JP5906111B2 - Air conditioning system for containers - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、コンテナ用空調システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an air conditioning system for containers.
近年、様々な分野におけるIT(情報技術)化の進展に伴ってコンテナ型データセンタが提案されている。 In recent years, container-type data centers have been proposed with the progress of IT (information technology) in various fields.
このコンテナ型データセンタは、トラック等の荷台に載置されて搬送可能の貨物用コンテナをサーバールームに改造し、その内部にサーバーや制御装置、電源装置等データセンタとして必要な機器を収容してパッケージングシステムとして構成されている。 In this container-type data center, a cargo container placed on a loading platform such as a truck is remodeled into a server room, and equipment necessary for a data center such as a server, a control device, and a power supply device is accommodated therein. It is configured as a packaging system.
そして、このコンテナ型データセンタは、コンテナ内のサーバー等の機器類の発熱量が多いので、コンテナ内温度を所定温度で一定にするためのコンテナ用空気調和システムを装備している。 The container type data center is equipped with a container air conditioning system for keeping the temperature in the container constant at a predetermined temperature because the amount of heat generated by devices such as servers in the container is large.
このコンテナ用空調システムは、コンテナにダクトを介して接続されてコンテナ内の空気と熱交換する熱交換器と大形ファンを具備した1台の熱交換ユニットと、この熱交換ユニットの熱交換器に冷媒配管を介して接続される室外熱交換器を有する複数台の室外機を具備している。 This container air conditioning system includes a heat exchanger connected to a container via a duct for exchanging heat with air in the container, a single heat exchange unit having a large fan, and a heat exchanger for the heat exchange unit. A plurality of outdoor units having outdoor heat exchangers connected to each other through refrigerant piping.
しかしながら、このような従来の空気調和機では、複数の独立した冷凍サイクルを設けて冗長系に構成するために、熱交換ユニットの熱交換器を複数台設けている。このために、熱交換ユニットの大形重量化と高コスト化を招いている。 However, in such a conventional air conditioner, in order to provide a redundant system by providing a plurality of independent refrigeration cycles, a plurality of heat exchangers of heat exchange units are provided. For this reason, the large weight and high cost of the heat exchange unit are incurred.
また、これにより、熱交換ユニットの搬送が困難となるうえに、熱交換ユニットと室外機を設置する場合のレイアウトが大きく制約されるという課題がある。 In addition, this makes it difficult to transport the heat exchange unit, and has a problem that the layout when installing the heat exchange unit and the outdoor unit is greatly restricted.
また、コンテナ用空調システムは、サーバー数等発熱量に応じて予め構成されているので、サーバー数等の変更に応じて空調能力を簡単迅速に変更することができない。 Further, since the air conditioning system for containers is configured in advance according to the amount of heat generated such as the number of servers, the air conditioning capacity cannot be easily and quickly changed according to the change in the number of servers.
本発明が解決しようとする課題は、レイアウトの自由度が大きく、空調能力を簡単かつ迅速に変更できるコンテナ用空調システムを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a container air-conditioning system which has a large degree of freedom in layout and can easily and quickly change the air-conditioning capacity.
本実施形態のコンテナ用空調システムによれば、コンテナに接続され、このコンテナ内の空気を排気する排気路およびコンテナ内へ調温空気を供給する給気路を有する主ダクトと、この主ダクトの排気路に接続される排気路および前記主ダクトの給気路に接続される給気路を有する複数の接続ダクトと、この接続ダクトの前記給気路に接続されて調温空気を吹き出す吹出口、前記接続ダクトの排気路に接続されて排気を吸い込む吸込口およびこの吸込口から吸い込んだ空気を調温空気に熱交換する室内熱交換器を有する室内機と、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器を有する室外機を1つの筐体内に設けた複数の空気調和機または、それぞれ別の筐体に収容された室内機と室外機とを近接して組合わせて配置する複数の空気調和機と、を具備し、上記主ダクトと接続ダクトを上記コンテナの外部に配設していることを特徴とするコンテナ用空調システムを具備している。 According to the air conditioning system for a container of the present embodiment, is connected to the container, the main duct having an exhaust passage and air supply passage for supplying the temperature-controlled air into the container for exhausting the air in the container, of the main duct outlet for blowing a plurality of connecting ducts having air supply passage exhaust passage and connected to an exhaust path connected to the air supply passage of the main duct, the connection has been temperature-controlled air to the air supply passage of the connecting duct The indoor unit having a suction port connected to the exhaust passage of the connection duct and sucking exhaust gas and an indoor heat exchanger for exchanging heat of the air sucked from the suction port to temperature-controlled air, and heat exchange between the refrigerant and the outside air A plurality of air conditioners in which an outdoor unit having an outdoor heat exchanger is provided in one housing, or a plurality of airs that are arranged by combining an indoor unit and an outdoor unit housed in separate housings in close proximity. A harmony machine And Bei, and a connecting duct with the main duct comprises an air-conditioning system for a container, characterized in that it is disposed outside of the container.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part in several drawing.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るコンテナ用空調システムの全体構成を示すブロック図である。この図1に示すようにコンテナ用空調システム1は、コンテナ2に、吸排気を行うための主ダクト3を介して能力可変型の複数の空気調和機4,4,…を接続している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a container air-conditioning system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a container
コンテナ2は、陸上、海上、航空輸送用の貨物コンテナであって、例えばトレーラーやトラック等の荷台に搭載されて搬送される鋼鉄やアルミニウム等金属製の貨物用コンテナがサーバールーム用に改造され、または、予めサーバールーム用に製造されたものである。
コンテナ2は、その内部に1台以上のサーバー5およびサーバー5を載置するサーバーラック(図示省略)、制御装置、電源装置等データセンタを構成するために必要な機器およびこれら機器にコンテナ2内の室内空気を送風する室内ファン(図示省略)等を配設している。
The
コンテナ2は、主ダクト3に接続される一端部に、複数の空気調和機4,4,…からの調温空気を吸い込む吸込口2aと、コンテナ2内の空気を排気する排気口2bを形成しており、これら吸込口2aと排気口2bには、電動で開閉可能の給気ダンパ2c、排気ダンパ2dをそれぞれ設けている。これら給,排気ダンパ2c,2dの開度は図示省略のダンパ制御装置により制御される。
The
主ダクト3は、複数の空気調和機4,4,…からの所要温度の冷気または暖気の調温空気をコンテナ2へ供給する給気路3aと、コンテナ2内の空気を排気する排気路3bとを具備している。主ダクト3は、給気路3aの給気口端(図1では右端)をコンテナ2の吸込口2aに連通させる一方、排気路3bの排気口端(図1では右端)をコンテナ2の排気口2bに連通させた状態でコンテナ2の一端に接続されている。
The
各空気調和機4は、一つの筐体内に、室内機と室外機とを仕切壁を介して収容すると共に、これら室内機,室外機の運転等を制御する制御装置4aを収容して一体形に構成されている。室内機は、図示省略の室内ファンを具備した室内熱交換器、この室内熱交換器で熱交換された調温空気を吹き出す図示省略の吹出口およびコンテナ2からの排気を吸い込む吸込口を備えており、吸込口から吸い込んだ空気(排気)を室内熱交換器により冷却して、調温空気として吹出口から吹き出す。これら吹出口と吸込口は各接続ダクト6の給気路6aと排気路6bにそれぞれ接続されている。
Each
すなわち、室内機の吹出口は接続ダクト6の給気路6aに接続され、室内機の吸込口は接続ダクト6の排気路6bに接続されている。各室内機は、その吹出口に、電動で開閉可能の吹出ダンパ6cを設け、吸込口には電動で開閉可能の吸込ダンパ6dを設けている。
That is, the air outlet of the indoor unit is connected to the
各接続ダクト6は、その給気路6aを主ダクト3の給気路3aに連通可能に接続し、排気路6bを主ダクト3の排気路3bに連通可能に接続している。各接続ダクト6は、各空気調和機4または主ダクト3に一体に構成され、あるいはこれらと別体により構成されてもよい。
Each
各空気調和機4の室外機は、図示省略の能力可変型の圧縮機、四方弁、室外ファンを有する室外熱交換器、膨張装置を冷媒配管により順次接続して冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。室外熱交換器は図示省略の冷媒配管を介して室内熱交換器に接続される。室外熱交換器は流通する冷媒と外気とを熱交換させる。
The outdoor unit of each
なお、本実施形態では、室内機と室外機が一つの筐体内に収容される一体形の空気調和機として説明しているが、これに限らず、それぞれ別の筐体に収容された室内機と室外機とを近接して組合わせて配置するタイプの空気調和機とすることもできる。 In the present embodiment, the indoor unit and the outdoor unit are described as an integrated air conditioner that is housed in a single housing. However, the present invention is not limited thereto, and the indoor units are housed in separate housings. It is also possible to provide an air conditioner of the type in which the outdoor unit and the outdoor unit are combined in close proximity.
制御装置4aは、この冷凍サイクルの運転を制御する空気調和機運転制御手段と、上記室内機の吹出ダンパ6c,吸込ダンパ6dの開度を制御するダンパ制御手段を少なくとも有する。
The
各空気調和機運転制御手段は、運転モード切換手段とフィードバック制御等による温度制御手段を有し、四方弁の切換制御等により冷房,暖房,送風等の各種運転モードに適宜切り換える。ここで、本実施形態においては、コンテナ2内のサーバー5を冷却するため、上記運転モードのうち、冷房,送風運転モードが主となり、暖房運転モード及び四方弁を備えない場合も考えられる。
Each air conditioner operation control means has an operation mode switching means and a temperature control means by feedback control or the like, and appropriately switches to various operation modes such as cooling, heating, and air blowing by switching control of a four-way valve. Here, in this embodiment, since the
温度制御手段は、コンテナ2内の室温を検出する図示省略の室温センサーからの室温検出信号と、図示省略の室温設定手段からの室温設定信号を受けて、これら両温度の偏差を解消させるために図示省略のインバータを介して圧縮機の能力を制御し、調温空気の温度を制御することにより、コンテナ2内の室温センサーの検出温度が所要の設定温度で一定になるように制御する。なお、室温制御はこのようなフィードバック制御でなくてもよく、シーケンス制御でもよい。
The temperature control means receives a room temperature detection signal from a room temperature sensor (not shown) for detecting the room temperature in the
各制御装置4aは、その複数台のうちの例えば1台を親器に設定し、他を子器に設定して親器により子器を統一的に制御させるための設定手段を具備している。親器の設定順位は予め決定され、親器が故障したときは、その親の設定順位に従って移動する。但し、親器を設定せずに、各制御装置4aにより各々独立に制御するように構成してもよい。
Each
次に、本実施形態に係るコンテナ用空調システム1の作用を説明する。
Next, the operation of the container
各空気調和機4,4,…が運転されると、これら空気調和機4,4,…の吹出口から所定温度の調温空気が接続ダクト6の給気路6aへ吹き出され、さらに、この給気路6aから主ダクト3の給気路3aを順次経て、コンテナ2内へ、その吸込口2aから供給される。
When each
一方、コンテナ2内のサーバー5等の機器等の発熱により加熱された室内空気はコンテナ2の排気口2bから主ダクト3の排気路3bと接続ダクト6の排気路6bを順次経て各空気調和機4の吸込口へ吸い込まれる。
On the other hand, the indoor air heated by the heat generated by the equipment such as the
この後、この吸い込まれた空気(排気)は室内熱交換器により熱交換(冷却)されて、所定温度の調温空気として、再び各吹出口から接続ダクト6の給気路6aへ吹き出され、さらに主ダクト3の給気路3aを経て吸込口2aからコンテナ2内へ給気される。
Thereafter, the sucked air (exhaust) is heat-exchanged (cooled) by the indoor heat exchanger, and is blown out again from each outlet to the
このようなコンテナ2内の室内空気の給,排気の繰返し、つまり、コンテナ2内の調温空気の循環により、コンテナ2の室温が制御され、図示しない室温センサの検出温度が所定の設定温度で一定になるように各空気調和機4の空調運転が制御装置4aにより制御される。この空調運転時には、各空気調和機4の吸込ダンパ6cと吹出ダンパ6dの開度が、各制御装置4aのダンパ制御手段により適宜制御され、吹出,吸込風量が適宜制御される。またコンテナ2内の給,排気ダンパ2c,2dの開度はコンテナ2内の図示省略の制御装置により制御される。
The room temperature of the
ここで万一、複数台の空気調和機4,4,…のうちの例えば1台が故障して空調能力の低下または運転停止が発生した場合には、その空調能力の低下または運転停止を検出した親器の制御装置4aが残余の空気調和機4,4,…の子器である制御装置4a,4a,…を制御して、これら空気調和機4,4,…の運転を継続する。また、低下した空調能力の不足分を補う必要がある場合には、残余の空気調和機4,4,…の空調能力を不足分引き上げ、引き続きコンテナ2内の室温が設定温度で一定になるように制御する。
If, for example, one of the
したがって、このコンテナ用空調システム1によれば、複数台の空気調和機4,4,…の全台運転時は勿論、そのうちの幾台かが故障した場合でも、健全な残余の空気調和機4,4,…により、引き続きコンテナ2内の室温を設定温度でほぼ一定になるように制御することができる。このために、24時間稼働のデータセンタにも対応できる。その結果、サーバー5等高価なデータセンタ機器の高温昇温による故障や破損の防止または低減を図ることができる。
Therefore, according to the container
また、複数台の空気調和機4,4,…によりコンテナ2内の室温を制御するので、1台の空気調和機により空調する場合よりも、各空気調和機4,4,…の小型軽量化を図ることができる。
Further, since the room temperature in the
このために、各空気調和機4の運搬や運搬先での設置とその際の配置のレイアウト作業が容易になるうえに、そのレイアウト自体の自由度の向上を図ることができる。例えば設置場所の敷地の地形に応じて複数台の空気調和機4,4,…を主ダクト3に対して片側横一列に配置したり、主ダクト3に対して対称または非対称に配置してもよい。
For this reason, it is possible to facilitate the layout work of the transportation and installation of the
そして、コンテナ2側で要求される空調能力の変更に対しては、空気調和機4,4,…の台数を増減することや各空気調和機4の空調能力を制御することにより簡単かつ迅速に対応できる。
And for the change of the air conditioning capacity required on the
(第2の実施形態)
図2は第2の実施形態に係るコンテナ用空調システム1Aの全体構成を示すブロック図である。このコンテナ用空調システム1Aは、上記第1実施形態に係るコンテナ用空調システム1の3組を複数の連結ダクト7,8により連結した点に特徴がある。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of a container
すなわち、このコンテナ用空調システム1Aは隣り合うコンテナ用空調システム1,1の主ダクト3,3同士の根元側、すなわち、各コンテナ2側を、2本の連結ダクト7,8により、それぞれ連通可能に連結し、合計3台のコンテナ2,2,2の内部を、合計12台の空気調和機4,4,…により空調する点に特徴がある。
In other words, the container
各連結ダクト7,8は、給気路7a,8aと排気路7b,8bをそれぞれ有し、これら給気路7a,8aを主ダクト3の給気路3aにそれぞれ連通させ、排気路7b,8bを主ダクト3の排気路3bにそれぞれ連通させた状態で、これら主ダクト3,3に接続される。
Each of the connecting
このコンテナ用空調システム1Aによれば、3台のコンテナ2,2,…の室温を複数台の空気調和機4,4,…により所要の温度になるように制御できる。
According to this container
すなわち、コンテナ2の台数や必要とする空調能力の変更に対し、空気調和機4の台数を増減することにより容易かつ迅速に対応することができる。また、この実施形態の場合も上記第1の実施形態に係るコンテナ用空調システム1と同様に、複数台の空気調和機4,4,…の設置や配置の容易性とレイアウトの自由度の増大を図ることができる。
That is, it is possible to easily and quickly respond to changes in the number of
さらに、コンテナ2の台数が増加した場合でも、コンテナ2や空気調和機4,4,…の運搬が容易であるので、コンテナ用空調システム1A自体の設置を所望地に簡単迅速に行うことができる。
Furthermore, even when the number of
なお、上記第1,第2の実施形態では、コンテナ2を1,3台設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2台でも4台以上でもよい。
In the first and second embodiments, the case where one or three
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of this invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the present invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the present invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1,1A…コンテナ用空調システム、2…コンテナ、3…主ダクト、3a…給気路、3b…排気路、4…空気調和機、5…サーバー、6…接続ダクト、7,8…連結ダクト。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
この主ダクトの排気路に接続される排気路および前記主ダクトの給気路に接続される給気路を有する複数の接続ダクトと、
この接続ダクトの前記給気路に接続されて調温空気を吹き出す吹出口、前記接続ダクトの排気路に接続されて排気を吸い込む吸込口およびこの吸込口から吸い込んだ空気を調温空気に熱交換する室内熱交換器を有する室内機と、
冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器を有する室外機を1つの筐体内に設けた複数の空気調和機または、それぞれ別の筐体に収容された室内機と室外機とを近接して組合わせて配置する複数の空気調和機と、
を具備し、
上記主ダクトと接続ダクトを上記コンテナの外部に配設していることを特徴とするコンテナ用空調システム。 Connected to the container, a main duct having a gas supply channel for supplying the exhaust passage and temperature-controlled air into the container for exhausting the air in the container,
A plurality of connecting ducts having an exhaust passage connected to the exhaust passage of the main duct and an air supply passage connected to the air supply passage of the main duct;
Outlet, heat exchange air sucked from the suction port and the suction port for sucking an exhaust connected to an exhaust passage of the connecting duct to the temperature-controlled air to blow out the connected temperature-controlled air to the air supply passage of the connecting duct An indoor unit having an indoor heat exchanger to perform,
A plurality of air conditioners having an outdoor unit having an outdoor heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and the outside air in one housing, or an indoor unit and an outdoor unit housed in separate housings are brought close to each other. A plurality of air conditioners arranged in combination;
Comprising
An air conditioning system for containers, wherein the main duct and the connecting duct are disposed outside the container.
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