JP5407977B2 - 空調システム及び空調方法 - Google Patents

Description

本発明は、計算機室を空調する空調システム及び空調方法に関する。

近年、高度情報化社会の到来にともなって計算機（コンピュータ装置）で多量のデータが取り扱われるようになり、多数の計算機を同一室内に設置して一括管理することが多くなっている。例えばデータセンターでは、計算機室内に多数のラック（サーバーラック）を設置し、それぞれのラックに複数の計算機を収納している。そして、それらの計算機にジョブを有機的に配分し、大量のジョブを効率的に処理している。

データセンターでは、ジョブの処理にともなって計算機から多量の熱が発生する。このため、熱による計算機の故障や誤動作を回避するために、計算機を冷却する手段が必要となる。

一般的なデータセンターの室内は、ラックを設置する機器設置エリアと、機器設置エリアの床下に設けられて電力ケーブルや通信ケーブル等が配置されるフリーアクセスフロアとに分離されている。フリーアクセスフロアには空調機から低温のエアーが供給され、この低温のエアーは機器設置エリアの床に設けられたグリル（通風口）を介して機器設置エリアに送られる。

機器設置エリアには、多数のラックが列毎に並んで配置される。一般的なラックでは、ラックの前面から低温のエアーを導入して計算機内を冷却し、それにより温度が上昇したエアーを背面又は上面から排出するようになっている。以下、ラックの前面（吸気側の面）を吸気面と呼ぶ。

ところで、省エネルギー及び地球温暖化防止の観点から、データセンターで消費する電力の削減が要望されている。データセンターでは、計算機で消費する電力とほぼ同程度の電力を、空調機を含む空調設備で消費しているといわれている。このため、空調機自体を省電力化するとともに、ラックの配置を工夫して効率的な冷却が行われるようにしている。例えば、一般的なデータセンターでは多数のラックを列毎に並べ、且つ隣り合う列のラックを吸気面と吸気面又は背面と背面とが向き合うように配置している。そして、吸気面側の床にグリル（通風口）を配置している。

このように、グリルを介して低温のエアーが供給されるエリアと、ラックから高温のエアーが排出されるエリアとを空間的に分離することにより、冷却効果の低下を抑制している。低温のエアーが供給されるラック吸気面側のエリアはコールドアイルと呼ばれており、高温のエアーが排出されるラック背面側のエリアは、ホットアイルと呼ばれている。

特開２００９−２５７７３０号公報 特開平６−１９３９４７号公報 特表２００８−５３８４０６号公報

上述したように、一般的なデータセンターでは、多数のラックを列毎に並べている。この場合、各列の間には、ラック及び計算機のメンテナンス等を容易に行うことができるように、ある程度の広さ（例えば、幅１ｍ以上）が必要となる。しかし、ラックの列間に広い幅の空間があると、グリルから導入された低温のエアーの多くがラック内に入ることなく上昇してホットアイル側に移動して、冷却効率が低下することがある。また、ホットアイル側の高温のエアーがコールドアイル側に回り込んでラック内に取り込まれるエアーの温度が上昇し、冷却効率が低下することもある。更に、天井やラック等からの輻射熱によりコールドアイルのエアーの温度が上昇して、冷却効率が低下することもある。

以上から、ラック列の間にメンテナンス等に必要な空間を確保しつつ、計算機をより一層効率よく冷却できる空調システム及び空調方法を提供することを目的とする。

一観点によれば、計算機が収納され、前記計算機を冷却するエアーを取り込む吸気面と取り込んだエアーを排出する排出面とを有する複数のラックと、前記複数のラックが列毎に並んで配置された機器設置エリアと、前記機器設置エリアの床下に設けられた床下空間と、前記ラックの前記吸気面側の床に設けられて前記床下空間と前記機器設置エリアとを連絡する通風口と、前記機器設置エリアのエアーを吸気し、前記床下空間に温度調整されたエアーを排出する空調機と、前記ラックの列間の空間に展開可能に配置され、前記列間の空間のうち前記通風口を介して前記機器設置エリアに導入されたエアーが通流可能な空間の容積を調整する空間容積調整部材と、前記空間容積調整部材を展開・収納する展開・収納装置とを有する空調システムが提供される。

上記一観点によれば、ラック列の空間内に空間容積調整部材を配置して、通風口を介して機器設置エリアに導入されたエアーが通流可能な空間の容積を調整する。列間のエアーが通流可能な空間の容積を小さくすることにより、通流するエアーの速度が速くなり、通風口を介して供給される低温のエアーとラックから排出される高温のエアーとが混じりにくくなる。その結果、ラックに取り込まれるエアーの温度上昇が抑制され、冷却効率の低下が抑制される。また、計算機停止時には空間容積調整部材をラック列の間から撤収（収納）することにより、メンテナンス等に必要な空間を確保する。

図１は、第１の実施形態に係る空調システムが適用される計算機室の一例を模式的に示す平面図である。 図２は同じくその計算機室を模式的に示す斜視図である。 図３（ａ），（ｂ）は、２台のラック間のコールドアイルの上方に設置されたエアーバッグを示す模式図である。 図４は、エアーバッグ制御装置の一例を示すブロック図である。 図５は、コールドアイルの空間がエアーバッグにより占有された状態を示す斜視図である。 図６は、コールドアイルの空間がエアーバッグにより占有された状態における低温のエアーの流れを示す模式図である。 図７は、逆三角形状のエアーバッグを示す側面図である。 図８（ａ）は第１の実施形態の変形例１を示す側面図、図８（ｂ）は同じくその上面図である。 図９（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の変形例２を示す側面図である。 図１０は、第２の実施形態に係る空調システムのエアーバッグ制御系を示すブロック図である。 図１１は、ラックに配置された温度センサ及び風速センサを示す模式図である。 図１２は、温度測定運転モードにおける制御フローを示す図である。 図１３は、エアーポンプの作動状態（エアーバッグの伸縮状態）を示すタイミングチャートである。 図１４は、温度・風速測定運転モードにおける制御フローを示す図である。 図１５は、計算機動作状態予測運転モードにおける制御フローを示す図である。 図１６は、複数の小部屋に仕切られたエアーバッグの例を示す断面図である。

以下、実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る空調システムが適用される計算機室の一例を模式的に示す平面図、図２は同じくその計算機室を模式的に示す斜視図である。また、図３（ａ），（ｂ）は２台のラック間のコールドアイルの上方に設置されたエアーバッグを示す模式図である。

計算機室１０は、図２に示すように、ラック１１が設置される機器設置エリア１０ａと、機器設置エリア１０ａの床下に設けられて電力ケーブル及び通信ケーブル等が配置されるフリーアクセスフロア（床下空間）１０ｂとに分離されている。機器設置エリア１０ａには、図１に示すように、多数のラック１１が列毎に並んで配置されている。また、各ラック１１には、それぞれ複数の計算機１２（図３参照）が収納されている。

隣り合う列のラック１１は、吸気面と吸気面又は背面と背面とが向き合うように配置されている。各ラック列の間には、ラック１１及び計算機１２のメンテナンス等に必要な広さ（例えば幅１ｍ以上）の空間が確保されている。また、ラック１１の吸気面側の床には、１又は複数のラック１１毎に、フリーアクセスフロア１０ｂと機器設置エリア１０ａとを連絡するグリル（通風口）１３が設けられている。

更に、計算機室１０には空調機１５が設けられている。空調機１５は機器設置エリア１０ａからエアーを取り込み、フリーアクセスフロア１０ｂに温度調整された低温のエアーを排出する。この低温のエアーは、グリル１３を介して機器設定エリア１０ａ（コールドアイル）に送り出され、ラック１１に吸気面側から取り込まれる。そして、ラック１１内の計算機１２を冷却して温度が上昇したエアーは、ラック１１の背面側から機器設置エリア１０ａ（ホットアイル）に排出される。

本実施形態では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、コールドアイルの上方に、伸縮自在のエアーバッグ（空間容積調整部材）１６が設置されている。このエアーバッグ１６は、エアーバッグ制御装置（展開・収納装置）１８からエアー配管１７を介して供給されるエアーにより、図３（ａ），（ｂ）に示すように伸縮する。

図４はエアーバッグ制御装置１８の一例を示すブロック図である。このエアーバッグ制御装置１８は、エアーポンプ２１と、電磁バルブＶ１〜Ｖ４と、ポンプ・バルブ制御部２２と、エアーバッグ１６の圧力を検出する圧力検知部２３とを有している。ポンプ・バルブ制御部２２は、エアーポンプ２１の駆動制御を行うとともに、電磁バルブＶ１〜Ｖ４を適宜動作させて、エアーバッグ１６にエアーを注入したり、エアーバッグ１６からエアーを排出したりする。

エアーバッグ１６は、強度と柔軟性とを併せもつ素材で形成されていることが好ましく、そのような素材にはナイロン繊維やポリエステル繊維等がある。また、エアーバッグ１６の内側又は外側は断熱性の素材で覆われていることが好ましい。そのような断熱性の素材には、微小な気泡を多数含有するポリウレタンゴムやスチレンアクリルゴム等がある。

計算機１２が稼働していないときには、図３（ａ）に示すように、エアーバッグ１６は収縮して天井近くに配置（収納）される。この場合、コールドアイルには人間が通るのに十分な広さの空間が確保され、ラック１１及び計算機１２のメンテナンス等を容易に行うことができる。

一方、計算機１２が稼働しているときには、図３（ｂ）に示すようにエアーバッグ制御装置１８からエアーバッグ１６にエアーが注入され、エアーバッグ１６の下端が床近傍まで進出してコールドアイルの空間を大きく占有する。

図５の斜視図は、コールドアイルの空間がエアーバッグ１６により占有された状態を示している。このようにコールドアイルの空間がエアーバッグ１６により占有された状態になると、図６に示すように、グリル１３から機器設置エリア１０ａに導入される低温のエアーが、ラック１１とエアーバッグ１６との間の狭い空間を通るようになる。

このため、ラック１１とエアーバッグ１６との間を流れるエアーの流速が速くなり、ホットアイル側の高温のエアーがコールドアイル側に回り込みにくくなる。また、ラック１１とエアーバッグ１６との間が狭いと、ラック１１内にはグリル１３から機器設定エリア１０ａに導入された直後の低温のエアーが取り込まれるようになる。つまり、本実施形態によれば、グリル１３から導入された直後の低温のエアーでラック１１内の計算機１２を冷却することができる。そのため、エネルギー効率が高く、空調に要する電力を削減することができる。

なお、上述した例ではエアーバッグ１６が膨らんだときの形状をほぼ直方体形状としている。この場合、ラック１１とエアーバッグ１６との間を流れる低温のエアーの速度が速いため、ラック１１の下側に配置された計算機１２に導入される低温のエアーの量が、ラック１１の上側に配置された計算機１２に導入される低温のエアーの量よりも少なくなることが考えられる。このため、エアーバッグ１６の形状を、図７に示すように、例えば上側の幅が広く下側の幅が狭い逆三角形状としてもよい。このような形状とすることにより、ラック１１の下側に配置された計算機１２に導入される低温のエアーの量と上側に配置された計算機１２に導入される低温のエアーの量とのばらつきを小さくすることができる。

（実験例）
標準サイズのラック（幅７０ｃｍ, 奥行き１１０ｃｍ, 高さ２００ｃｍ）が１２台ずつ複数列に並んだ計算機室（サーバルーム）を使用して、エアーバッグによるエネルギー削減効果を調べた。

計算機室の天井高さは２４０ｃｍであり、各ラック列間の距離（コールドアイル及びホットアイルの幅）はいずれも１２０ｃｍである。この計算機室のコールドアイルに、展開時のサイズが幅９０ｃｍ、長さ１８０ｃｍの直方体となる３個のエアーバッグを天井から懸架した。これらのエアーバッグはナイロン繊維製であり、内側に２ｍｍの厚さでポリウレタンを発泡ライニング加工したものである。

これらのエアーバッグに、流量３０００リットル／分の空気ポンプ（ターボブロア）を取り付け、サーバの運転中にエアーバッグを展開した。その結果、エアーバッグを配置した領域（アイル）に関わる空調機の運転消費エネルギーが、エアーバッグを展開していないときに比べて平均１５％程度低減した。

（変形例１）
図８（ａ）は第１の実施形態の変形例１を示す側面図、図８（ｂ）は同じくその上面図である。この変形例１では、空間容積調整部材としてアコーディオンカーテン３１，３２を使用している。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、ラック１１の吸気面側には、列毎に第１のアコーディオンカーテン３１が配置されている。同一コールドアイル内の２つの第１のアコーディオンカーテン３１の下には、アコーディオンカーテン３１間を連絡する第２のアコーディオンカーテン３２が配置されている。

計算機１２が稼働していないときには、アコーディオンカーテン３１，３２はコールドアイルから退避した位置に畳まれている。そして、計算機１２が稼働しているときには、アコーディオンカーテン３１，３２はコールドアイルの空間内に展開され、コールドアイルの大部分が第１のアコーディオンカーテン３１及び第２のアコーディオンカーテン３２で囲まれた空間に占有される。この変形例１においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例２）
図９（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態の変形例２を示す側面図である。変形例２では、空間容積調整部材としてロールカーテン３３を使用している。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、ラック１１の吸気面側には列毎にロールカーテン３３が配置されている。同一コールドアイル内の２つのロールカーテン３３の下端部は、連絡部３４により連絡されている。

計算機１２が稼働していないときには、図９（ａ）に示すようにロールカーテン３３はコールドアイルの上方に巻き上げられている。また、計算機１２が稼働しているときには、図９（ｂ）に示すようにロールカーテン３３が下ろされ、コールドアイルの大部分がロールカーテン３３及び連絡部３４で囲まれて空間に占有される。この変形例２においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係る空調システムについて説明する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、計算機の温度又は稼動状態に応じてエアーバッグの伸縮を自動的に制御する運転モードを有することにある。本実施形態においても、図１〜図３を参照して説明する。

図１０は本実施形態に係る空調システムのエアーバッグ制御系を示すブロック図、図１１はラック１１に配置された温度センサ及び風速センサを示す模式図である。

図１０に示すように、エアーバッグ制御系は、主制御部４１と、操作部４２と、温度測定部４３と、風速測定部４４と、計算機動作状態判定部４５と、エアーバッグ制御装置１８とを有している。

図１１に示すように、ラック１１内に収納された各計算機１２には、ＣＰＵの温度を検出する温度センサ４７が設けられている。また、各ラック１１には、排気面側の風速を測定する風速センサ４８が取り付けられている。

温度センサ４７による温度検出結果は、温度測定部４３に出力される。温度測定部４３は、主制御部４１からの信号に応じて、温度検出結果を主制御部４１に出力する。また、風速センサ４８による風速測定結果は、風速測定部４４に出力される。風速測定部４４は、主制御部４１からの信号に応じて、風速測定結果を主制御部４１に出力する。

計算機動作状態判定部４５は、計算機１２に投入されるジョブの負荷により、計算機１２毎又はラック１１毎の発熱量を予測する。一般的に、データセンターでは計算機（サーバ）に投入するジョブによる計算機の負荷を予測し、特定の計算機に負荷が大きいジョブが集中しないようにしている。計算機時動作状態判定部４５は、投入されるジョブによる計算機の負荷の情報を利用して、計算機１２毎又はラック１１毎の発熱量を予測する。そして、主制御部４１からの信号に応じて、その発熱量予測結果を主制御部に４１に送信する。

操作部４２には、当該エアーバッグ制御系の動作状態を示す表示部や各種スイッチが設けられている。本実施形態では、オペレータが操作部４２を介して主制御部４１に、エアーバッグの運転モードを設定するものとする。本実施形態では、エアーバッグの運転モードとして、手動運転モード、温度測定運転モード、温度・風速測定運転モード及び計算機動作状態予測運転モードを有する。以下、各運転モードにおけるエアーバッグの制御について説明する。

（手動運転モード）
手動運転モードでは、第１の実施形態と同じようにエアーバッグを運転する。すなわち、オペレータが各計算機１２の稼動状態を判断し、操作部４２に設けられたスイッチを操作して各エリアに配置されたエアーバッグ１６を伸縮させる。

（温度測定運転モード）
温度測定運転モードでは、計算機（ＣＰＵ）の温度により、エアーバッグ１６の伸縮を制御する。図１２は、その制御フローを示す図である。

まず、ステップＳ１１において、主制御部４１は、温度測定部４３を介して各計算機１２の温度を取得する。そして、ステップＳ１２において、予め設定された温度を超える計算機１２があるか否かを判定する。

ここで、予め設定された温度を超える計算機があると判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３において、主制御部４１はエアーバッグ１６が伸長済みか否かを判定する、エアーバッグ１６が既に伸長済みであると判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１１に戻る。一方、ステップＳ１３においてエアーバッグ１６が伸長済みでないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４において、主制御部４１はエアーバッグ制御装置１８にエアーバッグ１６の伸長を指示する信号を出力する。これにより、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２（図４参照）は、電磁バルブＶ２，Ｖ３を開とし、電磁バルブＶ１，Ｖ４を閉とする。

その後、ステップＳ１７に移行し、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２は、エアーポンプ２１の運転を開始する。これにより、エアーバッグ１６にエアーが注入される。そして、所定時間経過してエアーバッグ１６に十分な量のエアーが注入されると、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８において、エアーバッグ制御装置１８はエアーポンプ２１を停止するとともに、電磁バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をいずれも閉とする。

このようにしてエアーバッグ１６に十分な量のエアーが注入されると、図５に示すようにコールドアイルの大部分の空間がエアーバッグ１６により占有され、ラック１１内にはグリル１３から導入された直後の低温がエアーが取り込まれる。これにより、計算機１２の温度が低下する。その後、ステップＳ１１に戻り、上述の処理を継続する。

なお、ステップＳ１７では、圧力検知部２３（図４参照）で検出した圧力が設定された上限値以上になったときに、エアーバッグ１６に十分な量のエアーが注入されたものとしてエアーポンプ２１の運転を停止するようにしてもよい。

一方、ステップＳ１２において、予め設定された温度以上の計算機がないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、エアーバッグ１６が収縮済みか否かを判定する。エアーバッグ１６が既に収縮済みであると判定した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１５においてエアーバッグ１６が収縮済みでないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において、主制御部４１は、エアーバッグ制御装置１８にエアーバッグ１６の収縮を指示する信号を出力する。これにより、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２（図４参照）は、電磁バルブＶ１，Ｖ４を開とし、電磁バルブＶ２，Ｖ３を閉とする。

その後、ステップＳ１７に移行し、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２は、エアーポンプ２１の運転を開始する。これにより、エアーバッグ１６からエアーが排出される。そして、所定時間経過すると、ステップＳ１８に移行し、エアーバッグ制御装置１８はエアーポンプ２１を停止するとともに、電磁バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をいずれも閉とする。

エアーバッグ１６からエアーが排出されると、エアーバッグ１６はコールドアイルの上方に収納（撤収）される。なお、ステップＳ１７において、圧力検知部２３（図４参照）で検出した圧力が設定された下限値以下になったときに、エアーバッグ１６から十分な量のエアーが排出されたものとしてエアーポンプ２１の運転を停止するようにしてもよい。

その後、ステップＳ１１に戻り、上述した処理を継続する。このように、主制御部４１は、計算機（ＣＰＵ）１２の温度に応じてエアーバッグ１６を伸長させる。

図１３は、横軸に時間をとり、縦軸に温度及びエアーポンプの作動状態（エアーバッグ１６の伸縮状態）をとって、それらの関係を示すタイミングチャートである。この図１３に示すように、計算機１２の温度によりエアーバッグ１６を伸縮することで、計算機１２の温度を一定の範囲内に抑えることができる。

（温度・風速測定運転モード）
図１４は、温度・風速測定運転モードにおける制御フローを示す図である。温度・風速測定運転モードが前述の温度測定運転モードと異なる点はステップＳ１５からステップＳ１６までの間の処理が異なることにあり、その他の処理は基本的に温度測定運転モードを同じであるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。

ステップＳ１２において設定温度を超える計算機がないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１５に移行し、エアーバッグ１６が既に収縮済みか否かを判定する。エアーバッグ１６が既に収縮済みであると判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１１に戻る。一方、エアーバッグ１６が収縮済みでないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１において、主制御部４１は、風速測定部４４を介してラック１１（又は計算機１２）から排出されるエアーの風速を取得する。そして、ステップＳ２２に移行し、ラック１１から排出されるエアーの風速が設定値以上か否かを判定する。ここで、ラック１１から排出されるエアーの風速が設定値以上であると判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ１１に戻る。一方、ラック１１から排出されるエアーの風速が設定値よりも遅いと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、主制御部４１は、エアーバッグ制御装置１８にエアーバッグ１６の収縮を指示する信号を出力する。これにより、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２（図４参照）は、電磁バルブＶ１，Ｖ４を開とし、電磁バルブＶ２，Ｖ３を閉とする。

その後、ステップＳ１７に移行し、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２は、エアーポンプ２１の運転を開始する。これにより、エアーバッグ１６からエアーが排出される。そして、所定時間経過すると、ステップＳ１８に移行し、エアーバッグ制御装置１８はエアーポンプ２１を停止するとともに、電磁バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をいずれも閉とする。

温度・風速測定運転モードでは、設定温度を超える計算機がない場合にラック１１から排出されるエアーの風速を測定し、風速が設定値よりも速い場合にはエアーバッグ１６を伸長させたままとする。これにより、温度測定運転モードに比べて計算機１２の冷却効率がより一層向上する。

（計算機動作状態予測運転モード）
図１５は、計算機動作状態予測運転モードにおける制御フローを示す図である。

まず、ステップＳ３１において、主制御部４１は計算機動作状態判定部４５から各計算機１２の発熱量を取得する。そして、ステップＳ３２において、予め設定された発熱量を超えるおそれのある計算機があるか否かを判定する。

ここで、予め設定された発熱量を超えるおそれがある計算があると判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ３３において、主制御部４１はエアーバッグ１６が伸長済みか否かを判定する、エアーバッグ１６が既に伸長済みであると判定した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ３１に戻る。一方、エアーバッグ１６が伸長済みでないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４において、主制御部４１はエアーバッグ制御装置１８にエアーバッグ１６の伸長を指示する信号を出力する。これにより、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２（図４参照）は、電磁バルブＶ２，Ｖ３を開とし、電磁バルブＶ１，Ｖ４を閉とする。

その後、ステップＳ３７に移行し、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２は、エアーポンプ２１の運転を開始する。これにより、エアーバッグ１６にエアーが注入される。そして、所定時間経過してエアーバッグ１６に十分な量のエアーが注入されると、ステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８において、エアーバッグ制御装置１８はエアーポンプ２１を停止するとともに、電磁バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をいずれも閉とする。その後、ステップＳ３１に戻り、上述の処理を継続する。

一方、ステップＳ３２において、予め設定された発熱量を超える計算機がないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ３５に移行する。ステップＳ３５では、エアーバッグ１６が収縮済みか否かを判定する。エアーバッグ１６が既に収縮済みであると判定した場合（Ｙｅｓの場合）はステップＳ３１に戻る。

ステップＳ３５においてエアーバッグ１６が収縮済みでないと判定した場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６において、主制御部４１は、エアーバッグ制御装置１８にエアーバッグ１６の収縮を指示する信号を出力する。これにより、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２（図４参照）は、電磁バルブＶ１，Ｖ４を開とし、電磁バルブＶ２，Ｖ３を閉とする。

その後、ステップＳ３７に移行し、エアーバッグ制御装置１８のポンプ・バルブ制御部２２は、エアーポンプ２１の運転を開始する。これにより、エアーバッグ１６からエアーが排出される。そして、所定時間経過すると、ステップＳ３８に移行し、エアーバッグ制御装置１８はエアーポンプ２１を停止するとともに、電磁バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をいずれも閉とする。その後、ステップＳ１１に戻り、上述した処理を継続する。

本実施形態においては、計算機動作状態判定部４５で各計算機１２の発熱量を予測し、発熱量が設定値を超えるおそれがあると判定したとき、すなわち計算機が実際に高温になる前に場合にエアーバッグ１６を伸長させて、計算機１２の冷却効率を向上させる。これにより、計算機１２の故障や誤動作をより確実に回避することができる。

なお、上記の第１及び第２の実施形態ではいずれもコールドアイルに空間容積調整部材（エアーバッグ）を配置した場合について説明したが、ホットアイルに空間容積調整部材を配置してもよい。ホットアイルの空間内に空間容積調整部材を配置すると、高温のエアーが通る経路が狭くなる。例えばホットアイルの上方に高温のエアーを排気するための排気口がある場合、高温のエアーが通る経路を狭くすることで排気口へのエアーの回収率が向上し、その結果高温のエアーがコールドアイルに回り込むことを抑制できる。

また、エアーバッグ１６は、図１６に示すように複数の小部屋に仕切られたものであってもよい。このようなエアーバッグを使用する場合、各小部屋に個別にエアーを注入し、エアーバッグ１６の展開時の形状を制御することができる。

以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）計算機が収納され、前記計算機を冷却するエアーを取り込む吸気面と取り込んだエアーを排出する排出面とを有する複数のラックと、
前記複数のラックが列毎に並んで配置された機器設置エリアと、
前記機器設置エリアの床下に設けられた床下空間と、
前記ラックの前記吸気面側の床に設けられて前記床下空間と前記機器設置エリアとを連絡する通風口と、
前記機器設置エリアのエアーを吸気し、前記床下空間に温度調整されたエアーを排出する空調機と、
前記ラックの列間の空間に展開可能に配置され、前記列間の空間のうち前記通風口を介して前記機器設置エリアに導入されたエアーが通流可能な空間の容積を調整する空間容積調整部材と、
前記空間容積調整部材を展開・収納する展開・収納装置と
を有することを特徴とする空調システム。

（付記２）前記空間容積調整部材はエアーの注入により伸長するエアーバッグであることを特徴とする付記１に記載の空調システム。

（付記３）前記空間容積調整部材は、展開時に前記通風口の上方に配置されることを特徴とする付記１又は２に記載の空調システム。

（付記４）更に、前記計算機の温度を測定する温度センサと、
前記温度センサによる温度測定値に基づいて前記展開・収納装置を制御する制御部とを有し、
前記制御部は前記温度測定値が設定温度よりも高いときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間に展開し、
前記温度測定値が前記設定温度以下のときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間から撤収することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。

（付記５）更に、前記計算機の発熱量を予測する計算機動作状態判定部と、
前記計算機動作状態判定部による発熱量予測値に基づいて前記展開・収納装置を制御する制御部とを有し、
前記制御部は前記計算機動作状態判定部による発熱量予測値が設定値よりも高いときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間に展開し、
前記計算機動作状態判定部による発熱量予測値が前記設定値以下のときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間から撤収し収納することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。

（付記６）計算機が収納され、前記計算機を冷却するエアーを取り込む吸気面と取り込んだエアーを排出する排出面とを有する複数のラックが列毎に並んで配置された機器設置エリアと、前記機器設置エリアの床下に設けられた床下空間と、前記機器設置エリアと前記床下空間とを連絡する通風口と、前記機器設置エリアのエアーを吸気し、前記床下空間に温度調整されたエアーを排出する空調機とを有する計算機室の空調方法であって、
前記計算機が稼働しているときには前記ラックの列間の空間に、前記列間の空間のうち前記通風口を介して前記機器設置エリアに導入されたエアーが通流可能な空間の容積を調整する空間容積調整部材を配置し、
前記計算機が停止しているときには前記ラックの列間の空間から前記空間容積調整部材を撤収することを特徴とする空調方法。

（付記７）前記空間容積調整部材は、エアーの注入により伸長するエアーバッグであることをと特徴とする付記６に記載の空調方法。

（付記８）前記計算機の温度が設定温度よりも高いときに前記空間容積調整部材を前記列間の空間に展開し、
前記計算機の温度が前記設定温度以下のときに前記空間容積調整部材を前記列間の空間から撤収することを特徴とする付記６又は７に記載の空調方法。

（付記９）前記計算機の発熱量を予測し、前記計算機の発熱量予測値が設定値よりも高いときに前記空間容積調整部材を前記列間の空間に展開し、
記計算機の発熱量予測値が前記設定値以下のときに前記空間容積調整部材を前記列間の空間から撤収することを特徴とする付記６又は７に記載の空調方法。

１０…計算機室、１０ａ…機器設置エリア、１０ｂ…フリーアクセスフロア、１１…ラック、１２…計算機、１３…グリル（通風口）１５…空調機、１６…エアーバッグ、１７…エアー配管、１８…エアーバッグ制御装置（展開・収納装置）、２１…エアーポンプ、２２…ポンプ・バルブ制御部、２３…圧力検知部、３１，３２…アコーディオンカーテン、３３…ロールカーテン、４１…主制御部、４２…操作部、４３…温度測定部、４４…風速測定部、４５…計算機動作状態判定部、４７…温度センサ、４８…風速センサ。

Claims (6)

1. 計算機が収納され、前記計算機を冷却するエアーを取り込む吸気面と取り込んだエアーを排出する排出面とを有する複数のラックと、
   前記複数のラックが列毎に並んで配置された機器設置エリアと、
   前記機器設置エリアの床下に設けられた床下空間と、
   前記ラックの前記吸気面側の床に設けられて前記床下空間と前記機器設置エリアとを連絡する通風口と、
   前記機器設置エリアのエアーを吸気し、前記床下空間に温度調整されたエアーを排出する空調機と、
   前記ラックの列間の空間に展開可能に配置され、前記列間の空間のうち前記通風口を介して前記機器設置エリアに導入されたエアーが通流可能な空間の容積を調整する空間容積調整部材と、
   前記空間容積調整部材を展開・収納する展開・収納装置と
   を有することを特徴とする空調システム。
2. 前記空間容積調整部材はエアーの注入により伸長するエアーバッグであることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 前記空間容積調整部材は、展開時に前記通風口の上方に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調システム。
4. 更に、前記計算機の温度を測定する温度センサと、
   前記温度センサによる温度測定値に基づいて前記展開・収納装置を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は前記温度測定値が設定温度よりも高いときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間に展開し、
   前記温度測定値が前記設定温度以下のときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間から撤収することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。
5. 更に、前記計算機の発熱量を予測する計算機動作状態判定部と、
   前記計算機動作状態判定部による発熱量予測値に基づいて前記展開・収納装置を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は前記計算機動作状態判定部による発熱量予測値が設定値よりも高いときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間に展開し、
   前記計算機動作状態判定部による発熱量予測値が前記設定値以下のときに前記展開・収納装置を制御して前記空間容積調整部材を前記列間の空間から撤収し収納することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調システム。
6. 計算機が収納され、前記計算機を冷却するエアーを取り込む吸気面と取り込んだエアーを排出する排出面とを有する複数のラックが列毎に並んで配置された機器設置エリアと、前記機器設置エリアの床下に設けられた床下空間と、前記機器設置エリアと前記床下空間とを連絡する通風口と、前記機器設置エリアのエアーを吸気し、前記床下空間に温度調整されたエアーを排出する空調機とを有する計算機室の空調方法であって、
   前記計算機が稼働しているときには前記ラックの列間の空間に、前記列間の空間のうち前記通風口を介して前記機器設置エリアに導入されたエアーが通流可能な空間の容積を調整する空間容積調整部材を配置し、
   前記計算機が停止しているときには前記ラックの列間の空間から前記空間容積調整部材を撤収することを特徴とする空調方法。

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