JP5621413B2 - 冷却システム、及び冷却方法 - Google Patents

Description

開示の技術は、室内に設けられた電子機器を冷却する冷却システム及び冷却方法に関するものである。

床下フロアから開口パネルを通過してサーバ等の電子機器に冷気を供給するデータセンタが利用されている。このようなデータセンタは、床下フロアおよび床上フロアを有する二重床構成となっており、床上フロアに電子機器が設置されている。このようなデータセンタにおいて、ラックに搭載されている電子機器の高発熱密度化に伴い、サーバラックあたりの発熱量は増加する傾向にある。サーバラックから排出される排気が空調機を経由せずにサーバラックに吸い込まれるルートにおける空気の流れ（排気回り込み）を原因とするホットスポットの発生が問題となっている。ホットスポットの発生はサーバの故障を引き起こす危険性がある。

一方、ホットスポットの発生を抑制するように空調機を制御するため、空調機の冷気の温度が過剰に低下したり、冷気量が過剰になったりする傾向にある。よって、ホットスポットの発生を抑制するように空調機を制御すると、消費電力が増大するという問題が生じる。

排気回り込みによるホットスポットの発生を防止するため、例えば、電子機器を収納しているサーバラックの空気流の出入口、並びに空調機の空気の吸入口及び換気口で測定した温度から算出した再循環指標値を判定し、判定した値に応じて電子機器の作業負荷配分を変更するシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、空調機の吹き出し風量を制御することにより空調機の消費電力を抑制し、且つサーバを安全に運用する技術は開示されていない。

特表２００７−５０５２８５号公報

開示の技術は、空調機からの冷気の吹き出し風量を制御して、サーバを省電力に且つ安全に運用するデータセンタの冷却システム及びデータセンタの冷却方法を提供することを目的とする。

開示の技術の一側面によると、吸入口から吸入した空気を冷却し冷気を吹出口から吹き出す空調機と、前記冷気を吸入する吸入口と前記吸入口から吸入した空気を排出する排出口を有するラックが配置された室内で、前記ラックに収容された電子機器を冷却する冷却システムにおいて、前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入の少なくとも１つの温度を測定する温度測定器から温度を取得し、前記温度測定器から取得した温度に基づき、前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標を下記式
Α＝ξ・｛（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・｛
（Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）／（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝＋η・（Ｔａ，ｉｎ−
Ｔｒ，ｏｕｔ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）
但し、Ａは前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標、Ｔｒ，ｉｎはラック吸
気部平均温度、Ｔｒ，ｏｕｔはラック排気部平均温度、Ｔａ，ｏｕｔは空調機吹出温度、
Ｔａ，ｉｎは空調機吸気温度、ξ及びηはそれぞれ重み係数である、
によって算出し、前記算出した結果に基づき前記空調機の前記冷気の吹き出し量を制御する制御部を備える冷却システムが提供される。

開示の冷却システムは、空調機からの冷気の吹き出し風量を制御して、サーバを省電力に且つ安全に運用することができる。

図１は、第１実施形態の冷却システムを示す模式図である。 図２は、第１実施形態の冷却システムにおいて、データセンタ内の空気の流れを示す模式図である。 図３は、空調機を通過する風量Ｑａと指標Ａとの関係を示す概念図である。 図４は、第１実施形態の冷却システムによる冷却方法を示すフローチャートである。 図５は、空調機の風量運転制御中における空調機の温度制御の方法を示すフローチャートである。 図６は、第１実施形態の冷却システムのコントローラを示すブロック図である。 図７は、第２実施形態の冷却システムを示す模式図である。 図８は、第２実施形態の冷却システムによる冷却運転の一例を示すフローチャートである。 図９Ａ〜９Ｃは、第２実施形態の冷却システムによる冷却運転の一例を示す模式図である。 図１０Ａ〜１０Ｃは、第２実施形態の冷却システムによる冷却運転の他の例を示す模式図である。

＜第１実施形態の冷却システム＞
図１は、第１実施形態の冷却システム１００を示す模式図である。

第１実施形態の冷却システム１００は、データセンタ１内に設けた電子機器（図示されない）を冷却する冷却システムである。データセンタ１は、床２１上に空調機３と、図示されない電子機器を収容するラック６とを備える。データセンタ１は、上階２３ａと、下階２３ｂの２つのフロアを備える。

空調機３は、空気を吸入する吸入口８１と冷気を吹き出す吹出口８２とを有する。空調機３は、吸入口８１から取り入れた空気を冷却するための熱交換器５と、冷気を吹き出させるためブロワ４とを有する。空調機３は、更に吸入口８１からの空気の吸入に寄与するファン（図示せず）を有していてもよい。

ポンプ７ａが冷凍機８と熱交換器５との間に冷媒を循環させ、熱交換器５が空気から奪った熱は冷凍機８を経由して外部に搬送される。冷凍機８の態様は特に限定されるものではないが、冷凍機８は、例えば、蒸発器９、圧縮器１１、凝縮器１０、膨張弁１２を含んで構成される。蒸発器９、圧縮器１１、凝縮器１０、及び膨張弁１２に冷媒を循環させることにより、熱交換器５から蒸発器９へ搬送された熱を凝縮器１０に搬送する。凝縮器１０に搬送された熱は、ポンプ７ｂ、７ｃが凝縮器１０と冷却塔１３との間に冷媒を循環させることにより、外部へ放出される。

ブロワ４及び圧縮機１１は交流モータを備え、インバータ１４ａ、１４ｂを介して電源１７に接続される。

空調機３は下階２３ｂに向かって冷気を送る。下階２３ｂに送られた冷気は、通気口２２を通じて下階２３ｂから上階２３ａに送られる。送られた冷気はラック６の内部に収容された電子機器を冷却する。電子機器に冷気を供給する為の通気口２２は、冷気がラックから排出される排熱風と混合することを防ぐ為に、通常、電子機器に隣接するところに設けられる。

ラック６は、床下からの冷気を吸入する吸入口８３と、内部の電子機器と熱交換をすることにより生じる排気を排出する排出口８４とを有する。ラック６は、更に、冷気の吸入及び排出に寄与するファン（図示せず）を有していてもよい。

データセンタ１には、赤外線カメラ２と温度センサ１８とが設けられる。赤外線カメラ２及び温度センサ１８は、ラック６及び空調機３の所定範囲の温度を測定するために設けられる。

一台の赤外線カメラ２で広範囲の温度が測定されるのに対し、温度センサ１８による温度の測定範囲は赤外線カメラ２と比べて小さい。温度センサ１８は、例えば、熱電対であり、測定対象に熱的に接続して温度測定を行うことができる。

コントローラ１５は、赤外線カメラ２、温度センサ１８に接続される。コントローラ１５は、赤外線カメラ２及び温度センサ１８で測定した温度情報に基づき、空調機３を通過する風量に対するラック６の排気の回りこみ量、及び空調機３を通過する風量に対する空調機３の冷気の回りこみ量に関連する指標Ａを算出する。

また、コントローラ１５は、インバータ１４ａ、１４ｂに接続される。コントローラ１５は、算出した指標Ａに基づき、空調機３から吹き出される冷気の風量及び温度を制御する。具体的には、コントローラ１５は、インバータ１４ａのブロワ４のモータ周波数を制御することで空調機３の冷気の風量を制御し、インバータ１４ｂの圧縮機１１のモータ周波数を制御することで空調機３の冷気の温度を制御する。

図２は、第１実施形態の冷却システムにおいて、データセンタ１内の空気の流れを示す模式図である。

図示されない赤外線カメラ２又は温度センサ１８を用いて、ラック６の吸入口８３の温度Ｔｒ，ｉｎ、ラック６の排出口８４の温度Ｔｒ，ｏｕｔ、空調機３の吸入口８１の温度Ｔａ，ｉｎ、空調機３の吹出口８２の温度Ｔａ，ｏｕｔが検知される。

ラック６が吸入口８３及び排出口８４をそれぞれ複数備えてもよい。複数の吸入口８３及び排出口８４の大きさ、及びラック６の筐体における吸入口８３及び排出口８４の分布は限定されるものではない。複数の吸入口８３の平均温度を温度Ｔｒ，ｉｎ、複数の排出口８４の平均温度を温度Ｔｒ，ｏｕｔとしてもよい。

また、空調機３が吸入口８１を複数備えていてもよい。吸入口８１の大きさ、及びラック６の筐体における吸入口８３及び排出口８４の分布は限定されるものではない。複数の吸入口８１の平均温度を温度Ｔａ，ｉｎとしてもよい。

また、ラック６の複数の吸入口８３の代表温度が温度Ｔｒ，ｉｎ、ラック６の複数の排出口８４の代表温度が温度Ｔｒ，ｏｕｔ、空調機３の吸入口８１の代表温度が温度Ｔａ，ｉｎとして用いられていてもよい。代表温度は、例えば最高温度、最低温度などである。

上記平均温度及び上記代表温度は、図示されない赤外線カメラ２又は温度センサ１８が複数の吸入口及び排出口の各々の温度を検知し、コントローラ１５が検知された温度データを用いて平均値を算出することによりそれぞれ得られる。

空気流Ｆ１は、空調機３の吹出口８２から吹き出す冷気のうちラック６の吸入口８３（図示せず）を経てラック６に吸入されるルートの空気の流れであり、空気流Ｆ１の風量はＱ１である。空気流Ｆ２は、ラック６の排出口８４から排出される空気のうちラック６の吸入口８３に吸入されるルートの空気の流れであり、空気流Ｆ２の風量はＱ２である。空気流Ｆ３は、ラック６の排出口８４から排出される空気のうち空調機３の吸入口８１に吸入されるルートの空気の流れであり、空気流Ｆ３の風量はＱ３である。空気流Ｆ４は、空調機３の吹出口８２から吹き出す冷気のうち空調機３の吸入口８１に吸入されるルートの空気の流れであり、空気流Ｆ４の風量はＱ４である。

データセンタ１における空気流を上記のように４つに分類したとき、空気流Ｆ２はラック６の排気風の回り込みであり、空気流Ｆ４は吹き出された冷気がラック６内の電子機器に供給されずに回りこみ、直接空調機３に戻るルートの流れであり、いずれも無駄な空気の流れである。よって空気流Ｆ２及びＦ４が少なくなるように制御されることが好ましい。

ラックから排出される排気及び空調機から吹き出す冷気の回りこみ量に関連する指標Ａは下記式（１）で表現できる。

Ａ＝ξ・（Ｑ２／Ｑａ）＋η・（Ｑ４／Ｑａ）・・・（１）
但し、Ｑａは、空調機３を通過する空気流Ｆａの風量であり、ξ、ηは重み係数である。
Ｑ２／Ｑａは、空調機３を通過する風量Ｑａに対する排気回りこみ風量Ｑ２の割合であり、Ｑ４／Ｑａは、空調機３を通過する風量Ｑａに対する冷気回りこみ風量Ｑ４の割合である。データセンタ１の形状や状態、運用者がどの程度安全に運転したいか、省エネ運転をしたいか等、データセンタ１の運用ポリシーに応じて排気回り込み風量の割合Ｑ２／Ｑａ、冷気回りこみ風量の割合Ｑ４／Ｑａに重み係数ξ、ηをそれぞれ付加する。

図３は、空調機３を通過する風量Ｑａと指標Ａとの関係を示す概念図である。ここで、ラック６を通過する風量Ｑｒを一定とする。ラック６を通過する風量Ｑｒに対して空調機３を通過する風量Ｑａが大きすぎると、空調機３から吹き出してラック６を通過せずに直接空調機吸込口に戻る冷気の風量Ｑ４が増えるので、Ｑ４／Ｑａが増えて、指標Ａも増加する。一方、ラック６を通過する風量Ｑｒに対して空調機３を通過する風量Ｑａが少なすぎると、空調機３からラック６を通過せずに直接空調機３の吸入口８１に戻る風量は減る。一方で、ラック６の排出口８４から排出されてラック６の吸入口８３に戻る空気が増加するので、Ｑ２／Ｑａが増えて、指標Ａも増加する。

以上より、指標Ａが小さくなるように空調機３が吹き出す冷気の風量を制御すれば、データセンタ１が備える電子機器を安全かつ省電力に運用ができる。

排気回り込み風量の割合Ｑ２／Ｑａ、冷気回りこみ風量の割合Ｑ４／Ｑａは、以下に説明するように、ラック６の吸入口８３及び排出口８４並びに空調機３の吸入口８１及び吹出口８２の温度から算出できる。

まず、空調機３を通過する風量Ｑａに対するラック排気回り込み風量Ｑ２の割合Ｑ２／Ｑａを求める。

ラック６の吸入口８３の温度Ｔｒ，ｉｎに関し、下記式（２）が成り立つ。

Ｔｒ，ｉｎ＝（Ｑ２／Ｑｒ）・Ｔｒ，ｏｕｔ＋（Ｑ１／Ｑｒ）・Ｔａ，ｏｕｔ・・・（２）
但し、Ｑｒはラックを通過する空気流Ｆｒの風量である。すなわち、ラック６の吸入口８３の温度Ｔｒ，ｉｎは、ラック排出口８４の温度Ｔｒ，ｏｕｔとラック通過風量Ｑｒに対する排気の回り込み風量Ｑ２の割合との積と、空調機の吹出口８２の温度Ｔａ，ｏｕｔとラック通過風量Ｑｒに対する冷気の回り込み風量Ｑ４の割合との積との和である。

また、ラックを通過する風量Ｑｒに関し、下記式（３）が成り立つ。

Ｑ１＋Ｑ２＝Ｑｒ・・・（３）
上記式（２）、（３）より下記式（４）が求められる。

Ｑ２／Ｑｒ＝（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）・・・（４）
また、下記エネルギー保存式（５）が成り立つ。

Ｐ＝ρ・Ｃｐ・Ｑｒ・（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）＝ρ・Ｃｐ・Ｑａ・（Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）・・・（５）
但し、Ｐは発熱量、ρは空気の密度、Ｃｐは定圧熱容量である。

上記式（４）、（５）からＱ２／Ｑａが求められる。

Ｑ２／Ｑａ＝（Ｑ２／Ｑｒ）・（Ｑｒ／Ｑａ）
＝｛（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・｛（Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）／（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・・・（６）
次に，空調機３を通過する風量Ｑａに対する空調機３の冷気の回りこみ風量Ｑ４の割合Ｑ４／Ｑａを求める。

空調機３の吸込口の温度Ｔａ，ｉｎに関し、下記式（７）が成り立つ。

Ｔａ，ｉｎ＝（Ｑ３／Ｑａ）・Ｔｒ，ｏｕｔ＋（Ｑ４／Ｑａ）・Ｔａ，ｏｕｔ・・・（７）
また、空調機を通過する風量Ｑａに関し、下記式（８）が成り立つ。

Ｑ３＋Ｑ４＝Ｑａ・・・（８）
上記式（７）、（８）より下記式（９）が求められる。

Ｑ４／Ｑａ＝（Ｔａ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）・・・（９）
上記式（１）、（６）、（９）より、指標Ａは下記式（１０）で求められる。

Α＝ξ・｛（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・｛（Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）／（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝＋η・（Ｔａ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）・・・（１０）
コントローラ１５は、指標Ａが小さくなるようにインバータ１４のブロワ４のモータ周波数を制御することにより、空調機３から吹き出される風量を制御する。

データセンタ１内に、空調機３及びラック６が複数存在してもよい。上記式中において、空調機の吹出口から吹き出す冷気のうちラックの吸入口を経てラックに吸入される空気の総風量を風量Ｑ１、ラックの排出口から排出される空気のうちラックの吸入口に吸入される空気の総風量（排気回り込み総風量）を風量Ｑ２、ラックの排出口から排出される空気のうち空調機の吸入口に吸入される空気の総風量を風量Ｑ３、空調機３の吹出口から吹き出す冷気のうち空調機３の吸入口に吸入される空気の総風量（冷気回り込み総風量）を風量Ｑ４、ラックの吸入口の平均温度を温度Ｔｒ，ｉｎ、ラック排出口の平均温度を温度Ｔｒ，ｏｕｔ、空調機の吹出口の平均温度を温度Ｔａ，ｏｕｔ、空調機の吸入口の平均温度を温度Ｔａ，ｉｎとすることにより、上記式（１０）を利用して指標Ａを算出することができる。

図４は、第１実施形態の冷却システムによる冷却方法を示すフローチャートである。

まず、コントローラ１５は、インバータ１４ａ、１４ｂの周波数を制御して、空調機３の運転を開始する（Ｓ１０１）。

次に、コントローラ１５は、赤外線カメラ２及び／又は温度センサ１８が検知した温度データを取得する（Ｓ１０２）。取得される温度データの種類は、ラック６の吸入口８３の温度、排出口８４の温度、空調機３の吸入口８１の温度、吹出口８２の温度である。例えば、コントローラ１５が特定の間隔で（例えば１０秒毎に）赤外線カメラ２又は温度センサ１８から温度データを取得する。ラック６の吸入口８３が複数存在するとき、コントローラ１５は各吸入口８３の温度を取得し、取得した温度から平均温度、最高温度、又は最低温度などを算出し、算出した値をラック６の吸入口８３の温度Ｔｒ，ｉｎとして記憶してもよい。ラック６の排出口８４、空調機３の吸入口８１、空調機３の吹出口８２が複数ある場合も同様に、コントローラ１５が適宜算出した値をそれぞれラック６の排出口８４の温度Ｔｒ，ｏｕｔ、空調機３の吸入口８１の温度Ｔａ，ｉｎ、空調機３の吹出口８２の温度Ｔａ，ｏｕｔとして記憶してもよい。

次に、コントローラ１５は、上記式（１０）を用いてＡを算出する（Ｓ１０３）。コントローラ１５は、算出したＡを基準指標Ａｂｅｆｏｒｅとして記憶する。

次に、コントローラ１５は、インバータ１４ａの周波数を制御して、空調機３の冷気の吹き出し量を変化させる（Ｓ１０４）。

次に、コントローラ１５は、赤外線カメラ２及び／又は温度センサ１８が検知した温度データを取得する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５において、取得される温度データの種類はＳ１０２と同様である。

次に、コントローラ１５は、冷気吹き出しの量変化の結果がラック６の吸入口８３の温度に反映されたか否かを判定する（Ｓ１０６）。判断手法は特に限定されないが、例えば、以下の手法で判断することができる。

コントローラ１５は、特定の時間隔で（例えば１０秒毎に）赤外線カメラ２又は温度センサ１８から温度データを取得する。特定の時間隔で取得される最新の温度とその直前に取得した温度との差分が所定範囲内になったとき、コントローラ１５は、冷気吹き出しの量変化の結果がラック６の吸入口８３の温度に反映されたと判断する（Ｓ１０６，ＹＥＳ）。差分が所定範囲外であれば、コントローラ１５は、冷気吹き出しの量変化の結果がラック６の吸入口８３の温度に反映されていないと判断し（Ｓ１０６，ＮＯ）、再度温度データを取得する（Ｓ１０５）。このほか、例えば、所定の時間（例えば６０秒）を経過すると、コントローラ１５は冷気吹き出し量の変化の結果がラック６の吸入口８３の温度に反映されたと判断してもよい（Ｓ１０６，ＹＥＳ）。

冷気吹き出し量の変化の結果が吸入口８３の温度に反映されると判断したら（Ｓ１０６，ＹＥＳ）、コントローラ１５は、最新の温度データを利用して指標Ａを算出する（Ｓ１０７）。

次に、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を減少させ（Ｓ１０８，ＹＥＳ）、基準指標ＡｂｅｆｏｒｅよりＳ１０７で算出した指標Ａが小さい（Ｓ１１０，ＹＥＳ）とき、コントローラ１５は空調機３の冷気吹き出し量を増加させる（Ｓ１１２）。これは、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を減少させたことが指標Ａの減少に寄与していると考えられるためである。一方、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を減少させ（Ｓ１０８，ＹＥＳ）、基準指標ＡｂｅｆｏｒｅよりＳ１０７で算出した指標Ａが大きい（Ｓ１１０，ＮＯ）とき、コントローラ１５は空調機３の冷気吹き出し量を減少させる（Ｓ１１１）。これは、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を減少させたことが指標Ａの増加に寄与していると考えられるためである。

また、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を増加させ（Ｓ１０８，ＮＯ）、基準指標ＡｂｅｆｏｒｅよりＳ１０７で算出した指標Ａが小さい（Ｓ１０９，ＹＥＳ）とき、コントローラ１５は空調機３の冷気吹き出し量を増加させる（Ｓ１１２）。これは、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を増加させたことが指標Ａの減少に寄与していると考えられるためである。一方、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を減少させ（Ｓ１０８，ＹＥＳ）、基準指標ＡｂｅｆｏｒｅよりＳ１０７で算出したＡが大きい（Ｓ１０９，ＮＯ）とき、コントローラ１５は空調機３の冷気吹き出し量を減少させる（Ｓ１１１）。これは、Ｓ１０４において空調機３の冷気吹き出し量を増加させたことが指標Ａの増加に寄与していると考えられるためである。

Ｓ１１１又はＳ１１２の後、コントローラ１５は、指標Ａを新たな基準指標Ａｂｅｆｏｒｅとして記憶する（Ｓ１１３）。

その後、Ｓ１０５〜１１３を上記と同様に繰り返す。

図５は、空調機の風量運転制御中における空調機の温度制御の方法を示すフローチャートである。図４のフローチャートで説明した冷却方法において、空調機３から吹き出す冷気の風量のみを制御しているが、電子機器の発熱量によっては風量のみの制御では不十分になることがある。このような場合には、更に、図５に示されるフローチャートにしたがって空調機３を制御する。

まず、コントローラ１５は、図４を用いて説明したように、空調機の指標Ａを用いた風量制御運転を開始する（Ｓ２０１）。

風量制御運転中、コントローラ１５は、Ｓ１０２又は１０５において、空調機３の吸込口の温度データを取得する（Ｓ２０２）。

次に、コントローラ１５は、空調機３の吸込口の温度が所定の範囲内か否かを判断する（Ｓ２０３）。所定範囲内であるとき（Ｓ２０３，ＹＥＳ）、再びＳ２０２に戻る。

吸込口の温度が所定の範囲を超えるとき、電子機器の発熱に対し、空調機の風量の制御だけでは冷却が不十分であることが予想される。また、吸込口の温度が所定の範囲を下回るとき、電子機器の発熱量が少なく空調機の風量を減少させても冷却が過剰であることが予想される。そこで、吸込口の温度が所定範囲外のとき（Ｓ２０３，ＮＯ）、コントローラ１５は、インバータ１４ｂの周波数を制御することにより、空調機３の吹出口８２の温度が所定範囲内になるように制御する（Ｓ２０４）。本工程における具体的な制御方法は特に限定されるものではないが、例えば、コントローラ１５は、空調機３の吸込口の温度が所定範囲を超えたら、空調機３の吹出口８２の温度を決められた値だけ下げ、空調機３の吸込口の温度が所定範囲を下回ったら、空調機３の吹出口８２の温度を決められた値だけ上げる。

その後、再びＳ２０２〜２０４を上記と同様に繰り返す。

図６は、第１実施形態の冷却システムのコントローラ１５を示すブロック図である。コントローラ１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、メモリ３２、入力装置３３、出力装置３４、バス３５を含む。

ＣＰＵ３１は、バス３５を介してメモリ３２と接続される。メモリは、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。

また、コントローラ１５は、赤外線カメラ２、温度センサ１８、インバータ１４ａ、１４ｂと接続されている。データセンタの冷却装置全体の動作は、ＣＰＵ３１によって統括制御される。コントローラ１５は、所定のプログラムに従って、赤外線カメラ２及び温度センサ１８によるラック６及び空調機３の温度検知の制御、赤外線カメラ２及び温度センサ１８により検知された温度取得の制御、取得した温度からの指標Ａの算出、算出した結果に基づくインバータ１４ａ、１４ｂの制御など、各種制御手段及び各種演算手段として機能する。

メモリ３２は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ３１の演算作業用領域として利用されるとともに、温度データの一時記憶領域として利用される。また、メモリ３２には、ＣＰＵ３１が実行するプログラム及び制御に必要な各種データや、赤外線カメラ２、温度センサ１８、インバータ１４ａ、１４ｂの動作に関する各種定数／情報等が格納されている。

第１実施形態の冷却システムは、Ａが小さくなるように空調機の風量を制御されることにより、空調機３を通過する風量に対するラック６の排気の回りこみ量、及び空調機３を通過する風量に対する空調機３の冷気の回りこみ量を少なくなるので、電子機器の安全かつ省電力な運用が可能となる。
＜第２実施形態の冷却システム＞
図７は、第２実施形態の冷却システム２００を示す模式図である。以下の説明において、第１実施形態の冷却システム１００と同一の構成は同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第２実施形態の冷却システム２００は、室内に設けられた電子機器を冷却する冷却システムである。第２実施形態の冷却システム２００は、電子機器を収容するラック６と、室内の空気を吸入し、吸入した空気を冷却して室内へ吹き出すことでラック６に収容された電子機器を冷却する空調機３と、ラック６及び／又は空調機３の温度を測定する赤外線カメラ２と、ラック６及び／又は空調機３の温度を測定する温度センサ１９とを有する。また、第２実施形態の冷却システム２００は、赤外線カメラ２により測定された温度を取得し、赤外線カメラ２により測定された温度に基づき空調機３を制御し、温度センサ１９により測定された温度を取得し、温度センサ１９から取得した温度が所定範囲を超えると、空調機３の制御を赤外線カメラ２により測定された温度に基づく制御から温度センサ１９により測定された温度に基づく制御に切り替えるコントローラ１５を備える。

空調機３は、第１実施形態の冷却システムと同様、吸入口８１、吹出口８２、熱交換器５、ブロワ４を備える。第２実施形態の冷却システム２００は、第１実施形態の冷却システム１００と同様、熱交換器５がデータセンタ１内の空気から奪った熱が冷凍機８と熱交換器５とを経由して外部に放出される機構を備える。この機構の説明は省略する。

赤外線カメラ２は、ラック６及び／又は空調機３における検出対象位置を撮像し、検出対象位置の温度情報を生成する。

赤外線カメラ２による温度の検知対象位置は、例えば、ラック６における冷却風の吸入口８３や排気の排出口８４、空調機３の空気を吸入する吸入口８１などである。赤外線カメラ２は検出対象を広範囲に設定できるため、温度検出の対象となるラック６や空調機３の数量や大きさが大きくても、少ない台数の赤外線カメラにより検出対象の温度測定を行うことができる。

温度センサ１９は、ラック６及び／又は空調機３における検出対象位置の温度を検出する。温度センサ１９が設けられる場所は、赤外線カメラ２によって検出される範囲内であってもよいし、赤外線カメラ２が検出する範囲外であってもよい。

温度センサ１９は、赤外線カメラ２により検出された温度に基づく温度制御が適切であるか否かを判定するために設けられる。また、赤外線カメラ２で検出された温度による温度制御が不適切であると判定されたときに、コントローラ１５は温度センサ１９により測定された温度データに基づき空調機３を制御する。温度センサ１９は、例えば、熱電対などであり、検出対象に熱的に接続して温度測定を行うことができる。温度センサ１９は、赤外線カメラ２に比べて検出対象の範囲は狭い。よって、空調機制御の判断基準として用いる温度として温度センサ１９で検出された温度を用いることは、空調機３の消費エネルギーを抑制しつつ、ラック６に収容されたサーバの冷却を十分に行うことができる冷却システムの運転の観点から好ましいものではない。しかし、一方で、温度センサ１９は、検出対象と近接して設けることができる。従って、温度センサ１９による測定中に検出対象と温度センサ１９との間に障害物や人が一時的に存在した場合の温度検出においても正確な測定ができる。

コントローラ１５は、赤外線カメラ２の検出対象位置において、それぞれ所定の温度範囲（ラック６の内部に収容されたサーバを正常に運転するための温度範囲）を記憶している。また、コントローラ１５は、それぞれの検出対象位置において、それぞれ所定の温度範囲（赤外線カメラ２により検出された温度に基づく温度制御が適切であることを示す温度範囲）を記憶している。

コントローラ１５は、赤外線カメラ２が生成した温度情報を取得する。赤外線カメラ２が生成した温度情報は、例えば、赤外線カメラ２の検出対象位置における温度の情報である。また、赤外線カメラ２が生成した温度情報は、赤外線カメラ２で生成した検出対象位置及び検出対象以外の位置における温度情報（例えば温度を画素値として有する画像情報）であってもよい。赤外線カメラ２が生成した温度情報が検出対象位置及び検出対象以外の位置における温度情報であるとき、コントローラ１５は、赤外線カメラ２から検出対象位置及び検出対象以外の位置における温度情報を取得した後、その温度情報の中から検出対象位置における温度情報を抽出してもよい。

コントローラ１５は、データセンタ１の通常の冷却手段として、赤外線カメラ２に基づき空調機３を制御する。赤外線カメラ２に基づく空調機３の具体的な制御方法は特に限定されないが、例えば、以下のように制御することができる。コントローラ１５は、赤外線カメラ２が検出する各検出対象位置の温度範囲の情報を記憶している。

各検出対象位置の温度範囲は、予めコントローラ１５に記憶されている。コントローラ１５は、赤外線カメラ２が検出した温度が、予め記憶された温度範囲の上限を超えると、空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の風量を増加させる及び／又は空調機３の空気の吹出口８２から吹出される冷却風の温度を減少させるように、インバータ１４ａ、１４ｂを制御する。また、例えば、コントローラ１５は、予め記憶された温度範囲の下限を下回ると、空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の風量を減少させる及び／又は空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の温度を増加させるように、インバータ１４ａ、１４ｂを制御する。

上記冷却風の風量の増減量及び／又は冷却風の温度の増減量は、データセンタ１の大きさ、サーバの発熱量、空調機３に対するラック６の配置、通気口２２の配置などに応じて決定されるものであり、赤外線カメラ２に基づく空調機３の制御中に変更されてもよい。赤外線カメラ２が温度を検出する頻度、コントローラ１５が赤外線カメラから温度データを取得する頻度は特に限定されるものではない。

コントローラ１５は、赤外線カメラ２とラック６及び空調機３の検出対象位置との間に障害物や人などが一時的に存在することにより赤外線カメラ２による温度検出が機能しなくなったとき、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。

赤外線カメラ２が機能しなくなったか否かは、空調機３又はラック６に設けられた温度センサ１９が、空調機３又はラック６の所定の場所の温度を検出し、その所定の場所において予め定めた所定の温度範囲を超えたか否かによって判断する。

まず、赤外線カメラ２とラック６の間に一時的に存在するものが人であるときについて説明する。赤外線カメラ２とラック６の間に一時的に人が存在するとき、赤外線カメラ２が観測する検出対象位置の温度は、検出対象位置の温度範囲（ラック６の内部に収容されたサーバを正常に運転するための温度範囲）を超える。コントローラ１５は、赤外線カメラ２から検出対象位置の温度を取得したとき、その検出対象位置の温度が予め記憶された温度範囲を超えていると、インバータ１４に対して空調機３に設けられたモータ４の回転数を増加させる。このとき、ラック６の吸気量及び排気量は一定であり、ラック６に収容されたサーバの発熱量に変化はない場合、ラック６から排出される排気の温度が存在する以前と同じ又は低下する。一方、コントローラ１５は、空調機３の冷却風の吹出し風量を増加させても赤外線カメラ２の検出対象位置の温度が下降しないため、空調機３から吹出される冷却風の風量を増加させるようにインバータ１１４を制御する。

コントローラ１５は、温度センサ１９が検出する所定の場所における予め記憶された所定の温度を超えたことを検出すると、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。この切り替えにより、空調機３から吹出される冷却風の風量が増加するほど空調機３から吹出される冷却された空気のうちラック６を経由せずに空調機３の吸入口８１に戻る空気の量（余剰風量）が増加するのが抑制され、過剰なエネルギーの消費が抑制される。

一方、赤外線カメラ２とラック６の間に一時的に存在するものが障害物であるときについて説明する。赤外線カメラ２とラック６の間に一時的に障害物が存在するとき、赤外線カメラ２が観測する検出対象位置の温度は、検出対象位置の温度範囲（ラック６の内部に収容されたサーバを正常に運転するための温度範囲）を下回る。コントローラ１５が、赤外線カメラ２から検出対象位置の温度を取得したとき、その検出対象位置の温度が予め記憶された温度範囲を下回っていると、インバータ１４ａに対して空調機３に設けられたモータ４の回転数を減少させる。このときにおいて、ラック６の吸気量及び排気量は一定でありラック６に収容されたサーバの発熱量に変化はない場合、ラック６から排出される排気の温度が存在する以前と同じ又は増加する。一方、コントローラ１５は、空調機３の冷却風の吹出し風量を減少させても赤外線カメラ２の検出対象位置の温度が上昇しないため、空調機３から吹出される冷却風の風量を更に減少させるようにインバータ１４ａを制御する。

コントローラ１５は、温度センサ１９が検出する所定の場所において予め定めた所定の温度を下回ったことを検出すると、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。この切り替えにより、赤外線カメラ２による実際の検出対象位置の温度がラック６の内部に収容されたサーバを正常に運転するための温度を超過することを防止できる。

上記温度センサ１９による空調機３の温度制御は特に限定されないが、例えば、コントローラ１５は、温度センサ１９により検知された温度が予め記憶された温度範囲の上限を超えると、空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の風量を増加させる及び／又は空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の温度を減少させるように、インバータ１４を制御する。また、例えば、コントローラ１５は、温度センサ１９により検知された温度が予め記憶された温度範囲の下限を下回ると、空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の風量を減少させる及び／又は空調機３の吹出口８２から吹出される冷却風の温度を増加させるように、インバータ１４を制御する。冷却風の風量の増加量及び／又は冷却風の温度の減少量は、データセンタ１の大きさ、サーバの発熱量、空調機３に対するラック６の配置、通気口２２の配置などに応じて決定されるものであり、冷却運転中に変更してもよい。

図８は、第２実施形態の冷却システムによる冷却運転の一例を示すフローチャートである。

まず、コントローラ１５は、赤外線カメラ２により測定された検出対象位置の温度情報を用いた空調機３の風量制御運転開始する（Ｓ３０１）。コントローラ１５は、赤外線カメラ２にラック６の吸入口８３の温度情報を測定させる（Ｓ３０２）。コントローラ１５は、赤外線カメラ２により測定されたラック６の吸入口８３の温度情報を取得する（Ｓ３０３）。コントローラ１５は、赤外線カメラ２により測定されたラック６の吸入口８３の温度情報とコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲とを比較して、ラック６の吸入口８３の測定された温度値がコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。

ラック６の吸入口８３の測定された温度値がコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲内であるならば（Ｓ３０４，ＹＥＳ判定）、コントローラ１５は、再びＳ３０２、３０３を行う。

ラック６の吸入口８３の測定された温度値がコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲外であるならば（Ｓ３０４，ＮＯ判定）、コントローラ１５は、赤外線カメラ２により測定された温度情報を用いた空調機３の風量制御運転から、温度センサ１９により測定された温度情報を用いた空調機３の風量制御運転へ切り替える（Ｓ３０５）。

コントローラ１５は、温度センサ１９に空調機３の吸入口８１の温度情報を測定させる（Ｓ３０６）。コントローラ１５は、温度センサ１９により測定された空調機３の吸入口８１の温度情報を取得する（Ｓ３０７）。コントローラ１５は、温度センサ１９により測定された空調機３の吸入口８１の温度情報とコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲とを比較して、空調機３の吸入口８１の測定された温度値がコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３０８）。

空調機３の吸入口８１の測定された温度値がコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲内であるならば（Ｓ３０８，ＹＥＳ判定）、コントローラ１５は、温度センサ１９により測定された温度情報を用いた空調機３の風量制御運転から、赤外線カメラ２により測定された温度情報を用いた空調機３の風量制御運転へ切り替える（Ｓ３０１）。

空調機３の吸入口８１の測定された温度値がコントローラ１５に記憶されたその検出対象位置における温度範囲外であるならば（Ｓ３０８，ＮＯ判定）、コントローラ１５は、再び温度センサ１９に空調機３の吸入口８１の温度情報を測定させ（Ｓ３０６）、温度センサ１９により測定された空調機３の吸入口８１の温度情報を取得する（Ｓ３０７）。

図９Ａ〜９Ｃは、第２実施形態の冷却システムによる冷却運転の一例を示す模式図である。コントローラ１５は、赤外線カメラ２による冷却運転時、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づきブロワ４のモータのインバータ周波数を制御することで、空調機３の吹出口８２から吹出す風量５１を制御して、ラック６に収容されたサーバを冷却する。温度センサ１９は、空調機３の空気の吸入口８１に設けられ、空調機３に吸入される空気の温度を検出する。コントローラ１５は、空調機３の空気の吸入口８１における予め定めた温度範囲として、例えば２７〜２８．５℃を記憶している。コントローラ１５は、温度センサ１９から取得した空調機３の吸入口８１の温度が所定の範囲外であるとき、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。

図９Ａは、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づきブロワ４のモータのインバータ周波数を制御することで空調機３が運転されている状態を示す図である。本実施形態において、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づき、コントローラ１５（図示せず）が、空調機３の吹出口８２から吹出す風量５１を制御する。

例えば、空調機３の吹出口８２から吹出す風５１について、温度２０℃、風量２５０ｍ^３／ｍｉｎであり、ラック６の吸入口８３から吸入される風５３、５４について、最大温度２０℃、風量２００ｍ^３／ｍｉｎであり、空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１について、風量は５０ｍ^３／ｍｉｎであり、ラック６の排気６１、６２について、温度は３０℃である。ラック６の排気６１、６２は、空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１、及び通気口２２を通るルートの風５２のうちラック６に吸入されることなく直接空調機３に戻るルートの風５５と混ざる。空調機３の空気の吸入口８１の風６３は、空調機３の吹出口８２から出て直接空調機３に戻るルートの風７１及び５５とラック６の排気６１、６２とが混ざった空気であり、その温度は例えば２８℃である。

図９Ｂは、赤外線カメラ２とラック６の吸入口８３との間に、例えば人などの、ラック６の吸入口８３における目標温度である２０℃を超える温度の生物４１が入ったとき、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づきブロワ４のモータのインバータ周波数を制御することで空調機３が運転されている状態を示す図である。

赤外線カメラ２は、ラック６の吸入口８３の温度として生物４１の温度を検知する。コントローラ１５は、赤外線カメラ２が検知した温度を取得する。取得した生物の温度に基づき、コントローラ１５（図示せず）は、空調機３の吹出口８２において風５１の風量を増加させるようにインバータ１４ａ（図示せず）を制御する。

赤外線カメラ２が、ラック６の吸入口８３の温度として生物４１の温度である３６℃を検出すると、コントローラ１５は検出された温度に基づき、例えば空調機３の吹出口８２から吹出す風５１の風量を２５０ｍ^３／ｍｉｎから３５０ｍ^３／ｍｉｎへ増加させるようにインバータ１４ａを制御する。このときラック６の吸入口８３から吸い込まれる冷却風５３、５４の風量は２００ｍ^３／ｍｉｎのままである一方、空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１の風量は５０ｍ^３／ｍｉｎから１５０ｍ^３／ｍｉｎへ増加する。ラック６の排気６１、６２について、温度は３０℃のままである。空調機３の空気の吸入口８１を通る風６３について、温度は例えば２５．７℃に低下する。コントローラ１５は、空調機３の吸入口８１の温度が２７℃未満に到達したことを判断すると、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。この制御の切り替えにより、空調機３の吹出口８２から出てラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１の風量を減少させ、空調機３が過剰にエネルギーを消費するのを抑制できる。

図９Ｃは、温度センサ１９により測定された空調機３の吸入口８１の温度に基づき、空調機３の吹出口８２の冷却風の風量の制御を行う状態を示す図である。

空調機３の吸入口８１の温度に基づき、コントローラ１５は、空調機３の吹出口８２の風量を３５０ｍ^３／ｍｉｎから、２８５ｍ^３／ｍｉｎへ減少させるようにインバータ１４ａを制御する。空調機３の吹出口８２の風量が減少することにより、空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１の風量が例えば１５０ｍ^３／ｍｉｎから８５ｍ^３／ｍｉｎに減少する。一方、ラック６の吸入口８３から吸い込まれる風５３、５４について、温度２０℃、風量２００ｍ^３／ｍｉｎを維持している。空調機３が過剰なエネルギーを消費するのを抑制しながら、ラック６内のサーバが動作される。

コントローラ１５は、温度センサ１９による空調機３の吸入口８３における温度が、予め定めた温度範囲の下限である２７℃以上と判断すると、温度センサ１９による空調機３の制御から赤外線カメラ２による空調機３の制御へと切り替える。赤外線カメラ２による温度検出範囲は温度センサ１９の温度検出範囲に比べて大きいので、赤外線カメラ２が検出した温度に基づく空調機３の制御を行うことにより、ラック６内のサーバの局所的な発熱に対応して空調機３のきめ細かい制御がなされる。なお、温度範囲の下限値は２７℃に限られず任意に設定可能である。

図１０Ａ〜１０Ｃは、第２実施形態の冷却システムによる冷却運転の他の例を示す模式図である。

図１０Ａは、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づきブロワ４のモータのインバータ周波数を制御することで空調機３が運転されている状態を示す図である。例えば、空調機３の吹出口８２から吹出す風５１について、温度２０℃、風量２５０ｍ^３／ｍｉｎであり、ラック６の吸入口８３から吸入される風５３、５４について、最大温度２０℃、風量２００ｍ^３／ｍｉｎであり、空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１について、風量は５０ｍ^３／ｍｉｎであり、ラック６の排気６１、６２について、温度は３０℃である。ラック６の排気６１、６２は、空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１、及び通気口２２を通る風５２のうちラック６に吸入されることなく直接空調機３に戻る風５５と混ざる。空調機３の空気の吸入口８３を通る風６３は、空調機３の吹出口８２から出て直接空調機３に戻るルートの風７１及び５５とラック６の排気６１、６２とが混ざった空気であり、その温度は例えば２８℃である。ラック６内のサーバの総発熱量は、例えば３６．８ｋＷである。

図１０Ｂは、赤外線カメラ２とラック６の吸入口８３との間に、例えば障害物などの、ラック６の吸入口８３における目標温度である２０℃を下回る温度の障害物４２が入ったとき、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づきブロワ４のモータのインバータ周波数を制御することで空調機３が運転されている状態を示す図である。

赤外線カメラ２は、ラック６の吸入口８３の温度として障害物４２の温度を検知する。コントローラ１５は、赤外線カメラ２が検知した温度を取得する。取得した障害物４２の温度に基づき、コントローラ１５（図示せず）は、空調機３の吹出口８２において風量を減少させるようにインバータ１４ａ（図示せず）を制御する。

赤外線カメラ２が、ラック６の吸入口８３の温度として障害物４２の温度である２０℃を検出している状態において、ラック６内のサーバの総発熱量が例えば３６．８ｋＷから４６ｋＷに上昇した場合においても、コントローラ１５は、ラック６に収容されたサーバの発熱量に関わらず、空調機３の吹出口８２から吹出す風５１の風量が２５０ｍ^３／ｍｉｎとなるようにインバータ１４ａを制御しつづける。

赤外線カメラ２が、ラック６の吸入口８３の温度として障害物４２の温度である２０℃を検出している状態、且つラック６内のサーバの発熱量が上昇した状態でデータセンタ１の運用が続けられると、ラック６の吸入口８３、排出口８４、空調機３の吸入口８１の温度は上昇する。

本冷却運転の例において、コントローラ１５は、温度センサ１９が測定した温度が、空調機３の吸入口８１の温度が予め定めた温度範囲の上限である２８．５℃を超えたと判断すると、赤外線カメラ２による空調機３の制御から温度センサ１９による空調機３の制御へと切り替える。この制御の切り替えにより、ラック６内のサーバの温度が上昇し、データセンタ１の室内が高温（例えば４０℃以上）になり、サーバの故障、サーバに記憶されたデータの消失等を防止することができる。なお、温度範囲の上限値は２８．５℃に限られず任意に設定可能である。

図１０Ｃは、温度センサ１９により測定された空調機３の吸入口８１の温度に基づき空調機３の吹出口８２の冷却風の風量の制御を行う状態を示す図である。

空調機３の吸入口８１の温度に基づき、コントローラ１５は、空調機３の吹出口８２の風量を２５０ｍ^３／ｍｉｎから、２９３．９ｍ^３／ｍｉｎへ増加させるようにインバータ１４ｂを制御する。空調機３の吹出口８２の風量が増加することにより、ラック６の吸入口８３、排出口８４、空調機３の吸入口８１の温度は低下する。ラック６内のサーバは、短期的にサーバの故障、サーバに記憶されたデータの消失などを防止できる温度に制御可能である。

第２実施形態の冷却システムは、更に、図示されないモニタ及び／又はアラームを備えていてもよい。モニタ及びアラームはコントローラ１５に接続される。コントローラ１５は、温度センサ１９が測定した温度がコントローラ１５に記憶された温度センサ１９の検出対象領域の温度範囲から外れた場合、モニタに警告の表示を出力する、及び／又はアラームを鳴らす。赤外線カメラ２と赤外線カメラ２の検出対象であるラック６の吸入口８３との間に存在する障害物４２は独力で移動しない。警告の表示やアラームに気付いたデータセンタ１の管理者は、赤外線カメラ２と赤外線カメラ２の検出対象であるラック６の吸入口８３との間に存在する障害物４２を移動させて、サーバの故障、サーバに記憶されたデータの消失などを未然に防止することができる。

コントローラ１５は、温度センサ１９による空調機３の吸入口８１における温度が、予め定めた温度範囲の上限である２８．５℃以下と判断すると、温度センサ１９による空調機３の温度制御から赤外線カメラ２による空調機３の温度制御へと切り替える。赤外線カメラ２による温度検出範囲は温度センサ１９の温度検出範囲に比べて大きいので、赤外線カメラ２が検出した温度に基づく空調機３の制御を行うことにより、ラック６内のサーバの局所的な発熱に対応して空調機３のきめ細かい制御がなされる。

第２実施形態の冷却システムの変形例として、空調機３の吹出口８２から吹出される風の風量が制御される代わりに、空調機３の吹出口８２から吹出される風の温度が制御されてもよい。コントローラ１５は、赤外線カメラ２による冷却運転時、赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づき、ブロワ４のモータのインバータ周波数を制御する代わりに、インバータ１４ｂの圧縮機１１のモータ周波数を制御することで空調機３の吹出口８２から吹出す冷却風の温度を制御して、ラック６に収容されたサーバを冷却する。温度センサ１９は、空調機３の空気の吸入口８１に設けられ、空調機３に吸入される空気の温度を検出する。コントローラ１５は、空調機３の空気の吸入口８１における予め定めた温度範囲として、例えば２７〜２８．５℃を記憶している。コントローラ１５は、温度センサ１９から取得した空調機３の吸入口８１の温度が所定の範囲外であるとき、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。

図９Ａと同様に赤外線カメラ２により検出されたラック６の吸入口８３の温度に基づきブロワ４のモータのインバータ周波数を制御することで空調機３が運転されている状態において、図９Ｂのように赤外線カメラ２とラック６の吸入口８３との間に、ラック６の吸入口８３における目標温度である２０℃を超える温度の生物４１が入ったときのデータセンタ１内の温度及び風量の例を説明する。

赤外線カメラ２は、ラック６の吸入口８３の温度として生物４１の温度を検知する。コントローラ１５は、赤外線カメラ２が検知した温度を取得する。取得した生物の温度に基づき、コントローラ１５（図示せず）は、空調機３の吹出口８２において風５１の温度を低下させるようにインバータ１４ｂ（図示せず）を制御する。

赤外線カメラ２が、ラック６の吸入口８３の温度として生物４１の温度である３６℃を検出すると、コントローラ１５は検出された温度に基づき、例えば、空調機３の吹出口８２から吹出す風５１の温度を２０℃から１５℃へ低下させるようにインバータ１４ｂを制御する。このとき、ラック６の吸入口８３から吸込まれる冷却風５３、５４について、風量は２００ｍ^３／ｍｉｎのままであり、温度は１５℃に低下する。空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１について、風量は２５０ｍ^３／ｍｉｎのままであり、温度は２０℃から１５℃へ低下する。ラック６の排気６１、６２について温度は３０℃から２５℃へ低下し、空調機３の空気の吸入口８１を通る風６３について温度は２３℃に低下する。コントローラ１５は、空調機３の吸入口８１の温度が２７℃未満に到達したことを判断すると、赤外線カメラ２による空調機３の温度制御から温度センサ１９による空調機３の温度制御へと切り替える。この制御の切り替えにより、ラック６の吸入口８３から吸込まれる冷却風５３、５４の温度を上昇させ、空調機３が過剰にエネルギーを消費するのを抑制できる。

図９Ｃのように、温度センサ１９により測定された空調機３の吸入口８１の温度に基づき、空調機３の吹出口８２から吹出す冷却風の制御を行ったときの、データセンタ１内の温度及び風量の例について説明する。空調機３の吸入口８１の温度に基づき、コントローラ１５は、空調機３の吹出口８２の風５１の温度を１５℃から１９℃へ上昇させるようにインバータ１４ｂを制御する。空調機３の吹出口８２から吹出す冷却風の温度が上昇することにより、ラック６の吸入口８３から吸い込まれる風５３、５４について、温度は１５℃から１９℃へ上昇し、風量は２００ｍ^３／ｍｉｎを維持する。空調機３の吹出口８２から出て床２１に開けられたケーブル孔等を通りラック６に収容された電子機器に供給されずに直接空調機３に戻るルートの風７１について、温度は１５℃から１９℃へ上昇し、風量は５０ｍ^３／ｍｉｎを維持する。ラック６の排気６１、６２について、温度は２５℃から２９℃へ上昇し、空調機３の空気の吸入口８１を通る風６３について、温度は２３℃から２７℃へ上昇する。空調機３が過剰なエネルギーを消費するのを抑制しながら、ラック６内のサーバが動作される。

コントローラ１５は、温度センサ１９による空調機３の吸入口８１における温度が、予め定めた温度範囲の下限である２７℃以上と判断すると、温度センサ１９による空調機３の制御から赤外線カメラ２による空調機３の制御へと切り替える。赤外線カメラ２による温度検出範囲は温度センサ１９の温度検出範囲に比べて大きいので、赤外線カメラ２が検出した温度に基づく空調機３の制御を行うことにより、ラック６内のサーバの局所的な発熱に対応して空調機３のきめ細かい制御がなされる。

上記第２実施形態の冷却システム２００において、赤外線カメラ２の検出対象領域はラック６の吸入口８３としたがこれに限定されるものではなく、例えばラック６の排出口８４であってもよい。温度センサ１９の検出対象領域を空調機３の吸入口８１としたがこれに限定されるものではなく、例えばラック６の吸入口８３、排出口８４であってもよく、例えばラック６の内部の特定箇所であってもよい。いずれも空調機３が過剰なエネルギーを消費するのを抑制しながら、熱による電子機器の故障を防止することができる。

上記第２実施形態の冷却システム２００において、コントローラ１５が空調機３の制御を赤外線カメラ２により測定された温度に基づく制御から温度センサ１９により測定された温度に基づく制御に切り替える判断は、温度センサ１９で測定された温度が所定範囲を超えるか否かにより行われる。しかし、開示の技術において、切り替えるか否かの判断は上記の手法に限定されるものではない。例えば、冷却システム２００は、温度センサ１９とは別に冷却システムの稼動状態を検出する検出手段を設け、稼働状態を上記判断に用いることができる。この検出手段としては、例えば、空調機３の吸入口８１及び／又は吹出口８２における風量を計測する風量計や、ブロワ４及び／又は熱交換器５を作動させるために必要な消費電力を測定する測定器が挙げられる。

具体的には、空調機３の吸入口８１及び／又は吹出口８２に風量計（図示されない）を設け、コントローラ１５が風量計によって計測された吸気又は排気の風量情報を取得する。そして、取得した風量情報がコントローラ１５に記憶された、風量計の設置位置の風量情報の範囲を超えているか否かを判定し、上記判断に用いてもよい。

また、ブロワ４及び／又は熱交換器５を作動させるために必要な消費電力を測定する測定器（図示されない）を設け、コントローラ１５がその測定器によって計測された消費電力の情報を取得する。そして、取得した風量情報がコントローラ１５に記憶された、消費電力の情報の範囲を超えているか否かを判定し、上記判断に用いてもよい。

第１及び第２実施形態はデータセンタに設けられたサーバを冷却する冷却システムであるが、開示の冷却システムはこれに限定されるものではなく、室内に設けられた電子機器など、あらゆる発熱体を冷却する冷却システムが包含される。

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。矛盾のない限りにおいて、複数の実施例を組み合わせても構わない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

ここで、本発明の付記を下記に示す。
（付記１）
吸入口から吸入した空気を冷却し冷気を吹出口から吹き出す空調機と、
前記冷気を吸入する吸入口と前記吸入口から吸入した空気を排出する排出口を有するラックが配置された室内で、前記ラックに収容された電子機器を冷却する冷却システムにおいて、
前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入口の少なくとも１つの温度を測定する温度測定器から温度を取得し、前記温度測定器から取得した温度に基づき、前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標を算出し、算出した結果に基づき前記空調機の前記冷気の吹き出し量を制御する制御部
を備える冷却システム。
（付記２）
前記空調機は前記吹出口から吹き出される冷気の吹き出し量を制御するモータと、
前記モータに接続されたインバータを備え、
前記空調機の前記冷気の吹き出し量の制御は、前記インバータのモータ周波数を制御することにより行われる付記１に記載の冷却システム。
（付記３）
前記指標は、下記式によって算出される、付記１に記載の冷却システム。

Α＝ξ・｛（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・｛（Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）／（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝＋η・（Ｔａ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）
但し、Ａは前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標、Ｔｒ，ｉｎはラック吸気部平均温度、Ｔｒ，ｏｕｔはラック排気部平均温度、Ｔａ，ｏｕｔは空調機吹出温度、Ｔａ，ｉｎは空調機吸気温度、ξ及びηはそれぞれ重み係数である。
（付記４）
前記空調機の前記冷気の吹き出し量の制御は、前記空調機の前記冷気の吹き出し量を変化させることを含み、
前記制御部は、
前記冷気の吹き出し量を変化させた後、更に前記指標の算出を行い、
前記冷気の吹き出し量を変化させた前後の前記指標の増減を判定し、
前記吹き出し量の変化が減少であり、前記指標が増加した場合、又は前記吹き出し量の変化が増加であり、前記指標が減少した場合、前記冷気の吹き出し量を増加させ、
前記吹き出し量の変化が減少であり、前記指標が減少した場合、又は前記吹き出し量の変化が増加であり、前記指標が増加した場合、前記冷気の吹き出し量を減少させる、付記１乃至３のいずれか１つに記載の冷却システム。
（付記５）
前記制御部は、前記冷気の吹き出し量を変化させた後に、前記冷気の吹き出し量の変化が前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入口の温度に反映されるまで待つ付記４に記載の冷却システム。
（付記６）
前記制御部は、更に、前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入口の温度の少なくとも一つに応じて、前記冷気の吹き出し温度を制御する付記１乃至５のいずれか１つに記載の冷却システム。
（付記７）
前記冷気の吹き出し温度の制御は、前記空調機の前記吸入口の温度を測定し、該温度が所定範囲を超えたとき、該温度が所定範囲内になるように行われる付記６に記載の冷却システム。
（付記８）
室内に設けられ冷気を吸入する吸入口と排出口とを有するラックに収容した電子機器を、空気を吸入する吸入口と冷気の吹出口とを有し前記吸入口から吸入した空気を冷却する空調機を用いて冷却する冷却方法において、
前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入口の温度を測定する工程と、
測定した温度に基づき、前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標を算出し、算出した結果に基づき前記冷気の吹き出し量を制御する工程と、
を備える冷却方法。
（付記９）
室内に設けられた電子機器を冷却する冷却システムにおいて、
前記電子機器を収容するラックと、
前記室内の空気を吸入し、吸入した空気を冷却して前記室内へ吹き出すことで前記ラックに収容された電子機器を冷却する空調機と、
前記ラック及び／又は前記空調機の温度を測定する赤外線カメラと、
前記ラック及び／又は前記空調機の温度を測定する温度センサと、
前記赤外線カメラ及び前記温度センサにより測定された温度を取得し、前記空調機の制御を前記赤外線カメラにより測定された温度に基づく制御から前記温度センサにより測定された温度に基づく制御に切り替える制御部と、
を備える冷却システム。
（付記１０）
前記制御部は、前記温度センサから取得した温度が所定範囲を超えると、前記空調機の制御を前記赤外線カメラにより測定された温度に基づく制御から前記温度センサにより測定された温度に基づく制御に切り替える付記９に記載の冷却システム。
（付記１１）
前記制御部は、更に、冷却システムの稼動状態を検出する検出手段を備える付記９に記載の冷却システム。
（付記１２）
前記制御部は、さらに、前記温度センサにより測定された温度に基づく制御に切り替えたあとで、前記温度センサから取得した温度が所定範囲内になると、前記空調機の制御を前記温度センサにより測定された温度に基づく制御から前記赤外線カメラにより測定された温度に基づく制御に切り替える付記１０に記載の冷却システム。
（付記１３）
前記温度センサは、前記赤外線カメラよりも前記ラック及び／又は前記空調機の温度に近接して設けられる付記９乃至１２に記載の冷却システム。
（付記１４）
空調機を用いて室内でラックに収容された電子機器を冷却する冷却方法において、
前記ラック及び／又は前記空調機の温度を赤外線カメラで測定し、
前記ラック及び／又は前記空調機の温度を前記赤外線カメラよりも近接して設けられた温度センサで測定し、
前記赤外線カメラにより測定された温度を取得し、
前記温度センサにより測定された温度を取得し、
前記空調機の制御を前記赤外線カメラにより測定された温度に基づく制御から前記温度センサにより測定された温度に基づく制御に切り替える、
冷却方法。

１ データセンタ
２ 赤外線カメラ
３ 空調機
４ ブロワ
５ 熱交換器
６ ラック
７ａ ポンプ
８ 冷凍機
９ 蒸発器
１０ 凝縮器
１１ 圧縮器
１２ 膨張弁
１３ 冷却塔
１４ａ、１４ｂ インバータ
１５ コントローラ
１８ 温度センサ
１９ 温度センサ
２１ 床
２２ 通気口
２３ａ 上階
２３ｂ 下階
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ 入力装置
３４ 出力装置
３５ バス
４１ 生物
４２ 障害物
８１ 吸入口
８２ 吹出口
８３ 吸入口
８４ 排出口
１００ 冷却システム
２００ 冷却システム

Claims (9)

1. 吸入口から吸入した空気を冷却し冷気を吹出口から吹き出す空調機と、
   前記冷気を吸入する吸入口と前記吸入口から吸入した空気を排出する排出口を有するラ
   ックが配置された室内で、前記ラックに収容された電子機器を冷却する冷却システムにお
   いて、
   前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入
   口の少なくとも１つの温度を測定する温度測定器から温度を取得し、前記温度測定器から
   取得した温度に基づき、前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標を下記式
   Α＝ξ・｛（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・｛
   （Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）／（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝＋η・（Ｔａ，ｉｎ−
   Ｔｒ，ｏｕｔ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）
   但し、Ａは前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標、Ｔｒ，ｉｎはラック吸
   気部平均温度、Ｔｒ，ｏｕｔはラック排気部平均温度、Ｔａ，ｏｕｔは空調機吹出温度、
   Ｔａ，ｉｎは空調機吸気温度、ξ及びηはそれぞれ重み係数である、
   によって算出し、前記算出した結果に基づき前記空調機の前記冷気の吹き出し量を制御する制御部
   を備える冷却システム。
2. 前記空調機の前記冷気の吹き出し量の制御は、前記空調機の前記冷気の吹き出し量を変
   化させることを含み、
   前記制御部は、
   前記冷気の吹き出し量を変化させた後、更に前記指標の算出を行い、
   前記冷気の吹き出し量を変化させた前後の前記指標の増減を判定し、
   前記吹き出し量の変化が減少であり、前記指標が増加した場合、又は前記吹き出し量の
   変化が増加であり、前記指標が減少した場合、前記冷気の吹き出し量を増加させ、
   前記吹き出し量の変化が減少であり、前記指標が減少した場合、又は前記吹き出し量の
   変化が増加であり、前記指標が増加した場合、前記冷気の吹き出し量を減少させる、請求
   項１に記載の冷却システム。
3. 前記制御部は、前記冷気の吹き出し量を変化させた後に、前記冷気の吹き出し量の変化
   が前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入
   口の温度に反映されるまで待つ請求項２に記載の冷却システム。
4. 前記制御部は、更に、前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前
   記吹出口及び前記吸入口の温度の少なくとも一つに応じて、前記冷気の吹き出し温度を制
   御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却システム。
5. 前記冷気の吹き出し温度の制御は、前記空調機の前記吸入口の温度を測定し、該温度が
   所定範囲を超えたとき、該温度が所定範囲内になるように行われる請求項４に記載の冷却
   システム。
6. 室内に設けられ冷気を吸入する吸入口と排出口とを有するラックに収容した電子機器を
   、空気を吸入する吸入口と冷気の吹出口とを有し吸入した空気を冷却する空調機を用いて
   冷却する冷却方法において、
   前記ラックの前記吸入口及び前記排出口、並びに前記空調機の前記吹出口及び前記吸入
   口の温度を測定する工程と、
   測定した温度に基づき、前記空調機を通過する風量に対する前記排気及び前記冷気の回
   りこみ量に関連する指標を下記式
   Α＝ξ・｛（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｉｎ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝・｛
   （Ｔａ，ｉｎ−Ｔａ，ｏｕｔ）／（Ｔｒ，ｉｎ−Ｔｒ，ｏｕｔ）｝＋η・（Ｔａ，ｉｎ−
   Ｔｒ，ｏｕｔ）／（Ｔａ，ｏｕｔ−Ｔｒ，ｏｕｔ）
   但し、Ａは前記排気及び前記冷気の回りこみ量に関連する指標、Ｔｒ，ｉｎはラック吸
   気部平均温度、Ｔｒ，ｏｕｔはラック排気部平均温度、Ｔａ，ｏｕｔは空調機吹出温度、
   Ｔａ，ｉｎは空調機吸気温度、ξ及びηはそれぞれ重み係数である、
   によって算出し、前記算出した結果に基づき前記空調機の前記冷気の吹き出し量を制御する工程と、
   を備える冷却方法。
7. 室内に設けられた電子機器を冷却する冷却システムにおいて、
   前記電子機器を収容するラックと、
   前記室内の空気を吸入し、吸入した空気を冷却して前記室内へ吹き出すことで前記ラッ
   クに収容された電子機器を冷却する空調機と、
   前記ラック及び／又は前記空調機の温度を測定する赤外線カメラと、
   前記ラック及び／又は前記空調機の温度を測定する温度センサと、
   前記赤外線カメラ及び前記温度センサにより測定された温度を取得し、前記空調機の制
   御を前記赤外線カメラにより測定された温度に基づく制御から前記温度センサにより測定
   された温度に基づく制御に切り替える制御部と、
   を備える冷却システム。
8. 前記制御部は、前記温度センサから取得した温度が所定範囲を超えると、前記空調機の
   制御を前記赤外線カメラにより測定された温度に基づく制御から前記温度センサにより測
   定された温度に基づく制御に切り替える請求項７に記載の冷却システム。
9. 前記制御部は、更に、冷却システムの稼動状態を検出する検出手段を備える請求項７に
   記載の冷却システム。