning system, building structure, and the like.

第一の実施形態に係るラック空調システム1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rack air conditioning system 1 which concerns on 1st embodiment. ラック空調システム1の制御対象領域区分を示す図である。It is a figure which shows the control object area | region division of the rack air conditioning system. ラック型空調機8a−1の制御対象領域R1を示す図である。It is a figure which shows control object area | region R1 of rack type air conditioner 8a-1. ラック空調システム1の風向・温度制御フローを示す図である。It is a figure which shows the wind direction and temperature control flow of the rack air conditioning system. ラック空調システム20の制御対象領域区分を示す図である。It is a figure which shows the control object area | region division of the rack air conditioning system 20. FIG. 制御対象領域R1の風向・温度制御フローを示す図である。It is a figure which shows the wind direction and temperature control flow of control object area | region R1. ラック型空調機30の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rack type air conditioner. ラック空調システム30の空調制御フローを示す図である。It is a figure which shows the air-conditioning control flow of the rack air conditioning system. ラック空調システム40の空調制御フローを示す図である。It is a figure which shows the air-conditioning control flow of the rack air conditioning system. ラック型空調機8a−1の風向パターンテーブルを概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the wind direction pattern table of rack type air conditioner 8a-1. 従来のラック空調システム100を示す図である。1 is a diagram showing a conventional rack air conditioning system 100. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,20,30・・・・ラック空調システム
2・・・・ラック
3・・・・ラック列
4・・・・アンビエント空調機
5・・・・情報通信機械室
5b・・・天井空間
5c・・・二重床空間
5d・・・床パネル
5e・・・天井パネル
5f・・・穴あきパネル
6a・・・コールドアイル
6b・・・ホットアイル
8・・・・ラック型空調機
8g、8h・・・風向ルーバ
32・・・人感センサ
1, 20, 30 ... Rack air conditioning system 2 ... Rack 3 ... Rack row 4 ... Ambient air conditioner 5 ... Information communication machine room 5b ... Ceiling space 5c · · Double floor space 5d · · · floor panel 5e · · · ceiling panel 5f · · · perforated panel 6a · · · cold aisle 6b · · · hot aisle 8 · · · · rack type air conditioners 8g, 8h ..Wind direction louver 32 ... Human sensor

Claims (4)

一又は複数のサーバラック列により、コールドアイルとホットアイルとが形成される室内において、ラック型空調機を含む一又は複数の空調機によりサーバラックを冷却するラック空調システムの運転方法であって、
対象ラック型空調機について、風向パターンを変化させて、風向パターンごとに当該対象ラック型空調機の制御対象領域内の複数位置の温度を計測するステップと、
各風向パターンについて温度分散値を演算するステップと、
温度分散値が最小となるような風向パターンにより、当該対象ラック型空調機の運転を行うステップと、
を含むことを特徴とするラック空調システムの運転方法。
An operation method of a rack air conditioning system that cools a server rack with one or a plurality of air conditioners including a rack type air conditioner in a room where a cold aisle and a hot aisle are formed by one or a plurality of server rack rows,
For the target rack type air conditioner, changing the wind direction pattern and measuring the temperature at a plurality of positions in the control target area of the target rack type air conditioner for each wind direction pattern;
Calculating a temperature dispersion value for each wind direction pattern;
A step of operating the target rack type air conditioner with a wind direction pattern that minimizes the temperature dispersion value; and
A method for operating a rack air-conditioning system comprising:
請求項において、分散値最小の風向パターンにおける最高温度位置の温度が設定温度となるように、前記対象ラック型空調機の能力制御を行うステップを、さらに含むことを特徴とするラック空調システムの運転方法。 According to claim 1, so that the temperature of the maximum temperature position is the set temperature at variance minimum wind pattern, a step of capacity control of the target rack type air conditioner, the rack conditioning system further comprising how to drive. 前記対象ラック型空調機が、グループ化された複数のラック型空調機であり、
前記制御対象領域が、複数のラック型空調機の制御対象領域の合併領域であり、かつ、
合併領域の温度分散値が最小となる風向パターンにより、各ラック型空調機の運転を行う、
ことを特徴とする請求項又はに記載のラック空調システムの運転方法。
The target rack type air conditioner is a plurality of grouped rack type air conditioners,
The control target area is a merged area of control target areas of a plurality of rack-type air conditioners; and
Each rack type air conditioner is operated by the wind direction pattern that minimizes the temperature dispersion value in the merged area.
The operation method of the rack air-conditioning system according to claim 1 or 2 .
請求項において、グループ化された複数のラック型空調機のうちの一以上が故障した場合に、残りの正常なラック型空調機により、合併領域の温度分散値が最小となる風向パターンにより、残りの正常なラック型空調機の運転を行う、ことを特徴とするラック空調システムの運転方法。
In claim 3 , when one or more of the plurality of grouped rack type air conditioners have failed, the remaining normal rack type air conditioners have a wind direction pattern that minimizes the temperature dispersion value of the merged area. An operation method of a rack air-conditioning system, wherein the remaining normal rack-type air conditioners are operated.
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