JP5283602B2 - 電子通信機器室等の空調システム - Google Patents

Description

本発明は、空調システムに関し、特に、サーバのような情報処理機本体を収容するラックが集合的に収容されたデータセンタ室に好適な空調システムに関する。

データセンタ室には、発熱源となるサーバのような多数の情報処理機本体を収容する複数のラックが列をなして、配置されている。このような部屋の空調システムには、一般的に部屋の床下空間を利用して通風路を形成し、該通風路から床面に形成された吹出口を経て冷風を各ラック列のラックに供給することにより、各ラックに収容されたサーバを冷却している（例えば、特許文献１ないし４参照）。また、サーバの内蔵ファンよりも大型のファンをラック本体に設けることが提案されている（例えば、特許文献５参照）。

特開２００５−３０８３４５号公報 特開２００６−６４３０３号公報 特開２００８−１１１５８８号公報 特表２００８−５２０１０４号公報 特開２００９−１４０４２１号公報

しかしながら、床下空間を利用した通風路を用いる前記空調システムは、床下空間に要する高さ寸法分、建物の高さが高くなり、耐震性の観点から建設費用が増大する。

また、各ラックの前面に設けられた空気吸入口を対向させるようにラック列を対向して配列し、空気吸入口が向き合うラック列間に床下から冷風を吹き出し、あるいはラックの底面から該ラック内に前記床下からの冷風を案内することが試みられている。これによれば、床下からの冷風を有効に各ラックに案内し、該ラックに収容された情報処理機本体を冷却することができる。しかしながら、このいずれの場合も、ラック内を経て室内を流れる空気が一方向に流れず、冷風とラック内の廃熱により暖められた温風との混合による冷却効率の低下が見られる。

また、床吹出面積の制約から、吹出風速を上げる傾向が見られるが、この場合、ラックの上下部分間で吸入空気量の差が増大することから、ラック下部に設置されたサーバのような電子機器の冷却不足を招く。

そこで、本願発明者らは、先の特願２００８−２１７０８６号で、サーバのような情報処理機本体を収容する複数のラックを効果的に冷却する空調システムを提案した。これによれば、サーバのような情報処理機本体を収容する複数のラックを効果的に冷却することができる。

しかしながら、これによればサーバの内蔵ファンよりも大型のファンをラック本体に設けることが必要になる。

そこで、本発明の目的は、サーバのような情報処理機本体を収容する複数のラックに大型ファンも設けることなく該ラックを効果的に冷却する空調システムを提供することにある。

本発明は、基本的に、ラックに熱交換器を設けると共に、前記ラックに収容される情報処理機本体の内蔵ファンすなわち情報処理機本体に内蔵される排風機を利用し、該排風機の送風機能及び熱交換器の熱交換作用によって、情報処理機本体を収納するラックが配置された部屋内に適正な空気流を形成し、これによってラックに大型ファンを設けることなく前記ラックを効果的に冷却する空調システムを提供することを特徴とする。

すなわち、本発明に係る空調システムは、情報処理機本体を収容するケーシングと、該ケーシングに設けられた排気口と、前記ケーシング内に設けられ、前記排気口を経て前記情報処理機本体から放出される熱量を前記ケーシング外に排出するための排風機とを有する複数の情報処理機本体を多段に整列させて収容する複数のラックであってそれぞれの前面に空気吸入口が設けられ、また後面に空気排出口が設けられ、前記情報処理機本体がそれぞれの前記排気口を対応する前記ラックの空気排出口に対向させて収納される複数のラックでラック列が構成され、その列が複数列に配置された部屋のための空調システムである。前記空調システムは、前記排風機の作動によって前記空気排出口から排出される空気を冷却すべく、前記ラックの近傍で該ラックの前記空気排出口に対向して配置された熱交換器と、前記熱交換器に冷媒を供給する冷却源機構とを含む。前記各ラック内を通って前記部屋内を流れる空気が前記排風機の作動によって一方向の流れを形成するように、ラック列毎で該ラック列の前記ラックの向きが一致しかつ互いに隣り合って間隔をおく前記ラック列の前記ラックの向きが一致するように、前記ラック列が配置され、前記熱交換器は、前記ラックからの廃熱による前記部屋内の温度上昇を防止すべく前記熱交換器を経る前記空気を冷却する。また、前記熱交換器は、前記ラックからの廃熱による前記部屋内の温度上昇を防止すべく前記熱交換器を経る前記空気を冷却し、前記排風機は前記情報処理機本体の作動の有無に拘わらず、作動される。

本発明によれば、前記各ラックの前記空気排出口に対向して配置された前記熱交換器の熱交換作用により、その熱発生源となるラック列毎で部屋内への排熱の低減を図ることができる。しかも、前記情報処理機本体に設けられた前記排風機の作動によって、前記各ラック内を通って前記部屋内を流れる空気に、一方向の流れが形成されることから、他のラック列からの放射熱などの影響を排除して効果的に室内空気温度の均一化を図ることができるので、前記ラックに大型のファン装置を設けることなく、前記ラックを効果的に冷却することができる。

本発明は、コンピュータの仮想化技術と組み合わせられている。ここで、コンピュータの仮想化技術とは、一般的に、演算処理の負荷量に応じて稼働するコンピュータを切り換えて運用する技術であり、演算のためのソフトを各コンピュータ（サーバ）で共有させているかのように処理する技術である。

この仮想化技術により、前記情報処理機本体は前記ラック列毎に作動及び非作動を切り換えられるが、前記熱交換器は、前記ラックからの廃熱による前記部屋内の温度上昇を防止すべく前記熱交換器を経る前記空気を冷却し、前記排風機は前記情報処理機本体の作動の有無に拘わらず、作動される。

前記情報処理機本体は、前記ラック単位で所定のローテーションで運転、非運転状態におくことができる。

前記情報処理機本体は前記ラック列毎に作動及び非作動を情報処理機の処理プログラムに従って切り換ることができ、作動状態にある前記情報処理機本体を収容するラック列に対応して設けられた前記熱交換器に前記冷却源機構からの冷媒が前記処理プログラムに従って作動される冷媒循環ポンプの作動の切り換えに従って供給することができる。

前記ラック列の各ラックの上部には、前記空気排出口から対応する前記熱交換器へ向けて排出される空気を下方へ向ける偏向手段を設けることができる。この偏向手段により、前記ラックから前記熱交換器へ向けて排出される前記空気流の上下方向での温度分布の均等化を図ることができる。

前記部屋内を互いに平行なｎ枚の仕切りによって、（ｎ＋１）個の区画室に区画することができ、さらに前記仕切のほぼ中央部を横切る中仕切壁により各区画室を左右の空間に分けることができる。前記中仕切壁の左右の空間のそれぞれには、前記ラック列のそれぞれが前記各仕切りの一部を構成しかつ前記左右の空間で空気流が相互に逆方向となるように、前記ラック列をｎ列で配列することができる。

前記仕切及び中仕切に関連して設けられたラック列を単位ブロックとして前記部屋内に複数の前記単位ブロックを並列的に配置することができる。

前記各ラック列の前記情報処理機本体の前記排風機は、前記ラックの上段から下段へ向けて排風機の駆動源の作動速度を漸減することができる。この作動速度の漸減により、前記ラックから前記熱交換器へ向けて排出される空気流の上下方向での温度分布の均等化を図ることができる。

本発明によれば、前記したように、仮想化技術を適用して設置された前記情報処理機本体に設けられた前記排風機の作動によって、前記各ラック内から前記熱交換器を経て前記部屋内を流れる空気に、一方向の流れが形成されることから、他のラック列からの放射熱などの影響を排除して効果的に室内空気温度の均一化を図ることができるので、前記ラックに大型のファン装置を設けることなく、前記ラックを効果的に冷却することができる。

図１には、本発明に係る空調システム１０が適用されたサーバ室１２が示されている。図示の例では、サーバ室１２は、図２に示す建物３８の床面１２ａと天井面１２ｂとの間の空間が、図１に示されているように、一対の縦隔壁１４ａ、１４ｂ及び一対の横隔壁１４ｃ、１４ｄにより、矩形に区画されて形成されている。このサーバ室１２には、望ましくは温度調整された外気処理空気が空気取り入れ口１２ｃを経て取り入れられ、またサーバ室１２内の空気は排気口１２ｄを経て排気される。図示の例では、一方の横隔壁１４ｃに排気口１２ｄが設けられ、一方の縦隔壁１４ｄの側に空気取り入れ口１２ｃが設けられている。

サーバ室１２内には、それぞれ隔壁１４ａ〜１４ｄから間隔をおいて多数のラック１６が横隔壁１４ｃ、１４ｄに沿って列（１８ａ〜１８ｃ）をなし、また該各列が縦隔壁（１４ａ、１４ｂ）に沿って相互に間隔をおいて行をなすように、整列して配置されている。図１に示す例では、サーバ室１２内の中央部には、一対の横隔壁１４ｃ、１４ｄから間隔をおいて一対の縦隔壁１４ａ、１４ｂに平行に中仕切り壁５０が配置されている。ラック列１８ａ〜１８ｃは、中仕切り壁５０を横切ってその左右に、３列に配列されている。各列は、中仕切り壁５０を間に３つのラック１６がそれぞれ前面１６ａ及び後面１６ｂの向きを一致させて配列されている。しかも、中仕切り壁５０の一方の側（図１で見て中仕切り壁５０の左方の側）では、各ラック１６は、その後面１６ｂを横隔壁１４ｄに向けて整列する。他方、中仕切り壁５０の他方の側（図１で見て中仕切り壁５０の右方の側）では、各ラック１６は、その前面１６ａを横隔壁１４ｄに向けて整列する。

各ラック１６には、図２に示されているように、従来よく知られたサーバのような情報処理機である電子通信機器２０が高さ方向に多段に収容されている。各ラック１６の前面１６ａには、多数の空気吸入口２２ａが分散して配置されている。また各ラック１６の後面１６ｂには、多数の空気排出口２２ｂが分散して配置されている。

各ラック１６は、前記したように、ラック列毎でそれぞれのラック１６の前面１６ａが一方向に整列するように、しかも中仕切り壁５０の一方及び他方の側で相互に反対方向に向くように、配列されている。

各ラック列１８ａ〜１８ｃは、それぞれのラック列１８ａ〜１８ｃに関連して各ラック列を取り巻いて横隔壁１４ｃ、１４ｄと平行に設けられる仕切り壁２４と共同してサーバ室１２の内部を縦方向に分割する。これにより、サーバ室１２内は、中仕切り壁５０の左右のそれぞれで、４つの区画室２６（２６ａ〜２６ｄ）に区画されている。すなわち、サーバ室１２内は、ｎ列のラック列１８及びｎ列の仕切り壁２４により、（ｎ＋１）個の区画室２６に区画されている。

また、図１に示す例では、後述するように、一つのラック列から空気が排出される空間と、このラック列に間隔をおく他の一つのラック列に空気が吸い込まれる空間がサーバ室１２の対応する２辺である横隔壁１４ｃ、１４ｄでそれぞれ共有されている。この共有された一方の空間（２６ｄ）に外気処理空気の取り入れ口１２ｃが設けられ、他方の空間（２６ａ）に排気口１２ｄが設けられている。したがって、図示の例では、空気流４６の循環方向に沿って、総計６（ｎ）枚の仕切りにより、第１ないし第６の、計６（ｎ）個の区画室が形成された例と考えることができる。

各仕切り壁２４の一方の縦隔壁１４ａに近接する部分には、隣りあう両区画室間で該両区画室の圧力差を解消するための連通口２８が設けられている。連通口２８には、空気浄化のためのフィルタや網を設けることができる。また、隣り合う両区画室で圧力差を許容できる場合、相互に両区画室間への逆方向の空気流を可能とすべく回動する可動羽根を連通口２８に取り付けることができる。さらに、各仕切り壁２４の対応する各隔壁１４ａ及び１４ｂに近接する部分には、図示しないが人の通行を許す開閉扉が設けられている。

各ラック列（１８ａ〜１８ｃ）のラック１６の後面１６ｂには、ラック用冷却器３０が配置されている。各冷却器３０は、図２に示したように、後面１６ｂの空気排出口２２ｂに対向してこれから間隔をおいて配置されるラック用熱交換器３０ａを備える。ラック用熱交換器として、冷却コイルを有するフィンコイル熱交換器のような熱交換器を適宜採用することができる。

各ラック１６内の電子通信機器２０は、従来よく知られているように、図示しない電源スイッチのオン操作によって作動される通信機器本体（図示せず）を収容する全体に矩形のケーシング２０ａと、該ケーシングに設けられ、ラック１６の空気排出口２２ｂを経て熱交換器３０ａに対向する排気口２０ｂと、ケーシング２０ａ内に収容された排風機２０ｃとを備える。各排風機２０ｃは、それぞれの前記電源スイッチのオンオフ動作に対応してオンオフ動作させることができるが、後述する「仮想化技術」を制御するサーバ処理プログラムの変更により、サーバの演算量とは無関係にサーバファンが稼働するように、サーバ処理プログラムのロジックが修正される。もっとも、サーバ処理プログラムとは独立してサーバファンを常時稼働するようにファンモータの制御器を付設又は改造しても良い。

排風機２０ｃが作動すると、各ラック１６の空気吸入口２２ａが開放する各区画室２６ａ〜２６ｄからラック１６内に取り入れられた空気は、該ラック内の電子通信機器２０から放出される熱を連行して空気排出口２２ｂから対応する熱交換器３０ａに向けられる。図２に示す例では、ラック用熱交換器３０ａは、上下に２分割して設置されている。これら熱交換器３０ａは顕熱冷却器であり、結露を生じないように制御を受ける。

各冷却器３０は、図１に示されているように、冷却源機構３２に接続されている。冷却源機構３２は、例えば冷却塔、冷却水用蓄熱槽あるいは冷凍機のような冷却水源３４と、該冷却水源から冷却水の供給を受ける中間熱交換器３６とを備える。中間熱交換器３６は、図示の例では、各冷却器３０に対応して設けられている。また、図１では、図面の簡素化のために、第１のラック列１８ａのための中間熱交換器３６以外の中間熱交換器３６が省略されている。

各中間熱交換器３６には、図３に示すように、図１に示した冷却水源３４との間で一次冷却水を循環するための一次冷却水配管４０と、対応するラック用熱交換器３０ａとの間で二次冷却水を循環するための二次冷却水配管４２とを備える。両配水管４０及び４２は、それぞれ往還管からなることは勿論である。各配水管４０及び４２には、熱媒体である各冷却水の循環のためのポンプ４４が設けられている。

この循環ポンプ４４として、図示しないが、相互に並列接続される一対のポンプ４４を採用することができる。この一対のポンプ４４の採用により、各冷却水の循環について信頼性（冗長性）を高めることができる。ポンプ４４は、例えばバレルドモータポンプである。ポンプ４４は、作動状態にある電子通信機器２０を収容するラック列に対応して設けられた前記熱交換器に前記冷却源機構からの冷媒が供給されるように構成する。例えば、サーバの制御プロブラムで稼働が選択されたサーバ群への運転指令がポンプ４４のモータに伝達される。

各中間熱交換器３６は、冷却水源３４から送られる一次冷却水と各ラック用熱交換器３０ａから送られる二次冷却水との間で、熱交換を行う。この熱交換によって、各中間熱交換器３６とこれに対応するラック用熱交換器３０ａとを巡る二次冷却水は、該ラック用熱交換器で電子通信機器２０から放出される熱を効果的に吸収する。これにより、各ラック１６は、対応する冷却器３０により、冷却される。

各冷却器３０は、対応するラック１６内のすべての電子通信機器２０からの廃熱を処理するに十分な冷却能力を有するように、設定することが望ましい。例えば各ラック１ｋＷの発熱量あたり１５℃の水が、１５リットル／分の水量で、上下の各ラック用熱交換器３０ａに導入される。

空気吸込口２２ａを経て各ラック１６内に取り入れられる吸入空気の温度と、該ラックから熱交換器３０ａを経て排出される排気空気とをほぼ等しくするために、冷却器３０の出口に温度センサ（図示せず）が設けられている。前記温度センサの計測値に基づいて、電子通信機器２０の排風機２０ｃの回転速度と、各熱交換器３０ａに設けられた流量調整弁（図示せず）の開度とを制御することが望ましい。すなわち、前記温度センサの検出温度上昇に伴って、排風機２０ｃの回転速度を増大し、前記流量調整弁の開度を増大することが望ましい。

各ラック列（１８ａ〜１８ｃ）のラック１６は、それぞれの空気吸入口２２ａが設けられた前面１６ａを空気取り入れ口１２ｃの側に向け、また空気排出口２２ｂが設けられた後面１６ｂを排気口１２ｄの側に向けて整列して配置されている。また、ラック列（１８ａ〜１８ｃ）から下流側に排出される空気流は、ラック列（１８ａ〜１８ｃ）毎に設けられた冷却器３０の冷却作用によってその上流側の空気温度と同程度に冷却される。なお、空気取り入れ口１２ｃからサーバ室１２内に取り入れられる外気処理空気は、図示しない外調機で、例えば２２℃、４０ＲＨの温湿度に調整される。

本発明に係る空調システム１０の各冷却器３０が作動すると、図１に黒矢印４６で示されているように、中仕切り壁５０よりも左方の側で、第１のラック列１８ａから第３のラック列１８ｃへ向けて、第１の区画室２６ａから第４の区画室２６ｄに向けて、ほぼ均一な温度分布の一方向の空気流４６が生じる。

したがって、中仕切り壁５０よりも左方の側で、各ラック列（１８ａ〜１８ｃ）のラック１６は、前記した一方向空気流によって、ラック列（１８ａ〜１８ｃ）間でむらを生じることなく、すべてのラック１６が効果的に冷却される。

第４の区画室２６ｄに向けられた一方向空気流は、空気取り入れ口１２ｃから取り入れられた外気処理空気共に、中仕切り壁５０よりも右方の側で、第４のラック列１８ｃから第１のラック列へむけて、第４の区画室２６ｄから排気口１２ｄが開放する第１の区画室２６ａへ向けて循環する。

したがって、サーバ室１２内には、図１で見て反時計方向への循環空気流が形成される。また、排気口１２ｄから排出される一部の空気は、空気取り入れ口１２ｃからの外気処理空気で補充される。

また、一部の空気流が、中仕切り壁５０よりも右方の側で、連通口２８を経て帰還するが、この空気流は、円滑な循環空気流のために、隣合う区画室２６（２６ａ〜２６ｄ）の気圧差を解消する。すなわち、排風機２０ｃが前記温度センサの計測値に基づいて制御を受ける場合、この排風機２０ｃの稼働状況は、対応するラック１６の熱負荷で変動する。したがって、この排風機２０ｃの稼働状況に応じて、隣合う区画室２６（２６ａ〜２６ｄ）に気圧差が生じることがある。この気圧差は、その高低差の方向によっては、前記した円滑な空気流４６を妨げることがあり、滞留のような流れの妨げの原因となることがある。連通口２８は、この滞留のような円滑な空気流４６の妨げとなる気圧差を解消する作用をなす。

本発明に係る前記空調システム１０では、前記一方向の空気流４６によって各ラック列（１８ａ〜１８ｃ）のすべてのラック１６を適正に冷却することができる。したがって、床面１２ａと床スラブ１２ｅ（図２参照）との間の床下空間１２ｆ（図２参照）にラック冷却用空気路を形成することなく、各ラック１６を冷却することができるので、ラック冷却用空気路を不要とする分、床下空間１２ｆの高さを削減することができる。その結果、建物３８の高さの増大を回避することができる。

また、冷却源機構３２の冷却水源３４は、建物３８の屋上又は地下室に設置することができるので、建物３８のスペースを有効に利用することができ、冷却器３０に対応して設けられる中間熱交換器３６は、構成が単純であり安価である。さらに、中間熱交換器３６は、負荷に応じて個々の熱交換器３０ａにそれぞれが必要とする冷熱媒体を供給することができ、発熱箇所でそれぞれの発生熱を処理できるので、無駄なく効率的な冷却が可能となる。

さらに、各ラック１６に設けられるラック用熱交換器３０ａには、冷却水源３４からの一次冷却水が直接導かれることはなく、対応する各中間熱交換器３６との間で、二次冷却水が循環されるに過ぎない。そのため、たとえ冷却水源３４と中間熱交換器３６との間の一次冷却水配管４０に破損が生じても、多量の一次冷却水がサーバ室１２内に流入することを防止することができる。また、二次冷却水配管４２に破損が生じても、各二次冷却水配管４２は独立かつ並列的に配管されているので、ラック１６内の電子通信機器２０に損傷を与えるほどの多量の冷却水がサーバ室１２内に流入することはない。

また、前記したように、ラック１６に従来のような大型の専用ファン装置を設けることなく、各電子通信機器２０に内蔵された排風機２０ｃの作動によって、サーバ室１２内に適正な循環空気流を形成することができるので、ラック１６に大型ファン装置を設けることなく、比較的単純な構成で効果的にラック１６を冷却することができる。

また、図２に示すように、各ラック列（１８ａ〜１８ｃ）の最上部に位置するラック１６に、該ラックから排出される空気流を下方へ向ける偏向板のような偏向手段１６ｃを設けることができる。各ラック１６の空気排出口２２ｂから熱交換器３０ａに向けて排出される空気流は、温度の高いものほど上昇流を形成する傾向を示すが、偏向手段１６ｃは、この上昇流を下方へ向けることにより、空気流を撹拌する。この撹拌作用によって、ラック１６から熱交換器３０ａに向けて排出される空気流の上下方向での温度分布の均等化を図ることができるので、一層効率的に熱交換器３０ａを機能させることができる。

また、同様に、各ラック１６の上方に収納された電子通信機器２０の排風機２０ｃほどその駆動源の作動速度が漸増するように、ラック１６の上段から下段へ向けて各排風機２０ｃの作動速度を漸減することができる。これにより、熱交換器３０ａに向けて排出される空気流の上下方向での温度分布の均等化を図ることができる。

前記したところでは、すべてのラック列１８ａ〜１８ｃのすべてのラック１６に収容されたすべての電子通信機器２０を作動させた状態について説明したが、各電子通信機器２０は、また仮想化技術に従って作動を制御することができる。

本発明への「仮想化技術」の適用では、ポンプの台数制御のように、負荷が１００％近いとき、すべてのサーバを稼働させる。また、演算負荷が軽減すると、稼働台数を減らし、その増減をラック列単位で行う。稼働するラック列は、軽負荷の場合、ベース列が常に運転されるというわけではなく、周期的に変更される。

この仮想化技術によれば、例えば、中仕切り壁５０の左方に位置するラック列１８ａ〜１８ｃを第１ないし第３群（５２ａ〜５２ｃ）とし、中仕切り壁５０の右方に位置するラック列１８ａ〜１８ｃを第４ないし第６群（５２ｄ〜５２ｆ）と仮定すると、サーバ処理プロブラムにより、群毎に電子通信機器２０の作動のオンオフが制御を受ける。

例えば、第１群５２ａ及び第４群５２ｄの電子通信機器２０が作動され、順次作動される電子通信機器２０が同数の群が群毎に切り換えられる。このように、仮想化技術によれば、電子通信機器２０の運用が群毎に切り換えられる。

また、各サーバのファンすなわち電子通信機器２０の排風機２０ｃをサーバの演算量とは関係無く稼働させるために、サーバ処理プログラムのロジックが修正される。あるいは、排風機２０ｃに常時給電し、保守などの人為的な演算停止のために強制的に電子通信機器２０を停止させる場合を除き、排風機２０ｃの運転を継続するように構成する。なお、データセンタでは、サーバは２４時間稼働しており、段落００２９で述べたような電源スイッチのオンオフ操作は常態ではない。このような２４時間稼働の状態では、電子通信機器２０の排風機２０ｃすなわちサーバファンは、排熱のみならず、前記した空気循環の機能を担うために、運転時には最大能力で運転される。また必要に応じて、中間ファンを設けることができる。

本発明の空調システム１０は、このような仮想化技術に適用させるべく、例えば、運用中の群（５２ａ〜５２ｆ）に対応する熱交換器３０ａにのみ、二次冷却水が循環するように供給される。したがって、運用中の電子通信機器２０に内蔵された排風機２０ｃを作動させ、休止中の電子通信機器２０に内蔵された排風機２０ｃの作動を停止することができる。しかしながら、前記した確実な空気循環を実現する上で、運用中か休止中かに拘わらず、すべての電子通信機器２０の排風機２０ｃを例えば一定の作動速度で作動させることが望ましい。

さらに、図示しないが、空調システム１０は、各ラック列１８ａ〜１８ｃを一単位として、複数のラック列１８ａ〜１８ｃの単位をサーバ室１２内に並列的に配置することができる。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。例えば、仮想化技術以外にも空調システム１０を適用することができる。また、各ラックに収容される電子通信機器の発熱量の増大に応じてラック列毎に冷却器の容量を選定することができ、前記電子通信機器の入れ替えに対して柔軟性及び融通性のある空調システムが提供される。また、冷媒として水を利用した空調システムを示したが、圧縮膨張作用による冷却に用いられるフロン系のような冷媒ガスを用いることができる。

本発明に係る空調システムが適用されたサーバ室内のラック配置例を示す平面図である。 図１に示した線II-IIに沿って得られたラック用冷却器の縦断面図である。 図１に示した空調システムの中間熱交換器の概略図である。

１０ 空調システム
１２ サーバ室（部屋）
１６ ラック
１６ａ ラックの前面
１６ｂ ラックの後面
１８（１８ａ〜１８ｃ） ラック列
２０ 電子通信機器
２０ａ 電子通信機器のケーシング
２０ｂ ケーシングの排気口
２０ｃ 電子通信機器の排風機
２２ａ ラックの空気吸入口
２２ｂ ラックの空気排出口
２４ 仕切り壁
２６（２６ａ〜２６ｄ） 区画室
３０ 冷却器
３０ａ ラック用熱交換器
３２ 冷却源機構
３４ 冷却水源
３６ 中間熱交換器
４０ 一次冷却水配管
４２ 二次冷却水配管
４６ 一方向の空気流
５０ 中仕切り壁

Claims (7)

1. 情報処理機本体を収容するケーシングと、該ケーシングに設けられた排気口と、前記ケーシング内に設けられ、前記排気口を経て前記情報処理機本体から放出される熱量を前記ケーシング外に排出するための排風機とを有する複数の前記情報処理機本体を多段に整列させて収容する複数のラックであってそれぞれの前面に空気吸入口が設けられ、また後面に空気排出口が設けられ、前記情報処理機本体がそれぞれの前記排気口を対応する前記ラックの空気排出口に対向させて収納される複数のラックでラック列が構成され、その列が複数列に配置された部屋のための空調システムであって、
   前記排風機の作動によって前記空気排出口から排出される空気を冷却すべく、前記ラックの近傍で該ラックの前記空気排出口に対向して配置された熱交換器と、前記熱交換器に冷媒を供給する冷却源機構とを含み、
   前記各ラック内を通って前記部屋内を流れる空気が前記排風機の作動によって一方向の流れを形成するように、ラック列毎で該ラック列の前記ラックの向きが一致しかつ互いに隣り合って間隔をおく前記ラック列の前記ラックの向きが一致するように、前記ラック列が配置され、前記熱交換器は、前記ラックからの廃熱による前記部屋内の温度上昇を防止すべく前記熱交換器を経る前記空気を冷却し、前記排風機は前記情報処理機本体の作動の有無に拘わらず、作動されている、空調システム。
2. 前記情報処理機は、前記ラック単位で所定のローテーションで運転、非運転状態におかれる、請求項１に記載の空調システム。
3. 前記情報処理機本体は前記ラック列毎に作動及び非作動を前記情報処理機本体のための処理プログラムに従って切り換えられ、作動状態にある前記情報処理機本体を収容するラック列に対応して設けられた前記熱交換器に前記冷却源機構からの冷媒が前記処理プログラムに従って作動される冷媒循環ポンプの作動の切り換えに従って供給される、請求項２に記載の空調システム。
4. 前記ラック列の各ラックの上部には、前記空気排出口から対応する前記熱交換器へ向けて排出される空気を下方へ向ける偏向手段が設けられている請求項３に記載の空調システム。
5. 前記部屋内は、互いに平行なｎ枚の仕切りによって（ｎ＋１）個の区画室に区画され、さらに各区画室は前記仕切のほぼ中央部を横切る中仕切壁により左右の空間に分けられており、該中仕切壁の左右の空間のそれぞれには、前記ラック列のそれぞれが前記各仕切りの一部を構成しかつ前記左右の空間で空気流が相互に逆方向となるように、前記ラック列がｎ列で配列されている、請求項４に記載の空調システム。
6. 前記仕切及び中仕切に関連して設けられたラック列を単位ブロックとして前記部屋内に複数の前記単位ブロックが並列的に配置されている、請求項５に記載の空調システム。
7. 前記各ラック列の前記情報処理機本体の前記排風機は、前記ラックの上段から下段へ向けて排風機の駆動源の作動速度が漸減する、請求項６に記載の空調システム。

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