JP5897319B2 - Self-standing wall type exhaust cooling unit and electronic device cooling method - Google Patents

Self-standing wall type exhaust cooling unit and electronic device cooling method Download PDF

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Description

本発明は、自立壁式の排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法に関するものであり、より詳細には、サーバ等の電子機器を除熱すべく電子機器の排気を一群の電子機器単位で冷却する自立壁式の排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法に関するものである。   The present invention relates to a self-supporting wall-type exhaust cooling unit and an electronic device cooling method, and more specifically, a self-supporting system that cools the exhaust of an electronic device in units of a group of electronic devices to remove heat from the electronic device such as a server. The present invention relates to a wall-type exhaust cooling unit and an electronic device cooling method.

多数のサーバ機器、ルーター、IT機器、通信機器等の高負荷電子機器を収容するデータセンタ、IT機器管理施設又は携帯電話基地局のサーバ室、電算室又は通信機器室等の建設が近年急増している。この種の施設は、多量の顕熱を発熱する多数の電子機器を室内に収容することから、電子機器の顕熱を除熱するための高負荷対応の空調システムを必要としている。   The construction of data centers, IT equipment management facilities or mobile phone base station server rooms, computer rooms or communication equipment rooms that accommodate high-load electronic equipment such as a large number of server equipment, routers, IT equipment, and communication equipment has increased rapidly in recent years. ing. This type of facility accommodates a large number of electronic devices that generate a large amount of sensible heat in a room, and thus requires a high-load air conditioning system for removing the sensible heat of the electronic devices.

例えば、データセンタ等におけるサーバ機器の高集積化・高密度化が近年殊に進んでおり、サーバ室内において大量の顕熱が発生する結果として、サーバ室の冷却に要する電力消費量が急速に増加する傾向が生じている。サーバ機器の多くは、前面から冷気の吸込みを行い、背面から暖気を排気する構造を有する。一般に、一群のサーバ機器がサーバラック又はキャビネット等の架台又は筐体内に収容される。   For example, server devices in data centers and the like have become particularly highly integrated and dense in recent years, and as a result of the generation of a large amount of sensible heat in the server room, the power consumption required for cooling the server room has increased rapidly. There is a tendency to Many server devices have a structure in which cool air is sucked in from the front and warm air is exhausted from the back. In general, a group of server devices are accommodated in a rack or cabinet such as a server rack or cabinet.

このようなサーバ室においては、サーバラック前面の吸気面を対向配置して吸気面間にコールドアイルを形成し、サーバラック背面の排気面を対向配置して排気面間にホットアイルを形成したホットアイル・コールドアイル方式のレイアウトが、熱効率向上のために一般に採用されている。このようなホットアイル・コールドアイル方式のサーバ室の空調システムは、例えば、特開2009-140421号公報(特許文献1)、特開2006-208000号公報(特許文献2)及び特開2004-184070号公報(特許文献3)に記載されている。   In such a server room, a hot aisle in which the intake surface on the front side of the server rack is opposed to form a cold aisle between the intake surfaces, and the exhaust surface on the back side of the server rack is arranged to face to form a hot aisle between the exhaust surfaces. An aisle and cold aisle layout is commonly used to improve thermal efficiency. Such a hot aisle / cold aisle server room air conditioning system is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-140421 (Patent Document 1), Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-208000 (Patent Document 2), and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-184070. No. (Patent Document 3).

図17は、従来技術に係るサーバ室の空調システムの構成を概念的且つ模式的に示す縦断面図である。図において、空調システムは、サーバ室、プレナムチャンバ、空調機及び熱交換器等の相対的な位置関係によって示されており、空調空気循環回路を循環する空気流の流れが、矢印によって概念的に示されている。   FIG. 17 is a longitudinal sectional view conceptually and schematically showing the configuration of an air conditioning system for a server room according to the prior art. In the figure, the air conditioning system is shown by the relative positional relationship of the server room, the plenum chamber, the air conditioner, the heat exchanger, etc., and the flow of the air flow circulating through the air conditioning air circulation circuit is conceptually indicated by arrows. It is shown.

複数のサーバを収容したサーバラック100がサーバ室111内に配列される。サーバ室は、天井119、床構造体110及び壁体113によって画成される。床構造体110は、フリーアクセスフロア又はネットワークフロア等の二重床構造のものであり、給気(サプライ側)プレナムチャンバ112が、床面構成材118とコンクリートスラブ等の床版117との間に形成される。   A server rack 100 containing a plurality of servers is arranged in the server room 111. The server room is defined by the ceiling 119, the floor structure 110 and the wall body 113. The floor structure 110 has a double floor structure such as a free access floor or a network floor, and an air supply (supply side) plenum chamber 112 is provided between a floor surface component 118 and a floor slab 117 such as a concrete slab. Formed.

各サーバラック100は、操作面を構成する筐体前面101から冷気を取り込み、筐体背面102からサーバ室111の室内に熱排気するためのファン(図示せず)を内蔵する。サーバラック100は、この種のサーバ室において一般に採用される前述のホットアイル・コールドアイル方式に配置されている。ホットアイル・コールドアイル方式のレイアウトにおいては、給気を要する筐体前面101同士が対向配置され、筐体前面101の間にコールドアイルCが形成されるとともに、熱排気を行う筐体背面102同士が対向配置され、筐体背面102の間にホットアイルHが形成される。コールドアイルCを室内上部空間から遮蔽する遮蔽板105が、隣り合うサーバラック100の上部を架橋するように配置される。コールドアイルCの床面構成材118には、冷却空気を上方に吹出す給気口(図示せず)が配設される。   Each server rack 100 incorporates a fan (not shown) for taking in cool air from the front surface 101 of the casing that constitutes the operation surface and exhausting heat from the rear surface 102 of the casing into the server room 111. The server rack 100 is arranged in the aforementioned hot aisle / cold aisle system that is generally employed in this type of server room. In the hot aisle / cold aisle layout, the casing front surfaces 101 that require air supply are arranged to face each other, a cold aisle C is formed between the casing front faces 101, and the casing rear faces 102 that perform heat exhaustion Are arranged opposite to each other, and a hot aisle H is formed between the housing back surfaces 102. A shielding plate 105 that shields the cold aisle C from the indoor upper space is disposed so as to bridge the upper part of the adjacent server racks 100. The floor constituent material 118 of the cold aisle C is provided with an air supply port (not shown) for blowing cooling air upward.

循環空気冷却用の熱交換器(冷却コイル)115及び送風機116を内蔵した空調機107が空調機械室114内に配置される。空調機械室114は、間仕切壁120によってサーバ室111から区画される。空調機107は、床下の給気プレナムチャンバ112に冷却空気(冷気)を送風する。冷気は、コールドアイルCの給気口を介してコールドアイルCに上向きに吹出し、サーバラック100の吸気面(筐体前面101)からサーバラック100内に吸引される。サーバラック100内のサーバ機器を除熱して昇温した空気(暖気)は、サーバラック100の排気面(筐体背面102)からホットアイルH及び室内上部空間に排気され、実線矢印で示すように天井裏の還気チャンバ121を介して空調機107に還流し、或いは、破線矢印で示すように室内上部空間を介して空調機107に還流する。   An air conditioner 107 including a heat exchanger (cooling coil) 115 for circulating air cooling and a blower 116 is disposed in the air conditioning machine room 114. The air conditioning machine room 114 is partitioned from the server room 111 by a partition wall 120. The air conditioner 107 blows cooling air (cold air) to the air supply plenum chamber 112 under the floor. The cold air is blown upward to the cold aisle C through the air supply port of the cold aisle C, and is sucked into the server rack 100 from the intake surface (housing front surface 101) of the server rack 100. The air heated by removing heat from the server equipment in the server rack 100 (warm air) is exhausted from the exhaust surface (the housing rear surface 102) of the server rack 100 to the hot aisle H and the indoor upper space, as indicated by solid arrows. It returns to the air conditioner 107 through the return air chamber 121 on the back of the ceiling, or returns to the air conditioner 107 through the indoor upper space as indicated by a broken line arrow.

このようなホットアイル・コールドアイル方式の空調システムは、サーバ室全体を空調する空調機によってサーバ室内の全サーバ機器を冷却する構成のものであるが、各サーバラック単位でサーバ機器を個別に冷却する技術として、サーバラックの後部ドアに熱交換器を組込んだ構成の冷却装置が知られている。図18は、このように後部ドアに熱交換器を組込んだサーバラックの構成を概略的に示す縦断面図である。なお、図18には、空気流の流れが、矢印によって概念的に示されている。   Such a hot aisle / cold aisle type air conditioning system is configured to cool all server devices in the server room by an air conditioner that air-conditions the entire server room, but the server device is individually cooled in each server rack unit. As a technique for doing this, a cooling device having a configuration in which a heat exchanger is incorporated in a rear door of a server rack is known. FIG. 18 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the server rack in which the heat exchanger is incorporated in the rear door as described above. In FIG. 18, the air flow is conceptually indicated by arrows.

図18には、複数のサーバ機器210(破線で示す)を収容した背面排気方式のサーバラック200が示されている。サーバ室211の室内空間は、床面構成材218、天井構造体219及び隔壁(図示せず)によって区画されており、サーバラック200は、床面構成材218上に設置される。サーバラック200は、筐体前面201から室内空気を取り込み、サーバラック200内の空気を筐体背面の通気性後部ドア202を介して室内空間に排気するファン208を備える。後部ドア202は、プレートフィン型熱交換器203を備える。床下配線・配管スペース212が、床面構成材218と床版217との間に形成される。冷水又は冷媒の熱源機器(図示せず)に連結された冷水又は冷媒の供給管204及び還流管205が熱交換器203に連結される。熱源機器の冷水又は冷媒は、熱交換器203、供給管204及び還流管205を含む冷水又は冷媒の循環回路を循環する。サーバ機器と熱交換して昇温したサーバラック200内の空気は、熱交換器203を循環する冷水又は冷媒と熱交換して降温し、矢印で示すように室内空間に流出した後、筐体前面201からサーバラック200内に再び流入する。   FIG. 18 shows a rear exhaust type server rack 200 that houses a plurality of server devices 210 (shown by broken lines). The indoor space of the server room 211 is partitioned by a floor surface component 218, a ceiling structure 219, and a partition wall (not shown), and the server rack 200 is installed on the floor surface component 218. The server rack 200 includes a fan 208 that takes in indoor air from the front surface 201 of the housing and exhausts the air in the server rack 200 to the indoor space via the breathable rear door 202 on the back surface of the housing. The rear door 202 includes a plate fin heat exchanger 203. An underfloor wiring / piping space 212 is formed between the floor surface component 218 and the floor slab 217. A cold water or refrigerant supply pipe 204 and a reflux pipe 205 connected to a cold water or refrigerant heat source device (not shown) are connected to the heat exchanger 203. The cold water or refrigerant of the heat source device circulates in a cold water or refrigerant circulation circuit including the heat exchanger 203, the supply pipe 204 and the reflux pipe 205. The air in the server rack 200 heated up by exchanging heat with the server equipment is cooled by cooling with cold water or refrigerant circulating in the heat exchanger 203 and cooled down, and then flows into the indoor space as indicated by an arrow. It flows again into the server rack 200 from the front surface 201.

このように熱交換器を後部ドアに一体的に組込んだ形式のサーバラックは、例えば、特開2009-133544号公報(特許文献4)、特開2009-133561号公報(特許文献5)、米国特許出願公開US2006/0232945号公報(特許文献6)及び米国特許出願公開US2008/0232069号公報(特許文献7)に記載されている。   Server racks of the type in which the heat exchanger is integrated into the rear door in this way are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-133544 (Patent Document 4), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-133561 (Patent Document 5), This is described in US Patent Application Publication No. US2006 / 0232945 (Patent Document 6) and US Patent Application Publication No. US2008 / 0232069 (Patent Document 7).

特開2009-140421号公報JP 2009-140421 A 特開2006-208000号公報JP 2006-208000 Gazette 特開2004-184070号公報JP 2004-184070 A 特開2009-133544号公報JP 2009-133544 JP 特開2009-133561号公報JP 2009-133561 米国特許出願公開US2006/0232945号公報US Patent Application Publication No. US2006 / 0232945 米国特許出願公開US2008/0232069号公報US Patent Application Publication No. US2008 / 0232069

しかしながら、ホットアイル・コールドアイル方式の空調システムを備えた前述のサーバ室(図17)においては、サーバ機器を除熱して昇温した暖気は、主に室内上部空間を流動して空調機に還流し、或いは、天井裏の還気チャンバを介して空調機に還流するように構成されているので、還気流路を構成する室内上部空間又は天井裏還気チャンバを形成すべく、比較的大きな天井高又は階高を確保する必要が生じる。天井高又は階高の増大は、建物全体の高さ、建設費、工期等を増大又は延長する要因となるので、このような天井高又は階高の増大を回避する対策が望まれる。   However, in the above-mentioned server room (FIG. 17) equipped with a hot aisle / cold aisle type air conditioning system, the warm air heated by removing heat from the server equipment mainly flows through the indoor upper space and returns to the air conditioner. Alternatively, since it is configured to return to the air conditioner via the return air chamber on the back of the ceiling, a relatively large ceiling is formed to form the indoor upper space or the back of the ceiling that constitutes the return air flow path. It becomes necessary to secure the height or floor height. An increase in the ceiling height or floor height is a factor that increases or extends the height of the entire building, construction cost, construction period, and the like, and therefore, a countermeasure for avoiding such an increase in ceiling height or floor height is desired.

また、この形式の空調システムにおいては、サーバラックの背面側に流出した相対的に高温の空気がサーバラックの前面側にショートサーキットし、サーバラックに流入する空気流の温度が局部的又は過渡的に上昇し易い傾向があるので、このような暖冷気混合に起因した冷却負荷の増大に適応すべく、サーバラック前面の空気吸込み温度(設計条件)を若干高い温度に設定するとともに、空調機の冷気送風温度(設計条件)を若干低い温度に設定する必要が生じる。このような暖冷気の混合を防止する手段として、コールドアイルを室内上部空間から遮蔽する遮蔽板を設置する対策が前述のとおり知られているが、このような遮蔽板の設置は、サーバラックのレイアウト、構造、形状及び寸法等の設計自由度を制約する傾向がある。   In this type of air conditioning system, the relatively hot air that has flowed out to the rear side of the server rack is short-circuited to the front side of the server rack, and the temperature of the air flow flowing into the server rack is localized or transient. Therefore, the air intake temperature (design condition) on the front of the server rack is set to a slightly higher temperature in order to adapt to the increase in the cooling load caused by such warm and cold air mixing. It is necessary to set the cool air blowing temperature (design condition) to a slightly lower temperature. As a means for preventing such a mixture of warm and cool air, a measure for installing a shielding plate that shields the cold aisle from the indoor upper space is known as described above. However, such a shielding plate is installed in a server rack. There is a tendency to restrict the degree of freedom of design such as layout, structure, shape and size.

更に、サーバ機器の高集積化・高密度化に起因する多量の発熱を除熱するには、空調機の送風量を増大する必要があることから、送風動力増大に伴う消費電力の増大、空調空気搬送路の断面寸法及び断面積の増大、熱負荷制御の応答性又は制御性の低下等の問題が生じる。   Furthermore, in order to remove a large amount of heat generated due to high integration and high density of server equipment, it is necessary to increase the amount of air blown by the air conditioner. Problems such as an increase in the cross-sectional dimension and cross-sectional area of the air conveyance path, a decrease in responsiveness or controllability of heat load control, and the like occur.

他方、熱交換器を後部ドアに一体的に組込んだ形式のサーバラックにおいては、各サーバラック単位で熱負荷を処理し得るので、このような問題は生じ難いが、サーバラックの後部ドアに組込んだ熱交換器は、その構造及び機能がサーバラックの構造及び機能と密接に関連するので、熱交換器をサーバラック構成部品として予め工場製作せざるを得ない事情がある。このため、この形式のサーバラックを採用する場合、サーバラックの製造者、機種、仕様、形状、構造、寸法等が予め限定されてしまうので、サーバラックの選択自由度、汎用性、互換性、拡張性等の点において難点がある。また、このように熱交換器を後部ドアに一体的に組込んだサーバラックは、価格的にも高価であり、しかも、熱源の種類がサーバラックの仕様に相応して限定されてしまうので、建築物全体の空調熱源との関係で最適な熱源を任意に選択し難く、従って、このような熱交換器組込み型サーバラックの採用は、建築物全体のエネルギー効率又は熱効率の最適化や、サーバ機器冷却手段の冗長化等を困難にする傾向がある。   On the other hand, in a server rack of a type in which a heat exchanger is integrated into the rear door, such a problem is unlikely to occur because each server rack can handle a thermal load. Since the structure and function of the built-in heat exchanger are closely related to the structure and function of the server rack, there is a situation in which the heat exchanger has to be manufactured in advance as a server rack component. For this reason, when adopting this type of server rack, the manufacturer, model, specifications, shape, structure, dimensions, etc. of the server rack are limited in advance, so the server rack can be selected freely, versatility, compatibility, There are difficulties in terms of extensibility. In addition, the server rack in which the heat exchanger is integrated into the rear door in this way is expensive in price, and the type of heat source is limited according to the specifications of the server rack. It is difficult to arbitrarily select the optimum heat source in relation to the air conditioning heat source of the entire building. Therefore, the adoption of such a server rack with built-in heat exchanger makes it possible to optimize the energy efficiency or thermal efficiency of the entire building, It tends to make it difficult to make equipment cooling means redundant.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一群の電子機器を収容する架台又は筐体の仕様、形状等による構造上又は機能上の制約を受け難く、しかも、各架台又は筐体に収容された一群の電子機器の単位で熱負荷を個別処理することができる自立壁式の排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and its object is to receive structural and functional restrictions due to specifications, shapes, etc. of a cradle or housing that accommodates a group of electronic devices. It is difficult to provide a self-standing wall type exhaust cooling unit and an electronic device cooling method that can individually process heat loads in units of a group of electronic devices housed in each gantry or casing.

本発明は、上記目的を達成すべく、架台又は筐体内に収容された複数の電子機器を除熱すべく、前記電子機器と熱交換して昇温した室内空気を冷却し、冷却後の室内空気を室内空間に流出せしめる自立壁式の排気冷却ユニットであって、
昇温後の前記室内空気の流動方向下流側に前記架台又は筐体から間隔を隔てて立設され且つ建築物の構成要素によって支持された複数の支柱と、
該支柱によって支柱間に開閉可能に支持され、前記架台又は筐体の背面と対向する開閉扉と、
前記架台又は筐体の背面から、前記支柱及び開閉扉と前記架台又は筐体との間に形成された排気流動領域に流入した昇温後の前記室内空気が、該排気流動領域の側方及び上方に流出するのを阻止する遮風手段とを有し、
該開閉扉には、前記架台又は筐体の背面から排気された昇温後の前記室内空気を冷却して前記室内空間に流出せしめる熱交換器が組込まれ、
前記遮風手段は、支柱に支持され且つ架台又は筐体に向かって延び、架台又は筐体と支柱との間の隙間を閉塞する遮風板からなり、該遮風板の寸法の相違、或いは、前記支柱に対する前記遮風板の角度の変化によって、前記支柱と前記架台又は筐体との相対距離又は相対位置の相違を補償し、前記遮風板は、前記架台又は筐体の背面から前記排気流動領域に流出した空気流が該排気流動領域の側方及び上方に流出するのを阻止するとともに、前記空気流を前記熱交換器に案内することを特徴とする自立壁式の排気冷却ユニットを提供する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention cools indoor air heated by heat exchange with the electronic device to remove heat from a plurality of electronic devices housed in a gantry or casing, A self-standing wall-type exhaust cooling unit that allows air to flow into the indoor space,
A plurality of pillars that are erected on the downstream side in the flow direction of the indoor air after the temperature rise and spaced from the gantry or housing and supported by building components;
An opening / closing door that is supported by the columns so as to be openable and closable between the columns, and that faces the back of the gantry or housing;
The heated room air that has flowed into the exhaust flow region formed between the support column and the open / close door and the mount or the case from the back of the mount or the case, A wind-shielding means for preventing upward flow ,
The open / close door incorporates a heat exchanger that cools the indoor air after the temperature rise exhausted from the back of the gantry or the casing and flows it out into the indoor space.
The wind shield means includes a wind shield plate supported by a support column and extending toward the mount frame or the housing, and closing a gap between the mount frame or the housing body and the support column. The difference in the relative distance or relative position between the column and the gantry or the case is compensated by the change in the angle of the wind shielding plate with respect to the column. A self-standing wall type exhaust cooling unit which prevents the air flow flowing out into the exhaust flow region from flowing out to the side and above the exhaust flow region and guides the air flow to the heat exchanger. I will provide a.

本発明は又、架台又は筐体内に収容された複数の電子機器を除熱すべく該架台又は筐体内に室内空気を流入せしめ、前記電子機器と熱交換して昇温した室内空気を冷却し、冷却した室内空気を室内空間に排気する電子機器冷却方法において、
昇温後の前記室内空気の流動方向下流側に前記架台又は筐体から間隔を隔てて複数の支柱を立設し且つ該支柱を建築物の構成要素によって支持し、
熱交換器を組込んだ開閉扉を前記支柱の間に開閉可能に取付け且つ該支柱によって支持し、前記支柱及び開閉扉と前記架台又は筐体との間に排気流動領域を形成し、
前記架台又は筐体の背面から前記排気流動領域に流入した空気流が該排気流動領域の側方及び上方に流出するのを気流制御手段によって阻止し且つ該気流制御手段によって前記空気流を前記熱交換器に案内するとともに、前記気流制御手段を構成する遮風板を前記支柱から突出させ、該遮風板の寸法の相違、或いは、前記支柱に対する前記遮風板の角度の変化によって、前記支柱と前記架台又は筐体との相対距離又は相対位置の相違を補償し、
前記電子機器を冷却して昇温し且つ前記架台又は筐体の背面から前記排気流動領域に排気された前記室内空気を前記熱交換器によって冷却して室内空間に流出せしめることを特徴とする電子機器冷却方法を提供する。
The present invention also allows indoor air to flow into the gantry or housing to remove heat from the plurality of electronic devices housed in the gantry or housing, and cools the indoor air heated by heat exchange with the electronic device. In the electronic device cooling method for exhausting the cooled indoor air into the indoor space,
A plurality of columns are erected on the downstream side in the flow direction of the indoor air after the temperature rise and spaced from the gantry or housing, and the columns are supported by building components,
A door incorporating a heat exchanger is detachably attached between and supported by the column, and an exhaust flow region is formed between the column and the door and the gantry or housing,
Airflow control means prevents the airflow that has flowed into the exhaust flow region from the back of the gantry or casing from flowing out sideward and upward of the exhaust flow region, and the airflow is controlled by the airflow control means. The guide plate is guided to the exchanger, and the wind shield plate constituting the airflow control means is projected from the support column. And compensate for the difference in relative distance or relative position between the gantry or the housing,
The electronic apparatus is characterized in that the temperature of the electronic device is increased by cooling, and the indoor air exhausted from the rear surface of the gantry or casing to the exhaust flow region is cooled by the heat exchanger and flows out into the indoor space. Provide a method for cooling equipment.

本発明の上記構成によれば、自立壁式の排気冷却ユニットは、サーバラック等の架台又は筐体から間隔を隔てて立設された支柱と、支柱によって支持され且つ熱交換器を備えた開閉扉とを備える。支柱及び扉は、架台又は筐体の背後に間隔を隔てて配置される。支柱及び扉は、架台又は筐体から独立し、従って、架台又は筐体の仕様、形状等による構造上又は機能上の制約を受けることなく排気冷却ユニットを設計することができる。また、支柱間の領域を選択的に開放可能な開閉扉は、架台又は筐体の背面側からの電子機器の維持・管理又は操作を可能にする。更に、各架台又は筐体の背面から排気された比較的高温の室内空気は、開閉扉に組込まれた熱交換器によって冷却されるので、各架台又は筐体に収容された一群の電子機器の単位で熱負荷を個別処理することができる。   According to the above configuration of the present invention, the self-standing wall type exhaust cooling unit includes a column that is erected at a distance from a base or a housing such as a server rack, and an opening / closing unit that is supported by the column and includes a heat exchanger. With a door. The support column and the door are disposed at a distance behind the gantry or the casing. The column and the door are independent of the gantry or the housing, and therefore, the exhaust cooling unit can be designed without any structural or functional restrictions due to the specifications, shape, etc. of the gantry or the housing. In addition, the open / close door that can selectively open the area between the columns allows the electronic device to be maintained / managed or operated from the back side of the gantry or the casing. Furthermore, since the relatively high temperature indoor air exhausted from the back of each gantry or casing is cooled by a heat exchanger incorporated in the door, the group of electronic devices housed in each gantry or casing The heat load can be individually processed in units.

本発明によれば、一群の電子機器を収容する架台又は筐体の仕様、形状等による構造上又は機能上の制約を受け難く、しかも、各架台又は筐体に収容された一群の電子機器の単位で熱負荷を個別処理し得る排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法を提供することができる。また、本発明によれば、建築物全体の空調熱源との関係で最適な熱源を熱交換器の熱源として任意に選択し得るので、建築物全体のエネルギー効率の向上や、電子機器冷却手段の冗長化等を比較的容易に実施することができる。   According to the present invention, it is difficult to receive structural or functional restrictions due to specifications, shapes, etc. of a gantry or a housing that accommodates a group of electronic devices, and moreover, a group of electronic devices accommodated in each gantry or housing. It is possible to provide an exhaust cooling unit and an electronic device cooling method capable of individually processing heat loads in units. Further, according to the present invention, the optimum heat source can be arbitrarily selected as the heat source of the heat exchanger in relation to the air conditioning heat source of the entire building, so that the energy efficiency of the entire building can be improved and the electronic device cooling means Redundancy and the like can be performed relatively easily.

図1は、本発明の好適な実施例に係る自立壁式の排気冷却ユニットの構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a self-standing wall type exhaust cooling unit according to a preferred embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す排気冷却ユニットの横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the exhaust cooling unit shown in FIG. 図3は、図1に示す排気冷却ユニットの概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of the exhaust cooling unit shown in FIG. 図4は、サーバラック及び排気冷却ユニットを配設したサーバ室の全体構成を示す縦断面図及び平面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view and a plan view showing the entire configuration of the server room in which the server rack and the exhaust cooling unit are arranged. 図5は、サーバラック及び排気冷却ユニットを配設したサーバ室の他の構成を示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another configuration of the server room in which the server rack and the exhaust cooling unit are arranged. 図6は、複数のサーバラック及び排気冷却ユニットをサーバ室内に配列した構成を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a configuration in which a plurality of server racks and exhaust cooling units are arranged in a server room. 図7は、図6のI−I線における縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view taken along the line II of FIG. 図8は、図6のII−II線における縦断面図である。8 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. 図8は、図6のIII−III線における縦断面図である。8 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG. 図10は、熱交換器の熱源系統の構成を概略的に示すシステム構成図である。FIG. 10 is a system configuration diagram schematically showing the configuration of the heat source system of the heat exchanger. 図11は、排気冷却ユニットの使用例を示すサーバ室の平面図である。FIG. 11 is a plan view of the server room showing an example of use of the exhaust cooling unit. 図12は、排気冷却ユニットの他の使用例を示すサーバ室の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a server room showing another example of use of the exhaust cooling unit. 図13は、排気冷却ユニットの更に他の使用例を示すサーバ室の平面図である。FIG. 13 is a plan view of a server room showing still another usage example of the exhaust cooling unit. 図14は、排気冷却ユニットの更に他の使用例を示すサーバ室の平面図である。FIG. 14 is a plan view of a server room showing still another usage example of the exhaust cooling unit. 図15は、図6〜図9に示す開閉扉の下部に設けられたドレン受け装置の構成を示す部分拡大斜視図である。FIG. 15 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of the drain receiving device provided at the lower part of the open / close door shown in FIGS. 6 to 9. 図16は、図6〜図9に示す開閉扉に付加的に設けられた補助圧送装置の構成を示す開閉扉の縦断面図である。FIG. 16 is a longitudinal sectional view of the open / close door showing the configuration of the auxiliary pumping device additionally provided in the open / close door shown in FIGS. 6 to 9. 図17は、従来技術に係るサーバ室の空調システムの構成を概念的且つ模式的に示す縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view conceptually and schematically showing the configuration of an air conditioning system for a server room according to the prior art. 図18は、サーバ機器を冷却する他の従来技術の構成を概念的且つ模式的に示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view conceptually and schematically showing the configuration of another conventional technique for cooling a server device.

本発明の好適な実施形態によれば、上記開閉扉は、支柱と平行な軸線を中心に回動可能に支柱に枢支される。所望により、支柱は、開閉扉の上方に位置する建築物の天井構造体に延び、天井構造体と開閉扉との間に形成された空間を閉鎖する幕板が支柱又は天井構造体によって支持される。   According to a preferred embodiment of the present invention, the opening / closing door is pivotally supported by the column so as to be rotatable about an axis parallel to the column. If desired, the column extends to the ceiling structure of the building located above the door, and a curtain that closes the space formed between the ceiling structure and the door is supported by the column or the ceiling structure. The

好ましくは、複数の熱交換器が、空気流の流動方向に直列に配置され、各々の熱交換器には、別系統の冷熱源の冷水又は冷媒が供給される。このような構成によれば、電子機器冷却手段を比較的容易に冗長化することができる。   Preferably, a plurality of heat exchangers are arranged in series in the flow direction of the air flow, and each of the heat exchangers is supplied with cold water or a refrigerant of a separate heat source. According to such a configuration, the electronic device cooling means can be made redundant relatively easily.

更に好ましくは、排気冷却ユニットは、架台又は筐体に流入する室内空気、排気流動領域の室内空気(昇温後の室内空気)、或いは、熱交換器から流出した室内空気の空気温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出結果に基づいて熱交換器の冷却能力を可変制御する冷却制御手段とを有する。   More preferably, the exhaust cooling unit detects the air temperature of the room air flowing into the gantry or the casing, the room air in the exhaust flow region (room air after the temperature rise), or the room air flowing out from the heat exchanger. It has a temperature detection means and a cooling control means for variably controlling the cooling capacity of the heat exchanger based on the detection result of the temperature detection means.

本発明の好適な実施形態において、上記開閉扉は、熱交換器から滴下した結露水を受入れるドレン受け具と、ドレン受け具内に滞留した結露水を昇温後の室内空気によって気化させる蒸発手段とを有する。熱交換器から滴下した結露水は、開閉扉の下部ドレン受け具に受入れられ、ドレン受け具内に滞留した結露水は、昇温後の室内空気によって気化する。このような構成によれば、ドレン配管の施工を省略することが可能となる。   In a preferred embodiment of the present invention, the open / close door includes a drain receiving device that receives the condensed water dripped from the heat exchanger, and an evaporation unit that vaporizes the condensed water staying in the drain receiving device with room air after the temperature rises. And have. The condensed water dripped from the heat exchanger is received in the lower drain receptacle of the open / close door, and the condensed water staying in the drain receptacle is vaporized by the room air after the temperature rises. According to such a configuration, it is possible to omit the construction of the drain pipe.

本発明の他の好適な実施形態において、上記開閉扉は、熱交換器を通過する空気流の圧力損失を補償し、或いは、空気流を昇圧する空気搬送手段を有する。このような構成によれば、十分な室内空気循環風量を比較的容易に確保することができる。   In another preferred embodiment of the present invention, the open / close door has air conveying means for compensating for the pressure loss of the air flow passing through the heat exchanger or increasing the air flow. According to such a configuration, a sufficient indoor air circulation air volume can be secured relatively easily.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1、図2及び図3は、本発明の好適な実施例に係る自立壁式排気冷却ユニットの構成を示す縦断面図、横断面図及び概略斜視図である。図4は、図1〜図3に示す排気冷却ユニットを室内全域に整列配置したサーバ室の全体構成を示す縦断面図及び平面図である。なお、図1〜図4を含む以下の各図には、気流の流れが矢印で概念的に示されている。   1, 2 and 3 are a longitudinal sectional view, a transverse sectional view and a schematic perspective view showing a configuration of a self-standing wall type exhaust cooling unit according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 4 is a longitudinal sectional view and a plan view showing an overall configuration of a server room in which the exhaust cooling units shown in FIGS. In the following drawings including FIGS. 1 to 4, the flow of airflow is conceptually indicated by arrows.

図1には、床構造体50、天井構造体59及び壁体53(図4)によって区画されたサーバ室5が示されている。床構造体50は、サーバ室5の床面を形成する非通気性の床面構成材58と、サーバ室5を下層階等に対して水平区画する床版57とから構成される。床面構成材58及び床版57の間には、サーバ室5の電気配線、制御配線、通信配線、熱媒体配管、制御配管等を配線・配管するための配管・配線スペース52が画成される。   FIG. 1 shows a server room 5 partitioned by a floor structure 50, a ceiling structure 59, and a wall 53 (FIG. 4). The floor structure 50 includes a non-breathable floor surface component 58 that forms a floor surface of the server room 5 and a floor slab 57 that divides the server room 5 horizontally with respect to a lower floor or the like. Between the floor surface component 58 and the floor slab 57, a piping / wiring space 52 for wiring / piping the electrical wiring, control wiring, communication wiring, heat medium piping, control piping, etc. of the server room 5 is defined. The

床面構成材58の上面、即ち、床面51には、空冷式サーバラック1が配置される。サーバラック1の筐体9内には、破線で示すように複数のサーバ機器2が実装される。サーバラック1は、筐体9にヒンジ連結された片開き式の後部ドア3を筐体背面7に備える。図2に破線で示すように後部ドア3を外側(後方)に開放することにより、サーバラック1内の領域を開放し、サーバ機器2の維持・管理、改修、増設、撤去等の作業を行うことができる。操作面を構成するサーバラック1の筐体前面6は、室内空気が容易に流通可能な通気性を有し、後部ドア3も又、室内空気が容易に流通可能な通気性を有する。サーバラック1は、排熱面を構成する後部ドア3の筐体背面7からサーバ機器2の熱排気を行う複数の内蔵ファン8(破線で示す)を備える。サーバラック1は、内蔵ファン8の誘引圧力下に筐体前面6から室内空気(冷気)を取り込み、内蔵ファン8の吐出圧力下にサーバラック1内の空気を筐体後方に強制排気する。   The air-cooled server rack 1 is disposed on the upper surface of the floor surface component 58, that is, on the floor surface 51. A plurality of server devices 2 are mounted in the housing 9 of the server rack 1 as indicated by broken lines. The server rack 1 includes a rear door 7 that is a single-open rear hingedly connected to the housing 9. As shown by a broken line in FIG. 2, the rear door 3 is opened to the outside (rear), thereby opening the area in the server rack 1 and performing operations such as maintenance / management, repair, expansion, removal of the server device 2. be able to. The housing front surface 6 of the server rack 1 constituting the operation surface has air permeability through which room air can be easily circulated, and the rear door 3 also has air permeability through which room air can be easily circulated. The server rack 1 includes a plurality of built-in fans 8 (shown by broken lines) for performing heat exhaust of the server device 2 from the housing rear surface 7 of the rear door 3 constituting the heat exhaust surface. The server rack 1 takes in indoor air (cold air) from the front surface 6 of the housing under the induction pressure of the internal fan 8 and forcibly exhausts the air in the server rack 1 to the rear of the housing under the discharge pressure of the internal fan 8.

図1〜図3に示す如く、自立壁式の排気冷却ユニット10がサーバラック1の背後に配置される。排気冷却ユニット10は、サーバラック1の後方(室内空気の流動方向下流側)に立設された左右一対の鉛直支柱11と、支柱11の間に配置された開閉扉12と、開閉扉12の上方域を閉鎖する幕板13とを有する。支柱11は、正方形断面の金属管材、例えば、角形鋼管、アルミニウム製又はステンレス製の角形管材等からなる。   As shown in FIGS. 1 to 3, a self-standing wall type exhaust cooling unit 10 is disposed behind the server rack 1. The exhaust cooling unit 10 includes a pair of left and right vertical columns 11 erected on the rear side of the server rack 1 (downstream in the flow direction of room air), an opening / closing door 12 disposed between the columns 11, And a curtain plate 13 for closing the upper region. The support | pillar 11 consists of a square-shaped metal tube material, for example, a square steel pipe, the square tube material made from aluminum, or stainless steel.

支柱11は、支柱11の下端部に固定されたベースプレート14をアンカーボルト(図示せず)によって床版57に係留することにより所定位置に立設される。支柱11は、床面構成材58を貫通して鉛直上方に延びる。支柱11の上端部は、天井構造体59に固定され、或いは、天井構造体59を貫通して上階の床版57(図4)に固定される。   The column 11 is erected at a predetermined position by mooring the base plate 14 fixed to the lower end portion of the column 11 to the floor slab 57 by an anchor bolt (not shown). The column 11 extends vertically upward through the floor surface component 58. The upper end part of the support | pillar 11 is fixed to the ceiling structure 59, or penetrates the ceiling structure 59 and is fixed to the floor slab 57 (FIG. 4) on the upper floor.

開閉扉12は、上下方向に離間した複数の丁番(蝶番)又はヒンジ15(図2)によって片側の支柱11に枢着され、図2に破線で示す如く支柱11廻りに回動可能に支持される。丁番(蝶番)又はヒンジ15は、上下方向に間隔を隔てて支柱11に取付けられる。開閉扉12の表面及び裏面は、通気性を有する面材16によって形成される。面材16として、例えば、パンチングメタル、金属製メッシュ材等を好適に使用し得る。伝熱コイルを有するパネル形態のプレートフィン型熱交換器20が表裏の面材16の間に収容され、開閉扉12内に内装される。熱交換器20の冷却能力は、伝熱コイルの列数及び密度等の設定によって任意に設定される。後部ドア3と対峙する開閉扉12の裏面は、筐体背面7から所定間隔を隔てて配置されており、排気流動領域30がサーバラック1と開閉扉12との間に形成される。   The open / close door 12 is pivotally attached to one column 11 by a plurality of hinges (hinges) or hinges 15 (FIG. 2) separated in the vertical direction, and is supported so as to be rotatable around the column 11 as indicated by broken lines in FIG. Is done. The hinge (hinge) or the hinge 15 is attached to the support column 11 with an interval in the vertical direction. The front and back surfaces of the open / close door 12 are formed by a face material 16 having air permeability. As the face material 16, for example, a punching metal, a metal mesh material, or the like can be suitably used. A plate fin type heat exchanger 20 having a heat transfer coil in the form of a panel is accommodated between the front and back face materials 16 and is installed inside the open / close door 12. The cooling capacity of the heat exchanger 20 is arbitrarily set by setting the number of rows and density of the heat transfer coils. The rear surface of the opening / closing door 12 facing the rear door 3 is disposed at a predetermined interval from the housing rear surface 7, and an exhaust flow region 30 is formed between the server rack 1 and the opening / closing door 12.

図1に示す如く、冷水又は冷媒の熱源に連結された熱媒体給送管21及び熱媒体還流管22が、熱交換器20の熱媒体流入ポート20a及び熱媒体流出ポート20bに接続されるとともに、熱交換器20の結露水を排出するためのドレン管23(破線で示す)が開閉扉12の下端部に接続される。好ましくは、開閉扉12の回動を容易にするために、熱媒体給送管21、熱媒体還流管22及びドレン管23は、少なくとも部分的に可撓管により形成される。なお、所望により、熱媒体給送管21及び熱媒体還流管22を室内上部空間等に配管することも可能である。   As shown in FIG. 1, a heat medium feeding pipe 21 and a heat medium reflux pipe 22 connected to a heat source of cold water or a refrigerant are connected to a heat medium inflow port 20a and a heat medium outflow port 20b of the heat exchanger 20. A drain pipe 23 (shown by a broken line) for discharging condensed water from the heat exchanger 20 is connected to the lower end of the open / close door 12. Preferably, in order to facilitate the rotation of the opening / closing door 12, the heat medium feeding pipe 21, the heat medium reflux pipe 22, and the drain pipe 23 are at least partially formed by flexible pipes. If desired, the heat medium feeding pipe 21 and the heat medium reflux pipe 22 can be piped in an indoor upper space or the like.

冷水又は冷媒等の熱媒体流体を給排制御するための流量制御弁24、25が、熱媒体給送管21及び熱媒体還流管22に介装される。流量制御弁24、25は、制御信号線(図1に一点鎖線で示す)によって制御ユニット40に接続される。制御ユニット40は、制御信号線(図1に一点鎖線で示す)によって温度検出器41、42に接続される。温度検出器41は、例えば、サーバラック1の筐体前面6に配設され、サーバラック1の吸込み空気温度を検出する。温度検出器42は、例えば、支柱11の室内側部分に配設され、排気冷却ユニット10から室内に流出する冷却空気の温度を検出する。   Flow rate control valves 24 and 25 for controlling supply and discharge of a heat medium fluid such as cold water or a refrigerant are interposed in the heat medium supply pipe 21 and the heat medium return pipe 22. The flow control valves 24 and 25 are connected to the control unit 40 by a control signal line (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1). The control unit 40 is connected to the temperature detectors 41 and 42 by a control signal line (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1). The temperature detector 41 is disposed, for example, on the front surface 6 of the server rack 1 and detects the intake air temperature of the server rack 1. The temperature detector 42 is disposed, for example, on the indoor side portion of the column 11 and detects the temperature of the cooling air flowing out from the exhaust cooling unit 10 into the room.

排気冷却ユニット10は更に、排気流動領域30を区画するための上部遮風板31及び側部遮風板32を備える。遮風板31は、ヒンジ33(図1)によって幕板13に枢着され、水平軸線を中心に回動する。遮風板31は、幕板13とサーバラック1との間に架設され、排気流動領域30の空気が上方に流出するのを阻止する。左右一対の遮風板32は、ヒンジ34(図2)によって左右の支柱11に夫々枢着され、鉛直軸線を中心に回動する。遮風板32は、支柱11とサーバラック1との間に配置され、排気流動領域30の空気が側方に流出するのを阻止するとともに、排気流動領域30に流出した空気流を熱交換器20に向かって案内する気流制御手段として機能する。所望により、開閉扉12と筐体背面7との離間距離設定又は相対位置設定の可変性又は設計自由度を向上すべく、遮風板31、32を寸法調節可能な伸縮構造、例えば、スライド式構造、入れ子式構造等に設計しても良い。また、遮風板31、32同士の間、或いは、遮風板31、32と筐体9との間に形成される僅かな隙間を適切に閉塞するための可撓材、フラップ、シール手段等を遮風板31、32に設けても良い。   The exhaust cooling unit 10 further includes an upper wind shield 31 and a side wind shield 32 for partitioning the exhaust flow region 30. The wind shield 31 is pivotally attached to the curtain plate 13 by a hinge 33 (FIG. 1), and rotates about a horizontal axis. The wind shielding plate 31 is installed between the curtain plate 13 and the server rack 1 and prevents the air in the exhaust flow region 30 from flowing upward. The pair of left and right wind shielding plates 32 are pivotally attached to the left and right support columns 11 by hinges 34 (FIG. 2), respectively, and rotate around the vertical axis. The wind shielding plate 32 is disposed between the support column 11 and the server rack 1, and prevents the air in the exhaust flow region 30 from flowing out to the side, and the air flow flowing into the exhaust flow region 30 is converted into a heat exchanger. It functions as an airflow control means for guiding the airflow toward 20. A telescopic structure capable of adjusting the size of the wind shielding plates 31 and 32, for example, a sliding type, in order to improve the variability of the setting of the separation distance or the relative position between the opening / closing door 12 and the housing rear surface 7 or the degree of freedom of design. You may design to a structure, a nested structure, etc. Further, a flexible material, a flap, a sealing means, etc. for appropriately closing a slight gap formed between the wind shielding plates 31 and 32 or between the wind shielding plates 31 and 32 and the housing 9. May be provided on the wind shielding plates 31 and 32.

図1〜図3に矢印で示すように、サーバラック1は、内蔵ファン8の作動によって室内空気を筐体前面6から筐体9内に吸引する。室内空気は、サーバ機器2を除熱して昇温した後、内蔵ファン8の吐出圧力下に排気流動領域30に流出する。排気流動領域30は、遮風板31、32によって区画されているので、排気流動領域30に流入した空気は、開閉扉12の熱交換器20を通過して室内空間に流出する。熱交換器20を流通する空気は、熱交換器20を循環する冷水又は冷媒と熱交換して冷却する。温度降下して室内空間に流出した空気は、室内空間を介して筐体前面6からサーバラック1内に再び吸引される。かくして、サーバ機器2は、サーバラック1を循環する室内空気により除熱され、室内空気は、熱交換器20を循環する冷水又は冷媒によって冷却される。   As shown by arrows in FIGS. 1 to 3, the server rack 1 sucks indoor air from the front surface 6 of the housing into the housing 9 by the operation of the built-in fan 8. The room air removes heat from the server device 2 and rises in temperature, and then flows out into the exhaust flow region 30 under the discharge pressure of the built-in fan 8. Since the exhaust flow region 30 is partitioned by the wind shielding plates 31 and 32, the air flowing into the exhaust flow region 30 passes through the heat exchanger 20 of the open / close door 12 and flows out into the indoor space. The air flowing through the heat exchanger 20 is cooled by exchanging heat with cold water or refrigerant circulating through the heat exchanger 20. The air that has fallen in temperature and has flowed into the indoor space is again sucked into the server rack 1 from the housing front surface 6 through the indoor space. Thus, the server device 2 is heat-removed by the room air circulating in the server rack 1, and the room air is cooled by cold water or refrigerant circulating in the heat exchanger 20.

一般に、サーバラック1の排気温度は、約25〜35℃であり、従って、遮風板31、32によって区画された排気流動領域30の雰囲気温度は、約25〜35℃である。熱交換器20の出口空気温度(目標値)は、18〜22℃の範囲内の温度に設定される。熱交換器20によって冷却された冷却空気は、室内空間を循環してサーバラック1の筐体前面6からサーバラック1内に吸い込まれるが、室内の熱負荷等により若干温度上昇するので、サーバラック1の吸込み空気温度(目標値)は、20〜25℃の範囲内の温度に設定される。なお、排気流動領域30が遮風板31、32によって区画され、従って、サーバラック1の排気の一部がサーバラック1の筐体前面6に直に吸い込まれるショートサーキットを確実に防止することができるので、熱交換器20の出口空気温度(目標値)を20〜25℃の範囲内の温度に設定することも可能である。また、サーバ室5の室内空間には、外調機で調温・調湿された外気が導入され、サーバラック1を循環する空気に混合するので、必要に応じて外気混合の影響を更に考慮することが望ましい。   Generally, the exhaust temperature of the server rack 1 is about 25 to 35 ° C. Therefore, the ambient temperature of the exhaust flow region 30 defined by the wind shielding plates 31 and 32 is about 25 to 35 ° C. The outlet air temperature (target value) of the heat exchanger 20 is set to a temperature within the range of 18 to 22 ° C. The cooling air cooled by the heat exchanger 20 circulates through the indoor space and is sucked into the server rack 1 from the front surface 6 of the server rack 1. However, the temperature rises slightly due to an indoor heat load or the like. The intake air temperature (target value) 1 is set to a temperature in the range of 20 to 25 ° C. Note that the exhaust flow region 30 is partitioned by the wind shielding plates 31 and 32, and therefore, it is possible to reliably prevent a short circuit in which a part of the exhaust of the server rack 1 is sucked directly into the housing front surface 6 of the server rack 1. Since it can do, it is also possible to set the exit air temperature (target value) of the heat exchanger 20 to the temperature within the range of 20-25 degreeC. Moreover, since the outside air temperature-controlled and humidity-controlled by the outside air conditioner is introduced into the indoor space of the server room 5 and mixed with the air circulating through the server rack 1, the influence of outside air mixing is further considered as necessary. It is desirable to do.

制御ユニット40は、温度検出器41、42の検出結果に基づいて流量制御弁24、25の開度又は開閉等を可変制御し、熱交換器20の出口空気温度(冷却空気温度)およびサーバラック1の吸込み空気温度を温度設定値(目標値)に制御する。   The control unit 40 variably controls the opening degree or opening / closing of the flow rate control valves 24, 25 based on the detection results of the temperature detectors 41, 42, and the outlet air temperature (cooling air temperature) of the heat exchanger 20 and the server rack. The intake air temperature of 1 is controlled to a temperature set value (target value).

図4(A)及び図4(B)は、サーバラック1及び排気冷却ユニット10を室内全域に配置したサーバ室5の全体構成を示す縦断面図及び平面図である。   FIGS. 4A and 4B are a longitudinal sectional view and a plan view showing an overall configuration of the server room 5 in which the server rack 1 and the exhaust cooling unit 10 are arranged throughout the room.

複数のサーバ機器2(図1)を内装した多数のサーバラック1を並列配置したサーバ室5の全体構成が図4(A)及び図4(B)に示されている。サーバ室5は、床構造体50、天井構造体59及び壁体53によって区画されている。サーバラック1は、従来のホットアイル・コールドアイル方式のラック配列と同様、給気を要する筐体前面6同士を対向配置した状態に配列される。各々のサーバラック1に対応する排気冷却ユニット10が、各サーバラック1の筐体背面7に沿って配置される。対向する排気冷却ユニット10の間に形成されたメンテナンス通路Eは、排気流路を構成する。対向する筐体前面6の間に形成されたメンテナンス通路Sは、給気流路を構成する。   4A and 4B show the overall configuration of a server room 5 in which a large number of server racks 1 having a plurality of server devices 2 (FIG. 1) are arranged in parallel. The server room 5 is partitioned by a floor structure 50, a ceiling structure 59 and a wall 53. The server rack 1 is arranged in a state in which the housing front surfaces 6 that require air supply are opposed to each other, as in the conventional hot aisle / cold aisle rack arrangement. Exhaust cooling units 10 corresponding to the respective server racks 1 are arranged along the housing rear surface 7 of each server rack 1. The maintenance passage E formed between the opposing exhaust cooling units 10 constitutes an exhaust passage. The maintenance passage S formed between the opposite housing front surfaces 6 constitutes an air supply passage.

サーバ室5の室内空気は、サーバラック1の内蔵ファン8の吸引圧力下にサーバラック1内に吸引され、サーバ機器2を除熱して昇温した後、排気冷却ユニット10によって冷却され、メンテナンス通路Eに排気される。不使用(従って、内蔵ファン8の作動を停止中)のサーバラック1に並設された排気冷却ユニット10は、熱交換器20に対する冷水又は冷媒の供給を停止される。しかしながら、各サーバラック1の除熱機能は、対応する排気冷却ユニット10の冷却能力に依存する。即ち、使用中の各サーバラック1におけるサーバ除熱機能は、他のサーバラック1の使用・不使用の影響を受けない。また、一部のサーバラック1の不使用に伴ってサーバ室全体の循環空気量は低減するが、使用中の各サーバラック1におけるサーバ除熱機能は、サーバ室全体の循環空気量の低減による影響を実質的に受けない。かくして、サーバラック1の内蔵ファン8による室内空気の循環と、排気冷却ユニット10の熱交換器20の冷却作用とによる各サーバラック単位の個別空調が実現し、これにより、各サーバラック1内のサーバ機器2は、各サーバラック単位で除熱される。   The indoor air in the server room 5 is sucked into the server rack 1 under the suction pressure of the built-in fan 8 of the server rack 1, the temperature is raised by removing heat from the server device 2, and then cooled by the exhaust cooling unit 10 to be maintained in the maintenance passage. E is exhausted. The exhaust cooling unit 10 arranged in parallel with the server rack 1 that is not used (and therefore the operation of the built-in fan 8 is stopped) is stopped from supplying cold water or refrigerant to the heat exchanger 20. However, the heat removal function of each server rack 1 depends on the cooling capacity of the corresponding exhaust cooling unit 10. That is, the server heat removal function in each server rack 1 in use is not affected by the use / non-use of other server racks 1. In addition, the amount of circulating air in the entire server room decreases as some server racks 1 are not used, but the server heat removal function in each server rack 1 in use is due to the reduction in the amount of circulating air in the entire server room. Not substantially affected. Thus, the individual air conditioning for each server rack is realized by the circulation of the indoor air by the built-in fan 8 of the server rack 1 and the cooling action of the heat exchanger 20 of the exhaust cooling unit 10. The server device 2 is heat-removed for each server rack.

図5は、サーバラック1及び排気冷却ユニット10を並列配置したサーバ室5の他の構成を示す縦断面図である。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another configuration of the server room 5 in which the server rack 1 and the exhaust cooling unit 10 are arranged in parallel.

図1〜図4に示すサーバ室5においては、サーバ室5の階高低減を重視し、室内空間において室内空気循環を行うように構成されているが、図5に示すサーバ室5は、給気(サプライ側)プレナムチャンバ54を床面構成材58と床版57との間に形成した構成を有し、メンテナンス通路Eの冷却空気は、床面排気口(図示せず)を介して給気プレナムチャンバ54に流入し、床面給気口(図示せず)を介してメンテナンス通路Sに供給される。このような構成によれば、図1〜図4に示すサーバ室5に比べて、サーバ室5の階高は増大するが、床下空間に配置された配線・配管の発熱を除去するために室内空間の冷却空気を用いることができる。   The server room 5 shown in FIGS. 1 to 4 is configured to circulate indoor air in the indoor space with emphasis on reducing the floor height of the server room 5, but the server room 5 shown in FIG. An air (supply side) plenum chamber 54 is formed between a floor surface component 58 and a floor slab 57, and cooling air in the maintenance passage E is supplied through a floor surface exhaust port (not shown). The air flows into the air plenum chamber 54 and is supplied to the maintenance passage S through a floor air supply port (not shown). According to such a configuration, the floor height of the server room 5 increases as compared with the server room 5 shown in FIGS. 1 to 4, but the room is used to remove the heat generated by the wiring and piping arranged in the underfloor space. Space cooling air can be used.

図6は、複数のサーバラック1及び排気冷却ユニット10をサーバ室5内に配列した構成を示す平面図であり、図7、図8及び図9は、図6のI−I線、II−II線及びIII−III線における断面図である。   6 is a plan view showing a configuration in which a plurality of server racks 1 and exhaust cooling units 10 are arranged in the server room 5, and FIGS. 7, 8, and 9 are taken along lines II and II- in FIG. It is sectional drawing in the II line and the III-III line.

図6〜9には、サーバ機器2(図1)を内装した多数のサーバラック1を床面51上に2列に配列してなるサーバ室5の構成が示されている。各々のサーバラック1に対応する排気冷却ユニット10が、熱排気を行うサーバラック1の筐体背面7に沿って配置される。将来的なサーバラック1の増設を考慮した予備の排気冷却ユニット10を図6に示すように付加的に設置しても良く、この場合、サーバラック1の数よりも多い数量の排気冷却ユニット10がサーバ室5内に配設される。図5に示すサーバ室5と同じく、メンテナンス通路Eの冷却空気は、床面排気口55(図9)を介して給気プレナムチャンバ54に流入し、床面給気口56(図9)を介してメンテナンス通路Sに供給される。   6 to 9 show a configuration of a server room 5 in which a large number of server racks 1 in which server equipment 2 (FIG. 1) is housed are arranged in two rows on a floor surface 51. An exhaust cooling unit 10 corresponding to each server rack 1 is arranged along the rear surface 7 of the housing of the server rack 1 that performs thermal exhaust. A spare exhaust cooling unit 10 considering the future expansion of the server racks 1 may be additionally installed as shown in FIG. 6, and in this case, a larger number of exhaust cooling units 10 than the number of server racks 1 may be installed. Is disposed in the server room 5. As in the server room 5 shown in FIG. 5, the cooling air in the maintenance passage E flows into the air supply plenum chamber 54 via the floor exhaust port 55 (FIG. 9), and enters the floor air supply port 56 (FIG. 9). To the maintenance passage S.

なお、図1〜図5に示す排気冷却ユニット10は、パネル単体からなる幕板13を備えるが、図6〜9に示す排気冷却ユニット10においては、幕板13は、支柱11の頂部11aを架橋する横架材17と、横架材17と天井構造体59との間に嵌め込まれたパネル材18とによって形成される。支柱11の頂部11aは、連結具11bによって天井構造体59に連結され、遮風板31は、水平軸線を中心に回動可能に横架材17に枢着される。   The exhaust cooling unit 10 shown in FIGS. 1 to 5 includes a curtain plate 13 made of a single panel, but in the exhaust cooling unit 10 shown in FIGS. 6 to 9, the curtain plate 13 has a top 11 a of the column 11. It is formed by the horizontal member 17 to be bridged and the panel member 18 fitted between the horizontal member 17 and the ceiling structure 59. The top portion 11a of the support column 11 is connected to the ceiling structure 59 by a connector 11b, and the wind shield plate 31 is pivotally attached to the horizontal member 17 so as to be rotatable about a horizontal axis.

また、図1〜図5に示す排気冷却ユニット10においては、開閉扉12は、単一の熱交換器20を内装した構造を有するが、図6〜9に示す開閉扉12は、熱交換器20の外側(又は内側)に熱交換器60を更に内装した複式構造を有する。重畳配置又は重合配置された熱交換器20、60は、通過気流に対して直列に位置するので、排気冷却ユニット10の最大冷却能力は大幅に増大し又は倍増する。   Moreover, in the exhaust cooling unit 10 shown in FIGS. 1-5, although the opening / closing door 12 has the structure which equipped the single heat exchanger 20, the opening / closing door 12 shown in FIGS. 6-9 is a heat exchanger. 20 has a dual structure in which a heat exchanger 60 is further installed on the outside (or inside). Since the heat exchangers 20 and 60 arranged in a superimposed or superposed manner are positioned in series with the passing airflow, the maximum cooling capacity of the exhaust cooling unit 10 is greatly increased or doubled.

図10は、熱交換器20、60の熱源系統の構成を概略的に示すシステム構成図(配管系統図)である。図10において、熱交換器20の熱源系統は実線で示され、熱交換器60の熱源系統は破線で示されている。   FIG. 10 is a system configuration diagram (piping system diagram) schematically showing the configuration of the heat source system of the heat exchangers 20 and 60. In FIG. 10, the heat source system of the heat exchanger 20 is indicated by a solid line, and the heat source system of the heat exchanger 60 is indicated by a broken line.

熱交換器20、60は、互いに独立した冷熱源系70、80を有する。冷熱源系70は、ターボ冷凍機等の冷熱源機器71と、冷水を循環する冷水循環ポンプ72と、冷水及び冷媒の熱交換器75と、冷水給送管73及び冷水還流管74を含む冷水循環回路とから構成される。冷熱源系80は、ターボ冷凍機等の冷熱源機器81と、冷水を循環する冷水循環ポンプ82と、冷水及び冷媒の熱交換器85と、冷水給送管83及び冷水還流管84を含む冷水循環回路とから構成される。冷熱源機器71の冷水は、冷水循環ポンプ72の圧力下に冷水給送管73、熱交換器75及び冷水還流管74の循環回路を循環し、冷熱源機器81の冷水は、冷水循環ポンプ82の圧力下に冷水給送管83、熱交換器85及び冷水還流管84の循環回路を循環する。   The heat exchangers 20 and 60 have cold heat source systems 70 and 80 that are independent of each other. The cold heat source system 70 includes a cold heat source device 71 such as a turbo refrigerator, a cold water circulation pump 72 that circulates cold water, a heat exchanger 75 for cold water and refrigerant, a cold water supply pipe 73 and a cold water reflux pipe 74. It consists of a circulation circuit. The cold heat source system 80 includes cold heat source equipment 81 such as a centrifugal chiller, a cold water circulation pump 82 that circulates cold water, a heat exchanger 85 for cold water and refrigerant, a cold water supply pipe 83 and a cold water reflux pipe 84. It consists of a circulation circuit. The cold water of the cold heat source device 71 circulates in the circulation circuit of the cold water supply pipe 73, the heat exchanger 75 and the cold water reflux pipe 74 under the pressure of the cold water circulation pump 72, and the cold water of the cold heat source device 81 is cooled by the cold water circulation pump 82. The circulation circuit of the cold water supply pipe 83, the heat exchanger 85, and the cold water reflux pipe 84 is circulated under the pressure of.

熱交換器75には、熱媒体給送管21及び熱媒体還流管22が連結され、熱媒体給送管21及び熱媒体還流管22は、分岐管21a、21b、22a、22b等を介して各排気冷却ユニット10の熱交換器20に連結される。熱交換器85には、熱媒体給送管61及び熱媒体還流管62が連結される。熱媒体給送管61及び熱媒体還流管62は、分岐管61a、61b、62a、62b等を介して各熱交換器60に連結される。熱交換器20、75、熱媒体給送管21及び熱媒体還流管22(分岐管を含む)は、例えば、冷媒自然循環システム(VCS(登録商標))を構成し、熱交換器75において凝縮した冷媒(熱媒体流体)は、熱媒体給送配管21内を重力下に流下して熱交換器20の蒸発器26に供給され、蒸発器26において気化した冷媒は、熱媒体還流管22内を上昇し、熱交換器75に還流する。同様に、熱交換器60、85、熱媒体給送管61及び熱媒体還流管62(分岐管を含む)も又、例えば、冷媒自然循環システム(VCS(登録商標))を構成し、熱交換器85において凝縮した冷媒は、熱媒体給送管61内を重力下に流下して熱交換器60の蒸発器66に供給され、蒸発器66において気化した冷媒は、熱媒体還流管62内を上昇し、熱交換器85に還流する。このような冷媒自然循環システム(VCS)については、例えば、特開平11−230577号公報等に詳細に記載されているので、更なる詳細な説明は、省略する。   The heat exchanger 75 is connected to the heat medium feeding pipe 21 and the heat medium reflux pipe 22, and the heat medium feeding pipe 21 and the heat medium reflux pipe 22 are connected via the branch pipes 21a, 21b, 22a, 22b and the like. It is connected to the heat exchanger 20 of each exhaust cooling unit 10. A heat medium feeding pipe 61 and a heat medium reflux pipe 62 are connected to the heat exchanger 85. The heat medium feeding pipe 61 and the heat medium reflux pipe 62 are connected to each heat exchanger 60 via branch pipes 61a, 61b, 62a, 62b and the like. The heat exchangers 20 and 75, the heat medium feeding pipe 21, and the heat medium reflux pipe 22 (including the branch pipe) constitute, for example, a refrigerant natural circulation system (VCS (registered trademark)) and are condensed in the heat exchanger 75. The refrigerant (heat medium fluid) flows down in the heat medium feed pipe 21 under gravity and is supplied to the evaporator 26 of the heat exchanger 20. The refrigerant vaporized in the evaporator 26 passes through the heat medium return pipe 22. Is raised and refluxed to the heat exchanger 75. Similarly, the heat exchangers 60 and 85, the heat medium feeding pipe 61, and the heat medium reflux pipe 62 (including the branch pipe) also constitute, for example, a refrigerant natural circulation system (VCS (registered trademark)) to perform heat exchange. The refrigerant condensed in the evaporator 85 flows down in the heat medium feeding pipe 61 under gravity and is supplied to the evaporator 66 of the heat exchanger 60. The refrigerant evaporated in the evaporator 66 passes through the heat medium reflux pipe 62. Ascend and return to the heat exchanger 85. Such a refrigerant natural circulation system (VCS) is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-230577, and further detailed description thereof is omitted.

熱交換器20に対する冷媒の供給量は、制御ユニット40(図1)の制御下に流量制御弁24によって調整又は調節され、熱交換器60に対する冷媒の供給量は、制御ユニット40(図1)の制御下に流量制御弁64によって調整又は調節される。例えば、冷熱源機器71、81の冷水供給温度は約5℃に設定され、冷熱源機器71、81の冷水還流温度は約10℃に設定される。熱交換器75、85の冷媒凝縮温度は約11℃に設定され、熱交換器20、60の冷媒気化(蒸発)温度は14℃に設定される。開閉扉12を通過するサーバラック1の排気は、熱交換器20、60を循環する冷媒と熱交換して冷却する。サーバラック1の排気温度は約35℃に設定され、開閉扉12の出口温度は約20℃に設定される。   The supply amount of the refrigerant to the heat exchanger 20 is adjusted or adjusted by the flow control valve 24 under the control of the control unit 40 (FIG. 1), and the supply amount of the refrigerant to the heat exchanger 60 is adjusted to the control unit 40 (FIG. 1). Is adjusted or adjusted by the flow control valve 64 under the control of the above. For example, the cold water supply temperature of the cold heat source devices 71 and 81 is set to about 5 ° C., and the cold water reflux temperature of the cold heat source devices 71 and 81 is set to about 10 ° C. The refrigerant condensation temperature of the heat exchangers 75 and 85 is set to about 11 ° C., and the refrigerant vaporization (evaporation) temperature of the heat exchangers 20 and 60 is set to 14 ° C. The exhaust of the server rack 1 passing through the open / close door 12 is cooled by exchanging heat with the refrigerant circulating in the heat exchangers 20 and 60. The exhaust temperature of the server rack 1 is set to about 35 ° C., and the outlet temperature of the open / close door 12 is set to about 20 ° C.

図6〜10に示す各排気冷却ユニット10は、このように二重配列された熱交換器20、60を有し、各熱交換器20、60は、独立の冷熱源系70、80に接続されており、従って、開閉扉20の最大冷却能力を増大し得るのみならず、熱源系統の二重化によるサーバラック冷却系の冗長化が実現する。   Each of the exhaust cooling units 10 shown in FIGS. 6 to 10 has the heat exchangers 20 and 60 that are double-arranged in this way, and each of the heat exchangers 20 and 60 is connected to an independent cold heat source system 70 and 80. Therefore, not only can the maximum cooling capacity of the door 20 be increased, but also the server rack cooling system can be made redundant by duplicating the heat source system.

図11〜14は、排気冷却ユニット10の使用例を示すサーバ室の平面図である。   11 to 14 are plan views of a server room showing an example of use of the exhaust cooling unit 10.

排気冷却ユニット10は、サーバラック1から独立した構造を有するので、排気冷却ユニット10及びサーバラック1は、任意に配置することができる。例えば、図11に示すように排気冷却ユニット10を規則的に2列に整列配置する一方、サーバラック1を不規則に配置し、将来的に増設されるサーバラック1のスペースを任意の位置に残すことができる。また、図12に示すように、将来的にサーバラック1を増設すべきスペースには排気冷却ユニット10を設置せず、サーバラック1の増設時に同時に排気冷却ユニット10を増設するようにしても良い。更に、図13に示すように、寸法及び形状が相違するサーバラック1を配列することも可能である。このような使用例においては、例えば、支柱11に対して複数又は特殊形状の遮風板32を取付け、或いは、幕板13に複数又は特殊形状の遮風板31を取付けるような設計が考慮される。更には、将来的にサーバラック1を増設すべきスペースCを図14に示すようにパネル材等の間仕切壁19によって区画し、スペースCを倉庫等の収納空間として利用しても良い。また、スペースCを外気導入チャンバとして利用し、或いは、スペースCを排気チャンバ等の用途に利用しても良い。前者の場合、スペースCに導入された外気は、熱交換器20、60によって調温及び/又は調湿された後、開閉扉12を介して室内空間に供給される。   Since the exhaust cooling unit 10 has a structure independent of the server rack 1, the exhaust cooling unit 10 and the server rack 1 can be arbitrarily arranged. For example, as shown in FIG. 11, the exhaust cooling units 10 are regularly arranged in two rows, while the server racks 1 are irregularly arranged, and the space of the server racks 1 to be added in the future is set at an arbitrary position. Can leave. In addition, as shown in FIG. 12, the exhaust cooling unit 10 may not be installed in the space where the server rack 1 is to be added in the future, but the exhaust cooling unit 10 may be added at the same time when the server rack 1 is added. . Furthermore, as shown in FIG. 13, it is also possible to arrange the server racks 1 having different dimensions and shapes. In such an example of use, for example, a design in which a plurality of or specially shaped wind shields 32 are attached to the column 11 or a plurality or specially shaped windshields 31 are attached to the curtain plate 13 is considered. The Furthermore, a space C in which the server rack 1 should be added in the future may be partitioned by a partition wall 19 such as a panel material as shown in FIG. 14, and the space C may be used as a storage space such as a warehouse. Further, the space C may be used as an outside air introduction chamber, or the space C may be used for an exhaust chamber or the like. In the former case, the outside air introduced into the space C is temperature-controlled and / or humidity-controlled by the heat exchangers 20, 60, and then supplied to the indoor space via the open / close door 12.

図15は、図6〜図9に示す開閉扉12の下部に設けられたドレン受け装置90の構成を示す部分拡大斜視図である。   FIG. 15 is a partially enlarged perspective view showing the configuration of the drain receiving device 90 provided at the lower part of the open / close door 12 shown in FIGS. 6 to 9.

図15には、熱交換器20、60の結露水を受入れるドレン受け装置90が図示されている。ドレン受け装置90は、熱交換器20、60の全幅に亘って延在する金属製又は樹脂製の樋状ドレン受け具91と、熱交換器20、60の下端部から垂下した繊維質可撓面材94とから構成される。ドレン受け具91は、左右の側壁頂部を開閉扉12の四周枠27に係止することにより開閉扉12の下側に取付けられる。ドレン受け具91の側壁には、円形通気孔92、93が穿設される。円形通気孔92は排気流動領域30に連通し、通気孔93は室内空間に連通する。面材94の下部は、ドレン受け具91の底部に滞留した液溜Wに浸漬され、ドレン受け具91内の領域は、面材94によって分割される。   FIG. 15 shows a drain receiving device 90 that receives the condensed water of the heat exchangers 20 and 60. The drain receiver 90 includes a metal or resin bowl-shaped drain receiver 91 that extends over the entire width of the heat exchangers 20 and 60 and a flexible fiber that is suspended from the lower ends of the heat exchangers 20 and 60. And a face material 94. The drain receiver 91 is attached to the lower side of the open / close door 12 by locking the left and right side wall top portions to the four-circumferential frame 27 of the open / close door 12. Circular vent holes 92 and 93 are formed in the side wall of the drain receiver 91. The circular vent 92 communicates with the exhaust flow region 30, and the vent 93 communicates with the indoor space. The lower part of the face material 94 is immersed in the liquid reservoir W staying at the bottom of the drain receiver 91, and the region in the drain receiver 91 is divided by the face material 94.

熱交換器20、60から滴下した結露水は、液溜Wとしてドレン受け具91の底部に滞留し、面材94の毛管力により面材94に吸い上げられる。排気流動領域30に流出した比較的高温の排気は、図15に破線の矢印で示す如く通気孔92からドレン受け具91内に流入し、面材94を通過して通気孔92から室内空間に流出する。サーバ室5は、一般に潜熱負荷が比較的小さいので、排気流動領域30内に排気された比較的高温・低湿の室内空気は、面材94の毛管力により吸い上げられた液溜Wの結露水を気化する。このため、液溜Wの結露水は、排気冷却ユニット10の継続運転に伴って消失する。このようなドレン受け装置90を用いた場合、ドレン管23(図1)の配管を省略することが可能となる。   Condensed water dripped from the heat exchangers 20 and 60 stays at the bottom of the drain receiver 91 as a liquid reservoir W and is sucked up by the face material 94 by the capillary force of the face material 94. The relatively high-temperature exhaust gas that has flowed into the exhaust flow region 30 flows into the drain receiver 91 from the vent hole 92 as shown by the dashed arrows in FIG. 15, passes through the face material 94, and enters the indoor space from the vent hole 92. leak. Since the server chamber 5 generally has a relatively small latent heat load, the relatively high-temperature and low-humidity indoor air exhausted into the exhaust flow region 30 is not free from the condensed water in the liquid reservoir W sucked up by the capillary force of the face material 94. Vaporize. For this reason, the dew condensation water in the liquid reservoir W disappears with the continuous operation of the exhaust cooling unit 10. When such a drain receiving device 90 is used, the piping of the drain pipe 23 (FIG. 1) can be omitted.

なお、熱交換器20、60の伝熱面温度を室内空気の露点温度以上の温度に設定して結露水を発生させず、或いは、結露水の発生を防止する手段を採用することが一般に望ましいが、サーバラック1の熱負荷と熱交換器20、60の伝熱面積との関係で熱交換器20、60の伝熱面温度を室内空気の露点温度以下に設定しなければならない場合、このようなドレン受け装置90の採用は、有利である。   In general, it is desirable to set the heat transfer surface temperature of the heat exchangers 20 and 60 to a temperature equal to or higher than the dew point temperature of the indoor air so as not to generate condensed water or to employ a means for preventing the generation of condensed water. However, when it is necessary to set the heat transfer surface temperature of the heat exchangers 20 and 60 below the dew point temperature of the room air due to the relationship between the heat load of the server rack 1 and the heat transfer area of the heat exchangers 20 and 60, The adoption of such a drain receiving device 90 is advantageous.

図16は、図6〜図9に示す開閉扉12に付加的に設けられた補助圧送装置95の構成を示す開閉扉12の縦断面図である。   FIG. 16 is a longitudinal sectional view of the open / close door 12 showing the configuration of the auxiliary pumping device 95 additionally provided in the open / close door 12 shown in FIGS. 6 to 9.

前述の各実施例は、サーバラック内蔵ファン8によって室内空気を循環するように構成したものであるが、コイル列数の増大等に起因して熱交換器20、60の圧力損失が増大した場合、内蔵ファン8の静圧(全圧)によっては、室内空気循環風量を十分に確保し難い条件が生じ得る。図16には、このような条件において開閉扉12の表面(室内側面)に装着可能な補助圧送装置95が示されている。   In each of the above-described embodiments, the indoor air is circulated by the server rack built-in fan 8. However, when the pressure loss of the heat exchangers 20 and 60 increases due to an increase in the number of coil rows or the like. Depending on the static pressure (total pressure) of the built-in fan 8, a condition in which it is difficult to sufficiently secure the indoor air circulation air volume may occur. FIG. 16 shows an auxiliary pumping device 95 that can be mounted on the surface (inner side surface) of the door 12 under such conditions.

補助圧送装置95は、開閉扉12の四周枠28に固定された金属製又は樹脂製の排気ダクト96と、ダクト96内に配設されたラインファン97とから構成される。排気ダクト96は、開閉扉12の通気性面材16を全体的に覆う。排気ダクト96の排気流路98は、面材16から流出した排気をラインファン97の吸引口に案内する。ラインファン97は、制御ユニット40(図1)を介して外部電源に接続される。ラインファン97の吐出口は、排気ダクト96の排気チャンバ99に開口する。排気流路98の空気は、ラインファン97の圧力下に排気チャンバ99から室内空間に流出する。   The auxiliary pumping device 95 includes a metal or resin exhaust duct 96 fixed to the four-frame frame 28 of the open / close door 12, and a line fan 97 disposed in the duct 96. The exhaust duct 96 entirely covers the breathable face material 16 of the open / close door 12. The exhaust flow path 98 of the exhaust duct 96 guides the exhaust gas flowing out from the face material 16 to the suction port of the line fan 97. The line fan 97 is connected to an external power supply via the control unit 40 (FIG. 1). The discharge port of the line fan 97 opens into the exhaust chamber 99 of the exhaust duct 96. The air in the exhaust passage 98 flows out from the exhaust chamber 99 into the indoor space under the pressure of the line fan 97.

このような補助圧送装置95を空気搬送手段として備えた排気冷却ユニット10によれば、サーバラック内蔵ファン8の静圧(全圧)の不足をラインファン97の静圧(全圧)によって補い、十分な室内空気循環流量を確保することができる。なお、サーバラック内蔵ファン8の停止時においても所望の室内空気循環風量を確保し得る十分な静圧(全圧)の送風機を補助圧送装置95に設け、補助圧送装置95をフェイルセーフ機構として用い、或いは、内蔵ファンを備えないサーバラックを採用することも可能である。   According to the exhaust cooling unit 10 provided with such an auxiliary pressure feeding device 95 as an air conveying means, the shortage of the static pressure (total pressure) of the server rack built-in fan 8 is compensated by the static pressure (total pressure) of the line fan 97, A sufficient indoor air circulation flow rate can be secured. In addition, even when the server rack built-in fan 8 is stopped, a blower having a sufficient static pressure (total pressure) capable of ensuring a desired indoor air circulation air volume is provided in the auxiliary pumping device 95, and the auxiliary pumping device 95 is used as a fail-safe mechanism. Alternatively, it is possible to employ a server rack that does not have a built-in fan.

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において種々の変更又は変形が可能であり、かかる変更又は変形例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. Needless to say, such modifications or variations are also included in the scope of the present invention.

例えば、上記実施例では、熱交換器は、フィンチューブ型熱交換器であるが、他の伝熱構造を有する熱交換器を採用しても良い。   For example, in the said Example, although a heat exchanger is a fin tube type heat exchanger, you may employ | adopt the heat exchanger which has another heat-transfer structure.

また、上記実施例では、支柱は、天井構造体まで延びるが、支柱頂部を開閉扉の上枠レベルに位置決めし、支柱頂部を横架材によって相互連結しても良い。このような構成において上部の遮風板が必要な場合には、遮風板は、横架材とサーバラックとの間に架設される。   In the above embodiment, the support column extends to the ceiling structure. However, the support column top portion may be positioned at the upper frame level of the open / close door, and the support column top portion may be interconnected by a horizontal member. In such a configuration, when an upper windshield is required, the windshield is installed between the horizontal member and the server rack.

更に、上記実施例では、幕板等とサーバラックとの間に上部遮風板を架設しているが、サーバラックの高さが天井高と実質的に同じ場合には、上部遮風板を省略することも可能である。   Furthermore, in the above embodiment, the upper wind shield is installed between the curtain and the server rack. However, if the height of the server rack is substantially the same as the ceiling height, the upper wind shield is installed. It can be omitted.

本発明に係る排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法は、多数又は大容量の電子機器、IT機器、電算機、通信機器等を室内に収容したサーバ室、データセンタ、IT機器管理施設、携帯電話基地局等において、各架台又は筐体に収容された電子機器を冷却するのに使用される。殊に、本発明の排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法は、多数のサーバ機器を実装したサーバラックを収容するデータセンタ等のサーバ室において、サーバ機器を冷却する手段として好適に使用し得る。本発明の排気冷却ユニット及び電子機器冷却方法によれば、一群の電子機器を収容する架台又は筐体の仕様、形状等による構造上又は機能上の制約を受け難く、しかも、各架台又は筐体に収容された一群の電子機器の単位で熱負荷を個別処理することができるので、その実用的価値は、顕著である。   An exhaust cooling unit and an electronic device cooling method according to the present invention include a server room, a data center, an IT device management facility, a mobile phone base in which a large number or a large capacity of electronic devices, IT devices, computers, communication devices and the like are housed. Used in offices and the like to cool electronic devices housed in each gantry or casing. In particular, the exhaust cooling unit and the electronic device cooling method of the present invention can be suitably used as a means for cooling server equipment in a server room such as a data center accommodating a server rack in which a large number of server equipments are mounted. According to the exhaust cooling unit and the electronic device cooling method of the present invention, it is difficult to receive structural or functional restrictions due to specifications, shapes, etc. of a gantry or a housing that accommodates a group of electronic devices, and each gantry or housing. Since the heat load can be individually processed in a unit of a group of electronic devices housed in the housing, its practical value is remarkable.

1 サーバラック
2 サーバ機器
3 後部ドア
5 サーバ室
6 筐体前面
7 筐体背面
8 サーバラック内蔵ファン
9 筐体
10 排気冷却ユニット
11 鉛直支柱
12 開閉扉
13 幕板
16 通気性面材
20 熱交換器
30 排気流動領域
31、32 遮風板
40 制御ユニット
41、42 温度検出器

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Server rack 2 Server equipment 3 Rear door 5 Server room 6 Front of housing 7 Rear of housing 8 Fan built in server rack 9 Housing 10 Exhaust cooling unit 11 Vertical support 12 Open / close door 13 Curtain plate 16 Breathable face material 20 Heat exchanger 30 Exhaust flow region 31, 32 Wind shield plate 40 Control unit 41, 42 Temperature detector

Claims (6)

架台又は筐体内に収容された複数の電子機器を除熱すべく、前記電子機器と熱交換して昇温した室内空気を冷却し、冷却後の室内空気を室内空間に流出せしめる自立壁式の排気冷却ユニットであって、
昇温後の前記室内空気の流動方向下流側に前記架台又は筐体から間隔を隔てて立設され且つ建築物の構成要素によって支持された複数の支柱と、
該支柱によって支柱間に開閉可能に支持され、前記架台又は筐体の背面と対向する開閉扉と、
前記架台又は筐体の背面から、前記支柱及び開閉扉と前記架台又は筐体との間に形成された排気流動領域に流入した昇温後の前記室内空気が、該排気流動領域の側方及び上方に流出するのを阻止する遮風手段とを有し、
該開閉扉には、前記架台又は筐体の背面から排気された昇温後の前記室内空気を冷却して前記室内空間に流出せしめる熱交換器が組込まれ、
前記遮風手段は、支柱に支持され且つ架台又は筐体に向かって延び、架台又は筐体と支柱との間の隙間を閉塞する遮風板からなり、該遮風板の寸法の相違、或いは、前記支柱に対する前記遮風板の角度の変化によって、前記支柱と前記架台又は筐体との相対距離又は相対位置の相違を補償し、前記遮風板は、前記架台又は筐体の背面から前記排気流動領域に流出した空気流が該排気流動領域の側方及び上方に流出するのを阻止するとともに、前記空気流を前記熱交換器に案内することを特徴とする自立壁式の排気冷却ユニット。
In order to remove heat from a plurality of electronic devices housed in a gantry or casing, the indoor air heated by the heat exchange with the electronic devices is cooled, and the cooled indoor air flows out into the indoor space. An exhaust cooling unit,
A plurality of pillars that are erected on the downstream side in the flow direction of the indoor air after the temperature rise and spaced from the gantry or housing and supported by building components;
An opening / closing door that is supported by the columns so as to be openable and closable between the columns, and that faces the back of the gantry or housing;
The heated room air that has flowed into the exhaust flow region formed between the support column and the open / close door and the mount or the case from the back of the mount or the case, A wind-shielding means for preventing upward flow ,
The open / close door incorporates a heat exchanger that cools the indoor air after the temperature rise exhausted from the back of the gantry or the casing and flows it out into the indoor space.
The wind shield means includes a wind shield plate supported by a support column and extending toward the mount frame or the housing, and closing a gap between the mount frame or the housing body and the support column. The difference in the relative distance or relative position between the column and the gantry or the case is compensated by the change in the angle of the wind shielding plate with respect to the column. A self-standing wall type exhaust cooling unit which prevents the air flow flowing out into the exhaust flow region from flowing out to the side and above the exhaust flow region and guides the air flow to the heat exchanger. .
前記支柱は、開閉扉の上方に位置する建築物の天井構造体に延び、該天井構造体と前記開閉扉との間に形成された空間を閉鎖する幕板が、前記支柱又は前記天井構造体によって支持されることを特徴とする請求項に記載の排気冷却ユニット。 The column extends to a ceiling structure of the building located above the door, and a curtain plate that closes a space formed between the ceiling structure and the door is the column or the ceiling structure. The exhaust cooling unit according to claim 1 , wherein the exhaust cooling unit is supported by. 前記開閉扉は、前記熱交換器から滴下した結露水を受入れるドレン受け具と、該ドレン受け具内に滞留した結露水を昇温後の前記室内空気によって気化させる蒸発手段とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気冷却ユニット The open / close door includes a drain receptacle that receives the condensed water dripped from the heat exchanger, and an evaporation unit that vaporizes the condensed water staying in the drain receptacle by the room air after the temperature rises. The exhaust cooling unit according to claim 1 or 2 . 架台又は筐体内に収容された複数の電子機器を除熱すべく該架台又は筐体内に室内空気を流入せしめ、前記電子機器と熱交換して昇温した室内空気を冷却し、冷却した室内空気を室内空間に排気する電子機器冷却方法において、
昇温後の前記室内空気の流動方向下流側に前記架台又は筐体から間隔を隔てて複数の支柱を立設し且つ該支柱を建築物の構成要素によって支持し、
熱交換器を組込んだ開閉扉を前記支柱の間に開閉可能に取付け且つ該支柱によって支持し、前記支柱及び開閉扉と前記架台又は筐体との間に排気流動領域を形成し、
前記架台又は筐体の背面から前記排気流動領域に流入した空気流が該排気流動領域の側方及び上方に流出するのを気流制御手段によって阻止し且つ該気流制御手段によって前記空気流を前記熱交換器に案内するとともに、前記気流制御手段を構成する遮風板を前記支柱から突出させ、該遮風板の寸法の相違、或いは、前記支柱に対する前記遮風板の角度の変化によって、前記支柱と前記架台又は筐体との相対距離又は相対位置の相違を補償し、
前記電子機器を冷却して昇温し且つ前記架台又は筐体の背面から前記排気流動領域に排気された前記室内空気を前記熱交換器によって冷却して室内空間に流出せしめることを特徴とする電子機器冷却方法。
In order to remove heat from a plurality of electronic devices housed in the gantry or casing, room air is allowed to flow into the gantry or casing, heat is exchanged with the electronic devices, and the heated indoor air is cooled. In the electronic device cooling method for exhausting air to the indoor space,
A plurality of columns are erected on the downstream side in the flow direction of the indoor air after the temperature rise and spaced from the gantry or housing, and the columns are supported by building components,
A door incorporating a heat exchanger is detachably attached between and supported by the column, and an exhaust flow region is formed between the column and the door and the gantry or housing,
Airflow control means prevents the airflow that has flowed into the exhaust flow region from the back of the gantry or casing from flowing out sideward and upward of the exhaust flow region, and the airflow is controlled by the airflow control means. The guide plate is guided to the exchanger, and the wind shield plate constituting the airflow control means is projected from the support column. And compensate for the difference in relative distance or relative position between the gantry or the housing,
The electronic apparatus is characterized in that the temperature of the electronic device is increased by cooling, and the indoor air exhausted from the rear surface of the gantry or casing to the exhaust flow region is cooled by the heat exchanger and flows out into the indoor space. Equipment cooling method.
前記支柱は、開閉扉の上方に位置する建築物の天井構造体に延び、該天井構造体と前記開閉扉との間に形成された空間を閉鎖する幕板が、前記支柱又は前記天井構造体によって支持されることを特徴とする請求項4に記載の電子機器冷却方法 The column extends to a ceiling structure of the building located above the door, and a curtain plate that closes a space formed between the ceiling structure and the door is the column or the ceiling structure. The electronic device cooling method according to claim 4, wherein the electronic device cooling method is supported by the electronic device . 前記開閉扉に空気搬送手段を設け、前記熱交換器を通過する空気流の圧力損失を補償し、或いは、該空気流を昇圧して、前記熱交換器の室内空気循環風量を確保することを特徴とする請求項4又は5に記載の電子機器冷却方法 An air conveying means is provided in the opening and closing door to compensate for a pressure loss of the air flow passing through the heat exchanger, or to increase the air flow to ensure an indoor air circulation air volume of the heat exchanger. The electronic device cooling method according to claim 4, wherein the electronic device is cooled .
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