模块型数据中心及其控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及模块型数据中心及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在数据中心内设置有服务器等电子设备，作为该电子设备的冷却方法，存在使用外部空气的方法。在该方法中，通过使风扇旋转来向数据中心内引入外部空气，在热交换器等中不冷却该外部空气，以该外部空气其自身冷却各电子设备。根据此，不需要热交换器等的电力，能够有益于数据中心整体的节能化。
[0003]但是，在如夏季等那样外部空气气温较高的情况下，直接利用外部空气，有可能各电子设备冷却不足。并且，若为了防止冷却不足而辅助使用具备冷却功能的空调机，则导致根据空调机的运用方式而增加与空调机对应的空调所需的电力，也有可能不能实现数据中心的节能化。
[0004]专利文献1:日本特开2009-30058号公报
[0005]专利文献2:日本特开2010-156494号公报
【发明内容】
[0006]在模块型数据中心及其控制方法中，以防止电子设备的冷却不足且实现低消耗电力化为目的。
[0007]根据以下公开的一观点，提供一种模块型数据中心，其特征在于，具备:框体、设置在上述框体内且不改变外部空气的温度地从该外部空气生成第I冷却风的风扇、设置在上述框体内且生成比上述外部空气温度低的第2冷却风的空调机、设置在上述框体内且收容具备吸入上述第I冷却风和上述第2冷却风的进气面的多个电子设备的多个机架、通过控制上述风扇来调节上述第I冷却风的风量并将上述电子设备的温度冷却至规定温度的控制部，对于上述控制部而言，在假定成使上述空调机停止而用上述第I冷却风将上述电子设备的温度冷却至上述规定温度的情况下的结合了上述空调机和上述风扇的空调电力的第I假定值比该空调电力的现状值小的情况下，使上述空调机停止，在假定成使上述空调机运转而用上述第I冷却风和上述第2冷却风将上述电子设备的温度冷却至上述规定温度的情况下的结合了上述空调机和上述风扇的空调电力的第2假定值比该空调电力的现状值小的情况下，使上述空调机运转。
[0008]根据以下的公开，因由空调机生成的第2冷却风比外部空气温度低，所以能够防止各电子设备冷却不足。另外，通过利用空调电力的第I假定值、第2假定值，能够使空调机快速运转或者停止，从而削减空调电力。
【附图说明】
[0009]图1是表示模块型数据中心的内部结构的立体图。
[0010]图2是用于对电子设备的动作保障范围进行说明的空气线图。
[0011]图3是表示针对为了削减空调电力应该在哪样的情况下使空调机运转而进行调查后的调查结果的图。
[0012]图4是第1、第2实施方式所涉及的模块型数据中心的功能框图。
[0013]图5是能够在第1、第2实施方式中使用的气化式冷却装置的局部分解立体图。
[0014]图6是表示第I实施方式所涉及的模块型数据中心的控制方法的流程图。
[0015]图7是示意性地表示在第I实施方式中使用的第I数据库的图。
[0016]图8是示意性地表示第I实施方式的步骤S5的处理内容的图。
[0017]图9是示意性地表示在第2实施方式中使用的函数i的图。
[0018]图10是表示根据第I实施方式、第2实施方式而运用了模块型数据中心的情况下的运转区域的图。
[0019]图11是表示针对在第I实施方式、第2实施方式中在全年能够哪种程度的削减模块型数据中心的空调电力的电力量而进行调查后的调查结果的图。
【具体实施方式】
[0020]在进行本实施方式的说明之前，对本申请发明者进行的研讨结果进行说明。
[0021]数据中心的形式多种多样，但将在容器内收容了风扇单元和机架的数据中心称为模块型数据中心。该模块型数据中心因仅冷却容器内的空间即可，所以冷却效率好且有利于节能化。
[0022]图1是表示本申请发明者研讨的模块型数据中心的内部结构的立体图。
[0023]该模块型数据中心I具备作为框体的一个例子的金属制的容器2，在其内侧设置有风扇单元3、与风扇单元3对置的多个机架4、空调机5。
[0024]容器2是具有第I?第3侧面2x、2y、2z的长方体状，在第I侧面2x和与其邻接的第2侧面2y分别具有用于引入外部空气A的第I及第2进气口 2a、2b，在第3侧面2z具有排气口 2c。
[0025]此外，不对第I进气口 2a的形状进行特别限定，可以由多个孔的集合体形成第I进气口 2a，也可以形成单个开口来作为第I进气口 2a。关于这些，第2进气口 2b、排气口2c也相同。
[0026]风扇单元3在数据中心I动作的期间总是处于运转状态，具有用于由从第I进气口 2a引入的外部空气A生成第I冷却风BI的多个风扇3a。
[0027]为了抑制风扇单元3的消耗电力，在风扇单元3中不设置用于冷却外部空气A的热交换器等冷却机构，第I冷却风BI不改变外部空气A的温度地从该外部空气A其自身生成。
[0028]空调机5将从上述第2进气口 2b引入的外部空气A冷却而生成第2冷却风B2。第2冷却风B2在被空调机5供给至风扇3a的上游之后，由风扇3a引导至各电子设备6。与风扇单元3不同，空调机5具有像这样冷却外部空气A的功能，所以第2冷却风B2的温度比外部空气A的温度低。
[0029]不特别限定空调机5的种类。例如，能够将空调箱、气化式冷却装置用作空调机5。这之中，气化式冷却装置在不仅冷却外部空气A，还能够加湿外部空气A来调整容器2内的湿度的方面，比空调箱有利。
[0030]机架4沿容器2的宽度方向排列设置多台，并且具备多个由上述的冷却风B1、B2空气冷却的服务器等电子设备6。各电子设备6具有用于吸入各冷却风B1、B2的进气面6a，通过从进气面6a引入的各冷却风B1、B2来冷却各电子设备6。而且，在冷却后变暖的排气流E从各电子设备6的排气面6b排出之后，从容器2的排气口 2c向外部放出。
[0031]其中，在容器2内，风扇单元3与排气口 2c之间的空间作为设置多个机架6的服务器室8而提供。另外，在容器2内，风扇单元3与第I进气口 2a之间的空间作为被供给上述的外部空气A、第2冷却风B2的空调室9而提供。
[0032]在该数据中心I中，除了使用如上述那样从外部空气A其自身生成的第I冷却风BI，还使用在空调机5中通过冷却外部空气A而生成的第2冷却风B2来冷却各电子设备6。因此，在如夏季等仅用第I冷却风BI难以充分地冷却各电子设备6的情况下，也能够通过并用第2冷却风B2来防止电子设备6冷却不足。
[0033]图2是用于对各电子设备的动作保障范围进行说明的空气线图。该空气线图是绘制了等相对湿度线的图，其横轴表示干球温度，纵轴表示绝对湿度。
[0034]在以下，设外部空气A的温度T以干球温度来测量，外部空气A的湿度H以相对湿度来测量。图2中的多个点是东京的外部空气的干球温度和相对湿度的实测值。
[0035]对各电子设备6设定保证其动作的干球温度的温度范围?\?T 2和相对湿度的湿度范围氏?H2，在图2中以动作保证区域S表示该温度范围和湿度范围的内侧的区域。
[0036]在以下，例如设温度范围T1-T2SKTC?35°C，湿度范围H1'!12为10%?85%。该温度范围?\?T2的下限温度T i和上限温度T2是电子设备6内的未图示的CPU (CentralProcessing Unit:中央处理单元)、GPU (Graphical Processing Unit:图形处理单元)等运算单元能够正常动作的临界温度。另外，湿度范围氏?H2的下限湿度H1是因由干燥空气造成的静电而电子设备6受到损坏的大致湿度，上限湿度H2是有可能在电子设备6产生由高湿空气引起的结露的湿度。
[0037]在以外部空气A的温度T和湿度H为坐标点的状态点P位于该动作保证范围S内的情况下，能够直接利用外部空气A来将电子设备6空气冷却。因此，该情况下，使空调机5停止，不使用第2冷却风B2而仅用第I冷却风BI来冷却各电子设备6即可。
[0038]另一方面，在夏季等外部空气A的温度T比动作保障范围S的上限温度T2高的情况下，也运转空调机5来生成比外部空气A低温的第2冷却风B2。由此，第I冷却风BI和第2冷却风B2的混合气流的状态点收敛于动作保障范围S内，能够防止各电子设备6冷却不足。
[0039]另外，在外部空气A的湿度H比动作保障范围S的下限湿度H1低的情况下，也运转空调机5来生成比外部空气A加湿了的第2冷却风B2，由此加湿各电子设备6即可。但是，即使在外部空气A的湿度H比下限湿度H1低的情况下，当外部空气A的温度T比下限温度T1低时，运转空调机5从而各冷却风B1、B2的温度比下限温度T i更低，所以该情况下使空调机5停止。
[0040]在图2中，对如上述那样使空调机5运转的区域施加阴影，将该区域表示为运转区域Q。而且，位于该运转区域Q与动作保障区域S的分界线的上限温度T2是使空调机5运转的阈值温度之一。
[0041]因此，在外部空气A的温度T比上限温度T2高的情况下使空调机5运转，但是各电子设备6的实际温度也依赖于第I冷却风BI的风量。例如，即使外部空气A的温度T相同，第I冷却风BI的风量多的情况下，电子设备6良好冷却，若第I冷却风BI的风量小，则电子设备6有可能冷却不足。
[0042]并且，在电子设备6的运转率高的情况