JP6077970B2 - How to determine the parameters of a current plate - Google Patents
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Description
本発明は、整流板のパラメータを決定する方法に関し、より詳細には、ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱を効率的に取り除くための整流板のパラメータを決定する方法に関する。 The present invention relates to a method of determining rectifying plate parameters, and more particularly to a method of determining rectifying plate parameters for efficiently removing heat generated from a load of an ICT device.
近年、企業のＩＣＴ（Information and Communication Technology：情報通信技術）利用の急速な増加に伴って、膨大な数のＩＣＴ装置が使用されている。本明細書では、ＩＣＴ装置は、サーバ、ルータなどをいう。ＩＣＴ装置のＣＰＵ、電源ユニットなどの負荷を冷却するため、空調の冷房運転における電力消費量の増加の問題が深刻化しつつあり、空調効率の改善が求められている。 In recent years, an enormous number of ICT devices have been used with the rapid increase in the use of ICT (Information and Communication Technology) by companies. In this specification, the ICT device refers to a server, a router, or the like. In order to cool loads such as the CPU and power supply unit of the ICT apparatus, the problem of an increase in power consumption in the cooling operation of air conditioning is becoming serious, and improvement in air conditioning efficiency is required.
ＩＣＴ装置は、米国ＥＩＡ規格に準ずる１９インチサーバラックに格納され、サーバ室に収容されるのが一般的である。また、隣り合うサーバラックの空間的な間隔は一定であり、一つのサーバラックの筐体に複数台のＩＣＴ装置が設置されている。 The ICT apparatus is generally stored in a 19-inch server rack conforming to the US EIA standard and accommodated in a server room. In addition, the spatial interval between adjacent server racks is constant, and a plurality of ICT devices are installed in the case of one server rack.
空調機の室内機からの冷気は、ＩＣＴ装置の吸気口の正面から入り、ＩＣＴ装置に内蔵されたファンによってＩＣＴ装置の内部へ送り込まれる。そして、ＩＣＴ装置のＣＰＵなどの負荷の発熱により冷気が暖められて、熱気がＩＣＴ装置の排気口から排気される。そこで、ＩＣＴ装置周辺を取り巻いている冷気を効率よく吸気してＩＣＴ装置の負荷を冷却することが要求される。 Cold air from the indoor unit of the air conditioner enters from the front of the intake port of the ICT device, and is sent into the ICT device by a fan built in the ICT device. Then, the cold air is warmed by the heat generated by the load of the CPU of the ICT device, and the hot air is exhausted from the exhaust port of the ICT device. Therefore, it is required to cool the load of the ICT device by efficiently sucking the cool air surrounding the ICT device.
従来から、サーバ室の空調機の室内機が、床下で冷気を吹出し、冷気が床下から天井に向かって吹き出す空調方法が存在する。サーバラックは前面から冷気を吸込み、上面又は背面から排気するタイプが多く、各サーバラックは前面・上面・背面を同じ方向に向けて横一列に配置される。サーバ室内には吸気面・排気面を同じ方向に向けて配置されたサーバラック列が、隣接する列の吸気面と吸気面、排気面と排気面とを対向させて、複数列配置される。吸気面に挟まれた通路は二重床から冷気が供給されていることから、コールドアイルと呼ばれる。一方、排気面に挟まれた通路はサーバラックからの排気で温度が上がるため、ホットアイルと呼ばれる。コールドアイルとホットアイルとの間を遮蔽して冷暖気の混合を抑制することで、効率よくＩＣＴ装置に冷気を供給することが可能になる。 Conventionally, there is an air conditioning method in which an indoor unit of an air conditioner in a server room blows out cold air under the floor and the cold air blows out from under the floor toward the ceiling. Server racks often take in cool air from the front and exhaust from the top or back, and each server rack is arranged in a horizontal row with the front, top, and back facing in the same direction. Server rack rows arranged with the intake and exhaust surfaces facing in the same direction in the server room are arranged in a plurality of rows with the intake and intake surfaces of adjacent rows facing each other and the exhaust and exhaust surfaces facing each other. The passage between the intake surfaces is called cold aisle because cold air is supplied from the double floor. On the other hand, the passage between the exhaust surfaces is called hot aisle because the temperature rises due to exhaust from the server rack. By shielding the cold aisle from mixing between the cold aisle and the hot aisle, the cool air can be efficiently supplied to the ICT device.
さらに、空調機の室内機から吹出された冷気を最大限生かすため、床下から冷気が吹出される網目状の床の配置を工夫することで、ＩＣＴ装置の冷却する効率を高める方法が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。 Furthermore, in order to make the best use of the cold air blown from the indoor unit of the air conditioner, a method has been proposed to improve the cooling efficiency of the ICT device by devising the arrangement of a mesh floor from which the cold air is blown from under the floor. (For example, see Non-Patent Document 1).
しかし、非特許文献１に開示された技術では、例えば、サーバ室特有の形状によってＩＣＴ装置の排熱が溜まる場所ができるといったサーバ室ごとの状況に対応できない。熱が溜まったコールドアイルから吸気すると、ＩＣＴ装置内に熱を含んだ冷気を送り込むことになり、ＩＣＴ装置内の温度センサによって検出された温度が上限温度を超えて、ＩＣＴ装置が安定して動作できなくなる。 However, the technology disclosed in Non-Patent Document 1 cannot cope with the situation for each server room, for example, where the exhaust heat of the ICT device is accumulated due to the shape unique to the server room. When air is drawn in from the cold aisle that has accumulated heat, cold air containing heat is sent into the ICT device, the temperature detected by the temperature sensor in the ICT device exceeds the upper limit temperature, and the ICT device operates stably. become unable.
そこでＩＣＴ装置の吸気口や排気口に整流板を取り付ければ、ＩＣＴ装置内に冷気をより多く取り込むことができ、ＩＣＴ装置の冷却する効率を高めることが可能である。一方、サーバ室は、様々な形状をしており、ＩＣＴ装置を収納したサーバラックの配列も様々である。よって空調の室内機から吹出した冷気の流れもサーバ室ごとに異なり、ＩＣＴ装置に冷気を効率よく供給するためには、ＩＣＴ装置ごとに位置を調整しながら整流板を取り付けなければならなかった。したがって、サーバ室ごとに経験則に基づいて試行錯誤しながら整流板を取り付けていては、時間が掛かり、コストが増大するといった問題があった。 Therefore, if a rectifying plate is attached to the intake port or the exhaust port of the ICT device, more cold air can be taken into the ICT device, and the cooling efficiency of the ICT device can be increased. On the other hand, the server room has various shapes, and there are various arrangements of server racks in which ICT devices are stored. Therefore, the flow of the cold air blown from the indoor unit of the air conditioning is different for each server room, and in order to efficiently supply the cold air to the ICT device, the current plate must be attached while adjusting the position for each ICT device. Therefore, if the current plate is attached to each server room by trial and error based on an empirical rule, there is a problem that it takes time and costs increase.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、サーバ室ごとの状況を考慮しながら、ＩＣＴ装置に取り付ける整流板の形状および開き角度などの整流板のパラメータを決定する方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to consider parameters of the rectifying plate such as the shape and opening angle of the rectifying plate attached to the ICT device while considering the situation of each server room. It is to provide a method of determining.
上記課題を解決するための手段として、本発明では、ＩＣＴ装置の吸気口、排気口に整流板を取り付け、整流板の開き角度を調整することで、サーバ室内の気流循環効率を向上させることについて述べている。また、ＩＣＴ装置の吸気口および排気口に取り付ける整流板の開き角度に応じて、平面形状または曲面形状をもつ整流板を組み合わせて適用することについても述べている。 As means for solving the above problems, in the present invention, the flow circulation efficiency in the server room is improved by attaching flow straightening plates to the inlet and exhaust ports of the ICT device and adjusting the opening angle of the flow straightening plate. Says. Further, it also describes that a rectifying plate having a planar shape or a curved shape is applied in combination according to the opening angle of the rectifying plate attached to the intake port and the exhaust port of the ICT device.
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ＩＣＴ装置の吸気口および／または前記ＩＣＴ装置の排気口に取り付けられる整流板のパラメータを決定する方法であって、前記ＩＣＴ装置が設置されるサーバ室の寸法情報と、前記ＩＣＴ装置の設置された位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、前記整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、前記ＩＣＴ装置を冷却するための室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、前記整流板のパラメータを変化させながら、前記シミュレーションの結果に基づき前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、前記算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および算出された前記ＩＣＴ装置の排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップとを備えることを特徴とする。また、本発明の第２の態様は、コンピュータに、ＩＣＴ装置の吸気口および／または前記ＩＣＴ装置の排気口に取り付けられる整流板のパラメータを決定する方法を実行させるプログラムであって、前記ＩＣＴ装置が設置されるサーバ室の寸法情報と、前記ＩＣＴ装置の設置された位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、前記整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、前記ＩＣＴ装置を冷却するための室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、前記整流板のパラメータを変化させながら、前記シミュレーションの結果に基づき前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、前記算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および前記算出されたＩＣＴ装置の排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップとを含む方法を実行させることを特徴とする。 To achieve the object, such as this, the first aspect of the present invention is a method for determining the parameters of the current plate is attached to the outlet of the inlet and / or the ICT device of ICT device, wherein Based on the dimension information of the server room in which the ICT device is installed, the location information of the ICT device, the dimension information of the ICT device, and the parameters of the current plate, the server room is modeled, Temperature information of cold air blown out from the indoor unit for cooling the ICT device, air volume information of the cold air blown out from the indoor unit, heat amount information generated from a load of the ICT device, and a fan of the ICT device On the basis of the air volume information of the air flow, the step of simulating the flow of the cold air supplied into the ICT device, Calculating the exhaust temperature of the intake air temperature and the ICT device of the ICT device based on the simulation result, heat efficiency based on the exhaust temperature of the intake air temperature and calculated the issued the ICT device of the calculated ICT device And calculating a parameter of the rectifying plate that maximizes the exhaust heat efficiency. According to a second aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute a method for determining a parameter of a rectifying plate attached to an intake port of an ICT device and / or an exhaust port of the ICT device. The server room is modeled based on the dimension information of the server room in which the ICT apparatus is installed, the position information of the ICT apparatus, the dimension information of the ICT apparatus, and the parameters of the current plate, and the ICT Temperature information of the cold air blown out from the indoor unit for cooling the device, air volume information of the cold air blown out from the indoor unit, heat amount information generated from the load of the ICT device, and air flow rate of the fan of the ICT device Based on the information, the step of simulating the flow of the cold air supplied into the ICT device, and the parameter of the current plate is changed. However, the step of calculating the intake temperature of the ICT device and the exhaust temperature of the ICT device based on the result of the simulation, and the exhaust heat efficiency based on the calculated intake temperature of the ICT device and the calculated exhaust temperature of the ICT device And calculating a parameter of the rectifying plate that maximizes the exhaust heat efficiency.
以上説明したように、本発明によれば、サーバ室内の全体の冷却循環効率を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the overall cooling circulation efficiency in the server room.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（サーバ室内のモデル化）
図１に本発明の一実施形態にかかる、サーバ室の構造のモデル化の一例を示す。図１（ａ）は、サーバ室をＡから見た平面図を表し、図１（ｂ）は、サーバ室を斜めから見た斜視図を表す。図１（ｃ）は、サーバ室をＣ方向から見た側面図を表し、図１（ｄ）は、サーバ室をＤ方向から見た側面図を表す。
(Modeling the server room)
FIG. 1 shows an example of modeling of the structure of a server room according to an embodiment of the present invention. 1A is a plan view of the server room as viewed from A, and FIG. 1B is a perspective view of the server room as viewed from an oblique direction. FIG. 1C illustrates a side view of the server room viewed from the C direction, and FIG. 1D illustrates a side view of the server room viewed from the D direction.
サーバ室１は、ＩＣＴ装置を複数収納したサーバラック列１１ａ〜１１ｆと、ＩＣＴ装置内の負荷を冷却するための冷気を吹出す室内機１２ａ〜１２ｄとを備える。サーバラック列１１ｆは、サーバラック列１１ｆ１〜サーバラック列１１ｆ７を含む。各ＩＣＴ装置には、室内機１２ａ〜１２ｄからの冷気を取り入れるためのファンが内蔵されている。 The server room 1 includes server rack rows 11a to 11f in which a plurality of ICT devices are accommodated, and indoor units 12a to 12d that blow out cool air for cooling a load in the ICT device. The server rack row 11f includes a server rack row 11f 1 to a server rack row 11f 7 . Each ICT device has a built-in fan for taking in cool air from the indoor units 12a to 12d.
サーバ室１内の熱の流れのシミュレーションにおける数値計算を実施するための前提として、サーバ室１の構造のモデルをソフトウェアにより生成する。ソフトウェアにより、サーバ室１の寸法、サーバラック列１１ａ〜１１ｆの寸法、室内機１２ａ〜１２ｄの寸法、ＩＣＴ装置の寸法、ＩＣＴ装置の負荷の位置、ＩＣＴ装置のファンの位置、および後述するＩＣＴ装置に取り付けられる整流板の形状および整流板の開き角度（整流板のパラメータ）といった第１のパラメータに基づいて、サーバ室１内の構造のモデル化を行われる。次にサーバ室構造モデルが作成される。 As a premise for carrying out the numerical calculation in the simulation of the heat flow in the server room 1, a model of the structure of the server room 1 is generated by software. By software, the dimensions of the server room 1, the dimensions of the server rack rows 11a to 11f, the dimensions of the indoor units 12a to 12d, the dimensions of the ICT device, the load position of the ICT device, the position of the fan of the ICT device, and the ICT device to be described later The structure in the server room 1 is modeled based on the first parameters such as the shape of the rectifying plate attached to and the opening angle of the rectifying plate (the rectifying plate parameter). Next, a server room structure model is created.
図２に本発明の一実施形態にかかる、ＩＣＴ装置の吸気口に取り付ける整流板の形状のモデル化の比較を示す。図２（ａ）は、モデル化されたＩＣＴ装置２を直方体ａｂｃｄ−ｅｆｇｈとし、平面形状の整流板２３ａをＩＣＴ装置２の吸気口ａｂｃｄの線分ａｂに取り付けた図を表し、平面形状の整流板２３ｂをＩＣＴ装置２の吸気口ａｂｃｄの線分ｃｄに取り付けた図を表す。また図２（ａ）は、平面形状の整流板２３ｃをＩＣＴ装置２の吸気口ｅｆｇｈの線分ｅｆに取り付けた図を表し、平面形状の整流板２３ｄをＩＣＴ装置２の吸気口ｅｆｇｈの線分ｇｈに取り付けた図を表す。 FIG. 2 shows a comparison of modeling of the shape of the current plate attached to the air inlet of the ICT device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2A shows a model in which the modeled ICT device 2 is a rectangular parallelepiped abcd-efgh, and a planar rectifying plate 23a is attached to a line segment ab of the intake port abcd of the ICT device 2, and the planar rectification is illustrated. The figure which attached the board 23b to the line segment cd of the inlet port abcd of the ICT apparatus 2 is represented. FIG. 2A shows a diagram in which a planar rectifying plate 23c is attached to a line segment ef of the intake port efgh of the ICT device 2, and a planar rectifying plate 23d is line segment of the intake port efgh of the ICT device 2. The figure attached to gh is represented.
図２（ｂ）は、モデル化されたＩＣＴ装置２を直方体ｉｊｋｌ−ｍｎｏｐとし、曲面形状の整流板３３ａをＩＣＴ装置２の吸気口ｉｊｋｌの線分ｉｊに取り付けた図を表し、曲面形状の整流板３３ｂをＩＣＴ装置２の吸気口ｉｊｋｌの線分ｋｌに取り付けた図を表す。また図２（ｂ）は、曲面形状の整流板３３ｃをＩＣＴ装置２の吸気口ｍｎｏｐの線分ｍｎに取り付けた図を表し、曲面形状の整流板３３ｄをＩＣＴ装置２の吸気口ｍｎｏｐの線分ｏｐに取り付けた図を表す。 FIG. 2B illustrates a model in which the modeled ICT device 2 is a rectangular parallelepiped ijkl-mnop, and a curved rectifying plate 33a is attached to a line segment ij of the intake port ijkl of the ICT device 2, and the curved rectified shape The figure which attached the board 33b to the line segment kl of the inlet ijkl of the ICT apparatus 2 is represented. FIG. 2B shows a view in which a curved rectifying plate 33c is attached to a line segment mn of the intake port mnop of the ICT device 2, and a curved rectifying plate 33d is attached to the line segment of the intake port mnop of the ICT device 2. The figure attached to op is represented.
図２（ａ）に示すＩＣＴ装置２は、ＩＣＴ装置２の内部の熱を取り除くためのファン２１と、熱を生じる負荷２２と、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けられた平面形状の整流板２３ａ〜２３ｄとを備える。また図２（ｂ）に示すＩＣＴ装置２は、ＩＣＴ装置２の内部の熱を取り除くためのファン２１と、熱を生じる負荷２２と、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けられた曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄとを備える。 The ICT device 2 shown in FIG. 2A has a fan 21 for removing heat inside the ICT device 2, a load 22 that generates heat, and a planar shape attached to the intake port and the exhaust port of the ICT device 2. And current plates 23a to 23d. The ICT device 2 shown in FIG. 2B has a fan 21 for removing the heat inside the ICT device 2, a load 22 that generates heat, and a curved surface shape attached to the intake and exhaust ports of the ICT device 2. Current plate 33a to 33d.
ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に整流板を取り付けることにより、ＩＣＴ装置２内の気流の循環を促し、効率のよいＩＣＴ装置２内の熱交換の実現が可能となる。整流板の形状によって、または、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付ける角度によって、ＩＣＴ装置２内の取り込まれる冷気の量も変化する。整流板は、ガイドベンとも呼ばれている。ＩＣＴ装置２の内部形状および整流板の形状のモデル化については、曲面形状の表現に柔軟に対応するために、非構造格子モデルを用いる。 By attaching rectifying plates to the intake port and the exhaust port of the ICT device 2, circulation of the airflow in the ICT device 2 is promoted, and efficient heat exchange in the ICT device 2 can be realized. The amount of cool air taken into the ICT device 2 also changes depending on the shape of the current plate or the angle attached to the intake port and the exhaust port of the ICT device 2. The current plate is also called a guide ben. For modeling the internal shape of the ICT device 2 and the shape of the current plate, an unstructured grid model is used in order to flexibly support the expression of the curved surface shape.
図３に本発明の一実施形態における、平面形状の整流板の開き角度および曲面形状の整流板の開き角度について示す。図３（ａ）は、平面形状の整流板の開き角度について示し、図３（ｂ）は、曲面形状の整流板の開き角度について示す。 FIG. 3 shows the opening angle of the planar rectifying plate and the opening angle of the curved rectifying plate in one embodiment of the present invention. FIG. 3A shows the opening angle of the planar current plate, and FIG. 3B shows the opening angle of the curved current plate.
図３（ａ）に示す角度（Ｅ）は、図２（ａ）に示すＩＣＴ装置２に取り付けられた平面形状の整流板２３ｃにおいて、線分ｂｆのｆ側を延長した半直線上にある点をβとした場合の角αｆβである。また図３（ｂ）に示す角度（Ｆ）は、図２（ｂ）に示すＩＣＴ装置２に取り付けられた曲面形状の整流板３３ａにおいて、円弧γに接する直線で点ｊを通る直線であって、円弧γ側の半直線上にある点をδとし、線分ｊｎのｊ側を延長した半直線上にある点をεとした場合の角δｊεである。角度（Ｅ）が４５度である場合、便宜上、平面４５度と表現する。また角度（Ｆ）が２３度である場合、便宜上、曲面２３度と表現する。 The angle (E) shown in FIG. 3 (a) is on a half straight line extending the f side of the line segment bf in the planar rectifying plate 23c attached to the ICT device 2 shown in FIG. 2 (a). Is the angle αfβ where β is β. Also, the angle (F) shown in FIG. 3 (b) is a straight line passing through the point j on the curved rectifying plate 33a attached to the ICT device 2 shown in FIG. The angle δjε when a point on the half line on the arc γ side is δ and a point on the half line obtained by extending the j side of the line segment jn is ε. When the angle (E) is 45 degrees, the plane is expressed as 45 degrees for convenience. Further, when the angle (F) is 23 degrees, it is expressed as a curved surface 23 degrees for convenience.
整流板が平面形状の場合の角度の範囲は1度〜89度とし、整流板が曲面形状の場合の角度の範囲は1度〜44度とする。整流板が曲面形状の場合の角度が44度までとしたのは、整流板とサーバラックの壁面とで気流がぶつかり合い、ＩＣＴ装置内に気流が入るのをかえって妨げることになるためである。 The angle range when the current plate is planar is 1 to 89 degrees, and the angle range when the current plate is curved is 1 to 44 degrees. The reason why the angle when the current plate is curved is up to 44 degrees is that airflow collides between the current plate and the wall surface of the server rack, which prevents the airflow from entering the ICT device.
なお、整流板の形状は、平面形状、曲面形状に限られず、例えば、平面形状を２つに折った状態の形状、波形状などが考えられる。ＩＣＴ装置内の熱の流れのシミュレーションに基づいてＩＣＴ装置の排熱効率の高くなるように、整流板の様々な形状を選択可能である。 The shape of the rectifying plate is not limited to a planar shape or a curved surface shape. For example, a shape in which the planar shape is folded in two or a wave shape can be considered. Various shapes of the rectifying plate can be selected so as to increase the exhaust heat efficiency of the ICT device based on the simulation of the heat flow in the ICT device.
（モデル化されたサーバ室内の熱の流れのシミュレーション）
図４に本発明の一実施形態にかかる、サーバ室内の温度分布の複数例を示す。図４（ａ）は、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に曲面形状の整流板を４５度で取り付けた場合のサーバ室１内の温度分布の一例を表し、図４（ｂ）は、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に曲面形状の整流板を４５度で取り付けた場合のサーバ室内の温度分布の別の例を表す。
(Modeled simulation of heat flow in server room)
FIG. 4 shows a plurality of examples of temperature distribution in the server room according to an embodiment of the present invention. 4A shows an example of the temperature distribution in the server room 1 when curved rectifying plates are attached at 45 degrees to the intake port and the exhaust port of the ICT device 2, and FIG. The other example of the temperature distribution in a server room at the time of attaching the curved-surface-shaped rectifying plate to the inlet port and the exhaust port of the apparatus 2 at 45 degree | times is represented.
サーバ室１内の熱の流れの数値計算には、熱流体力学方程式を使用する。サーバ室１全体の熱の流れは、所定の熱流体力学方程式に、室内機から吹出される冷気の風量および温度、ＩＣＴ装置２の負荷２２から生じる熱量、ＩＣＴ装置２のファン２１の風量といった第２のパラメータを代入して得た値と、作成されたサーバ室構造モデルとに基づき、ソフトウェアでシミュレーションすることによって知ることができる。ＩＣＴ装置２の内部の熱の流れがシミュレーションされると、図４（ａ）、図４（ｂ）に示されるサーバ室内の熱の流れを表すデータが、表示装置に表示される。 A thermohydrodynamic equation is used for the numerical calculation of the heat flow in the server room 1. The heat flow of the entire server room 1 is determined according to a predetermined thermohydrodynamic equation such as the amount and temperature of cool air blown from the indoor unit, the amount of heat generated from the load 22 of the ICT device 2, and the amount of air of the fan 21 of the ICT device 2. Based on the value obtained by substituting the parameters of 2 and the created server room structure model, it can be known by performing simulation with software. When the heat flow inside the ICT device 2 is simulated, data representing the heat flow in the server room shown in FIGS. 4A and 4B is displayed on the display device.
図４（ａ）、図４（ｂ）により、ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けた整流板の開き角度の違いによって、サーバ室１内の温度分布に違いが生じることが、熱の流れの数値計算で容易にかつ効率的にわかる。 4 (a) and 4 (b), the difference in the temperature distribution in the server room 1 is caused by the difference in the opening angle of the rectifying plate attached to the intake port and the exhaust port of the ICT device 2. Easily and efficiently understood by numerical calculation of flow.
図５に曲面形状の整流板を取り付けたＩＣＴ装置内部の熱の流れの一例を示す。図５（ａ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄをＩＣＴ装置２の吸気口に取り付けた図を表し、ＩＣＴ装置２内の熱源である負荷２２の位置を示し、内蔵された冷却ファン２１の位置を示す。図５（ｂ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄを取り付けたＩＣＴ装置２内部の熱の流れを表した図であり、斜め上からみた図である。図５（ｃ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄを取り付けたＩＣＴ装置２内部の熱の流れを表した図であり、Ｇ方向から見た図である。図５（ｄ）は、曲面形状の整流板３３ａ〜３３ｄを取り付けたＩＣＴ装置２内部の熱の流れを表した図であり、Ｈ方向から見た図である。 FIG. 5 shows an example of the heat flow inside the ICT device to which a curved rectifying plate is attached. FIG. 5A shows a view in which curved rectifying plates 33a to 33d are attached to the intake port of the ICT device 2, shows the position of the load 22 that is a heat source in the ICT device 2, and includes a built-in cooling fan 21. Indicates the position. FIG. 5B is a diagram showing the flow of heat inside the ICT device 2 to which the rectifying plates 33a to 33d having curved shapes are attached, and is a diagram seen from diagonally above. FIG. 5C is a view showing the heat flow inside the ICT device 2 to which the curved shape rectifying plates 33a to 33d are attached, and is a view seen from the G direction. FIG. 5D is a diagram showing a heat flow inside the ICT device 2 to which the curved rectifying plates 33a to 33d are attached, and is a diagram seen from the H direction.
サーバ室構造モデルと、所定の熱流体力学方程式に第２のパラメータを代入して得た値とに基づいて、ＩＣＴ装置２の内部の熱の流れがシミュレーションされ、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示されるＩＣＴ装置２の内部の熱の流れを表すデータが、ディスプレイなどの表示装置に表示される。 Based on the server room structural model and the value obtained by substituting the second parameter into a predetermined thermohydrodynamic equation, the heat flow inside the ICT device 2 is simulated, and FIGS. Data representing the heat flow inside the ICT device 2 shown in (d) is displayed on a display device such as a display.
またＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて、ＩＣＴ装置２内部の熱の流れを見る開き角度の変更、整流板３３ａ〜３３ｄの曲面の曲率の変更、負荷２２の位置の変更、およびファン２１の位置の変更が可能である。ＩＣＴ装置２内部の熱の温度分布については、例えば、表示装置に、温度が高い領域を赤、温度が低い領域を緑、青で表示させることができる。 Also, using GUI (Graphical User Interface), changing the opening angle to see the heat flow inside the ICT device 2, changing the curvature of the curved surfaces of the rectifying plates 33a to 33d, changing the position of the load 22, and the position of the fan 21 Can be changed. As for the temperature distribution of heat inside the ICT device 2, for example, the display device can display a region having a high temperature in red and a region having a low temperature in green and blue.
図６にＩＣＴ装置内部およびＩＣＴ装置付近の気流についてシミュレーション実験した例を示す。図６（ａ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が平面形状であって、平面１度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｂ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が平面形状であって、平面４５度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｃ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が平面形状であって、平面８９度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。 FIG. 6 shows an example in which a simulation experiment is performed on the airflow in and around the ICT apparatus. FIG. 6A shows an air flow in the ICT device 2 when the rectifying plate attached to the ICT device 2 has a planar shape and is 1 degree in the plane. FIG. 6B shows an air flow in the ICT device 2 when the rectifying plate attached to the ICT device 2 has a planar shape and a flat surface of 45 degrees. FIG. 6C shows an air flow in the ICT device 2 when the rectifying plate attached to the ICT device 2 has a planar shape and has a plane of 89 degrees.
また図６（ｄ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が曲面形状であって、曲面１度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｅ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が曲面形状であって、曲面２３度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。図６（ｆ）は、ＩＣＴ装置２に取り付けられた整流板が曲面形状であって、曲面４４度の場合のＩＣＴ装置２内の気流を表す。 FIG. 6D shows an air flow in the ICT device 2 when the rectifying plate attached to the ICT device 2 has a curved surface shape and has a curved surface of 1 degree. FIG. 6E shows an air flow in the ICT device 2 when the rectifying plate attached to the ICT device 2 has a curved surface shape and a curved surface of 23 degrees. FIG. 6F shows an air flow in the ICT device 2 when the rectifying plate attached to the ICT device 2 has a curved surface shape and a curved surface of 44 degrees.
図６（ａ）から図６（ｆ）は、ＧＵＩ上で表示される一画面である。図６（ａ）から図６（ｆ）で示す画面は、カラーで表現され、図６の左側にある目盛りは気流の風速（ｍ／ｓ）を表し、目盛りの上部が赤色、中部が緑色、下部が青色といった虹色のグラデーション表示となってもよい。虹色のグラデーションに対応して赤色が、風速が高く、青色が、風速が低いとしてもよい。虹色のグラデーション表示を、ＩＣＴ装置内の冷気の動きについて適用し、矢印の色に用いて表現してもよい。 FIG. 6A to FIG. 6F are one screen displayed on the GUI. The screens shown in FIGS. 6 (a) to 6 (f) are expressed in color, and the scale on the left side of FIG. 6 represents the wind speed (m / s) of the air current, the top of the scale is red, the middle is green, The lower part may be a rainbow gradation display such as blue. Corresponding to the iridescent gradation, red may be high in wind speed and blue may be low in wind speed. A rainbow-colored gradation display may be applied to the movement of cold air in the ICT apparatus and expressed using the color of the arrow.
第２のパラメータを所定の熱流体力学方程式に代入して得た値に基づいて、ソフトウェアによって、ＩＣＴ装置２内およびＩＣＴ装置２付近の熱の流れがシミュレーションされるが、気流の向き、風速、風速の強さについても計算される。図６の矢印の向きは、気流の向きを表す。また矢印の大きさは、気流の風速の強さを表す。ＩＣＴ装置２の吸気口および排気口に取り付けられる整流板の形状および開き角度によって、ＩＣＴ装置２内の気流の向き、風速、風速の強さが大きく変わることが確認される。例えば、平面４５度の場合である図６（ｂ）では、ＩＣＴ装置２の平面形状の整流板付近で、矢印の束がＩＣＴ装置の内部に向かっていることから、気流もＩＣＴ装置の内部に向かっていることがわかる。平面４５度の場合である図６（ｂ）は、平面８９度の場合である図６（ｃ）と比較して、整流板が、風を集めている様子が見て取れる。また、ＩＣＴ装置の吸気口から少し内部に入ったところでは、多くの気流が集まっていることがわかる。 Based on the value obtained by substituting the second parameter into a predetermined thermohydrodynamic equation, the heat flow in the ICT device 2 and in the vicinity of the ICT device 2 is simulated by the software. The wind speed strength is also calculated. The direction of the arrow in FIG. 6 represents the direction of airflow. The size of the arrow represents the strength of the wind speed of the airflow. It is confirmed that the direction of the airflow, the wind speed, and the strength of the wind speed in the ICT device 2 vary greatly depending on the shape and opening angle of the rectifying plate attached to the intake port and the exhaust port of the ICT device 2. For example, in FIG. 6 (b), which is a case of a 45 degree flat surface, since the bundle of arrows is directed to the inside of the ICT device in the vicinity of the flat shape rectifying plate of the ICT device 2, the air flow is also inside the ICT device. You can see that you are heading. FIG. 6B, which is a case of a flat surface of 45 degrees, shows that the baffle plate is collecting wind compared to FIG. 6C, which is a case of a flat surface of 89 degrees. In addition, it can be seen that a large amount of airflow is gathered at a position slightly inside the inlet of the ICT device.
（整流板の決定）
図７にＩＣＴ装置に取り付ける整流板の形状と開き角度と、ＩＣＴ装置２の吸気温度と排気温度と、ＩＣＴ装置２の排熱効率を表すＲＨＩ（Return Heat Index）との関係を示す。ＲＨＩが高ければ高いほど、冷気・暖気の混合が少なくなり、排熱効率が高くなることを示す。図７（ａ）は、ＩＣＴ装置２に取り付ける平面形状または曲面形状の整流板について、横軸を整流板の開き角度とし、縦軸をＩＣＴ装置２の平均吸気温度としたグラフを示す。菱形マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、平面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均吸気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から８５度まで記載されている。四角マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、曲面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均吸気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から４０度まで記載されている。
(Determination of current plate)
FIG. 7 shows the relationship between the shape and opening angle of the current plate attached to the ICT device, the intake air temperature and exhaust temperature of the ICT device 2, and the RHI (Return Heat Index) representing the exhaust heat efficiency of the ICT device 2. It shows that the higher the RHI, the lower the mixing of cold and warm air and the higher the exhaust heat efficiency. FIG. 7A shows a graph of a rectifying plate having a planar shape or a curved shape attached to the ICT device 2 with the horizontal axis as the opening angle of the rectifying plate and the vertical axis as the average intake air temperature of the ICT device 2. A line graph with rhombus marks every 5 degrees indicates the relationship between the average intake air temperature of the ICT device 2 and the opening angle of the rectifying plate in a planar rectifying plate, and is described from 0 degrees to 85 degrees. A line graph with square marks every 5 degrees indicates the relationship between the average intake air temperature of the ICT device 2 and the opening angle of the rectifying plate in the curved rectifying plate, and is described from 0 degree to 40 degrees.
図７（ｂ）は、ＩＣＴ装置２に取り付ける平面形状または曲面形状の整流板について、横軸を整流板の開き角度とし、縦軸をＩＣＴ装置２の平均排気温度としたグラフを示す。菱形マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、平面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均排気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から８５度まで記載されている。四角マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、曲面形状の整流板におけるＩＣＴ装置２の平均排気温度と整流板の開き角度との関係を示し、０度から４０度まで記載されている。 FIG. 7B shows a graph of the straight or curved rectifier plate attached to the ICT device 2 with the horizontal axis as the opening angle of the rectifier plate and the vertical axis as the average exhaust temperature of the ICT device 2. A line graph with rhombus marks every 5 degrees indicates the relationship between the average exhaust temperature of the ICT device 2 and the opening angle of the rectifying plate in a planar rectifying plate, and is described from 0 to 85 degrees. A line graph with square marks every 5 degrees indicates the relationship between the average exhaust temperature of the ICT device 2 and the opening angle of the rectifying plate in a curved rectifying plate, and is described from 0 degree to 40 degrees.
図７（ｃ）は、ＩＣＴ装置２に取り付ける平面形状または曲面形状の整流板について、横軸を整流板の開き角度とし、縦軸をＲＨＩ’としたグラフを示す。菱形マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、平面形状の整流板におけるＲＨＩ’と整流板の開き角度との関係を示し、０度から８５度まで記載されている。四角マークが５度ごとに入った折れ線グラフは、曲面形状の整流板におけるＲＨＩ’と整流板の開き角度との関係を示し、０度から４０度まで記載されている。 FIG. 7C shows a graph of the flat or curved rectifier plate attached to the ICT device 2 with the horizontal axis as the opening angle of the rectifier plate and the vertical axis as RHI '. A line graph with rhombus marks every 5 degrees indicates the relationship between RHI 'and the opening angle of the rectifying plate in a planar rectifying plate, and is described from 0 to 85 degrees. A line graph in which square marks are included every 5 degrees indicates the relationship between RHI 'and the opening angle of the rectifying plate in a curved rectifying plate, and is described from 0 degree to 40 degrees.
第２のパラメータを所定の熱流体力学方程式に代入して得た値に基づいて、ＩＣＴ装置２内およびＩＣＴ装置２付近の熱の流れがシミュレーションされるが、熱の流れのシミュレーションにおいて、モデル化されたＩＣＴ装置２の吸気温度および排気温度が計測可能である。本明細書では、ＩＣＴ装置２の吸気温度とは、モデル化されたＩＣＴ装置２の吸気口付近の温度をいう。ＩＣＴ装置２の排気温度とは、モデル化されたＩＣＴ装置２の排気口付近の温度をいう。 The heat flow in the ICT device 2 and in the vicinity of the ICT device 2 is simulated based on the value obtained by substituting the second parameter into a predetermined thermohydrodynamic equation. In the simulation of the heat flow, modeling is performed. The intake air temperature and the exhaust gas temperature of the ICT device 2 thus made can be measured. In this specification, the intake air temperature of the ICT device 2 refers to the temperature near the intake port of the modeled ICT device 2. The exhaust temperature of the ICT device 2 refers to the temperature near the exhaust port of the modeled ICT device 2.
そこで、計測されたＩＣＴ装置２の吸気温度を一定時間で平均した平均吸気温度と、整流板の形状および開き角度によって図７（ａ）のグラフにかかるデータを取得することができる。また計測されたＩＣＴ装置２の排気温度を一定時間で平均した平均排気温度と、整流板の形状および開き角度によって図７（ｂ）のグラフにかかるデータを取得することができる。ＩＣＴ装置２の排熱効率については、ＲＨＩ’を用いる。図７（ａ）および図７（ｂ）のグラフにかかるデータに基づいた後述する計算方法より、図７（ｃ）のグラフにかかるデータを取得することができる。 Therefore, the data relating to the graph of FIG. 7A can be acquired based on the average intake air temperature obtained by averaging the measured intake air temperature of the ICT device 2 over a predetermined time, the shape of the rectifying plate, and the opening angle. Moreover, the data concerning the graph of FIG.7 (b) is acquirable by the average exhaust temperature which averaged the exhaust temperature of the measured ICT apparatus 2 over a fixed time, the shape and opening angle of a baffle plate. For the exhaust heat efficiency of the ICT device 2, RHI 'is used. The data relating to the graph of FIG. 7C can be obtained by a calculation method described later based on the data relating to the graphs of FIG. 7A and FIG. 7B.
図８は、二重床から冷気が供給されるサーバ室における、サーバラック列、サーバラック、およびＩＣＴ装置の配置を示す。図８（ａ）は、サーバ室を上部からみた平面図である。サーバラックが１、２、…、ｐの順番に列配置され、１、２、…、ｑの順番に行配置されている。図８（ｂ）は、図８（ａ）をＩ方向からみた側面図である。サーバラックに収納されたＩＣＴ装置が１、２、…、ｎの順番に上から配置されている。室内機から床下へ吹出された冷気は、床下を通って床面に空けられた穴から吹出され、床面からの冷気は、サーバラックに供給される。 FIG. 8 shows the arrangement of server rack rows, server racks, and ICT devices in a server room to which cold air is supplied from a double floor. Fig.8 (a) is the top view which looked at the server room from the upper part. Server racks are arranged in rows in the order of 1, 2,..., P, and are arranged in rows in the order of 1, 2,. FIG. 8B is a side view of FIG. 8A viewed from the I direction. ICT devices housed in the server rack are arranged from the top in the order of 1, 2,..., N. The cold air blown out from the indoor unit to the floor is blown out from a hole formed in the floor surface through the floor, and the cold air from the floor surface is supplied to the server rack.
サーバ室内における熱循環効率（排熱効率）を定量的に評価するために、ＲＨＩおよびＳＨＩ（Supply Heating Index）が用いられている。ＲＨＩが大きいほど、ＩＣＴ装置の排熱と室内機から吹出される冷気との混ざり具合が少なく熱循環効率が高いことを示す。ＳＨＩが大きいほど、ＩＣＴ装置の排熱と室内機から吹出される冷気との混ざり具合が多く熱循環効率が低いことを示す。 In order to quantitatively evaluate the heat circulation efficiency (exhaust heat efficiency) in the server room, RHI and SHI (Supply Heating Index) are used. It shows that the larger the RHI, the less the mixture of the exhaust heat of the ICT device and the cool air blown from the indoor unit, and the higher the heat circulation efficiency. It shows that the larger the SHI is, the more the mixture of the exhaust heat of the ICT device and the cool air blown from the indoor unit is, and the lower the heat circulation efficiency.
サーバ室におけるＲＨＩおよびＳＨＩは、サーバ室内のすべてのサーバラックからの総排熱量Qと、サーバラックに入り込む前の冷気のエンタルピーの増加量δhとを用いて定義される。総排熱量Qを表す（式１）を以下に示す。 The RHI and SHI in the server room are defined using the total heat quantity Q from all the server racks in the server room and the increase δh in the enthalpy of the cold air before entering the server rack. (Expression 1) representing the total amount of exhaust heat Q is shown below.
mr i,jはi、j番目のサーバラックを通じた気流量とし、(Tr in)i,jはi、j番目のサーバラックにおける平均流入温度とし、(Tr out)i,jはi、j番目のサーバラックにおける平均流出温度とする。番数iは１からｐの任意の数であり、番数jは１からｑの任意の数である。Cpは定圧熱量である。rは、気流量mr i,j、平均流入温度(Tr in)i,j、および平均流出温度(Tr out)i,jがサーバラックに関する変量であることを示す。 m r i, j is the air flow through the i and j th server racks, (T r in ) i, j is i and the average inflow temperature in the j th server rack, and (T r out ) i, j is The average outflow temperature in the i and jth server racks. The number i is an arbitrary number from 1 to p, and the number j is an arbitrary number from 1 to q. C p is a constant pressure calorie. r indicates that the air flow rate m r i, j , the average inflow temperature (T r in ) i, j , and the average outflow temperature (T r out ) i, j are variables relating to the server rack.
また増加量δhを表す（式２）を以下に示す。 Further, (Expression 2) representing the increase amount δh is shown below.
Trefは、床面からの冷気の流入温度である。床面からの冷気の流入温度Trefは、どの床面でも同一と仮定する。また、床下の空間では熱の損失、発生はないと仮定する。エンタルピーの計算において、床面からの冷気の流入温度と、空調機から床下へ吹出される冷気の温度は同一と仮定する。床面からの冷気の流入温度Trefは、モデル化されたサーバ室における、冷気が吹出される床面付近の温度とすることができる。 Tref is the inflow temperature of cold air from the floor. It is assumed that the inflow temperature Tref of the cold air from the floor surface is the same for all floor surfaces. It is also assumed that there is no heat loss or generation in the space under the floor. In the calculation of enthalpy, it is assumed that the inflow temperature of the cold air from the floor and the temperature of the cold air blown out from the air conditioner to the floor are the same. The inflow temperature Tref of the cold air from the floor surface can be a temperature near the floor surface where the cold air is blown out in the modeled server room.
サーバ室におけるＲＨＩは、次の（式３）で定義される。 The RHI in the server room is defined by the following (Formula 3).
（式３）の右辺の分子は、総発熱量Qを示し、（式３）の右辺の分母は、サーバラック全体からの排熱によって得られる熱量の増加を示す。 The numerator on the right side of (Expression 3) indicates the total calorific value Q, and the denominator on the right side of (Expression 3) indicates the increase in the amount of heat obtained by exhaust heat from the entire server rack.
サーバ室におけるＳＨＩは、次の（式４）で定義される。またＲＨＩとＳＨＩとの関係式を（式５）で示す。 The SHI in the server room is defined by the following (Formula 4). The relational expression between RHI and SHI is shown by (Formula 5).
RHI＋SHI=１ （式５） RHI + SHI = 1 (Formula 5)
（式４）の右辺の分子は、サーバラックに流入する前のコールドアイル側の気流を通じて得られる熱量増加を示し、（式４）の右辺の分母は、サーバラック全体からの排熱によって得られる熱量の増加を示す。 The numerator on the right side of (Equation 4) indicates an increase in the amount of heat obtained through the airflow on the cold aisle side before flowing into the server rack, and the denominator on the right side of (Equation 4) is obtained by exhaust heat from the entire server rack. Indicates an increase in the amount of heat.
本実施形態では、さらにサーバラックごとのＩＣＴ装置の台数の違いに対応できるように、サーバ室におけるＲＨＩ’およびＳＨＩ’を再定義する。まず、サーバ室内のすべてのサーバラックからの総排熱量Q’およびサーバラックに入り込む前の冷気のエンタルピーの増加量δh’を（式１）および（式２）を用いて、次の（式６）および（式７）で再定義する。 In the present embodiment, RHI 'and SHI' in the server room are redefined so as to cope with the difference in the number of ICT devices for each server rack. First, the total amount of exhaust heat Q ′ from all server racks in the server room and the increase δh ′ of the enthalpy of cold air before entering the server rack are expressed by the following (formula 6) using (formula 1) and (formula 2): ) And (Formula 7).
mr i,j,kはi、j番目のサーバラック内のk番目のＩＣＴ装置における気流量を示す。番数kは１からｎの任意の数である。(Tr in)i,j,kはi、j番目のサーバラック内のk番目のＩＣＴ装置における平均吸気温度とし、(Tr out)i,j,kはi、j番目のサーバラック内のk番目のＩＣＴ装置における平均排気温度とする。Trefは、床面からの冷気の流入温度である。 m r i, j, k represents the air flow rate in the k-th ICT device in the i-th and j-th server racks. The number k is an arbitrary number from 1 to n. (T r in ) i, j, k is the average intake air temperature in the k-th ICT device in the i-th and j-th server racks, and (T r out ) i, j, k is in the i-th and j-th server racks The average exhaust temperature in the k-th ICT device. T ref is the inflow temperature of cold air from the floor.
ＳＨＩ’は、（式６）および（式７）を（式４）に代入して得られた次の（式８）で再定義される。 SHI 'is redefined by the following (Expression 8) obtained by substituting (Expression 6) and (Expression 7) into (Expression 4).
よって、ＲＨＩ’は、（式８）を（式５）に代入して得られた次の（式９）で再定義される。 Therefore, RHI ′ is redefined by the following (Expression 9) obtained by substituting (Expression 8) into (Expression 5).
平均吸気温度(Tr in)i,j,kは、図７（ａ）に示すグラフから得ることができ、平均排気温度(Tr out)i,j,kは、図７（ｂ）に示すグラフから得ることができる。 The average intake temperature (T r in ) i, j, k can be obtained from the graph shown in FIG. 7 (a), and the average exhaust temperature (T r out ) i, j, k is obtained from FIG. 7 (b). It can be obtained from the graph shown.
したがって床面からの冷気の流入温度Trefと、稼動するＩＣＴ装置のサーバ室における場所をそれぞれ特定すれば、ＲＨＩ’を求めることができる。そして整流板の形状および開き角度を設定すれば、ＲＨＩ’がそれぞれ求まり、図７（ｃ）に示すグラフを作成することが可能となる。 Therefore, RHI ′ can be obtained by specifying the inflow temperature T ref of the cold air from the floor and the location in the server room of the operating ICT apparatus. If the shape and opening angle of the current plate are set, RHI ′ can be obtained, and the graph shown in FIG. 7C can be created.
図７（ｃ）に示された一例では、ＲＨＩ’は、平面形状の整流板の開き角度が４０度である場合に最高値である０．６４という数字が示されている。ゆえに、図７（ｃ）に示された一例では、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状が平面形状であって、整流板の開き角度が４０度である場合が、ＩＣＴ装置２の排熱効率が最も高いことになる。したがって、図７（ｃ）により、排熱効率が最も高い、整流板の形状および開き角度を決定することができる。図７（ｃ）のグラフにかかるデータに基づいて、整流板をＩＣＴ装置２に取り付けて空調を稼動させれば、ＩＣＴ装置２を効率よく冷却できる空調制御を実現できる。 In the example shown in FIG. 7C, RHI ′ has a maximum value of 0.64 when the opening angle of the planar rectifying plate is 40 degrees. Therefore, in the example shown in FIG. 7C, when the shape of the rectifying plate attached to the ICT device 2 is a planar shape and the opening angle of the rectifying plate is 40 degrees, the exhaust heat efficiency of the ICT device 2 Will be the highest. Therefore, according to FIG. 7C, the shape and opening angle of the current plate that has the highest exhaust heat efficiency can be determined. Based on the data concerning the graph of FIG.7 (c), if a baffle plate is attached to the ICT apparatus 2 and air conditioning is operated, the air-conditioning control which can cool the ICT apparatus 2 efficiently is realizable.
図７に示すシミュレーション結果の一例では、整流板の開き角度が20度未満であって、曲面形状の整流板を採用した場合、平面形状の整流板よりもＲＨＩ’が高くなった。また整流板の開き角度が20度〜44度であって、平面形状の整流板を採用した場合、曲面形状の整流板よりもＲＨＩ’が高くなった。よって、整流板の形状と整流板の開き角度の双方を考慮することがＩＣＴ装置２の排熱効率を高めるために効果的であることがわかり、サーバ室の空調の省電力化になることが示唆される。即ち、ＩＣＴ装置２を設置する環境に応じて、整流板の開き角度と整流板の形状の双方を考慮したサーバ室設計が空調の省電力化にとって有効である。 In the example of the simulation result shown in FIG. 7, when the opening angle of the rectifying plate is less than 20 degrees and a curved rectifying plate is employed, RHI 'is higher than that of the planar rectifying plate. Further, when the opening angle of the rectifying plate is 20 to 44 degrees and the flat rectifying plate is employed, the RHI ′ is higher than that of the curved rectifying plate. Therefore, it is found that considering both the shape of the rectifying plate and the opening angle of the rectifying plate is effective for improving the exhaust heat efficiency of the ICT device 2, and suggests that power saving of the air conditioning of the server room is achieved. Is done. That is, according to the environment in which the ICT device 2 is installed, a server room design that considers both the opening angle of the rectifying plate and the shape of the rectifying plate is effective for power saving of air conditioning.
図９に本発明の一実施形態にかかる整流板のパラメータを決定する方法のフローチャートを示す。コンピュータは、ユーザが入力する命令に従い、本発明の一実施形態にかかる整流板のパラメータを決定するシステムを組み込んだ、ソフトウェアを実行することが可能である。本発明の一実施形態にかかる整流板のパラメータを決定するシステムは、構造計算部と、シミュレーション部と、第１の生成部と、第２の生成部と、整流板決定部と、記憶部とを備える。 FIG. 9 shows a flowchart of a method for determining parameters of a current plate according to an embodiment of the present invention. The computer can execute software incorporating a system for determining parameters of the current plate according to an embodiment of the present invention in accordance with instructions input by a user. A system for determining parameters of a current plate according to an embodiment of the present invention includes a structure calculation unit, a simulation unit, a first generation unit, a second generation unit, a current plate determination unit, and a storage unit. Is provided.
構造計算部は、入力されたサーバ室１全体の寸法、室内機の寸法、サーバラックの寸法、ＩＣＴ装置２の設置の位置、ＩＣＴ装置２の寸法、ＩＣＴ装置２の負荷２２の位置、ＩＣＴ装置２のファン２１の位置、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状および開き角度といった第１のパラメータに基づいて、サーバ室構造モデルを作成する（Ｓ１０１）。作成されたサーバ室構造モデルは、記憶部に格納される。 The structure calculation unit inputs the dimensions of the entire server room 1, the dimensions of the indoor unit, the dimensions of the server rack, the installation position of the ICT device 2, the dimensions of the ICT device 2, the position of the load 22 of the ICT device 2, the ICT device A server room structure model is created based on the first parameters such as the position of the second fan 21, the shape of the current plate attached to the ICT device 2, and the opening angle (S101). The created server room structure model is stored in the storage unit.
シミュレーション部は、サーバ室構造モデルと、入力された空調の室内機から吹出される冷気の温度および風量、ＩＣＴ装置２の負荷２２から生じる熱量、ＩＣＴ装置２のファン２１の風量といった第２のパラメータを所定の熱流体力学方程式に代入して得た値とに基づいて、サーバ室１内の熱の流れをシミュレーションし、シミュレーションデータを生成する（Ｓ１０２）。シミュレーションデータは、記憶部に格納される。 The simulation unit includes a server room structure model, second parameters such as the temperature and air volume of the cool air blown from the input air conditioner indoor unit, the amount of heat generated from the load 22 of the ICT device 2, and the air volume of the fan 21 of the ICT device 2. Based on the value obtained by substituting for a predetermined thermohydrodynamic equation, the flow of heat in the server room 1 is simulated to generate simulation data (S102). The simulation data is stored in the storage unit.
第１の生成部は、シミュレーションデータに基づいて、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状および整流板の開き角度と、ＩＣＴ装置２の吸気温度との関係を表した第１のグラフにかかるデータを生成する。第１のグラフにかかるデータは、整流板のパラメータを変化させながら、シミュレーションの結果に基づきＩＣＴ装置２の吸気温度を算出した関数である。またＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状および整流板の開き角度と、ＩＣＴ装置２の排気温度との関係を表した第２のグラフにかかるデータを生成する（Ｓ１０３）。第２のグラフにかかるデータは、整流板のパラメータを変化させながら、シミュレーションの結果に基づきＩＣＴ装置２の排気温度を算出した関数である。第１のグラフにかかるデータおよび第２のグラフにかかるデータは、記憶部に格納される。 The first generator is based on the simulation data, and the data relating to the first graph representing the relationship between the shape of the rectifying plate attached to the ICT device 2, the opening angle of the rectifying plate, and the intake air temperature of the ICT device 2. Is generated. The data relating to the first graph is a function obtained by calculating the intake air temperature of the ICT device 2 based on the result of simulation while changing the parameters of the rectifying plate. Further, data relating to the second graph representing the relationship between the shape of the rectifying plate attached to the ICT device 2 and the opening angle of the rectifying plate and the exhaust temperature of the ICT device 2 is generated (S103). The data relating to the second graph is a function obtained by calculating the exhaust temperature of the ICT device 2 based on the simulation result while changing the parameters of the rectifying plate. Data relating to the first graph and data relating to the second graph are stored in the storage unit.
第２の生成部は、第１のグラフにかかるデータおよび第２のグラフにかかるデータに基づき、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状とおよび整流板の開き角度と、ＲＨＩ’との関係を表した第３のグラフにかかるデータを生成する（Ｓ１０４）。第３のグラフは、算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および算出されたＩＣＴ装置の排気温度に基づいて、排熱効率を算出した関数である。第３のグラフにかかるデータは、記憶部に格納される。 Based on the data relating to the first graph and the data relating to the second graph, the second generator generates the relationship between the shape of the rectifying plate attached to the ICT device 2, the opening angle of the rectifying plate, and RHI ′. Data relating to the represented third graph is generated (S104). The third graph is a function for calculating the exhaust heat efficiency based on the calculated intake temperature of the ICT device and the calculated exhaust temperature of the ICT device. Data relating to the third graph is stored in the storage unit.
整流板決定部は、第３のグラフにかかるデータによって、最も排熱効率の高い、ＩＣＴ装置２に取り付けられる整流板の形状と、整流板の開き角度を決定する（Ｓ１０５）。 The rectifying plate determination unit determines the shape of the rectifying plate attached to the ICT device 2 and the opening angle of the rectifying plate with the highest heat exhaust efficiency based on the data relating to the third graph (S105).
本実施形態によれば、サーバ室内の全体の冷却循環効率を向上させることが可能となる。 According to the present embodiment, it is possible to improve the overall cooling circulation efficiency in the server room.
本発明は、電力分野、エネルギー分野、通信分野、センシング分野において、実環境におけるモニタリングや画像センシングなどに関係する産業分野に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in industrial fields related to monitoring and image sensing in a real environment in the electric power field, energy field, communication field, and sensing field.
１ サーバ室
２ ＩＣＴ装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ サーバラック列
１１ｆ１、１１ｆ２、１１ｆ３、１１ｆ４、１１ｆ５、１１ｆ６、１１ｆ７ サーバラック
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 室内機
２１ ファン
２２ 負荷
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 整流板
1 server room 2 ICT devices 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f server rack rows 11f 1, 11f 2, 11f 3 , 11f 4, 11f 5, 11f 6, 11f 7 server racks 12a, 12b, 12c, 12d room Machine 21 Fan 22 Load 23a, 23b, 23c, 23d, 33a, 33b, 33c, 33d
Claims (4)
前記ＩＣＴ装置が設置されるサーバ室の寸法情報と、前記ＩＣＴ装置の設置された位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、前記整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、前記ＩＣＴ装置を冷却するための室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、
前記整流板のパラメータを変化させながら、前記シミュレーションの結果に基づき前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、
前記算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および算出された前記ＩＣＴ装置の排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップと
を備えることを特徴とする整流板のパラメータを決定する方法。 A method of determining parameters of a current plate attached to an inlet of an ICT device and / or an exhaust port of the ICT device,
Based on the dimension information of the server room where the ICT device is installed, the position information where the ICT device is installed, the dimension information of the ICT device, and the parameters of the rectifying plate, the server room is modeled. The temperature information of the cold air blown out from the indoor unit for cooling the ICT device, the air volume information of the cold air blown out from the indoor unit, the heat amount information generated from the load of the ICT device, and the ICT device Simulating the flow of the cold air supplied into the ICT device based on the fan air volume information;
Calculating the intake air temperature of the ICT device and the exhaust temperature of the ICT device based on the result of the simulation while changing the parameters of the rectifying plate;
Further comprising the steps of: based on the exhaust temperature to calculate the heat efficiency of the intake air temperature and calculated the issued the ICT device of the calculated ICT device, to determine the parameters of the flow regulating plate in which the exhaust heat efficiency is maximized A method for determining parameters of a current plate characterized by:
前記ＩＣＴ装置が設置されるサーバ室の寸法情報と、前記ＩＣＴ装置の設置された位置情報と、前記ＩＣＴ装置の寸法情報と、前記整流板のパラメータとに基づいて、前記サーバ室をモデル化して、前記ＩＣＴ装置を冷却するための室内機から吹出される冷気の温度情報と、前記室内機から吹出される前記冷気の風量情報と、前記ＩＣＴ装置の負荷から生じる熱量情報と、前記ＩＣＴ装置のファンの風量情報とに基づいて、前記ＩＣＴ装置内に給気される前記冷気の流れのシミュレーションを行うステップと、 Based on the dimension information of the server room where the ICT device is installed, the position information where the ICT device is installed, the dimension information of the ICT device, and the parameters of the rectifying plate, the server room is modeled. The temperature information of the cold air blown out from the indoor unit for cooling the ICT device, the air volume information of the cold air blown out from the indoor unit, the heat amount information generated from the load of the ICT device, and the ICT device Simulating the flow of the cold air supplied into the ICT device based on the fan air volume information;
前記整流板のパラメータを変化させながら、前記シミュレーションの結果に基づき前記ＩＣＴ装置の吸気温度および前記ＩＣＴ装置の排気温度を算出するステップと、 Calculating the intake air temperature of the ICT device and the exhaust temperature of the ICT device based on the result of the simulation while changing the parameters of the rectifying plate;
前記算出されたＩＣＴ装置の吸気温度および算出された前記ＩＣＴ装置の排気温度に基づき排熱効率を算出し、前記排熱効率が最大となる前記整流板のパラメータを決定するステップと Calculating exhaust heat efficiency based on the calculated intake temperature of the ICT device and the calculated exhaust temperature of the ICT device, and determining a parameter of the rectifying plate that maximizes the exhaust heat efficiency;
を含む方法を実行させることを特徴とするプログラム。 A program characterized by causing a method including:
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