JP6660727B2 - 外気利用型冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、外気を利用して発熱体を冷却する外気利用型冷却システムに関する。

外気を清浄化して温度および湿度を調節した給気をデータセンターのサーバ室の室内へ供給する外調機と、外気および室内からの還気を循環させるための空気搬送ダクトと、屋外から外気を導入する外気取入口と、屋外へ排気を行う排気口と、外気の温度および湿度の状況に応じて外気と還気との混合、外気の除湿、外気の加湿、外気の冷却のうちの少なくとも１つを行う複数の運転モードをあらかじめ設定し、外気取入口から導入した外気の温度および湿度の状況に応じて運転モードを判定する演算制御装置とを備え、その演算制御装置の運転モードの判定結果に基づいて運転モードを変更し、外調機から室内に供給される給気を所定の温度および湿度に調整する外気冷房システムが開示されている（特許文献１参照）。

演算制御装置は、外気取入口から導入した外気の温度または湿度の状況が変動して現在の運転モードの境界を超えたときに、運転モード変更の見極め時間を設定する第１機能と、外気の温度および湿度の状況に基づいて、現在の運転モードにおいて外調機からサーバ室の室内に供給される給気の湿度を予測する第２機能と、第２機能で予測した給気の湿度が予め設定した室内の管理許容湿度範囲の上限値を超えずかつ下限値を下回らない場合、見極め時間経過後に、運転モードを変更し、第２機能で予測した給気の湿度が予め設定した室内の管理許容湿度範囲の上限値を超えるまたは下限値を下回る場合、見極め時間を待たずに、直ちに運転モードを変更する第３機能とを有する。

特開２０１３−９２２９８号公報

特許文献１に開示の外気冷房システムは、冬期および中間期（春・秋）に外気を活用する外気冷房方式を採用し、外気冷房運転中に外気の温度または湿度が急激に変動したとしても、外調機からサーバ室の室内へ吹出す給気の湿度が急激に変動することを抑制することが可能となり、外気冷房運転時において室内環境の最適化を図ることができる。

データセンターのサーバ室の室内に複数台のサーバラックが設置され、それらサーバラックにサーバを含む複数台の情報処理機器が据え付けられている場合、外調機や空調機、排気ファンに故障や点検のための停止が生じてもデータセンターの運用を継続するためにサーバ室に必要な空調風量を維持する複数台の外調機が設置されるとともに、サーバ室の室内に設置されたサーバラックに給気された熱空気をサーバ室の室外に排気する複数台の排気ファンが設置される。

省エネルギーを実現するために外気を取り入れてその外気を冷房に利用する外気冷房を行う場合、データセンターのサーバ室の室内温度や湿度に応じてそれら外調機毎に給気ファンの外気取入風量が調節され、外気取入風量が各給気ファン毎に変動するが、それら給気ファンとそれら排気ファンとの最適な連動を図ることが難しく、外気取入風量と排気風量とのエアバランスが容易に崩れ、サーバ室内部の空調空気の風量分布が乱れたり、サーバ室の内外で空調空気の逆流を生じ、設計どおりの冷房空調を行うことができなくなる場合がある。

本発明の目的は、外気ファンの外気取入風量が変動したとしても、その変動に排気ファンの排気風量が追従し、外気取入風量と排気風量とのエアバランスを維持することができ、設計仕様を満たす冷房空調を実現することができる外気利用型冷却システムを提供することにある。本発明の他の目的は、冷却室の過度の室圧変動を防ぐことができ、冷却室の損傷を防止することができる外気利用型冷却システムを提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、所定温度の発熱体が設置された建造物に発熱体よりも低い温度の外気を取り入れて発熱体を冷却する外気利用型冷却システムである。

前記前提における本発明の特徴としては、建造物が、発熱体が設置されて発熱体を冷却する冷却室と、外気と発熱体を冷却した後の熱空気とが流入しつつ、発熱体を冷却するための冷却空気を冷却室に給気する給気室とを備え、冷却システムが、給気室に外気を給気する少なくとも１台の外気ファンと、冷却空気を給気室から冷却室に給気する少なくとも１台の給気ファンと、熱空気を冷却室から外部に排気する少なくとも１台の排気ファンと、給気室に設置されて給気室の室圧を検出する室圧検出部と、外気ファンに個別に接続されて冷却室の温度を測定する温度センサとを備え、冷却システムは、温度センサが測定した測定温度が設定温度を超過した場合、測定温度が設定温度を超過した温度センサを接続した外気ファンの外気取入風量を増加させる外気取入風量第１調節手段と、温度センサが測定した測定温度が設定温度未満になった場合、測定温度が設定温度未満になった温度センサを接続した外気ファンの外気取入風量を減少させる外気取入風量第２調節手段と、外気取入風量第１調節手段によって外気ファンのうちの少なくとも１台の外気取入風量が増加し、室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧を超過した場合、排気ファンのうちの少なくとも１台の排気風量を増加させる排気風量第１調節手段と、外気取入風量第２調節手段によって外気ファンのうちの少なくとも１台の外気取入風量が減少し、室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧未満になった場合、排気ファンのうちの少なくとも１台の排気風量を減少させる排気風量第２調節手段とを有することにある。

本発明の一例としては、冷却システムが、発熱体を冷却した後の熱空気を給気室に還流させ、外気と熱空気とを混合して作られた冷却空気を冷却室に送気する外気第１冷却運転を実施する。

本発明の他の一例としては、冷却システムが、発熱体を冷却した後の熱空気を給気室に還流させることなく、外気を冷却空気として冷却室に送気する外気第２冷却運転を実施する。

本発明の他の一例として、冷却システムでは、外気ファンから給気室に給気される外気の外気取入風量が各外気ファン毎に異なっている。

本発明の他の一例として、冷却システムでは、排気ファンの台数が外気ファンの台数よりも少なく、または、排気ファンの台数が外気ファンの台数よりも多い。

本発明の他の一例としては、建造物が、発熱体を冷却した後の熱空気が流入しつつ、熱空気を外部に排気する排気室を備え、排気ファンが排気室に設置されている。

本発明の他の一例としては、給気ファンが空気の温湿度を調節可能な空調機能を有する空調機に設置されている。

本発明の他の一例としては、建造物がデータセンターであり、発熱体が冷却室のサーバラックに設置された複数台の情報処理機器であり、冷却空気がそれらサーバラックに給気される。

本発明にかかる外気利用型冷却システムによれば、室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧を超過した場合、給気室に対する外気の給気風量が増加したと判断する。冷却システムでは、給気風量と排気風量とのエアバランスを維持するため、差圧が設定圧になるように、排気ファンのうちの少なくとも１台の排気風量を増加させる排気風量第１調節手段を実施するから、サーバ室の熱負荷の増大や停止していた外気ファンの運転復帰等の所定の原因によって外気ファンの外気取入風量が増加したとしても、外気ファンの状態信号（運転、停止、故障等）を制御条件に用いずに排気ファンの排気風量を増加させることで、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。外気利用型冷却システムは、室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧未満になった場合、給気室に対する外気の給気風量が減少したと判断する。冷却システムでは、給気風量と排気風量とのエアバランスを維持するため、差圧が設定圧になるように、排気ファンのうちの少なくとも１台の排気風量を減少させる排気風量第２調節手段を実施するから、冷却室の熱負荷の減少や外気ファンの運転停止指令、排気ファンの故障、メンテナンスのための停止等の所定の原因によって外気ファンの外気取入風量が減少したとしても、外気ファンの状態信号（運転、停止、故障等）を制御条件に用いずに排気ファンの排気風量を減少させることで、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。外気利用型冷却システムは、室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧を算出し、その差圧と設定圧とを比較することにより、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持することができるから、外気ファンや排気ファンを個別の条件判断によってその風量を制御する必要はなく、外気ファンや排気ファンの各々に監視ポイントを設置する必要や外気ファンや排気ファンの送気量値を用いて制御判断機構を構築する必要はなく冷却室におけるエアバランスを維持することができ、冷却室の過度の室圧変動を防ぐことができ、冷却室の損傷を防止することができるとともに、冷却室に設置された発熱体を確実に冷却することができる。

外気利用型冷却システムは、外気ファンに個別に接続されて冷却室の温度を測定する温度センサと、温度センサが測定した測定温度が設定温度を超過した場合、測定温度が設定温度を超過した温度センサを接続した外気ファンの外気取入風量を増加させる外気取入風量第１調節手段と、温度センサが測定した測定温度が設定温度未満になった場合、測定温度が設定温度未満になった温度センサを接続した外気ファンの外気取入風量を減少させる外気取入風量第２調節手段とを含み、冷却室に設置された各発熱体の温度が上昇したとしても、各発熱体の温度負荷に応じて外気ファンの外気取入風量を個別に増加させることで、空調機の冷却熱に代わる外気冷熱によって各発熱体を確実に冷却することができ、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を防ぐことができる。また、各発熱体の温度が低下したとしても、各発熱体の温度負荷に応じて外気ファンの外気取入風量を個別に減少させることで、外気ファン動力の無駄なエネルギーを消費することなく、システムの省エネルギー化を図ることができる。外気利用型冷却システムは、温度センサが測定した測定温度が設定温度を超過し、外気ファンの外気取入風量が増加した場合、排気ファンの排気風量を増加させ、温度センサが測定した測定温度が設定温度未満になり、外気ファンの外気取入風量が減少した場合、排気ファンの排気風量を減少させるから、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、冷却室における過度の室圧変動を防ぐことができるとともに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システムは、外気取入風量第１調節手段によって外気ファンのうちの少なくとも１台の外気取入風量が増加し、室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧を超過した場合に排気風量第１調節手段が実施され、外気取入風量第２調節手段によって外気ファンのうちの少なくとも１台の外気取入風量が減少し、室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧未満になった場合に排気風量第２調節手段が実施され、外気取入風量第１調節手段を実施したことによって給気室の室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧を超過した場合、差圧が設定値になるように排気ファンの排気風量を増加させるから、外気ファンの外気取入風量が増加したとしても、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持することができるとともに、外気を各発熱体の冷却に利用することで、システムの省エネを図りつつ、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を防ぐことができる。また、外気取入風量第２調節手段を実施したことによって給気室の室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧未満になった場合、差圧が設定値になるように排気ファンの排気風量を減少させるから、外気ファンの外気取入風量が減少したとしても、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持することができるとともに、外気を各発熱体の冷却に利用することで、システムの省エネを図りつつ、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を防ぐことができる。

発熱体を冷却した後の熱空気を給気室に還流させ、外気と熱空気とを混合して作られた冷却空気を冷却室に送気する外気利用第１冷却運転を実施する外気利用型冷却システムは、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持することができるとともに、外気を発熱体の冷却に利用することで、システムにおける省エネルギー化を図りつつ、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

発熱体を冷却した後の熱空気を給気室に還流させることなく、外気を冷却空気として冷却室に送気する外気利用第２冷却運転を実施する外気利用型冷却システムは、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持しつつ発熱体よりも低い温度の外気を利用して発熱体を冷却することができるのみならず、外気のみを発熱体の冷却に利用することで、システムにおける大幅な省エネルギー化を図ることができるとともに、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

外気ファンから給気室に給気される外気の外気取入風量が各外気ファン毎に異なっている外気利用型冷却システムは、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持しつつ発熱体を冷却することができるのみならず、各発熱体の温度負荷に応じて外気ファンの外気取入風量を個別に増減させることで、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持しつつ、外気を各発熱体の冷却に利用することで、システムにおける省エネルギー化を図りつつ、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

排気ファンの台数が外気ファンの台数よりも少なく、または、排気ファンの台数が外気ファンの台数よりも多い外気利用型冷却システムは、給気室や冷却室の容積やファンの設置条件、発熱体の冷却条件によって排気ファンの台数が外気ファンの台数よりも少なくなる場合、または、排気ファンの台数が外気ファンの台数よりも多くなる場合があり、排気ファンと外気ファンとの台数や能力が異なった状態で外気ファンの外気取入風量が変動すると、一層エアバランスを維持する制御方法が複雑困難になるが、給気室の室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧に維持するように排気ファンの排気風量を増減させるから、排気ファンと外気ファンとの台数や能力が異なったとしても、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを安定して維持することができるとともに、外気を発熱体の冷却に利用することで、システムにおける省エネルギー化を図りつつ、各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

建造物が発熱体を冷却した後の熱空気が流入しつつ熱空気を外部に排気する排気室を備え、排気ファンが排気室に設置されている外気利用型冷却システムは、排気ファンを排気室に設置することで、風量分布の異なる冷却室内の熱空気を排気室に集合させて熱空気を建造物の外部へ排気することができ、発熱体が設置された冷却室に対する外気利用冷房を安定して行うことができる。外気利用型冷却システムは、冷却室に対する外気利用冷房を安定して行うことができるから、外気を発熱体の冷却に利用しつつ各発熱体の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

給気ファンが空気の温湿度を調節可能な空調機能を有する空調機に設置されている外気利用型冷却システムは、外気の温度が高く、外気の冷熱のみの利用では冷却室に設置された発熱体を十分に冷却することができない場合、空調機の空調機能を利用して給気ファンから冷却室に給気する冷却空気の温度を低下させることができるから、冷却空気によって発熱体を確実に冷却することができる。また、外気の湿度が適正ではなく、その湿度の外気をそのまま利用すると発熱体の故障の原因になる場合、空調機の調湿機能を利用して給気ファンから冷却室に給気する冷却空気の湿度を上昇または低下させることができるから、静電気の発生を防止しつつ、不適切な湿度による発熱体の故障の原因を取り除くことができる。

建造物がデータセンターであり、発熱体が冷却室のサーバラックに設置された複数台の情報処理機器であり、冷却空気がそれらサーバラックに給気される外気利用型冷却システムは、外気ファンの外気取入風量の増減にともなって排気ファンの排気風量を増減することで、外気ファンの外気取入風量と排気ファンの排気風量とのエアバランスを維持することができるから、複数台の情報処理機器が設置されたデータセンターの冷却室に対する外気利用冷房を行うことができ、システムの省エネを図りつつ、データセンターの冷却室に設置された情報処理機器を確実に冷却することができるとともに、それら情報処理機器の温度上昇による能力低下や故障を防ぐことができる。

外気利用型冷却システムを利用したデータセンターの一例を示す上面図。 データセンターに設置された外気利用型冷却システムの各構成機器の一例を示す上面図。 外気利用第１冷却運転の一例を示すデータセンターの側面図。 差圧が設定圧である場合の外気第１冷却運転の一例を示すシステムの上面図。 外気利用第１冷却運転中に外気ファンの外気取入風量の割合が増加した場合の一例を示すシステムの上面図。 排気風量第１調節手段の一例を実施した場合のシステムの上面図。 外気利用第１冷却運転中に外気ファンの外気取入風量の割合が減少した場合の一例を示すシステムの上面図。 排気風量第２調節手段の一例を実施した場合のシステムの上面図。 外気利用第２冷却運転の一例を示すデータセンター１１の側面図。 第２機械室が存在しない場合の建造物に設置された外気利用型冷却システムの各構成機器の他の一例を示す上面図。 第２機械室が存在しない場合の建造物に設置された外気利用型冷却システムの各構成機器の他の一例を示す上面図。

外気利用型冷却システム１０Ａを利用したデータセンター１１の一例を示す上面図である図１等の添付の図面を参照し、本発明にかかる外気利用型冷却システムの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、データセンター１１に設置された外気利用型冷却システム１０Ａの各構成機器の一例を示す上面図である。図２では、サーバラック１２の図示を省略している。図１では、前後方向を矢印Ａで示し、横方向を矢印Ｂで示す。

外気利用型冷却システム１０Ａは、データセンター１１（建造物）に設置され、データセンター１１に収容されたサーバやルータ等の各種複数の情報処理機器（発熱体）の冷却に利用される。なお、建造物としてデータセンター１１を例示しているが、外気利用型冷却システム１０Ａ（外気利用型冷却システム１０Ｂ，１０Ｃを含む）は、データセンター１１のみならず、所定温度に発熱する発熱体が設置され、その発熱体を冷却することが必要なあらゆる建造物に利用することができる。

データセンター１１は、複数のサーバラック１２（情報処理機器収納専用ラック）が据え付けられたサーバ室１３（冷却室）と、サーバ室１３に隣接して施設され、サーバ室１３に冷却空気を給気する第１機械室１４（給気室）と、サーバ室１３に隣接して第１機械室１４の反対側に施設され、サーバ室１３から熱空気を外部に排気する第２機械室１５（排気室）と、それら室１３〜１５に隣接する廊下１６とを備えている。熱空気は、第２機械室１５から屋外１７（排気側）に排気される。サーバ室１３や第１および第２機械室１４，１５、廊下１６は、側壁によって区画されているとともに、外壁によって外部と区画されている。

サーバラック１２は、複数のそれらが前後方向へ延びるとともに、横方向へ等間隔離間して並び、横方向へ互いに並行するようにサーバ室１３に設置・固定されている。サーバラック１２には、図示はしていないが、各種複数の情報処理機器が収容・設置されている。サーバ室１３では、それら情報処理機器が電源装置に接続され、情報処理機器の稼働時に運転熱によって自己発熱し、その温度が上昇するとともに、サーバ室１３の室内温度が上昇する。

横方向に隣接するそれらサーバラック１２の間には、前後方向へ延びるコールドアイル（図示せず）とホットアイル（図示せず）とが画成されている。コールドアイルとホットアイルとは、サーバラック１２を挟んで横方向へ交互に並んでいる。コールドアイルとホットアイルとは、サーバラック１２およびたれ壁（図示せず）によって仕切られている。コールドアイルは、通行可能な所定の容積を有し、冷却空気（冷風）が通流する。コールドアイルの床には、前後方向へ延びる冷却空気吹出パネルが取り付けられている。ホットアイルは、通行可能な所定の容積を有し、熱空気（温風）が通流する。ホットアイルの天井には、前後方向へ延びる熱空気吸込開口が形成されている。

外気利用型冷却システム１０Ａは、第１機械室１４（給気室）に外気を給気する第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（第１〜第ｎ外気ファン）と、第１機械室１４に給気された外気を空調する第１および第２空調機１９ａ，１９ｂと、第１機械室１４からサーバ室１５（冷却室）に冷却空気を送気する第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂ（第１〜第ｎ給気ファン）と、熱空気を第２機械室１５から屋外１７に排気する第１および第２排気ファン２０ａ，２０ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）と、差圧測定用基準圧を検出する基準圧検出部２２と、第１機械室１４の室圧を検出する室圧検出部２３と、サーバ室１３のコールドアイルの温度を測定する第１および第２温度センサ２４ａ，２４ｂ（第１〜第ｎ温度センサ）と、コントローラ２５（制御装置）とから構成されている。外気利用型冷却システム１０Ａは、所定温度に発熱したそれら情報処理機器よりも低い温度の外気を屋外２９（給気側）からサーバ室１３に取り入れ、その外気を利用してそれらサーバラック１３に収容されたそれら情報処理機器を冷却する。

第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂは、第１機械室１４に設置され、後記する外気利用第１冷却運転または外気利用第２冷却運転における第１機械室１４への外気の取り入れに使用される。それら外気ファン１８ａ，１８ｂは、第１機械室１４の外壁に沿って横方向へ所定寸法離間して並んでいる。それら外気ファン１８ａ，１８ｂにはマイクロコンピュータを備えた制御装置（図示せず）が接続され、それら外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量（出力）が各制御装置によってインバータ制御される。

第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂは、それら外気ファン１８ａ，１８ｂすべてがまとめて制御されることはなく、それら外気ファン１８ａ，１８ｂが各制御装置によって別個独立に制御される。したがって、外気ファン１８ａ，１８ｂから第１機械室１４に給気される外気の外気取入風量がそれら外気ファン１８ａ，１８ｂ毎に同一になる場合または異なる場合がある。

第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの制御装置には、設定温度が格納（記憶）されている。設定温度は、何時でも自由に変更することができる。第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの空気取入口には、エアフィルタ２６が設置されている。エアフィルタ２６は、外気ファン１８ａ，１８ｂに流入する外気に含まれる塵埃を除去する。図１，２では、２台の外気ファン１８ａ，１８ｂを図示しているが、外気ファンの台数に特に制限はなく、第１機械室１４の容積や第１機械室１４に対する外気ファンの設置条件、情報処理機器の冷却条件等によって３台以上の外気ファンが第１機械室１４に設置されていてもよく、第１機械室１４に外気ファンが１台だけ設置されていてもよい。

第１および第２空調機１９ａ，１９ｂは、床置き型であり、第１機械室１４の床に設置・固定されている。それら空調機１９ａ，１９ｂは、第１空調機１９ａが第１外気ファン１８ａに対向し、第２空調機１９ｂが第１外気ファン１８ｂに対向するように、第１機械室１４の側壁に沿って横方向へ所定寸法離間して並んでいる。空調機１９ａ，１９ｂには、空冷式や水冷式の空調機を使用することができる。それら空調機１９ａ，１９ｂの頂部には、外気とサーバ室１３から還流した熱空気との混合空気または外気の吸気口（図示せず）が作られている。それら空調機１９ａ，１９ｂの底部には、給気ダクト（図示せず）が取り付けられている。給気ダクトは、空調機１９ａ，１９ｂの底部からサーバ室１３の床下空間２７に向かって延びている。

図１，２では、２台の空調機１９ａ，１９ｂを図示しているが、空調機の台数に特に制限はなく、第１機械室１４の容積や第１機械室１４に対する空調機の設置条件、情報処理機器の冷却条件等によって３台以上の空調機が第１機械室１４に設置されていてもよく、第１機械室１４に空調機が１台だけ設置されていてもよい。また、外気ファン１８ａ，１８ｂと空調機１９ａ，１９ｂとが同数である必要はなく、外気ファンの台数と空調機の台数とが異なっていてもよい。

第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂは、第１給気ファン２０ａが第１空調機１９ａに設置（内蔵）され、第２給気ファン２０ｂが第２空調機１９ｂに設置（内蔵）されている。なお、複数台の給気ファンが各空調機１９ａ，１９ｂ毎に設置（内蔵）されていてもよい。それら給気ファン２０ａ，２０ｂは、第１給気ファン２０ａが第１外気ファン１８ａに対向し、第２給気ファン２０ｂが第１外気ファン１８ｂに対向するように、空調機１９ａ，１９ｂに設置された状態で第１機械室１４の側壁に沿って横方向へ所定寸法離間して並んでいる。それら給気ファン２０ａ，２０ｂは、外気利用第１冷却運転または外気利用第２冷却運転におけるサーバ室１３への冷却空気の送気に使用される。それら給気ファン２０ａ，２０ｂには、サーバ室１３への冷却空気の給気目標風量が事前に設定され、給気ファン２０ａ，２０ｂが設定された一定の給気目標風量で継続的に運転される。

第１および第２空調機１９ａ，１９ｂは、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂによって第１機械室１４に給気された外気をそのまま冷却空気（冷風）としてサーバ室１３の床下空間２７からコールドアイルに送気し、または、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂによって第１機械室１４に給気された外気の温湿度を調節した冷却空気（空調冷風）をサーバ室１３の床下空間２７からコールドアイルに送気する。

第１および第２空調機１９ａ，１９ｂは、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂによって第１機械室１４に給気された外気とサーバ室１３から還流（還気）した熱空気との混合空気を冷却空気（冷風）としてサーバ室１３の床下空間２７からコールドアイルに送気し、または、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂによって第１機械室１４に給気された外気とサーバ室１３から還流（還気）した熱空気との混合空気の温湿度を調節した冷却空気（空調冷風）をサーバ室１３の床下空間２７からコールドアイルに送気する。

第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂは、第２機械室１５に設置され、外気利用第１冷却運転または外気利用第２冷却運転における熱空気の屋外１７への排気に使用される。それら排気ファン２１ａ，２１ｂは、第２機械室１５の外壁に沿って横方向へ所定寸法離間して並んでいる。それら排気ファン２１ａ，２１ｂにはマイクロコンピュータを備えた制御装置（図示せず）が接続され、それら排気ファン２１ａ，２１ｂの排気風量（出力）が各制御装置によってインバータ制御される。それら排気ファン２１ａ，２１ｂの制御装置は、信号線または無線を介してコントローラ２５に接続されている。

第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂは、それら排気ファン２１ａ，２１ｂすべてがまとめて一括制御される。したがって、それら排気ファン２１ａ，２１ｂから排気される熱空気の排気風量が同一となる。なお、それら排気ファン２１ａ，２１ｂが個別独立に制御される場合もある。この場合、それら排気ファン２１ａ，２１ｂから排気される熱空気の排気風量が異なる。

図１，２では、２台の排気ファン２１ａ，２１ｂを図示しているが、排気ファンの台数に特に制限はなく、第２機械室１５の容積や第２機械室１５に対する排気ファンの設置条件、熱空気の排気条件等によって３台以上の排気ファンが第２機械室１５に設置されていてもよく、第２機械室１５に排気ファンが１台だけ設置されていてもよい。また、排気ファン２１ａ，２１ｂの台数（２台）と外気ファン１８ａ，１８ｂの台数（２台）とが同数であるが、排気ファンの台数が外気ファンの台数より少なくてもよく、排気ファンの台数が外気ファンの台数より多くてもよい。

基準圧検出部２２は、廊下１６の所定の位置に設置されている。基準圧検出部２２は、廊下１６の他に、筐体に収容された状態で外部（データセンター１１の屋外）に設置されていてもよい。基準圧検出部２２は、信号線または無線を介してコントローラ２５に接続され、廊下１６の差圧測定用基準圧を検出（測定）しつつ、検出した差圧測定用基準圧をコントローラ２５に送信する。室圧検出部２３は、第１機械室１４の所定の位置に設置されている。室圧検出部２３は、信号線または無線を介してコントローラ２５に接続され、第１機械室１４（給気室）の室圧を検出（測定）しつつ、測定した室圧をコントローラ２５に送信する。

第１および第２温度センサ２４ａ，２４ｂは、サーバ室１３のコールドアイルまたはコールドアイルの側に位置するサーバラック１２に設置され、サーバ室１３において横方向へ所定寸法離間して並んでいる。第１温度センサ２４ａは、信号線または無線を介して第１外気ファン１８ａの制御装置に接続され、第２温度センサ２４ｂは、信号線または無線を介して第２外気ファン１８ｂの制御装置に接続されている。それら温度センサ２４ａ，２４ｂは、サーバ室１３のコールドアイルの温度を測定しつつ、測定した温度を第１および第２外気ファン１８ａ,１８ｂの制御装置に送信する。

コントローラ２５には、中央処理部およびメモリを備えたマイクロコンピュータと記憶デバイスとが内蔵されている。コントローラ２５には、テンキーユニット（図示せず）やディスプレイ（図示せず）等の入出力装置が接続されている。コントローラ２５の記憶デバイスには、設定圧が格納（記憶）されている。設定圧は、何時でも自由に変更することができる。コントローラ２５は、基準圧検出部２２から送信された廊下１６の差圧測定用基準圧と室圧検出部２３から送信された第１機械室１４の室圧との差圧を算出し、差圧が設定圧から外れた場合、差圧が設定圧になるように、信号線または無線を介して排気ファン２１ａ，２１ｂの制御装置に排気風量増加信号または排気風量減少信号を送信する。

図３は、外気利用第１冷却運転の一例を示すデータセンター１１の側面図であり、図４は、差圧が設定圧である場合の外気利用第１冷却運転の一例を示すシステム１０Ａの上面図である。図５は、外気利用第１冷却運転中に外気ファン１８ｂの外気取入風量の割合が増加した場合の一例を示すシステム１０Ａの上面図であり、図６は、排気風量第１調節手段の一例を実施した場合のシステム１０Ａの上面図である。図３は、冬期において実施される外気利用第１冷却運転を示す。図３では、空気（外気や冷却空気、熱空気）の流れを矢印Ｌ１〜Ｌ４で示す。

データセンター１１の第１機械室１４とサーバ室１３とを仕切る側壁の頂部（天井空間２８に位置する側壁）には、サーバ室１３から第１機械室１４に向かって熱空気が通流する還流開口（図示せず）が作られ、サーバ室１３と第２機械室１５とを仕切る側壁の頂部（天井空間２８に位置する側壁）には、サーバ室１３から第２機械室１５に向かって熱空気が通流する排気開口（図示せず）が作られている。

外気温度が低い冬期において行われる外気利用第１冷却運転では、図３に矢印Ｌで示すように、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（屋外２９）から第１機械室１４に外気Ｌ４が給気されているとともに、サーバ室１３からの熱空気Ｌ３が第１機械室１４に還流し、外気Ｌ４と熱空気Ｌ３とが第１機械室１４において混合して混合空気Ｌ１が作られる。混合空気Ｌ１は、第１および第２空調機１９ａ，１９ｂの頂部の吸気口からそれら空調機１９ａ，１９ｂの内部に流入する。

第１および第２空調機１９ａ，１９ｂは、混合空気Ｌ１の温度や湿度を調節し、給気ファン２０ａ，２０ｂを利用して温湿度を調節した混合空気Ｌ１を冷却空気として給気ダクトからサーバ室１３の床下空間２７に送気する。なお、混合空気Ｌ１の温度や湿度を調節することなく、第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂを利用して混合空気Ｌ１を冷却空気Ｌ２として給気ダクトからサーバ室１３の床下空間２７に送気する場合もある。

冷却空気Ｌ２は、図３に示すように、サーバ室１３の床下空間２７から冷却空気吹出パネルを通過してコールドアイルに流入する。コールドアイルに流入した冷却空気Ｌ２は、サーバラック１２の側方からラック１２に流入し、サーバラック１２に設置された情報処理機器を冷却する。情報処理機器を冷却した冷却空気Ｌ２は、情報処理機器から熱を吸収することで熱空気Ｌ３に変わる。熱空気Ｌ３は、サーバラック１２の側方から流出してホットアイルに流入する。ホットアイルに流入した熱空気Ｌ３は、ホットアイルの天井の熱空気吸込開口から天井空間２８に流入し、その一部分が天井空間２８から還流開口を通流して第１機械室１４に還流（流入）するとともに、残余部分が天井空間２８から排気開口を通流して第２機械室１５に流入する。

第１機械室１４では、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂによって第１機械室１４に給気された外気Ｌ４と天井空間２８から第１機械室１４に還流した熱空気Ｌ３の一部分との混合空気Ｌ１が作られ、空調された混合空気Ｌ１またはその混合空気Ｌ１自体が冷却空気Ｌ２として再び床下空間２７からサーバ室１３のコールドアイルに給気される。第２機械室１５では、そこに流入した熱空気Ｌ３の残余部分が排気ファン２１ａ，２１ｂよって屋外１７（排気側）に排気（放出）される。

外気利用第１冷却運転において、たとえば図４に示すように、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量の割合が４０％、第１および第２空調機１９ａ，１９ｂ（第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂ）の送気風量の割合が５０％、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂの排気風量の割合が４０％、サーバ室１３から第１機械室１４に還流する熱空気の還気風量の割合が２０％である場合、第１機械室１４に給気される外気取入風量の割合が８０％、サーバ室１３に送気される冷却空気の給気風量の割合が１００％、第２機械室１５から吹く抜け１７に排気される熱空気の排気風量の割合が８０％、サーバ室１３から第１機械室１４に還流する熱空気の還気風量の割合が２０％になり、外気の外気取入風量と排気風量とが一致し、それら室１３〜１５のエアバランスが維持されている。なお、外気取入風量の割合や送気風量の割合、排気風量の割合は、サーバ室１３に供給される風量を１００％としたときに各室１３〜１５においてエアバランスを維持するために決定される風量割合である。

図４の状態においてコントローラ２５は、基準圧検出部２２から送信された差圧測定用基準圧と室圧検出部２３から送信された室圧との差圧を算出し、差圧と設定圧とを比較する。コントローラ２５は、差圧と設定圧とを比較した結果、差圧が設定圧（または設定圧の範囲内）であると判断した場合、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂの排気風量を変更（増減）することなく外気利用第１冷却運転を継続する。

図４の状態で外気利用第１冷却運転を継続中、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの制御装置は、第１および第２温度センサ２４ａ，２４ｂから送信された測定温度と設定温度とを比較する。所定の原因によって情報処理機器の温度が上昇し、第２温度センサ２４ｂから送信された測定温度と設定温度とを比較した結果、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）を超過した場合、第２外気ファン１８ｂの制御装置は、測定温度が設定温度（設定温度の範囲内）になるように、第２外気ファン１８ｂをインバータ制御し、第２外気ファン１８ｂの外気取入風量（出力）を増加させる（外気取入風量第１調節手段）。なお、第１温度センサ２４ａから送信された測定温度が設定温度（設定温度の範囲内）である場合、第１外気ファン１８ａの外気取入風量は同一のまま維持される。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第１冷却運転において、サーバ室１３に設置された各情報処理機器の温度が上昇したとしても、各情報処理機器の温度に応じて第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量を個別に増加させることで、各情報処理機器を確実に冷却することができ、外気冷房を活用しつつ各情報処理機器の温度上昇による能力低下や故障を防ぐことができる。

外気利用第１冷却運転において外気取入風量第１調節手段を実施すると、たとえば図５に示すように、外気取入風量第１調節手段によって第２外気ファン１８ｂの外気取入風量の割合が４０％から５０％に増加する。第２外気ファン１８ｂの外気取入風量の割合が増加すると、第１機械室１４に給気される外気取入風量の割合が９０％に増加するが、排気風量の割合が８０％のままであるから、外気の外気取入風量が排気風量よりも多くなり、第１機械室１４の室圧が瞬間的に上昇する。

第１機械室１４の室圧が上昇すると、差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）を超過する。コントローラ２５は、外気利用第１冷却運転を実施中に、算出した差圧と設定圧とを比較した結果、差圧が設定圧（または設定圧の範囲）を超過した場合、第１機械室１４に対する外気の給気風量が増加し、サーバ室１３に送気される冷却空気の風量が増加したと判断する。コントローラ２５は、差圧が設定圧（または設定圧の範囲内）になるように、たとえば図６に示すように、第２排気ファン２１ｂの制御装置に排気風量の割合を４０％から５０％に増加させる排気風量割合増加信号を送信する。

排気風量割合増加信号を受信した第２排気ファン２１ｂの制御装置は、第２排気ファン２１ｂをインバータ制御し、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を４０％から５０％に増加させる（排気風量第１調節手段）。なお、第１排気ファン２１ａの排気風量の割合を増加させることもできる。たとえば、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を維持しつつ、第１排気ファン２１ａの排気風量の割合を４０％から５０％に増加させる。また、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂの両者の排気風量の割合を均等に増加させることもできる。たとえば、第１排気ファン２１ａの排気風量の割合を４０％から４５％に増加させ、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を４０％から４５％に増加させる。

排気風量第１調節手段によって、第１機械室１４に給気される外気取入風量の割合が９０％、サーバ室１３に送気される冷却空気の給気風量の割合が１００％、第２機械室１５から吹く抜け１７に排気される熱空気の排気風量の割合が９０％、サーバ室１３から第１機械室１４に還流する熱空気の還気風量の割合が１０％に変化し、外気取入風量と排気風量とが一致する。図６の状態においてコントローラ２５は、算出した差圧と設定圧とを比較した結果、差圧が設定圧（または設定圧の範囲内）であると判断した場合、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を変更（増加）した状態で外気利用第１冷却運転を継続する。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第１冷却運転を実施中に、室圧検出部２３が検出した室圧と基準圧検出部２２が検出した差圧測定用基準圧との差圧が設定圧を超過した場合、差圧が設定圧になるように、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を増加させる排気風量第１調節手段を実施するから、所定の原因によって第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（第１〜第ｎ外気ファン）の外気取入風量の割合が増加したとしても、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を増加させることで、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量と第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）の排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

図７は、外気利用第１冷却運転中に外気ファン１８ｂの外気取入風量の割合が減少した場合の一例を示すシステム１０Ａの上面図であり、図８は、排気風量第２調節手段の一例を実施した場合のシステム１０Ａの上面図である。図４の状態で外気利用第１冷却運転を継続中、所定の原因によって情報処理機器の温度が低下し、第２温度センサ２４ｂから送信された測定温度と設定温度とを比較した結果、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）未満になった場合、第２外気ファン１８ｂの制御装置は、測定温度が設定温度（設定温度の範囲内）になるように、第２外気ファン１８ｂをインバータ制御し、第２外気ファン１８ｂの外気取入風量を減少させる（外気取入風量第２調節手段）。なお、第１温度センサ２４ａから送信された測定温度が設定温度（設定温度の範囲内）である場合、第１外気ファン１８ａの外気取入風量は同一のまま維持される。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第１冷却運転中にサーバ室１３に設置された各情報処理機器の温度が低下した場合、各情報処理機器の温度負荷に応じて第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（第１〜第ｎ外気ファン）の外気取入風量の割合を個別に減少させることで、外気ファン動力の無駄なエネルギーを消費することなく、システム１０Ａの省エネルギー化を図ることができる。

なお、外気取入風量第２調節手段によって第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量の割合を強制的に減少させる場合の他に、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂに設置されたエアフィルタ２６の目詰まりによって外気取入風量の割合が減少する場合、または、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの出力低下や故障等によってそれら外気ファン１８ａ，１８ｂのいずれかの外気取入風量の割合が減少する場合、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの点検や修理等によってそれら外気ファン１８ａ，１８ｂのいずれかの運転が停止して外気取入風量の割合が減少する場合がある。

外気利用第１冷却運転において外気取入風量第２調節手段を実施すると、たとえば図７に示すように、外気取入風量第１調節手段によって第２外気ファン１８ｂの外気取入風量の割合が４０％から３０％に減少する。第２外気ファン１８ｂの外気取入風量の割合が減少すると、第１機械室１４に給気される外気取入風量の割合が７０％に減少するが、排気風量の割合が８０％のままであるから、外気取入風量が排気風量よりも少なくなり、第１機械室１４の室圧が瞬間的に低下する。なお、エアフィルタ２６の目詰まりや第１〜第３外気ファン１８ａ〜１８ｃの出力低下や故障、点検、修理等によって外気取入風量が減少し、第１機械室１４の室圧が低下する場合もある。

第１機械室１４の室圧が低下すると、差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になる。コントローラ２５は、外気利用第１冷却運転を実施中に、算出した差圧と設定圧とを比較した結果、差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になった場合、第１機械室１４に対する外気の給気風量が減少し、サーバ室１３に送気される冷却空気の風量が減少したと判断する。コントローラ２５は、差圧が設定圧（または設定圧の範囲内）になるように、たとえば図８に示すように、第２排気ファン２１ｂの制御装置に排気風量の割合を４０％から３０％に減少させる排気風量割合減少信号を送信する。

排気風量割合減少信号を受信した第２排気ファン２１ｂの制御装置は、第２排気ファン２１ｂをインバータ制御し、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を４０％から３０％に減少させる（排気風量第２調節手段）。なお、第１排気ファン２１ａの排気風量の割合を減少させることもできる。たとえば、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を維持しつつ、第１排気ファン２１ａの排気風量の割合を４０％から３０％に減少させる。また、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂの両者の排気風量を均等に減少させることもできる。たとえば、第１排気ファン２１ａの排気風量の割合を４０％から３５％に減少させ、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を４０％から３５％に減少させる。

排気風量第２調節手段によって、第１機械室１４に給気される外気取入風量の割合が７０％、サーバ室１３に送気される冷却空気の給気風量の割合が１００％、第２機械室１５から室外１７に排気される熱空気の排気風量の割合が７０％、サーバ室１３から第１機械室１４に還流する熱空気の還気風量の割合が３０％に変化し、外気取入風量と排気風量とが一致する。図８の状態においてコントローラ２５は、算出した差圧と設定圧とを比較した結果、差圧が設定圧（または設定圧の範囲内）であると判断した場合、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を変更（減少）した状態で外気利用第１冷却運転を継続する。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第１冷却運転を実施中に、室圧検出部２３が検出した室圧と基準圧検出部２２が検出した差圧測定用基準圧との差圧が設定圧未満になった場合、差圧が設定圧になるように、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を減少させる排気風量第２調節手段するから、所定の原因によって第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（第１〜第ｎ外気ファン）の外気取入風量の割合が減少したとしても、第２排気ファン２１ｂの排気風量の割合を減少させることで、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量と第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）の排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システム１０Ａは、室圧検出部２３が検出した室圧と基準圧検出部２２が検出した差圧測定用基準圧との差圧をコントローラ２５が算出し、その差圧と設定圧とを比較することにより、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（第１〜第ｎ外気ファン）の外気取入風量と第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）の排気風量とのエアバランスを維持することができるから、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂや第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂを個別の条件判断によってその風量を制御する必要はなく、多数のセンサ（観察ポイント）を設置する必要や複雑な制御判断機構を構築する必要はなくサーバ室１３（冷却室）におけるエアバランスを維持することができ、サーバ室１３の過度の室圧変動を防ぐことができ、サーバ室１３の損傷を防止することができるとともに、サーバ室１３に設置された所定温度の情報処理機器（発熱体）を確実に冷却することができる。

外気利用型冷却システム１０Ａは、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）を第２機械室１５（排気室）に設置することで、風量分布の異なるサーバ室１３（冷却室）内の熱空気を第２機械室１５に集合させて熱空気をデータセンター１１（建造物）の外部へ排気することができ、所定温度の情報処理機器（発熱体）が設置されたサーバ室１３に対する外気利用第１冷却運転（外気利用冷房）を安定して行うことができる。外気利用型冷却システム１０Ａは、サーバ室１３に対する外気利用第１冷却運転（外気利用冷房）を安定して行うことができるから、外気を発熱体の冷却に利用しつつ各情報処理機器の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気の温度が高く、外気の冷熱のみの利用ではサーバ室１３に設置された所定温度の情報処理機器（発熱体）を十分に冷却することができない場合、第１および第２空調機１９ａ，１９ｂ（第１〜第ｎ空調機）の空調機能を利用して第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂ（第１〜第ｎ給気ファン）からサーバ室１３（冷却室）に送気する冷却空気の温度を低下させることができるから、冷却空気によって情報処理機器を確実に冷却することができる。また、外気の湿度が適正ではなく、その湿度の外気をそのまま利用すると情報処理機器の故障の原因になる場合、第１および第２空調機１９ａ，１９ｂの調湿機能を利用して第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂからサーバ室１３に送気する冷却空気の湿度を上昇または低下させることができるから、静電気の発生を防止しつつ、不適切な湿度による発熱体の故障の原因を取り除くことができる。

図９は、外気利用第２冷却運転の一例を示すデータセンター１１の側面図である。図９は、夏期および冬期を除く中間期において実施される外気第２冷却運転を示す。図９では、空気の流れを矢印Ｌ１〜Ｌ４で示す。中間期において行われる外気第２冷却運転では、図９に矢印Ｌで示すように、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂ（屋外２９）から第１機械室１４に外気Ｌ４が給気され、外気Ｌ４が空調機１９ａ，１９ｂの頂部の吸気口から空調機１９ａ，１９ｂの内部に流入する。空調機１９ａ，１９ｂは、外気の温度や湿度を調節し、給気ファン２０ａ，２０ｂを利用して外気Ｌ４を冷却空気Ｌ１として給気ダクトからサーバ室１３の床下空間２７に給気する。なお、外気Ｌ４の温度や湿度を調節することなく、第１および第２給気ファン２０ａ，２０ｂを利用して外気Ｌ４を冷却空気Ｌ１として給気ダクトからサーバ室１３の床下空間２７に送気する場合もある。

冷却空気Ｌ１は、図９に示すように、サーバ室１３の床下空間２７から冷却空気吹出パネルを通過してコールドアイルに流入する。コールドアイルに流入した冷却空気Ｌ２は、サーバラック１２の側方からラック１２に流入し、サーバラック１２に設置された情報処理機器を冷却する。情報処理機器を冷却した冷却空気Ｌ２は、情報処理機器から熱を吸収することで熱空気Ｌ３に変わる。熱空気Ｌ３は、サーバラック１２の側方から流出してホットアイルに流入する。ホットアイルに流入した熱空気Ｌ３は、図９に示すように、ホットアイルの天井の熱空気吸込開口から天井空間２８に流入し、第１機械室１４に還流することなく、そのすべてが天井空間２８から排気開口を通流して第２機械室１５に流入する。第２機械室１５では、そこに流入した熱空気Ｌ３が排気ファン２１ａ，２１ｂよって屋外１７に排気（放出）される。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第２冷却運転中（熱空気を還流させることなく、外気を冷却空気とした発熱体の冷却運転中）に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）を超過した場合、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量の割合を増加させることなく、空調機２０ａ，２０ｂの空調機能を利用して外気を冷却し、冷却した外気を冷却空気としてサーバ室１３に送気する。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第２冷却運転中に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）未満になった場合、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂのうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合を減少させる外気取入風量第２調節手段を実施するとともに、サーバ室１３の熱空気を第１機械室１４に還流させ、外気と熱空気とを混合した混合空気を冷却空気としてサーバ室１３に送気する外気利用第１冷却運転を実施し、外気取入風量第２調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になった場合、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂのうちの少なくとも１台の排気風量の割合を減少させる排気風量第２調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第２冷却運転を実施中に、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｄ（第１〜第ｎ外気ファン）のうちの少なくとも１台の外気取入風量が減少したとしても、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）のうちの少なくとも１台の排気風量を減少させることで、外気取入風量と排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第２冷却運転を実施中に、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量と第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂの排気風量とのエアバランスを維持することができるから、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂや第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂを個別の条件判断によってその風量を制御する必要はなく、多数のセンサ（観察ポイント）を設置する必要や複雑な制御判断機構を構築する必要はなくサーバ室１３におけるエアバランスを維持することができ、サーバ室１３の過度の室圧変動を防ぐことができ、サーバ室１３の損傷を防止することができるとともに、サーバ室１３に設置された所定温度の情報処理機器（発熱体）を確実に冷却することができる。

外気利用型冷却システム１０Ａは、第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂ（第１〜第ｎ排気ファン）を第２機械室１５（排気室）に設置することで、風量分布の異なるサーバ室１３（冷却室）内の熱空気を第２機械室１５に集合させて熱空気をデータセンター１１（建造物）の外部へ排気することができ、所定温度の情報処理機器（発熱体）が設置されたサーバ室１３に対する外気利用第２冷却運転（外気利用冷房）を安定して行うことができる。外気利用型冷却システム１０Ａは、サーバ室１３に対する外気利用第２冷却運転（外気利用冷房）を安定して行うことができるから、外気を発熱体の冷却に利用しつつ各情報処理機器の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

外気利用型冷却システム１０Ａは、外気利用第２冷却運転において情報処理機器を冷却した後の熱空気を第１機械室１４に還流（還気）させることなく、外気を冷却空気としてサーバ室１３に送気するから、第１および第２外気ファン１８ａ，１８ｂの外気取入風量と第１および第２排気ファン２１ａ，２１ｂの排気風量とのエアバランスを維持しつつ情報処理機器よりも低い温度の外気を利用して情報処理機器を冷却することができるのみならず、外気のみを情報処理機器の冷却に利用することで、システム１０Ａにおける大幅な省エネルギー化を図ることができるとともに、各情報処理機器の温度上昇による能力低下や故障を確実に防ぐことができる。

図１０は、第２機械室１５が存在しない場合の建造物１１に設置された外気利用型冷却システム１０Ｂの各構成機器の他の一例を示す上面図である。外気利用型冷却システム１０Ｂは、所定の建造物１１に設置され、建造物１１に収容された所定の発熱体の冷却に利用される。建造物１１は、発熱体を収容した冷却室１３と、冷却室１３に隣接して施設され、冷却室１３に冷却空気を給気する給気室１４と、それら室１３，１４に隣接する廊下１６とを備えている。冷却室１３や給気室１４、廊下１６は、側壁によって区画されているとともに、外壁によって外部と区画されている。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、給気室１４に外気を給気する第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄ（第１〜第ｎ外気ファン）と、給気室１４に給気された外気を空調する第１〜第４空調機１９ａ〜１９ｄと、給気室１４から冷却室１３に冷却空気（空調空気や調湿空気）を給気する第１〜第４給気ファン２０ａ〜２０ｄ（第１〜第ｎ給気ファン）と、熱空気を冷却室１３から屋外１７に排気する第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃ（第１〜第ｎ排気ファン）と、廊下１６の差圧測定用基準圧を検出する基準圧検出部２２と、給気室１４の室圧を検出する室圧検出部２３と、冷却室１３の温度を測定する第１〜第４温度センサ２４ａ〜２４ｄ（第１〜第ｎ温度センサ）と、コントローラ２５（制御装置）とから構成されている。外気利用型冷却システム１０Ｂは、所定温度に発熱した発熱体よりも低い温度の外気を冷却室１４に取り入れ、その外気を利用して発熱体を冷却する。

第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄは、給気室１４の外壁に設置され、外気利用第１冷却運転または外気利用第２冷却運転における給気室１４への外気の取り入れに使用される。それら外気ファン１８ａ〜１８ｄは、システム１０Ａのそれらと同一である。第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの空気取入口には、エアフィルタ２６が設置されている。図１０では、４台の外気ファン１８ａ〜１８ｄを図示しているが、４台を超過する外気ファンまたは４台未満の外気ファンが給気室１４の外壁に設置されていてもよい。

第１〜第４空調機１９ａ〜１９ｄは、システム１０Ａのそれらと同一であり、給気室１４の床に設置・固定されている。それら空調機１９ａ〜１９ｄには、第１〜第４給気ファン２０ａ〜２０ｄが設置（内蔵）されている。それら給気ファン２０ａ〜２０ｄは、システム１０Ａのそれらと同一である。図１０では、４台の空調機１９ａ〜１９ｄ（給気ファン２０ａ〜２０ｄ）を図示しているが、４台を超過する空調機（給気ファン）または４台未満の空調機（給気ファン）が給気室１４に設置されていてもよい。

第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃは、発熱体を挟んで空調機１９ａ〜１９ｄの反対側の冷却室１３の外壁近傍に設置されている。それら排気ファン２１ａ〜２１ｃは、システム１０Ａのそれらと同一である。図１０では、３台の排気ファン２１ａ〜２１ｃを図示しているが、３台を超過する排気ファンまたは３台未満の排気ファンが冷却室１３に設置されていてもよい。

基準圧検出部２２は、廊下１６の所定の位置に設置されている。室圧検出部２３は、給気室１４の所定の位置に設置されている。第１〜第４温度センサ２４ａ〜２４ｄは、冷却室１３に設置され、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの制御装置に接続されている。基準圧検出部２２や室圧検出部２３、第１〜第４温度センサ２４ａ〜２４ｄ、コントローラ２５は、システム１０Ａのそれらと同一である。

図１０に示す外気利用型冷却システム１０Ｂは、システム１０Ａと同様に、外気利用第１冷却運転中（外気と熱空気との混合空気を冷却空気とした発熱体の冷却運転中）に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）を超過した場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄのうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合を増加させる外気取入風量第１調節手段を実施し、外気取入風量第１調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）を超過した場合、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃのうちの少なくとも１台の排気風量の割合を増加させる排気風量第１調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、外気利用第１冷却運転中に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）未満になった場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄのうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合を減少させる外気取入風量第２調節手段を実施し、外気取入風量第２調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になった場合、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃのうちの少なくとも１台の排気風量の割合を減少させる排気風量第２調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、システム１０Ａと同様に、外気第２冷却運転中（熱空気を還流させることなく、外気を冷却空気とした発熱体の冷却運転中）に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）を超過した場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの外気取入風量を増加させることなく、第１〜第４空調機１９ａ〜１９ｄの空調機能を利用して外気を冷却し、冷却した外気を冷却空気としてサーバ室１３に送気する。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、外気利用第２冷却運転中に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）未満になった場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄのうちの少なくとも１台の外気取入風量を減少させる外気取入風量第２調節手段を実施するとともに、サーバ室１３の熱空気を第１機械室１４に還流させ、外気と熱空気とを混合した混合空気を冷却空気としてサーバ室１３に送気する外気利用第１冷却運転を実施し、外気取入風量第２調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になった場合、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃのうちの少なくとも１台の排気風量の割合を減少させる排気風量第２調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、外気利用第１冷却運転を実施中に、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄ（第１〜第ｎ外気ファン）のうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合が増減したとしても、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃ（第１〜第ｎ排気ファン）のうちの少なくとも１台の排気風量の割合を増減させることで、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの外気取入風量と第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃの排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、外気利用第２冷却運転を実施中に、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄ（第１〜第ｎ外気ファン）のうちの少なくとも１台の外気取入風量が減少したとしても、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃ（第１〜第ｎ排気ファン）のうちの少なくとも１台の排気風量を減少させることで、外気取入風量と排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システム１０Ｂは、室圧検出部２３が検出した室圧と基準圧検出部２２が検出した差圧測定用基準圧との差圧をコントローラ２５が算出し、その差圧と設定圧とを比較することにより、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの外気取入風量と第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃの排気風量とのエアバランスを維持することができるから、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄや第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃを個別の条件判断によってその風量を制御する必要はなく、多数のセンサ（観察ポイント）を設置する必要や複雑な制御判断機構を構築する必要はなく冷却室１３におけるエアバランスを維持することができ、冷却室１３の過度の室圧変動を防ぐことができ、冷却室１３の損傷を防止することができるとともに、冷却室１３に設置された所定温度の発熱体を確実に冷却することができる。

図１１は、第２機械室１５が存在しない場合の建造物１１に設置された外気利用型冷却システム１０Ｃの各構成機器の他の一例を示す上面図である。このシステム１０Ｃが図１０のシステム１０Ｂと異なるところは、給気室１４に空調機１９ａ〜１９ｄが設置されておらず、第１〜第４給気ファン２０ａ〜２０ｄによって冷却空気を給気室１４から冷却室１３に送気する点にある。第１〜第４給気ファン２０ａ〜２０ｄは、給気室１４に設置されている。それら給気ファン２０ａ〜２０ｄは、第１給気ファン２０ａが第１外気ファン１８ａに対向し、第２給気ファン２０ｂが第２外気ファン１８ｂに対向するように、給気室１４の側壁に沿って横方向へ所定寸法離間して並んでいる。

第１〜第４給気ファン２０ａ〜２０ｄは、冷却室１３への冷却空気の給気目標風量が事前に設定され、設定された一定の給気目標風量で継続的に運転される。それら給気ファン２０ａ〜２０ｄは、給気室１４に給気された外気と冷却室１３から還流（還気）した熱空気との混合空気を冷却空気（冷風）として冷却室１３に送気し、または、給気室１４に給気された外気をそのまま冷却空気（冷風）として冷却室１３に送気する。図１１では、４台の給気ファン２０ａ〜２０ｄを図示しているが、４台を超過する給気ファンまたは４台未満の給気ファンが給気室１４に設置されていてもよい。

図１０に示す外気利用型冷却システム１０Ｃは、システム１０Ａと同様に、外気利用第１冷却運転中（外気と熱空気との混合空気を冷却空気とした発熱体の冷却運転中）に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）を超過した場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄのうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合を増加させる外気取入風量第１調節手段を実施し、外気取入風量第１調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）を超過した場合、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃのうちの少なくとも１台の排気風量の割合を増加させる排気風量第１調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ｃは、外気利用第１冷却運転中に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）未満になった場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄのうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合を減少させる外気取入風量第２調節手段を実施し、外気取入風量第２調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になった場合、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃのうちの少なくとも１台の排気風量の割合を減少させる排気風量第２調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ｃは、外気利用第２冷却運転中に、測定温度が設定温度（設定温度の範囲）未満になった場合、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄのうちの少なくとも１台の外気取入風量を減少させる外気取入風量第２調節手段を実施するとともに、サーバ室１３の熱空気を第１機械室１４に還流させ、外気と熱空気とを混合した混合空気を冷却空気としてサーバ室１３に送気する外気利用第１冷却運転を実施し、外気取入風量第２調節手段を実施したことによって差圧測定用基準圧と室圧との差圧が設定圧（または設定圧の範囲）未満になった場合、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃのうちの少なくとも１台の排気風量を減少させる排気風量第２調節手段を実施する。

外気利用型冷却システム１０Ｃは、温度や湿度を調節した冷却空気（空調空気または調湿空気）を冷却室１３に給気することはできないが、外気利用第１冷却運転を実施中に、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄ（第１〜第ｎ外気ファン）のうちの少なくとも１台の外気取入風量の割合が増減したとしても、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃ（第１〜第ｎ排気ファン）のうちの少なくとも１台の排気風量の割合を増減させることで、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの外気取入風量と第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃの排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システム１０Ｃは、外気利用第２冷却運転を実施中に、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄ（第１〜第ｎ外気ファン）のうちの少なくとも１台の外気取入風量が減少したとしても、第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃ（第１〜第ｎ排気ファン）のうちの少なくとも１台の排気風量を減少させることで、外気取入風量と排気風量とのエアバランスを設計風量に維持することができ、風向と風速とを乱さずに、設計仕様どおりの冷房空調を行うことができる。

外気利用型冷却システム１０Ｃは、室圧検出部２３が検出した室圧と基準圧検出部２２が検出した差圧測定用基準圧との差圧をコントローラ２５が算出し、その差圧と設定圧とを比較することにより、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄの外気取入風量と第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃの排気風量とのエアバランスを維持することができるから、第１〜第４外気ファン１８ａ〜１８ｄや第１〜第３排気ファン２１ａ〜２１ｃを個別の条件判断によってその風量を制御する必要はなく、多数のセンサ（観察ポイント）を設置する必要や複雑な制御判断機構を構築する必要はなく冷却室１３におけるエアバランスを維持することができ、冷却室１３の過度の室圧変動を防ぐことができ、冷却室１３の損傷を防止することができるとともに、冷却室１３に設置された所定温度の発熱体を確実に冷却することができる。

１０Ａ 外気利用型冷却システム
１０Ｂ 外気利用型冷却システム
１０Ｃ 外気利用型冷却システム
１１ データセンター（建造物）
１２ サーバラック
１３ サーバ室（冷却室）
１４ 第１機械室（給気室）
１５ 第２機械室（排気室）
１６ 廊下
１７ 屋外（排気側）
１８ａ 第１外気ファン
１８ｂ 第２外気ファン
１８ｃ 第３外気ファン
１８ｄ 第４外気ファン
１９ａ 第１空調機
１９ｂ 第２空調機
１９ｃ 第３空調機
１９ｄ 第４空調機
２０ａ 第１給気ファン
２０ｂ 第２給気ファン
２０ｃ 第３給気ファン
２０ｄ 第４給気ファン
２１ａ 第１排気ファン
２１ｂ 第２排気ファン
２１ｃ 第３排気ファン
２２ 基準圧検出部
２３ 室圧検出部
２４ａ 第１温度センサ
２４ｂ 第２温度センサ
２４ｃ 第３温度センサ
２４ｄ 第４温度センサ
２５ コントローラ
２６ エアフィルタ
２７ 床下空間
２８ 天井空間
２９ 屋外（給気側）

Claims (8)

1. 所定温度の発熱体が設置された建造物に該発熱体よりも低い温度の外気を取り入れて該発熱体を冷却する外気利用型冷却システムにおいて、
   前記建造物が、前記発熱体が設置されて該発熱体を冷却する冷却室と、前記外気と前記発熱体を冷却した後の熱空気とが流入しつつ、該発熱体を冷却するための冷却空気を該冷却室に給気する給気室とを備え、
   前記冷却システムが、前記給気室に外気を給気する少なくとも１台の外気ファンと、前記冷却空気を前記給気室から前記冷却室に給気する少なくとも１台の給気ファンと、前記熱空気を前記冷却室から外部に排気する少なくとも１台の排気ファンと、前記給気室に設置されて該給気室の室圧を検出する室圧検出部と、前記外気ファンに個別に接続されて前記冷却室の温度を測定する温度センサとを備え、
   前記冷却システムは、前記温度センサが測定した測定温度が設定温度を超過した場合、前記測定温度が前記設定温度を超過した温度センサを接続した外気ファンの外気取入風量を増加させる外気取入風量第１調節手段と、前記温度センサが測定した測定温度が設定温度未満になった場合、前記測定温度が前記設定温度未満になった温度センサを接続した外気ファンの外気取入風量を減少させる外気取入風量第２調節手段と、前記外気取入風量第１調節手段によって前記外気ファンのうちの少なくとも１台の外気取入風量が増加し、前記室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧を超過した場合、前記排気ファンのうちの少なくとも１台の排気風量を増加させる排気風量第１調節手段と、前記外気取入風量第２調節手段によって前記外気ファンのうちの少なくとも１台の外気取入風量が減少し、前記室圧検出部が検出した室圧と差圧測定用基準圧との差圧が設定圧未満になった場合、前記排気ファンのうちの少なくとも１台の排気風量を減少させる排気風量第２調節手段とを有することを特徴とする外気利用型冷却システム。
2. 前記冷却システムが、前記発熱体を冷却した後の熱空気を前記給気室に還流させ、前記外気と前記熱空気とを混合して作られた前記冷却空気を前記冷却室に送気する外気利用第１冷却運転を実施する請求項１に記載の外気利用型冷却システム。
3. 前記冷却システムが、前記発熱体を冷却した後の熱空気を前記給気室に還流させることなく、前記外気を前記冷却空気として前記冷却室に送気する外気利用第２冷却運転を実施する請求項１または請求項２に記載の外気利用型冷却システム。
4. 前記冷却システムでは、前記外気ファンから前記給気室に給気される外気の外気取入風量が各外気ファン毎に異なっている請求項１ないし請求項３いずれかに記載の外気利用型冷却システム。
5. 前記冷却システムでは、前記排気ファンの台数が前記外気ファンの台数よりも少なく、または、前記排気ファンの台数が前記外気ファンの台数よりも多い請求項１ないし請求項４いずれかに記載の外気利用型冷却システム。
6. 前記建造物が、前記発熱体を冷却した後の熱空気が流入しつつ、前記熱空気を外部に排気する排気室を備え、前記排気ファンが、前記排気室に設置されている請求項１ないし請求項５いずれかに記載の外気利用型冷却システム。
7. 前記給気ファンが、空気の温湿度を調節可能な空調機能を有する空調機に設置されている請求項１ないし請求項６いずれかに記載の外気利用型冷却システム。
8. 前記建造物が、データセンターであり、前記発熱体が、前記冷却室のサーバラックに設置された複数台の情報処理機器であり、前記冷却空気が、それらサーバラックに給気される請求項１ないし請求項７いずれかに記載の外気利用型冷却システム。
   
   
   
   

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