JP4820909B2 - Environmental adjustment method and environmental adjustment system of information center - Google Patents
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Description
本発明は、情報センタの環境調整方法および環境調整システムに関し、特に情報処理装置が設置される情報センタの環境を調整する技術に関する。 The present invention relates to an environment adjustment method and an environment adjustment system for an information center, and more particularly to a technique for adjusting the environment of an information center in which an information processing apparatus is installed.
地球温暖化と言う問題が、昨今聞かれる。地球温暖化対策の一つとしては電力需要を減らすことがある。電力は一般的に水力発電、太陽光発電、風力発電、地熱発電などの自然由来の発電や、原子力を使う原子力発電や、ガス、石油、石炭などを燃料として燃やし発電を行う火力発電によって供給されている。この中でも特に火力発電は地球温暖化を進める大きな要因となっている。電力需要を減らせば火力発電の発電量も減らすことができるので、その分地球温暖化も抑止されうる。 The problem of global warming has been heard recently. One measure against global warming is to reduce demand for electricity. Electricity is generally supplied by hydropower, solar power, wind power, geothermal power, and other natural power generation, nuclear power generation using nuclear power, and thermal power generation that uses gas, oil, coal, etc. as fuel to generate power. ing. Of these, thermal power generation is a major factor in promoting global warming. Decreasing power demand can reduce the amount of thermal power generation, so global warming can be suppressed accordingly.
IT(Information Technology)やICT(Information and Communication Technology)の分野でも、電力需要を低減する必要性が指摘され始めている。IT機器やICT機器が設置されたデータセンタで消費される電力のなかには、機器そのものが消費する電力に加えてマシンフロアの空調に使用される電力も含まれる。 In the fields of IT (Information Technology) and ICT (Information and Communication Technology), the need to reduce power demand has begun to be pointed out. The power consumed in the data center where the IT equipment and ICT equipment are installed includes power used for air conditioning of the machine floor in addition to power consumed by the equipment itself.
データセンタでは通常数多くのIT機器やICT機器が運用されており、それらが発する熱は相当な量となる。したがって特に夏場などはエアコンなどの空調機器を使用して発生した熱をマシンフロア外に排出する必要がある(特許文献1参照)。 In a data center, a large number of IT devices and ICT devices are normally operated, and a considerable amount of heat is generated. Therefore, particularly in summer, it is necessary to discharge heat generated by using an air conditioner such as an air conditioner to the outside of the machine floor (see Patent Document 1).
このような状況のもと本発明者は以下の課題を認識した。
従来では上述の通り、データセンタのマシンフロアの温度を下げるためには空調機器を使用することが多い。また、マシンフロアの温度より外気温が低い場合は、その外気をマシンフロア内に送風し温度を下げることも考えられる。しかしながらどちらも冷気を注入する方法である。
Under such circumstances, the present inventor has recognized the following problems.
Conventionally, as described above, air conditioning equipment is often used to lower the temperature of the data center machine floor. Further, when the outside air temperature is lower than the temperature of the machine floor, the outside air may be blown into the machine floor to lower the temperature. However, both are methods of injecting cold air.
マシンフロア内の熱源の主なものは、コンピュータやその記録装置、通信装置などである。これらのIT機器(ICT機器)を熱効率の良い省エネ機器に入れ替えることや、不必要なシステムを統合し、稼動するコンピュータ機器の数を減らす方法もある。しかしながら、近年はIT設備を増強する傾向にあることやコスト面などの問題でIT機器の交換や削減はなかなか行えない場合が多い。 The main heat sources in the machine floor are a computer, its recording device, and a communication device. There are methods of replacing these IT devices (ICT devices) with energy-saving devices with good thermal efficiency, or integrating unnecessary systems to reduce the number of computer devices in operation. However, in recent years, there are many cases where it is difficult to replace or reduce IT equipment due to the tendency to increase IT facilities or problems such as cost.
緯度が高く平均気温が低い場所へのデータセンタの移設も考えられる。例えば沖縄県に構築されているデータセンタより北海道に構築されているデータセンタの方が、同規模の施設ならば冷却に必要な空調設備の稼動率はより低くなる。しかしながら、既存のデータセンタを他の土地に移設するには、費用面などの課題がある。また、データセンタに必要不可欠な通信インフラも例えば北海道−本州間となるとその性能に不安が残る。 Relocation of the data center to a place with high latitude and low average temperature is also possible. For example, if the data center constructed in Hokkaido is the same size as the data center constructed in Okinawa, the operating rate of the air conditioning equipment required for cooling is lower. However, relocating an existing data center to another land has problems such as cost. In addition, the communication infrastructure that is indispensable for data centers, for example, between Hokkaido and Honshu, remains uneasy about its performance.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、情報処理装置が設置される情報センタの環境を調整する技術の提供にある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a technique for adjusting the environment of an information center in which an information processing apparatus is installed.
本発明のある態様は環境調整システムに関する。この環境調整システムは、情報処理装置が設置される情報センタの環境調整システムであり、装置を含む空間を情報センタの部分空間として密閉する密閉機構と、密閉された部分空間の体積を装置ないしその雰囲気の温度に応じて調整する体積調整機構と、を備える。 One embodiment of the present invention relates to an environmental adjustment system. This environmental adjustment system is an environmental adjustment system for an information center in which an information processing apparatus is installed, and includes a sealing mechanism that seals a space including the apparatus as a partial space of the information center, and a volume of the sealed partial space. A volume adjustment mechanism that adjusts according to the temperature of the atmosphere.
この態様によると、密閉された部分空間の体積を調整することで、情報センタの環境を調整できる。 According to this aspect, the environment of the information center can be adjusted by adjusting the volume of the sealed partial space.
本発明の別の態様もまた、環境調整システムである。この環境調整システムは、無生物が設置される建物の環境調整システムであり、無生物を含む空間を建物の部分空間として密閉する密閉機構と、密閉された部分空間の体積を無生物ないしその雰囲気の温度に応じて調整する体積調整機構と、を備える。 Another aspect of the present invention is also an environment adjustment system. This environmental conditioning system is an environmental conditioning system for buildings where inanimate objects are installed, and includes a sealing mechanism that seals the space containing inanimate objects as a partial space of the building, and the volume of the sealed partial space is adjusted to the temperature of the inanimate object or its atmosphere. A volume adjusting mechanism that adjusts accordingly.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, or those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other between apparatuses, methods, systems, computer programs, recording media storing computer programs, and the like are also included in the present invention. It is effective as an embodiment of
本発明によれば、情報処理装置が設置される情報センタの環境を調整できる。 According to the present invention, the environment of the information center where the information processing apparatus is installed can be adjusted.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components and members shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are appropriately omitted. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in the drawings, some of the members that are not important for describing the embodiment are omitted.
実施の形態に係る環境調整システムは、データセンタ内の空気を実質的に断熱膨張させる。これによりデータセンタ内の温度が下がり、ひいてはデータセンタに設けられているサーバの温度が下がる。したがって、クーラ等の空調機器とは別系統でサーバを冷却できる。 The environmental adjustment system according to the embodiment substantially adiabatically expands the air in the data center. As a result, the temperature in the data center is lowered, and as a result, the temperature of the server provided in the data center is lowered. Therefore, the server can be cooled by a separate system from the air conditioner such as a cooler.
(断熱膨張について)
まず断熱膨張について説明する。
断熱膨張は、外部との熱のやりとりがない熱力学過程のうち系の体積が増大する過程である。熱力学の第1法則によると、この過程では系が外部に対して仕事を行うので、その分内部エネルギが低下し、系の温度が下がる。
(About adiabatic expansion)
First, adiabatic expansion will be described.
Adiabatic expansion is a process in which the volume of the system increases in a thermodynamic process in which no heat is exchanged with the outside. According to the first law of thermodynamics, in this process, the system performs work to the outside, so that the internal energy decreases and the temperature of the system decreases.
ポアソンの法則によると、系の温度をT、体積をVとすると断熱膨張の前後で以下の式1が成り立つ。
基準状態付近における空気の比熱比γはおよそ1.4であることが知られている。
According to Poisson's law, if the temperature of the system is T and the volume is V, the following equation 1 is established before and after adiabatic expansion.
It is known that the specific heat ratio γ of air near the reference state is about 1.4.
例えば系の温度が30℃である場合を考える。この系の体積を断熱膨張により10%膨張させると、式1から、
(実施の形態)
図1は、実施の形態に係る環境調整システムが設けられたビル2の構成を示す模式的な斜視図である。図2は、ビル2のデータセンタ4の上面図である。説明をより明確とするため、図1、図2では図3で後述されるアクセスピット46を省略する。ビル2の高層階、たとえば3階にデータセンタ4が設けられる。ビル2を外部から見た場合データセンタ4の内部は壁等に隠れて見えないが、図1では説明のためデータセンタ4の内部の構造を示す。データセンタ4は、複数のサーバ6と、第1ゴム袋12と、第2ゴム袋14と、第3ゴム袋16と、エアコン等の空調機器8と、風除室24と、を備える。データセンタ4は、例えば壁に断熱材を使用し窓を設けないなどして高い断熱性を有するように構成される。複数のサーバ6はインターネットなどのネットワークを通じて外部と接続され、種々の情報処理を行う。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a
複数のサーバ6が稼動しているとそのサーバ6からの発熱によってデータセンタ4の温度が上昇しうる。そこでデータセンタ4の温度を下げるべく空調機器8を運転する。しかしながら空調機器8の性能やサーバ6の数によっては空調機器8だけでは冷却効果が不十分である場合がある。また、特にサーバ6の数が多い場合に空調機器8のみで冷却しようとすると電力の消費が多くなる。
When a plurality of
データセンタ4内の空間のうち風除室24が占める空間と第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16が占める空間とを除いた残りの空間すなわち複数のサーバ6を含む空間をデータセンタ4の部分空間4aとして定義する。データセンタ4は部分空間4aを密閉可能に構成される。
The remaining space excluding the space occupied by the
第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16はそれぞれ内部に水を蓄えたゴム袋である。各ゴム袋は内部の水が外部に放出されると小さくなり、その分データセンタ4の部分空間4aの体積が増える。実施の形態に係る環境調整システムは第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16を使用してデータセンタ4の部分空間4aの体積を断熱的に増やす。これによりデータセンタ4の温度ひいてはサーバ6の温度を空調機器8とは別系統で下げることができる。
The
断熱膨張を使用した冷却のためには、部分空間4aの断熱性と密閉性とが要求される。密閉性については部分空間4aが後述の密閉機構などにより密閉されることにより達成される。ここで部分空間4aが「密閉される」ことは、部分空間4aが密閉されるように部分空間4aが設計されることを含み、その場合実際の部分空間4aには多少のリークは存在しうる。断熱膨張を使用した冷却のために要求される密閉性という観点からは、密閉された部分空間4aへのこのような多少のリークの存在は許されることは理解される。例えば第1ゴム袋12から水が放出されている間における外部から部分空間4aへのリークによる気圧の増加分が実際の気圧に対して無視できる程度であればそのようなリークは許される。
For cooling using adiabatic expansion, the heat insulating property and the sealing property of the
また、断熱性についても実際の部分空間4aが完全に外部と断熱されていることは要求されておらず、多少の熱リークが存在してもよい。例えば第1ゴム袋12から水が放出されている間における外部から部分空間4aへの熱リークによる部分空間4aの温度の増加分が実際の温度に対して無視できる程度であればそのような熱リークは許される。
Further, regarding the heat insulation, it is not required that the actual
環境調整システムは、第1ゴム袋12と、第2ゴム袋14と、第3ゴム袋16と、第1放出弁18と、第2放出弁20と、第3放出弁22と、風除室24と、第1貯水槽26と、送水ポンプ28と第2貯水槽30と、バッテリ32と、ソーラパネル34と、給水弁36と、差圧弁38と、水力発電システム80と、を備える。
第1放出弁18は第1ゴム袋12と第1貯水槽26との間の配管上に設けられ、第1ゴム袋12からの水の放出を制御する。第2放出弁20は第2ゴム袋14と第1貯水槽26との間の配管上に設けられ、第2ゴム袋14からの水の放出を制御する。第3放出弁22は第3ゴム袋16と第1貯水槽26との間の配管上に設けられ、第3ゴム袋16からの水の放出を制御する。
The environmental control system includes a
The
環境調整システムでは空調機器8による電力の消費を制限するため、空調機器8で使用される電力に所定の上限値を設ける。環境調整システムは図示しない温度センサによりデータセンタ4の温度を監視する。その温度が所定のしきい値である上限温度を越えると、環境調整システムは第1放出弁18、第2放出弁20、第3放出弁22のうちのひとつを開き、対応するゴム袋に蓄えられた水を第1貯水槽26へ重力の作用により放出する。この際水が放出されたゴム袋は小さくなり、その分データセンタ4の部分空間4aの体積が増える。ゴム袋と第1貯水槽26とをつなぐ配管は、この水放出過程がデータセンタ4の内と外との間での熱のやりとりが無視できる時間内に完了するように設計されてもよい。各放出弁の設計についても同様である。これによりデータセンタ4の部分空間4a内の空気は実質的に断熱膨張し、その温度は下がる。その結果、サーバ6の温度も下がる。
上記の温度および弁の制御は図示しない制御用サーバによって行われてもよい。
In the environmental adjustment system, in order to limit the power consumption by the air conditioner 8, a predetermined upper limit value is set for the power used by the air conditioner 8. The environmental adjustment system monitors the temperature of the
The above-described temperature and valve control may be performed by a control server (not shown).
第1貯水槽26はビル2の地下に設置され、第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16から放出される水を蓄える。第1貯水槽26に蓄えられた水はビル2の屋上2aに設けられた送水ポンプ28を介して屋上2aに設置された第2貯水槽30に移送される。バッテリ32は送水ポンプ28へ電力を供給する。ソーラパネル34は昼間に太陽光から電力を生成してバッテリ32に蓄える。
なお、第1貯水槽26は第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に蓄えられる水の全量を収容できる程度の容量を有することが望ましい。また第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に給水している間平行して送水ポンプ28で第1貯水槽26から水を移送する制御も可能であることを考慮すると、第2貯水槽30の容量は第1貯水槽26の容量よりも少なくてもよい。
The
The first
水力発電システム80は、データセンタ4のゴム袋と第1貯水槽26との間の水路上に設けられる。水力発電システム80は、ゴム袋に蓄えられた水が第1貯水槽26へ放出される際、その放出される水を受けて発電する。水力発電システム80は発電された電力をバッテリ32に送り、ソーラパネル34と並行してバッテリ32を充電する。水力発電システム80は、直流発電機82と、水車84と、を含む。水車84は放出される水を受け、回転する。直流発電機82は、シャフトを介して水車84と接続され、水車84の回転を受けて直流電力を生成する。直流発電機82は、生成した電力をバッテリ32に送る。
The hydroelectric
これにより、ゴム袋に蓄えた水の位置エネルギを再利用できるので、より効率的な環境調整システムを実現できる。また、ソーラパネル34による太陽光発電とは異なり水力発電は天候に左右されない。したがって、例えば雨や曇りなど天候が不順な日でも水力発電システム80は安定して一定の電力をバッテリ32に供給できる。
Thereby, since the potential energy of the water stored in the rubber bag can be reused, a more efficient environment adjustment system can be realized. Unlike solar power generation using the
給水弁36は第2貯水槽30から第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16への給水を制御する。給水弁36は、夜間など通常より電力が安くなり外気温が下がる時間帯に、第2貯水槽30から第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16へゆっくりと給水する。特に給水弁36は、夜間を通じて第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に水を供給する。
The
第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に水が供給されてそれらが膨らむと、データセンタ4の部分空間4a内の空気に対して仕事がなされたことになるのでその分部分空間4a内の空気が熱せられる。しかしながら部分空間4a内の空気の圧縮により発生した熱は以下の3つのプロセスで部分空間4aから排出される。
(1)データセンタ4の部分空間4aとデータセンタ4の外部との間に微小であるが存在する熱リークにより、圧縮で発生した熱は、夜間で温度がより低い外部に夜間を通じて排出される。
(2)空調機器8がより安い夜間電力を使用して圧縮で発生した熱を外部に排出する。
(3)第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に供給される水の温度は夜間の低い外気温程度であるので、圧縮で発生した熱は供給した水そのものをデータセンタ4内の温度程度まで上げるのに使用される。
When water is supplied to the
(1) The heat generated by the compression due to the minute heat leak between the
(2) The air conditioner 8 discharges heat generated by the compression to the outside using cheaper nighttime power.
(3) Since the temperature of the water supplied to the
差圧弁38はデータセンタ4の内部と外部、例えば屋外との間に設けられた差圧弁であり、部分空間4a内の空気が圧縮される際データセンタ4の気圧が所定の値以下となるよう動作する。
The
風除室24は、データセンタ4の部分空間4aと廊下40との間の入退室の経路上に設けられ、データセンタ4の部分空間4aおよび廊下40の両者と隔てられた領域である。風除室24は、データセンタ4の部分空間4a側に第1ドア24aと、廊下40側に第2ドア24bと、を有する。風除室24により廊下40などのデータセンタ4の外部からデータセンタ4内に塵や埃などが直接入ることが防がれうる。またドアを介したデータセンタ4内外の熱の流出入も低減できる。これは特に本実施の形態では断熱性が求められるので好適である。またドアを通じた部分空間4aへの空気の流入を防ぐ密閉機構の役割も果たす。
The
データセンタ4においては、通常複数のサーバ6はデータセンタ4の外部と電源ケーブルやLANケーブルなどのケーブルを介して接続される。また、第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16からの配管もデータセンタ4の外部へ出る。これらのケーブルや配管をデータセンタ4内に引き入れるために、例えばデータセンタ4の壁に穴を開けそこにケーブルや配管を通すことが考えられる。そのような箇所には空気漏れが発生する可能性がある。この空気漏れを避けるために、ゴムやシリコン系の詰め物でケーブル/配管と壁との隙間を埋めて空気を遮断する方法もある。しかしながらこの方法ではケーブルや配管は固定される。したがって電源系や通信系のケーブルの敷設と撤去が頻繁に行われうるデータセンタ4での使用には向いていない。敷設や撤去の作業ごとに詰め物を取り除いて再度詰める工程が必要となり、少なくともこの工程の間は気密性が保たれなくなるからである。またそのような詰め物の工事を頻繁に行うと空気漏れを助長しかねない。
In the
図3は、環境調整システムのアクセスピット46を示す断面図である。環境調整システムは密閉機構としてのアクセスピット46を含む。アクセスピット46はデータセンタ4と廊下40との境界、例えばデータセンタ4の壁4bの底部に設けられる。アクセスピット46は、隔離槽42と、ジェリー状の液体44と、を含む。隔離槽42は、データセンタ4の壁4bの下端4cがジェリー状の液体44に漬かるのに十分な量のジェリー状の液体44を保持する。ケーブル52や配管50はジェリー状の液体44の中を通してデータセンタ4の内部に引き入れられる。言い換えると、ジェリー状の液体44は第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16を第1貯水槽26に接続する配管50と部分空間4aを形成する壁4bとの間の隙間を埋めている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
これにより配管50やケーブル52をデータセンタ4の内部に引き入れる箇所での空気漏れを低減できる。また、配管50やケーブル52の撤去や敷設の際にもジェリー状の液体44から引き抜いたり液体44に漬けたりすればよいので、作業は容易であり、気密性も保たれる。なお、ケーブル52を液体44に漬ける点については、近年の電源ケーブルや通信ケーブルは大抵防水加工がなされているので困難ではない。また配管50の用途を考えると配管50を液体44に漬けるのも困難ではない。
As a result, air leakage at the location where the
以上の構成による環境調整システムの動作を説明する。
以下環境調整システムを備えたビル2が、昼間(午前6時から午後6時)よりも夜間(午後6時から午前6時)のほうが電力料金が安く、また昼間よりも夜間のほうが外気温が低い場所にある場合を想定する。
図4(a)〜(d)は、環境調整システムにおける調整サイクルを示す説明図である。 図4(a)は、午前7時におけるデータセンタ4の模式的な側面図である。夜間を通して第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に水をゆっくりと供給した結果、第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16には満量の水が蓄えられている。また、第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16が膨らむことで部分空間4aの空気に与えられた熱は上記の3つのプロセスで排出されるので、部分空間4aの温度は外気温と同程度となっている。
図4(b)は、午前10時におけるデータセンタ4の模式的な側面図である。複数のサーバ6から発せられる熱により部分空間4aの空気が温められる。部分空間4aの温度が上限温度を越えると、まず第3放出弁22が開けられ第3ゴム袋16内の水が放出される。すると第3ゴム袋16がしぼんだ分だけ部分空間4aの体積が増え、断熱膨張の原理によって部分空間4aの温度が下がる。
図4(c)は、午後2時におけるデータセンタ4の模式的な側面図である。複数のサーバ6から発せられる熱によって部分空間4aの空気が再び温められる。その温度が上限温度を超えると、第2放出弁20が開けられ第2ゴム袋14内の水が放出される。すると部分空間4aの温度が下がる。
図4(d)は、午後5時におけるデータセンタ4の模式的な側面図である。第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16共に中の水が放出された状態にある。以後夜間を通して給水弁36を開け、少しずつ第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に水を戻し、図4(a)の状態に戻る。
The operation of the environment adjustment system configured as described above will be described.
Building 2 with an environmental conditioning system below has lower electricity bills at night (6 pm to 6 am) than during the day (6 am to 6 pm), and the outside temperature at night compared to daytime. Assume a low place.
4A to 4D are explanatory diagrams showing an adjustment cycle in the environmental adjustment system. FIG. 4A is a schematic side view of the
FIG. 4B is a schematic side view of the
FIG. 4C is a schematic side view of the
FIG. 4D is a schematic side view of the
本実施の形態に係る環境調整システムによると、データセンタ4の部分空間4aを空調機器8とは別系統で冷却できる。したがってその分空調機器8で消費される電力を低減できる。特にその冷却には断熱膨張の原理を使用し部分空間4aの空気に仕事をさせるので、熱交換によらずに直接部分空間4aの温度を下げることができる。
また、水をビル2の上層に設けたデータセンタ4の内部から地下の第1貯水槽26にむけて放出することでデータセンタ4の部分空間4aの体積を増やしている。したがって、重力を利用したより自然な形で部分空間4aの空気を膨張させてその温度を下げることができる。
According to the environment adjustment system according to the present embodiment, the
Further, the volume of the
データセンタ4などの情報センタについては以下の特徴がある。
(1)データセンタ4に管理者が常駐する必要はない。
(2)データセンタ4のリソース(サーバ6など)は、気圧の変化による影響を受けにくい。
したがって、他の用途、例えば居住用に使用される部屋と比較して、情報センタは特に上記の断熱膨張を使用した冷却方法に適している。
The information center such as the
(1) There is no need for an administrator to reside in the
(2) Resources (such as the server 6) of the
Therefore, the information center is particularly suitable for the cooling method using the above-described adiabatic expansion, as compared with the room used for other applications, for example, residential use.
また、一度抜いた水はソーラパネル34による太陽光発電で蓄えた電力を使用して第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に戻される。したがって、このプロセスでは商用電力を使用しないので経済的でありまた環境にも優しい。加えて、夜間に水を戻すので、水を戻すことにより発生する熱をより温度の低い外部に逃がしたり、より安い夜間電力を使用して処理できる。
The water once drained is returned to the
また見方を変えると、太陽光発電等の自然由来の電力をゴム袋に蓄えられる水の形で蓄えておき、必要なときに水を放出するという形で蓄えられた電力を部分空間4a冷却のために使用していると言える。
Another way of looking at it is to store natural power such as solar power in the form of water that can be stored in a rubber bag, and use the stored power in the form of releasing water when necessary to cool the
また、図4(a)〜(d)に示されるように第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16に蓄えられた水を段階的に放出する。したがって、よりきめ細やかな冷却制御が可能となる。加えて各段階では第1放出弁18、第2放出弁20、第3放出弁22をそれぞれ開ければよいので流量制御は不要であり構造が簡単となる。
Further, as shown in FIGS. 4A to 4D, water stored in the
データセンタ4の外気温について、本実施の形態では特に水をゴム袋に戻す際に外気温が低い方がよい。戻す水自体の温度を低くするためと、データセンタ4の部分空間4aの圧縮により発生する熱を外部に逃すためである。したがって、データセンタ4は緯度が高く通年の平均温度が低い場所(例えば、北海道、アラスカ、シベリア)に設けられることが好ましい。
Regarding the outside temperature of the
第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16の変形例を説明する。変形例に係る環境調整システムは、第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16の代わりにそれらを合わせた容量を有するひとつの第4ゴム袋70を有する。図5(a)〜(c)は、変形例に係る環境調整システムにおける調整サイクルを示す説明図である。変形例に係るデータセンタ4’は、複数のサーバ6と第4ゴム袋70とを有する。
図5(a)は、午前7時におけるデータセンタ4’の模式的な側面図である。夜間を通して第4ゴム袋70に水をゆっくりと供給した結果、第4ゴム袋70には満量の水が蓄えられている。また、第4ゴム袋70が膨らむことでデータセンタ4’の部分空間4a’の空気に与えられた熱は上記の3つのプロセスで排出されるので、部分空間4a’の温度は外気温と同程度となっている。
図5(b)は、午後1時におけるデータセンタ4’の模式的な側面図である。複数のサーバ6から発せられる熱により部分空間4a’の空気が温められる。部分空間4a’の温度が上限温度を越えると、第4ゴム袋70と第1貯水槽26との間に設けられた第4放出弁が開けられ第4ゴム袋70内の水が第1貯水槽26に放出される。この際第4ゴム袋70と第1貯水槽26との間の配管に設けられたフローメータにより流量が測定され、第4ゴム袋70の容量の約1/3の水が放出されたところで第4放出弁が閉じられる。第4ゴム袋70がしぼんだ分、したがって第4ゴム袋70の容量の約1/3だけ部分空間4a’の体積が増え、断熱膨張の原理によって部分空間4a’の温度が下がる。
図5(c)は、午後5時におけるデータセンタ4’の模式的な側面図である。第4ゴム袋70は中の水が放出された状態にある。夜間は給水弁36を開けて少しずつ第4ゴム袋70に水を戻し、図5(a)の状態に戻る。
A modification of the
FIG. 5A is a schematic side view of the
FIG. 5B is a schematic side view of the
FIG. 5C is a schematic side view of the
本変形例によると、ゴム袋の数を減らすことができる。また、フローメータによる流量調整を採用したので、第1の実施の形態の場合よりも細かい刻みで部分空間4a’の体積の増分を制御できる。
なお、第1の実施の形態およびその変形例を組み合わせた制御、すなわち第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16の各ゴム袋からの水の放出をフローメータにより制御することを採用してもよい。
According to this modification, the number of rubber bags can be reduced. Further, since the flow rate adjustment by the flow meter is adopted, the volume increment of the
In addition, the control which combined 1st Embodiment and its modification, ie, discharge | release of the water from each rubber bag of the
以上、実施の形態に係る環境調整システムの構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The configuration and operation of the environment adjustment system according to the embodiment have been described above. These embodiments are exemplifications, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and combination of processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .
実施の形態では部分空間4aの体積を増やす機構として中に水を含むゴム袋を使用する場合について説明したが、これに限られず、他の適切な強度および弾性を有する弾性袋体であってもよい。また中に含まれる液体として水以外の液体を使用してもよい。
In the embodiment, the case where a rubber bag containing water is used as a mechanism for increasing the volume of the
実施の形態では、第1ゴム袋12、第2ゴム袋14、第3ゴム袋16へ第1貯水槽26の水を戻すために、ソーラパネル34を使用した太陽光発電によって蓄えられた電力を使用する場合について説明したが、これに限られない。例えば、バッテリ32に蓄えられた電力だけでは足りない場合は夜間電力を使用してもよい。また、風力発電装置をビル2の屋上2aに取り付けてそこから電力を供給してもよい。ビル2が特に高層ビルの場合は、上層階は地表に近い階より自然な空気の流れが多いので、その風力を利用した1)風力発電装置による送水ポンプ28の電力確保または2)その風力を使った自然空冷方式を備えてもよい。
In the embodiment, in order to return the water in the first
実施の形態においてデータセンタ4の部分空間4aに密閉される空気は乾燥空気であることが望ましい。水分の凝縮によって冷却効果が薄まることを防ぐためである。
In the embodiment, it is desirable that the air sealed in the
実施の形態において、サーバ6のメンテナンス等のために管理者がデータセンタ4に入室する必要がある場合がある。したがって、環境調整システムはデータセンタ4内に乾燥空気を導入してデータセンタ4を復圧する復圧手段を有してもよい。ここで乾燥空気を使用する理由は上記の通りである。また、管理者が作業している間に誤ってゴム袋から水を抜いて減圧しないように、環境調整システムはデータセンタ4に取り付けられた人感センサを有してもよい。データセンタ4は人感センサが人の存在を検知している間はゴム袋から水を抜かないように構成される。
In the embodiment, an administrator may need to enter the
実施の形態では、環境調整システムはデータセンタ4の環境を調整する場合について説明したが、これに限られない。例えば、環境調整システムは、倉庫などのIT機器運用以外に使われる建物の環境を調整してもよい。また環境調整システムによって環境が調整される区画が無生物や液体を貯蔵するための区画(部屋)であって人間が共存しなくてもよい区画である場合は、減圧の度合いを高めにして温度をさらに下げてもよい。
In the embodiments, the case where the environment adjustment system adjusts the environment of the
以上、実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the embodiments merely show the principle and application of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Needless to say, many modifications and arrangements can be made without departing from the spirit of the present invention.
2 ビル、 4 データセンタ、 4a 部分空間、 6 サーバ、 8 空調機器、 12 第1ゴム袋、 14 第2ゴム袋、 16 第3ゴム袋、 18 第1放出弁、 20 第2放出弁、 22 第3放出弁、 24 風除室、 26 第1貯水槽、 28 送水ポンプ、 30 第2貯水槽、 32 バッテリ、 34 ソーラパネル、 36 給水弁、 38 差圧弁、 46 アクセスピット。 2 Building, 4 Data center, 4a Partial space, 6 Server, 8 Air-conditioning equipment, 12 1st rubber bag, 14 2nd rubber bag, 16 3rd rubber bag, 18 1st release valve, 20 2nd release valve, 22 1st 3 discharge valve, 24 wind vent chamber, 26 first water tank, 28 water pump, 30 second water tank, 32 battery, 34 solar panel, 36 water supply valve, 38 differential pressure valve, 46 access pit.
Claims (7)
前記装置を含む空間を前記情報センタの部分空間として密閉するステップと、
体積調整機構によって、密閉された部分空間の体積を前記装置ないしその雰囲気の温度に応じて調整するステップと、を含み、
前記体積調整機構は、密閉された部分空間の体積を前記温度が上がると増やし、
前記体積調整機構は、前記情報センタ内に設けられ内部に液体を有する弾性袋体を含み、
前記体積調整機構が密閉された部分空間の体積を増やす際、前記弾性袋体の内部の液体が前記部分空間の外部に排出されることを特徴とする情報センタの環境調整方法。 An environment adjustment method for an information center where an information processing apparatus is installed,
Sealing the space containing the device as a partial space of the information center;
Adjusting the volume of the sealed partial space according to the temperature of the apparatus or its atmosphere by a volume adjustment mechanism,
The volume adjustment mechanism increases the volume of the sealed partial space when the temperature rises,
The volume adjustment mechanism includes an elastic bag body provided in the information center and having a liquid therein,
The method for adjusting the environment of an information center, wherein when the volume adjustment mechanism increases the volume of the sealed partial space, the liquid inside the elastic bag body is discharged to the outside of the partial space.
前記装置を含む空間を前記情報センタの部分空間として密閉する密閉機構と、
密閉された部分空間の体積を前記装置ないしその雰囲気の温度に応じて調整する体積調整機構と、
を備え、
前記体積調整機構は、密閉された部分空間の体積を前記温度が上がると増やし、
前記体積調整機構は、前記情報センタ内に設けられ内部に液体を有する弾性袋体を含み、
前記体積調整機構が密閉された部分空間の体積を増やす際、前記弾性袋体の内部の液体が前記部分空間の外部に排出されることを特徴とする環境調整システム。 An environment adjustment system of an information center where an information processing device is installed,
A sealing mechanism for sealing a space including the device as a partial space of the information center;
A volume adjusting mechanism for adjusting the volume of the sealed partial space according to the temperature of the apparatus or the atmosphere thereof;
With
The volume adjustment mechanism increases the volume of the sealed partial space when the temperature rises,
The volume adjustment mechanism includes an elastic bag body provided in the information center and having a liquid therein,
When the volume adjusting mechanism increases the volume of the sealed partial space, the liquid inside the elastic bag is discharged to the outside of the partial space.
前記情報センタの外部であって前記弾性袋体よりも低い位置に設けられた貯液槽と、
前記弾性袋体と前記貯液槽との間に設けられ、前記体積調整機構が密閉された部分空間の体積を増やす際に開く開閉弁と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の環境調整システム。 The volume adjusting mechanism is
A liquid storage tank provided outside the information center and at a position lower than the elastic bag body;
The on-off valve provided when increasing the volume of the partial space by which the said volume adjustment mechanism was provided between the said elastic bag body and the said liquid storage tank was sealed, The open / close valve is characterized by the above-mentioned. Environmental adjustment system.
前記ポンプは、前記発電システムによって発電された電力を使用して前記貯液槽の液体を前記弾性袋体に戻すことを特徴とする請求項5に記載の環境調整システム。 A power generation system that is provided between the elastic bag body and the liquid storage tank, and that generates power by receiving the liquid that is discharged when the liquid inside the elastic bag body is discharged to the liquid storage tank;
The environment adjustment system according to claim 5, wherein the pump returns the liquid in the liquid storage tank to the elastic bag body using electric power generated by the power generation system.
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