JP6609975B2 - ダクト及びデータセンター - Google Patents

Description

本発明は、ダクト及びデータセンターに関する。

近年、高度情報化社会の到来にともなって、多数の計算機（サーバ）を一括して管理するデータセンターの必要性がますます増加している。

データセンターでは、室内に多数のラックを設置し、各ラックにそれぞれ複数のサーバを収納している。そして、それらのサーバの稼動状態に応じて各サーバにジョブを有機的に配分し、大量のジョブを効率的に処理している。

ところで、サーバは、稼働に伴って多量の熱を発生する。サーバの温度が高くなると誤動作や故障又は処理能力の低下の原因となる。そのため、一般的なラックでは、ファン（送風機）を使用してラックの一方の面（以下、「吸気面」という）からラック内にエアーを取り込み、電子機器を冷却して温度が上昇したエアーを他方の面（以下、「排気面」という）から排出するようになっている。

また、一般的なデータセンターでは、フリーアクセスフロアと呼ばれる二重床構造を有しており、空調機（パッケージエアコン）により冷却されたエアーを床下空間からラックの吸気面側に供給している。

なお、空調機により冷却されたエアーを、ラックの上側からラックの吸気面側に供給することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、天井側に設置するダクトの構造についても、種々提案されている（例えば、特許文献２〜４参照）。

特開２０１１−１９０９６７号公報 特開平９−３１７６９４号公報 特開２０１３−１８１７１５号公報 特開２０１０−５４０９０号公報

データセンターでは、室内の空調に多大な電力を消費しており、省エネルギーの観点から消費電力の削減が要求されている。

開示の技術は、空調に要する電力の消費量を削減できるダクト及びデータセンターを提供することを目的とする。

開示の技術の一観点によれば、エアー供給源から供給されるエアーが通流する流路が設けられたダクト本体と、前記ダクト本体に設けられた３個以上の矩形の開口部と、前記開口部の各々の前記ダクト本体の外側に設けられた３個以上の風向板とを有し、前記風向板は前記エアー供給源側の辺以外の３つの辺に沿って設けられ、前記３個以上の風向板のうち、前記流路の両端に配置された風向板の鉛直方向の長さは、他の風向板の鉛直方向の長さよりも長いダクトが提供される。

開示の技術の他の一観点によれば、電子機器が収納された複数のラックと、前記ラックの吸気面側の上方に配置されたダクトとを有するデータセンターにおいて、前記ダクトが、エアー供給源から供給されるエアーが通流する流路が設けられたダクト本体と、前記ダクト本体に設けられた３個以上の矩形の開口部と、前記開口部の各々の前記ダクト本体の外側に設けられた３個以上の風向板とを有し、前記風向板は前記エアー供給源側の辺以外の３つの辺に沿って設けられ、前記３個以上の風向板のうち、前記流路の両端に配置された風向板の鉛直方向の長さは、他の風向板の鉛直方向の長さよりも長いデータセンターが提供される。

上記の一観点に係るダクト及びデータセンターによれば、空調に要する電力を削減できる。

図１は、一般的なデータセンターの室内を模式的に表した断面図である。 図２（ａ），（ｂ）は、図１に示すデータセンターの問題点を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るデータセンターの室内を示す模式図である。 図４は、第１の実施形態に係るデータセンターの一部を示す斜視図である。 図５は、ダクトの側面図である。 図６は、ダクトを下から見たときの図である。 図７は、ダクトから吹き出したエアーの流れを示す模式図である。 図８は、開口部の先端側の辺のみに沿って設けられた風向板を示す模式図である。 図９は、図８の風向板の問題点を示す模式図である。 図１０は、開口部の４辺に沿って設けられた風向板を示す模式図である。 図１１は、第１の実施形態のダクトに設けられた風向板を示す模式図である。 図１２は、第１の実施形態のダクトの効果を示す模式図（その１）である。 図１３は、第１の実施形態のダクトの効果を示す模式図（その２）である。 図１４は、開口部の長さｘと風向板の鉛直方向の長さｚとの関係を示す図である。 図１５（ａ）は、ｘ＝２００ｍｍ、ｚ＝２００ｍｍの場合のエアーの流れをシミュレーションした結果を示す図、図１５（ｂ）は、ｘ＝２００ｍｍ、ｚ＝１００ｍｍのときのエアーの流れをシミュレーションした結果を示す図である。 図１６は、変形例に係るデータセンターを示す模式図である。 図１７は、第２の実施形態に係るデータセンターを示す模式図である。 図１８は、外気導入モードにおけるエアーの流れを示す模式図である。 図１９は、循環モードにおけるエアーの流れを示す模式図である。

以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。

図１は、一般的なデータセンターの室内を模式的に表した断面図である。

図１に示すように、一般的なデータセンターの室内は、機器設置エリア１０ａと、機器設置エリア１０ａの床下に設けられたフリーアクセスフロア（床下空間）１０ｂとに分割されている。

機器設置エリア１０ａには、複数（図１では１台のみ図示している）のラック１１が設置されている。また、各ラック１１には、それぞれ複数の電子機器１２が収納されている。電子機器１２は、例えばサーバ又はストレージである。

フリーアクセスフロア１０ｂには、電源ケーブルや通信ケーブルが配置される。また、空調機１３の送風口からフリーアクセスフロア１０ｂに、低温のエアーが供給される。

空調機１３からフリーアクセスフロア１０ｂに供給された低温のエアーは、機器設置エリア１０ａの床に設けられたグリル（通風口）１４を介して機器設置エリア１０ａ内に移動する。そして、ラック１１の吸気面からラック１１内に入り、ラック１１内の電子機器１２を冷却する。電子機器１２を冷却することにより温度が上昇したエアーは、ラック１１の排気面から排出される。

機器設置エリア１０ａの上方には排気流路１５が設けられている。ラック１１から排出された高温のエアーは、排気流路１５を通って空調機１３の吸気口に移動する。そして、吸気口から空調機１３内に入ったエアーは、空調機１３により冷却された後、再度送風口からフリーアクセスフロア１０ｂに供給される。

図２（ａ），（ｂ）は、上述のデータセンターの問題点を示す図である。

図２（ａ）は、グリル１４から機器設置エリア１０ａに供給されるエアーの流量が少ない場合を示している。

グリル１４から機器設置エリア１０ａに供給されるエアーの流量が少ないと、ラック１１の排気面から排出された高温のエアーが、ラック１１の上を通って吸気面側に廻り込んでしまう。そのため、ラック１１の上部に収納された電子機器１２が十分に冷却されず、故障や誤動作又は処理能力の低下などの障害が発生する。

図２（ｂ）は、グリル１４から機器設置エリア１０ａに供給されるエアーの流量が多い場合を示している。この場合、グリル１４から供給された低温のエアーの一部は、ラック１内を通ることなく、ラック１１の上部を通って排気面側に移動し、排気流路１５内に入ってしまう。従って、空調機１３から供給された低温のエアーを有効に利用できないため、空調機１３の電力が無駄に消費される。

以下の実施形態では、空調に要する電力の消費量を削減できるダクト及びデータセンターについて説明する。

（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態に係るデータセンターの室内を示す模式図である。また、図４は、同じくそのデータセンターの一部を示す斜視図である。なお、図３中の矢印は、室内のエアーの流れを示している。

図３，図４に示すように、本実施形態に係るデータセンター４０の室内には、多数のラック１１が列毎に並んで配置されている。各ラック１１には、例えば図１のように、複数の電子機器１２が収納されている。

隣り合う列のラック１１は、吸気面同士又は排気面同士を対向させている。そして、ラック１１の吸気面側の空間（以下、「コールドアイル」という）の上方には、冷気供給用のダクト２０が配置されている。

ダクト２０は、図３に示すように空調機３０の送風口に接続されている。また、ダクト２０と空調機３０との間には、空調機３０で冷却されたエアーをダクト２０に送る送風機３１が設けられている。空調機３０及び送風機３１は、エアー供給源の一例である。

以下、ダクト２０の長手方向の送風機３１側を基端側と呼び、その反対側を先端側と呼ぶ。

図５はダクト２０の側面図である。また、図６はダクト２０を下から見たときの図である。

ダクト２０は、筒状のダクト本体２１と、ダクト本体２１内に配置された仕切り板２２ａ，２２ｂと、ダクト本体２１の下面に設けられてエアーを吹き出す開口部２５と、開口部２５から吹き出すエアーの流れ方向を調整する風向板２６とを有する。空調機２０から送られてくる低温のエアーは、仕切り板２２ａ，２２ｂにより仕切られた空間（エアー流路）内を通る。

仕切り板２２ａは、ダクト２０内のエアー流路の高さが先端側ほど低くなるように配置されている。また、２枚の仕切り板２２ｂは、ダクト２０内のエアー流路の幅が先端側ほど細くなるように配置されている。これらの仕切り板２２ａ，２２ｂにより、ダクト２０内のエアー流路の断面積（エアー流れ方向に直交する断面の面積）は、先端側ほど小さくなるようになっている。

ダクト２０の下面側には、複数の矩形の開口部２５が、ダクト２０の長手方向に沿って一定のピッチで配列されている。また、各開口部２５の下には、下方に向けて突出する風向板２６が設けられている。風向板２６は、開口部２５の３つの辺、すなわち先端側の第１の辺と、第１の辺に隣り合う２つの第２の辺とに沿って設けられており、基端側（エアー供給源側）は開放されている。

開口部２５の長さ（ダクト２０の長手方向に平行な方向の長さ）は例えば２００ｍｍであり、開口部２５の幅（ダクト２０の長手方向に直交する方向の長さ）は例えば１２００ｍｍである。また、風向板２６の鉛直方向の長さは、例えば２００ｍｍである。

図７は、ダクト２０から吹き出したエアーの流れを示す模式図である。

空調機３０から供給される低温のエアーは、送風機３１によりダクト２０内に送り出され、開口部２５から風向板２６に沿って下方に吹き出す。

この場合、ダクト２０内のエアー流路の断面積がダクト２０の長手方向で均一であるとすると、先端側の開口部２５からのエアー吹き出し量が多く、基端側の開口部２５からのエアーの吹き出し量が少なくなってしまう。

しかし、本実施形態では、前述したように、ダクト２０内のエアー流路の断面積が先端側ほど小さくなるように仕切り板２１，２２が設けられている（図５，図６参照）。このため、本実施形態では、ダクト２０内のエアー流路の断面積がダクト２０の長手方向で均一である場合に比べて、先端側の開口部２５からのエアーの吹き出し量は少なくなり、基端側の開口部２５からのエアーの吹き出し量が多くなる。その結果、各開口部２５からのエアー吹き出し量が均一化される。

ダクト２０の開口部２５から吹き出した低温のエアーは、ラック１１の吸気面からラック１１内に入る。この場合、低温のエアーは比較的重いので、ダクト２０の開口部２５から吹き出したエアーは、ラック１１の吸気面側の空間（コールドアイル）を上から下に移動する。従って、ラック１１の吸気面の上部だけでなく、下部にも低温のエアーが供給される。そして、それらのエアーがラック１１内に取り込まれて、ラック１１内の各電子機器１２が冷却される。

電子機器１２を冷却することにより温度が上昇したエアーは、ラック１１の排気面側の空間（以下、「ホットアイル」という）に排出される。ラック１１から排出される高温のエアーは比較的軽いので、ラック１１から排出されたエアーは、ホットアイルを下から上に移動する。そして、部屋の天井に沿って空調機３０側に移動し、空調機３０の吸気面から空調機３０内に入る（図３参照）。

ところで、ダクト２０から吹き出すエアーの流量にもよるが、ラック１１から排気された高温のエアーの一部が、ラック１１の上を通って吸気面側に廻り込むことがある。本実施形態では、図７に示すように、ラック１１の排気面側から吸気面側に廻り込んだ高温のエアーは、ダクト２０から吹き出す低温のエアーと混合される。そのため、ラック１１から排気された高温のエアーがそのままラック１１内に入ることが回避される。

以下、風向板２６の形状及び効果について、より詳細に説明する。

風向板２６は、ダクト２０（開口部２５）から吹き出すエアーの流れ方向を調整し、ラック１１の吸気面に低温のエアーを無駄なく送るために設けられている。

例えば図８に示すように、開口部２５の先端側の辺のみに沿って風向板２６ａが設けられている場合、ダクト２０から吹き出す低温のエアーは、図９に矢印で示すように、ダクト２０の幅方向に広がってしまう。そのため、ダクト２０から吹き出す低温のエアーのうちの多くが、ラック１１の上を通ってラック１１の排気面側に直接移動し、ラック１１内の電子機器１２を冷却することなく空調機３０に戻ってしまう。従って、空調機３０から供給される低温のエアーを有効に利用することができず、空調機３０の消費電力を十分に削減することができない。

また、例えば図１０のように開口部２５の４辺に沿って風向板２６ｂが設けられている場合、排気面側からラック１１の上を通って吸気面側に廻り込んだ高温のエアーと、ダクト２０から吹き出す低温のエアーとが十分に混合されないままラック１１内に導入される。そのため、高温のエアーが導入された部分では電子機器１２を十分に冷却できなくなるおそれがある。

これに対し、本実施形態のダクト２０では、図１１に示すように、開口部２５の先端側の辺だけでなく、幅方向の両側の辺にも風向板２６を設けている。このため、図１２に示すように、ダクト２０から吹き出すエアーの側方への広がりが抑制される。

また、本実施形態のダクト２０では、開口部２５の基端側の辺（エアー供給源側の辺）に風向板を設けていない。このため、ラック１１の排気面側からラック１１の上を通って吸気面側に高温のエアーが廻り込んでも、図１３のように高温のエアーＡは開口部２５のすぐ下で開口部２５から吹き出した低温のエアーＢと混合されて、温度が低下する。従って、ラック１１から排出された高温のエアーがラック１１内に直接導入されることがなく、ラック１１内の電子機器１２を十分に冷却することができる。

これらのことから、本実施形態のダクト２０では、ラック１１内に収納された電子機器１２を十分に冷却することができ、且つ空調機３０から供給される低温のエアーを有効に利用することができて、空調に要する電力を削減できるという効果を奏する。

図１４は、ダクト２０（ダクト本体２１）の長手方向をＸ，ダクト２０の幅方向をＹ、Ｘ，Ｙに直交する方向（鉛直方向）をＺとしたときに、開口部２５のＸ方向の長さｘと、風向板２６のＺ方向の長さｚとの関係を示す図である。また、図１５（ａ）は、ｘ＝２００ｍｍ、ｚ＝２００ｍｍの場合のエアーの流れをシミュレーションした結果を示す図である。更に、図１５（ｂ）は、ｘ＝２００ｍｍ、ｚ＝１００ｍｍのときのエアーの流れをシミュレーションした結果を示す図である。

風向板２６の鉛直方向の長さｚが開口部２５の長さｘと同じ又はそれ以上（ｚ≧ｘ）の場合、図１５（ａ）に示すように、開口部２５から吹き出すエアーの流れ方向はほぼ鉛直方向になる。しかし、風向板２６の鉛直方向の長さｚが開口部２５の長さｘよりも小さい（ｚ＜ｘ）と、図１５（ｂ）に示すように、開口部２５から吹き出すエアーの流れ方向が斜めになる。

これらの図１５（ａ），（ｂ）からわかるように、風向板２６の鉛直方向の長さｚは、開口部２５の長さｘと同じか、又はそれ以上とすることが好ましい（ｚ≧ｘ）。

なお、図５に示すように、ダクト２０の長手方向の両端に配置された風向板２６の長さ（鉛直方向の長さ）を、他の風向板２６の長さよりも長くすることが好ましい。これにより、ダクト２０の長手方向の両端に配置された開口部２５から吹き出すエアーの指向性が強まり、それらの開口部２５から吹き出すエアーはエアーカーテンとして機能する。その結果、高温のエアーがラック列の側方を廻り込んでコールドアイルへ移動することを抑制できる。

また、本実施形態において、図１に示すように、ラック１１の上方に排気流路１５（又は、排気用のダクト）を設け、ラック１１から排出されたエアーが排気流路１５（又は、排気用のダクト）を通って空調機３０に戻るようにしてよい。

（変形例）
図１６は、変形例に係るデータセンターを示す模式図である。図１６に示すデータセンターが第１の実施形態と異なる点は、ダクト２０に設けられた風向板の形状が異なることにあり、その他の構成は基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、ここでは第１の実施形態と重複する部分の説明は省略する。

図１６に示す変形例のデータセンターのダクト２０下面には、下方に湾曲した形状の風向板２７が設けられている。

図８に示す平板状の風向板２６ａの場合、開口部２５から吹き出したエアーは風向板２６ａに衝突し、その反動で風向板２６ａの面に沿って下方だけでなく横方向にも移動する。そのため、ダクト２０から吹き出したエアーは、風向板２６に衝突した後、図９に示すようにダクト２０の幅方向に広がり、その多くがラック１１内を通ることなく空調機３０に戻ってしまう。このような不具合を回避するために、第１の実施形態では、開口部２５の先端側の辺だけでなく、開口部２５の幅方向の両側の辺にも風向板２６を設けている。

これに対し、図１６に示すダクト２０では、風向板２７が湾曲しているため、開口部２５から吹き出したエアーは風向板２７の湾曲面に沿って流れ、最終的に垂直下方に向う。従って、開口部２５の幅方向の両側の辺に風向板を設けなくても、エアーが幅方向に広がることを抑制できる。

（第２の実施形態）
図１７は、第２の実施形態に係るデータセンターを示す模式図である。ここでは、第１の実施形態で説明したダクト２０を、外気導入型データセンターに適用した例について説明する。なお、図１７において、図３と同一物には同一符号を付している。

本実施形態に係るデータセンター４０ａでは、図１７に示すように、空調機３０とダクト２０との間に、送風機３１、静圧センサ４８及びダンパ４２が配置されている。静圧センサ４８から出力される信号は制御部５０に伝達される。また、送風機３１は制御部５０からの信号に応じて動作し、ダンパ４２は制御部５０からの信号に応じて開閉する。

空調機３０の吸気口側には、制御部５０からの信号に応じて開閉するダンパ３３が設けられている。また、空調機３０内には、冷凍機（図示せず）からポンプ（図示せず）を介して冷媒が供給される熱交換器３２が配置されている。

データセンター４０ａの外には、外気導入部４１が配置されている。外気導入部４１は、外気から塵埃等を除去するためのフィルタ４１ａと、外気の温度及び湿度を検出する温湿度センサ４９とを有する。温湿度センサ４９から出力される信号は、制御部５０に伝達される。

外気導入部４１は、外気導入用ダクト４５を介して空調機３０に接続されている。但し、外気導入部４１を介して導入される外気は、空調機３０内の熱交換器３２よりも送風機３１側に入る。外気導入部４１と空調機３０との間のダクト４５内には、送風機４６と、ダンパ４３とが設けられている。送風機４６は制御部５０からの信号に応じて動作し、ダンパ４３は制御部５０からの信号に応じて開閉する。

更に、データセンター４０ａには、室内のエアーを屋外に排出するための排気口１８が設けられており、排気口１８には送風機４７とダンパ４４とが配置されている。送風機４７は制御部５０からの信号に応じて動作し、ダンパ４４は制御部５０からの信号に応じて開閉する。更にまた、データセンター４０ａには、ラック１１内に入るエアーの温度を検出する複数の温度センサ５１が設けられている。これらの温度センサ５０から出力される信号も、制御部５０に伝達される。

制御部５０は、静圧センサ４８で検出した圧力が予め設定された値となるように、送風機３１の回転数を制御する。また、制御部５０は、温度センサ５１の出力に基づいてダンパ４２の開度を調整する。

更に、制御部５０は、温湿度センサ４９の出力に基づいて送風機４６，４７及びダンパ３３，４３，４４を制御する。ダンパ４３，４４を開、ダンパ３３を閉、送風機４６，４７をオンにしたときには外気導入モードとなり、ダンパ４３，４４を閉、ダンパ３３を開、送風機４６，４７をオフにしたときには循環モードとなる。

なお、外気導入部４１、空調機３０及び送風機３１はエアー供給源の一例である。また、温湿度センサ４９は第１のセンサの一例であり、静圧センサ４８は第２のセンサの一例であり、温度センサ５１は第３のセンサの一例である。

以下、本実施形態に係るデータセンター４０ａの空調制御について説明する。

制御部５０は、温湿度センサ４９の出力から、外気の温度及び湿度を検出する。そして外気の温度及び湿度が所定の範囲内の場合、制御部５０は、外気導入モードにすべく、送風機４６，４７及びダンパ３３，４３，４４を制御する。なお、外気導入モードでは、空調機３０の熱交換器３２に冷媒を供給する冷凍機及びポンプはオフにする。

図１８は、外気導入モードにおけるエアーの流れを示す模式図である。

外気の温度及び湿度が所定の範囲内の場合、制御部５０は、ダンパ４３，４４を開とし、ダンパ３３を閉とするとともに、送風機４６，４７をオンとする。これにより、外気導入部４１、送風機４６及びダクト４５を介して空調機３０に外気が導入され、更に空調機３０から送風機３１を介してダクト２０に外気が供給されて、ダクト２０からラック１１の吸気面側（コールドアイル）にエアー（外気）が吹き出す。

ダクト２０からラック１１の吸気面側に吹き出したエアーは、ラック１１の吸気面からラック１１内に入り、ラック１１内の電子機器１２（図１２参照）を冷却する。そして、電子機器１２を冷却することにより温度が上昇したエアーは、ラック１１の排気面からホットアイルに排出される。ラック１１からホットアイルに排出された高温のエアーは、ホットアイルを上昇し、ダンパ４４及び送風機４７を介して排気口１８から屋外に排出される。

外気導入モードにおいて、制御部５０は、温度センサ５１の出力によりラック１１の吸気面側のエアーの温度を検出する。そして、制御部５０は、ラック１１の吸気面側のエアーの温度が設定値（例えば２０℃）よりも低い場合、吸気面側のエアーの温度が設定値になるように送風機３１の回転数を制御するとともに、ダンパ４２の開度を調整をする。

送風機３１の回転数を下げると、ラック１１から排出された高温のエアーの一部が、ラック１１の排気面側から吸気面側に廻り込む。この場合、前述したように本実施形態のダクト２０では、開口部２５の基端側の辺に風向板が設けられていないので、排気面側から吸気面側に廻りこんだ高温のエアーは、開口部２５のすぐ下でダクト２０から吹き出すエアーと混合される（図１３参照）。

例えば、外気温が１０℃であり、ラック１１から排出されるエアーの温度が３０℃であるとする。そして、制御部５０は、ラック１１の吸気面側のエアーの温度が２０℃となるように、ダンパ４２の開度及び送風機３１の回転数を制御するものとする。この場合、ダクト２０から吹き出すエアーの量と、ラック１１の排気面側から吸気面側に廻り込むエアーの量とが同じであれば、ラック１１の吸気面側のエアーの温度は２０℃となる。

従来の外気導入型のデータセンターでは、室内に導入するエアーの温度が低すぎると、結露や静電気等により電子機器に不具合が発生するおそれがあるため、電子機器に不具合が発生しないように室内に導入する外気の温度の下限値を比較的高く設定している。

例えば電子機器の吸気許容温度の下限値が１８℃であり、外気の温度が１０℃であるとすると、従来のデータセンターでは室内に外気を導入せず、循環モードで動作する。

しかし、本実施形態に係るデータセンター４０ａでは、上述したように１０℃の外気を室内に導入しても、ラック１１内に入るエアーの温度は２０℃になる。

このように、本実施形態のデータセンター４０ａでは、外気の温度が電子機器の吸気許容温度の下限値よりも低い場合であっても、室内に外気を導入することができる。

一方、外気の温度及び湿度が所定の範囲から外れている場合、制御部５０は、循環モードにすべく、送風機４６，４７及びダンパ３３，４３，４４を制御する。

すなわち、制御部５０は、温湿度センサ４９の出力により外気の温度又は湿度が所定の範囲外であると判定した場合、送風機４６，４７をオフにし、ダンパ３３を開、ダンパ４３，４４を閉にする。また、循環モードでは、空調機３０の熱交換器３２に冷媒を供給する冷凍機及びポンプをオンにする。

図１９は、循環モードにおけるエアーの流れを示す模式図である。

フィルタ３３を介して空調機３０内に導入されたエアーは、熱交換器３２により冷却される。そして、送風機３１及びダンパ４２を介してダクト２０に送られ、ダクト２０からラック１１の吸気面側に吹き出す。

ダクト２０から吹き出したエアーは、ラック１１の吸気面からラック１１内に入り、ラック１１内の電子機器１２（図１２参照）を冷却する。電子機器１２を冷却することにより温度が上昇したエアーは、ラック１１の排気面からホットアイルに排出される。

ホットアイルに排出されたエアーは、ホットアイルを上昇した後、天井に沿って空調機３０側に移動し、空調機３０の吸気口から空調機３０内に入る。そして、空調機３０内で冷却された後、再度ダクト２０に送られる。

上述したように、本実施形態に係るデータセンター４０ａは、外気の温度及び湿度が所定の範囲内のときは、室内に外気を導入してラック１１内の電子機器１２を冷却する。これにより、第１の実施形態のデータセンター４０に比べて、空調に要する電力をより一層削減できるという効果を奏する。

また、本実施形態のデータセンター４０ａでは、前述したようにデータセンター４０ａ内に導入する外気の温度が低い場合であっても、外気の導入量を調整することで電子機器１２に不具合が発生することを回避する。その場合、送風機３１の回転数が少なくなるので、送風機３１で消費する電力も削減される。

一般的に、送風機の消費電力は風量の２乗〜３乗に比例する。従って、送風機３１の風量が５０％になると、送風機３１で消費する電力は１／４〜１／８に削減される。

以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）エアー供給源から供給されるエアーが通流する流路が設けられたダクト本体と、
前記ダクト本体に設けられた開口部と、
前記開口部の辺に沿って設けられ、前記エアー供給源側が開放された風向板と
を有することを特徴とするダクト。

（付記２）前記開口部が矩形であり、前記風向板は前記エアー供給源側の辺以外の３つの辺に沿って設けられていることを特徴とする付記１に記載のダクト。

（付記３）前記ダクト本体の長手方向をＸ、前記ダクト本体の幅方向をＹ、前記Ｘ，Ｙに直交する方向をＺとしたときに、風向板のＺ方向の長さｚが、前記開口部のＸ方向の長さｘ以上（ｚ≧ｘ）であることを特徴とする付記２に記載のダクト。

（付記４）前記風向板は、湾曲した形状であることを特徴とする付記１に記載のダクト。

（付記５）前記流路の断面積（エアー流れ方向に直交する断面の面積）が、前記エアー供給源側が大きく、その反対側が小さいことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載のダクト。

（付記６）電子機器が収納された複数のラックと、
前記ラックの吸気面側の上方に配置されたダクトとを有するデータセンターにおいて、
前記ダクトが、
エアー供給源から供給されるエアーが通流する流路が設けられたダクト本体と、
前記ダクト本体に設けられた開口部と、
前記開口部の辺に沿って設けられ、前記エアー供給源側が開放された風向板とを有する
ことを特徴とするデータセンター。

（付記７）前記エアー供給源が、
空調機と、前記空調機から供給されるエアーを前記ダクトに送る送風機とを備えることを特徴とする付記６に記載のデータセンター。

（付記８）前記エアー供給源が、
屋外のエアーを前記ラックが配置された室内に導入する外気導入部と、前記外気導入部により導入されたエアーを前記ダクトに送る送風機とを備えることを特徴とする付記６に記載のデータセンター。

（付記９）前記屋外のエアーの温度を検出する第１のセンサと、
空調機と、
前記外気導入部と前記送風機との間に配置された第１のダンパと、
前記第１のセンサの出力に応じて前記第１のダンパを制御する制御部とを有し、
前記送風機は、前記第１のダンパの開閉に応じて、前記外気導入部により導入されるエアーと前記空調機から供給されるエアーのいずれか一方を前記ダクトに送ることを特徴とする付記８に記載のデータセンター。

（付記１０）前記送風機と前記ダクトとの間に配置されて圧力を検出する第２のセンサを有し、前記制御部は前記第２のセンサの出力に応じて前記送風機の回転数を制御することを特徴とする付記９に記載のデータセンター。

（付記１１）前記送風機と前記ダクトとの間に配置された第２のダンパと、前記ラックの吸気面側のエアーの温度を検出する第３のセンサとを有し、前記制御部は前記第３のセンサの出力に応じて前記第２のダンパの開度を制御することを特徴とする付記１０に記載のデータセンター。

（付記１２）前記開口部が矩形であり、前記風向板は前記エアー供給源側の辺以外の３つの辺に沿って設けられていることを特徴とする付記６に記載のデータセンター。

（付記１３）前記風向板は、湾曲した形状であることを特徴とする付記６に記載のデータセンター。

１１…ラック、１２…電子機器、１３，３０…空調機、１８…排気口、２０…ダクト、２１…ダクト本体、２２ａ，２２ｂ…仕切り板、２５…開口部、２６，２６ａ，２６ｂ，２７…風向板、３１，４６，４７…送風機、３２…熱交換器、３３，４２，４３，４４…ダンパ、４０，４０ａ…データセンター、４１…外気導入部、４１ａ…フィルタ、４５…外気導入用ダクト、４８…静圧センサ、４９…温湿度センサ、５０…制御部、５１…温度センサ。

Claims (6)

1. エアー供給源から供給されるエアーが通流する流路が設けられたダクト本体と、
   前記ダクト本体に設けられた３個以上の矩形の開口部と、
   前記開口部の各々の前記ダクト本体の外側に設けられた３個以上の風向板と
   を有し、
   前記風向板は前記エアー供給源側の辺以外の３つの辺に沿って設けられ、
   前記３個以上の風向板のうち、前記流路の両端に配置された風向板の鉛直方向の長さは、他の風向板の鉛直方向の長さよりも長いことを特徴とするダクト。
2. 前記ダクト本体の長手方向をＸ、前記ダクト本体の幅方向をＹ、前記Ｘ，Ｙに直交する方向をＺとしたときに、風向板のＺ方向の長さｚが、前記開口部のＸ方向の長さｘ以上（ｚ≧ｘ）であることを特徴とする請求項１に記載のダクト。
3. 前記流路の断面積（エアー流れ方向に直交する断面の面積）が、前記エアー供給源側が大きく、その反対側が小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のダクト。
4. 電子機器が収納された複数のラックと、
   前記ラックの吸気面側の上方に配置されたダクトとを有するデータセンターにおいて、
   前記ダクトが、
   エアー供給源から供給されるエアーが通流する流路が設けられたダクト本体と、
   前記ダクト本体に設けられた３個以上の矩形の開口部と、
   前記開口部の各々の前記ダクト本体の外側に設けられた３個以上の風向板とを有し、
   前記風向板は前記エアー供給源側の辺以外の３つの辺に沿って設けられ、
   前記３個以上の風向板のうち、前記流路の両端に配置された風向板の鉛直方向の長さは、他の風向板の鉛直方向の長さよりも長いことを特徴とするデータセンター。
5. 前記エアー供給源が、
   屋外のエアーを前記ラックが配置された室内に導入する外気導入部と、前記外気導入部により導入されたエアーを前記ダクトに送る送風機とを備えることを特徴とする請求項４に記載のデータセンター。
6. 前記屋外のエアーの温度を検出するセンサと、
   空調機と、
   前記外気導入部と前記送風機との間に配置されたダンパと、
   前記センサの出力に応じて前記ダンパを制御する制御部とを有し、
   前記送風機は、前記ダンパの開閉に応じて、前記外気導入部により導入されるエアーと前記空調機から供給されるエアーのいずれか一方を前記ダクトに送ることを特徴とする請求項５に記載のデータセンター。

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