特許 6235825 空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235825

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 3/044 20060101AFI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F24F3/044

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-164242(P2013-164242)

(22)【出願日】2013年8月7日

(65)【公開番号】特開2015-34641(P2015-34641A)

(43)【公開日】2015年2月19日

【審査請求日】2016年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100107364

【弁理士】

【氏名又は名称】斉藤 達也

(72)【発明者】

【氏名】田島 秀樹

【審査官】 河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５４０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９６６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２１７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９９３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００５０００３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ３／０４４

Ｆ２４Ｆ ７／０６

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｆ２４Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報処理機器の配置された冷却対象空間を挟んで位置する２つの空間である第一空間及び第二空間において、前記第一空間から前記冷却対象空間を介して前記第二空間への冷却空気の流れを形成することにより前記情報処理機器の冷却を行う空調システムであって、
前記第一空間へと冷却空気を供給する空調手段と、
前記第二空間における上方の領域である上方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第一排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第一排気路へと排気する上方排気手段と、
前記第二空間における下方の領域である下方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第二排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第二排気路へと排気する下方排気手段と、を備え、
前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間はいずれも同一の部屋の内部空間であり、
前記第一排気路は、前記部屋の天井裏に形成された天井チャンバーであり、
前記第二排気路は、前記部屋の床下に形成された床下チャンバーであり、
前記天井チャンバーは、複数の前記第二空間の各々の前記上方排気手段に連通し、
前記床下チャンバーは、複数の前記第二空間の各々の前記下方排気手段に連通し、
前記第一空間を挟むように、かつ、前記第一空間に対して隣接するように、２つの前記冷却対象空間が並設されており、
前記空調手段は、前記２つの冷却対象空間の並設方向とは異なる水平方向から、前記第一空間に対して冷却空気を供給する、
空調システム。

【請求項2】

情報処理機器の配置された冷却対象空間を挟んで位置する２つの空間である第一空間及び第二空間において、前記第一空間から前記冷却対象空間を介して前記第二空間への冷却空気の流れを形成することにより前記情報処理機器の冷却を行う空調システムであって、
前記第一空間へと冷却空気を供給する空調手段と、
前記第二空間における上方の領域である上方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第一排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第一排気路へと排気する上方排気手段と、
前記第二空間における下方の領域である下方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第二排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第二排気路へと排気する下方排気手段と、を備え、
前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間はいずれも同一の部屋の内部空間であり、
前記第一排気路及び前記第二排気路は、いずれも前記部屋の天井裏に形成された天井チャンバーであって、
前記下方排気手段は、前記天井チャンバーと前記下方領域とを相互に接続するダクトにおける前記下方領域側の端部である、
空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、情報処理機器を収容したラックが整列する情報処理機器室において、情報処理機器の冷却を行う空調システムが提案されている（例えば、特許文献１）。このような空調システムは、概略的に、情報処理機器を収容したラックに冷却ファンを備えて、冷却空気を、冷却ファンの吸気側に設けられた空間（コールドアイル）からラックの内部を介して冷却ファンの排気側に設けられた空間（ホットアイル）に送風することにより、ラックの内部に収容された情報処理機器の冷却を行う。

【0003】

ここで、ホットアイルに送風された空気は何れかの方法で排気する必要があるが、特許文献１に係る空調システムでは、このような排気を行う方法として、２種類の方法が開示されている。まず一方の方法は、天井を、天井スラブの下方に天井ボードを配置した二重天井構造にて形成し、ホットアイルの内部の空気を、天井ボードに設けられた開口を介して、天井ボードと天井スラブとの間に形成される天井裏空間へと排気する方法である。もう一方の方法は、床を、床スラブの上方に床板を配置した二重床構造にて形成し、ホットアイルの内部の空気を、床板に設けられた開口を介して、床板と床スラブとの間に形成される床下空間へと排気する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−３２１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載の従来の空調システムでは、ホットアイルの空気を天井ボードに設けられた開口、又は床板に設けられた開口のいずれか一方を介して排気するため、ホットアイルの内部において、圧力分布が不均一となってしまう。すなわち、天井ボードに設けられた開口を介して排気する方法では、天井付近の圧力の方が床付近の圧力よりも大きくなり、床板に設けられた開口を介して排気する方法では、床付近の圧力の方が天井付近の圧力よりも大きくなる。

【0006】

このように圧力分布が不均一になると、コールドアイル側にホットスポットが生じてしまう現象が生じ得る。すなわち、天井ボードに設けられた開口を介して排気する方法を例に挙げると、ホットアイルの床付近の圧力が小さいため、コールドアイル側の気流速に起因するカルマン渦の発生によって、コールドアイル側で大きな負圧が生じてしまう可能性がある。このような場合に、コールドアイル側で発生した負圧がホットアイル側で発生した負圧より大きな値になった場合、ホットアイル側からコールドアイル側にかけての逆流が生じる現象があり、その結果コールドアイル側にホットスポットが生じてしまう。このようにしてコールドアイル側に生じたホットスポットは、サーバの誤作動等に繋がることが指摘されているため、このようなホットスポットの発生を防止することの可能な空調システムが要望されていた。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コールドアイル側にホットスポットが発生してしまう可能性の低減を図ることにより、情報処理機器に不具合が発生してしまう可能性の低減を図ることが可能な空調システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の空調システムは、情報処理機器の配置された冷却対象空間を挟んで位置する２つの空間である第一空間及び第二空間において、前記第一空間から前記冷却対象空間を介して前記第二空間への冷却空気の流れを形成することにより前記情報処理機器の冷却を行う空調システムであって、前記第一空間へと冷却空気を供給する空調手段と、前記第二空間における上方の領域である上方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第一排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第一排気路へと排気する上方排気手段と、前記第二空間における下方の領域である下方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第二排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第二排気路へと排気する下方排気手段と、を備え、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間はいずれも同一の部屋の内部空間であり、前記第一排気路は、前記部屋の天井裏に形成された天井チャンバーであり、前記第二排気路は、前記部屋の床下に形成された床下チャンバーであり、前記天井チャンバーは、複数の前記第二空間の各々の前記上方排気手段に連通し、前記床下チャンバーは、複数の前記第二空間の各々の前記下方排気手段に連通し、前記第一空間を挟むように、かつ、前記第一空間に対して隣接するように、２つの前記冷却対象空間が並設されており、前記空調手段は、前記２つの冷却対象空間の並設方向とは異なる水平方向から、前記第一空間に対して冷却空気を供給する。

【0010】

また、請求項２に記載の空調システムは、情報処理機器の配置された冷却対象空間を挟んで位置する２つの空間である第一空間及び第二空間において、前記第一空間から前記冷却対象空間を介して前記第二空間への冷却空気の流れを形成することにより前記情報処理機器の冷却を行う空調システムであって、前記第一空間へと冷却空気を供給する空調手段と、前記第二空間における上方の領域である上方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第一排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第一排気路へと排気する上方排気手段と、前記第二空間における下方の領域である下方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第二排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第二排気路へと排気する下方排気手段と、を備え、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間はいずれも同一の部屋の内部空間であり、前記第一排気路及び前記第二排気路は、いずれも前記部屋の天井裏に形成された天井チャンバーであって、前記下方排気手段は、前記天井チャンバーと前記下方領域とを相互に接続するダクトにおける前記下方領域側の端部である。

【発明の効果】

【0012】

請求項１に記載の空調システムによれば、第二空間における上方領域に配置されて吸気を行う上方排気手段と、下方領域に配置されて吸気を行う下方排気手段とを備えるので、第二空間の圧力を均一化することができ、第二空間の圧力の不均一に伴い第二空間から冷却対象空間を介して第一空間に空気が逆流して第一空間にホットスポットが発生してしまう可能性を低減することが可能となるため、情報処理機器に不具合が発生してしまう可能性の低減を図ることが可能となる。また、従来の空調システムにおいては、第一空間にホットスポットが発生した場合には第一空間に温度むらが発生してしまうため、空調手段から第一空間へと供給する冷却空気の温度を、ホットスポットの発生を想定した低めの温度（例えば、１６℃）に設定していたが、当該空調システムによればホットスポットが発生してしまう可能性を低減することができるので、ホットスポットの発生を想定しない適切な温度（例えば、２０℃）に設定することが可能となるため、空調システムの搬送動力を削減して省エネルギー性の向上を図ることが可能となる。
また、第二空間の空気を天井チャンバーと床下チャンバーに対して排気するので、天井チャンバーと床下チャンバーを排気路として用いる極めて簡素な構成によりシステムを構築でき、システムの施工性の向上を図ることが可能となる。また、天井チャンバーと床下チャンバーの両方を排気路として用いるので、別途に排気路として用いるための空間を設ける必要がなく、省スペースのシステムを構築することが可能となるため、建築的に階高を小さく抑えることができる。
また、空調手段は、２つの冷却対象空間の並設方向とは異なる水平方向から、第一空間に対して冷却空気を供給するので、第一空間を挟むように、かつ、前記第一空間に対して隣接するように、２つの前記冷却対象空間が並設されている場合であっても第一空間に対して冷却空気を供給でき、複数の情報処理機器が並設された空間においても利用可能なシステムを構築することが可能となる。

【0014】

請求項２に記載の空調システムによれば、第二空間における上方領域に配置されて吸気を行う上方排気手段と、下方領域に配置されて吸気を行う下方排気手段とを備えるので、第二空間の圧力を均一化することができ、第二空間の圧力の不均一に伴い第二空間から冷却対象空間を介して第一空間に空気が逆流して第一空間にホットスポットが発生してしまう可能性を低減することが可能となるため、情報処理機器に不具合が発生してしまう可能性の低減を図ることが可能となる。また、従来の空調システムにおいては、第一空間にホットスポットが発生した場合には第一空間に温度むらが発生してしまうため、空調手段から第一空間へと供給する冷却空気の温度を、ホットスポットの発生を想定した低めの温度（例えば、１６℃）に設定していたが、当該空調システムによればホットスポットが発生してしまう可能性を低減することができるので、ホットスポットの発生を想定しない適切な温度（例えば、２０℃）に設定することが可能となるため、空調システムの搬送動力を削減して省エネルギー性の向上を図ることが可能となる。
また、下方排気手段は、天井チャンバーと下方領域とを相互に接続するダクトにおける下方領域側の端部であるので、下方排気手段により吸気した空気も天井チャンバーに排気することで床下チャンバーを排気路以外の用途で用いることができ、床下チャンバーの用途の幅を広げたシステムを構築することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態１に係る空調システムの斜視図である。

【図2】図１のＸ−Ｚ平面による空調システムの断面図である。

【図3】本発明の実施の形態２に係る、図１のＸ−Ｚ平面による空調システムの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に添付図面を参照して、この発明に係る空調システムの各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔ＩＩＩ〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

【0018】

〔Ｉ〕各実施の形態の基本的概念
まず、各実施の形態の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る空調システムは、情報処理機器の冷却を行う空調システムである。ここで、情報処理機器の用途は任意であるが、各実施の形態では、データセンタ等の大規模な情報処理施設にて各種のデータを処理するための機器として用いられるものとして説明する。また、情報処理施設における情報処理機器の設置台数についても任意であり、少なくとも一つの情報処理機器を備えることにより当該空調システムを構成することが可能であるが、本実施の形態では複数の情報処理機器が設置されているものとして説明する。また、各実施の形態では、情報処理施設における、複数の情報処理機器が設置された一つの部屋について注目して説明し、当該部屋の内部のことを以下では必要に応じて「室内」と称して説明する。

【0019】

〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容
次に、各発明に係る実施の形態の具体的内容について説明する。

【0020】

（実施の形態１）
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、下方排気手段として床下排気口を備えた形態である。

【0021】

（構成）
まずは、本実施の形態１に係る空調システム１の構成について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空調システム１の斜視図である。また、図２は、図１のＸ−Ｚ平面による空調システム１の断面図（後述するラック１０を通る断面図）である。この図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る空調システム１は、概略的に、ラック１０、空調機２０、整流部材３０、天井排気口４０、床下排気口５０、コールドアイルキャッピング６０、及びホットアイルキャッピング７０を備えて構成される。なお、以下では、図１に示すＸ方向を「幅方向」、Ｙ方向を「長さ方向」、Ｚ方向を「高さ方向」と必要に応じて称して説明する。

【0022】

（構成−部屋）
ここで、まずは空調システム１の各構成要素が配置される部屋について説明する。まず、この部屋は、図１に示すように、天井スラブ２の下方に天井材３を設置し、当該天井スラブ２と天井材３との相互間の空間を天井チャンバー４として用いる二重天井構造、かつ床スラブ５の上方に床材６を設置し、当該床スラブ５と床材６との相互間の空間を床下チャンバー７として用いる二重床構造にて形成されている。なお、このような二重天井構造及び二重床構造を形成するための具体的な手段については公知の手段を用いることができるため省略する。ここで、床材６と天井材３との相互間に形成される空間であって、情報処理機器が設置される空間を以下では「情報処理空間」と必要に応じて称して説明する。なお、この情報処理空間や天井チャンバー４や床下チャンバー７の具体的な広さや形状等については任意であるが、本実施の形態１では、情報処理空間は少なくとも情報処理機器を収容したラック１０を複数配置できる程度の幅及び長さを有する空間であるものとし、天井チャンバー４及び床下チャンバー７は、この情報処理空間と同一の幅及び長さを有し、高さがそれぞれ異なる空間であるものとして説明する。なお、情報処理空間には空調機２０を介して空気が供給され、当該空調機２０から情報処理空間に対して供給された空気は、天井排気口４０を介して天井チャンバー４に排気され、又は床下排気口５０を介して床下チャンバー７に対して排気される。そして、天井チャンバー４や床下チャンバー７には公知の排気ファンや全熱交換器等が備えられており、これらの排気ファンや全熱交換機等を介して、天井チャンバー４や床下チャンバー７に対して供給された空気は外部の空間（例えば屋内）に排出される。

【0023】

（構成−ラック）
ラック１０は、情報処理機器を収容するための収容手段である。このラック１０の具体的な形状については任意であるが、本実施の形態１については図１に示すように中空の直方体形状として形成された筐体を有し、その筐体の内部には複数の情報処理機器が収容されたラック１０であるものとして説明する。なお、このラック１０における筐体の内部の空間（情報処理機器が配置された空間）を以下では必要に応じて「冷却対象空間」と称して説明する。

【0024】

ここで、このラック１０には情報処理機器を冷却するための工夫が施されている。具体的には、まずラック１０の筐体における一側面と、当該と対向する位置に設けられた他の側面にはメッシュ状の通風孔が設けられている。そして、このラック１０の内部におけるいずれかの位置には、空気の送風を行うための冷却ファンが設けられている。このように構成されたラック１０において冷却ファンを稼動させることにより、ラック１０の外部における空間（以下、第一空間）の空気が、ラック１０の筐体における一側面に設けられた通風孔、ラック１０の内部、ラック１０の筐体における他の側面に設けられた通風孔、を順次介してラック１０の外部における反対側の空間（以下、第二空間）へと送風される。ここで、以下では、上述したラック１０の筐体における一側面を「吸込面」、他の側面を「吹出面」と必要に応じて称して説明する。

【0025】

そして、室内には複数のラック１０がある特定の方向（本実施の形態１では、長さ方向）に沿って並設されることによりラック１０の列（以下、ラック列）が形成されており、当該ラック列を構成する各ラック１０はそれぞれの吸込面の向きと吹出面の向きが揃えられて配置されている。また、室内にはこのようなラック列が、当該特定の方向と直交する方向（本実施の形態１では、幅方向）に沿って複数並設されている。そして、これらの複数のラック列は、それぞれの吸込面及び吹出面が向かい合うように配置されており、このようにしてラック列の吸込面側に設けられた空間を「コールドアイル８」と称し、ラック列の吹出面側に設けられた空間を「ホットアイル９」と称して以下では説明する。すなわち、コールドアイル８を挟むように、かつコールドアイル８に対して隣接するように複数の冷却対象空間が配置されており、かつ、ホットアイル９を挟むように、かつホットアイル９に対して隣接するように複数の冷却対象空間が配置されている。

【0026】

（構成−空調機）
空調機２０は、冷却空気を生成して、生成した冷却空気をコールドアイル８へと供給する空調手段である。この空調機２０の具体的な形状や構成については任意であり、例えば水冷式や空冷式の公知の空調機として形成することが可能であるが、本実施の形態１においては、図１に示すように略直方体形状にて形成された公知のファンコイルユニットであるものとして説明する。

【0027】

ここで、当該空調機２０の設置位置について説明する。当該空調機２０は、冷却空気をコールドアイル８へと供給することが可能な位置である限り任意であり、任意の位置に設置することが可能である。ただし、冷却対象空間の並設方向と同一の方向から冷却空気をコールドアイル８へ向けて供給すると、ラック１０によって送風が妨げられてしまう。そのため、空調機２０の設置位置は、当該冷却対象空間の並設方向と同一の方向とは異なる方向から冷却空気をコールドアイル８へと送風可能な設置位置とすることが好ましい。このような設置位置としては、例えば冷却対象空間の並設方向に対して所定の角度を有する斜め方向からコールドアイル８へ向けて冷却空気を供給する位置や、コールドアイル８の床下の鉛直下方向からコールドアイル８へ向けて冷却空気を供給する位置等が考えられる。なお、本実施の形態では、水平平面視上において冷却対象空間の並設方向と直交する方向からコールドアイル８へ向けて冷却空気を供給する位置に配置されているものとして説明する。具体的には、各空調機２０は、ラック列が配置されたスペースの長さ方向における側方のスペースにおいて、幅方向に沿って複数配置されている。そして、各空調機２０は、冷却空気を吹出す面（以下、冷却空気吹出面）が冷却対象空間の並設方向と平行となるように配置されている。

【0028】

（構成−整流部材）
整流部材３０は、空調機２０から吹出される冷却空気を拡散させるための拡散手段である。この整流部材３０の具体的な構成については任意であるが、本実施の形態１において、整流部材３０は、空調機２０の冷却空気吹出面の前方位置において、冷却空気吹出面と平行に配置された不織布であるものとして説明する。このように構成された整流部材３０が、空調機２０から吹出される冷却空気を幅方向に沿って拡散させることにより、各コールドアイル８に対して均等に冷却空気を供給することが可能となる。

【0029】

（構成−天井排気口）
天井排気口４０は、ホットアイル９における上方の領域である上方領域に配置されて吸気を行い、吸気された空気を天井チャンバー４へと排気する上方排気手段である。具体的には、この天井排気口４０は、天井材３におけるホットアイルキャッピング７０により囲われた領域に設けられた通風孔として形成され、その通風孔の内部には排気ファンが設けられている。そして、この排気ファンを稼動させることによりホットアイル９の内部の排気を天井チャンバー４へと送風することが出来る。なお、天井排気口４０が設置される「上方領域」とは、ホットアイル９を上下に二分割した際における上方の領域である。

【0030】

なお、天井排気口４０はホットアイル９の内部の排気を天井チャンバー４に導くことの可能な構成であればどのような構成であっても構わない。例えば、本実施の形態１では、天井排気口４０に排気ファンが設けられており、この排気ファンにより吸気を行うものとして説明するが、天井排気口４０自体が吸気を行わない構成であっても構わない。具体的には、天井排気口４０は排気ファンを有さない単なる通気孔として形成し、天井チャンバー４の圧力をホットアイル９の圧力よりも小さくすることにより、ホットアイル９の内部の排気を天井チャンバー４に導いてもよい。

【0031】

（構成−床下排気口）
床下排気口５０は、ホットアイル９における下方の領域である下方領域に配置されて吸気を行い、吸気のされた空気を床下チャンバー７へと排気する下方排気手段である。具体的には、この床下排気口５０は、床材６におけるホットアイルキャッピング７０及びラック１０の吹出面により囲われた領域に設けられた通風孔として形成され、その通風孔の内部には排気ファンが設けられている。そして、この排気ファンを稼動させることによりホットアイル９の内部の排気を床下チャンバー７へと送風することが出来る。なお、床下排気口５０が設置される「下方領域」とは、ホットアイル９を上下に二分割した際における下方の領域である。

【0032】

なお、床下排気口５０はホットアイル９の内部の排気を床下チャンバー７に導くことの可能な構成であればどのような構成であっても構わない。例えば、本実施の形態では、床下排気口５０に排気ファンが設けられており、この排気ファンにより吸気を行うものとして説明するが、床下排気口５０自体が吸気を行わない構成であっても構わない。具体的には、床下排気口５０は排気ファンを有さない単なる通気孔として形成し、床下チャンバー７の圧力をホットアイル９の圧力よりも小さくすることにより、ホットアイル９の内部の排気を床下チャンバー７に導いてもよい。

【0033】

（構成−コールドアイルキャッピング）
コールドアイルキャッピング６０は、コールドアイル８の内部に供給された冷却空気がコールドアイル８の外部へと漏出してしまうことを防止する冷却空気漏出防止手段である。具体的には、各ラック１０と同一の長さ、及びコールドアイル８を挟んで配置される２つのラック１０の相互間の幅と同一の幅を有する板状部材であって、各ラック１０の吸込面における上端部から、当該ラック１０とコールドアイル８を介して隣り合う他のラック１０の吸込面における上端部に架けて、コールドアイル８を覆う板状部材として形成される。

【0034】

（構成−ホットアイルキャッピング）
ホットアイルキャッピング７０は、ホットアイル９の内部の空気がホットアイル９の外部へと漏出してしまうことを防止する排気漏出防止手段である。具体的には、板状部材７０ａ及び板状部材７０ｂの２種類の部材によって形成される。板状部材７０ａは、各ラック１０と同一の長さ、及び各ラック１０の上面から天井材３までの高さと同一の高さを有する板状部材であって、各ラック１０の上面における吹出面側の端部から天井材３に架けて、ホットアイル９を覆う板状部材である。また、板状部材７０ｂは、ホットアイル９を挟んで配置される２つのラック１０の相互間の幅と同一の幅、及び床材６から天井材３までの高さと同一の高さを有する板状部材であって、ホットアイル９を挟んで配置される２つのラック１０の相互間における長さ方向のそれぞれの端部に配置される板状部材である。

【0035】

このようにコールドアイルキャッピング６０及びホットアイルキャッピング７０を備えることにより、コールドアイル８の空気とホットアイル９の空気との間で熱交換が行われないため、空調機２０の空調負荷の低減を図ることが可能となる。

【0036】

（処理）
このように構成された空調システム１によって実行される空調処理について説明する。まず、空調機２０が冷却空気を生成して、吹出面から吹出す。そして、このように空調機２０から吹出された冷却空気が整流部材３０によって幅方向に沿って拡散されることにより、各ラック列のコールドアイル８に対して冷却空気が送風される。そして、コールドアイル８に送風された冷却空気は、ラック１０に設けられた冷却ファンによってラック１０の内部を通ってホットアイル９に対して排気として吹出される。この際にラック１０に収容された情報処理機器が冷却される。

【0037】

そして、ホットアイル９に吹出された排気は、天井排気口４０を通って天井チャンバー４へ送風されるか、または、床下排気口５０を通って床下チャンバー７へ送風される。なお、このようにして天井チャンバー４又は床下チャンバー７へと送風された排気は、天井チャンバー４又は床下チャンバー７に配置された排気ファン（図示省略）や全熱交換器（図示省略）を介して室外へと排気しても良い。あるいは、再度空調機２０に取り入れて、空調機２０はこのように取り入れた空気を用いて冷却空気を生成しても良い。

【0038】

このように本実施の形態では、天井排気口４０又は床下排気口５０のいずれか一方だけでなく、その両方からホットアイル９の内部の暖気が排気されるため、ホットアイル９における上下の圧力を均等にすることができ、これにてホットアイル９の圧力を均一にすることができる。よって、ホットアイル９の床面付近においてコールドアイル８側の気流速に起因するカルマン渦が発生する可能性を低減することが可能となる。

【0039】

なお、「ホットアイル９における上下の圧力が均等」とは、必ずしもホットアイル９における上方領域の圧力と下方領域の圧力とが同一であることに限定されず、少なくとも上方領域及び下方領域の両方において排気を行うことにより、ホットアイル９における上下の圧力の均等を図っている状態も含む。ただし、上方領域の圧力と下方領域の圧力とが同一に近い方がよりカルマン渦が発生する可能性を低減することが可能であり、例えば、天井排気口４０に設けられた排気ファンの送風量と床下排気口５０に設けられた排気ファンの送風量等を調整することにより、上方領域の圧力と下方領域の圧力とを調整しても良い。

【0040】

（実施の形態１の効果）
本実施の形態１に記載の空調システム１によれば、ホットアイル９における上方領域に配置されて吸気を行う天井排気口４０と、下方領域に配置されて吸気を行う床下排気口５０とを備えるので、ホットアイル９の圧力を均一化することができ、ホットアイル９の圧力の不均一に伴いホットアイル９から冷却対象空間を介してコールドアイル８に空気が逆流することによってコールドアイル８にホットスポットが発生してしまう可能性を低減でき、このようにして発生したホットスポットにより情報処理機器に不具合が発生してしまう可能性の低減を図ることが可能となる。また、従来の空調システムにおいては、コールドアイル８にホットスポットが発生した場合にはコールドアイル８に温度むらが発生してしまうため、空調機２０からコールドアイル８へと供給する冷却空気の温度を、ホットスポットの発生を想定した低めの温度（例えば、１６℃）に設定していたが、当該空調システム１によればホットスポットが発生してしまう可能性を低減することができるので、ホットスポットの発生を想定しない適切な温度（例えば、２０℃）に設定することが可能となるため、空調システム１の搬送動力を削減して省エネルギー性の向上を図ることが可能となる。

【0041】

また、ホットアイル９の空気を天井チャンバー４と床下チャンバー７に対して排気するので、天井チャンバー４と床下チャンバー７を排気路として用いる極めて簡素な構成によりシステムを構築でき、システムの施工性の向上を図ることが可能となる。また、天井チャンバー４と床下チャンバー７の両方を排気路として用いるので、別途に排気路として用いるための空間を設ける必要がなく、省スペースのシステムを構築することが可能となるため、建築的に階高を小さく抑えることができる。

【0042】

また、空調機２０は、２つの冷却対象空間の並設方向とは異なる方向から、コールドアイル８に対して冷却空気を供給するので、コールドアイル８を挟むように、かつ、前記コールドアイル８に対して隣接するように、２つの前記冷却対象空間が並設されている場合であってもコールドアイル８に対して冷却空気を供給でき、複数の情報処理機器が並設された空間においても利用可能なシステムを構築することが可能となる。

【0043】

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、下方排気手段として、排気ダクト１１０を備えた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。

【0044】

（構成）
まず、実施の形態２に係る空調システム１００の構成について説明する。図３は、本実施の形態２に係る、図１のＸ−Ｚ平面による空調システムの断面図（ラック１０を通る断面図）である。この図３に示すように、本実施の形態２に係る空調システム１００は、概略的に、ラック１０、空調機２０、整流部材３０、天井排気口４０、排気ダクト１１０、コールドアイルキャッピング６０、及びホットアイルキャッピング７０を備えて構成される。このように、本実施の形態２においては、床下排気口５０は設けられておらず、代わりに、排気ダクト１１０が設けられている。なお、実施の形態１において床下排気口５０が配置されていた位置には床材６が設けられており、ホットアイル９と床下チャンバー７は空間的に接続されていない。また、排気ダクト１１０以外の構成要素については、実施の形態１のそれらと同様に構成することが可能であるため詳細な説明を省略する。

【0045】

（構成−排気ダクト）
排気ダクト１１０は天井チャンバー４とホットアイル９の下方領域とを相互に接続するための排気手段である。具体的には、この排気ダクト１１０は、任意の径を有するダクトとして形成され、ホットアイル９の内部において高さ方向に略沿って配置されている。そして、その上端に位置するダクト口は天井チャンバー４の内部に位置し、一方、下端に位置するダクト口はホットアイル９の下方領域に位置する。

【0046】

なお、この排気ダクト１１０の設置台数は任意であるが、本実施の形態２では、各ホットアイル９において長さ方向に沿って所定の間隔置きに複数の排気ダクト１１０が設置されているものとして説明する。

【0047】

（処理）
続いて、このように構成された空調システム１００において実行される処理について説明する。まず、空調システム１００が稼動されると、空調機２０が冷却空気を吹出面から吹出す。そして、このように空調機２０から吹出された冷却空気が整流部材３０によって幅方向に沿って拡散されることにより、各ラック列のコールドアイル８に対して冷却空気が送風される。そして、コールドアイル８に送風された冷却空気は、ラック１０に設けられた冷却ファンによってラック１０の内部を通ってホットアイル９に対して送風される。この際にラック１０に収容された情報処理機器が冷却される。そして、ホットアイル９に吹出された排気は、天井排気口４０を通って天井チャンバー４に排気される排気と、排気ダクト１１０の吸込口に吸込まれて排気ダクト１１０を通って天井チャンバー４に排気される排気とに分割される。

【0048】

ここで、本実施の形態２によれば、床下チャンバー７に排気が吹出されないため、床下チャンバー７を他の用途として用いることが可能である。例えば、床下チャンバー７を空調機２０にて供給された冷却空気の通風路として用いることにより、床下チャンバー７からコールドアイル８に向けて冷却空気を供給してもよい。

【0049】

（実施の形態２の効果）
本実施の形態２に記載の空調システム１００によれば、下方排気手段は、天井チャンバー４と下方領域とを相互に接続するダクトにおける下方領域側の端部であるので、下方排気手段により吸気した空気も天井チャンバー４に排気することで床下チャンバー７を排気路以外の用途で用いることができ、床下チャンバー７の用途の幅を広げたシステムを構築することが可能となる。

【0050】

〔ＩＩＩ〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

【0051】

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、少なくとも、コールドアイル８におけるホットスポットの発生を防止できない場合であっても、従来と異なるシステムにより空調を達成できている場合には、本発明の課題は解決されている。

【0052】

（寸法や材料について）
発明の詳細な説明や図面で説明した空調システム１、１００の各部の寸法、形状、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、比率等とすることができる。

【0053】

（ラックに設けられた冷風ファンついて）
本実施の形態１及び２では、ラック１０に設けられた冷風ファンによってコールドアイル８の空気をラック１０の内部を介してホットアイル９に排気したが、このような冷風ファンは必ずしもラック１０に設ける必要はない。例えば、情報処理機器自体に設けられている冷風ファンを用いても良い。

【0054】

（排気ダクトについて）
本実施の形態２では、排気ダクト１１０によりホットアイル９の下方領域の空気を天井チャンバー４に対して送風したが、これとは逆の構成を採用しても良い。すなわち、排気ダクト１１０の上端に設けられたダクト口をホットアイル９の上方領域に配置し、排気ダクト１１０の下端に設けられたダクト口を床下チャンバー７に配置する。そして、ホットアイル９の空気を当該排気ダクト１１０を介して床下チャンバー７に送風することにより、天井チャンバー４を排気路として用いることなくホットアイル９の圧力を均一化することが可能となる。

【0055】

（コールドアイルキャッピングについて）
各実施の形態では、コールドアイルキャッピング６０を設置するものとして説明したが、コールドアイルキャッピング６０を設置しない構成としても良い。特に、各実施の形態によれば、コールドアイルキャッピング６０を設置しなくてもコールドアイル８におけるホットスポットの発生を防止することができる。このようにコールドアイルキャッピング６０を設置しない構成によれば、コールドアイルキャッピング６０を設置することに要するコストや、コールドアイルキャッピング６０の清掃コストの低減を図ることが可能となる。さらに、意匠的圧迫感を有することのあるコールドアイルキャッピング６０を設置しないことにより、ユーザのストレスの低減を図ることが可能となる。

【0056】

（付記）
付記１に記載の空調システムは、情報処理機器の配置された冷却対象空間を挟んで位置する２つの空間である第一空間及び第二空間において、前記第一空間から前記冷却対象空間を介して前記第二空間への冷却空気の流れを形成することにより前記情報処理機器の冷却を行う空調システムであって、前記第一空間へと冷却空気を供給する空調手段と、前記第二空間における上方の領域である上方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第一排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第一排気路へと排気する上方排気手段と、前記第二空間における下方の領域である下方領域に配置されて吸気を行い、当該吸気された空気を、排気のための第二排気路であって、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間のいずれにも属さない第二排気路へと排気する下方排気手段と、を備える。

【0057】

また、付記２に記載の空調システムは、付記１に記載の空調システムにおいて、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間はいずれも同一の部屋の内部空間であり、前記第一排気路は、前記部屋の天井裏に形成された天井チャンバーであって、前記第二排気路は、前記部屋の床下に形成された床下チャンバーである。

【0058】

また、付記３に記載の空調システムは、付記１又は２のいずれか一項に記載の空調システムにおいて、前記冷却対象空間、前記第一空間、及び前記第二空間はいずれも同一の部屋の内部空間であり、前記第一排気路及び前記第二排気路は、いずれも前記部屋の天井裏に形成された天井チャンバーであって、前記下方排気手段は、前記天井チャンバーと前記下方領域とを相互に接続するダクトにおける前記下方領域側の端部である。

【0059】

また、付記４に記載の空調システムは、付記１から３のいずれか一項に記載の空調システムにおいて、前記第一空間を挟むように、かつ、前記第一空間に対して隣接するように、２つの前記冷却対象空間が並設されており、前記空調手段は、前記２つの冷却対象空間の並設方向とは異なる方向から、前記第一空間に対して冷却空気を供給する。

【0060】

（付記の効果）
付記１に記載の空調システムによれば、第二空間における上方領域に配置されて吸気を行う上方排気手段と、下方領域に配置されて吸気を行う下方排気手段とを備えるので、第二空間の圧力を均一化することができ、第二空間の圧力の不均一に伴い第二空間から冷却対象空間を介して第一空間に空気が逆流して第一空間にホットスポットが発生してしまう可能性を低減することが可能となるため、情報処理機器に不具合が発生してしまう可能性の低減を図ることが可能となる。また、従来の空調システムにおいては、第一空間にホットスポットが発生した場合には第一空間に温度むらが発生してしまうため、空調手段から第一空間へと供給する冷却空気の温度を、ホットスポットの発生を想定した低めの温度（例えば、１６℃）に設定していたが、当該空調システムによればホットスポットが発生してしまう可能性を低減することができるので、ホットスポットの発生を想定しない適切な温度（例えば、２０℃）に設定することが可能となるため、空調システムの搬送動力を削減して省エネルギー性の向上を図ることが可能となる。

【0061】

付記２に記載の空調システムによれば、第二空間の空気を天井チャンバーと床下チャンバーに対して排気するので、天井チャンバーと床下チャンバーを排気路として用いる極めて簡素な構成によりシステムを構築でき、システムの施工性の向上を図ることが可能となる。また、天井チャンバーと床下チャンバーの両方を排気路として用いるので、別途に排気路として用いるための空間を設ける必要がなく、省スペースのシステムを構築することが可能となるため、建築的に階高を小さく抑えることができる。

【0062】

付記３に記載の空調システムによれば、下方排気手段は、天井チャンバーと下方領域とを相互に接続するダクトにおける下方領域側の端部であるので、下方排気手段により吸気した空気も天井チャンバーに排気することで床下チャンバーを排気路以外の用途で用いることができ、床下チャンバーの用途の幅を広げたシステムを構築することが可能となる。

【0063】

付記４に記載の空調システムによれば、空調手段は、２つの冷却対象空間の並設方向とは異なる方向から、第一空間に対して冷却空気を供給するので、第一空間を挟むように、かつ、前記第一空間に対して隣接するように、２つの前記冷却対象空間が並設されている場合であっても第一空間に対して冷却空気を供給でき、複数の情報処理機器が並設された空間においても利用可能なシステムを構築することが可能となる。

【符号の説明】

【0064】

１、１００ 空調システム
２ 天井スラブ
３ 天井材
４ 天井チャンバー
５ 床スラブ
６ 床材
７ 床下チャンバー
８ コールドアイル
９ ホットアイル
１０ ラック
２０ 空調機
３０ 整流部材
４０ 天井排気口
５０ 床下排気口
６０ コールドアイルキャッピング
７０ ホットアイルキャッピング
７０ａ、７０ｂ 板状部材
１１０ 排気ダクト

【図1】

【図2】

【図3】