JP6103464B2 - Air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、空調システムに関する。さらに詳細には、本発明は、床吹出し・天井吸込み方式の空調システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning system. More specifically, the present invention relates to a floor blowing / ceiling suction type air conditioning system.
例えばデータセンターのサーバー室では、並列配置された複数のサーバーラックに収容された多数のサーバーを効率良く冷却することが求められる。従来、ホットアイル・コールドアイル方式のサーバー室の空調手法として、いわゆる床吹出し・天井吸込み方式の空調システムが知られている。 For example, in a server room of a data center, it is required to efficiently cool a large number of servers accommodated in a plurality of server racks arranged in parallel. Conventionally, a so-called floor blowing / ceiling suction type air conditioning system is known as a hot aisle / cold aisle server room air conditioning method.
具体的に、床吹出し・天井吸込み方式の空調システムでは、開口部を有する吹出しパネルが、床面に沿って分散配置されている。そして、空調機から床下の給気チャンバに供給された冷却空気が吹出しパネルから室内空間へ吹き出され、サーバーの排熱によりホットアイルに形成された高温空気が天井吸込口から吸い込まれる。 Specifically, in a floor blowout / ceiling suction type air conditioning system, blowout panels having openings are distributed along the floor surface. Then, the cooling air supplied from the air conditioner to the air supply chamber under the floor is blown out from the blow-out panel to the indoor space, and the high-temperature air formed in the hot aisle by the exhaust heat of the server is sucked from the ceiling suction port.
しかしながら、従来の構成では、空調機の近くに配置された吹出しパネルの直下を流れる冷却空気の速度が大きくなり過ぎて、この吹出しパネルにおいて室内空間から給気チャンバへの吸込み現象が発生することがあった。この場合、吹出しパネルにおける吸込み現象により、室内空間への冷却空気の供給を十分に行うことができないという不都合があった。 However, in the conventional configuration, the speed of the cooling air flowing immediately below the blow-out panel arranged near the air conditioner becomes too high, and a suction phenomenon from the indoor space to the air supply chamber may occur in the blow-out panel. there were. In this case, there is a disadvantage that the cooling air cannot be sufficiently supplied to the indoor space due to the suction phenomenon in the blowout panel.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、空調機の近くに配置された吹出しパネルにおける吸込み現象の発生を抑えて、室内空間への冷却空気の供給を十分に行うことのできる床吹出し・天井吸込み方式の空調システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can suppress the occurrence of a suction phenomenon in a blow-out panel disposed near an air conditioner and sufficiently supply cooling air to an indoor space. The purpose is to provide an air-conditioning system with floor blowing and ceiling suction.
前記課題を解決するために、本発明では、空調機から床下の給気チャンバに供給された冷却空気を、床面に沿って配置された複数の吹出しパネルから室内空間へ吹き出す床吹出し・天井吸込み方式の空調システムにおいて、
前記吹出しパネルの直下に位置する所定の高さ空間において冷却空気の流速を抑えて前記所定の高さ空間を静圧状態化するように制御する整流部材を備え、
前記吹出しパネルは矩形状の外形を有し、
前記整流部材は、前記矩形状の吹出しパネルの各辺に対応する位置から所定距離だけ垂下した4つの面を有し、
前記冷却空気は静圧状態化された前記所定の高さ空間の作用により前記吹出しパネルから上向きに前記室内空間へ吹き出されることを特徴とする空調システムを提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, floor air and ceiling suction are provided in which cooling air supplied from an air conditioner to an under-floor air supply chamber is blown out from a plurality of blow-out panels arranged along the floor surface to an indoor space. In the air conditioning system
Comprising a rectifying member that controls the so that to the static pressure conditions of the predetermined height space by suppressing the flow rate of the cooling air at a predetermined height space located immediately below the blowing panel,
The blowout panel has a rectangular outer shape,
The rectifying member has four surfaces suspended by a predetermined distance from positions corresponding to the sides of the rectangular blowout panel,
The cooling air is blown upward from the blow-out panel to the indoor space by the action of the predetermined height space that has been brought into a static pressure state .
本発明では、整流部材の作用により吹出しパネルの直下に位置する所定の高さ空間において冷却空気の流速を抑えるように構成されているので、空調機の近くに配置された吹出しパネルにおける吸込み現象の発生を抑えて、室内空間への冷却空気の供給を十分に行うことができる。 In the present invention, it is configured to suppress the flow velocity of the cooling air in a predetermined height space located immediately below the blowout panel by the action of the rectifying member, so that the suction phenomenon in the blowout panel arranged near the air conditioner Generation | occurrence | production can be suppressed and cooling air supply to indoor space can fully be performed.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる空調システムの基本的な構成を概略的に示す断面図である。本実施形態の空調システムが例示的に適用されるサーバー室では、複数のサーバーラックが並列に配置されている。図1では、紙面の制限により、図中水平方向に並列配置された複数のサーバーラックのうち、2つのサーバーラック11a,11bだけを示している。各サーバーラックには、図示を省略した多数のサーバーが縦横に収容されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a basic configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention. In a server room to which the air conditioning system of this embodiment is exemplarily applied, a plurality of server racks are arranged in parallel. FIG. 1 shows only two server racks 11a and 11b among a plurality of server racks arranged in parallel in the horizontal direction in the drawing due to space limitations. Each server rack accommodates a large number of servers (not shown) vertically and horizontally.
サーバーは、前面から空気を吸い込んでプロセッサなどの内部部品を冷却し、背面から排気する構造になっている。ホットアイル・コールドアイル方式のサーバー室では、各サーバーラックにおいてすべてのサーバーの前面が同じ側を向くように収容される。また、並列方向(図1中水平方向)に隣り合う一対のサーバーラックにおいて、一方のサーバーラックに収容されたサーバーの前面(または背面)と他方のサーバーラックに収容されたサーバーの前面(または背面)とが向き合うように配置される。 The server has a structure in which air is sucked from the front side to cool internal components such as a processor and exhausted from the back side. In the server room of the hot aisle / cold aisle system, each server rack is accommodated so that the front of all servers face the same side. Further, in a pair of server racks adjacent in the parallel direction (horizontal direction in FIG. 1), the front (or rear) of the server accommodated in one server rack and the front (or rear) of the server accommodated in the other server rack. ) And face each other.
具体的に、図中右側のサーバーラック11aではすべてのサーバーの前面が左側を向くように収容され、左側のサーバーラック11bではすべてのサーバーの前面が右側を向くように収容されている。以下、収容されているサーバーの前面側をサーバーラックの前面側といい、サーバーの背面側をサーバーラックの背面側という。この場合、サーバーラック11a,11bの背面側の空間(図中破線の楕円で示す)がホットアイル12であり、一対のサーバーラック11aと11bとの間の空間(図中破線の楕円で示す)がコールドアイル13である。
Specifically, in the
すなわち、ホットアイル12はサーバーの排熱が集まる空間であり、コールドアイル13はサーバーが吸引する冷気を供給する空間である。ホットアイル・コールドアイル方式のサーバー室では、並列配置された複数のサーバーラックの間にホットアイルとコールドアイルとが交互に形成され、室内空間がホットアイルとコールドアイルとに明確に区分けされている。その結果、空調機からの冷却空気が効率良くサーバーに供給されるので、サーバー室内の冷却効率が向上し、空調機の消費電力が削減される。
That is, the
本実施形態では、床吹出し・天井吸込み方式の空調システムを採用している。すなわち、本実施形態の空調システムでは、図示を省略した空調機から、サーバー室の床面14と床スラブ15との間の給気チャンバ16へ冷却空気が供給される。床下の給気チャンバ16へ供給された冷却空気は、床面14に沿って分散配置された吹出しパネル(図1では不図示)の開口部を介して室内空間へ吹き出され、サーバーラック11aと11bとの間のコールドアイル13に冷温領域を形成する。
In this embodiment, a floor blowing / ceiling suction type air conditioning system is employed. That is, in the air conditioning system of the present embodiment, cooling air is supplied from an air conditioner (not shown) to the
サーバーラック11a,11b中のサーバーは、コールドアイル13から冷温空気を吸い込む。一方、サーバーラック11a,11b中のサーバーの排熱により、サーバーラック11aの背面側およびサーバーラック11bの背面側のホットアイル12には、高温領域が形成される。ホットアイル12の高温空気は、その浮力により自然に上昇し、ホットアイル12の上方において天井面17に設けられた天井吸込口(不図示)へ流入する。天井吸込口に吸い込まれた空気は、還気チャンバ(不図示)を介して空調機へ還流する。
The servers in the server racks 11 a and 11 b suck in cold and warm air from the
床吹出し・天井吸込み方式の空調システムでは、図2に示すように、多数の小さい開口部を有する吹出しパネル1が、床面に沿って点在するように分散配置されている。図2では、典型的な例として、1つの吹出しパネル1が、開口部を有しない一対の床パネル2によって挟まれるように配置されている様子が示されている。
In the floor blowing / ceiling suction type air conditioning system, as shown in FIG. 2, the blowing panels 1 having a large number of small openings are dispersedly arranged so as to be scattered along the floor surface. In FIG. 2, as a typical example, a state in which one blowing panel 1 is arranged so as to be sandwiched between a pair of
吹出しパネル1および床パネル2は、例えば矩形状の外形を有する金属製のパネルであって、互いに同じ規格化されたサイズを有する。吹出しパネル1および床パネル2は、図示を省略した床フレームによって支持されている。具体的に、吹出しパネル1は、図3に示すように、そのほぼ全面に亘って所定の分布(例えば均一な分布)にしたがって形成された小さな開口部1aを有する。
The blowout panel 1 and the
再び図2を参照すると、吹出しパネル1の下側には、給気チャンバ16へ供給された冷却空気の流れを制御する整流部材3が取り付けられている。整流部材3では、図4に示すように、互いに同じ高さ寸法を有する4つの矩形状のプレート部材3aが、上から見て吹出しパネル1の外形の矩形を形成するように配置されている。矩形状の枠部材を構成する4つのプレート部材3aは、例えば上から見て十字状に配置された補助部材3bにより補強されている。
Referring to FIG. 2 again, a rectifying
このように、整流部材3は、矩形状の吹出しパネル1の各辺に対応する位置から所定距離(プレート部材3aの高さ寸法に対応する距離)だけ垂下した4つの面(プレート部材3aの外側面)を有する。すなわち、プレート部材3aの水平方向の寸法は、吹出しパネル1の対応する一辺の寸法とほぼ一致している。一例として、整流部材3を、吹出しパネル1および床パネル2と同じ金属により形成することができる。
As described above, the rectifying
整流部材3が設けられていない従来の構成では、室内空間への冷却空気の供給を十分に行うために空調機から供給される冷却空気の速度をある程度大きく設定すると、空調機の近くに配置された吹出しパネル1の直下を流れる冷却空気の速度が大きくなり過ぎる。すなわち、従来の構成では、図5に示すように、吹出しパネル1の下面からなる境界面51での冷却空気の流速V0が大きくなり過ぎる。その結果、この吹出しパネル1において室内空間から給気チャンバ16への吸込み現象が発生し、室内空間への冷却空気の供給を十分に行うことができない。
In the conventional configuration in which the rectifying
これに対し、本実施形態では、吹出しパネル1の下側に取り付けられた整流部材3の作用により冷却空気の流れが遮られ、ひいては吹出しパネル1の直下に位置する所定の高さ空間(すなわち吹出しパネル1と4つのプレート部材3aとにより包囲される直方体状の空間)において冷却空気の流速が抑えられている。すなわち、本実施形態では、図6に示すように、邪魔板として機能する整流部材3のプレート部材3aの作用により、冷却空気の流れに乱れ(渦)が発生し、整流部材3の下側面からなる境界面52での冷却空気の流速V1が、従来構成における境界面51での冷却空気の流速V0に比して十分小さく抑えられる。
On the other hand, in this embodiment, the flow of the cooling air is blocked by the action of the rectifying
その結果、吹出しパネル1の直下の空間における圧力環境は、室内空間から給気チャンバ16への吸込み現象の原因となる動圧状態(冷却空気の流れが恒常的に発生している状態)から、ほぼ静圧状態(冷却空気の流れがほとんど発生していない状態)に変化する。このように、本実施形態の空調システムでは、整流部材3の作用により吹出しパネル1の直下に位置する所定の高さ空間において冷却空気の流速が抑えられるように構成されているので、空調機の近くに配置された吹出しパネル1における吸込み現象の発生を防いで、室内空間への冷却空気の供給を十分に行うことができる。
As a result, the pressure environment in the space immediately below the blow-out panel 1 is from a dynamic pressure state (a state in which the flow of cooling air is constantly generated) that causes a suction phenomenon from the indoor space to the
また、整流部材3の作用により吹出しパネル1の直下の空間の全圧がほぼ床下の静圧に近くなるので、空調機の近くに配置された吹出しパネル1からの冷却空気の吹出し量と、空調機から離れて配置された吹出しパネル1からの冷却空気の吹出し量との差が小さくなる。その結果、複数の吹出しパネル1における冷却空気の吹出し量のアンバランスを抑え、室内空間の全体に亘ってほぼ均等な冷却効果を得ることができる。
Further, since the total pressure in the space immediately below the blow-out panel 1 becomes almost the static pressure under the floor due to the action of the rectifying
なお、上述の実施形態では、図4に示す特定の構成を有する整流部材3を備えた空調システムを例にとって、本発明の構成および作用を説明している。しかしながら、これに限定されることなく、整流部材の具体的な構成については様々な変形例が可能である。例えば、図4に示す構成では、4つのプレート部材3aにより包囲された空間を補助部材3bにより4分割しているが、これに限定されることなく、4分割以外の複数分割(2分割、6分割、9分割など)を採用しても良い。あるいは、補助部材を用いることなく、4つのプレート部材3aにより包囲された空間を分割しない構成であっても良い。整流部材において重要なことは、吹出しパネルの直下に位置する所定の高さ空間において冷却空気の流速を抑えるように制御することである。
In the above-described embodiment, the configuration and operation of the present invention are described by taking the air conditioning system including the rectifying
また、上述の実施形態では、ホットアイル・コールドアイル方式のサーバー室における床吹出し・天井吸込み方式の空調システムに対して、本発明を適用している。しかしながら、ホットアイル・コールドアイル方式やサーバー室に限定されることなく、一般に、空調機から床下の給気チャンバに供給された冷却空気を、床面に沿って配置された複数の吹出しパネルから室内空間へ吹き出す床吹出し・天井吸込み方式の空調システムに対して、本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to a floor blowing / ceiling suction type air conditioning system in a hot aisle / cold aisle server room. However, the present invention is not limited to a hot aisle / cold aisle system or a server room, and in general, cooling air supplied from an air conditioner to an air supply chamber under the floor is sent from a plurality of blow-out panels arranged along the floor to the room. The present invention can be applied to a floor blowing / ceiling suction type air conditioning system that blows into a space.
1 吹出しパネル
1a 開口部
2 床パネル
3 整流部材
3a プレート部材
3b 補助部材
11a,11b サーバーラック
12 ホットアイル
13 コールドアイル
14 床面
15 床スラブ
16 給気チャンバ
17 天井面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blowout panel
Claims (2)
前記吹出しパネルの直下に位置する所定の高さ空間において冷却空気の流速を抑えて前記所定の高さ空間を静圧状態化するように制御する整流部材を備え、
前記吹出しパネルは矩形状の外形を有し、
前記整流部材は、前記矩形状の吹出しパネルの各辺に対応する位置から所定距離だけ垂下した4つの面を有し、
前記冷却空気は静圧状態化された前記所定の高さ空間の作用により前記吹出しパネルから上向きに前記室内空間へ吹き出されることを特徴とする空調システム。 In a floor blowing / ceiling suction type air conditioning system that blows cooling air supplied from an air conditioner to the air supply chamber under the floor from a plurality of blowing panels arranged along the floor surface to the indoor space,
Comprising a rectifying member that controls the so that to the static pressure conditions of the predetermined height space by suppressing the flow rate of the cooling air at a predetermined height space located immediately below the blowing panel,
The blowout panel has a rectangular outer shape,
The rectifying member has four surfaces suspended by a predetermined distance from positions corresponding to the sides of the rectangular blowout panel,
The air conditioning system, wherein the cooling air is blown upward from the blow-out panel to the indoor space by the action of the predetermined height space that has been brought into a static pressure state .
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