JP5982242B2 - Local air conditioning system for data centers - Google Patents

Local air conditioning system for data centers Download PDF

Info

Publication number
JP5982242B2
JP5982242B2 JP2012211742A JP2012211742A JP5982242B2 JP 5982242 B2 JP5982242 B2 JP 5982242B2 JP 2012211742 A JP2012211742 A JP 2012211742A JP 2012211742 A JP2012211742 A JP 2012211742A JP 5982242 B2 JP5982242 B2 JP 5982242B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
server
devices
data center
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012211742A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014059853A (en
Inventor
隆 倉渕
隆 倉渕
一 吉野
一 吉野
仁哉 竹内
仁哉 竹内
幸夫 宮島
幸夫 宮島
一哉 松尾
一哉 松尾
智之 秦
智之 秦
良文 中原
良文 中原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo University of Science
NEC Corp
Tonets Corp
Original Assignee
Tokyo University of Science
NEC Corp
Tonets Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo University of Science, NEC Corp, Tonets Corp filed Critical Tokyo University of Science
Priority to JP2012211742A priority Critical patent/JP5982242B2/en
Publication of JP2014059853A publication Critical patent/JP2014059853A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5982242B2 publication Critical patent/JP5982242B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20745Forced ventilation of a gaseous coolant within rooms for removing heat from cabinets, e.g. by air conditioning device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

この発明は、IT(Information Technology)機器、例えば、サーバを複数収納した、多数のサーバラックが配置されたデータセンターにおいて、前記サーバからの発熱を適切に冷却できる局所空調システムに関するものである。   The present invention relates to a local air-conditioning system capable of appropriately cooling heat generated from a server in a data center in which a plurality of server racks are arranged, for example, IT (Information Technology) equipment, for example, a plurality of servers.

従来、自然換気を併用した、複数のサーバを収納した、多数のサーバラックが配置されたデータセンターにおいては、サーバラックが必要とするエリアに空調機が設けられ、前記多数のサーバから排気される暖気を吸引し、熱交換器にて冷却された冷気を送り出して、これら多数のサーバを冷却している。これらの空調機では、特許文献1に記載されたように、サーバラックの前面側、背面側の温度を測定して、これらの測定結果を前記空調機に反映させ、当該空調機を制御している。   Conventionally, in a data center where a plurality of server racks storing a plurality of servers using natural ventilation are arranged, an air conditioner is provided in an area required for the server racks and exhausted from the plurality of servers. The large number of servers are cooled by sucking warm air and sending out cool air cooled by a heat exchanger. In these air conditioners, as described in Patent Document 1, the temperature on the front side and the back side of the server rack is measured, and these measurement results are reflected in the air conditioner to control the air conditioner. Yes.

一方、従来のサーバラックは、図10に示すように、ラック本体71内が多数の仕切板72により仕切られて複数のサーバ収容室73が形成されたものである。このサーバ収容室73に、サーバ79がそれぞれ収容される。ラック本体71の前面が全面開口し、これが吸気口74となり各サーバ収容室73と連通する。ラック本体71の背面も全面開口し、これが排気口75となり各サーバ収容室73からそれぞれ排気される。ラック本体71が載置される床77は、二重床構造で形成され、床下に給気プレナム76が形成される。床77には、グレーチング78が備わり、空調機81(図11参照)からの冷気は給気プレナム76を通って、ラック本体71の吸気口74近傍の床77に形成された格子板であるグレーチング78から給気され、ラック本体71の吸気口74に流入する。この冷気の流入は、サーバ79に内蔵された内蔵ファン80により吸気されて行われる。   On the other hand, as shown in FIG. 10, the conventional server rack has a rack main body 71 partitioned by a plurality of partition plates 72 to form a plurality of server accommodation chambers 73. Each server 79 is accommodated in the server accommodation chamber 73. The front surface of the rack main body 71 is open on the entire surface, and this serves as an intake port 74 and communicates with each server accommodation chamber 73. The entire rear surface of the rack body 71 is also opened, and this serves as an exhaust port 75 to be exhausted from each server accommodation chamber 73. The floor 77 on which the rack body 71 is placed is formed in a double floor structure, and an air supply plenum 76 is formed under the floor. The floor 77 is provided with a grating 78, and the cold air from the air conditioner 81 (see FIG. 11) passes through the air supply plenum 76 and is a grating plate that is a lattice plate formed on the floor 77 near the air inlet 74 of the rack body 71. Air is supplied from 78 and flows into the air inlet 74 of the rack body 71. This inflow of cold air is performed by being sucked in by a built-in fan 80 built in the server 79.

図11に示すように、従来のデータセンターは、サーバ管理室83内に、サーバ79を収容したラック本体71を複数(図では6個)並べて形成されたラック列82を複数(図では4列)配設したものである。床77に備わるグレーチング78は、いずれもラック本体71の吸気口74側に形成される。サーバ79が稼動して発熱すると、上述したように、空調機81から冷気が給気プレナム76を通ってグレーチング78からサーバ管理室83内に給気され、吸気口74から各サーバ収容室73(図10参照)内に流入してサーバ79を冷却し、温められた暖気は排気口75からサーバ管理室83に排気されて再び空調機81に還気される。   As shown in FIG. 11, the conventional data center has a plurality of rack rows 82 (four rows in the figure) formed by arranging a plurality (six in the figure) of rack bodies 71 containing servers 79 in the server management room 83. ) Arranged. The gratings 78 provided on the floor 77 are all formed on the intake port 74 side of the rack body 71. When the server 79 operates and generates heat, as described above, the cold air is supplied from the air conditioner 81 through the air supply plenum 76 into the server management room 83 from the grating 78, and the server accommodation rooms 73 ( 10), the server 79 is cooled and the warmed warm air is exhausted from the exhaust port 75 to the server management room 83 and returned to the air conditioner 81 again.

しかしながら、データセンターで管理するサーバ79のユーザは多数にわたり、使用されるサーバ79は状況に応じて変動する。したがって、サーバ管理室83内のどの場所で、どのような範囲で、どのような量の発熱が生じ、また発熱する時間帯も定まらない温熱環境となっている。このような温度環境下において高温となった個々のサーバ79を適正な温度で管理するためには、空調機81からの風量を増加させて対応する。しかしながら、吸気される風量が増加し、流速も高くなるとこの吸気に誘引され、暖められた排気がラック本体71を回り込む(図10の矢印A)原因となる。この様な、排気(暖気)を再びサーバの内部に取り込むとサーバが適切に冷却されずに、サーバの動作に不具合を生じさせることとなる。   However, there are many users of the server 79 managed in the data center, and the server 79 used varies depending on the situation. Therefore, in any location in the server management room 83, in any range, in any amount, any amount of heat is generated, and the heat environment is indefinite. In order to manage each server 79 that has become high temperature under such a temperature environment at an appropriate temperature, the air volume from the air conditioner 81 is increased. However, when the amount of air taken in increases and the flow velocity increases, the intake air is attracted by the intake air, and warmed exhaust gas goes around the rack body 71 (arrow A in FIG. 10). If such exhaust (warm air) is taken into the server again, the server is not properly cooled, causing a malfunction in the operation of the server.

この様な点を解決すべく、特許文献2のサーバラックが開発された。これは、吸気口と排気口とを有するラック本体からなり、このラック本体内には、仕切板で仕切られた複数のサーバ収容室が形成され、前記排気口には、前記サーバ収容室に収容されたサーバが備える内蔵ファンよりも大風量を送風できるファンが備わったものや、排気口からの暖かい排気が吸気口側に回り込まない様に排気を排気プレナム等に導入する等の装置を設けている。   In order to solve such a point, the server rack of patent document 2 was developed. This is composed of a rack body having an intake port and an exhaust port, and a plurality of server accommodation chambers partitioned by a partition plate are formed in the rack body, and the exhaust port accommodates in the server accommodation chamber. Equipped with a fan that can blow a larger air volume than the built-in fan included in the installed server, or a device that introduces exhaust into the exhaust plenum so that warm exhaust from the exhaust port does not enter the intake port side Yes.

特開2012−33105号公報JP 2012-33105 A 特開2009−140421号公報JP 2009-140421 A

しかしながら、前記特許文献1の様に、サーバラックに空調ユニットが個別に対応することは効率の上で最適な制御方法であるが、様々なデータセンターにおいて、制御やコスト面を考えた場合、考慮の余地はあると思われる。複数のサーバを収納したサーバラックとこれらのサーバラックに対応した空調ユニットを1対1で制御するより、特定数のサーバラックと特定数の空調ユニットをエリアで統合的に制御した方が合理的でコストダウンにつながるとも考えられる。   However, as in the above-mentioned Patent Document 1, it is an optimal control method in terms of efficiency to individually correspond to an air conditioning unit to a server rack, but when considering control and cost in various data centers, it is considered. There seems to be room for this. It is more rational to control a specific number of server racks and a specific number of air conditioning units in an integrated manner than to control a server rack containing multiple servers and the air conditioning units corresponding to these server racks on a one-to-one basis. This may lead to cost reduction.

また、前記特許文献2のものは、大型のファンを設けたり、排気ダクト、排気プレナムを設ける等種々の装置や設備を必要とし、大掛かりなものとなりコスト的にも高いものとなってしまう。   Moreover, the thing of the said patent document 2 requires various apparatuses and installations, such as providing a large sized fan, an exhaust duct, and an exhaust plenum, and will become large-scale and will also become expensive.

この発明は、前記従来技術を考慮したものであって、複数のサーバを収納した複数のサーバラックとこれらの空調ユニットをエリアで統合的に制御し、サーバから排出された暖気を効果的に吸引してこれらのサーバの前面に回り込まないようにし、また、サーバ冷却用の冷気を効率よく確実にサーバ内に供給出来るようにした、データセンター用局所空調システムを提供するものである。   The present invention takes the above-described conventional technology into consideration, and controls a plurality of server racks storing a plurality of servers and these air conditioning units in an integrated manner, thereby effectively sucking warm air discharged from the servers. Thus, the present invention provides a local air conditioning system for a data center that does not go into the front of these servers and that can supply cool air for server cooling into the servers efficiently and reliably.

本願請求項1の発明では、複数のIT機器と当該IT機器に対応して複数の空調機が設置された空間であって、前記IT機器の高さまでを空間下部とし、当該IT機器の上方に設けられた空調機が位置するところを空間上部とした2層構造として上下温度分布を形成させたデータセンターにおいて、前記複数のIT機器及びこれらの各IT機器に対応して設けた複数の空調機のうち、一部の複数のIT機器及びこれらに対応する空調機を一体として捉え、当該IT機器の排熱の際、隣接しない2台以上の前記空調機を稼働させて下記の成層効率(E)、(EMAX)が夫々1に近く成るように制御するデータセンター用局所空調システムとした。 In the invention of claim 1 of the present application, a space in which a plurality of IT devices and a plurality of air conditioners are installed corresponding to the IT devices, and the height of the IT device is the lower part of the space above the IT device. In a data center in which a vertical temperature distribution is formed as a two-layer structure with the air conditioning unit located at the upper part of the space, the plurality of IT devices and the plurality of air conditioning units provided corresponding to these IT devices Among them, some IT devices and air conditioners corresponding to them are regarded as one body, and when exhausting heat of the IT devices, two or more non-adjacent air conditioners are operated and the following stratification efficiency (E ), And (E MAX ) are local air conditioning systems for data centers that are controlled to be close to 1, respectively.

請求項2の発明では、前記2台以上の空調機は、両端に位置する前記請求項1に記載のデータセンター用局所空調システムとした。   In the invention of claim 2, the two or more air conditioners are the local air conditioning system for a data center according to claim 1 located at both ends.

請求項3の発明では、前記稼働中の空調機は水平に冷気を吹き出す前記請求項1又は2の何れかに記載のデータセンター用局所空調システムとした。
According to a third aspect of the present invention, the local air conditioning system for a data center according to any one of the first or second aspect, wherein the air conditioner in operation blows out cold air horizontally.

請求項1、2の各発明によれば、複数のIT機器と複数の空調機を1セットとしてまとめて制御し、IT機器から排出された暖気を効果的に吸引してこれらのIT機器の前面に回り込まないようにし、また、IT機器冷却用の冷気を効率よく確実にサーバ内に供給出来るものである。これらの結果、成層効率を大きくすることによって、冷却時間が拡大することから、データセンターの省エネに大きく貢献できるものである。   According to the first and second aspects of the present invention, a plurality of IT devices and a plurality of air conditioners are collectively controlled as one set, and the warm air exhausted from the IT devices is effectively sucked to front the IT devices. And cool air for cooling IT equipment can be efficiently and reliably supplied into the server. As a result, the cooling time is extended by increasing the stratification efficiency, which can greatly contribute to the energy saving of the data center.

また、請求項2、3の各発明によれば、成層効率(E)、(Emax)をより効果的に1に近づけることができ、また、成層効率(Emax)をより大きくすることができるものである。 Further, according to the inventions of claims 2 and 3, the stratification efficiency (E), (E max ) can be brought closer to 1 more effectively, and the stratification efficiency (E max ) can be further increased. It can be done.

この発明の実施例1の2層ブロックモデルの説明図である。It is explanatory drawing of the 2 layer block model of Example 1 of this invention. この発明の実施例1のデータセンターにおいて、6台のサーバラックに対応して、当該各サーバラックの上方に空調機を設置したことのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of having installed the air conditioner above each said server rack in the data center of Example 1 of this invention corresponding to six server racks. この発明の実施例1の実験におけるCase2-1-cの等温線図である。It is an isotherm diagram of Case2-1-c in the experiment of Example 1 of the present invention. この発明の実施例1の実験におけるCase2-1-dの等温線図である。It is an isotherm diagram of Case2-1-d in the experiment of Example 1 of the present invention. この発明の実施例1の実験におけるCase3-1の等温線図である。It is an isotherm diagram of Case3-1 in the experiment of Example 1 of the present invention. この発明の実施例1の実験におけるCase3-2の等温線図である。It is an isotherm diagram of Case3-2 in the experiment of Example 1 of the present invention. この発明の実施例1の実験におけるCase1-aの等温線図である。It is an isotherm of Case1-a in the experiment of Example 1 of the present invention. この発明の実施例1の実験におけるCase4-3の等温線図である。It is an isotherm diagram of Case4-3 in the experiment of Example 1 of the present invention. この発明の実施例1の実験における各Caseの成層効率を比較したグラフ図である。It is the graph which compared the stratification efficiency of each Case in experiment of Example 1 of this invention. 従来のサーバラックの断面図である。It is sectional drawing of the conventional server rack. 従来のデータセンターの概略平面図である。It is a schematic plan view of the conventional data center.

複数のIT機器と当該IT機器に対応して複数の空調機が設置された空間であって、前記IT機器の高さまでを空間下部とし、当該IT機器の上方に設けられた空調機が位置するところを空間上部とした2層構造として上下温度分布を形成させたデータセンターにおいて、前記複数のITの機器及びこれらの各IT機器に対応して設けた複数の空調機のうち、一部の複数のIT機器及びこれらに対応する空調機を一体として捉え、当該IT機器の排熱の際、隣接しない2台以上の前記空調機を稼働させて下記の成層効率(E)、(EMAX)が夫々1に近く成るように制御した。 A space where a plurality of IT devices and a plurality of air conditioners are installed corresponding to the IT devices, and the air conditioner provided above the IT devices is located with the space up to the height of the IT devices. However, in a data center in which the upper and lower temperature distribution is formed as a two-layer structure with the space as the upper part, among the plurality of IT devices and the plurality of air conditioners provided corresponding to these IT devices, some of the plurality The IT equipment and the air conditioners corresponding to them are integrated, and when the heat exhausted from the IT equipment, the two or more non-adjacent air conditioners are operated and the following stratification efficiency (E), (E MAX ) Each was controlled to be close to 1.

これにより、IT機器冷却用の冷気を効率よく確実にサーバ内に供給出来るものである。   As a result, the cool air for cooling the IT equipment can be supplied into the server efficiently and reliably.

この発明の実施例1を説明する。自然換気が併用されたサーバ等のIT機器のデータセンターの省エネの評価は、図1に示す様に、このデータセンターを2層ブロックモデルを用いて検討することが適切な評価手法である。また、後述する成層効率を大きくすることによって、自然換気による冷却時間が拡大出来ることから、データセンターの省エネに貢献するものである。前記図1に示す2層ブロックモデルとは、IT機器の高さまでを空間下部(Lower Zone)とし、このIT機器の上方に設けられた空調機が位置するところを空間上部(Upper Zone)とし、上下温度分布が形成された空間を言う。   A first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, it is an appropriate evaluation method to evaluate the energy saving of a data center of IT equipment such as a server combined with natural ventilation by using a two-layer block model. In addition, by increasing the stratification efficiency described later, the cooling time by natural ventilation can be extended, which contributes to energy saving of the data center. The two-layer block model shown in FIG. 1 refers to the lower part of the space (Lower Zone) up to the height of the IT equipment, and the upper part (Upper Zone) where the air conditioner provided above the IT equipment is located. The space where the vertical temperature distribution is formed.

最初に、本件発明者は、自然換気方法が導入されたデータセンターにおいて、冷却効率とIT機器自身の排熱の再帰によるIT機器吸込み温度への影響度を評価するため、熱収支に基づき以下に示す評価モデルを作成した。一般的に、高負荷型を伴うIT機器風量の増大によって自然換気量(q)はIT機器風量(Q)より少なくなる。   First, in order to evaluate the degree of influence on the IT equipment suction temperature due to the recursion of the cooling efficiency and the exhaust heat of the IT equipment itself in the data center where the natural ventilation method was introduced, the present inventor is based on the heat balance as follows. The evaluation model shown was created. Generally, natural ventilation (q) is less than IT equipment airflow (Q) due to an increase in IT equipment airflow with high load type.

データセンターの温熱環境の運用上重要となるIT機器の吸込み温度(θs)は排気温度(θ)の影響を受けることになる。ここで、θとθsの空気間では混合風量(V)による空気流動があるものと仮定し、θsを低く維持するためにはVを抑制することが重要となる。また、この評価モデルでは、鉛直方向における室内の空気流動を表す指標として、以下の式(1)に示すような成層効率(E)を定義した。また、θs、maxによるものを式(2)に示す成層効率(Emax)と定義した。 The intake temperature (θs) of IT equipment, which is important in the operation of the thermal environment of the data center, is affected by the exhaust temperature (θ E ). Here, between theta E and [theta] s of air assume that there is an air flow with a mixed air volume (V), it is important to suppress the V in order to maintain a low [theta] s. In this evaluation model, the stratification efficiency (E) as shown in the following formula (1) was defined as an index representing the indoor air flow in the vertical direction. Further, the value based on θs and max was defined as the stratification efficiency (E max ) shown in Formula (2).

成層効率(E)、(Emax)は、一般的に0<E<1の範囲内を示し、鉛直方向における室内空気の混合風量が少ない場合、成層効率(E)、(Emax)が1に近づき、上下温度分布が形成されていることが分かり、冷却効率が高いことを示す。このようなことから、成層効率(E)は自然換気併用型データセンターにおけるIT機器の冷却効果を評価・検討する上で重要な指標となることが分かった。 The stratification efficiencies (E) and (E max ) are generally in the range of 0 <E <1, and the stratification efficiencies (E) and (E max ) are 1 when the mixed air volume of the room air in the vertical direction is small. It can be seen that a vertical temperature distribution is formed, indicating that the cooling efficiency is high. Therefore, it was found that the stratification efficiency (E) is an important index for evaluating and examining the cooling effect of IT equipment in a natural ventilation combined data center.

自然換気を行いながら、冷却の不足分を空調で補う部分空調が必要となった場合に、どのような態様で空調することが合理的か検討するためにコンピュータによるケーススタディを行った。図2に示す様に、6列のサーバラック1(内側に複数のサーバを収納している。)に対向して、夫々6つの空調機2(空1〜空6)を配置した場合において、各空調機2(空1〜空6)が50%の部分空調を行うケースを想定した。検討ケースを表1に示す。   A case study using a computer was conducted in order to examine what mode of air conditioning would be reasonable when partial air conditioning was needed to compensate for the lack of cooling with natural ventilation. As shown in FIG. 2, when six air conditioners 2 (empty 1 to empty 6) are respectively arranged facing the six rows of server racks 1 (containing a plurality of servers inside), A case was assumed in which each air conditioner 2 (sky 1 to sky 6) performs 50% partial air conditioning. Table 1 shows the study cases.

全IT機器(ここでは、サーバとする。以下同じ)を均等に50%の負荷除去率で空調するケース(Case1-a、Case1-b)、空調バランスを75%と25%にサーバラックごとで2段階としたケース(Case2-1-a、Case2-1-b、Case2-1-c、Case2-1-d、Case2-2)、100%空調と非空調を想定したケース(Case3-1、Case3-2)、100%を超える過剰冷却を一部の空調機のみに実施したケース(Case4-1、Case4-2、Case4-3、Case5-1、Case5-2、)を用意した。また、この表1において、数字横の矢印(水平:→、垂直:↑)は、空調機の吹き出し方向を示している。   Cases (Case1-a, Case1-b) in which all IT devices (here, servers, the same applies hereinafter) are air-conditioned evenly with a load removal rate of 50%, and the air conditioning balance is 75% and 25% for each server rack Cases with two stages (Case 2-1-a, Case 2-1-b, Case 2-1-c, Case 2-1-d, Case 2-2), 100% air-conditioning and non-air-conditioning cases (Case 3-1, Cases 3-2) and cases (Case 4-1, Case 4-2, Case 4-3, Case 5-1, Case 5-2) in which overcooling exceeding 100% was performed only on some air conditioners were prepared. In Table 1, arrows next to the numbers (horizontal: →, vertical: ↑) indicate the blowing direction of the air conditioner.

これらのケースの代表断面の等温線を図3〜8に示し、成層効率の比較を図9に示す。まず全ての空調機により均等に空調するCase1-a、Case1-bを見ると、図9に示す様に、Case1-aでは、成層効率(E)は0.51、成層効率(EMAX)は0.36であり、Case1-bでは、成層効率(E)は、0.49であり、成層効率(EMAX)は0.4であり、後述する他のケースと比較して小さかった。これらにより部分空調モードでは、全サーバラックを全ての空調機により均等に空調することは得策ではないことが分かった。 The isotherm of the representative cross section of these cases is shown in FIGS. 3 to 8, and the comparison of the stratification efficiency is shown in FIG. First, looking at Case 1-a and Case 1-b, which are air-conditioned equally by all air conditioners, as shown in FIG. 9, in Case 1-a, the stratification efficiency (E) is 0.51, and the stratification efficiency (E MAX) is In Case 1-b, the stratification efficiency (E) was 0.49 and the stratification efficiency (E MAX) was 0.4, which was smaller than other cases described later. As a result, it was found that in the partial air conditioning mode, it is not a good idea to air-condition all server racks equally by all air conditioners.

次に、Case2で吹き出し方向の検討をした。Case2-1-c、Case2-1-dを見ると、図3、4に示す様に、図4の負荷除去率の低いサーバ(表1参照、右側3つ)の排気を垂直に、高いサーバ(左側3つ)の排気を水平に吹出した方が、これとは逆の図3のものよりも等温線が低くなっており有効であることが分かった。これらのことから、Case3、4及び5の条件では、空調機の吹出しを水平としている。   Next, the direction of blowing was examined in Case 2. Looking at Case 2-1-c and Case 2-1-d, as shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust of the server with low load removal rate (see Table 1, right side 3) in FIG. It was found that the (three on the left side) exhaust was blown horizontally and the isotherm was lower than that of FIG. From these things, in the conditions of Cases 3, 4 and 5, the blowout of the air conditioner is horizontal.

次に、空調機の配置を検討した。Case3-1、Case3-2を見ると、Case3-1は、左側の空調機(表1参照、空1、2及び3)のみを稼働させているのに対し、Case3-2では、1つおきの空調機(空1、3及び5)のみを稼働させている。その結果、図5、6に示す様に、空調機を集中配置したケースよりも分散配置したケースできれいな温度成層が形成されていることが分かった。これらの成層効率を見ると、図9に示す様に、Case3-1の成層効率(E)は、0.89であり、成層効率(EMAX)は、0.74であり、Case3-2の成層効率(E)は、0.91であり、成層効率(EMAX)は、0.83であり、分散配置の方が成層効率(EMAX)を大きくすることができた。 Next, the arrangement of air conditioners was examined. Looking at Case 3-1 and Case 3-2, Case 3-1 operates only the air conditioner on the left (see Table 1, Sky 1, 2 and 3), whereas Case 3-2 has every other one. Only air conditioners (sky 1, 3, and 5) are operated. As a result, as shown in FIGS. 5 and 6, it was found that clean temperature stratification was formed in the case where the air conditioners were arranged in a distributed manner rather than the case where the air conditioners were arranged in a concentrated manner. Looking at these stratification efficiency, as shown in FIG. 9, stratification efficiency Case3-1 (E) is 0.89, stratified efficiency (E MAX) is 0.74, the Case3-2 The stratification efficiency (E) was 0.91, the stratification efficiency (E MAX ) was 0.83, and the stratification efficiency (E MAX ) could be increased by the dispersed arrangement.

また、空調機の能力を検討した。Case1-aとCase4-3を見ると、Case1-aは前述の通り、全ての空調機(空1〜6)を50%で稼働させたものであり、Case4-3は、左右両端の空調機(空1、6)のみを稼働させたものであるが、図7、8を見ると、Case4-3を示す図8の方がきれいな温度成層が形成されていることが分かった。ここで図9を見ると、Case1-aの成層効率(E)は、0.51であり、成層効率(EMAX)は、0.36であり、Case4-3の成層効率(E)は、0.97であり、成層効率(EMAX)は、0.92であり、一部の空調機により集中的に冷却する方が成層効率(EMAX)は高い値に維持されその有効性が分かった。 The capacity of the air conditioner was also examined. Looking at Case 1-a and Case 4-3, Case 1-a is one in which all air conditioners (empty 1 to 6) are operated at 50% as described above, and Case 4-3 is an air conditioner at both left and right ends. Although only the (empty 1, 6) was operated, it was found from FIGS. 7 and 8 that a clearer temperature stratification was formed in FIG. 8 showing Case 4-3. Referring to FIG. 9, the stratification efficiency (E) of Case 1-a is 0.51, the stratification efficiency (E MAX ) is 0.36, and the stratification efficiency (E) of Case 4-3 is 0.97, the stratification efficiency (E MAX ) is 0.92, and the stratification efficiency (E MAX ) is maintained at a higher value when intensive cooling is performed by some air conditioners. It was.

これらのことから、本件発明者が作成した評価モデルである、成層効率(E)、(EMAX)を指標とした実験結果が有効なものであり、この成層効率(E)、(EMAX)を大きくすることによって、自然換気による冷却時間が拡大することから、データセンターの省エネに大きく貢献するものである。 From these, the experimental results using the stratification efficiency (E) and (E MAX ), which are evaluation models created by the present inventors, are effective, and the stratification efficiency (E) and (E MAX ) Since the cooling time by natural ventilation is increased by increasing the size, it greatly contributes to the energy saving of the data center.

前記自然換気を併用したデータセンターの部分空調においては、データセンターにおいて、過剰冷却となる空調機を分散して配置することが温度成層維持に有効であることが分かった。また、負荷除去率の低いサーバの排気を垂直に、高いサーバの排気を水平に吹出した方が成層効率(EMAX)が高くなることが分かった。 In the partial air conditioning of the data center combined with the natural ventilation, it has been found that it is effective for maintaining the temperature stratification to disperse and arrange the air conditioners that are overcooled in the data center. It was also found that the stratification efficiency (E MAX ) is higher when the exhaust of the server with a low load removal rate is blown out vertically and the exhaust of the high server is blown out horizontally.

前記実施例では、IT機器として、サーバを用いて説明しているが、データセンター配置されるものなら、もちろん他のIT機器でも良く、ストレージやUPS(Uninterruptible Power Supply)などでも良い。   In the above embodiment, the server is described as the IT device. However, other IT devices may be used as long as they are arranged in the data center, and storage or UPS (Uninterruptible Power Supply) may be used.

1 サーバラック、2 空調機   1 server rack, 2 air conditioner

Claims (3)

複数のIT機器と当該IT機器に対応して複数の空調機が設置された空間であって、前記IT機器の高さまでを空間下部とし、当該IT機器の上方に設けられた空調機が位置するところを空間上部とした2層構造として上下温度分布を形成させたデータセンターにおいて、
前記複数のIT機器及びこれらの各IT機器に対応して設けた複数の空調機のうち、一部の複数のIT機器及びこれらに対応する空調機を一体として捉え、当該IT機器の排熱の際、隣接しない2台以上の前記空調機を稼働させて下記の成層効率(E)、(EMAX)が夫々1に近く成るように制御することを特徴としたデータセンター用局所空調システム。
A space where a plurality of IT devices and a plurality of air conditioners are installed corresponding to the IT devices, and the air conditioner provided above the IT devices is located with the space up to the height of the IT devices. However, in the data center where the upper and lower temperature distribution is formed as a two-layer structure with the space as the upper part,
Among the plurality of IT devices and the plurality of air conditioners provided corresponding to each of these IT devices, some of the IT devices and the corresponding air conditioners are regarded as a unit, and the exhaust heat of the IT devices is integrated. At this time, a local air conditioning system for a data center is characterized in that two or more air conditioners that are not adjacent to each other are operated to control the stratification efficiency (E) and (E MAX ) to be close to 1, respectively.
前記2台以上の空調機は、両端に位置することを特徴とした、前記請求項1に記載のデータセンター用局所空調システム。 The local air conditioning system for a data center according to claim 1, wherein the two or more air conditioners are located at both ends. 前記稼働中の空調機は水平に冷気を吹き出すことを特徴とした、前記請求項1又は2の何れかに記載のデータセンター用局所空調システム。 The local air conditioning system for a data center according to any one of claims 1 and 2 , wherein the air conditioner in operation blows cold air horizontally.
JP2012211742A 2012-08-22 2012-09-26 Local air conditioning system for data centers Active JP5982242B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012211742A JP5982242B2 (en) 2012-08-22 2012-09-26 Local air conditioning system for data centers

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012183652 2012-08-22
JP2012183652 2012-08-22
JP2012211742A JP5982242B2 (en) 2012-08-22 2012-09-26 Local air conditioning system for data centers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014059853A JP2014059853A (en) 2014-04-03
JP5982242B2 true JP5982242B2 (en) 2016-08-31

Family

ID=50616241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012211742A Active JP5982242B2 (en) 2012-08-22 2012-09-26 Local air conditioning system for data centers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5982242B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5402306B2 (en) * 2009-06-25 2014-01-29 富士通株式会社 Air conditioning system, air conditioning control method, and air conditioning control program
JP5976424B2 (en) * 2012-07-04 2016-08-23 富士通株式会社 Local air conditioning system and its control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014059853A (en) 2014-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10779441B2 (en) Energy saving system and method for cooling computer data center and telecom equipment
US8498114B2 (en) Energy saving system and method for cooling computer data center and telecom equipment
JP5296457B2 (en) Air conditioning system
JP5243094B2 (en) Rack air conditioning system
JP2011220665A (en) Air conditioning system
JP2011190967A (en) Air conditioning system
WO2012124723A1 (en) Outside air utilization air-conditioning system and air-conditioner thereof
JPWO2014041819A1 (en) Air conditioning system
JP2009193247A (en) Cooling system for electronic equipment
JP2011133129A (en) Local circulation air conditioning system in data center
JP5860212B2 (en) High load air conditioning system
JP5331384B2 (en) Server room air conditioning system
KR101134468B1 (en) Cooling apparatus and its method of internet data center
JP5492716B2 (en) Air conditioning system for data center
JP2012093859A (en) Air conditioning system
JP6442138B2 (en) Air conditioning system for rooms containing heating equipment
US11310944B2 (en) Energy saving system and method for cooling computer data center and telecom equipment
JP5982242B2 (en) Local air conditioning system for data centers
JP6043051B2 (en) High load air conditioning system
JP2018081344A (en) Air conditioning system
JP2014047962A (en) Air conditioning system
JP2010255895A (en) Method of construction whole floor-blowoff air conditioning system
JP2011185544A (en) Rack air conditioning device for heat generating apparatus
JP2013181715A (en) Air conditioning system and air conditioning method
KR101218229B1 (en) Forced air conditioning system of internet data center sever room using heat pump

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150521

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150609

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20150831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160415

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160801

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5982242

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250