专利名称：空调系统和信息处理设备室的空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息处理设备室的空调系统。
背景技术：
随着信息处理技术的发展，日趋向信息处理设备的发热量增大的方向发展。随之冷却信息处理设备的空调系统的处理量也增大，并正在开发可以有效冷却信息处理设备的空调技术。例如在专利文献1、2中，公开了通过遮挡板和整流板等调整空气流的信息处理设备室的空调系统。此外，在专利文献3、4中，公开了把位于服务器室机柜之间的通道分为冷气流动区域和暖气流动区域的信息处理设备室的空调系统。此外，在专利文献5中，公开了通过在设在地板上的各吹出口设置过滤器来抑制吹出风量的波动的空调系统。专利文献1 日本专利公开公报特开2009-109045号专利文献2 日本专利公开公报特开2010-54095号专利文献3 日本专利公开公报特开2010-43817号专利文献4 日本专利公开公报特开2008-185271号专利文献5 日本专利第3365526号在数据中心等大规模的信息处理设施中，在室内排列有多个收容有信息处理设备的机柜。为了使冷气均勻地遍及各信息处理设备，有时需要适当地调整沿机柜列流动的冷气的流速。这是由于在流速慢的情况下，存在不能确保冷却所需要的量的冷气的问题；在流速快的情况下，局部产生静压低的部位，或产生涡流和湍流，存在因情况不同使一部分温暖的排气(暖排気)流向冷气提供一侧的问题。此外，由于沿机柜列流动的冷气的流速也受到吹出冷气的吹出口和机柜列的位置关系的影响，所以因建筑物的结构等各种限制，有时不能确保足够的空调风量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供空调系统和信息处理设备室的空调系统，该空调系统不论设置在室内的冷气吹出口的位置和吹出风量怎样都能够使冷气均勻地遍及收容有信息处理设备的各机柜，而且即使冷气的风速快，也能够使冷气均勻地遍及收容有信息处理设备的各机柜。为了解决所述的问题，本发明通过整流构件将排列有收容了信息处理设备的机柜的信息处理设备室内部分隔成有吹出冷气的吹出口的区域和有机柜的吸气面的区域。详细地说，本发明的空调系统对排列有收容了信息处理设备的机柜的信息处理设备室进行空气调节，其包括吹出口，设置在所述信息处理设备室内，向该信息处理设备室内吹出用于冷却所述信息处理设备的冷气；以及整流构件，把所述信息处理设备室内分隔成第一区域和第二区域，所述第一区域有吹出冷气的所述吹出口，所述第二区域有吸入冷却所述信息处理设备的冷气的所述机柜的吸气面。
在此，所述整流构件通过在第一区域和第二区域之间施加气流阻力(通気抵抗) 从而调整冷气流，并调整在机柜列的吸气面一侧流动的冷气流，使得各机柜的吸气面大体均勻地吸入冷气。该整流构件通过例如覆盖形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的通道来分隔信息处理设备室内，使得所述通道的外侧成为所述第一区域、所述通道的内侧成为所述第二区域。通过把所述的整流构件设置在吹出用于冷却收容在各机柜中的信息处理设备的冷气的吹出口和吸入该冷气的机柜的吸气面之间，有吹出口的第一区域具有送气室(> f Λ f \ > K—，plenum chamber)的功能，并且在位于第二区域中的机柜列的吸气面一侧流动的冷气流变得均勻。由此，不论吹出口的位置和吹出风量怎样，都可以缓和流速的影响，从而使冷气均勻地遍及各机柜。此外，在所述的空调系统中，所述空调系统还包括分隔构件，该分隔构件把从所述吹出口吹出后被所述机柜的吸气面吸入的冷气流动的路径和从所述机柜排出的排气流动的路径隔开。如果把从吹出口吹出后被机柜的吸气面吸入的冷气流动的路径和从机柜排出的排气流动的路径隔开，则由于从吹出口吹出的冷气不会流入排气流动的路径中，所以未被机柜吸入、直接向热通道流出的旁路流消失，不会浪费送风动力，并可以容易地使第一区域和第二区域之间的压力差变大。其结果，整流构件的气流阻力增加，在机柜列的吸气面一侧流动的冷气流变得更均勻。此外，在所述的空调系统中，所述冷气流动的路径形成在所述信息处理设备室内和在该信息处理设备室的地板下形成的空间内，所述整流构件覆盖形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的地面上的、从所述地板下向所述信息处理设备室内去的冷气的通气道。通过不仅使信息处理设备室内也使地板下的空间成为冷气通过的路径，可以充分确保使从吹出口吹出的冷气滞留的空间，此外，由于从地板向机柜的吸气面流动的冷气也被整流构件整流，所以在机柜列的吸气面一侧流动的冷气流变得更均勻。此外，在所述空调系统中，所述冷气流动的路径形成在所述信息处理设备室内，所述排气流动的路径形成于在排气面相对的一对机柜列之间形成的通道和在所述信息处理设备室的天花板顶上形成的空间内。按照这样的空调系统，由于可以把信息处理设备室内的大部分空间分配给所述第一区域，所以增加了从吹出口吹出的冷气滞留的空间。因此，即使冷气的风量增加，也可以充分调整在机柜列的吸气面一侧流动的冷气流。此外，如果所述整流构件的气流阻力是所述吹出口的动压的5 30倍，则有吹出口的第一区域可以充分发挥作为送气室的功能，在第二区域中的机柜列的吸气面一侧流动的冷气流变得均勻，从而可以使冷气均勻地遍及各机柜。此外，在所述空调系统中，排列在所述信息处理设备室中的机柜列的机柜留有间隔地排列，所述整流构件中的至少一部分覆盖留有间隔地配置的机柜之间。如果把整流构件设置成覆盖留有间隔地配置的机柜之间，则与把机柜紧挨着配置的情况相比，把整流构件设置成覆盖留有间隔地配置的机柜之间的情况下的冷气流从第一区域向第二区域流动的通道大。因此，可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜所需要的冷气。如果冷气为低速，则由于可以防止产生涡流和低压区域，所以不存在热通道的高温空气在机柜内倒流从而导致信息处理设备不能得到冷却的问题。此外，在所述空调系统中，所述整流构件通过覆盖排列在所述信息处理设备室中的机柜列的吸气面来把该信息处理设备室分隔开，使得用所述整流构件覆盖的所述机柜列的周围成为所述第一区域、所述整流构件和所述机柜列的吸气面之间成为所述第二区域。 如果以覆盖机柜列的吸气面的方式配置整流构件，则与例如把整流构件配置成覆盖机柜列之间通道的情况相比，以覆盖机柜列的吸气面的方式配置整流构件的情况下的冷气流从第一区域向第二区域流动的通道大。因此，可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜所需要的冷气。此外，为了解决所述的问题，本发明包括通气性的整流构件，该整流构件接受从设置在排列有收容了信息处理设备的机柜的信息处理设备室内的吹出口吹出的冷气，调整从吹出口向机柜流动的冷气的流速。详细地说，本发明的信息处理设备室的空调系统，所述的信息处理设备室中排列有收容了信息处理设备的机柜，其包括吹出口，在所述信息处理设备室内从所述机柜的侧方或上方朝向该机柜开口，把用于冷却所述信息处理设备的冷气吹入所述信息处理设备室内；以及通气性的整流构件，接受从所述吹出口吹出的冷气，调整从所述吹出口向所述机柜流动的冷气的流速。所述整流构件在从吹出冷气的吹出口向机柜流动的冷气流动的路径中施加气流阻力从而调整冷气的流速，并且调整在机柜列的吸气面一侧流动的冷气流，使得各机柜的吸气面大体均勻地吸入冷气。通过把该整流构件例如设置于形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的通道的吹出口一侧，在从吹出口向机柜流动的冷气流动的路径中施加气流阻力。通过在从吹出口向机柜的吸气面的流动的路径中设置这样的整流构件，从吹出口到整流构件的路径发挥作为假想送气室的功能，整流构件下游一侧的冷气流变得均勻。 由此，不论吹出口的位置和吹出风量怎样都可以缓和流速的影响，并可以使冷气均勻地遍及各机柜。此外，在所述的信息处理设备室的空调系统中，所述整流构件接受流入形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的通道的、从所述吹出口朝向所述通道吹出的冷气。流入形成在机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的通道的冷气，在通道的上游一侧的机柜的吸气面处容易产生静压低的区域。可是，如果整流构件接受从吹出口向通道吹出的冷气，则可以抑制向下游一侧提供过剩的冷气，从而可以防止在所述的通道上游一侧的机柜的吸气面处的静压不足。此外，在所述的信息处理设备室的空调系统中，在排列在所述信息处理设备室中的机柜列的机柜留有间隔地排列的情况下，所述吹出口在所述信息处理设备室内从所述机柜的侧方向该机柜开口，所述整流构件中的至少一部分覆盖留有间隔地配置的机柜之间。 如果以覆盖留有间隔地配置的机柜之间的方式设置整流构件，则与把机柜紧挨着配置的情况相比，以覆盖留有间隔地配置的机柜之间的方式设置整流构件的情况下的由整流构件调整流速的冷气的风道面积大。由此，可以抑制到达整流构件之前的流速的波动。因而可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜所需要的冷气。如果冷气为低速，则由于可以防止产生涡流和低压区域，所以不存在热通道的高温空气在机柜内倒流从而导致信息处理设备不能得到冷却的问题。此外，在所述的信息处理设备室的空调系统中，如果所述整流构件的气流阻力按静压与所述吹出口的动压之比计为5 30，则所述整流构件可以把从吹出口吹出的冷气的速度调整到实用的范围内，并可以使冷气均勻地遍及各机柜。
此外，在所述的信息处理设备室的空调系统中，所述信息处理设备室的空调系统还包括分隔构件，该分隔构件把从所述吹出口吹出后被所述机柜的吸气面吸入的冷气流动的路径和从所述机柜排出的排气流动的路径隔开。如果把从吹出口吹出后被机柜的吸气面吸入的冷气流动的路径和从机柜排出的排气流动的路径隔开，则由于从吹出口吹出的冷气不会流入排气流动的路径，所以未被机柜吸入、直接向热通道流出的旁路流消失，不会浪费送风动力，可以使通过整流构件整流过的冷气容易地被吸入机柜内。此外，在所述的信息处理设备室的空调系统中，所述冷气流动的路径形成在所述信息处理设备室内，所述排气流动的路径形成于在排气面相对的一对机柜列之间形成的通道和在所述信息处理设备室的天花板顶上形成的空间内。按照这样的信息处理设备室的空调系统，由于可以把信息处理设备室内的大部分空间作为从吹出口吹出的冷气的流速的调整路径来分配，所以即使从吹出口吹出的冷气风量增加，也可以充分调整在机柜列的吸气面一侧流动的冷气流。本发明的空调系统不论设置在室内的冷气吹出口的位置和吹出风量怎样都能够使冷气均勻地遍及收容有信息处理设备的各机柜，而且即使冷气的风速快，也能够使冷气均勻地遍及收容有信息处理设备的各机柜。
图1是第一实施方式的数据中心的构成图。图2是表示回流空气流动的路径的图。图3是表示冷气流动的路径的图。图4是表示冷气速度和静压的关系的曲线图。图5是表示静压与动压之比和最小速度比的关系的曲线图。图6是第二实施方式的数据中心的构成图。图7是表示回流空气流动的路径的图。图8是表示冷气流动的路径的图。图9是第三实施方式的数据中心的构成图。图10是表示回流空气流动的路径的图。图11是表示冷气流动的路径的图。图12是第一实施方式变形例的数据中心的构成图。图13是去掉了机柜部分的放大图。图14是表示把各机柜相互之间留出间隔排列情况下的例子的图。图15是表示把整流板配置在机柜前侧的面的变形例的图。图16是表示把整流板配置在机柜前侧的面的变形例的图。图17是表示配置在机柜前侧的面的整流板的第一形态的图。图18是表示配置在机柜前侧的面的整流板的第二形态的图。图19是表示去掉了机柜部分的变形例的放大图。图20是第四实施方式的数据中心的构成图。图21是表示回流空气流动的路径的图。图22是整流构件安装状态的放大图。
图23是表示冷气流动的路径的图。图M是表示冷气速度和静压的关系的曲线图。图25是表示静压与动压之比和最小速度比的关系的曲线图。图沈是第四实施方式变形例的数据中心的构成图。图27是表示冷气流动的路径的图。图观是第五实施方式的数据中心的构成图。图四是表示回流空气流动的路径的图。图30是表示冷气流动的路径的图。图31是第六实施方式的数据中心的构成图。图32是表示回流空气流动的路径的图。图33是表示冷气流动的路径的图。图34是第六实施方式变形例的数据中心的构成图。图35是表示冷气流动的路径的图。图36是第四实施方式变形例的数据中心的构成图。图37是去掉了机柜部分的放大图。图38是表示把各机柜相互之间留出间隔排列情况下的例子的图。图39是去掉了机柜的部分变形例的放大图。附图标记说明100、200、300、100，、200，、300，…空调系统102、202、302、102，、202，、302，…机柜103、203、303、103，、203，、303，…服务器室104,204,304,104\204\304'…空调单元110、210、310、110，、210，、310，…分隔板111、211、311、111，、211，、311，…整流板C、C，...冷通道(2 — κ T )H、H，…热通道(才、夕卜了 4卟)
具体实施例方式图1是配置了第一实施方式的空调系统100的数据中心101的构成图。如图1所示，在数据中心101中，多个机柜102排列在服务器室103中，机柜102中收容有进行各种运算处理和对数据库进行管理的服务器和通信设备等信息处理设备。此外，在服务器室103 中设置有多个空调单元104，空调单元104生成向各机柜102提供的冷气。在各机柜102中设置有冷却信息处理设备的冷却风扇，机柜的正面或背面中的任意一个面为吸气面，另一个面为排气面。可以控制各机柜102中的信息处理设备的冷却风扇的转速，使得根据收容在机柜内的信息处理设备的负荷状态和吸入温度使转速不断变化，控制各机柜102中的信息处理设备的冷却风扇也可以是以一定转速转动的风扇。此外， 因没有安装信息处理设备等原因，在机柜102内或相邻的机柜102之间有间隙的情况下，优选的是用防止暖气拐入的板等挡住间隙。空调单元104内部装有冷却盘管和电扇，空调单元104冷却服务器室103中的空气。在此，在本实施方式的数据中心101中，各机柜102安装在用混凝土板105B制成的地面106上。因此，在地面106下没有所谓的地板下空间。另一方面，在混凝土板105U和服务器室103之间设置有天花板107，成为双重顶棚结构。因此，如图2所示，空调单元104通过设置在上面的开口，从在天花板107和混凝土板105U之间形成的天花板顶上的空间108U 吸入各机柜102的排气并使其冷却。然后通过设置在从各机柜102排列而成的机柜列109 的端部侧壁看的正面(例如服务器室103内壁附近)的吹出口，把冷却后的空气送到服务器室103内。此外，空调单元104的冷却盘管和电扇也可以分别装在不同的箱体中，二者用管道连接。此外，空调单元104可以是顶棚悬挂式的，也可以是顶棚埋入式的，空调单元104 还可以安装在另外的室中，通过管道只把吹出口延伸到服务器室103。在该情况下，可以把空调单元104的吹出口设置在天花板107上，从顶棚吹出冷气。使数据中心101的构成一个机柜列109的各机柜102的吸气面和排气面的朝向一致，使得可以有效地向各机柜102提供冷气。以吸气面或排气面都相对的方式配置相对的两个机柜列109。通过这样设置各机柜102，在各机柜列109之间交替形成冷气流动的通道和暖气流动的通道。下面，把由吸气面相对的一对机柜列109包围的冷气流动的通道称为冷通道C，把由排气面相对的一对机柜列109包围的暖气流动的通道称为热通道H。在夹着一个热通道H的两个机柜列109的两端之间以及机柜列109和天花板107 之间，设置有分隔板110，分隔板110把热通道H和冷通道C隔开。该分隔板110遮挡空气流。此外，在各机柜102的高度与天花板107为相同高度的情况下，不需要在机柜列109和天花板107之间配置分隔板110。由于天花板107中的热通道H的上侧部分开口，所以由分隔板110包围的热通道H内的暖气不会拐入冷通道C 一侧地流入天花板顶上的空间108U。此外，在夹着一个冷通道C的两个机柜列109的两端之间和上端之间设置有整流板111，整流板111调整从空调单元104吹出的冷气流。在此，两个机柜列109之间的冷通道C的地面由地板构件堵住，在两个机柜列109之间的冷通道C的其他的三个面上以跨越相对的机柜列109的对齐的侧端面和顶面的方式配置有作为整流体的网状件。设置整流板 111的目的是防止因从空调单元104吹出的空气流速快，在机柜102的吸气面一侧静压降低或形成湍流，从而产生不能很好地向机柜102内吸入冷气的问题，如图3所示，整流板111 可以使大体均勻流量的冷气流向冷通道C。整流板111只要是能在从空调单元104向冷通道C流动的冷气的通道中产生气流阻力的构件就可以，例如可以使用过滤器、冲孔板、金属丝网、布或它们的层叠体、以及在空调的吹出口等中使用的通风调节装置等。通过冷通道C 被整流板111覆盖，服务器室103发挥作为用于大体均勻地向冷通道C内提供冷气的送气室的功能。此外，优选的是，选定气流阻力成为动压(空调单元的吹出口)的10 30倍左右的整流板111。其原因如下所述。在实用的范围的情况下，如果静压与动压之比一定，则不管流速怎样，经过整流板的冷气速度分布的形状是大体相似的，换句话说，经过整流板的冷气速度分布的形状由静压与动压之比决定。在此，如果将送气室视为管路的连续支管，并忽略送气室内的摩擦等的损失，则下述计算式成立。[计算式1]dV_ υ 、 、-— =...计算式(1)
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, I · Wj 里,通过根据所述的计算式(1)、计算式( 循序计算，可以求出任意位置的吹出速度和静压分布。对于在该吹出速度和静压分布上加进整流板的阻力系数、将尺寸设定为任意的假想的送气室，按照每个静压与动压之比(Pr)计算出冷气速度和静压的关系，将表示计算结果的曲线图表示在图4中。在此，在图4的曲线图中，作为纵轴表示的速度比是特定位置的速度与冷气平均速度之比(速度比=位置的速度/平均速度)，作为横轴表示的距离比是特定位置与全长之比(距离比=位置/全长)。因此，无论在距离比0 1范围中的哪一个距离比，速度比越接近于1，则速度的波动越小。如图4所示，可以判明在静压与动压之比小的情况(即ft"的值小的情况)下，冷气的吹出速度的波动大；在静压与动压之比大的情况(即ft·的值大的情况)下，冷气的吹出速度的波动小。这表明越提高静压与动压之比，经过整流板的冷气的速度分布就越趋近均勻，从而使冷通道C的冷气流变得均勻。在此，为了确定在本实施方式的空调系统100中实用上妥当的整流板所需要产生的气流阻力，图5表示将横轴设为静压与动压之比(ft·)，在纵轴上描绘最小速度比的曲线图。在此，最小速度比是指在距离比0 1范围中最小的速度比的值。如图5所示，可以判明在静压与动压之比(Pr)小于10的情况下，随静压与动压之比增加，最小速度比急剧上升；在静压与动压之比为10到30之间时，最小速度比的上升逐渐变缓；如果静压与动压之比大于30，则最小速度比缓慢上升。从该结果可以判明在静压与动压之比(Pr)小于10的情况下，气流阻力过小；在静压与动压之比(Pr)大于30的情况下，气流阻力过大。因此，优选的是，选定气流阻力成为动压(空调单元的吹出口)的10 30倍左右的整流板。此外， 也可以根据压差控制空调单元的电扇的转速等，使得不会因气流阻力造成的压差使整流板等上产生异常。但是，由于最小速度比在0.9以上就足够了，所以在实用上静压与动压之比 (Pr)在5以上就可以。按照本实施方式的空调系统100，通过由整流板111形成的气流阻力调整从空调单元104吹出的冷气流，可以使冷气大体均勻地流向各机柜102内。因此，可以把空调单元 104的吹出口配置在任意的位置上。此外，可以扩大吹出口的面积，并可以在将供气速度维持在均勻且低速的状态下，增加冷气的吹出风量。
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图6是配置了第二实施方式的空调系统200的数据中心201的构成图。与第一实施方式的数据中心101相同，在数据中心201中，多个机柜202排列在服务器室203中，在服务器室203中设置有空调单元204。
空调单元204与第一实施方式的空调单元104大体相同，但吸入一侧一部分不同。 本实施方式的数据中心201除了通过天花板207形成双重顶棚结构以外，在安装有机柜202 的地面206和混凝土板205B之间形成有空间208B，成为双重地板结构。因此，如图7所示， 在本实施方式中，通过设置在空调单元204上面的开口，从天花板顶上的空间208U吸入各机柜202的排气并对排气进行冷却，在第一实施方式的空调系统100中又加上了通过构成地面206的网状格栅使冷气从地板下的空间208B向冷通道C流动的结构。在构成地面206 的格栅中，在冷通道C的地面部分上安装有整流板211。因此，也对从地板下的空间208B流向冷通道C去的冷气进行整流。
本实施方式的空调系统200除了不仅利用天花板顶上的空间208U还利用地板下的空间208B以外，与第一实施方式的空调系统100相同。按照该空调系统200，如图8所示，通过整流板211调整从空调单元204吹出的冷气流，使冷气大体均匀地流向各机柜202。 因此可以把空调单元204的吹出口配置在任意的位置。由此，可以扩大吹出口的面积，并可以在将供气速度维持在均匀且低速的状态下，增加冷气的吹出风量。
图9是配置了第三实施方式的空调系统300的数据中心301的构成图。与第一实施方式的数据中心101和第二实施方式的数据中心201相同，在数据中心301中，多个机柜 302排列在服务器室303中，在服务器室303中设置有空调单元304。
空调单元304与第一实施方式的空调单元104大体相同，但吸入一侧一部分不同。 本实施方式的数据中心301在安装有机柜302的地面306和混凝土板305B之间形成有空间308B，成为双重地板结构，但由于没有设置天花板，所以不是双重顶棚结构。因此，如图 10所示，在本实施方式中采用了下述结构空调单元304通过在下面设置的开口，从地板下的空间308吸入各机柜302的排气并对排气进行冷却。
网状的格栅312设置在各机柜302的排气面相对的空间的地板上，使得人等可以在热通道H的地面306上通行，并且使热通道H的空气向地板下的空间308B流动。此外， 在夹着一个热通道H的两个机柜列309的两端之间和上端之间设置有分隔板310，该分隔板310把热通道H和冷通道C隔开。该分隔板310遮挡空气流，使得热通道H的暖气不流向冷通道C。由于热通道H的地板通过格栅312与地板下的空间308B连通，由分隔板310 包围的热通道H内的暖气不会拐入冷通道C 一侧地流向地板下的空间308B。
本实施方式的空调系统300除了利用地板下的空间308B替代天花板顶上的空间以外，与第一实施方式的空调系统100相同。按照该空调系统300，通过整流板311调整从空调单元304吹出的冷气流，如图11所示，冷气大体均匀地向各机柜302流动。因此，可以把空调单元304的吹出口配置在任意的位置。由此，可以扩大吹出口的面积，并且可以在将供气速度维持在均匀且低速的状态下，增加冷气的吹出风量。此外，也可以把空调单元304 设在地板下，使冷气从设在地面306上的吹出口吹出。
此外，对于各实施方式，整流板也可以不在机柜列的上端或侧端对齐，而是在通道的长边方向或高度方向上突出。在该情况下，突出的部分可以用没有通气性的板材构成。此外，在所述各实施方式中，没有提到设置用于进出冷通道C的出入口，但是可以在整流板上设置门。在该情况下，对于门也优选用整流板构成，如果沿机柜列的端部形成门的框架，则冷气流难以紊乱。此外，对于支承板的支柱、框架的材料和门把手等，也优选的是以考虑不妨碍冷气流的均匀性的方式来进行设计。此外，在作为整流板使用布或类似材料的情况下， 也可以利用拉锁形成开闭部分，并把它作为出入口。
此外，在所述各实施方式中，将机柜没有间隙地排列的机柜列排列在服务器室中， 但各实施方式也可以把一部分机柜去掉。图12表不第一实施方式的去掉了一部分机柜102 的变形例。在去掉机柜102时，可以根据预料到将来的增加设置而例如沿着机柜列形成防止倒下的金属零件、用于搬入安装的轨道及定位标记等。
在本变形例中，去掉了配置在服务器室103中的机柜列109的一部分机柜102 (在此，从位于图12右侧的空调单元104看，沿长边方向延伸的机柜列109的第三个机柜102)， 在被去掉的部分形成空间S。根据与设置把热通道H和冷通道C隔开的分隔板110相同的目的，在空间S的后侧(热通道H—侧)设置有分隔板110x，该分隔板IlOx遮挡从空间S 向热通道H去的空气流。此外，与整流板111相同，在空间S的上侧设置有整流板lllx，该整流板Illx调整从空调单元104吹出的冷气流。
图13表示去掉了机柜102部分的放大图。在本变形例中，如图13所示，由于在去掉了机柜102的空间S的上侧设置有整流板lllx，所以与未去掉机柜102的情况相比，去掉了机柜102的情况下的冷气的流道大。因此，可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜102所需要的冷气。如果冷气为低速，则由于可以防止产生涡流和低压区域，所以不存在热通道H的高温空气在机柜102内倒流，从而导致信息处理设备不能得到冷却的问题。 该变形例的方式也同样适用于形成双重地板结构的第二实施方式、形成双重地板结构和一层顶棚结构的第三实施方式。
此外，如图14所示，也可以通过把机柜102相互之间隔开间隔地排列，来在机柜列 109中设置多个空间S。如果这样地设置多个空间S，则与不规则地设置空间S的所述变形例相比，冷气的流道变得更大，能够以低速提供各机柜102所需要的冷气。
此外，在所述各实施方式中，整流板设置在夹着冷通道C的两个机柜列的两端之间和上端之间，但是如果是把服务器室内分隔成有空调单元的吹出口的区域和有机柜的吸气面的区域的整流板，则也可以把各实施方式的整流板配置成例如覆盖机柜的前侧的面 (吸气面)。图15表示把第一实施方式的整流板111配置在各机柜102前侧的面的变形例。
在本变形例中，以覆盖配置在服务器室103中的机柜列109的作为吸气面的前侧的面的方式设置有整流板111。通过稍稍与机柜102的吸气面离开的方式设置该整流板 111，把服务器室103内分隔成有空调单元104的吹出口的区域和有机柜102的吸气面的区域。由此，可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜102所需要的冷气。此外，适当决定整流板111和机柜102的吸气面的间隔，使得流入机柜102的冷气大体均匀。本变形例的方式也同样适用于形成双重地板结构的第二实施方式、形成双重地板结构和一层顶棚结构的第三实施方式。
此外，即使去掉一部分机柜102、设置有空间S，也可以把整流板111配置在机柜 102的前侧的面。图16表示在该情况下的构成。
如图16所示，在本变形例中去掉了一部分机柜102，在机柜102被去掉的部分形成空间S。在空间S的后侧(热通道H —侧)设置有分隔板110X，在空间S的上侧设置有整流板lllx。即使这样地构成机柜列109，通过用整流板111覆盖包括空间S的机柜列109 的前侧的面一侧，也可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜102所需要的冷气。 此外，如图14所示，通过将机柜102相互之间隔开间隔地排列，也可以在机柜列109中设置多个空间S。
此外，如图15和图16所示，在以覆盖机柜列109的作为吸气面的前侧的面的方式设置整流板111的情况下，例如，如图17所示，可以使整流板111形成为方形；如图18所示，也可以使整流板111形成为拱形。即，整流板111只要是覆盖机柜列109的吸气面，则该整流板111形成为什么样的形状都可以。
此外，例如也可以省略机柜102的吸气面和整流板111之间的空间，或在机柜的框体是比吸气面突出的结构的情况下，也可以沿着该框体的突出架设整流构件。
此外，在所述各实施方式中，将整流板作为整流构件的一个例子进行了说明，但是，作为整流构件如果例如是在室内空气调节器等中使用的VILED0N过滤器或称为纱纶网 (SARAN Net)的网状整流构件，则由于质地柔软，所以施工性能优良。作为整流构件适合使用什么样的材质，要根据所要求的强度和空调单元的风量、冷气的流速等来适当确定。
此外，如图13所示，对于去掉了机柜102的部分，虽然可以在去掉了机柜102的空间S的上侧设置整流板lllx，但是如图19所示，也可以沿空间S的冷通道C 一侧，例如沿机柜的吸气面张紧设置整流板lllx，使得上侧敞开来接受冷气的供给。在该情况下，也与把整流板Illx设置在空间S的上侧的情况相同，可以防止气流的速度变大，能够以低速提供各机柜102所需要的冷气。该实施方式也同样适用于形成双重地板结构的第二实施方式、形成双重地板结构和一层顶棚结构的第三实施方式。
图20是配置了第四实施方式的信息处理设备室的空调系统100’的数据中心101’ 的构成图。如图20所示，在数据中心101’中，多个机柜102’排列在服务器室103’中，机柜102’中收容有进行各种运算处理和数据库管理的服务器、通信设备等信息处理设备。此外，在服务器室103’中设置有多个生成向各机柜102’提供的冷气的空调单元104’。各空调单元104’配置在服务器室103’的角落，在图20中，空调单元104’配置在左侧。此外， 各空调单元104’的位置不限于服务器室103’的角落，如果各空调单元104’的位置是使向机柜102’的吸气面流动的冷气的流速在各机柜102’相互不同的位置，则可以更有效地发挥本发明的功能。
在各机柜102’中设置有冷却信息处理设备的冷却风扇，机柜的正面或背面中的任一个面为吸气面，另一个面为排气面。可以控制各机柜102’中的信息处理设备的冷却风扇的转速，使得根据收容在机柜内的信息处理设备的负荷状态和吸入温度使冷却风扇的转速不断变化，各机柜102’中的信息处理设备的冷却风扇也可以是以一定转速转动的风扇。此外，因没有安装信息处理设备等原因，在机柜102’内及相邻的机柜102’之间有间隙的情况下，优选的是用防止暖气拐入的板等挡住间隙。
空调单元104’内部装有冷却盘管和电扇，空调单元104’冷却服务器室103’的空气。在此，在本实施方式的数据中心101’中，各机柜102’安装在由混凝土板105B’形成的地面106’上。因此，在地面106’下没有所谓的地板下空间。另一方面，在混凝土板105U’ 和服务器室103’之间设置有天花板107’，成为双重顶棚结构。因此，如图21所示，空调单元104’通过设置在上面的开口，从在天花板107’和混凝土板105U’之间形成的天花板顶上的空间108U’吸入各机柜102’的排气并对排气进行冷却。通过设置在从各机柜102’排列的机柜列109’的端部侧壁看的正面(例如服务器室103’的内壁附近)的吹出口，把冷却后的空气送到服务器室103’内。此外，空调单元104’也可以把冷却盘管和电扇分别装在不同的箱体中，二者通过管道连接。此外，空调单元104’可以是顶棚悬挂式的，也可以是顶棚埋入式的，空调单元104’还可以安装在另外的室中，通过管道仅使吹出口延伸到服务器室103’。在该情况下，也可以把空调单元104’的吹出口设置在天花板107’上，从顶棚吹出冷气。
使数据中心101’的构成一个机柜列109’的各机柜102’的吸气面和排气面的朝向一致，使得可以有效地向各机柜102’提供冷气。而且，相对的两个机柜列109’配置成吸气面或排气面都相对。通过这样设置各机柜102’，在各机柜列109’之间交替形成冷气流动的通道和暖气流动的通道。下面把由吸气面相对的一对机柜列109’包围的冷气流动的通道称为冷通道C’，把由排气面相对的一对机柜列109’包围的暖气流动的通道称为热通道 H，。
在夹着一个热通道H’的两个机柜列109’的两端之间、以及机柜列109’和天花板 107’之间，设置有分隔板110’，分隔板110’把热通道H’和冷通道C’隔开。该分隔板110’ 遮挡空气流。此外，在各机柜102’的高度与天花板107’的高度相同的情况下，不需要配置在机柜列109’和天花板107’之间的分隔板110’。由于天花板107’中的热通道H’上侧的部分开口，所以由分隔板110’包围的热通道H’内的暖气不会拐入冷通道C’一侧地流向天花板顶上的空间108U’。
此外，在夹着一个冷通道C’的两个机柜列109’两端中的配置有空调单元104’ 一侧的端部，设置有整流构件ills’，整流构件Iiis’接受从空调单元104’的吹出口吹出的冷气，调整从吹出口流向各机柜102’的冷气的流速，在两个机柜列109’的上端部设置有整流构件111U’。图22是表示整流构件111U’、111S’的安装状态的放大图。在此，两个机柜列 109’之间的冷通道C’的地面被地板构件堵住，两个机柜列109’之间的冷通道C’的上侧和左端一侧配置有作为整流体的网状件，该网状件以跨越相对的机柜列109’对齐的侧端面和顶面的方式设置。冷通道C’的右端一侧由于远离空调单元104’的吹出口，所以冷气的流速慢，不会有静压不足等问题，因而冷通道C’的右端一侧省去了整流构件111S’。因此， 从空调单元104’的吹出口出来的冷气，大部分经过吹出口一侧的整流构件111S’，流入到机柜列109’之间的冷通道C’内，而没有经过整流构件111S’的冷气穿过位于机柜列109’ 和整流构件111U’的上侧与天花板107’的下侧之间的空间，所以在设置有整流构件111S’ 的一侧和相反一侧的冷通道C’的另一端一侧(图20中的右侧)，两个方向的冷气发生混合。设置整流构件111U’、111S’的目的是防止因从空调单元104’吹出的空气流速快，造成在机柜102’的吸气面一侧静压降低或形成湍流，从而导致产生不能很好地向机柜102’内吸入冷气的情况，如图23所示，整流构件111U’、111S’是使大体均匀流量的冷气向冷通道 C’流动的构件。整流构件111U’、111S’只要是能在从空调单元104’向冷通道C’流动的冷气的通道中产生气流阻力的构件就可以，整流构件111U’、111S’可以使用例如在室内空气调节器等中使用的VILED0N过滤器或纱纶网等网状整流构件、各种过滤器、冲孔板、金属丝网、布、或它们的层叠体、以及在空调的吹出口等中使用的通风调节装置等整流板类。如果是在室内空气调节器等中使用的VILED0N过滤器或纱纶网等网状整流构件，因为质地柔软，所以施工性能优良。作为整流构件适合使用什么样的材质，要根据所要求的強度和空调 単元的风量、冷气的流速等适当确定。此外，优选的是，选定气流阻力按静压与动压(空调单元的吹出口)之比计为5 30左右的整流构件111U，、111S，。其原因如下。在实用的范围的情况下，如果静压与动压之比一定，则不管流速怎样，通过整流构 件的冷气速度分布的形状是大体相似的，换句话说，通过整流构件的冷气速度分布的形状 由静压与动压之比決定。在此，如果将从空调单元104’的吹出口到整流构件111U’、111S’ 的空间视为管路的连续支管(下面把该空间称为假想送气室)，忽略该空间内的摩擦等损 失，则下述计算式成立。[计算式2]
权利要求
1.一种空调系统，对排列有收容了信息处理设备的机柜的信息处理设备室进行空气调节，其特征在于包括吹出口，设置在所述信息处理设备室内，向该信息处理设备室内吹出用于冷却所述信息处理设备的冷气；以及整流构件，把所述信息处理设备室内分隔成第一区域和第二区域，所述第一区域有吹出冷气的所述吹出口，所述第二区域有吸入冷却所述信息处理设备的冷气的所述机柜的吸气面。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括分隔构件，该分隔构件把从所述吹出口吹出后被所述机柜的吸气面吸入的冷气流动的路径和从所述机柜排出的排气流动的路径隔开。
3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述整流构件通过覆盖形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的通道来分隔所述信息处理设备室内，使得所述通道的外侧成为所述第一区域、所述通道的内侧成为所述第二区域。
4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷气流动的路径形成在所述信息处理设备室内和在该信息处理设备室的地板下形成的空间内，所述整流构件覆盖形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的地面上的、从所述地板下向所述信息处理设备室内去的冷气的通气道。
5.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述冷气流动的路径形成在所述信息处理设备室内，所述排气流动的路径形成于在排气面相对的一对机柜列之间形成的通道和在所述信息处理设备室的天花板顶上形成的空间内。
6.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述整流构件的气流阻力是所述吹出口的动压的5 30倍。
7.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，排列在所述信息处理设备室中的机柜列的机柜留有间隔地排列，所述整流构件中的至少一部分覆盖留有间隔地配置的机柜之间。
8.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述整流构件通过覆盖排列在所述信息处理设备室中的机柜列的吸气面来分隔该信息处理设备室，使得用所述整流构件覆盖的所述机柜列的周围成为所述第一区域、所述整流构件和所述机柜列的吸气面之间成为所述第二区域。
9.一种信息处理设备室的空调系统，所述信息处理设备室中排列有收容了信息处理设备的机柜，其特征在于包括吹出口，在所述信息处理设备室内从所述机柜的侧方或上方朝向该机柜开口，把用于冷却所述信息处理设备的冷气吹入所述信息处理设备室内；以及通气性的整流构件，接受从所述吹出口吹出的冷气，调整从所述吹出口向所述机柜流动的冷气的流速。
10.根据权利要求9所述的信息处理设备室的空调系统，其特征在于，所述整流构件接受流入形成在所述机柜的吸气面相对的一对机柜列之间的通道的、从所述吹出口朝向所述通道吹出的冷气。
11.根据权利要求9所述的信息处理设备室的空调系统，其特征在于， 所述吹出口在所述信息处理设备室内从所述机柜的侧方向该机柜开口， 排列在所述信息处理设备室中的机柜列的机柜留有间隔地排列，所述整流构件中的至少一部分覆盖留有间隔地配置的机柜之间的所述吹出口一侧和所述机柜之间的上侧。
12.根据权利要求9所述的信息处理设备室的空调系统，其特征在于，所述整流构件的气流阻力按静压与所述吹出口的动压之比计为5 30。
13.根据权利要求9所述的信息处理设备室的空调系统，其特征在于，所述信息处理设备室的空调系统还包括分隔构件，该分隔构件将从所述吹出口吹出后被所述机柜的吸气面吸入的冷气流动的路径和从所述机柜排出的排气流动的路径隔开。
14.根据权利要求13所述的信息处理设备室的空调系统，其特征在于， 所述冷气流动的路径形成在所述信息处理设备室内，所述排气流动的路径形成于在排气面相对的一对机柜列之间形成的通道和在所述信息处理设备室的天花板顶上形成的空间内。
全文摘要
本发明提供空调系统和信息处理设备室的空调系统，该空调系统不论设置在室内的冷气吹出口的位置和吹出风量怎样都可以使冷气均匀地遍及收容有信息处理设备的各机柜，而且即使冷气的风速快也可以使冷气均匀地遍及收容有信息处理设备的各机柜。空调系统(100)对排列有收容了信息处理设备的机柜(102)的信息处理设备室(103)进行空气调节，空调系统(100)包括吹出口，设置在信息处理设备室(103)内，向该信息处理设备室内吹出用于冷却信息处理设备的冷气；以及整流构件(111)，把信息处理设备室(103)内分隔成有吹出冷气的吹出口的第一区域和有吸入冷却信息处理设备的冷气的机柜(102)的吸气面的第二区域。
文档编号F24F13/08GK102538161SQ20111044205
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月26日 优先权日2010年12月27日
发明者守屋宽之, 林利雄, 柴田克彦, 相澤直树, 矢部克明, 高西浩 申请人:高砂热学工业株式会社