WO2012124723A1 - 外気利用空調システム、その空調装置 - Google Patents

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WO2012124723A1
WO2012124723A1 PCT/JP2012/056510 JP2012056510W WO2012124723A1 WO 2012124723 A1 WO2012124723 A1 WO 2012124723A1 JP 2012056510 W JP2012056510 W JP 2012056510W WO 2012124723 A1 WO2012124723 A1 WO 2012124723A1
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WO
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air
rack
outside air
outside
conditioning system
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/056510
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English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　正樹
裕一郎 峰岸
大賀　俊輔
Original Assignee
富士電機株式会社
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Publication date
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Priority to CN2012800041320A priority patent/CN103261804A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/206—Cooling means comprising thermal management
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20745—Forced ventilation of a gaseous coolant within rooms for removing heat from cabinets, e.g. by air conditioning device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • F24F2011/0002—Control or safety arrangements for ventilation for admittance of outside air

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system using outside air.
  • a large number of computers are installed in a data center or a server room of a company.
  • the room temperature rises due to the heat generated by a large number of server devices, and the server device may run away or break down due to this room temperature rise.
  • an air conditioning system that keeps the temperature of the entire room constant is adopted for the server room.
  • such an air conditioning system is almost always operated, and is operated even in winter.
  • Patent Document 1 For example, an air conditioner described in Patent Document 1 is known.
  • Patent Document 1 when the outside air temperature is lower than the temperature of the return air from the server room (for example, in winter), heat exchange between the outside air and the return air is performed by a sensible heat exchanger, and is affected by the outside air humidity.
  • An air conditioning system that cools return air without any problem is disclosed.
  • a server room air conditioner is provided downstream of the sensible heat exchanger.
  • the outside air can be used for cooling the server room without flowing the outside air into the server room.
  • Such a method is called indirect outside air cooling (indirect outside air introduction method) or the like.
  • the direct outside air introduction method is generally more efficient than the indirect outside air introduction method, but on the other hand, humidity adjustment is essential (basically, humidification is necessary in winter and dehumidification is necessary in summer). As a result, dust and salt damage countermeasures are required because dust and the like flow into the server room. For this reason, the number of components increases, and maintenance takes time and cost.
  • JP 2010-144949 A JP 2010-144949 A
  • FIG. 5 shows a configuration example of a conventional indirect outdoor air cooling system.
  • the illustrated indirect outside air cooling system can also be regarded as a simplified configuration of the above-mentioned Patent Document 1.
  • the indirect outside air cooling system of the example shown in FIG. 5 is a cooling system that cools an arbitrary indoor space, and is a system that uses outside air to cool the indoor space without flowing the outside air into the indoor space.
  • This indoor space is, for example, a server room in which a large number of server racks 202 on which heating elements 201 such as server devices (computer devices) are mounted are installed.
  • Such an indoor space has a large amount of heat generated by the large number of heating elements 201 and needs to be cooled even in winter.
  • the indoor space is divided into a server installation space, an underfloor space, and a ceiling space.
  • the server installation space is a space in which the server rack 202 on which the heating element 201 is mounted is installed.
  • holes are formed in the floor and ceiling, and cold air and warm air flow into and out of the server installation space through the holes.
  • the indirect outside air cooling system shown in the figure incorporates return air (warm air) from, for example, a server room, etc., an air conditioner 210 (refrigerator 211, air handling unit 212 (evaporator, fan, etc.) of a general vapor compression refrigeration cycle. ) And the expansion valve 213, the refrigerant pipe 214, etc.
  • the indirect outside air cooler 220 installed upstream of the air handling unit 212 of this air conditioner (upstream of the warm air flow) uses the outside air to lower the temperature of the return air to save energy.
  • the refrigerator 211 has a compressor, a condenser, a fan (blower), and the like.
  • the indirect outside air cooler 220 includes a heat exchanger 221, a blower 222, a blower 223, an inside air duct 224, an outside air duct 225, and the like.
  • One end of the inside air duct 224 is provided on the ceiling space side and the other end is provided on the air handling unit 212 side, and is connected to the heat exchanger 221 on the way.
  • the warm air on the ceiling space side is caused to flow into the inside air duct 224 by the blower 222 and to the air handling unit 212 side, but passes through the heat exchanger 221 on the way.
  • holes are made at two arbitrary locations on the wall 1 (one is called the outside air inflow hole 226 and the other is called the outside air discharge hole 227), and one end of the outside air duct 225 is connected to the outside air inflow hole 226, The other end is connected to the outside air discharge hole 227.
  • the outside air duct 225 is connected to the heat exchanger 221 on the way.
  • the outside air is passed through the outside air duct 225 by the blower 223. That is, outside air flows in from the outside air inflow hole 226 and is discharged from the outside air discharge hole 227, but the outside air passes through the heat exchanger 221 on the way. That is, the inside air (warm air) and the outside air pass through the heat exchanger 221, and heat exchange between the inside air (warm air) and the outside air is performed in the heat exchanger 221.
  • the conventional indirect outside air cooling system described above is simplified in the figure, but actually takes a large installation space.
  • the ducts inside air duct 224, outside air duct 225 shown in a simplified manner in the figure actually take a large installation space (due to the installation of the duct and the partition plate). .
  • the server device when the server device is added, it may be necessary to increase the air conditioning capacity.
  • the indirect outside air cooler 220 when the server device is added, it may be necessary to increase the air conditioning capacity.
  • the indirect outside air cooler 220 is not installed. Have difficulty. This is because, as described above, a large installation space is required for installing a duct and installing a partition plate. For this reason, expansion is difficult, and even if it can be expanded, the installation cost becomes high. Further, since a large amount of outside air is required, it is necessary to make the outside air inflow hole 226 as large as possible (a large opening is necessary).
  • An object of the present invention relates to an air conditioning system that cools a room using outside air, and the air conditioner is unitized, can be made almost ductless, installation labor can be reduced, installation cost is low, and installation flexibility is also provided. It is to provide a high outside air-use air conditioning system, its air conditioner, and the like.
  • the outside air-use air conditioning system of the present invention is an outside air-use air conditioning system that cools an indoor space in which a rack on which a heating element is mounted using outside air, and has the following configuration.
  • a rack row is formed by a plurality of the racks, and the rack rows are arranged substantially parallel to the partition walls forming the indoor space.
  • a unitized air conditioner is disposed along the partition wall for each of the one or more racks.
  • the air conditioner is disposed in the vicinity of the rack so that the air supply surface of the air conditioner faces the intake surface of the rack.
  • each said air conditioner takes in the external air outside the said partition, produces
  • an outside air-conditioning system is an outside air-conditioning system that cools an indoor space in which a rack equipped with a heating element is installed by using outside air, and has the following configuration.
  • a unitized air conditioner corresponding to each of the one or more racks is arranged in the vicinity of the rack so that the air supply surface of the indoor unit portion faces the air intake surface of the rack.
  • the air conditioner is a pair of unit units provided on the indoor side and the outdoor side with a partition wall in between, and includes the indoor unit unit provided on the indoor side and an outdoor unit unit provided on the outdoor side.
  • the outdoor unit includes a first blower that sucks and exhausts outside air and a first heat exchanger that exchanges heat between the sucked outside air and the refrigerant.
  • the indoor unit includes a second heat exchanger that cools the return air by performing heat exchange between the return air returned from the rack and the refrigerant, and cools the return air to the air supply surface.
  • a second blower that delivers from the
  • a pipe for connecting the first heat exchanger and the second heat exchanger and circulating the refrigerant through the first heat exchanger and the second heat exchanger was provided. It has a configuration.
  • return air that is discharged from the rack and returned to the indoor unit is sent from the air supply surface between the indoor unit and the rack. You may make it provide further the partition plate which does not mix with cold air.
  • (A), (b) is a block diagram of the external air utilization air-conditioning system of this example.
  • (A), (b) is a specific example of the data center to which the outside air utilization air conditioning system of this example is applied. It is a figure which shows the detailed structural example of an air conditioning apparatus. It is a modification of an air conditioning apparatus. It is an example of composition of the conventional indirect outside air cooling system.
  • 1 (a) and 1 (b) are configuration diagrams of the outside air-use air conditioning system of this example.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view
  • FIG. 1B is a perspective view.
  • FIGS. 2A and 2B show specific examples of data centers to which the outside air-use air conditioning system of this example is applied.
  • FIGS. 2A and 2B are typical examples, and are called warehouse-type modular data centers.
  • the length L, the width W, and the height H of the entire modular data center are particularly limited with respect to the length L and the height H.
  • the width W it is desirable that the width of the server rack 3 should be so large that it is two rows.
  • the server rack 3 is a rack in which a server device 4 that is an example of a heating element is mounted.
  • the server device 4 is a typical example of a heating element, but is not limited to this example.
  • the heating element may be any electronic device.
  • the server rack 3 is a representative example of “a rack for storing a heating element”, but is not limited to this example.
  • the server rack 3 has a substantially rectangular parallelepiped shape, for example, but is not limited to this example. Basically, a plurality of server racks 3 are arranged in a predetermined direction and arranged in a row (a server rack row is formed).
  • FIGS. 1A and 1B the air flow is indicated by a dashed-dotted arrow.
  • FIGS. 1A and 1B show either one of the two rows. You may think that the example of a structure of the external air utilization air-conditioning system which concerns on 1 row (left side on a figure) is shown.
  • FIG. 1B shows a server rack row composed of four server racks 3 as an example of the arbitrary one server rack row, and four units provided corresponding to each of the four server racks 3.
  • the air conditioning apparatus 10 of this is shown. These four air conditioners 10 are each unitized and all have the same configuration.
  • the “air conditioner” may be referred to as “air conditioner”.
  • FIG. 1B the outer wall 2, partition wall 1, ceiling 5, floor 6 and the like shown in FIG. 1A are omitted.
  • Each of the four air conditioners 10 is installed in the vicinity of the corresponding server rack 3, and in particular, its cold air supply surface (described later) is an intake surface (described later) of the corresponding server rack 3. ).
  • the four air conditioners 10 form a row of air conditioners as shown in the figure. This air conditioner row is substantially parallel to the server rack row. In other words, both the air conditioner row and the server rack row are substantially parallel to the partition walls 1 described later.
  • Each air conditioner 10 is an indirect outdoor air cooling apparatus in this example, and uses indoor air (return air from the server rack 3 (warm air); hereinafter referred to as return air) without using the outside air to flow into the room. ).
  • the cooled indoor air (cold air) is supplied to the server rack 3 to cool the server device 4 mounted in the server rack 3, thereby increasing the temperature and warming up.
  • the server device 4 becomes a heating element during operation and needs to be cooled.
  • the room air may be referred to as room air.
  • the present invention is not limited to the above example, and there may be an example in which the air conditioner 10 is a direct outside air cooler as in a modified example described later.
  • FIG. 1A may be considered to be a cross-sectional view of an arbitrary server rack 3 in FIG. 1B and the air conditioner 10 corresponding to the server rack 3, for example.
  • Each air conditioner 10 is installed along the partition wall 1.
  • the two units 10a and 10b are arranged so as to sandwich the partition wall 1 therebetween.
  • the air conditioner rows are substantially parallel to the partition walls 1.
  • the air conditioner 10 can be divided into an indoor unit (referred to as an indoor unit 10a) and an outdoor unit (referred to as an outdoor unit 10b) across the partition wall 1. .
  • the indoor unit 10a is provided in a space (server room) in which the server rack 3 is installed.
  • the outdoor unit 10 b is installed in a space between the partition wall 1 and the outer wall 2 outside the server room.
  • the said server room shall mean the space enclosed with the partition 1, the ceiling 5, and the floor 6 here.
  • the partition wall 1 includes not only the partition wall 1 illustrated on the left side of the server rack 3 in the figure but also the partition wall 1 (not illustrated) on the right side of the server rack 3. Accordingly, it can be said that the partition wall 1 forms a server room (an indoor space to be cooled). In addition, since outside air can exist outside the partition wall 1, it can be said that the partition wall 1 blocks the server room from outside air.
  • partition wall 1 and the outer wall 2 will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • FIG. 2 is a perspective view showing a warehouse type modular data center
  • FIG. 2 (a) is an external view
  • FIG. 2 (b) is a perspective view.
  • the warehouse type modular data center shown in the figure is a substantially rectangular parallelepiped of “length L ⁇ width W ⁇ height H” as shown in the figure, and the height H can be regarded as 5 stories.
  • server racks 3 and air conditioners 10 are installed in rows on each floor.
  • the outer wall 2 (width W) in the short direction is omitted.
  • the outer wall 2 (length L) in the longitudinal direction are omitted, and the ceiling wall 8 is also omitted (therefore, it is seen as a perspective view). You may hesitate).
  • the short surface may be referred to as a front surface
  • the long surface may be referred to as a side surface.
  • the substantially rectangular parallelepiped is covered with the outer wall 2 on both the front and side surfaces, but the front outer wall 2 is omitted in FIG. 2A (it actually exists).
  • the partition wall 1 is provided on the inner side of the outer wall 2 (in the illustrated example, on the inner side of one column) as shown. Although outside air may flow into the space between the outer wall 2 and the partition wall 1, the outside air is prevented from flowing into the space (server room) inside the partition wall 1.
  • an outside air intake hole 2a and an outside air exhaust hole 2b corresponding to each air conditioner 10 are formed in the side wall 2 as shown in the figure.
  • the outdoor unit 10b has the 1st air blower (fan) 11b and the 1st heat exchanger 12b.
  • the casing is provided with an outside air inlet 13b and an outside air outlet 14b.
  • the outside air exhaust port 14b protrudes outside from the outside air exhaust hole 2b as shown in the figure.
  • the first blower (fan) 11b causes the outside air to flow into the housing from the outside air inlet 13b, passes through the first heat exchanger 12b, and then exhausts from the outside air outlet 14b.
  • the air (outside air) flow shown is formed.
  • the outside air intake port 13b is provided at a position facing the outside air intake hole 2a of the outer wall 2, and the outside air flowing in from the outside air intake hole 2a directly flows from the outside air intake port 13b into the housing of the outdoor unit 10b. It will be.
  • the outdoor unit 10b sucks outside air through the outside air intake hole 2a and the outside air intake port 13b, performs heat exchange with the first heat exchanger 12b, and then exhausts the air from the outside air exhaust port 14b. .
  • the outdoor unit 10b is installed so that one surface of the casing is in close contact with the partition wall 1 (surface on the outside of the room) as illustrated.
  • the indoor unit 10a is also installed such that one surface (referred to as a back surface) of the casing is in close contact with the partition wall 1 (the surface on the indoor side).
  • the air conditioner 10 is not limited to the above example, and may have an integrated unit configuration in which the outdoor unit 10b and the indoor unit 10a are not separated, for example.
  • the air conditioner 10 can be installed in substantially the same state as in FIG.
  • the partition 1 between the outdoor unit 10b and the indoor unit 10a shown in FIG. 1 (a) does not exist in the portion where the integrated unit is installed (the above-mentioned “hole”). ) Instead, when the integrated unit is manufactured in advance in a factory or the like, an “internal housing partition” (not shown) is provided for partitioning the outdoor unit portion and the indoor unit portion of the integrated unit. .
  • the “partition wall 1 or internal partition” exists between the outdoor unit 10b and the indoor unit 10a.
  • the indoor unit 10a has a second blower (fan) 11a and a second heat exchanger 12a.
  • the casing is provided with an air supply port 13a and a return air port 14a.
  • the return air port 14a is provided on the upper surface of the casing of the indoor unit 10a
  • the air supply port 13a is provided on the front surface (air supply surface).
  • the present invention is not limited to this example. However, as described above, it is necessary to provide the indoor unit 10a so that the air supply surface (the air supply port 13a) faces the air intake surface (the air intake port 3a described later) of the server rack 3.
  • the second air blower (fan) 11a forms a flow of air through which the indoor air (inside air) of the server room passes through the indoor unit 10a. That is, the exhaust (return air) from the server rack 3 flows into the indoor unit 10a from the return air port 14a, passes through the second heat exchanger 12a, and becomes cold air, thereby supplying the air supply port 13a. A flow of inside air that is sent out from the inside is formed.
  • first heat exchanger 12b and the second heat exchanger 12a are connected to a pipe (not shown), and the liquid (here, cold water is taken as an example) through the pipe.
  • the first and second heat exchangers 12b and 12a are circulated.
  • first heat exchanger 12b heat exchange is performed between the cold water and the outside air.
  • second heat exchanger 12a heat is exchanged between cold water and return air. This means that the heat exchange between the outside air and the return air is indirectly performed through the cold water.
  • the return air is cooled by the outside air to be cold air.
  • the cold water is cooled by the outside air in the first heat exchanger 12b, and the cooled cold water is supplied to the second heat exchanger 12a.
  • the return air is cooled by the cold water in the second heat exchanger 12a, and cold air is generated.
  • the generated cold air is sent out from the air supply port 13a.
  • the indoor unit 10 a is provided in the vicinity of the server rack 3, and the air supply surface (surface with the air supply port 13 a) is the intake surface (intake port) of the server rack 3. 3a is disposed so as to face the surface.
  • an exhaust port 3 b is provided on the upper surface (top surface) on the rear side of the server rack 3.
  • the present invention is not limited to this example, and the exhaust port 3 b may be provided on the back surface of the server rack 3.
  • the air supply surface is regarded as the front surface, and the opposite surface (the back surface) is the back surface.
  • a fan (not shown) is provided in the server rack 3, and air (cold air) is sucked from the intake port 3 a by the fan, and this air is sent to each server device 4 mounted in the server rack 3. After passing, it is discharged from the exhaust port 3b.
  • the cool air cools the server device 4 by passing through the server device 4 that is a heating element, rises in temperature, becomes warm air, and is discharged from the exhaust port 3b.
  • a row of server racks 3 can be formed in the vicinity of the partition wall 1 along the partition wall 1. Since there are two side surfaces, there are also two partition walls 1. By forming a server rack row along each partition wall 1 for each partition wall 1, the number of server rack rows is two as described above. ing. Further, since the air conditioner 10 is installed in such a manner as to sandwich the partition wall 1 as described above, an air conditioner row is also formed along the partition wall 1 for each partition wall 1. Therefore, in the above example, the number of air conditioner columns is also two. For each partition 1, the server rack row and the air conditioner row are substantially parallel as described above.
  • one air conditioner 10 can be installed in the vicinity of one server rack 3. And as already stated, it can install so that the cold air supply surface of the air conditioning apparatus 10 may oppose the cold air intake surface of the server rack 3.
  • each server rack 3 and the air conditioner 10 corresponding to the server rack 3 becomes very short as compared with the conventional one, and it becomes easy to supply cold air. That is, since the cold air sent out from the air supply port 13a of the indoor unit 10a flows almost directly into the air intake port 3a on the air intake surface of the server rack 3 which is opposed without passing through the duct or the underfloor space, the low pressure Loss increases efficiency (supply efficiency, etc.).
  • each server rack 3 and the air conditioner 10 corresponding to the server rack 3 is much shorter than the conventional one, the recovery of return air is also highly efficient with low pressure loss. That is, the return air exhausted from the server rack 3 can flow into the return air port 14a of the air conditioner 10 almost directly without going through a duct or a ceiling space.
  • each air conditioner 10 As for the intake / exhaust of outside air, each air conditioner 10 has its outdoor unit 10b installed in the vicinity of the outer wall 2 and installed in a place near the outside air space (outside the outer wall 2). It will be. Therefore, a duct for intake / exhaust of outside air is not necessary or can be very short. Therefore, the efficiency of intake and exhaust of outside air is high with low pressure loss.
  • the outside air, the cold air, and the return air all have a distance that the air flows is much shorter than that of the conventional air, can be substantially ductless, and can be said to have high efficiency with low pressure loss. ing.
  • the air conditioner is unitized and is almost ductless with respect to installation, so that the installation space is small, the installation cost is low, and the installation flexibility is high.
  • the server rack 3 is not necessarily installed from the beginning to the maximum, and there is often an empty space.
  • the air conditioner 10 is not installed in such an empty space. Then, each time the server rack 3 is added later, a new air conditioner 10 corresponding to the newly installed server rack 3 is added.
  • the expansion work at that time is unit-structured and ductless, so that the work becomes easy and the work load / cost can be reduced.
  • the distance between the indoor unit 10a and the server rack 3 is not particularly specified.
  • the distance between the cold air outlet (air supply port 13a) of the air conditioner and the server rack (its intake surface) is much larger than the conventional example shown in FIG. It will be short.
  • the cold air that has flowed into the server rack 3 from the intake port 3a as described above passes through each server device 4 to cool the server device 4, thereby increasing the temperature and becoming warm air. It is discharged from the mouth 3b.
  • This warm air is sucked into the return air port 14a of the indoor unit 10a as described above, and a part thereof is a space between the indoor unit 10a and the server rack 3 (a space in which cool air is supplied from the air supply port 13a;
  • the temperature of the cold air may rise by mixing with the cold air.
  • a partition plate 7 is provided between the indoor unit 10a and the server rack 3 (in the upper part).
  • the partition plate 7 is installed such that one end thereof is connected to the upper portion of the indoor unit 10 a and the other end is connected to the upper surface (top surface) of the server rack 3.
  • the return air discharged from the exhaust port 3b of the server rack 3 passes above the partition plate 7 and flows into the return air port 14a of the indoor unit 10a.
  • the return air passes above the cold space, the return air does not flow into the lower space (into the cold space) because of the partition plate 7 (even if it flows in a small amount).
  • the partition plate 7 it is possible to prevent a situation in which warm air is mixed with cold air (even if mixed, only a small amount is required).
  • the partition plate 7 As described above, by providing the partition plate 7, it is possible to separate cold air and warm air so that they do not mix. Since the indoor unit 10a is provided in the vicinity of the server rack 3, the length of the partition plate 7 can be shortened, and the cost can be reduced and it can be easily installed.
  • the air conditioner 10 is provided for each server rack 3. That is, when there are M server racks 3, the air conditioning apparatus 10 is also M (M: an arbitrary integer).
  • M an arbitrary integer
  • the present invention is not limited to this example.
  • the air conditioner 10 may be M / 2 units, M / 3 units, or the like. In other words, one air conditioner 10 may be provided for every two server racks 3, or one air conditioner 10 may be provided for every three server racks 3.
  • the configuration in which one air conditioner 10 is provided per server rack is preferably, for example, a configuration in which the width of the air conditioner 10 is substantially the same as the width of the server rack 3.
  • a configuration in which one air conditioner 10 is provided for each of the two server racks 3 or one air conditioner 10 is provided for each of the three server racks 3 is, for example, It is desirable that the width is an integral multiple (2 times, 3 times) of the width of the server rack 3. That is, from the viewpoint of efficiently supplying cold air and reducing the unevenness of the cold air supply, the width of the air conditioner 10 is one or more entire server racks 3 corresponding to (cooled) by the air conditioner 10. It is desirable that the width is substantially the same.
  • FIG. 3 shows a more detailed configuration example of the air conditioning apparatus. This shows the more detailed structural example of the air conditioning apparatus as an indirect outside air cooler.
  • the illustrated indirect outdoor air cooler 20 includes an indoor unit 30 and an outdoor unit 40.
  • the air conditioner 10 in FIGS. 1 and 2 includes, as an example, an indoor unit 10a and an outdoor unit 10b.
  • a configuration example corresponding to the indoor unit 10a and the outdoor unit 10b is shown in FIG. Indoor unit 30 and outdoor unit 40.
  • the above “partition wall 1 or case partition” is not “case case partition” (and thus is the partition 1; in other words, not an integrated unit).
  • the indoor unit 30 is installed in close contact with the wall surface on the indoor side of the partition wall 1
  • the outdoor unit 40 is installed in close contact with the wall surface on the outdoor side of the partition wall 1.
  • the indoor unit 30 includes, for example, the illustrated liquid-gas heat exchanger 31, a blower (fan) 32, a pipe 21 (part thereof: about half), and a circulation pump 22.
  • the outdoor unit 40 includes, for example, the illustrated liquid-gas heat exchanger 41, a blower (fan) 42, and a pipe 21 (part thereof: about half).
  • a pipe 21 is connected to the liquid-gas heat exchanger 31 and the liquid-gas heat exchanger 41, and a circulation pump 22 is provided on the pipe 21.
  • a liquid for example, water; cold water
  • the power source for the liquid circulation is a circulation pump 22. Therefore, when it is desired to stop the circulation of the liquid, the circulation pump 22 may be stopped.
  • the inside air passes through the liquid-gas heat exchanger 31, and the outside air passes through the liquid-gas heat exchanger 41.
  • the liquid-gas heat exchanger 31 exchanges heat between the inside air and cold water
  • the liquid-gas heat exchanger 41 exchanges heat between the outside air and cold water.
  • the inside air warm air
  • the cold water whose temperature has been raised by this is cooled by the outside air.
  • the illustrated liquid-gas heat exchanger 31, a blower (fan) 32, and the like are provided in, for example, a box-shaped housing that is open on one side. Further, the indoor unit 30 has a housing (internal air inlet 33, internal air outlet 34) formed in the housing.
  • the liquid-gas heat exchanger 31, the blower (fan) 32, the internal air flow inlet 33, and the internal air discharge port 34 are the second heat exchanger 12a and the second blower (fan) in FIG. 11a, the return air port 14a, and the air supply port 13a.
  • the illustrated liquid-gas heat exchanger 41, blower (fan) 42, and the like are provided in a box-shaped housing whose one side is open. . Further, the housing of the outdoor unit 40 is provided with the illustrated holes (external air inlet 43, outdoor air outlet 44).
  • the blower (fan) 42, the liquid-gas heat exchanger 41, the external air flow inlet 43, and the external air discharge port 44 are respectively connected to the first blower (fan) 11b and the first heat exchanger 12b of FIG.
  • the configuration corresponds to the outside air inlet 13b and the outside air outlet 14b.
  • both the indoor unit 30 and the outdoor unit 40 are installed so that the open surface matches the wall surface of the partition wall 1.
  • the indirect outdoor air cooler 20 is configured.
  • the indirect outdoor air cooler 20 may have an integrated configuration in which the indoor unit 30 and the outdoor unit 40 are integrated.
  • a partition for separating the indoor unit 30 portion and the outdoor unit 40 portion inside is provided.
  • the said piping 21 is penetrated to this partition (the circulation pump 22 is already provided).
  • the indirect outside air cooler 20 having such a configuration is manufactured in advance at a factory or the like.
  • the width of the housing of the indoor unit 30 is w1
  • the height is h1
  • the depth is d1
  • holes having a size of w1 ⁇ h1 are provided in advance in various locations of the partition wall 1 (however, It is closed with a plate etc. at the time of installation).
  • the indirect outside air cooler 20 is installed, the indirect outside air cooler 20 is inserted into the hole from the outside or the like, for example, from the outdoor side to obtain the state shown in FIG.
  • the air conditioner 20 can be installed. Accordingly, in this case, if it is not necessary to make a through hole in the partition wall 1 in the pipe 21, there is no need to pass the pipe 21 through the through hole, and the installation work can be performed more easily.
  • the overall view and the perspective view may be substantially the same as those shown in FIGS. 2 (a), 2 (b) and 1 (b), and will be omitted.
  • the partition wall 1 since the outside air flows into the server room, the partition wall 1 may be omitted.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a modified air conditioner 50.
  • FIG. 4 components that are substantially the same as those in the cross-sectional view of the air conditioner 10 shown in FIG. 1A are given the same reference numerals, and descriptions thereof are simplified or omitted.
  • the modified air conditioner 50 is a direct outside air cooler, and outside air flows into the server room. And the server apparatus 4 is cooled with the external air which flowed in.
  • the arrangement and configuration of the server rack 3 (including the server device 4 that is a heating element; the server device 4 may be referred to as the heating element 4) are substantially the same as those in FIG. Yes, the same reference numerals are given, and the description thereof is omitted.
  • the outer wall 2 is also substantially the same as that shown in FIG. 1A, and is given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 4 shows a configuration example in which the partition wall 1 is not provided.
  • the air conditioner 50 is installed at an arbitrary position (for example, the illustrated position) in the space between the outer wall 2 and the server rack 3.
  • the partition wall 1 is deleted from the configuration of FIG. 2
  • the space between the outer wall 2 and the server rack 3 Is not at least wide (essentially narrow).
  • the distance between the air conditioner 50 and the server rack 3 and the distance between the air conditioner 50 and the outer wall 2 are both short.
  • the air conditioner 50 is also installed in the vicinity of the server rack 3 and in the vicinity of the outer wall 2 (near the outside air space) in substantially the same manner as the air conditioner 10.
  • the air conditioner 50 is configured such that the air supply surface (the air supply port 57) faces the air intake surface (the air intake port 3 a) of the server rack 3. It is desirable that the device 50 be installed.
  • an air supply port 57 is vacated as shown in the lower front surface (supply surface) of the casing, and a return air port 58 as shown in the upper front portion of the casing. Is open. Further, as shown in the figure, an outside air inlet 55 is opened at the lower back of the casing, and an illustrated outside air exhaust duct 56 is provided at the upper rear of the casing.
  • the outside air intake port 55 is provided at a position facing the outside air intake hole 2 a of the outer wall 2. Further, the air supply port 57 is also opened at a position corresponding to the outside air intake port 55 (a position where the outside air is sucked and supplied almost linearly as indicated by a one-dot chain line in the drawing).
  • the surface on the server rack 3 side in the housing of the air conditioner 50 is referred to as the front surface, and the surface on the outer wall 2 side is referred to as the back surface.
  • the air conditioner 50 includes a blower 51, a humidifier 52, a blower 53, and a damper 54.
  • the air conditioner 50 is divided into an upper part and a lower part, and a damper 54 is provided at the boundary between the upper part and the lower part. When the damper 54 is open, air flows in / out between the upper part and the lower part.
  • the blower 51 and the humidifier 52 are provided in the lower part, and the blower 53 is provided in the upper part.
  • the blower 51 sucks the outside air into the housing of the air conditioner 50 through the outside air intake hole 2a and the outside air intake port 55, and discharges the outside air that has been sucked in from the air supply port 57, so that the opposite server rack 3 It is a fan that forms an air flow for supplying air to the intake port 3a.
  • the flow of the outside air is almost linear as described above (as indicated by the one-dot chain line arrow in the figure), and intake and supply air can be efficiently performed.
  • the humidifier 52 is provided somewhere in the flow of the outside air (before the air supply port 57 in the illustrated example) in the casing of the air conditioner 50.
  • the intake air is humidified by the humidifier 52 and then discharged from the air supply port 57.
  • the present invention is not limited to this example.
  • a dehumidifier may be provided instead of the humidifier 52, or a dehumidifier may be provided. It may be decided arbitrarily according to
  • the outside air discharged from the air supply port 57 passes through a narrow space (cold space) between the air conditioner 50 and the server rack 3 and flows into the server rack 3 from the intake port 3a of the server rack 3, It passes through the installed server device 4. As a result, the server device 4 is cooled by the outside air, and the outside air rises in temperature and becomes warm air and is discharged from the exhaust port 3b.
  • the blower 53 causes the return air discharged from the exhaust port 3 b to flow into the upper portion of the air conditioner 50 from the return air port 58 and exhausts the air outside the building as it is through the outside air exhaust duct 56.
  • a partition plate 7 ′ is provided between the air conditioner 50 and the server rack 3 to separate the warm air from the outside air so that the outside air and the warm air are not mixed. .
  • the partition plate 7 ′ is installed above the cold space.
  • the partition plate 7 ′ can prevent the return air from flowing into the cold space. That is, when the return air flows into the cold space, a situation in which warm air is mixed with the outside air (cold air) and the temperature rises and the cooling efficiency decreases can be prevented by providing the partition plate 7 '.
  • One end of the illustrated partition plate 7 ′ is connected to the upper surface (top surface) of the server rack 3, and the other end is connected to the boundary between the upper part and the lower part of the air conditioner 50.
  • the present invention is not limited to this example.
  • outside air outside the building is supplied to the server device 4 in the server rack 3 by the two blowers 51 and 53 to cool the server device 4, and return air from the server rack 3 is sent outside the building. To discharge.
  • a part of the return air that has flowed into the upper part of the air conditioner 50 from the return air port 58 is caused to flow into the lower part of the air conditioner 50. It can also be mixed with the intake air.
  • the return air is mixed with the outside air to increase the temperature of the outside air supplied to the server device 4, and even if the outside air that tends to fluctuate is used, a constant temperature is maintained. Supply air can be supplied.
  • the configuration of the modified example also has an air conditioner 50 arranged in the vicinity of each server rack 3 in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
  • the air intake surface (the air intake surface of the heating element) and the air supply surface of the air conditioner 50 are arranged to face each other.
  • the outside air supply is ductless.
  • the exhaust there is an outside air exhaust duct 56, which is much shorter than a conventional duct.
  • the outside air can be directly supplied from the air conditioner 50 to the server rack 3 (the mounted heating element 4) at a short distance.
  • the efficiency intake, exhaust, and supply efficiency
  • the server rack 3 the mounted heating element 4
  • the return air is cooled by heat exchange using the outside air (referred to as an outside air utilization cooling device).
  • an air conditioner using a general refrigeration cycle such as a vapor compression refrigeration cycle may be provided.
  • the cooling capacity of the outside air utilization cooling device depends on the temperature of the outside air, etc., there may be a case where the server room cannot be set to the set temperature (the cooling capacity is insufficient). Therefore, conventionally, an air conditioner using a general refrigeration cycle is also provided as in the example shown in FIG. In this case, even if the return air cannot be lowered to the set temperature by using outside air (the outside air temperature is high, etc.), the temperature is lowered to some extent and then flows into a general air conditioner. The cooling load of the apparatus can be reduced, and an energy saving effect can be obtained.
  • such a general air conditioner configuration is provided in the casing of the air conditioner 10, 50 or the indirect outside air cooler 20.
  • an air conditioner using a vapor compression refrigeration cycle includes components such as an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve.
  • the refrigerant is circulated to these components via the refrigerant pipe. What is necessary is just to make it provide these components and a refrigerant
  • FIG. 1 A configuration example of such another modification is not particularly illustrated, but as is well known, for example, an air conditioner using a vapor compression refrigeration cycle includes components such as an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve.
  • the refrigerant is circulated to these components via the refrigerant pipe. What is necessary is just to make it provide these components and a refrigerant
  • the air conditioner 10 and the indirect outdoor air cooler 20 include an indoor unit and an outdoor unit.
  • the evaporator is provided in the indoor unit
  • the condenser is provided in the outdoor unit.
  • the compressor and the expansion valve may be provided in either the indoor unit or the outdoor unit.
  • the upstream side / downstream side means the upstream side / downstream side related to the flow of air, and since the evaporator is in the indoor unit, the air passing through the indoor unit (inside air; return air or after cooling) It means the upstream side / downstream side related to the flow of air or the like.
  • the return air can be first cooled by the heat exchanger and then cooled to the set temperature by the evaporator.
  • the condenser is provided on the downstream side (downstream side in the flow of outside air) of the heat exchanger (for example, the first heat exchanger 12b) in the outdoor unit, the present invention is not limited to this example. .
  • rack rows are provided substantially parallel to the longitudinal outer wall 2 of the substantially rectangular parallelepiped building (the partition wall 1 substantially parallel thereto).
  • the present invention is not limited to this example.
  • the rack rows are further provided substantially parallel to the outer wall 2 in the lateral direction of the substantially rectangular parallelepiped building (the partition wall 1 substantially parallel thereto), thereby further forming two rows of rack rows. In total, four rack rows may be formed.
  • the air conditioner of the present example uses outside air and requires intake and exhaust of outside air. In order to realize this almost ductlessly, it is close to the outside air environment ( It must be installed near the outer wall 2). Furthermore, in order to be able to efficiently supply cold air to the heating element and collect return air (return air) (implemented without a duct), it is necessary to be able to be installed near the heating element mounting rack.
  • the configuration in FIG. 2 is a typical example in which such an air conditioner can be installed, but is not limited to this example.
  • the outside air opening (outside air intake hole 2a) and the outside air introduction surface (outside air intake port 13b) of the air conditioner 10 are disposed opposite (because they are closer) or / and the cold air supply surface (supply) Since the air inlet 13a) and the cool air intake surface (inlet 3a) of the server rack 3 (heating element 4) are arranged opposite to each other (because they are closer to each other), the efficiency is low and the efficiency is low. High efficiency and no need for underfloor free access for installation.
  • the horizontal width of the air conditioner 10 is substantially the same or an integral multiple of the horizontal width of the server rack 3 (heat generating element 4), it becomes easy to provide the corresponding air conditioner 10 for each server rack 3 (heat generating element 4).
  • the expansion of the air conditioner 10 corresponding to the expansion of the rack 3 (heating element 4) can be easily performed.
  • the partition plate 7 separates warm air from cold air, a system ceiling is not required.
  • duct work is unnecessary (at least long duct work as in the past is not required), installation work becomes easy, installation cost can be reduced, and flexible installation can be performed.
  • the air conditioner 10 is unitized and is an independent cooling device for each unit, no cooling infrastructure is required, and installation is easy.
  • the air conditioner, etc. of the present invention is related to the air-conditioning system that cools the room using outside air. Installation costs are low and installation flexibility is high.

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Abstract

　サーバラック列の各サーバラック３毎に対応して、ユニット化された空気調和装置１０をそれぞれ設置する。各空気調和装置１０は、それぞれ、対応するサーバラック３の近傍に設置される。その給気面（給気口１３ａ）がサーバラック３の吸気面（吸気口３ａ）に対向するように配置される。給気口１３ａからの給気（冷気）がダイレクトに吸気口３ａに吸気される。

Description

外気利用空調システム、その空調装置
　本発明は、外気を利用する空調システムに関する。
　従来、例えば、データセンターや企業のサーバ室等には、多数のコンピュータ（サーバ装置）等が設置されている。このようなサーバ室は多数のサーバ装置の発熱によって室温が上昇し、この室温上昇によってサーバ装置が暴走または故障する可能性がある。このため、サーバ室には部屋全体の温度を一定に維持しておく空調システムが採用されている。また、このような空調システムは、ほぼ常時稼動され、冬季であっても稼動される。
　このようなサーバ室等に対する従来の空調システムは、サーバ室の室温の安定を図るために、空調装置から吹き出されてサーバ室内に供給された低温空気（冷気）が、サーバラック内のサーバ装置に接触しながら流れて当該サーバ装置を冷却する。それによってサーバ装置の熱で温められた空気（暖気）は、該サーバ室から上記空調装置内に戻され、該空調装置で冷却されて再び上記冷気となって吹出されて、サーバ室内に再び冷気が供給される、等という循環方式が取られている。
　また、例えば特許文献１に記載の空調機が知られている。
　特許文献１には、外気温がサーバ室からのリターン空気の温度より低いときに（例えば冬季等）、顕熱交換器によって外気とリターン空気との熱交換を行って、外気湿度の影響を受けることなくリターン空気の冷却を行う空調システムが開示されている。また、上記顕熱交換器の下流側にサーバ室用空調機が設けられている。
　上記顕熱交換器を設けることで、外気をサーバ室に流入させることなく、外気をサーバ室内の冷却に利用することができる。この様な方法は、間接外気冷房（間接外気導入方式）等と呼ばれている。
　一方、従来、外気をサーバ室内の冷却に利用する方法として、外気をサーバ室に流入させて外気によって直接的に室内冷却（サーバ装置の冷却）を行う方法も知られている。この様な方法は、直接外気冷房（直接外気導入方式）等と呼ばれている。
　尚、直接外気導入方式は、一般的に、間接外気導入方式に比べて効率が高いが、その反面、湿度調整が必須となる（基本的に、冬季は加湿、夏季は除湿が必要となる）、塵埃等がサーバ室内に流入する為に塵埃・塩害対策等が必要になる、等の問題が生じる。この為、構成要素が増えると共に、メンテナンスに手間・コストが掛かることになる。
特開２０１０－１４４９４９号公報
　ここで、図５に従来の間接外気冷房システムの構成例を示す。
　尚、図示の間接外気冷房システムは、上記特許文献１の構成を簡略化して示したものと見做すこともできる。
　図５に示す例の間接外気冷房システムは、任意の室内空間を冷却する冷房システムであって、外気を室内空間に流入させることなく外気を室内空間の冷房に利用するシステムである。この室内空間は、例えば、サーバ装置（コンピュータ装置）等の発熱体２０１を搭載したサーバラック２０２が、多数設置されたサーバルーム等である。この様な室内空間は、多数の発熱体２０１による発熱量が多く、冬季であっても冷房が必要である。
　尚、上記室内空間は、本例では図示のサーバ設置空間と床下空間と天井裏空間に分けられている。このうち、サーバ設置空間が、上記発熱体２０１を搭載したサーバラック２０２が設置されている空間である。また、図示の様に、サーバ設置空間の上側には天井裏空間、床の下側には床下空間がある。尚、当然、床や天井には孔が開いており、この孔を介して冷気や暖気がサーバ設置空間に対して流入／流出する。
　図示の間接外気冷房システムは、例えばサーバルーム等からのリターン空気（暖気）を、一般的な蒸気圧縮式冷凍サイクルの空調装置２１０（冷凍機２１１、エアハンドリングユニット２１２（蒸発器、ファン等を内蔵）、膨張弁２１３、冷媒管２１４等より成る）で冷却する。この空調装置のエアハンドリングユニット２１２の前段（暖気の流れの上流側）に設置された間接外気冷房機２２０によって、外気を利用してリターン空気の温度を下げることで、省エネ化を図るものである。尚、冷凍機２１１は、圧縮機、凝縮器、ファン（送風機）等を有している。
　間接外気冷房機２２０は、熱交換器２２１、送風機２２２、送風機２２３、内気ダクト２２４、外気ダクト２２５等を有する。内気ダクト２２４は、その一端が上記天井裏空間側、その他端が上記エアハンドリングユニット２１２側に設けられると共に、途中で熱交換器２２１に接続している。上記天井裏空間側の暖気は、送風機２２２によって内気ダクト２２４内に流入させると共にエアハンドリングユニット２１２側へ排出させるが、途中で熱交換器２２１内を通過することになる。
　また、壁１の任意の２箇所に孔を空けて（一方を外気流入孔２２６、他方を外気排出孔２２７と言うものとする）、上記外気ダクト２２５の一端を外気流入孔２２６に接続し、他端を外気排出孔２２７に接続している。また、外気ダクト２２５は途中で熱交換器２２１に接続している。送風機２２３によって外気ダクト２２５内に外気を通過させる。すなわち、外気を外気流入孔２２６から流入させると共に外気排出孔２２７から排出させるが、外気は途中で熱交換器２２１内を通過することになる。つまり、熱交換器２２１内を内気（暖気）と外気が通過することになり、熱交換器２２１内において内気（暖気）と外気との熱交換が行われることになる。
　上述した従来の間接外気冷房システムは、図では簡略化して示しているが、実際には大きな設置スペースをとるものである。これは、特に、図では簡略して示しているダクト（内気ダクト２２４、外気ダクト２２５）が、実際には大きな設置スペースをとるものである（ダクトのひきまわし設置、仕切り板設置などのため）。
　また、サーバ装置を増設した場合、空調能力をアップする必要が生じる場合もあり、例えば間接外気冷房機２２０を増設することが考えられるが、上記従来の構成では、間接外気冷房機２２０の増設は困難である。なぜなら、上記の通り、ダクトのひきまわし設置、仕切り板設置などのため、大きな設置スペースを必要とするからである。この為、増設は困難であり、また仮に増設できたとしても設置費用が高額となる。また、大量の外気を必要とする為、外気流入孔２２６等を出来るだけ大きくする必要がある（大きな開口が必要）。
　また、ダクトが長くなると、圧力損失等により効率が低下する。
　尚、以上の問題は、間接外気冷房機２２０に限らず、上記直接外気冷房（直接外気導入方式）に関しても略同様である。
　本発明の課題は、外気を利用して室内冷却する空調システムに係わり、空調装置がユニット化され、ほぼダクトレスとすることができ、設置の手間が軽減でき設置費用が安く、設置の柔軟性も高い外気利用空調システム、その空調装置等を提供することである。
　本発明の外気利用空調システムは、発熱体が搭載されたラックが設置された室内空間に対して、外気を利用して冷却を行う外気利用空調システムであって下記の構成を有する。
　すなわち、まず、複数の前記ラックによってラック列を形成し、該ラック列が前記室内空間を形成する隔壁と略平行に配置されている。そして、１以上の前記各ラック毎に対応して、ユニット化された空調装置を前記隔壁に沿って配置する。特に、空調装置の給気面が前記ラックの吸気面に対向するように、当該空調装置を該ラックの近傍に配置する。
　そして、前記各空調装置は、前記隔壁の外の外気を吸気して該外気を利用して冷気を生成すると共に、自装置が対応する１以上の前記各ラックに対して前記給気面から冷気を供給する。
　あるいは、本発明の外気利用空調システムは、発熱体が搭載されたラックが設置された室内空間に対して、外気を利用して冷却を行う外気利用空調システムであって、下記の構成を有する。
　すなわち、まず、１以上の前記各ラック毎に対応して、ユニット化された空調装置を、その室内ユニット部の給気面が前記ラックの吸気面に対向するようにラックの近傍に配置する。
　前記空調装置は、隔壁を挟んで室内側と室外側とに設けられる一対のユニット部であって、室内側に設けられる前記室内ユニット部と室外側に設けられる室外ユニット部とを有する。
　そして、前記室外ユニットは、外気の吸気・排気を行う第１の送風機と、吸気した外気と冷媒との熱交換を行う第１の熱交換器を有する。また、前記室内ユニットは、前記ラックから戻されるリターン空気と前記冷媒との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気とする第２の熱交換器と、該冷気を前記給気面から送出する第２の送風機を有する。
　更に、前記第１の熱交換器と第２の熱交換器とに接続して、該第１の熱交換器と第２の熱交換器とに前記冷媒を循環させる為の配管が設けられた構成となっている。
　また、上記構成の外気利用空調システムにおいて、例えば、前記室内ユニット部と前記ラックとの間に、該ラックから排出されて前記室内ユニット部に戻されるリターン空気が、前記給気面から送出される冷気と混合しないようにする仕切り板を更に設けるようにしてもよい。
（ａ）、（ｂ）は、本例の外気利用空調システムの構成図である。 （ａ）、（ｂ）は、本例の外気利用空調システムを適用したデータセンターの具体例である。 空気調和装置の詳細な構成例を示す図である。 空気調和装置の変形例である。 従来の間接外気冷房システムの構成例である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
　図１（ａ）、（ｂ）は、本例の外気利用空調システムの構成図である。
　図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は斜視図である。
　また、図２（ａ）、（ｂ）には、本例の外気利用空調システムを適用したデータセンターの具体例を示す。図２（ａ）、（ｂ）は、典型的な一例であり、倉庫タイプのモジュール型データセンターと呼ぶものとする。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、典型的な例としては、モジュール型データセンター全体の長さＬと幅Ｗと高さＨに関して、長さＬと高さＨに関しては特に制限はないが、幅Ｗに関してはサーバラック３の列が２列となる程度の大きさとすることが、典型的な例としては望ましい。但し、勿論、この様な例に限るものではない。尚、サーバラック３は、発熱体の一例であるサーバ装置４が搭載されるラックである。
　また尚、サーバ装置４は、発熱体の代表例であるが、この例に限らない。発熱体は、何らかの電子機器等であってもよい。また、サーバラック３は、「発熱体を収納するラック」の代表例であるが、この例に限らない。サーバラック３は、例えば、略直方体の形状であるが、この例に限らない。基本的に、複数のサーバラック３が所定方向に並べられて列を成して設置されるものである（サーバラック列が形成されるものである）。
　以下、図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、本例の外気利用空調システムの構成について説明する。尚、図１（ａ）、（ｂ）においては、空気の流れを一点鎖線の矢印で示している。
　まず、上記のように図２（ａ）、（ｂ）に示す典型例ではサーバラック列が２列となっており、図１（ａ）、（ｂ）には当該２列のうちの何れか１列（図上、左側）に係る外気利用空調システムの構成例を示していると考えても良い。
　すなわち、図１（ｂ）には上記任意の１列のサーバラック列の例として４つのサーバラック３より成るサーバラック列を示すと共に、これら４つのサーバラック３毎に対応して設けられる４台の空気調和装置１０を示すものである。これら４台の空気調和装置１０は、それぞれユニット化されており、何れも同じ構成である。尚、“空気調和装置”を“空調装置”と呼ぶ場合もある。
　尚、図１（ｂ）においては、図１（ａ）等に示す外壁２や隔壁１、天井５、床６等は、省略して示している。
　４台の空気調和装置１０は、それぞれが対応するサーバラック３の近傍に設置されるものであって、特にその冷気給気面（後述する）が、対応するサーバラック３の吸気面（後述する）と対向するように設置される。４台の空気調和装置１０は図示のように列を成して空調装置列を形成する。この空調装置列は、上記サーバラック列と略平行の列となる。これは、換言すれば、空調装置列、サーバラック列は何れも、後述する隔壁１と略平行の列となる。
　各空気調和装置１０は、本例では間接外気冷房装置であり、外気を室内に流入させることなく、外気を利用して室内空気（サーバラック３からのリターン空気（暖気）；以降リターン空気と表記）を冷却する。この冷却された室内空気（冷気）は、サーバラック３に供給され、サーバラック３内に搭載されているサーバ装置４を冷却し、それによって温度上昇して暖気となる。サーバ装置４は、稼動中は発熱体となり、冷却が必要となる。尚、上記室内空気を、内気と呼ぶ場合もあるものとする。
　尚、上記の例に限らず、後述する変形例のように空気調和装置１０が直接外気冷房装置である例があっても構わない。
　図１（ａ）は、例えば、上記図１（ｂ）における任意のサーバラック３及び当該サーバラック３に対応する空気調和装置１０の断面図であると見做してもよい。
　各空気調和装置１０は、隔壁１に沿って設置される。これは例えば後述するように２つのユニット１０ａ，１０ｂで隔壁１を挟むようにして配置される。これより、上記の通り、空調装置列は隔壁１と略平行の列となる。
　図１（ａ）に示すように、空気調和装置１０は、隔壁１を挟んで室内側のユニット（室内ユニット１０ａと呼ぶ）と室外側のユニット（室外ユニット１０ｂと呼ぶ）とに分けることができる。室内ユニット１０ａは、サーバラック３が設置された空間（サーバ室）内に設けられている。一方、室外ユニット１０ｂは、サーバ室外であって隔壁１と外壁２との間の空間に設置されている。
　尚、ここでは上記サーバ室とは、隔壁１と天井５と床６とで囲まれた空間を意味するものとする。尚、隔壁１は、図上サーバラック３の左側にある図示の隔壁１だけでなく、サーバラック３の右側にも不図示の隔壁１が存在している。これより、隔壁１は、サーバ室（冷却対象の室内空間）を形成するものであると言うこともできる。また、隔壁１の外側には外気が存在し得るので、隔壁１はサーバ室を外気から遮断するものであると言うこともできる。
　ここで、隔壁１と外壁２について図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
　既に述べた通り、図２は倉庫タイプのモジュール型データセンターを示す斜視図であり、図２（ａ）は外観図、図２（ｂ）は透視図である。
　図示の倉庫タイプのモジュール型データセンターは、図示のように「長さＬ×幅Ｗ×高さＨ」の略直方体であり、高さＨに関しては５階建てと見做せる。各階に、図示のように、サーバラック３や空気調和装置１０が列を成して設置されている。
　図２（ａ）では短手方向の外壁２（幅Ｗ）は省略して示してある。図２（ｂ）では短手方向の外壁２だけでなく長手方向の外壁２（長さＬ）も省略して示してあり、更に天井壁８も省略して示している（従って透視図と見做してよい）。尚、上記略直方体の各面のうち、短手方向の面を正面、長手方向の面を側面と呼ぶ場合もある。そして、上記略直方体は、正面、側面ともに外壁２で覆われているが、図２（ａ）では正面の外壁２は省略して示している（実際には存在する）。
　図２（ｂ）では外壁２の内側（図示の例では柱１つ分内側）には図示のように上記隔壁１が設けられている。外壁２と隔壁１の間の空間には外気が流入してよいが、隔壁１より内側の空間（サーバ室）には外気が流入しないようにしている。
　図２（ａ）に示すように、側面の外壁２には、図示のように各空気調和装置１０毎に応じた外気吸気孔２ａと外気排気孔２ｂがあけられている。
　ここで、図１（ａ）に示すように、室外ユニット１０ｂは、第１の送風機（ファン）１１ｂ、第１の熱交換器１２ｂを有している。また、その筐体には外気吸気口１３ｂ、外気排気口１４ｂが設けられている。外気排気口１４ｂは、図示のように外気排気孔２ｂから外に突き出している。
　第１の送風機（ファン）１１ｂによって、外気吸気口１３ｂから外気を筐体内に流入させて第１の熱交換器１２ｂを通過させた後に外気排気口１４ｂから排気する、という図上一点鎖線矢印で示す空気（外気）の流れが形成される。外気吸気口１３ｂは、上記外壁２の外気吸気孔２ａに対向する位置に設けられており、外気吸気孔２ａから流入した外気がダイレクトに外気吸気口１３ｂから室外ユニット１０ｂの筐体内へと流入することになる。
　外気吸気口１３ｂから吸気された外気は、第１の熱交換器１２ｂを通過するが、その際、後述する冷媒（冷水等）との熱交換が行われる。以下、冷媒の一例として、冷水を使った場合の実施例を説明する。外気の温度が冷水の温度よりも低い場合には、第１の熱交換器１２ｂにおいて外気によって冷水の冷却が行われることになる。
　このように、室外ユニット１０ｂは、外気を、外気吸気孔２ａ、外気吸気口１３ｂを介して吸気して、第１の熱交換器１２ｂで熱交換を行った後、外気排気口１４ｂから排気する。
　ここで、室外ユニット１０ｂは、例えば、図示のように、その筐体の一面が隔壁１（その室外側の面）に密着するようにして設置されている。室内ユニット１０ａも、その筐体の一面（背面と呼ぶものとする）が、隔壁１（その室内側の面）に密着するようにして設置されている。
　但し、上記の例に限らず、空気調和装置１０は、例えば、室外ユニット１０ｂと室内ユニット１０ａとが分離していない一体型のユニット構成となっていてもよい。この場合、例えば隔壁１の各所に、室内ユニット部分と同程度の大きさの孔が設けられており、この孔に上記一体型のユニットの室内ユニット部分を挿入することで（例えば室外側から挿入する）、図１（ａ）と略同様の状態で空気調和装置１０を設置することができる。
　尚、この場合、上記一体型ユニットが設置される部分に関しては、図１（ａ）に示す室外ユニット１０ｂ－室内ユニット１０ａ間の隔壁１は存在しないことになる（上記の“孔”となっている）。その代わりに、予め上記一体型のユニットを工場等で製造する際に、当該一体型のユニットにおける室外ユニット部分と室内ユニット部分とを仕切る為の不図示の“筐体内仕切り”が設けられている。
　以上のことから、図１（ａ）に示すように、室外ユニット１０ｂ－室内ユニット１０ａ間には「隔壁１または筐体内仕切り」が存在している。
　尚、上記の構成例に限るわけではないが、外気が室内ユニット１０ａやサーバ室内に流入しないように構成する必要がある。
　次に、室内ユニット１０ａについて説明する。
　図１（ａ）に示す例では、室内ユニット１０ａは、第２の送風機（ファン）１１ａ、第２の熱交換器１２ａを有している。また、その筐体には給気口１３ａ、還気口１４ａが設けられている。図示の例では、室内ユニット１０ａの筐体の上面に還気口１４ａが設けられており、前面（給気面）に給気口１３ａが設けられているが、この例に限らない。但し、上述したように、給気面（給気口１３ａ）がサーバラック３の吸気面（後述する吸気口３ａ）と対向するように、室内ユニット１０ａを設けることが必要となる。
　上記第２の送風機（ファン）１１ａによって、サーバ室の室内空気（内気）が室内ユニット１０ａ内を通過する空気の流れが形成される。すなわち、サーバラック３からの排気（リターン空気）が、上記還気口１４ａから室内ユニット１０ａ内に流入し、上記第２の熱交換器１２ａを通過することで冷気となって上記給気口１３ａから送出される、という内気の流れが形成される。
　ここで、上記第１の熱交換器１２ｂと第２の熱交換器１２ａは、不図示の配管に接続しており、配管を介して上記液体（ここでは冷水を例にするものとする）が第１、第２の熱交換器１２ｂ，１２ａを循環している。これより、上記の通り第１の熱交換器１２ｂにおいては冷水と外気との間で熱交換が行われることになる。同様に、第２の熱交換器１２ａにおいては冷水とリターン空気との間で熱交換が行われることになる。これは、冷水を介して間接的に、外気とリターン空気との熱交換が行われることを意味し、基本的には外気によってリターン空気を冷却して冷気とするものである。
　上述したように、基本的には第１の熱交換器１２ｂにおいて外気によって冷水が冷却されて、当該冷却された冷水が第２の熱交換器１２ａに供給されることになる。これより、基本的には第２の熱交換器１２ａにおいて冷水によってリターン空気が冷却されて冷気が生成されることになる。生成された冷気は、上記給気口１３ａから送出されることになる。
　ここで、図１（ａ）に示すように、室内ユニット１０ａは、サーバラック３近傍に設けられると共に、上記給気面（給気口１３ａがある面）がサーバラック３の吸気面（吸気口３ａがある面）に対向する形で配置される。また、サーバラック３の後側の上面（天面）には排気口３ｂが設けられている。但し、この例に限らず、排気口３ｂはサーバラック３の背面に設けられていても良い。尚、ここでは上記給気面を正面と見做すものとし、その反対側の面（裏側の面）が上記背面となる。
　サーバラック３内には例えば不図示のファンが設けられており、このファンによって吸気口３ａから空気（冷気）が吸い込まれて、この空気がサーバラック３内に搭載されている各サーバ装置４を通過後、上記排気口３ｂから排出される。冷気は、発熱体であるサーバ装置４を通過することで当該サーバ装置４を冷却すると共に、温度上昇して暖気となって排気口３ｂから排出される。
　ここで、例えば、全体構成を図２（ａ）、（ｂ）に示す構成とすることで、隔壁１に沿う形で隔壁１近傍にサーバラック３の列を形成できる。側面は２面あるので隔壁１も２面あることになり、各隔壁１毎にその隔壁１に沿ってサーバラック列を形成することで、上記の通りサーバラック列の列数は２列となっている。また、空気調和装置１０は上記の通り隔壁１を挟むような形で設置されるので、空調装置列も各隔壁１毎にその隔壁１に沿って形成される。よって、上記の例では空調装置列の列数も２列となる。そして、各隔壁１毎に、既に述べたようにサーバラック列と空調装置列とは略平行となる。
　そして、例えば図１に示す例のように、１つのサーバラック３に対してその近傍に１台の空気調和装置１０を設置できるものである。そして、既に述べた通り、空気調和装置１０の冷気給気面が、サーバラック３の冷気吸気面と対向するように設置できるものである。
　上記構成により、各サーバラック３とそれに対応する空気調和装置１０との距離が、従来に比べて非常に短くなると共に、冷気を供給し易くなる。すなわち、室内ユニット１０ａの上記給気口１３ａから送出された冷気は、ダクトや床下空間等を介することなく、対向するサーバラック３の吸気面の吸気口３ａにほぼダイレクトに流入するので、低圧力損失で効率（給気効率など）が高いものとなる。
　また、各サーバラック３とそれに対応する空気調和装置１０との距離が、従来に比べて非常に短くなるので、リターン空気の回収に関しても、低圧力損失で効率が高いものとなる。すなわち、サーバラック３から排気されるリターン空気は、ダクトや天井裏空間等を介することなく、ほぼダイレクトに空気調和装置１０の還気口１４ａへ流入させることができる。
　また、外気の吸気・排気に関しても、各空気調和装置１０はどれもその室外ユニット１０ｂは外壁２の近傍に設置されることになり、外気空間（外壁２の外側）に近い場所に設置されることになる。よって、外気の吸気・排気の為のダクトは、必要ないか、あっても非常に短くて済む。よって、外気の吸気・排気に関しても低圧力損失で効率が高いものとなる。
　上述したように、外気、冷気、リターン空気の何れも、それら空気が流れる距離は従来に比べて非常に短くて済み、ほぼダクトレスを実現でき、低圧力損失で効率が高いものと言える構成となっている。このように空調装置がユニット化され、設置に関してほぼダクトレスとすることで、設置スペースが小さくて済み、設置費用が安く済み、設置の柔軟性も高いものとなる。
　設置の柔軟性に関しては、例えば、図２に示す倉庫タイプのモジュール型データセンターにおいて、サーバラック３を最初から最大限に設置するとは限らず、空きスペースが存在する場合が多い。この様な空きスペースに対しては空気調和装置１０は設置しないようにする。そして、後にサーバラック３が増設される毎に、新たに設置されたサーバラック３に対応する新たな空気調和装置１０を増設する。その際の増設工事は、ユニット構成且つダクトレスであることで、作業が容易となり、作業負担／コストが低減できる。
　尚、上記「空気調和装置１０（室内ユニット１０ａ）をサーバラック３近傍に設ける」ことに関して、“近傍”の具体的な数値は示さないものとする。つまり、室内ユニット１０ａ－サーバラック３間の距離は、特に規定するものではない。何れにしても、図１等に示す通り、空調装置等の冷気送出口（給気口１３ａ）とサーバラック（その吸気面）との距離は、図５等に示す従来例と比べると非常に短いものとなる。
　ここで、上記のようにサーバラック３内にその吸気口３ａから流入した冷気は、各サーバ装置４を通過することでサーバ装置４を冷却し、それによって温度上昇して暖気となって上記排気口３ｂから排出される。この暖気は上記のように室内ユニット１０ａの還気口１４ａに吸い込まれるが、その一部が室内ユニット１０ａ－サーバラック３の間の空間（給気口１３ａから冷気が給気されている空間；コールド空間というものとする）に流入して、冷気と混ざることで冷気の温度を上昇させる可能性がある。
　このような事態を防止する為に、本例では図１（ａ）、（ｂ）に示すように、室内ユニット１０ａ－サーバラック３間に（上部に）仕切り板７を設けている。仕切り板７は、図示の例では、その一端が室内ユニット１０ａの上部に接続し、その他端がサーバラック３の上面（天面）に接続する形で設置されている。これによって、サーバラック３の排気口３ｂから排出されたリターン空気は、仕切り板７の上方を通過して、室内ユニット１０ａの還気口１４ａに流入することになる。リターン空気は、上記コールド空間の上方を通過する際、仕切り板７がある為にその下方に（コールド空間に）流入することはない（流入したとしても少量である）。この様に、仕切り板７を設けたことで、暖気が冷気と混合するような事態を防止できる（混ざったとしても少量で済む）。
　上記のように、仕切り板７を設けたことで、冷気と暖気とを分離して、両者が混合しないようにできる。尚、室内ユニット１０ａはサーバラック３近傍に設けているので、仕切り板７の長さも短くて済み、低コストで済むと共に設置しやすいものとなる。
　尚、上記構成は一例であり、この構成に限るものではない。例えば、上記一例では空気調和装置１０は、サーバラック３毎に対応して設けるものとした。つまり、サーバラック３がＭ台ある場合、空気調和装置１０もＭ台とした（Ｍ：任意の整数）。しかし、この例に限らず、例えば、サーバラック３がＭ台ある場合、空気調和装置１０はＭ／２台、Ｍ／３台等としてもよい。換言すれば、２台のサーバラック３毎に１台の空気調和装置１０を設ける、あるいは３台のサーバラック３毎に１台の空気調和装置１０を設ける、等としてもよい。
　そして、上記サーバラック１台当たり１台の空気調和装置１０を設ける構成は、例えば、空気調和装置１０の横幅がサーバラック３の横幅と略同一である構成とすることが望ましい。同様に、上記２台のサーバラック３毎に１台の空気調和装置１０を設ける、あるいは３台のサーバラック３毎に１台の空気調和装置１０を設ける構成は、例えば、空気調和装置１０の横幅がサーバラック３の横幅の整数倍（２倍、３倍）である構成とすることが望ましい。つまり、効率良く冷風を供給することや冷風供給の偏りを少なくする等の観点から、空気調和装置１０の横幅が、当該空気調和装置１０が対応する（冷却する）１台以上のサーバラック３全体の横幅と、ほぼ同じとなるように構成することが望ましい。
　ここで、図３に、上記空気調和装置のより詳細な構成例を示す。これは、間接外気冷房機としての空気調和装置のより詳細な構成例を示す。
　図示の間接外気冷房機２０は、室内ユニット３０と室外ユニット４０とから成る。上記の通り、図１・図２の空気調和装置１０は、一例としては室内ユニット１０ａと室外ユニット１０ｂとから成るものであり、これら室内ユニット１０ａ、室外ユニット１０ｂに相当する構成例が、図３の室内ユニット３０と室外ユニット４０である。更に、本説明では基本的に、上記「隔壁１または筐体内仕切り」に関しては、“筐体内仕切り”ではない(よって、隔壁１である；換言すれば、一体型ユニットではない)例を用いるものとする。従って、図３に示すように、室内ユニット３０は隔壁１の室内側の壁面、室外ユニット４０は隔壁１の室外側の壁面に、それぞれ密着するようにして設置される。
　室内ユニット３０は、例えば、図示の液－ガス熱交換器３１、送風機（ファン）３２、配管２１（その一部；半分程度）、循環ポンプ２２を有する。
　室外ユニット４０は、例えば、図示の液－ガス熱交換器４１、送風機（ファン）４２、配管２１（その一部；半分程度）を有する。
　液－ガス熱交換器３１と液－ガス熱交換器４１とには配管２１が接続されており、配管２１上には循環ポンプ２２が設けられている。配管２１を介して液－ガス熱交換器３１と液－ガス熱交換器４１とに液体（例えば水；冷水）が循環している。この液体循環の動力源が、循環ポンプ２２である。よって、液体の循環を止めたい場合には、循環ポンプ２２を停止すればよい。
　また、液－ガス熱交換器３１には内気（リターン空気；暖気）が通過し、液－ガス熱交換器４１には外気が通過する。これより、液－ガス熱交換器３１においては内気と冷水との熱交換が行われ、液－ガス熱交換器４１においては外気と冷水との熱交換が行われる。基本的には、冷水によって内気（暖気）が冷却されて冷気が生成され、これによって温度上昇した冷水は外気によって冷却される。
　室内ユニット３０は、工場等での製造時に、例えば１面がオープンとなった箱型の筐体の中に、図示の液－ガス熱交換器３１、送風機（ファン）３２等が設けられる。また室内ユニット３０の筐体には図示の孔（内気流入口３３、内気排出口３４）が空けられている。
　上記液－ガス熱交換器３１、送風機（ファン）３２、内気流入口３３、内気排出口３４が、それぞれ、図１（ａ）の上記第２の熱交換器１２ａ、第２の送風機（ファン）１１ａ、還気口１４ａ、給気口１３ａに相当する構成となる。
　室外ユニット４０も同様に、工場等での製造時に、例えば１面がオープンとなった箱型の筐体の中に、図示の液－ガス熱交換器４１、送風機（ファン）４２等が設けられる。また室外ユニット４０の筐体には図示の孔（外気流入口４３、外気排出口４４）が空けられている。
　上記送風機（ファン）４２、液－ガス熱交換器４１、外気流入口４３、外気排出口４４が、それぞれ、図１（ａ）の第１の送風機（ファン）１１ｂ、第１の熱交換器１２ｂ、外気吸気口１３ｂ、外気排気口１４ｂに相当する構成となる。
　尚、室内ユニット３０、室外ユニット４０は、何れも、上記オープンとなっている面を、隔壁１の壁面に合わせるようにして設置される。
　そして、設置時には隔壁１に上記配管２１を通す為の貫通孔を２箇所開ける必要がある（勿論、予め壁面１の各所に貫通孔を空けておいてもよいが、間接外気冷房機２０を設置していない箇所では何らかの方法で貫通孔を塞いでおく必要がある）。また、工場での製造時に既に室内ユニット３０と室外ユニット４０それぞれに配管２１（その一部；半分程度）を設けた場合には、この配管２１同士を溶接する等して（その際、循環ポンプ２２も接続する）、図示の“途中に循環ポンプ２２が設けられた配管２１”を形成するようにしてもよい。
　上記のようにして室内ユニット３０、室外ユニット４０を設置することで、上記間接外気冷房機２０が構成されることになる。
　上記間接外気冷房機２０では、外気と内気（室内空気）とが相互に遮断されて熱交換が行われるので、外気に含まれる外気湿度や塵埃、腐食性ガスをサーバ室内に取り入れないため、サーバ等の電子機器の信頼性が維持される。
　尚、図３において室内ユニット３０－室外ユニット４０間に「隔壁１または筐体内仕切り」と記しているのは、図１（ａ）において「隔壁１または筐体内仕切り」と記してあるのと同じ理由である。すなわち、間接外気冷房機２０は、室内ユニット３０と室外ユニット４０とが一体となった一体型の構成であってよい。この場合、内部で室内ユニット３０部分と室外ユニット４０部分とを区切る為の仕切りが設けられている。そして、この仕切りに、上記配管２１を貫通させている（循環ポンプ２２も既に設けてある）。この様な構成の間接外気冷房機２０が、予め工場等で製造されている。
　そして、仮に室内ユニット３０の筐体の横幅をｗ１、高さをｈ１、奥行きをｄ１とした場合、ｗ１×ｈ１の大きさの孔が、予め隔壁１の各所に設けられている（但し、未設置時には板等で塞いである）。そして、間接外気冷房機２０の設置の際には、間接外気冷房機２０の室内ユニット３０部分を、上記の孔に例えば室外側等から挿入して図３に示す状態とすることで、間接外気冷房機２０の設置を行うことができる。従って、この場合には、上記配管２１に貫通孔を隔壁１に空ける必要も無ければ、配管２１をこの貫通孔に通す作業も必要ないことになり、設置作業がより容易に行えるようになる。
　次に、以下、変形例について説明する。
　変形例は、全体図や斜視図は、上記図２（ａ），（ｂ）や図１（ｂ）と略同様であってよいので、省略するものとする。但し、変形例では外気がサーバ室内に流入するので隔壁１は無くてもよい。
　図４には、変形例の空気調和装置５０の断面図を示す。
　尚、図４において、上記図１（ａ）に示す空気調和装置１０の断面図における構成要素と略同一の構成要素には、同一符号を付してあり、その説明は簡略化または省略する。
　変形例の空気調和装置５０は、直接外気冷房機であり、外気がサーバ室内に流入する。そして、流入した外気によってサーバ装置４を冷却する。
　図４において、まず、サーバラック３（発熱体であるサーバ装置４も含む；尚、サーバ装置４を発熱体４と記す場合もある）の配置や構成は、図１（ａ）と略同様であり、同一符号を付してあり、その説明は省略する。また、外壁２に関しても、図１（ａ）と略同様であり、同一符号を付してあり、その説明は省略する。
　上記の通り、変形例では隔壁１は無くてもよく、図４においては隔壁１が無い構成例を示している。そして、図４に示す例では空気調和装置５０は、外壁２とサーバラック３との間の空間における任意の位置（例えば図示の位置）に設置されている。但し、“任意の位置”と言っても、全体構成が図２の例（但し、図２の構成から隔壁１を削除する）である場合には、外壁２とサーバラック３との間の空間は、少なくとも広いものとはならない（基本的に、狭くなる）。
　従って、基本的に、空気調和装置５０とサーバラック３との距離、空気調和装置５０と外壁２との距離は、何れも短いものとなる。これは、換言すれば、空気調和装置５０も上記空気調和装置１０と略同様に、サーバラック３近傍に設置されると共に外壁２の近傍（外気空間近く）に設置されるものと言える。更に、上記空気調和装置１０と略同様に、空気調和装置５０の給気面（給気口５７）が、サーバラック３の上記吸気面（吸気口３ａ）と対向するような形で、空気調和装置５０が設置されることが望ましい。
　上記構成により、本変形例においても、空気調和装置５０に係る外気の吸気と排出、及び外気（冷気）のサーバラック３への給気は、何れも近距離で済み、図４に示すようにほぼダクトレスの構成を実現できる。
　ここで、空気調和装置５０は、その筐体の前面下部（給気面）に図示のように給気口５７が空けられており、その筐体の前面上部に図示のように還気口５８が空けられている。更に、その筐体の背面下部に図示のように外気吸気口５５が空けられており、その筐体の背面上部には図示の外気排気ダクト５６が設けられている。
　そして、特に外気吸気口５５は、外壁２の外気吸気孔２ａに対向する位置に設けられている。更に、上記給気口５７も外気吸気口５５に対応する位置（外気を図示の一点鎖線矢印で示すようにほぼ直線的に吸気・給気させる位置）に空けられている。
　尚、ここでは説明の便宜上、空気調和装置５０の筐体においてサーバラック３側の面を前面、外壁２側の面を背面と言うものとする。
　また、空気調和装置５０は、送風機５１、加湿器５２、送風機５３、ダンパ５４を有している。空気調和装置５０は、上部と下部とに分かれており、上部と下部との境にダンパ５４が設けられている。ダンパ５４が開いているときには、上部と下部との間で空気が流入／流出することになる。上記送風機５１と加湿器５２は下部に設けられ、上記送風機５３は上部に設けられている。
　送風機５１は、外気吸気孔２ａと外気吸気口５５を介して外気を空気調和装置５０の筐体内に吸気すると共に、当該吸気した外気を給気口５７から排出することで対向するサーバラック３の吸気口３ａへと給気する、という空気の流れを形成するファンである。この外気の流れは、上記の通り（図示の一点鎖線矢印で示すように）ほぼ直線状となっており、効率よく吸気・給気が行える。
　また、空気調和装置５０の筐体内において、上記外気の流れの何処かに（図示の例では給気口５７の手前）上記加湿器５２が設けられている。これより、上記吸気された外気は、加湿器５２で加湿されてから給気口５７から排出される。但し、この例に限らず、加湿器５２の代わりに除湿器を設けるようにしてもよいし、除加湿器を設けるようにしてもよい（どれを用いるのかは、特に外気の湿度等の外気条件に応じて任意に決められると考えてよい）。
　給気口５７から排出された外気は、空気調和装置５０とサーバラック３との間の狭い空間（コールド空間）を通過して、サーバラック３の吸気口３ａからサーバラック３に流入して、搭載されているサーバ装置４を通過する。これによって、サーバ装置４が外気によって冷却されると共に、外気は温度上昇して暖気となって排気口３ｂから排出される。
　ここで、上記送風機５３は、排気口３ｂから排出されるリターン空気を、還気口５８から空気調和装置５０の上部に流入させると共に、そのまま上記外気排気ダクト５６を介して建物外へと排気する為のファンである。
　また、図１と同様に、暖気と外気とを分離して外気と暖気とが混ざらないようにする為の仕切り板７’が、空気調和装置５０とサーバラック３との間に設けられている。これは、換言すれば、仕切り板７’は、上記コールド空間の上方に設置されているものと言える。仕切り板７’によって、リターン空気がコールド空間に流入する事態を防止できる。すなわち、リターン空気がコールド空間に流入することで、外気（冷気）に暖気が混ざって温度上昇し冷却効率が低下する等という事態を、仕切り板７’を設けたことによって防止できる。
　図示の仕切り板７’は、その一端がサーバラック３の上面（天面）に接続し、その他端が空気調和装置５０の上部と下部との境目に接続している。但し、この例に限らない。
　上述したように、上記２つの送風機５１、５３によって、建物外の外気をサーバラック３内のサーバ装置４に供給して当該サーバ装置４を冷却させると共に、サーバラック３からのリターン空気を建物外へと排出する。
　尚、空気調和装置５０の筐体内において、ダンパ５４を開くことで、還気口５８から空気調和装置５０の上部に流入させたリターン空気の一部を、空気調和装置５０の下部に流入させて吸気した外気と混合させることもできる。これによって例えば外気の温度が非常に低い場合等に、リターン空気を外気に混合させることで、サーバ装置４に供給する外気の温度を上げてやり、温度変動しやすい外気を用いても一定温度の給気を供給することができる。
　図４に示すように、変形例の構成も、図１等に示した実施例の場合と略同様に、各サーバラック３毎にその近傍に空気調和装置５０を配置すると共に、サーバラック３の吸気面（発熱体の吸気面）と空気調和装置５０の給気面とを対向させて配置する。
　これによって、ほぼダクトレスと言ってよい構成となる。すなわち、外気給気に関してはダクトレスとなっている。排気に関しては外気排気ダクト５６があるが、従来のダクトに比べれば非常に短くて済む。更に、空気調和装置５０から外気を短距離でダイレクトにサーバラック３（搭載されている発熱体４）に供給することができる。この様に、本手法では、長いダクトの為に圧力損失等により効率（吸気、排気、給気の効率）が低下するようなことはなく、効率よく外気を利用した冷房（特に発熱体４の冷却）を行えるようになる。
　尚、更に他の変形例として、例えば、上記空気調和装置１０，５０や間接外気冷房機２０において、上記外気を利用して熱交換によってリターン空気の冷却を行う構成（外気利用冷却装置と呼ぶ）に加えて、更に、例えば蒸気圧縮式冷凍サイクル等の一般的な冷凍サイクルによる空調装置の構成を設けるようにしてもよい。
　上記外気利用冷却装置の冷却能力は、外気の温度等によって左右されるので、サーバ室内を設定温度にすることができない（冷却能力不足となる）場合も有り得る。その為、従来でも上記図５に示す例のように一般的な冷凍サイクルによる空調装置も設けている。この場合、外気利用によってリターン空気を設定温度まで下げることができない状況（外気温度が高い等）であっても、ある程度は温度低下させてから一般的な空調装置に流入させるので、一般的な空調装置の冷却負荷を軽減でき、以って省エネ効果が得られることになる。
　当該他の変形例では、この様な一般的な空調装置の構成を、上記空気調和装置１０，５０や間接外気冷房機２０の筐体内に設けるようにする。
　このような他の変形例の構成例は特に図示しないが、よく知られているように、例えば蒸気圧縮式冷凍サイクルによる空調装置は、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁等の構成要素を有し、冷媒管を介してこれらの構成要素に冷媒を循環させる構成となっている。これらの構成要素や冷媒管を、上記空気調和装置１０，５０や間接外気冷房機２０の筐体内に設けるようにすればよい。
　ここで、上記空気調和装置１０や間接外気冷房機２０は、室内ユニットと室外ユニットとから成るが、蒸発器は室内ユニット内に設け、凝縮器は室外ユニット内に設けることになる。圧縮機と膨張弁は、室内ユニット、室外ユニットのどちらに設けても良い。
　そして、蒸発器は、熱交換器（例えば第２の熱交換器１２ａ）の下流側に設けることが望ましい。ここで上流側／下流側とは、空気の流れに係る上流側／下流側を意味し、蒸発器は室内ユニット内にあるので、室内ユニット内を通過する空気（内気；リターン空気や冷却後の空気等）の流れに係る上流側／下流側を意味する。
　上記のように蒸発器を熱交換器の下流側に設けることで、リターン空気を、まず熱交換器で冷却した後、蒸発器で設定温度となるように冷却させることができる。
　また、凝縮器は、室外ユニット内において熱交換器（例えば第１の熱交換器１２ｂ）の下流側（外気の流れにおける下流側）に設けることが、一例として考えられるが、この例に限らない。
　尚、図２に示す例では、略直方体形状の建物の長手方向の外壁２（それに略平行な隔壁１）に対して略平行にラック列が設けられるものとし、それ故にラック列は２列としたが、この例に限らない。例えば、更に、略直方体形状の建物の短手方向の外壁２（それに略平行な隔壁１）に対しても略平行にラック列が設けられるものとすることで、更に２列のラック列が構成され、合計で４列のラック列が形成されるようにしてもよい。
　何れにしても、本例の空気調和装置は、外気を利用するものであり、外気の吸気と排気が必要になるものであるから、これをほぼダクトレスで実現する為には、外気環境近く（外壁２の近く）に設置できることが必要となる。更に、発熱体への冷気の給気とリターン空気の回収（還気）を効率よく行えるようにする（ダクトレスで実現する）為に、発熱体搭載ラック近くに設置できることが必要となる。図２の構成は、この様な空気調和装置の設置を実現できる典型的な例であるが、この例に限るものではない。
　上述した本例の外気利用空調システムによれば、下記の効果が得られる。
・外気開口部（外気吸気孔２ａ）と空調装置１０の外気導入面（外気吸気口１３ｂ）とが対向配置の為（更に近い為）、または／及び、空調装置１０の冷気給気面（給気口１３ａ）とサーバラック３（発熱体４）の冷気吸気面（吸気口３ａ）とが対向配置の為（更に近いため）、低圧力損失で効率が高いものとなり、またほぼダクトレスとなり設置スペース効率が高く、設置等のための床下フリーアクセスが不要となる。
・空調装置１０の横幅が、サーバラック３（発熱体４）の横幅と略同一または整数倍であるので、各サーバラック３（発熱体４）毎に対応する空調装置１０を設け易くなり、サーバラック３（発熱体４）の増設に応じた空調装置１０の増設も容易に行える。
・仕切り板７等が暖気と冷気とを分離する為、システム天井が不要となる。
・ダクト工事が不要の為（少なくとも従来のような長いダクトの工事は不要となる）、設置作業が容易となると共に設置コストが低減でき、また柔軟な設置が行える。
・空調装置１０は、ユニット化されておりユニット毎に独立した冷房装置の為、冷熱のインフラが不要となり、設置が容易となる。
　本発明の外気利用空調システム、その空調装置等によれば、外気を利用して室内冷却する空調システムに係わり、空調装置がユニット化され、ほぼダクトレスとすることができ、設置の手間が軽減でき設置費用が安く、設置の柔軟性も高いものとなる。
 

Claims (14)

  1. 　発熱体が搭載されたラックが設置された室内空間に対して、外気を利用して冷却を行う外気利用空調システムであって、
    　１つまたは複数の前記ラック毎に対応して、ユニット化された空調装置を、その室内ユニット部の給気面が前記ラックの吸気面に対向するようにラックの近傍に配置し、
    　前記空調装置は、隔壁を挟んで室内側と室外側とに設けられる一対のユニット部であって、室内側に設けられる前記室内ユニット部と室外側に設けられる室外ユニット部とを有し、
    　前記室外ユニットは、外気の吸気・排気を行う第１の送風機と、吸気した外気と冷媒との熱交換を行う第１の熱交換器を有し、
    　前記室内ユニットは、前記ラックから戻されるリターン空気と前記冷媒との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気とする第２の熱交換器と、該冷気を前記給気面から送出する第２の送風機を有し、
    　前記第１の熱交換器と第２の熱交換器とに接続して、該第１の熱交換器と第２の熱交換器とに前記冷媒を循環させる為の配管が設けられたことを特徴とする外気利用空調システム。
  2. 　前記室内ユニット部と前記ラックとの間に、該ラックから排出されて前記室内ユニット部に戻されるリターン空気が、前記給気面から送出される冷気と混合しないようにする仕切り板を更に設けたことを特徴とする請求項１記載の外気利用空調システム。
  3. 　前記ラックが複数あり且つラック列を成し、該ラック列は前記隔壁に略平行に設けられ、
    　ラック毎に対応して設けられる前記空調装置も、前記隔壁と略平行の空調装置列を形成し、
    　前記隔壁の外側に該隔壁と略平行に外壁が設けられることを特徴とする請求項１記載の外気利用空調システム。
  4. 　前記室内空間は、前記外壁に覆われた略直方体形状の建物内における前記隔壁によって囲まれた空間であり、
    　前記略直方体形状の建物の任意の面の前記外壁に対応して、該外壁と略平行に設けられる前記隔壁と略平行に前記ラック列が設けられることを特徴とする請求項３記載の外気利用空調システム。
  5. 　前記室外ユニット部は、前記隔壁と前記外壁との間の空間に設置されることを特徴とする請求項３記載の外気利用空調システム。
  6. 　前記ラック列に新たなラックが追加される毎に、該増設されたラックに対応する前記空調装置を増設することを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の外気利用空調システム。
  7. 　前記空調装置の前記室内ユニット部の横幅は、前記ラックの横幅と略同一、または該ラックの横幅の整数倍であることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の外気利用空調システム。
  8. 　前記空調装置は、その外気吸気口が前記外壁に設けられた外気吸気孔と対向するように設置され、
    　前記空調装置の送風機は、該外気吸気孔と外気吸気口を介して外気を吸気すると共に該吸気した外気を前記給気面から前記吸気面に向けて送出することで前記ラックに外気を供給する、略直線状の外気の流れを形成することを特徴とする請求項４または５に記載の外気利用空調システム。
  9. 　発熱体が搭載されたラックが設置された室内空間に対して、外気を利用して冷却を行う外気利用空調システムであって、
    　複数の前記ラックによってラック列を形成し、該ラック列が前記室内空間を形成する隔壁と略平行に配置され、
    　１つまたは複数の前記ラック毎に対応して、ユニット化された空調装置を前記隔壁に沿って配置するものであって、その給気面が前記ラックの吸気面に対向するように該ラックの近傍に配置し、
    　前記各空調装置は、前記隔壁の外の外気を吸気して該外気を利用して冷気を生成すると共に、自装置が対応する１つまたは複数の前記ラック毎に対して前記給気面から冷気を供給することを特徴とする外気利用空調システム。
  10. 　発熱体が搭載されたラックが設置された室内空間に対して、外気を利用して冷却を行う外気利用空調システムであって、
    　１つまたは複数の前記ラック毎に対応して、ユニット化された空調装置を外壁の近傍に配置するものであって、その給気面が前記ラックの吸気面に対向するようにラックの近傍に配置し、
    　前記各空調装置は、前記外壁を介して外気を吸気して該外気を前記給気面から前記自装置が対応する１つまたは複数の前記ラック毎へと供給する送風機を有することを特徴とする外気利用空調システム。
  11. 　複数の前記ラックによって前記外壁と略平行のラック列を形成し、該ラック毎に対応する前記各空調装置によって前記外壁及び前記ラック列と略平行の空調装置列を形成することを特徴とする請求項１０記載の外気利用空調システム。
  12. 　前記空調装置は、その外気吸気口が前記外壁に設けられた外気吸気孔と対向するように設置され、
    　前記空調装置の送風機は、該外気吸気孔と外気吸気口を介して外気を吸気すると共に該吸気した外気を前記給気面から前記吸気面に向けて送出することで前記ラックに外気を供給する、略直線状の外気の流れを形成することを特徴とする請求項１０記載の外気利用空調システム。
  13. 　前記空調装置と前記ラックとの間に、該ラックから排出されて前記空調装置に戻されるリターン空気が、前記給気面から送出される外気と混合しないようにする仕切り板を更に設けたことを特徴とする請求項１０～１２の何れかに記載の外気利用空調システム。
  14. 　発熱体が搭載されたラックが設置された室内空間に対して、外気を利用して冷却を行う外気利用空調システムにおける空調装置であって、
    　複数の前記ラックによってラック列を形成し、該ラック列が前記室内空間を形成する隔壁と略平行に配置され、
    　１つまたは複数の前記ラック毎に対応して、前記隔壁に沿って且つその給気面が前記ラックの吸気面に対向するように該ラックの近傍に配置され、
    　前記隔壁の外の外気を吸気して該外気を利用して冷気を生成すると共に、１つまたは複数の前記ラック毎に対して前記給気面から冷気を供給する冷気供給手段を有することを特徴とする外気利用空調システムの空調装置。
     
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