JP2010086450A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体を高い冷却効率で冷却することこと。
【解決手段】冷却システムは、空調機から吐出された冷気を、複数の収容器のそれぞれの内部へ導入する複数の送出装置と、複数の収容器のそれぞれの温度を計測する計測装置と、複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、複数の収容器のそれぞれに導入される冷気の流量を制御する制御装置とを備える。複数の収容器のそれぞれに対応する複数の開口を有し、空調機から吐出された冷気を蓄える気室を形成するアクセスフロアと、複数の開口の開口度をそれぞれ調整する複数の調整装置とをさらに備えてもよく、複数の送出装置は、気室に蓄えられている冷気を、複数の開口のそれぞれから、複数の収容器のそれぞれの内部へ導入してもよく、制御装置は、複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、複数の開口の開口度をそれぞれ制御することにより、複数の収容器のそれぞれに送出される冷気の流量を制御してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、収容器に収容されている発熱体を冷却する冷却システムに関する。

冷気を導入することによりサーバなどの発熱体を冷却する技術が開示されている。たとえば、特許文献１には、機器室の上部空間の高温空気を取り入れ、局所的にラックを冷却する局所冷却装置が配置された空調システムが記載されている。
特開２００３−１６６７２９号公報

しかしながら、従来の技術では、空調機などから生成した冷却用の冷気が室内の空気と混合してしまうなど、冷気を効率的に利用することができない。そこで、サーバなどの発熱体を高い冷却効率で冷却することができる冷却システムが求められている。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の冷却システムは、収容器に収容されている発熱体を冷却する冷却システムであって、空調機から吐出された冷気を、複数の収容器のそれぞれの内部へ導入する複数の送出装置と、複数の収容器のそれぞれの温度を計測する計測装置と、複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、複数の収容器のそれぞれに導入される冷気の流量を制御する制御装置とを備える。

上記冷却システムにおいて、複数の収容器のそれぞれに対応する複数の開口を有し、空調機から吐出された冷気を蓄える気室を形成するアクセスフロアと、複数の開口の開口度をそれぞれ調整する複数の調整装置とをさらに備えてもよく、複数の送出装置は、気室に蓄えられている冷気を、複数の開口のそれぞれから、複数の収容器のそれぞれの内部へ導入してもよく、制御装置は、複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、複数の開口の開口度をそれぞれ制御することにより、複数の収容器のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。

上記冷却システムにおいて、複数の送出装置は、気室に蓄えられている冷気を、複数の開口のそれぞれから、複数の収容器のそれぞれに導入する、複数の収容器のそれぞれに対応する複数のファンを有してもよく、制御装置は、複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、複数のファンのそれぞれの冷気の導入量をさらに制御してもよい。

上記冷却システムにおいて、複数の送出装置は、圧縮された圧縮空気を用いて気室に蓄えられている冷気を複数の収容器のそれぞれに導入する、複数の収容器のそれぞれに対応する複数の気流増幅器を有してもよく、制御装置は、複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、複数の気流増幅器のそれぞれの冷気の導入量をさらに制御してもよい。

上記冷却システムにおいて、圧縮空気を蓄える蓄積装置をさらに備えてもよく、複数の送出装置は、空調機への電気エネルギーの供給が停止されたことを検出した場合、蓄積装置に蓄えられている圧縮空気を用いて気室に蓄えられている冷気を複数の収容器のそれぞれに導入してもよい。

上記冷却システムにおいて、計測装置は、複数の収容器のそれぞれの排気温度を計測する、複数の収容器のそれぞれに対応する複数の排気温度計測装置を有してもよく、制御装置は、発熱体の稼動が停止したことを検出した場合、停止した発熱体を収容している収容器に対応する開口の開口度を、排気温度計測装置が収容器の排気温度を直接計測することが可能な流量に冷気の流量を維持できるように制御してもよい。

上記冷却システムにおいて、計測装置は、複数の収容器のそれぞれの吸気温度を計測する、複数の収容器のそれぞれに対応する複数の吸気温度計測装置をさらに有してもよく、制御装置は、複数の収容器のそれぞれの排気温度および複数の収容器のそれぞれの吸気温度に基づいて、複数の収容器のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施形態に係る冷却システムのシステム構成の一例を示す。図１において、マシン室１０には、収容器の一例としてのラック１００が複数配置されている。複数のラック１００のそれぞれは、発熱体の一例としてのサーバを収容する。

また、マシン室１０には、ラック１００に収容されているサーバを冷却する、冷却システムが設けられている。冷却システムは、空調機１１０、アクセスフロア１２０、複数の送出装置１３０、複数の調整装置１４０、複数のラック１００のそれぞれに対応する複数の吸気温度計測装置１５１、複数のラック１００のそれぞれに対応する複数の排気温度計測装置１５２、および制御装置１６０を含む。

空調機１１０は、冷気を吐出する。アクセスフロア１２０は、マシン室１０に気室１２４を形成する。気室１２４は、空調機１１０から吐出された冷気を蓄える。アクセスフロア１２０は、複数のラック１００のそれぞれに対応する複数の開口１２２を有する。たとえば、アクセスフロア１２０は、複数のフロアパネルを含んでいる。アクセスフロア１２０は、複数のフロアパネルの組み合わせを変えることにより、複数の開口１２２のそれぞれの位置を、複数のラック１００の位置に応じて変えることができる。

アクセスフロア１２０は、フロアパネルを有しない部分を開口１２２としてもよく、フロアパネルに形成されている開口を開口１２２としてもよい。アクセスフロアが有する複数の開口１２２のそれぞれは、対応するラック１００の発熱量に応じた形状および大きさを有してもよい。

複数の送出装置１３０は、空調機１１０から吐出された冷気を、複数のラック１００のそれぞれの内部へ導入する。具体的には、複数の送出装置１３０は、気室１２４に蓄えられている冷気を、複数の開口１２２のそれぞれから、複数のラック１００のそれぞれの内部へ導入する。複数の送出装置１３０は、複数のファン１３２を有する。複数のファン１３２は、気室１２４に蓄えられている冷気を、複数の開口１２２のそれぞれから、複数のラック１００のそれぞれに導入する。

複数の調整装置１４０は、複数の開口１２２の開口度をそれぞれ調整する。たとえば、調整装置１４０には、ボリュームダンパ、シャッタなどが用いられる。調整装置１４０は、フロアパネルに組み込まれていてもよく、ラックマウント、ラック１００など、フロアパネル以外の場所に組み込まれていてもよい。これらの場合、容易に調整装置１４０を設けることができる。

複数の吸気温度計測装置１５１は、複数のラック１００のそれぞれの吸気温度を計測する。ここでの吸気温度とは、ラック１００の内外問わず、サーバによって熱せられる前の空気の温度を意味する。たとえば、吸気温度計測装置１５１は、ラックの吸気口近傍に設けられる。

複数の排気温度計測装置１５２は、複数のラック１００のそれぞれの排気温度を計測する。ここでの排気温度とは、ラック１００の内外問わず、サーバによって熱せられた空気の温度を意味する。たとえば、排気温度計測装置１５２は、ラックの排気口近傍に設けられる。たとえば、吸気温度計測装置１５１および排気温度計測装置１５２には、検出した温度に応じた電気信号を出力する温度センサが用いられる。

制御装置１６０は、複数のラック１００のそれぞれの温度に基づいて、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御する。具体的には、制御装置１６０は、複数のラック１００のそれぞれの排気温度に基づいて、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御する。たとえば、制御装置１６０は、ラック１００の温度が上昇したことを検出した場合、ラック１００に導入される冷気の流量を増やしてもよい。反対に、制御装置１６０は、ラック１００の温度が下降したことを検出した場合、ラック１００に導入される冷気の流量を減らしてもよい。制御装置１６０は、複数のラック１００のそれぞれの吸気温度にさらに基づいて、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。

制御装置１６０は、複数の開口１２２の開口度をそれぞれ制御することにより、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御する。制御装置１６０は、複数のファン１３２のそれぞれをさらに制御することにより、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。たとえば、制御装置１６０は、複数のファン１３２のそれぞれの、回転速度および回転の停開始をさらに制御することにより、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。

制御装置１６０は、複数のラック１００のそれぞれへの冷気の導入の停止および開始をさらに制御する。具体的には、制御装置１６０は、複数のラック１００のそれぞれの温度に基づいて、少なくとも一つのラック１００への冷気の導入を停止または開始させる。たとえば、制御装置１６０は、ラック１００の温度が予め設定された温度に達していないラック１００への冷気の導入を停止させる。また、制御装置１６０は、ラック１００の温度が予め設定された温度に達したラック１００への冷気の導入を開始させる。

この場合、停止温度および開始温度は同じ温度であってもよく、異なる温度であってもよい。また、停止温度および開始温度は、ラック１００ごとに異なってもよい。制御装置１６０は、ラック１００ごとの停止温度および開始温度をユーザに設定させてもよい。さらに、制御装置１６０は、ラック１００ごとの停止温度および開始温度をユーザに更新させてもよい。

制御装置１６０は、ラック１００に収容されているサーバの稼動状態に基づいて、ラック１００への冷気の導入の停止および開始を制御してもよい。たとえば、サーバの稼動が停止したことを検出した場合、制御装置１６０は、稼動が停止されたサーバを収容しているラック１００への冷気の導入を停止させる。この場合、制御装置１６０は、サーバの稼動が停止されてから予め設定されている時間が経過した場合に、ラック１００への冷気の導入を停止させてもよい。他の例では、制御装置１６０は、サーバの稼動が停止されてからラック１００の温度が予め設定されている温度以下になった場合に、ラック１００への冷気の導入を停止させてもよい。

また、制御装置１６０は、サーバの稼動が開始したことを検出した場合、稼動が開始されたサーバを収容しているラック１００への冷気の導入を開始させる。この場合、制御装置１６０は、サーバの稼動が開始されてから予め設定されている時間が経過した場合に、ラック１００への冷気の導入を開始させてもよい。他の例では、制御装置１６０は、サーバの稼動が開始されてからラック１００の温度が予め設定されている温度以上になった場合に、ラック１００への冷気の導入を開始させてもよい。

制御装置１６０は、ラック１００に対応する調整装置１４０を制御することにより、ラック１００への冷気の導入の停止および開始を制御する。具体的には、制御装置１６０は、ラック１００に対応する調整装置１４０を制御して、ラック１００に対応する開口１２２を閉じることにより、ラック１００への冷気の導入を停止する。また、制御装置１６０は、ラック１００に対応する調整装置１４０を制御して、ラック１００に対応する開口１２２を開くことにより、ラック１００への冷気の導入を開始する。

制御装置１６０は、ラック１００に対応する送出装置１３０をさらに制御することにより、ラック１００への冷気の導入を停止してもよい。たとえば、制御装置１６０は、ラック１００に対応する送出装置１３０の稼動をさらに停止することにより、ラック１００への冷気の導入を停止してもよい。また、制御装置１６０は、ラック１００に対応する送出装置１３０の稼動をさらに開始することにより、ラック１００への冷気の導入を開始してもよい。

本実施形態の冷却システムによれば、複数のラック１００のそれぞれに対応する複数の送出装置１３０および複数の調整装置１４０を制御することによって、空調機１１０から吐出された冷気を、複数のラック１００のそれぞれに導入する構成を用いている。また、複数のラック１００のそれぞれの温度に基づいて、複数のラック１００のそれぞれに導入する冷気の流量を制御する構成を用いている。これにより、複数のラック１００のそれぞれに対して、ラック１００の温度すなわち発熱量に応じて、ラック１００を冷却するための冷気を安定的に供給することができる。

また、本実施形態の冷却システムによれば、空調機１１０から吐出された冷気を、気室１２４に蓄える構成を用いている。また、気室１２４に蓄えられている冷気を、複数のラック１００に対応する複数の開口１２２のそれぞれから、複数のラック１００のそれぞれに導入する構成を用いている。このように、本実施形態の冷却システムによれば、アクセスフロア１２０を設けたことにより、マシン室１０内の冷気と暖気とを完全に分離できるので、冷気による複数のラック１００の冷却効率をより高めることができる。

また、本実施形態の冷却システムによれば、冷却が不要なラック１００に対応する開口１２２を閉じることにより、気室１２４から冷気が無駄に導入されることを防止することができる構成を用いている。これにより、気室１２４に蓄えられている冷気の利用効率をより高めることができる。

また、本実施形態の冷却システムによれば、気室１２４に蓄えられている冷気を、ラック１００の底面から直接ラック１００の内部に供給する構成を用いている。これにより、ラックの前面に冷却スペースを設ける必要が無いので、マシン室１０のスペースを有効利用することができるうえ、冷気によるラック１００の冷却効率をより高めることができる。

なお、制御装置１６０は、サーバの稼動が停止したことを検出した場合、停止したサーバを収容しているラック１００に対応する開口１２２を完全に閉じなくてもよい。たとえば、制御装置１６０は、稼動が停止したサーバを収容しているラック１００に対応する開口１２２の開口度を、排気温度計測装置１５２がラック１００の排気温度を直接計測することが可能な流量に冷気の流量を維持できるように制御してもよい。これにより、排気温度計測装置１５２がラック１００の温度を的確に計測することができるので、冷却システムは、ラック１００内の温度を適切に制御することができる。

また、冷却システムは、一つのラック１００に対して、複数の調整装置１４０または複数の送出装置１３０をさらに備えてもよい。たとえば、ラック１００の内部にサーバを収容するスペースが複数形成されている場合、複数のスペースのそれぞれに対応する、複数の調整装置１４０または複数の送出装置１３０をさらに備えてもよい。この場合、複数のスペースのそれぞれの温度を計測する、複数の計測装置をさらに備えてもよい。そして、制御装置１６０は、複数のスペースのそれぞれの温度に基づいて、複数のスペースのそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。この場合、複数のスペースのそれぞれに対して、スペース内の温度すなわち発熱量に応じて、スペース内の温度を適切に制御することができる。

また、冷却システムは、一部のラック１００に対しては、対応する送出装置１３０を設けない構成を用いてもよい。たとえば、冷却システムは、発熱量の低いラック１００に対しては、対応する送出装置１３０を設けずに、対応する調整装置１４０で、ラック１００に導入される冷気の流量を制御してもよい。

また、冷却システムは、一部のラック１００に対しては、対応する調整装置１４０を設けない構成を用いてもよい。たとえば、冷却システムは、既存のラック１００など、調整装置１４０の設置が困難な場所に設けられているラック１００に対しては、対応する送出装置１３０を設けずに、対応する送出装置１３０で、ラック１００に導入される冷気の流量を制御してもよい。

図２は、実施形態に係る冷却システムのシステム構成の他の一例を示す。図２に示す冷却システムは、監視端末２００をさらに備える点で、図１に示した冷却システムのシステム構成と相違する。

監視端末２００は、複数のラック１００のそれぞれに対応する、複数の制御装置１６０をそれぞれ制御する。たとえば、監視端末２００は、複数の制御装置１６０のそれぞれに対して、推奨温度を設定する。この場合、複数の制御装置１６０のそれぞれは、対応するラック１００の温度が設定された推奨温度の範囲内を維持するように、対応するラック１００内に導入される冷気の流量を制御してもよい。

監視端末２００は、上記推奨温度として、ラックに収容されているサーバのメーカによって指定された、サーバの設置環境温度を用いてもよい。監視端末２００は、複数の制御装置１６０のそれぞれに対して、ラック１００への冷気の導入を停止させる停止温度およびラック１００への冷気の導入を開始させる開始温度をさらに設定してもよい。

監視端末２００は、空調機１１０をさらに制御する。具体的には、監視端末２００は、複数のラック１００のそれぞれの温度に基づいて、空調機１１０が吐出する冷気の温度、吐出量、空調機１１０の停開始を制御する。たとえば、監視端末２００は、ラック１００へ導入する冷気の流量が最大であるにも関わらず、ラック１００の温度を推奨温度の範囲内に維持させることができないと判断した場合、空調機１１０が吐出する冷気の温度を下げてもよく、空調機１１０が吐出する冷気の吐出量を増やしてもよい。この場合、監視端末２００は、他のラック１００の温度が、推奨温度の範囲以下に下がらないように、他のラック１００に対応する送出装置１３０および調整装置１４０を制御してもよい。また、監視端末２００は、ラック１００の温度を推奨温度の範囲内に維持させることができると判断した場合、空調機１１０が吐出する冷気の温度を上げてもよく、空調機１１０が吐出する冷気の吐出量を減らしてもよい。

冷却システムは、複数の空調機１１０を備えてもよい。この場合、監視端末２００は、複数の空調機１１０をそれぞれ制御してもよい。具体的には、監視端末２００は、複数のラック１００のそれぞれの温度に基づいて、複数の空調機１１０のそれぞれの、冷気の温度、吐出量、空調機の停開始を制御してもよい。たとえば、監視端末２００は、一部のラック１００を冷却したい場合は、一部のラック１００を効率的に冷却するために最適な空調機１１０を選択し、選択した空調機１１０が吐出する冷気の温度を下げてもよく、選択した空調機１１０が吐出する冷気の吐出量を増やしてもよい。

監視端末２００は、異なる複数のタイミングにおいて、複数のラック１００のそれぞれの温度、複数の送出装置１３０のそれぞれの制御情報、複数の調整装置１４０のそれぞれの制御情報、空調機１１０の制御情報などの各種情報をハードディスクなどの記憶装置に記録することにより、これらの情報の時系列データを蓄積してもよい。

図３は、実施形態に係る冷却システムのシステム構成の他の一例を示す。図３に示すマシン室１０は、メインフレーム用のラック１００がさらに配置されている点で、図２に示したマシン室１０の構成と相違する。

冷却システムは、メインフレーム用のラック１００に対応する、送出装置１３０、調整装置１４０、吸気温度計測装置１５１、排気温度計測装置１５２、および制御装置１６０をさらに備える。また、アクセスフロア１２０は、メインフレーム用のラック１００に対応する開口１２２をさらに有する。気室１２４には、隔壁１２６が設けられている。隔壁１２６は、気室１２４内に、メインフレーム設置用エリアに対応する第１気室と、サーバ設置エリアに対応する第２気室とを形成し、第２気室からの第１気室への冷気の流出を制限する。

複数の送出装置１３０は、複数のラック１００のそれぞれに対応する複数の気流増幅器１３４を有する。複数の気流増幅器１３４は、コンプレッサ１３６によって圧縮された圧縮空気を用いて気室１２４に蓄えられている冷気を複数のラック１００のそれぞれに導入する。制御装置１６０は、複数の気流増幅器１３４のそれぞれをさらに制御することにより、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。たとえば、制御装置１６０は、複数の気流増幅器１３４のそれぞれの、圧縮空気の吐出量および圧縮空気の吐出の停開始をさらに制御することにより、複数のラック１００のそれぞれに導入される冷気の流量を制御してもよい。

たとえば、夜間など、メインフレームが停止され、サーバは停止されないケースがある。冷却システムは、メインフレームが停止されたことを検出した場合、メインフレーム用のラック１００への冷気の供給を停止する。すなわち、冷却システムは、メインフレームが停止されたことを検出した場合、気室１２４に蓄えられている冷気を、稼動しているサーバを収容しているラック１００のみに供給する。これにより、冷却システムは、気室１２４に蓄えられている冷気を有効利用できる。

なお、冷却システムは、メインフレームが停止されたことを検出した場合、空調機１１０から吐出された冷気が第１気室に流入しないように、隔壁１２６をさらに制御してもよい。たとえば、隔壁１２６が開口１２２および開口１２２の開口度を制御する調整装置１４０を有してもよい。この場合、冷却システムは、調整装置１４０を制御することにより、開口１２２閉じることで、空調機１１０から吐出された冷気が第１気室に流入しないように制御することができる。これにより、冷却システムは、空調機１１０から吐出された冷気を第２気室のみに蓄えることができるので、空調機１１０が吐出する冷気の吐出量を抑えることができる。

冷却システムは、第１気室および第２気室のそれぞれに対応する複数の空調機１１０をさらに備えてもよい。この場合、冷却システムは、メインフレームが停止されたことを検出した場合、第１気室に対応する空調機１１０を停止させてもよい。これにより、冷却システムは、よりすくない電力量で、複数のラック１００を冷却することができる。このように、実施形態に係る冷却システムは、サーバ用以外の発熱体の冷却を目的として利用してもよい。

図４は、実施形態に係る冷却システムのシステム構成の他の一例を示す。図４に示すマシン室１０は、複数の既存のラック１００がさらに配置されている点で、図２に示したマシン室１０の構成と相違する。

冷却システムは、複数の新設されたラック１００のそれぞれに対応する、複数の送出装置１３０、複数の調整装置１４０、複数の吸気温度計測装置１５１、複数の排気温度計測装置１５２、および複数の制御装置１６０を含む。アクセスフロア１２０は、複数の新設されたラック１００のそれぞれに対応する、複数の開口１２２を有する。

同様に、冷却システムは、複数の既存のラック１００のそれぞれに対応する、複数の送出装置１３０、複数の調整装置１４０、複数の吸気温度計測装置１５１、複数の排気温度計測装置１５２、および複数の制御装置１６０を含む。同様に、アクセスフロア１２０は、複数の既存のラック１００のそれぞれに対応する、複数の開口１２２を有する。

複数の新設されたラック１００のそれぞれに対応する複数の送出装置１３０は、複数の気流増幅器１３４を有する。一方で、複数の既存のラック１００のそれぞれに対応する複数の送出装置１３０は、複数のファン１３２を有する。

新設されたラック１００の底面には、開口が形成されている。このため、冷却システムは、新設されたラック１００に対しては、気室１２４に蓄えられている冷気を、ラック１００の底面開口から直接供給することができる。

一方で、既存のラック１００の底面には、開口が形成されていない。このため、既存のラック１００に対しては、気室１２４に蓄えられている冷気を、直接供給することができない。このような既存のラック１００に対して、冷却システムは、気室１２４からアクセスフロア上に冷気を導入する。これにより、既存のラック１００は、導入された冷気を、ラック側面の前面に形成されている開口から取り入れることができる。

気室１２４からアクセスフロア上に導入された冷気は、アクセスフロア上の暖気と混合してしまうので、既存のラック１００に対する冷却効率は、新設のラック１００に対する冷却効率よりも落ちてしまう。しかしながら、本実施形態の冷却システムは、既存のラック１００に対しても、ラック１００の温度に基づいて、ラック１００に導入される冷気の流量を制御できる。このため、既存のラック１００に対しても、ラック１００の温度すなわち発熱量に応じて、ラック１００の冷却に必要な冷気を安定的に供給することができる。また、既存のラック１００に供給する冷気の流量を高めることにより、既存のラック１００の前面の冷気の通風スペースを小型化することができるので、マシン室１０のスペースを有効利用することができる。

なお、冷却システムは、気室１２４からアクセスフロア上に導入された冷気を、既存のラック１００の開口に直接導入する、ダクトなどの導入部材をさらに有してもよい。これにより、気室１２４からアクセスフロア上に導入された冷気を、アクセスフロア上の暖気と混合させることなく、既存のラック１００へ供給することができるので、既存のラック１００に対する冷却効率をより高めることができる。このように、実施形態に係る冷却システムは、既存のラック１００に収容されているサーバの冷却を目的として利用してもよい。

図５は、送出装置１３０、調整装置１４０、ラック１００の構成の一例を示す。送出装置１３０は、気室１２４に蓄えられている冷気を開口１２２から導入するファン１３２を有する。調整装置１４０は、開口１２２の開口度を調整する。

ラック１００は、隔壁５００を有する。隔壁５００は、ラック１００に、吸気スペース５１０とサーバ収容スペース５２０とを形成する。隔壁５００には、複数の開口５０２が形成されている。複数の開口５０２は、複数のサーバのそれぞれの吸気口の位置に対応して、形成されていてもよい。隔壁５００および開口５０２は、ラック１００に予め設けられていてもよく、ラック１００内に収容されたサーバのフロントパネルが、隔壁５００および開口５０２の一部または全部の機能を果たしてもよい。

サーバ収容スペース５２０には、複数のサーバが収容されている。サーバ収容スペース５２０の底面には、配線用の開口５２４が形成されている。開口５２４は、配線が施された後、サーバ収容スペース５２０内の空気が漏出しないように、パテなどによって閉塞されていることが好ましい。

吸気スペース５１０の底面には、開口５１２が形成されている。気室１２４から開口１２２を介して導入された冷気は、開口５１２から吸気スペース５１０へ導入される。吸気スペース５１０には、吸気温度計測装置１５１が設けられている。吸気温度計測装置１５１は、吸気スペース５１０内の冷気の温度を吸気温度として計測する。吸気スペース５１０へ導入された冷気は、開口５０２から、サーバ収容スペース５２０へ導入される。これにより、サーバ収容スペース５２０に収容されているサーバが冷却される。なお、吸気温度計測装置１５１は、１個に限られず、複数個設けられてもよい。

サーバ収容スペース５２０の背面には、複数の開口５２２が形成されている。複数の開口５２２は、複数のサーバのそれぞれの排気口の位置に対応して、形成されていてもよい。サーバにより熱せされた空気は、開口５２２からラック１００の外部へ排出される。サーバ収容スペース５２０の背面には、排気温度計測装置１５２が設けられている。排気温度計測装置１５２は、開口５２２からから排出された空気の温度を排気温度として計測する。なお、排気温度計測装置１５２は、１個に限られず、複数個設けられてもよい。

制御装置１６０は、吸気温度計測装置１５１によって計測された吸気温度、および排気温度計測装置１５２によって計測された排気温度に基づいて、ファン１３２の回転量および開口１２２の開口度を制御する。これにより、制御装置１６０は、気室１２４から導入される冷気の流量を制御する。

吸気スペース５１０は、開口５０２以外の部分から空気が漏出しない、密閉構造を有することが好ましい。同様に、サーバ収容スペース５２０は、開口５２２以外の部分から空気が漏出しない、密閉構造を有することが好ましい。これにより、気室１２４から導入された冷気による冷却効率をより高めることができる。また、サーバが発する騒音の防音効果を高めることができる。

図６は、送出装置１３０、調整装置１４０、ラック１００の構成の他の一例を示す。図６に示す構成は、ファン１３２の代わりに気流増幅器１３４が設けられている点で、図５に示した構成と相違する。気流増幅器１３４は、コンプレッサ１３６によって圧縮された圧縮空気を用いて気室１２４に蓄えられている冷気を開口１２２から導入する。

具体的には、気流増幅器１３４は、開口１２２からラック１００に向けて圧縮空気を吐出することにより、開口１２２からラック１００にかけて負圧を発生させる。気室１２４に蓄えられている冷気は、発生した負圧により、開口１２２から導入される。

制御装置１６０は、吸気温度計測装置１５１によって計測された吸気温度、および排気温度計測装置１５２によって計測された排気温度に基づいて、気流増幅器１３４の吐出量、吐出の停開始、および開口１２２の開口度を制御する。これにより、制御装置１６０は、気室１２４から導入される冷気の流量を制御する。

たとえば、ブレードサーバシステムに対して、１分間におよそ７０立方メートルの空気を供給する必要がある場合、この要件を、送出装置１３０を設けずに満たすためには、６００平方ミリメートルのフロアパネルおよそ８枚分の開口１２２が、ラックの前面に必要となる。また、ファン１３２を有する送出装置１３０を設ける構成とする場合、少なくとも直径が４０ｃｍのファン１３２を用いる必要がある。

これに対し、気流増幅器１３４を有する送出装置１３０を設ける構成とする場合、たとえば、高さ５１ｍｍ、幅３８ｍｍ、長さ２００ｍｍのサイズ、および５０倍の増幅率を有する気流増幅器１３４を用いて、この気流増幅器１３４に、１分間におよそ１．４立方メートルの圧縮空気を吐出させることにより、上記要件を満たすことができる。

このように、ファン１３２の代わりに気流増幅器１３４を設けることにより、より多くの冷気をラック１００へ供給することができる。また、ファン１３２を設けた場合と比べて、開口１２２の面積を小さくできるうえ、コストが低い、故障が少ない、メンテナンスが容易である、騒音が少ない、制御が容易であるなどのメリットがある。

送出装置１３０は、コンプレッサ１３６によって圧縮された冷気を蓄える、タンクなどの蓄積装置をさらに備えてもよい。送出装置１３０は、停電などにより、空調機１１０への電気エネルギーの供給が停止されたことを検出した場合、蓄積装置に蓄えられている圧縮空気を用いて気室１２４に蓄えられている冷気をラック１００に導入してもよい。冷却システムは、最低限、気流増幅器１３４を制御装置１６０に制御させるための、予備電源をさらに備えてもよい。

蓄積装置は、少なくとも、停電発生時からサーバがシャットダウンするまでの間、空調機１１０へ電気エネルギーを供給する装置が主電源から予備電源に切り換わるまでの間、またはサーバが予備電源で稼動し続ける間、ラック１００へ冷気を供給し続けることが可能な量の圧縮空気を蓄えることが可能な容量を有することが好ましい。

図７は、送出装置１３０、調整装置１４０、ラック１００の構成の他の一例を示す。図７に示す構成は、排気スペース５３０がラック１００に設けられている点で、図６に示した構成と相違する。

具体的には、ラック１００は、隔壁５０４をさらに有する。隔壁５０４は、ラック１００に、排気スペース５３０を形成する。排気スペース５３０の上面には、開口５３２が形成されている。サーバ収容スペース５２０内でサーバに熱せされた空気は、開口５２２から排気スペース５３０へ排出される。排気スペース５３０へ排出された空気は、開口５３２からラック１００の外部へ排出される。

なお、冷却システムは、開口５３２から排出された空気を、空調機１１０へ直接導入する、ダクトなどの導入部材をさらに有してもよい。これにより、開口５３２から排出された空気を、アクセスフロア上の空気と混合させることがないので、サーバの発熱の影響を受けやすいスペースでも、ラック１００を設置することができる。

排気スペース５３０は、開口５３２以外の部分から空気が漏出しない、密閉構造を有することが好ましい。これにより、ラック１００から排出された空気の排出効率をより高めることができる。また、サーバが発する騒音の防音効果を高めることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

実施形態に係る冷却システムのシステム構成の一例を示す。 実施形態に係る冷却システムのシステム構成の他の一例を示す。 実施形態に係る冷却システムのシステム構成の他の一例を示す。 実施形態に係る冷却システムのシステム構成の他の一例を示す。 送出装置１３０、調整装置１４０、ラック１００の構成の一例を示す。 送出装置１３０、調整装置１４０、ラック１００の構成の他の一例を示す。 送出装置１３０、調整装置１４０、ラック１００の構成の他の一例を示す。

符号の説明

１０ マシン室
１００ ラック
１１０ 空調機
１２０ アクセスフロア
１２２ 開口
１２４ 気室
１２６ 隔壁
１３０ 送出装置
１３２ ファン
１３４ 気流増幅器
１３６ コンプレッサ
１４０ 調整装置
１５１ 吸気温度計測装置
１５２ 排気温度計測装置
１６０ 制御装置
２００ 監視端末
５００ 隔壁
５０２ 開口
５０４ 隔壁
５１０ 吸気スペース
５１２ 開口
５２０ サーバ収容スペース
５２２ 開口
５２４ 開口
５３０ 排気スペース
５３２ 開口

Claims (7)

1. 収容器に収容されている発熱体を冷却する冷却システムであって、
   空調機から吐出された冷気を、複数の前記収容器のそれぞれの内部へ導入する複数の送出装置と、
   前記複数の収容器のそれぞれの温度を計測する計測装置と、
   前記複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の収容器のそれぞれに導入される前記冷気の流量を制御する制御装置と
   を備える冷却システム。
2. 前記複数の収容器のそれぞれに対応する複数の開口を有し、前記空調機から吐出された冷気を蓄える気室を形成するアクセスフロアと、
   前記複数の開口の開口度をそれぞれ調整する複数の調整装置と
   をさらに備え、
   前記複数の送出装置は、前記気室に蓄えられている前記冷気を、前記複数の開口のそれぞれから、複数の前記収容器のそれぞれの内部へ導入し、
   前記制御装置は、前記複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の開口の開口度をそれぞれ制御することにより、前記複数の収容器のそれぞれに導入される前記冷気の流量を制御する
   請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記複数の送出装置は、前記気室に蓄えられている前記冷気を、前記複数の開口のそれぞれから、前記複数の収容器のそれぞれに導入する、前記複数の収容器のそれぞれに対応する複数のファンを有し、
   前記制御装置は、前記複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数のファンのそれぞれの前記冷気の導入量をさらに制御する
   請求項２に記載の冷却システム。
4. 前記複数の送出装置は、圧縮された圧縮空気を用いて前記気室に蓄えられている前記冷気を前記複数の収容器のそれぞれに導入する、前記複数の収容器のそれぞれに対応する複数の気流増幅器を有し、
   前記制御装置は、前記複数の収容器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の気流増幅器のそれぞれの前記冷気の導入量をさらに制御する
   請求項２に記載の冷却システム。
5. 前記圧縮空気を蓄える蓄積装置
   をさらに備え、
   前記複数の送出装置は、前記空調機への電気エネルギーの供給が停止されたことを検出した場合、前記蓄積装置に蓄えられている前記圧縮空気を用いて前記気室に蓄えられている前記冷気を前記複数の収容器のそれぞれに導入する
   請求項４に記載の冷却システム。
6. 前記計測装置は、前記複数の収容器のそれぞれの排気温度を計測する、前記複数の収容器のそれぞれに対応する複数の排気温度計測装置を有し、
   前記制御装置は、前記発熱体の稼動が停止したことを検出した場合、停止した前記発熱体を収容している前記収容器に対応する前記開口の開口度を、前記排気温度計測装置が前記収容器の排気温度を直接計測することが可能な流量に前記冷気の流量を維持できるように制御する
   請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の冷却システム。
7. 前記計測装置は、前記複数の収容器のそれぞれの吸気温度を計測する、前記複数の収容器のそれぞれに対応する複数の吸気温度計測装置をさらに有し、
   前記制御装置は、前記複数の収容器のそれぞれの排気温度および前記複数の収容器のそれぞれの吸気温度に基づいて、前記複数の収容器のそれぞれに導入される前記冷気の流量を制御する
   請求項６に記載の冷却システム。

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