JP2004232927A - 電子機器収納用ラック、電算機室用空気調和装置および電算機室用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】収納された電子機器を十分に冷却することができる、電子機器収納用ラック、電算機室用空気調和装置および電算機室用空調システムを提供する
【解決手段】内部に蒸発器およびファン３１を搭載して収納される電子機器を冷却し、背面に搭載した凝縮器３２によって後方または上方に排熱する電子機器収納用ラック３。電子機器収納用ラック３が設置される二重床内部に搭載される凝縮器によって、二重床内部に排熱する空気調和装置。室外から採り入れられた冷却用空気を床下内部空間に流動させ、蒸発器３１を通じて電子機器を冷却するとともに、背面に搭載される凝縮器３２を冷却して電子機器収納用ラック３の背面または上方の空間を流動し、換気装置を介して室外へ排出する電算機室用空調システム。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、電算機室内の電子機器収納用ラックに収納されるＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器や通信機器等の電子機器を冷却して好適な、電子機器収納用ラック、電算機室用空気調和装置および電算機室用空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ機器や通信機器等の電子機器は、高集約化、高発熱化の傾向にある。これら電子機器の運用温度は比較的低く設定されているため、高温の空気を吸い込んだ場合、システム停止などのトラブルを引き起こす可能性がある。そのため、これら電子機器は電算機室内に設置された電子機器収納用ラックに収納され、二重床内に主空気調和装置から送りこまれた冷風によって効率良く機器が冷却されるようになっている。
二重床上に設置された電子機器収納用ラックの場合、大別して、前面から給気して背面や上面に排気しているものと、下面から給気して背面や上面に排気するもののニ通りがある。
【０００３】
後者の下面から給気する電算機室用空調システムの構成例を図１４に示す。ここに示す例は、建物の室内で、床１、図示せぬ壁および天井で囲まれている。そして、床１から上方に離間して二重床２が設けられ、その二重床２に電子機器収納用ラック３が複数設置されている。これら電子機器収納用ラック３群に挟まれて通路４が位置している。
二重床２の下には空間（以下、二重床２の内部空間と称する）５が確保され、そこに各電子機器収納用ラック３の電気配線（図示せず）などが収納される。また、通路４の外側において、二重床２上に空気調和装置６が設置されている。この空気調和装置６は、室内の空気を吸込口６ａから吸い込んで冷却し、その冷却後の空気を冷却用空気として底面に設けられた吹出口６ｂから送出する。
なお、空気調和装置６の配線についても二重床２の内部空間５に収納される。各電子機器収納用ラック３は、筐体３ａの下面から冷却用空気を取り込み、上部または背面に設けられたファン３ｂから上方または背面方向に排気するようになっている。
【０００４】
上記した従来の電算機室用空調システムの概略動作を説明する。電子機器収納用ラック３の運転時はファン３ｂを動作させ、同時に空気調和装置６が運転され、空気調和装置６から送出される冷却用空気が二重床５の内部空間５に供給される。内部空間５に供給された冷却用空気は、空気調和装置６の送風圧およびファン３ｂの吸入圧を受けて、ラック３の下面から給気され、発熱機器を冷却した後、上方または背面方向に放出される。
ここで放出される空気は各電子機器収納用ラック３の上方を通って空気調和装置６の吸込口６ａに吸い込まれ、再び冷却用空気となって吹き出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電算機室等で使用している電子機器の発熱量が非常に大きくなってきており、このため、従来の想定を超える熱問題が生じている。すなわち、図１４に示すように電算機室に電子機器収納用ラックが多数設置されている場合、二重床内に敷設されたケーブルや障害物等によって空気調和装置６からの冷風が阻害された電子機器収納用ラック３や、空気調和装置６から距離が離れていることによって冷風が届かない電子機器収納用ラック３は、搭載している電子機器の冷却が困難になってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、電子機器収納用ラック内部に空気調和装置を搭載して冷却することにより、収納された電子機器を十分に冷却することができる、電子機器収納用ラック、電算機室用空気調和装置および電算機室用空調システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明は、電子機器が収納され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラックであって、内部に蒸発器およびファンを搭載して収納される電子機器を冷却し、電子機器収納用ラック背面に搭載した凝縮器によって後方または上方に排熱することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電子機器収納用ラック内部に搭載された蒸発器およびファンにより強制的に冷風を送り込むことにより、収納された電子機器を十分に冷却することができる。また、凝縮器を電子機器収納用ラック近傍に設置することにより、配管敷設の作業と配管スペースを低減することができ、設置に要する費用と時間を大幅に低減することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記凝縮器上部に前記蒸発器から送出されるドレン水を流し込み蒸発させることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ドレンパンにドレン水が溜まり難くなるため、保守用員がドレン水を捨てる作業手間を減らすことができるとともに、凝縮器の温度を下げることができるため、空気調和装置の効率を上げることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記凝縮器の後方に断熱壁を設け、上方にのみ排熱することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、排熱の方向を上方のみに集中させることによって、背面への排熱を防ぐことができ、電子機器収納用ラックの背面側に熱を与えてはならないものが存在する場合等において、適切な使用ができる。
【００１３】
上記した課題を解決するために本発明は、電子機器が収納され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラックを冷却する空気調和装置であって、前記電子機器収納用ラック内部に蒸発器およびファンを搭載して当該電子機器収納用ラックに収納される電子機器を冷却し、更に、電子機器収納用ラックが設置される二重床内部に搭載される凝縮器によって、二重床内部に排熱することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、凝縮器を二重床内に設置することにより、高効率で空気調和装置が運転できるとともに、配管敷設の作業と配管スペースを低減することができ、設置に要する費用と時間を低減可能な空気調和装置を提供することができる。
【００１５】
上記した課題を解決するために本発明は、電子機器が収納され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラックを冷却する空気調和装置であって、前記電子機器収納用ラック内部に、蒸発器およびファンを搭載して当該電子機器収納用ラックに収納される電子機器を冷却し、更に、前記電子機器収納用ラック上部に設置される凝縮器によって排熱することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、凝縮器を電子機器収納用ラック上部に設置することにより、電子機器収納用ラック周囲や下部のスペースを節約するとともに、電子機器収納用ラックに搭載されたファンを利用することにより、凝縮器の冷却用に専用のファンを搭載せずに使用することが可能な空気調和装置を提供することができる。
【００１７】
上記した課題を解決するために本発明は、床下に内部空間を有する通路に面して設置され、内部に蒸発器およびファンを搭載した電子機器収納用ラック群を備えた電算機室用空調システムであって、室外から採り入れられた冷却用空気を前記床下内部空間に流動させ、前記蒸発器を通じて前記電子機器収納用ラックに収納された電子機器を冷却するとともに、前記電子機器収納用ラックの背面に搭載される凝縮器を冷却して前記電子機器収納用ラックの背面または上方の空間を流動し、換気装置を介して室外へ排出することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、電子機器収納用ラック毎にぞれぞれの制御で空調を行うことができるため、過不足のない適切な空調が可能な電算機室用空調システムを提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。なお、従来と同一の構成については同一の符号を用いて説明する。
図１、図２は、本発明における電子機器収納用ラックの一実施形態を示す図である。図１において、図１（ａ）に正面図（半透過）を、図１（ｂ）に背面図を示す。また、図２において、図２（ａ）に、通常メンテナンス用背面扉（可動扉３０）開放状態における背面図を、図２（ｂ）に、同じく通常メンテナンス用背面扉（可動扉３０）開放状態における半透過の背面図が示されている。
【００２０】
図１（ａ）に示されるように、電子機器収納用ラック３には複数の電子機器が収納されており（図示せず）、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する。電子機器収納用ラック３内部には、蒸発器およびファン３１（単に蒸発器のみ３１とすることもある）が搭載され、この蒸発器およびファン３１によって電子機器収納用ラック３に収納された電子機器が冷却され、更に、図１（ｂ）に示されるように電子機器収納用ラック３背面に搭載された凝縮器３２によって後方または上方に排熱される。
ところで、凝縮器３２で液化された冷媒液は、冷媒管３３により蒸発器３１に送られ、蒸発器３１で冷媒を蒸発させて熱を冷却するものであり、蒸発器３２で蒸発される冷媒ガスの圧力が所定の圧力範囲にあるときに圧縮器３４を作動させ冷媒ガスを圧縮して凝縮器３２で液化する仕組みになっている。図中、３５はケーブルが通るケーブルホール、３６は制御・操作ボックスであり、ここで温度設定等が行われる。
【００２１】
なお、電子機器収納用ラック３内部を広く使いたい場合は、圧縮機３４を外置きとすればよい。このときの電子機器収納用ラック３の実施形態を図３に示す。図３（ａ）は、背面扉開放状態における背面図、図３（ｂ）は背面扉開放時における半透明の背面図を示す。
また、電子機器収納用ラック３の扉や床板を含めたユニット構成にすれば、既設の電子機器収納用ラック３にも搭載が可能であり、この場合、扉の掲示用は電子機器収納用ラック３の容積によって選択する必要がある。図４（ａ）に示されるように、背面には凝縮器３２が搭載されるため、可動扉として断熱性が高い素材を使用する必要がある。なお、図４（ｂ）に示される側面図で、矢印は空気の流れを示し、３７は固定扉を示す。
【００２２】
図５は本発明における電子機器収納用ラックの他の実施形態を示す図であり、図５（ａ）に正面図を、図５（ｂ）にその背面図を示す。
図５に示す実施形態において、図１〜図４に示す実施形態との差異は、前者が、前吸い込み、後吐き出し用の換気系を示したのに対し、ここでは、（向かって）右吸い込み、左吐き出し用の喚起系を示したことにある。但し、可動扉３０を閉めれば前者と同様、前吸い込み、後吐き出し用の換気系と同じになる。
なお、図６は、電子機器収納用ラック３０の収納スペースを広く使うために、圧縮器３４を外置きした場合の実施形態であり、図６（ａ）は使用面図、図６（ｂ）はその背面図を示す。
【００２３】
上記した本実施形態によれば、電子機器収納用ラック３内に搭載された蒸発器およびファン３１により強制的に冷風を送り込むことにより、電子機器収納用ラック３に収納された電子機器を十分に冷却することができる。また、凝縮器３２を電子機器収納用ラック３近傍に設置することにより、配管敷設の作業と配管スペースを低減することができ、設置に要する費用と時間を大幅に低減することができる。
【００２４】
図７は、本発明における空気調和装置の更に他の実施形態を示す図である。ここでは、凝縮器３２に、冷却ファン３２１と、ドレン散水管３２２と、ドレンパン３２３を設置した例が示されている。
すなわち、背面に搭載した凝縮器３２によって後方または上方に排熱する電子機器収納用ラック３において、凝縮器３２上部に、蒸発器３１から送出されるドレン水を流し込み、蒸発させることによって凝縮器の能力を上げると共に、ドレンパン３２３にドレン水が溜まり難くしている。ドレンパン３２３に溜まったドレン水は、図示せぬ小型のポンプで汲み上げドレン散水管３２２を介して循環される。
【００２５】
本実施形態によれば、ドレンパン３２３にドレン水が溜まり難くなるため、保守用員がドレン水を捨てる作業を減らすことができるとともに、凝縮器３２の温度を下げることができるため、空気調和装置の効率を上げることができる。
【００２６】
図８は、本発明における空気調和装置の更に他の実施形態を示す図である。図８に示す実施形態によれば、断熱壁３２４を設置することにより背面に熱を放出することが防げる。
すなわち、凝縮器３２の後方に断熱壁３２４を設け、上方にのみ排熱を許す構造としたものであり、排熱の方向を上方のみに集中させることによって、背面への排熱を防ぐことができ、電子機器収納用ラック３の背面側に熱を与えてはならないものが存在する場合等において、適切な使用ができる。
【００２７】
図９は、本発明における電算機室用空気調和装置の一実施形態を示す図である。図９（ａ）は配管レスタイプを、図９（ｂ）は床設置タイプを示す。
ここでは、いずれも床（二重床）内に設置した凝縮器３２によって排熱している。凝縮器３２を二重床内に設置することにより、高効率で空気調和装置が運転できるとともに、配管敷設の作業と配管スペースを低減することができ、設置に要する費用と時間を低減することができる。
また、ユニット化が容易であるので、既設ラックへの設置がしやすいというメリットが有る。
【００２８】
図１０は、本発明における電算機室用空気調和装置の他の実施形態を示す図であり、図１０（ａ）は正面透過図、図１０（ｂ）は背面図を示す。
ここでは、電子機器収納用ラック３の上部に凝縮器３２を設置した電算機室用空気調和装置の一例が示されている。
ここで、電子機器収納用ラック３前面側に断熱用板材３２５を設置すると、電子機器収納用ラック前面に熱が回り込むことを防ぐことができ、前面扉を開放した場合において内部に搭載した機器が高温となる可能性が低くなる。
本実施形態によれば、凝縮器３２を電子機器収納用ラック３上部に設置することにより、電子機器収納用ラック３の周囲や下部のスペースを節約するとともに、電子機器収納用ラック３に搭載されたファンを利用することにより、凝縮器３２の冷却用に専用のファンを搭載せずに使用することも可能である。
【００２９】
図１１〜図１３は、本発明における電算機室用空調システムの一実施形態を示す図である。
ここでは、いずれも床下に内部空間を有する通路に面して設置され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラック３に上記した空気調和装置４０が搭載される。そして、ファンによって採り入れられた外気を、空気調和装置４０の冷却用空気として内部空間に採り入れ、電子機器収納用ラック３に収納された電子機器および空気調和装置の凝縮器３２を冷却した後の排熱を、ファンによって屋外に排出している。
【００３０】
図１１に示す実施形態は局所冷却の用途に使用され、特に、発熱量の多い電子機器収納用ラック３に搭載して局所冷却を行うことにより、部屋全体の温度を下げる必要がなくなり、空調電力を低減するものである。なお、図中、４１は穴あき床パネル、４２は塞ぎパネルである。
また、図１２に示す実施形態は、全ての電子機器収納用ラック３毎に上記した空気調和装置４０が設置され、個別の制御で電子機器収納用ラック３に収納された電子機器の冷却を行う。ここでは、屋外に繋がるダクト４３（内部にファンとフィルタが収容）を要し、室内壁に設置されたファン４４を介して外部へ排気される。更に、図１３に示す実施形態は、図１２に示す実施形態同様、電子機器収納用ラック３毎に上記した空気調和装置４０が設置され、個別の制御で収納された電子機器の冷却を行うものであるが、換気は、給排気共用のもので行う。ここでは、屋外に繋がるダクト４３、４４および二重床２、穴あき床パネル４１により大風量の換気装置が実現可能である。
本実施形態によれば、電子機器収納用ラック毎にぞれぞれの制御で空調を行うことができるため、過不足のない適切な空調を行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、局所的に多くの熱を発する電子機器収納用ラックが存在する場合において、該当電子機器収納用ラック内部に空気調和装置を搭載して冷却することにより、室内全体の温度を下げることなく収納された電子機器の冷却を行うことができる。このことにより、空気調和装置の冷却能力の向上と省エネルギー化を実現することができる。
また、個々の電子機器収納用ラックに空気調和装置を搭載し、個々の制御で収納された電子機器の冷却を行うことにより、過不足のない冷却を行うことができる。更に、空気調和装置を設置せずに、換気装置もしくはファンのみの設置で済むため、イニシャルコストの低減と省エネルギー化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての電子機器収納用ラックを示した図である。
【図２】本発明の一実施形態としての電子機器収納用ラックを示した図である。
【図３】本発明の他の実施形態としての電子機器収納用ラックを示した図である。
【図４】本発明の一実施形態としての空気調和装置を示した図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態としての電子機器収納用ラックを示した図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態としての電子機器収納用ラックを示した図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態としての空気調和装置を示した図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態としての空気調和装置を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態としての空気調和装置を示した図である。
【図１０】本発明の他の実施形態としての空気調和装置を示した図である。
【図１１】本発明の一実施形態としての電算機室用空調システムを示した図である。
【図１２】本発明の他の実施形態としての電算機室用空調システムを示した図である。
【図１３】本発明の更に他の実施形態としての電算機室用空調システムを示した図である。
【図１４】従来の電算機室用空調システムを示した図である。
【符号の説明】
１…床、２…二重床、３…電子機器収納用ラック、４…通路、５…内部空間、６…空気調和装置、３０…可動扉、３１…蒸発器、３２…凝縮器、３３…冷媒管、３４…圧縮器、３５…ケーブルホール、３６…制御・操作ボックス、３７…固定扉、３２１…冷却ファン、３２２…ドレン散水管、３２３…ドレンパン、３２４…断熱壁、３２５…断熱用板材

Claims (6)

1. 電子機器が収納され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラックであって、
   内部に蒸発器およびファンを搭載して収納される電子機器を冷却し、背面に搭載した凝縮器によって後方または上方に排熱することを特徴とする電子機器収納用ラック。
2. 前記凝縮器上部に前記蒸発器から送出されるドレン水を流し込んで蒸発させることを特徴とする請求項１に記載の電子機器収納用ラック。
3. 前記凝縮器の後方に断熱壁を設け、上方にのみ排熱することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器収納用ラック。
4. 電子機器が収納され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラックを冷却する空気調和装置であって、
   前記電子機器収納用ラック内部に蒸発器およびファンを搭載して当該電子機器収納用ラックに収納される電子機器を冷却し、更に、当該電子機器収納用ラックが設置される二重床内部に搭載される凝縮器によって、前記二重床内部に排熱することを特徴とする空気調和装置。
5. 電子機器が収納され、下面から給気して上面から熱を帯びた空気を排気する電子機器収納用ラックを冷却する空気調和装置であって、
   前記電子機器収納用ラック内部に、蒸発器およびファンを搭載して当該電子機器収納用ラックに収納される電子機器を冷却し、更に、前記電子機器収納用ラック上部に設置される凝縮器によって上方もしくは背面に排熱することを特徴とする空気調和装置。
6. 床下に内部空間を有する通路に面して設置され、内部に蒸発器およびファンを搭載した電子機器収納用ラック群を備えた電算機室用空調システムであって、
   室外から採り入れられた冷却用空気を前記床下の内部空間に流動させ、前記蒸発器を通じて前記電子機器収納用ラックに収納された電子機器を冷却するとともに、前記電子機器収納用ラックの背面に搭載される凝縮器を冷却して前記電子機器収納用ラックの背面または上方の空間を流動し、換気装置を介して室外へ排出することを特徴とする電算機室用空調システム。

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