JP4951596B2 - 冷却システム及び電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子装置が設置されたデータセンタの雰囲気温度を調整する冷却システム及び電子装置に関するものである。

ディスクアレイ装置等の電子装置は、データ保存の信頼性を向上させるために多数の磁気式あるいは光式のディスクドライブを筐体内に搭載して構成されている。これらディスクアレイ装置は、光などの高速な専用ネットワーク回線で接続されて管理ソフトウェアにより運用され、ＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）やＮＡＳ（ネットワークアタッチドストレージ）、或いは単独のＲＡＩＤ（Redundant Array of Inexpensive Disks）ディスク装置として利用される。

これらディスクアレイ装置に搭載されるディスクドライブの主要な発熱源は、駆動モータ，アクチュエータ，ＬＳＩなどの制御用電子部品である。これらの熱は、ディスクアレイ筐体に設置された冷却ファンによって供給される冷却風により冷却される。冷却能力が悪い場合、ディスクドライブの温度が上昇し、その結果誤動作や長期信頼性の悪化に繋がる。また、外部制御機器とディスクドライブ間のデータのやり取りを制御するコントローラの発熱が大きくなる可能性がある。

冷却能力が不足した場合、これらのコントローラの温度が上昇し、その結果誤動作や素子破壊の発生が懸念される。また、ディスクアレイ装置内で空気流を駆動させるためのファンから出る騒音の低減も重要な課題であり、騒音のために冷却に必要な風量が十分に確保できない場合もある。

このように、ディスクアレイ装置では、各発熱部材の良好な冷却と装置の低騒音化という課題がある。これは、ＣＰＵ等の発熱素子を有する他の電子装置に関しても同様である。

ブレードサーバの普及およびデータ量急増に伴うストレージの大規模化により、消費電力の急増がデータセンタ運用のクリティカルな要件となっている。

データセンターとは、顧客のサーバを預かり、インターネットへの接続回線や保守・運用サービスなどを提供する施設の総称である。このデータセンタ内には、多数のサーバやストレージが列状に設置され、これらを冷却する空調設備や停電に備えた無停電電源や自家発電装置などを備えている。

サーバの発熱量は年率２０〜２５％で増加しており、数年後には１筺体当たり２０ｋＷ程度になると予想されている。このため、サーバ消費電力とその冷却に要する消費電力の割合は現状の１：１から１：１.５〜２.０になると考えられており、冷却に要する電力がネックとなりつつある。

従来のデータセンタ等は、ディスクアレイ装置および電子装置が同一空間内に多数設置され、空調機の構成としては床の下面側から冷気が供給されて天井部から排熱されるものが一般的である。また、データセンタに設置されるディスクアレイ装置や電子装置は、米国電子工業会（ＥＩＡ）や日本工業規格（ＪＩＳ）に定められた１９インチ標準ラック（機器取り付け用支柱のネジの水平間隔が１９インチと定められており、約４８３mm幅程度の機器を実装できる）内に組み込まれたものが多い。この場合、冷却用の空気はラックの前方から吸気され、後方から排気されることになる。

このような空調機の構成においては、ディスクアレイ装置および電子装置が高密度に実装された場合、天井付近の暖まった空気を再吸気しやすいという問題がある。これは、室内の空気の循環が不十分な場合、装置ラックの各列において、天井付近まで上昇した暖気が、装置の前方に回り込む流れが起きやすいからである。或いは、ラック列が複数あった場合には、前方下段の排気を後列上段で吸気しやすいためである。そしてこれが、空調コストの増大や機器搭載数の制限への要因となっていた。

データセンタに関する従来技術としては、冷却を効率化するために空気流を監視するとともに、検知された空気流に応じてデータセンタ内の冷却を制御するシステムが公開されている（特許文献１参照）。また、空気流の再循環指標値を判定するためのシステムが提供されている（特許文献２参照）。

従来の電子機器に関する従来技術としては、ラック内機器の良好な冷却をするために、ラックの床下から冷気供給を行い、天井側方から暖気の排気を行うものがある（特許文献３参照）。また、ラック内の高発熱機器部を特定して冷気を供給するものがある（特許文献４参照）。あるいは、電子部品収納箱の内部を、外気を利用して熱交換するものがある（特許文献５参照）。さらに、外気との混合気を取り込むものがある（特許文献６参照）。

特開２００６−２０８０００号公報 特表２００７−５０５２８５号公報 特開２００４−５５８８３号公報 特開２００１−２７２０９１号公報 特開２００１−１５６４７８号公報 特公昭５８−１６６３８号公報

特許文献１，２に係わる従来技術では、データセンタ内の各所にセンサを設置するとともに状況を判定するためのコントローラを別途設ける必要があり装置構成が複雑となる。

特許文献３，４に係わる従来技術では、暖気が外気との間で熱交換をする構造になっていない。

特許文献５，６に係わる従来技術では、外気を利用した熱交換器と内部空調機とを併設した構造にはなっていない。データセンタ内の電子装置に関しては、温度・湿度の管理基準が厳しく設定されており、外気温度が十分に低い場合でも湿度が適正範囲にない場合には外気を導入できないか、仮に導入できたとしても湿度管理が必要となり、これに伴う加湿や除湿のエネルギが発生してしまう。

また、特許文献１〜６に係わる従来技術では、電子装置を低騒音化する構成については開示されていない。

本発明の目的は、データセンタ内に設置される電子装置間の温度バラツキを低減し、電子装置群の効率的な冷却と低騒音な電子装置を提供することにある。

上記目的は、電子装置が設置された室内空間を床下空調空間と空調機と天井ダクト等で構成された冷却システムにおいて、電子装置が設置された室内空間を床下空調空間と空調機と天井ダクト等で構成された冷却システムにおいて、前記電子装置の前面に設けられた前カバーと、背面に設けられた後カバーと、前記前カバーの下方に設けられた給気口と、前記後カバーの上方に設けられた排気口と、前記給気口が接続される前記床下空調空間の吹き出し口と、前記排気口が接続される前記天井ダクトの吸気口とを備え、前記天井ダクトは、前記電子装置からの排気の流れる系統と、外気が流れる系統とに接続され、前記排気と前記外気との間に熱交換器が設けられており、前記排気と前記外気との間で間接的熱交換を行い、前記天井ダクトには、ダンパと、前記外気の温湿度を計測するセンサと、前記センサと連動するコントローラとを有し、前記コントローラからの指令により、前記ダンパの開閉を行うことにより達成される。

また上記目的は、前記室内空間に位置する天井ダクトの吹き出し口近傍に消音装置を設けたことにより達成される。

また上記目的は、前記電子装置の前面に設けられた前カバーと、背面に設けられた後カバーと、前記前カバーの下方に設けられた給気口と、前記後カバーの上方に設けられた排気口とを備え、
また上記目的は、この排気口は上方に向け排気を行う噴流生成手段を備えていることにより達成される。

また上記目的は、前記噴流生成手段はノズル形状であることにより達成される。

また上記目的は、前記噴流生成手段は排気ファンであることにより達成される。

また上記目的は、前記噴流生成手段の上方にダクトを設け、前記ダクトには、各々の電子装置に設けた前記噴流生成手段の位置に対応した場所に開口部が設けられていることにより達成される。

本発明によれば、データセンタ内に設置される電子装置間の温度バラツキを低減し、電子装置群の効率的な冷却と低騒音な電子装置を提供できる。

以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。

図１は、本発明の一実施例を備えた冷却システムの概略構成図である。図２は、本実施を備えた電子装置の斜視図である。
図１，図２において、本実施例の冷却システムは電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。電子装置１００はラック中に組み込まれた複数段の電子機器１１０により構成されている。本実施例においては、１９インチ標準ラックとなっており、ラック中に組み込まれた複数段の電子機器１１０においては図示されない複数のファンが設けられている。このファンによって冷却用の空気はラック前方から吸気され、後方から排気される。また、本実施例においては、電子装置１００の前面に前カバー１が設けられ、背面に後カバー２が設けられている。前面の前カバー１の下方には給気口４が設けられ、背面の後カバー２の上方には排気口３が設けられている。本実施例では、給気口４は床下吹き出し口２１０に接続され、排気口３は天井ダクト４００に接続されている。

床下空調空間２００は２重床構造となっており、上方の床面には複数の床下吹き出し口２１０が設けられている。本実施例においては、床下吹き出し口２１０の位置は各電子装置１００の位置に対応したものである。床下空調空間２００の外壁５００側の端面には、空調機２２０の吹き出し口が接続されており、この吹き出し口から各電子装置１００を冷却するための冷気が床下空調空間２００内に吐出される。空調機２２０の吸入側は電子装置１００群が設置された室内空間の暖まった空気を取り入れる。

天井ダクト４００には、熱交換器４１０，消音チャンバ４２０，ダクトファン４３０，天井吹き出し口４４０が設けられている。ダクトファン４３０の働きにより、天井ダクト４００内では外気が流動している。図１の場合では、外気は左側の外壁５００（図示せず）から流入し、ダクトファン４３０のある右側の外壁５００より排気される。熱交換器４１０はガス・ガス用のものであり、一方の流路は天井ダクト４００内を流れる外気に接続されており、もう一方の流路は排気口３と消音チャンバ４２０に接続されている。なお、消音チャンバ４２０の内壁には吸音材が張られている。

このような構成においては、電子装置１００を冷却して５０〜６０℃前後に暖まった室内空気は、排気口３から熱交換器４１０を通過することによって０〜３０℃前後の外気との間で熱交換して４０℃前後に冷却された後、消音チャンバ４２０にある天井吹き出し口４４０から室内に戻される。最終的に空調機２２０にて結露の生じない１５〜２０℃程度に冷却される。その後、床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、前カバー１にある給気口４から再び電子装置１００に流入する。

この場合、外気と室内空気は完全に隔離されているため、通常の外気利用のような新たな湿度管理が不要となり、加湿や除湿に要するエネルギが不要なため省エネとなる。また、外気との間での熱交換により、空調機２２０に入る空気温度が下がるため、空調機２２０における冷房負荷が低減し、省エネとなる。

ところで、多数の電子装置１００を並べた際の主たる騒音源は電子装置１００内のファンからの音であるが、前カバー１，後カバー２により、音が電子装置１００の外部に直接漏れるのを防止できる。また、電子装置１００で発生した騒音は消音チャンバ４２０において低減されるため、室内の静音化が可能となる。

なお、従来のデータセンタ等でディスクアレイ装置および電子装置を同一空間内に多数に設置する場合においては、高密度に実装された場合、天井付近の暖まった空気を再吸気しやすいという問題があった。暖まった空気を再吸気してしまうと空調コストの増大や機器搭載数の制限の要因となっていた。

本実施例においては、前カバー１の給気口４の向きが下向きとなるように構成されているため、電子装置１００への給気は床下面の冷気を吸いやすくなっている。また、排気は排気口３を通り天井側にスムーズに流れるようになっている。このため、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性が大幅に減少することができる。

本実施例によれば、電子装置１００の主たる騒音源であるファンからの音が装置外部に漏れるのを効率的に防止でき、装置の静音化を図ることができる。また、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性を大幅に減少させることができ、冷却の効率を高めることができる。

図３は、本発明の第二の実施例を備えた冷却システムの概略構成図である。
図３において、本実施例においても冷却システムは電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。本実施例においては、室内側空気の流れる天井ダクト４００と、外気が流れる天井ダクト４００′との２流路に分かれており、２流路の間に熱交換器４１０が設けられている。図３の場合では、外気は外壁５００の右下から流入し、外壁５００の右上より排気される。熱交換器４１０はガス用のものであり、一方の流路は天井ダクト４００′内を流れる外気に接続されており、もう一方の流路は天井ダクト４００内を流れる室内空気に接続されている。

外気側の天井ダクト４００′にはダクトファン４３０′が設けられており、ダクトファン４３０′の働きにより外気側の天井ダクト４００′内で外気が流動している。室内空気側の天井ダクト４００にはダクトファン４３０，天井吹き出し口４４０が設けられている。各電子装置１００を冷却して暖められた空気は各排気口３に接続された天井ダクト４００に集められ、ダクトファン４３０の助けにより天井ダクト４００内を流動し、熱交換器４１０において冷却された後に天井吹き出し口４４０から室内に戻る。

このような構成においては、電子装置１００を冷却して５０〜６０℃前後に暖まった室内空気は、排気口３から熱交換器４１０に行き、ここで０℃〜３０℃前後の外気との間で熱交換し４０℃前後に冷却された後、天井吹き出し口４４０から室内に戻り、最終的に空調機２２０にて結露の生じない１５〜２０℃程度に冷却される。その後、床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、前カバー１にある給気口４から再び電子装置１００に流入する。

この場合、外気と室内空気は完全に隔離されているため、通常の外気利用のような新たな湿度管理が不要となるため加湿や除湿に要するエネルギが不要となり、省エネとなる。また、外気との間での熱交換により空調機２２０に入る空気温度が下がるため、空調機２２０における冷房負荷が低減して省エネとなる。

多数の電子装置１００を並べた際の主たる騒音源は電子装置１００内のファンからの音であるが、前カバー１と後カバー２により、音が電子装置１００の外部に直接漏れるのを防止でき、室内の静音化が可能となる。

なお、従来のデータセンタ等でディスクアレイ装置および電子装置を同一空間内に多数に設置する場合においては、高密度に実装された場合、天井付近の暖まった空気を再吸気しやすいという問題があった。そしてこれが、空調コストの増大や機器搭載数の制限の要因となっていた。

しかしながら本実施例においては、前カバー１の給気口４の向きが下向きとなるように構成されているため、電子装置１００への給気は床下面の冷気を吸いやすくなっている。また、排気は排気口３を通り天井側にスムーズに流れ、空調機２２０の直前で室内側に戻るようになっている。このため、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性が著しく減少する。

本実施例によれば、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性を大幅に減少させることができ、冷却の効率を高めることができる。また本実施例では２系統のダクトが必要になるが、熱交換器４１０が一箇所に集約している分、実施例１に比べて全体の設備コストや外気との熱交換効率の面でメリットがある。

本発明の第三の実施例を図４に示す。
図４は、本実施例での冷却システムの概略全体図である。
図４において、本実施例においても冷却システムは、電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。また、天井ダクト４００が室内側空気の流れ４００ａと外気の流れ４００ａ′との２流路に分かれており、２流路の間に熱交換器４１０が設けられている。

本実施例においては、室内空気側の天井ダクト４００の天井吹き出し口４４０近傍にＡＮＣ（アクティブ・ノイズ・コントロール）装置一式が内蔵されている。本実施例のＡＮＣ装置はエラーセンサ３３０，ノイズセンサ３２０，スピーカ３１０，ＡＮＣコントローラ３００より構成されている。ＡＮＣ装置はＡＮＣコントローラ３００においてエラーセンサ３３０で拾った騒音源の音と逆位相の信号を各周波数成分毎に演算し、これをスピーカ３１０から騒音源と逆位相の補正音として発生させることで消音化を図る。この際、ＡＮＣコントローラ３００はエラーセンサ３３０における騒音値が最小となるように時々刻々の演算を繰り返す。

多数の電子装置１００を並べた際の主たる騒音源は、電子装置１００内のファンからの音であるが、前カバー１，後カバー２により、音が電子装置１００の外部に直接漏れるのを防止できる。

電子装置１００で発生した騒音は、室内空気側の天井ダクト４００を伝わり最終的に天井吹き出し口４４０から室内に出てくるが、音が長い天井ダクト４００を伝わるうちに波がそろい、ほぼ１次元の音波となるため、ＡＮＣによる消音を極めて良好に行うことができる。このため、室内の良好な静音化が可能となる。

以上のごとく、本実施例によっても電子装置１００の主たる騒音源であるファンやディスクドライブからの音が装置外部に漏れるのを効率的に防止でき、電子装置１００の効果的な静音化を図ることができる。また、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性を大幅に減少させることができ、冷却の効率を高めることができる。

本実施例では、ＡＮＣの働きによりＡＮＣのない実施例２の場合に比べ、データセンタ室内空間の大幅な静音化が可能である。ただし、センサ３２０，３３０やＡＮＣコントローラ３００が必要な分、装置構成が複雑になりコストが上昇する。

本発明の第四の実施例を図５に示す。
図５は、本実施例での冷却システムの概略全体図である。
図５において、本実施例においても冷却システムは電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。本実施例では、これまでの実施例と異なり前カバー１が省略されている。

本実施例においては、天井ダクトが室内側空気の流れ４００ａと外気の流れ４００ａ′との２系統に分かれており、外気側の天井ダクト４００′の流路中に熱交換器４１０が設けられている。熱交換器４１０はガス用のものであり、一方の流路は外気側の天井ダクト４００′内を流れる外気に接続されており、もう一方の流路は室内空気に接続されている。外気側の天井ダクト４００′にはダクトファン４３０′が設けられており、ダクトファン４３０′の働きにより外気側の天井ダクト４００′内で外気が流動している。室内空気側の天井ダクト４００にはダクトファン４３０と天井吹き出し口４４０が設けられている。各電子装置１００を冷却して暖められた空気は各排気口３に接続された天井ダクト４００に集められ、ダクトファン４３０の助けにより天井ダクト４００内を流動し、熱交換器４１０の直近で天井吹き出し口４４０から室内に放出される。

このような構成においては、電子装置１００を冷却して５０〜６０℃前後に暖まった室内空気は、天井吹き出し口４４０から室内に戻り、熱交換器４１０において０〜３０℃前後の外気との間で熱交換し４０℃前後に冷却された後、空調機２２０に入る。そして、空調機２２０にて結露の生じない１５〜２０℃程度に冷却される。その後、床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、再び電子装置１００に流入する。

この場合、外気と室内空気は完全に隔離されているため、通常の外気利用のような新たな湿度管理は不要となり、加湿や除湿に要するエネルギが不要なため省エネとなる。また、外気との間での熱交換により、空調機２２０に入る空気温度が下がるため、空調機２２０における冷房負荷が低減し、省エネとなる。

従来のデータセンタ等でディスクアレイ装置および電子装置を同一空間内に多数に設置する場合においては、高密度に実装された場合、天井付近の暖まった空気を再吸気しやすいという問題があった。この問題が空調コストの増大や機器搭載数の制限の要因となっていた。

本実施例においては、排気は排気口３を通り天井側にスムーズに流れ、空調機２２０の直前で室内側に戻るようになっている。このため、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性が著しく減少する。

本実施例によれば、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性を大幅に減少させることができ、冷却の効率を高めることができる。

本実施例では、熱交換器４１０を空調機２２０の直前に設置している。このようにすると、熱交換器４１０において４０℃前後に冷却された空気が、居室内の空気と混合することなく、空調機２２０に流入するため、空調機２２０における冷却効率を高め、空調負荷を低減させるのに効果がある。

図６は、本発明の第五の実施例を示している。
図６は、本実施例での冷却システムの概略全体図である。
図６において、本実施例においても冷却システムは電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。本実施例では、これまでの実施例と異なり前カバー１，後カバー２が省略されている。

本実施例においては、天井ダクト４００が外気の流れる１系統になっており、流路中に熱交換器４１０が設けられている。熱交換器４１０はガス用のものであり、一方の流路は天井ダクト４００内を流れる外気に接続されており、もう一方の流路は室内空気に接続されている。外気側の天井ダクト４００にはダクトファン４３０が設けられており、ダクトファン４３０の働きにより、天井ダクト４００内で外気が流動している。各電子装置１００を冷却して暖められた空気は各排気側から室内に放出される。

このような構成においては、電子装置１００を冷却して暖まった室内空気は室内に放出された後、熱交換器４１０において外気との間で熱交換して冷却され、その後空調機２２０に入る。そして、空調機２２０にて結露の生じない程度に冷却されて床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、再び電子装置１００に流入する。

この場合、外気と室内空気は完全に隔離されているため、通常の外気利用のような新たな湿度管理は不要となり、加湿や除湿に要するエネルギが不要なため省エネとなる。また、外気との間での熱交換により、空調機２２０に入る空気温度が下がるため、空調機２２０における冷房負荷が低減して省エネとなる。

本実施例によれば、比較的単純な構成ながら電子装置１００の冷却の効率を高めることができる。

本実施例では、全体の装置構成を単純化できる効果がある。ただし、２列目以降の電子装置１００において、前列の電子装置１００から出た排気を吸気する可能性が生じる。

本発明の第六の実施例を図７，図８に示す。
図７は、本実施例での冷却システムの概略全体図である。
図８は、本実施例での電子装置の鳥瞰図である。
図７，図８において、本実施例においても冷却システムは電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。本実施例でも、前カバー１が省略されている。

本実施例においては、排気口３の上端部にノズル５が設けられている。また、本実施例では、天井ダクト４００のノズル５に対応した位置にはダクト開口部４５０が設けられている。天井ダクト４００には、ダクトファン４３０が設けられており、室内側空気を流動させる。なお、本実施例では熱交換器４１０が省略されている。また、天井ダクト４００の排気側のダクト開口部４５０′は、空調機２２０の直前に設けられている。

各電子装置１００を冷却して暖められた空気は、各排気口３の上端部に設けられたノズル５から、天井ダクト４００のダクト開口部４５０に向かって噴流状態で放出される。その後、天井ダクト４００にあるダクトファン４３０の働きにより、天井ダクト４００に集められた後に、天井ダクト４００内を流動し、空調機２２０の直近でダクト開口部４５０′から室内に放出される。

このような構成においては、電子装置１００を冷却して５０〜６０℃前後に暖まった室内空気は、ダクト開口部４５０′から室内に戻った後、室内空気と混合されること無く空調機２２０に入る。そして、空調機２２０にて結露の生じない１５〜２０℃程度に冷却される。その後、床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、再び電子装置１００に流入する。

従来のデータセンタ等でディスクアレイ装置および電子装置を同一空間内に多数に設置する場合においては、高密度に実装された場合、天井付近の暖まった空気を再吸気しやすいという問題があった。そしてこれが、空調コストの増大や機器搭載数の制限への要因となっていた。本実施例においては、排気は排気口３を通り天井側にスムーズに流れ、空調機２２０の直前で室内側に戻るようになっている。このため、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性が著しく減少する。

本実施例によれば、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性を大幅に減少させることができ、冷却の効率を高めることができる。また、本実施例では、排気口３を天井ダクト４００へ接続させる必要がないため、電子装置１００の設置が容易となる。

本実施例では、天井ダクト４００の排気側のダクト開口部４５０′が、空調機２２０の直前に設けられている。このようにすると、天井ダクト４００において集められた各電子装置１００からの暖気が、居室内の空気と混合することなく、空調機２２０に流入するため、空調機２２０における冷却効率を高め、空調負荷を低減させるのに効果がある。

本発明の第七の実施例を図９に示す。図９は、本実施例での冷却システムの概略全体図である。

本実施例においても、冷却システムは、電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。本実施例でも、前カバー１が省略されている。

本実施例においては、排気口３の上端部に排気ファン６が設けられている。また、本実施例では、天井ダクト４００の排気ファン６に対応した位置にはダクト開口部４５０が設けられている。天井ダクト４００には、ダクトファン４３０が設けられており、室内側空気を流動させる。なお、本実施例でも熱交換器４１０が省略されている。また、天井ダクト４００の排気側のダクト開口部４５０′は、空調機２２０の直前に設けられている。

各電子装置１００を冷却して暖められた空気は、各排気口３の上端部に設けられた排気ファン６から、天井ダクト４００のダクト開口部４５０に向かって噴流状態で放出される。その後、天井ダクト４００にあるダクトファン４３０の働きにより、天井ダクト４００に集められた後に、天井ダクト４００内を流動し、空調機２２０の直近でダクト開口部４５０′から室内に放出される。

このような構成においては、電子装置１００を冷却して５０〜６０℃前後に暖まった室内空気は、ダクト開口部４５０′から室内に戻った後、室内空気と混合されること無く空調機２２０に入る。そして、空調機２２０にて結露の生じない１５〜２０℃程度に冷却される。その後、床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、再び電子装置１００に流入する。

従来のデータセンタ等でディスクアレイ装置および電子装置を同一空間内に多数に設置する場合においては、高密度に実装された場合、天井付近の暖まった空気を再吸気しやすいという問題があった。そしてこれが、空調コストの増大や機器搭載数の制限への要因となっていた。本実施例においては、排気は排気口３を通り天井側にスムーズに流れ、空調機２２０の直前で室内側に戻るようになっている。このため、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性が著しく減少する。

本実施例によれば、電子装置１００が天井付近の暖まった空気を再吸気する可能性を大幅に減少させることができ、冷却の効率を高めることができる。また、本実施例では、排気口３を天井ダクト４００へ接続させる必要がないため、電子装置１００の設置が容易となる。

本実施例でも、天井ダクト４００の排気側のダクト開口部４５０′が、空調機２２０の直前に設けられている。このようにすると、天井ダクト４００において集められた各電子装置１００からの暖気が、居室内の空気と混合することなく、空調機２２０に流入するため、空調機２２０における冷却効率を高め、空調負荷を低減させるのに効果がある。

図１０は、本発明の第八の実施例を示している。図１０は、本実施例での冷却システムの概略全体図である。

本実施例においても、冷却システムは、電子装置１００，床下空調空間２００，空調機２２０，天井ダクト４００等により構成されている。本実施例では、前カバー１，後カバー２が省略されている。

本実施例においては、天井ダクト４００が外気の流れる１系統になっており、流路中に熱交換器４１０が設けられている。熱交換器４１０はガス・ガス用のものであり、一方の流路は天井ダクト４００内を流れる外気に接続されており、もう一方の流路は室内空気に接続されている。外気側の天井ダクト４００には、ダクトファン４３０が設けられており、ダクトファン４３０の働きにより、天井ダクト４００内で外気が流動している。各電子装置１００を冷却して暖められた空気は各排気側から室内に放出される。

本実施例においては、空調機２２０，ダンパ４６０，温湿度センサ４７０と連動するコントローラ４８０が設けられている。ダンパ４６０は温湿度センサ４７０の値が室内空気の管理基準に入るかどうかによって開閉する。

このような構成においては、温湿度センサ４７０の値が室内空気の管理基準以外の場合、コントローラ４８０からの指令によりダンパ４６０は閉まった状態となり、電子装置１００を冷却して暖まった室内空気は室内に放出された後、熱交換器４１０において外気との間で熱交換して冷却された後、空調機２２０に入る。そして、空調機２２０にて結露の生じない程度に冷却され、床下空調空間２００から床下吹き出し口２１０を通り、再び電子装置１００に流入する。この場合、外気と室内空気は完全に隔離されているため、通常の外気利用のような新たな湿度管理は不要となり、加湿や除湿に要するエネルギが不要なため省エネとなる。また、外気との間での熱交換により、空調機２２０に入る空気温度が下がるため、空調機２２０における冷房負荷が低減し、省エネとなる。

温湿度センサ４７０の値が室内空気の管理基準以内の場合、コントローラ４８０からの指令によりダンパ４６０は開いた状態となり、空調機２２０のファン以外の熱源部が停止する。このため、空調に要するエネルギを大幅に削減することができる。

本実施例によれば、比較的単純な構成ながら電子装置１００の冷却の効率を高めることができる。

本実施例では、全体の装置構成を単純化できる効果がある。ただし、２列目以降の電子装置１００において、前列の電子装置１００から出た排気を吸気する可能性が生じる。

以上要するに、本発明の電子装置の場合、データセンタ内に設置される電子装置間の温度バラツキを低減し、電子装置の信頼性向上，長寿命化を図るとともに、電子装置群の効率的な冷却を実現させることができる。それにより電子装置の大容量化・高速化を実現させる。また、低騒音の電子装置を提供することができる。なお、本発明の各実施例では外気等が流れるダクトを天井ダクト４００として説明しているが、ダクトは必ずしも天井にある必要がないことは言うまでもない。

本発明の第一の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第一の実施例での電子装置の鳥瞰図。 本発明の第二の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第三の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第四の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第五の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第六の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第六の実施例での電子装置の鳥瞰図。 本発明の第七の実施例である冷却システムの概略全体図。 本発明の第八の実施例である冷却システムの概略全体図。

符号の説明

１ 前カバー
２ 後カバー
３ 排気口
４ 給気口
５ ノズル
６ 排気ファン
１００ 電子装置
１１０ 電子機器
２００ 床下空調空間
２１０ 床下吹き出し口
２２０ 空調機
３００ ＡＮＣコントローラ
３１０ スピーカ
３２０ ノイズセンサ
３３０ エラーセンサ
４００ 天井ダクト
４１０ 熱交換器
４２０ 消音チャンバ
４３０ ダクトファン
４４０ 天井吹き出し口
４５０ ダクト開口部
４６０ ダンパ
４７０ 温湿度センサ
４８０ コントローラ
５００ 外壁

Claims (6)

1. 電子装置が設置された室内空間を床下空調空間と空調機と天井ダクト等で構成された冷却システムにおいて、
   前記電子装置の前面に設けられた前カバーと、背面に設けられた後カバーと、前記前カバーの下方に設けられた給気口と、前記後カバーの上方に設けられた排気口と、前記給気口が接続される前記床下空調空間の吹き出し口と、前記排気口が接続される前記天井ダクトの吸気口とを備え、
   前記天井ダクトは、前記電子装置からの排気の流れる系統と、外気が流れる系統とに接続され、前記排気と前記外気との間に熱交換器が設けられており、前記排気と前記外気との間で間接的熱交換を行い、
   前記天井ダクトには、ダンパと、前記外気の温湿度を計測するセンサと、前記センサと連動するコントローラとを有し、
   前記コントローラからの指令により、前記ダンパの開閉を行うことを特徴とする冷却システム。
2. 請求項１記載の冷却システムにおいて、
   前記室内空間に位置する天井ダクトの吹き出し口近傍に騒音源の音を拾うセンサと、前記騒音源の音と逆位相の信号を演算するＡＮＣコントローラと、前記逆位相の信号を補正音として発生するスピーカとを有することを特徴とする冷却システム。
3. 請求項１記載の冷却システムにおいて、
   前記電子装置は、内部に複数の記憶演算素子を備え、
   前記電子装置の前面に設けられた前カバーと、背面に設けられた後カバーと、前記前カバーの下方に設けられた給気口と、前記後カバーの上方に設けられた排気口とを備え、
   この排気口は上方に向け排気を行う噴流生成手段を備えていることを特徴とする冷却システム。
4. 請求項３記載の冷却システムにおいて、
   前記噴流生成手段はノズル形状であることを特徴とする冷却システム。
5. 請求項３記載の冷却システムにおいて、
   前記噴流生成手段は排気ファンであることを特徴とする冷却システム。
6. 請求項３記載の冷却システムにおいて、
   前記噴流生成手段の上方にダクトを設け、前記ダクトには、各々の電子装置に設けた前記噴流生成手段の位置に対応した場所に開口部が設けられていることを特徴とする冷却システム。

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