特許 7255855 空調装置

(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】

(24)【登録日】2023-04-03

(45)【発行日】2023-04-11

(54)【発明の名称】空調装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/46 20180101AFI20230404BHJP

   F24F 3/044 20060101ALI20230404BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20230404BHJP

   G06F 1/16 20060101ALI20230404BHJP

   G06F 1/20 20060101ALI20230404BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230404BHJP

   F24F 110/12 20180101ALN20230404BHJP

   F24F 110/22 20180101ALN20230404BHJP

   F24F 110/64 20180101ALN20230404BHJP

【ＦＩ】

F24F11/46

F24F3/044

F24F7/06 B

G06F1/16 311A

G06F1/20 C

H05K7/20 G

H05K7/20 K

F24F110:12

F24F110:22

F24F110:64

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019086829

(22)【出願日】2019-04-26

(65)【公開番号】P2020183819

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-04-25

(73)【特許権者】

【識別番号】507225562

【氏名又は名称】株式会社アイピーコア研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100104776

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100119194

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 明夫

(72)【発明者】

【氏名】品川 雅之

【審査官】佐藤 正浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００９７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１９２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４８２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０７９５４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／４６

Ｆ２４Ｆ ３／０４４

Ｆ２４Ｆ ７／０６

Ｇ０６Ｆ １／１６

Ｇ０６Ｆ １／２０

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｆ２４Ｆ １１０／１２

Ｆ２４Ｆ １１０／２２

Ｆ２４Ｆ １１０／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気を空調対象室に直接取り入れる直接外気空調運転と、前記外気を前記空調対象室に間接的に取り入れる間接外気空調運転とに切替可能な空調装置であって、
箱状に形成され、前記外気を取り入れる側に臨む第１室と前記空調対象室側に臨む第２室とに仕切る仕切部が設けられた空調装置本体と、
前記空調装置本体を通して前記空調対象室に取り込まれる、少なくとも外気の温度、湿度、粉塵、ガス量を検出する検出手段と、
前記仕切部に設置され、前記検出手段により検出された外気の温度、湿度、粉塵、ガス量があらかじめ設定された閾値を超えないときに開け、前記閾値を超えたときに閉じる開閉部材と、
前記空調装置本体内において前記仕切部と交差するように前記第１室及び前記第２室に臨み、前記外気の温度と前記冷却すべき前記空調対象室の内気の温度を熱交換して冷却可能に設置された熱交換器と、
外気温が一定温度以下の通常運転時は前記開閉部材を閉じて前記熱交換器を介して冷却された前記内気を前記空調対象室内に導入する前記間接外気空調運転により冷却するように切替制御するとともに、前記外気温が一定温度を超えて前記検出手段により検出された外気の温度、湿度、粉塵、ガス量があらかじめ設定された閾値を超えないときには前記開閉部材を開けて前記外気を前記空調対象室内に導入してこの空調対象室内を前記直接外気空調運転により冷却するように切替制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする空調装置。

【請求項2】

前記第１室に第１開口部が形成され、この第１開口部に前記外気を導入する外気導入ファンが設置され、この外気導入ファンの回転数が制御手段により制御されることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。

【請求項3】

前記第２室に第２開口部が形成され、この第２開口部に前記空調対象室内の内気を前記第２室に導入する内気導入ファンが設置され、この内気導入ファンの回転数が制御手段により制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。

【請求項4】

前記第２室に除湿及び加湿機能を備えた補助水冷板がさらに設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばデータセンタ内のサーバ等のＩＴ（Information Technology）機器の発熱を外気空調により冷却する空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

クラウド、ＩｏＴ（Internet of Things）、ビッグデータ、ＡＩ（Artificial Intelligence）等、ＩＴの進化は人々に豊かな生活を与えるとともに、人々が気付かなかった無駄を高効率に変革し益々進歩している。今日のＩＴは大半がデータセンタで稼働している。

【0003】

しかしながら、豊かさや高高効率と引換えにデータセンタの電力は増加の一途で、世界総電力エネルギの２％を超え(日本の総電力の次に大きい国家級の電力消費)、さらに年間１０％の増加している。つまり、データセンタの電力エネルギを下げることはＣＯ_２削減と同じ位重要なテーマである。電力は相応の熱を発生しデータセンタの冷却方法は大きく分けて二種類あり、機械式空調と外気空調である。

【0004】

機械式空調は、発熱した暖気を熱交換器で熱を吸収し、この吸収した熱をコンプレッサ＋代替フロンの圧縮冷媒で冷却する方式(家庭エアコンと同じ空冷空調)とチラーと呼ぶ冷凍機を使い、冷たい水を作りその冷水で冷却する方式(水冷空調)がある。

【0005】

データセンタのエネルギ効率は「ＰＵＥ（Power Usage Effectiveness）」と言う指標で表される。ＰＵＥは１.０が理想値で２.０は消費するIT機器電力と同量の電力消費で冷却していることを表す。機械式空調は最良でＰＵＥ=１.５程度であるが現実値は２.０から２.５の悪いデータセンタも多く存在する。数値で見ると実感がないが、１０ＭＷ(１万ｋｗ)の大型データセンタでは２０円/ｋｗとすると、ＰＵＥ=１.０では１７.５億円/年の電気料金に対しＰＵＥ=２.５の機械式空調を使った電力料金は４３.７億円/になり、無駄な電気料金を支払うのと、無駄な発電を強いていることが分かる。そこで、大型のデータセンタを中心に外気空調が求められた。

【0006】

外気空調は、空調装置電力を最小にするために最善の選択肢である。外気空調には、直接外気空調方式と間接外気空調方式の２方式がある。直接外気空調方式は、外気冷熱を室内に直接取込んで冷却している。実際には室内空気を冷却するのではなく、常に室内空気を外気と交換し見かけ上冷却したように見える方式である。直接外気空調は、外気に含まれる粉塵、ガス、水分、塩分等が全て室内に入るという不具合があり、これらはフィルターである程度は取り除くことができるものの、完全に除去することは困難である。特に水分を除去することが困難であるとともに、冬の冷たい外気を直接取り込めず、発熱した空気と外気とを混気する複雑な制御設備が必要となる。日本では一日の温湿度差が激しく、また西日本では黄砂やＰＭ２.５の影響を受けやすく、直接外気空調を採用することは、電力性能上、最良であるが元来困難であった。

【0007】

そこで、この直接外気空調の不具合を解消するのが間接外気空調方式である。この間接外気空調は、発熱した暖気を熱交換器で熱を吸収し(ここまでは機械式空調と同じ)、この吸収した熱を外気で冷却し、冷却した熱交換器から冷気を放出するようにしている。間接外気空調では、室内の空気は常に同じ空気を使用し、外気は冷却のみに使用することから、外気の影響は全く受けない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１２－１１７７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上述した間接外気空調では、外気温度以下に温度を低下させることができず、外気が２５℃を超えると、チラー等の別の冷熱源を必要とするため、現在は気化熱を利用した間接外気空調方式が主流である。

【0010】

この気化熱を利用した間接外気空調方式は、水を噴霧状態にして熱交換器に噴射することにより、その気化熱で熱交換効率を高めるようにしているが、気化熱は高温多湿の地域においては効率が極端に低下し、十分な性能を発揮することができないという問題があり、さらに噴霧用の水資源を確保する必要がある。

【0011】

間接外気空調は、外気温が約１８℃以下の時は素晴らしい性能を発揮して機械式空調機に劣らない能力を発揮する。本州では年間総時間（１年で８７６０時間)の約７０％が１８℃以下である。さらに、最新のＩＴ機器の多くは、従来の２８℃耐久ではなく３６℃耐久に温度耐性が強化されている。３５℃のＩＴ機器を使えば外気温が２５℃程度までは間接外気空調で運用することができる。外気温が２５℃以上になるのは年間の２５％程度である。この１５％の約１３００時間のためだけに、間接外気空調でも気化熱冷却装置やチラーが必要になる。すなわち、１年間の８５％は使用しないのに投資して設置し、その期間のＰＵＥが悪くてもそれで運用せざるを得ないのがデータセンタである。

【0012】

そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、外気温が一定温度以下の通常運転時は間接外気空調で運用し、外気温が一定温度を超えた場合に直接外気空調に自動的に切り替え、空調電力を大幅に削減可能な空調装置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】

【0013】

かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、外気を空調対象室に直接取り入れる直接外気運転と、前記外気を前記空調対象室に間接的に取り入れる間接外気運転とに切替可能な空調装置であって、箱状に形成され、前記外気を取り入れる側に臨む第１室と前記空調対象室側に臨む第２室とに仕切る仕切部が設けられた空調装置本体と、前記空調装置本体を通して前記空調対象室に取り込まれる、少なくとも外気の温度、湿度、粉塵、ガス量を検出する検出手段と、前記仕切部に設置され、前記検出手段により検出された外気の温度、湿度、粉塵、ガス量があらかじめ設定された閾値を超えないときに開け、前記閾値を超えたときに閉じる開閉部材と、前記空調装置本体内において前記仕切部と交差するように前記第１室及び前記第２室に臨み、前記外気の温度と前記冷却すべき前記空調対象室の内気の温度を熱交換して冷却可能に設置された熱交換器と、外気温が一定温度以下の通常運転時は前記開閉部材を閉じて前記熱交換器を介して冷却された前記内気を前記空調対象室内に導入する前記間接外気空調運転により冷却するように切替制御するとともに、前記外気温が一定温度を超えて前記検出手段により検出された外気の温度、湿度、粉塵、ガス量があらかじめ設定された閾値を超えないときには前記開閉部材を開けて前記外気を前記空調対象室内に導入してこの空調対象室内を前記直接外気空調運転により冷却するように切替制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

【0014】

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第１室に第１開口部が形成され、この第１開口部に前記外気を導入する外気導入ファンが設置され、この外気導入ファンの回転数が制御手段により制御されることを特徴とする。

【0015】

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記第２室に第２開口部が形成され、この第２開口部に前記空調対象室内の内気を前記第２室に導入する内気導入ファンが設置され、この内気導入ファンの回転数が制御手段により制御されることを特徴とする。

【0016】

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構成に加え、前記第２室に除湿及び加湿機能を備えた補助水冷部材がさらに設けられたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

請求項１に記載の発明によれば、外気温が一定温度以下の通常運転時は開閉部材を閉じて熱交換器を介して冷却された内気を空調対象室内に導入する間接外気空調運転により冷却するように切替制御するとともに、外気温が一定温度を超えて検出手段により検出された外気の温度、湿度、粉塵量があらかじめ設定された閾値を超えないときに開閉部材を開けて外気を空調対象室内に導入してこの空調対象室内を直接外気空調運転により冷却するように切替制御するため、空調電力を大幅に削減することが可能になる。

【0018】

また、請求項２に記載の発明によれば、第１室の第１開口部に外気を導入する外気導入ファンを設置し、この外気導入ファンの回転数が制御手段により制御されることにより、必要な冷却能力を達成するためにファン回転数をプログラム又はＡＩで制御しファンの無駄な電力をも排除されているので、第１室に外気を効率よく導入することができる。

【0019】

また、請求項３に記載の発明によれば、第２室の第２開口部に空調対象室内の内気を第２室に導入する内気導入ファンが設置され、この内気導入ファンの回転数が制御手段により制御されることにより、必要な冷却能力を達成するためにファン回転数をプログラム又はＡＩで制御しファンの無駄な電力をも排除されているので、第２室に空調対象室内の内気を効率よく導入することができる。

【0020】

また、請求項４に記載の発明によれば、第２室に除湿及び加湿機能を備えた補助水冷板がさらに設けられているので、外部熱源を併用することで、空調対象室内に送る空気温度を一段と冷却することが可能になるとともに、湿度を一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る空調装置において間接外気空調運転時の状態を示す概略構成図である。

【図2】図１の空調装置において直接外気空調運転時の状態を示す概略構成図である。

【図3】図１の空調装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【図4】図３の制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0023】

図１～図４には、本発明の実施形態を示す。図１は、本発明の実施形態に係る空調装置において間接外気空調運転時の状態を示す概略構成図である。図２は、図１の空調装置において直接外気空調運転時の状態を示す概略構成図である。

【0024】

図１及び図２に示すように、本実施形態の空調装置本体１０は、全体形状が直方体の箱状に形成されている。なお、直方体は、便宜上記載した形状であって形状が意味をなすものではなく、球体や多面体でも可能である。

【0025】

空調装置本体１０は、外気を取り入れる側に臨む第１室１１と空調対象室としてのデータセンタのサーバ室１３側に臨む第２室１２とを有する。これら第１室１１と第２室１２とは、仕切部１４によって対角線状に仕切られている。

【0026】

仕切部１４には、連通口１４ａが形成され、この連通口１４ａには、図２に示すように第１室１１と第２室１２との間において開閉部材としてのシャッタ１５が開閉可能に設置されている。具体的に、シャッタ１５は、巻き取り、繰り出し可能に構成され、後述するシャッタ開閉用モータを駆動することにより、一端から他端に向けて巻き取って開くとともに、他端から一端に向けて繰り出して閉じられる。このシャッタ１５を開くことで、第１室１１と第２室１２との間は、連通口１４ａを通して連通状態となり、また閉じることで閉止状態となる。なお、図１ではシャッタ１５の図示を省略している。

【0027】

シャッタ１５は、直接外気空調運転時に開いて連通口１４ａを通して連通状態となり、間接外気空調運転時に連通口１４ａを閉じて閉止状態となる。ここで、本実施形態における直接外気空調運転とは、外気を空調対象室としてのサーバ室１３内に直接導入する運転である。また、間接外気空調運転とは、外気を取り入れて後述するヒートパイプで熱交換してサーバ室１３に間接的に外気冷熱を取り入れる運転である。

【0028】

空調装置本体１０の内部には、仕切部１４と交差するように熱交換器としてのヒートパイプ１６が設置されている。このヒートパイプ１６を境界として、第１室１１が第３室１７と第４室１８とに区分けされる。同様に、第２室１２もヒートパイプ１６を境界として、第５室２１と第６室２２とに区分けされる。第２室１２の第５室２１内には、補助水冷板１９が設置されている。この補助水冷板１９は、第５室２１内を流通する外気と、ヒートパイプ１６によって熱交換されて冷却された内気をさらに冷却するとともに、湿度調整のための加湿、除湿機能を併せて備えている。

【0029】

第３室１７と第４室１８、第５室２１と第６室２２は、それぞれ空気が流通可能な連通状態にある。第３室１７、第４室１８、第５室２１、及び第６室２２には、それぞれ開口部１７ａ，１８ａ，２１ａ，２２ａが形成されている。第３室１７の開口部１７ａは、本実施形態の第１開口部を構成し、第６室２２の開口部２２ａは、本実施形態の第２開口部を構成する。

【0030】

第３室１７の開口部１７ａには、外気を導入するための外気導入ファン２３が設置されている。この外気導入ファン２３は、外気導入ファン駆動用モータ３２を駆動することで、回転駆動する。また、第６室２２の開口部２２ａには、サーバ室１３内の内気を第２室１２の第６室２２内に導入するための内気導入ファン２４が設置されている。この内気導入ファン２４は、内気導入ファン駆動用モータ３４を駆動することで、回転駆動する。サーバ室１３には、第１開口部１３ａと、第２開口部１３ｂが設けられている。

【0031】

第５室２１の開口部２１ａと、サーバ室１３の第１開口部１３ａは、第１連通路２５を介して接続されて互いに連通状態にある。同様に、第６室２２の開口部２２ａとサーバ室１３の第２開口部１３ｂは、第２連通路２６を介して接続されて互いに連通状態にある。

【0032】

直接外気空調運転時には、図２に示すように仕切部１４の連通口１４ａが開いており、外気導入ファン２３は、第３室１７の開口部１７ａから冷えた外気を取り入れ、仕切部１４の連通口１４ａ、第５室２１の開口部２１ａ、第１連通路２５、及びサーバ室１３の第１開口部１３ａを通してサーバ室１３内に外気を直接導入するようにしている。

【0033】

また、内気導入ファン２４は、直接外気空調運転時、サーバ室１３内の暖まった内気を第２開口部１３ｂから第６室２２の開口部２２ａを通して取り入れ、仕切部１４の連通口１４ａ、第４室１８の開口部１８ａを通して空調装置本体１０の外部に排出する。

【0034】

間接外気空調運転時には、図１に示すように仕切部１４の連通口１４ａが閉じており、外気導入ファン２３は、第３室１７の開口部１７ａから冷えた外気を取り入れ、ヒートパイプ１６で熱交換して暖まった外気を第４室１８の開口部１８ａから空調装置本体１０の外部に排出する。

【0035】

また、内気導入ファン２４は、間接外気空調運転時、サーバ室１３内の暖まった内気を第２開口部１３ｂから第６室２２の開口部２２ａを通して取り入れ、ヒートパイプ１６で熱交換して冷たくなった内気を第５室２１の開口部２１ａ、第１連通路２５を通してサーバ室１３の第１開口部１３ａからサーバ室１３内に戻すようにしている。すなわち、間接外気空調運転時、内気導入ファン２４は、サーバ室１３と空調装置本体１０の第２室１２との間で内気を循環させるようにしている。

【0036】

次に、本実施形態の制御系の構成を説明する。

【0037】

図３は、図１の空調装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【0038】

図３に示すように、本実施形態の空調装置は、検出手段としてのセンサ群３０、切替制御手段としての制御装置３１、外気導入ファン駆動用モータ３２、モータ駆動装置３３、内気導入ファン駆動用モータ３４、モータ駆動装置３５、シャッタ開閉用モータ３６、及びシャッタ駆動装置３７を備える。

【0039】

センサ群３０は、図１及び図２に示すように外気導入ファン２３の近傍に設置さている。センサ群３０は、図３に示すように外気温度センサ３０ａ、外気湿度センサ３０ｂ、及び外気粉塵センサ３０ｃ、及び外気空気品質(ガス)センサ３０ｄを備えている。

【0040】

また、センサ群３０は、空調装置本体１０内に設置された複数の内気１温度センサ３８ａ…、内気１温度センサ３８ｎ、複数の内気１湿度センサ３９ａ…、内気１湿度センサ３９ｎと、サーバ室１３内に設置されたサーバ室温度センサ４０ａ、サーバ室湿度センサ４０ｂとを備えている。

【0041】

制御装置３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶手段としてのＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ(Flash Memory)、ＳＳＤ(Solid State Disk)、Ｉ／Ｏ(Input / Output)等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された制御装置である。

【0042】

このうち、上記ＲＯＭ、フラッシュメモリやＳＳＤは、電源を切断しても記憶内容を保持する必要のあるデータやプログラムを記憶する。上記ＲＡＭは、データを一時的に格納する。上記ＣＰＵは、上記フラッシュメモリやＳＳＤにインストールされているプログラムを実行することで各機能を実現する。

【0043】

また、ネットワークを接続することで、本冷却装置本体１０とグループ内他空調装置本体１０Ｎとで冷却装置本体同士の連携処理や設備上位システム４２との強調動作、又はクラウドシステム４３と連結することでより高機能な処理(例えばＡＩ処理)やクラウドシステム４３側で本装置の全ての制御を行うことが可能になる。

【0044】

制御装置３１は、センサ群３０の外気温度センサ３０ａ、外気湿度センサ３０ｂ、及び外気粉塵センサ３０ｃ、及び外気空気品質(ガス)センサ３０ｄによって検出された温度、湿度、粉塵、空気品質の各データを入力し、これらのデータと比較するため、温度データ、湿度データ、粉塵データ及び空気品質データのあらかじめ設定された閾値データと稼働しながら溜まったデータが記憶装置に記憶されている。なお、上記各データは、上記ＳＳＤのデータベースやクラウド上に記憶するようにしてもよい。上記閾値データは、例えば外気がサーバ室１３内の機器に悪影響を与えないような値に設定し、稼働状況を常に記憶して最適な閾値を提供する。

【0045】

外気導入ファン駆動用モータ３２は、モータ駆動装置３３によって駆動し、内気導入ファン駆動用モータ３４は、モータ駆動装置３５によって駆動する。シャッタ１５は、シャッタ開閉用モータ３６によって開閉駆動し、このシャッタ開閉用モータ３６は、シャッタ駆動装置３７によって駆動する。

【0046】

次に、本実施形態の制御系の動作を説明する。

【0047】

図４は、図３の制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【0048】

図４に示すように、外気温度センサ３０ａ、外気湿度センサ３０ｂ、外気粉塵センサ３０ｃ、及び外気空気品質センサ３０ｄは、それぞれ外気温度、外気湿度、外気の粉塵量、及び空気品質を検出する（ステップＳ１）。これらの温度データ、湿度データ、粉塵データ、及び空気品質データがそれぞれ制御装置３１に出力される。

【0049】

制御装置３１は、これらの温度データ、湿度データ、粉塵データ、及び空気品質データを入力する。制御装置３１は、外気温度があらかじめ設定された一定温度以下か否かを判定し、一定温度以下の場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、ステップＳ３に進む。また、一定温度を超えた場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、ステップＳ５に進む。

【0050】

ステップＳ３，Ｓ４では、シャッタ１５を閉止し、間接空調プログラム動作を実行し、間接外気空調運転を行う。この間接外気空調運転では、ヒートパイプ１６を介して冷却された内気をサーバ室１３内に導入して室内を冷却するようにしている。

【0051】

ステップＳ２で一定温度を超えた場合には、ステップＳ５に進み、外気の湿度、粉塵量、及び空気品質があらかじめ設定された閾値以下か否かを判定する。ステップＳ５で外気の温度、湿度、粉塵量、及び空気品質があらかじめ設定された閾値以下の場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）には、ステップＳ６でシャッタ１５を開放し、直接空調プログラム動作を実行し、直接外気空調運転を行う（ステップＳ７）。この直接外気空調運転では、外気をサーバ室１３内に直接導入してサーバ室１３内を冷却するようにしている。

【0052】

ステップＳ５で外気の温度、湿度、粉塵量、及び空気品質があらかじめ設定された閾値を超えている場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、短時間であるならば直接空調動作が可能であるか否かを判定する。直接空調動作が可能である場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）には、ステップＳ６に進み、上記と同様の処理を実行する。

【0053】

ステップＳ８で短時間であるならば直接空調動作が可能でない場合（ステップＳ８：ＮＯ）には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、補助水冷板１９による冷却及び湿度調整を行う補助冷熱プログラム動作を実行した後、ステップＳ６に進み、上記と同様の処理を実行する。

【0054】

そして、ステップＳ４の間接空調プログラム動作又はステップＳ７の直接空調プログラム動作が終了した後は、運転を停止しない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）には、ステップＳ１に戻り、再び上記と同様の処理を実行する。また、運転を停止する場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）には、全体の処理を終了する。

【0055】

このように本実施形態によれば、外気温が一定温度以下の通常運転時はシャッタ１５を閉じてヒートパイプ１６を介して冷却された内気をサーバ室１３内に導入する間接外気空調運転により冷却するように切替制御するとともに、外気温が一定温度を超えてセンサ群３０の外気温度センサ３０ａ、外気湿度センサ３０ｂ、外気粉塵センサ３０ｃ及び外気空気品質センサ３０ｄにより検出された外気の温度、湿度、粉塵量、及び空気品質があらかじめ設定された閾値を超えないときにシャッタ１５を開けて外気をサーバ室１３内に導入してこのサーバ室１３内を直接外気空調運転により冷却するように切替制御するため、空調電力を大幅に削減することが可能になる。

【0056】

また、本実施形態によれば、第１室１１の第３室１７の第１開口部１７ａに外気を導入する外気導入ファン２３が設置し、この外気導入ファン２３の回転数が制御装置３１により制御されることにより、必要な冷却能力を達成するためにファン回転数をプログラム又はＡＩで制御しファンの無駄な電力をも排除されているので、第１室に外気を効率よく導入することができる。

【0057】

また、本実施形態によれば、第２室１２の第６室２２の開口部２２ａにサーバ室１３内の内気を第２室１２に導入する内気導入ファン２４が設置され、この内気導入ファン２４の回転数が制御手段により制御されることにより、必要な冷却能力を達成するためにファン回転数をプログラム又はＡＩで制御しファンの無駄な電力をも排除されているので、第２室に空調対象室内の内気を効率よく導入することができる。ているので、第２室１２にサーバ室１３内の内気を効率よく導入することができる。

【0058】

また、本実施形態によれば、第２室１２に除湿及び加湿機能を備えた補助水冷板１９がさらに設けられているので、外部熱源を併用することで、空調対象室内に送る空気温度を一段と冷却することが可能になるとともに、湿度を一定に保つことができる。

【0059】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0060】

例えば、上述した実施形態では、センサ群３０として外気温度センサ３０ａ、外気湿度センサ３０ｂ、外気粉塵センサ３０ｃ、及び外気空気品質センサ３０ｄを設けて外気の温度、湿度、粉塵、ガス量を検出する例について説明したが、これに限定することなく、例えば塩分濃度等を検出し、あらかじめ設定された閾値と比較するようにしてもよい。

【0061】

また、上述した実施形態では、熱交換器としてヒートパイプ１６を用いた例について説明したが、これに限らず熱交換可能なものであれば、他のものであってもよい。

【0062】

さらに、上述した実施形態では、空調対象室としてデータセンタのサーバ室１３に適用した例について説明したが、これ以外に例えば各種工場にも適用可能である。

【符号の説明】

【0063】

１０ 空調装置本体
１０Ｎ グループ内他空調装置本体
１１ 第１室
１２ 第２室
１３ サーバ室
１３ａ 第１開口部
１３ｂ 第２開口部
１４ 仕切部
１４ａ 連通口
１５ シャッタ（開閉部材）
１６ ヒートパイプ（熱交換器）
１７ 第３室
１７ａ 開口部（第１開口部）
１８ 第４室
１８ａ 開口部
１９ 補助水冷板
２１ 第５室
２１ａ 開口部
２２ 第６室
２２ａ 開口部（第２開口部）
２３ 外気導入ファン
２４ 内気導入ファン
２５ 第１連通路
２６ 第２連通路
３０ センサ群
３０ａ 外気温度センサ（検出手段）
３０ｂ 外気湿度センサ（検出手段）
３０ｃ 外気粉塵センサ（検出手段）
３０ｄ 外気空気品質センサ（検出手段）
３１ 制御装置（制御手段）
３２ 外気導入ファン駆動用モータ
３３ モータ駆動装置
３４ 内気導入ファン駆動用モータ
３５ モータ駆動装置
３６ シャッタ開閉用モータ
３７ シャッタ駆動装置
３８ａ 内気１温度センサ（検出手段）
３８ｎ 内気Ｎ温度センサ（検出手段）
３９ａ 内気１湿度センサ（検出手段）
３９ｎ 内気Ｎ湿度センサ（検出手段）
４０ａ サーバ室温度センサ
４０ｂ サーバ室湿度センサ
４１ グループ内他空調装置
４２ 上位設備システム
４３ クラウドシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】