JP2009265083A - Temperature measuring method, temperature control system, air flow measuring device, and heating value measuring device - Google Patents

Temperature measuring method, temperature control system, air flow measuring device, and heating value measuring device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature measuring method, an air flow measuring device and a heating value measuring device for a computer room using an optical fiber which can measure a temperature distribution of the computer room efficiently with sufficient accuracy. <P>SOLUTION: A first optical fiber 24a is installed so as to pass near a grill a of a free access floor 15 and near an inlet port b inside a rack 11 in which a peak temperature is a relatively low temperature. Further, a second optical fiber 24b is installed so as to pass near CPU c in which the peak temperature is a relatively high and near an exhaust port d and near a ceiling e outside the rack. Thereby, a temperature difference of adjacent measuring points becomes small, therefore excellent measuring accuracy is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の計算機が設置された計算機ルームの温度計測方法及び温度制御システム、風量測定装置、並びに発熱量測定装置に関する。   The present invention relates to a temperature measurement method and a temperature control system for a computer room in which a plurality of computers are installed, an air flow measuring device, and a calorific value measuring device.

近年、高度情報化社会の到来にともなって計算機(コンピュータ装置)で多量のデータが取り扱われるようになり、データセンター等のように多数の計算機を同一室内に設置して一括管理することが多くなっている。このような状況下では、計算機から多量の熱が発生して誤動作や故障の原因となるため、計算機を冷却する手段が必要となる。   In recent years, with the advent of the advanced information society, a large amount of data has been handled by computers (computer devices), and a large number of computers such as data centers are installed and managed in one room. ing. Under such circumstances, a large amount of heat is generated from the computer, causing malfunction or failure, and thus means for cooling the computer is required.

図1は、一般的な中・大規模計算機ルームの構造を示す模式図である。この図1に示すように、計算機ルームの室内は、機器設置エリア10と、フリーアクセスフロア15とに分離されている。機器設置エリア10には複数のラック(サーバラック)11が配置されており、各ラック11にはそれぞれ複数の計算機(ブレードサーバ等)が収納されている。また、機器設置エリア10には、管理者が通行するための通路や計算機の管理に必要な管理スペースが設けられている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a general medium / large-scale computer room. As shown in FIG. 1, the room of the computer room is divided into an equipment installation area 10 and a free access floor 15. A plurality of racks (server racks) 11 are arranged in the device installation area 10, and each rack 11 stores a plurality of computers (blade servers, etc.). In addition, the device installation area 10 is provided with a management space necessary for management of a passage and a computer for the administrator to pass.

フリーアクセスフロア15は、機器設置エリア10の床下に設けられている。このフリーアクセスフロア15には、各ラック11に接続される電力ケーブルや通信ケーブル等の各種ケーブル16がケーブルダクト17に収納されて配置されている。   The free access floor 15 is provided under the floor of the equipment installation area 10. On the free access floor 15, various cables 16 such as power cables and communication cables connected to the racks 11 are accommodated in a cable duct 17.

フリーアクセスフロア15には、空調機19から冷風が供給される。機器設置エリア10の床下には通風口(グリル)12が設けられており、この通風口12を介してフリーアクセスフロア15からラック11の吸気口近傍に冷風を供給し、ラック11内の計算機を冷却するようになっている。   Cold air is supplied from the air conditioner 19 to the free access floor 15. A ventilation opening (grill) 12 is provided under the floor of the equipment installation area 10. Cold air is supplied from the free access floor 15 to the vicinity of the intake opening of the rack 11 through the ventilation opening 12, and the computers in the rack 11 are connected. It is designed to cool.

ところで、省エネルギー及び地球温暖化防止の観点から、データセンターで消費する電力の削減が要望されている。このため、データセンターにおいても、単に計算機を冷却するのではなく、計算機の使用状況に応じて空調設備等を適切に制御することが求められている。   By the way, from the viewpoint of energy saving and prevention of global warming, reduction of electric power consumed in the data center is demanded. For this reason, even in data centers, it is required not to simply cool the computer, but to appropriately control the air conditioning equipment and the like according to the usage status of the computer.

なお、長距離の温度計測を可能とするために光ファイバ式分布温度測定装置、コンピュータ及び光スイッチにより構成される装置を複数組用い、それらの装置間を光ファイバで接続して光ファイバ温度分布測定システムとする技術や、複数系統の照明設備毎に光ファイバ温度センサを設け、これら複数の光ファイバ温度センサと光ファイバ温度検出器との間に切替器(ラインセレクタ)を配置して照明設備を監視する技術や、道路の長さ方向に沿って複数の光ファイバを敷設して各光ファイバにより道路の温度分布を個別に計測し、それらの計測データを監視局に送信して監視局で一括管理する技術が知られている。また、光ファイバ式温度計を利用して風速を測定する技術が知られている。   In order to enable long-distance temperature measurement, a set of optical fiber type distributed temperature measuring devices, computers and optical switches are used. The technology of the measurement system and an optical fiber temperature sensor for each of multiple systems of lighting equipment, and a switch (line selector) placed between these optical fiber temperature sensors and the optical fiber temperature detector. Technology to monitor the temperature, and laying multiple optical fibers along the length of the road, individually measuring the temperature distribution of the road with each optical fiber, and sending those measurement data to the monitoring station Technology for batch management is known. A technique for measuring wind speed using an optical fiber thermometer is also known.

特開平7−159244号公報JP 7-159244 A 特開平7−135692号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-135692 特開2001−296189号公報JP 2001-296189 A 特開2002−267242号公報JP 2002-267242 A 特開2008−27888号公報JP 2008-27888 A 特開平5−107121号公報JP-A-5-107121 特開平6−174561号公報JP-A-6-174561

熱による計算機の誤動作や故障を回避しつつデータセンターで消費する電力を削減するためには、計算機ルームの温度分布を随時計測し、その計測結果に応じて空調設備等を適宜制御する必要がある。計算機ルームの温度分布を計測するためには、例えばフリーアクセスフロアやラック内に複数の温度センサ(温度センサIC又は熱電対等)を設置することが考えられる。しかし、計算機ルームには多数のラックが設置されているので、温度センサの数が膨大になり、温度センサの設置や保守管理に要する費用が高くなるという問題がある。また、温度センサの数が多くなると故障が発生する割合も高くなるため、信頼性が十分でないという問題もある。   In order to reduce power consumption in the data center while avoiding malfunctions and failures of computers due to heat, it is necessary to measure the temperature distribution of the computer room as needed and to control the air conditioning equipment etc. as appropriate according to the measurement results. . In order to measure the temperature distribution in the computer room, it is conceivable to install a plurality of temperature sensors (such as temperature sensor ICs or thermocouples) in a free access floor or rack, for example. However, since a large number of racks are installed in the computer room, the number of temperature sensors becomes enormous, and there is a problem that the cost required for installation and maintenance management of the temperature sensors increases. Moreover, since the rate of failure increases as the number of temperature sensors increases, there is also a problem that the reliability is not sufficient.

そこで、光ファイバを用いて計算機ルーム内(ラック内及びフリーアクセスフロアを含む)の温度分布を監視することが提案されている。しかしながら、現状では、計算機ルームの温度分布の計測に適した光ファイバの敷設方法や、温度計測結果をどのように空調設備等の運転に反映させるかなどの技術が確立されていない。   Therefore, it has been proposed to monitor the temperature distribution in the computer room (including the rack and the free access floor) using optical fibers. However, at present, techniques such as an optical fiber laying method suitable for measuring a temperature distribution in a computer room and how to reflect a temperature measurement result in the operation of an air conditioner or the like have not been established.

以上から、計算機ルームの温度分布を効率的かつ精度よく測定できる光ファイバを用いた計算機ルームの温度計測方法を提供することを目的とする。また、光ファイバを用いた温度計測結果に基づいて空調設備等を適切に制御して計算機ルームの消費電力を抑制する計算機ルームの温度制御システムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a computer room temperature measurement method using an optical fiber that can efficiently and accurately measure the temperature distribution of the computer room. It is another object of the present invention to provide a computer room temperature control system that appropriately controls air conditioning equipment and the like based on temperature measurement results using an optical fiber and suppresses power consumption of the computer room.

更に、ラック等の空間内を通るエアーの風量を良好な精度で測定できる風量測定装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an air volume measuring device capable of measuring the air volume of air passing through a space such as a rack with good accuracy.

更にまた、光ファイバを用いてラック等の空間内の発熱量を測定する発熱量測定装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a calorific value measuring device that measures the calorific value in a space such as a rack using an optical fiber.

一観点によれば、複数の計算機又はストレージを収納するラックを複数台設置した計算機ルームの温度計測方法において、前記複数台のラックの内側及び外側の少なくとも一方に設定された複数の第1の温度計測ポイントを通るように第1の光ファイバを敷設し、前記複数台のラックの内側及び外側の少なくとも一方に設定されて前記第1の温度計測ポイントよりもピーク温度が高い複数の第2の温度計測ポイントを通るように第2の光ファイバを敷設し、前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバにそれぞれレーザ光を導入し、後方散乱光を検出して前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバの長さ方向に沿った温度分布を計測する計算機ルームの温度計測方法が提供される。   According to one aspect, in the temperature measurement method for a computer room in which a plurality of racks for storing a plurality of computers or storages are installed, a plurality of first temperatures set at least one of the inside and the outside of the plurality of racks. A first optical fiber is laid so as to pass through the measurement point, and a plurality of second temperatures set at least one of the inside and the outside of the plurality of racks and having a peak temperature higher than that of the first temperature measurement point A second optical fiber is laid so as to pass through the measurement point, laser light is introduced into each of the first optical fiber and the second optical fiber, and backscattered light is detected to detect the first optical fiber and A computer room temperature measurement method for measuring a temperature distribution along the length direction of the second optical fiber is provided.

光ファイバによる温度計測では、計測ポイント間の距離が短くかつ温度差が大きい場合に、計測誤差が大きくなる。この場合、例えば計測ポイントに光ファイバを巻回して配置し、隣接する計測ポイント間の距離を実質的に大きくすることが考えられる。しかし、その場合はラック1台当たりの光ファイバの長さが長くなり、コストが増大するという欠点がある。   In temperature measurement using an optical fiber, a measurement error increases when the distance between measurement points is short and the temperature difference is large. In this case, for example, it is conceivable that an optical fiber is wound around the measurement point and the distance between adjacent measurement points is substantially increased. However, in this case, there is a disadvantage that the length of the optical fiber per rack becomes long and the cost increases.

上記した一観点においては、比較的低温の計測ポイント(第1の計測ポイント)を通るように敷設された第1の光ファイバと、比較的高温の計測ポイント(第2の計測ポイント)を通るように敷設された第2の光ファイバとにより計算機ルーム内の温度分布を計測する。光ファイバを上記のように敷設することにより、隣接する計測ポイント間の温度差が小さくなり、計測誤差も小さくなる。   In the above-described one aspect, the first optical fiber laid so as to pass through the relatively low temperature measurement point (first measurement point) and the relatively high temperature measurement point (second measurement point) are passed. The temperature distribution in the computer room is measured with the second optical fiber laid on the wall. By laying the optical fiber as described above, the temperature difference between adjacent measurement points is reduced, and the measurement error is also reduced.

なお、第1の光ファイバ及び第2の光ファイバは個別の光ファイバでもよく、1本の光ファイバの一部(往路)を第1の光ファイバとし、他の一部(復路)を第2の光ファイバとしてもよい。   The first optical fiber and the second optical fiber may be individual optical fibers, and a part (outward path) of one optical fiber is used as the first optical fiber and the other part (return path) is used as the second optical fiber. It is good also as an optical fiber.

他の観点によれば、複数の計算機又はストレージを収納するラックを複数台設置した計算機ルームの温度制御システムにおいて、前記計算機ルーム内に設定された計測ポイントの目標温度が設定される制御部と、前記計算機ルーム内に敷設した光ファイバにより前記計測ポイントの温度を計測する光ファイバ検出器と、前記計算機ルーム内に設置された空調冷却設備とを有し、前記制御部が、前記光ファイバ検出器により計測した前記計測ポイントの温度が前記目標温度となるように前記空調冷却設備を制御する温度制御システムが提供される。   According to another aspect, in a temperature control system for a computer room in which a plurality of racks for storing a plurality of computers or storages are installed, a control unit in which a target temperature of a measurement point set in the computer room is set; An optical fiber detector that measures the temperature of the measurement point with an optical fiber installed in the computer room; and an air-conditioning cooling facility installed in the computer room, and the control unit includes the optical fiber detector. There is provided a temperature control system for controlling the air conditioning cooling equipment so that the temperature of the measurement point measured by the above becomes the target temperature.

上記観点においては、光ファイバ検出器により計算機ルーム内の温度分布を計測する。光ファイバ検出器を用いることにより、計算機ルーム内の温度分布をリアルタイムで計測することができる。制御部は、光ファイバ検出器による温度分布計測結果に基づいて、各計測ポイントの温度が目標値となるように空調冷却設備(空調機、冷却用ファン、冷水供給ポンプ及びグリル調整機構等)を制御する。その結果、計算機ルーム内の温度分布は変化するが、温度変化は光ファイバ検出器により検出されて制御部に伝達される。   In the above viewpoint, the temperature distribution in the computer room is measured by the optical fiber detector. By using the optical fiber detector, the temperature distribution in the computer room can be measured in real time. Based on the temperature distribution measurement result by the optical fiber detector, the control unit installs air conditioning cooling equipment (air conditioner, cooling fan, chilled water supply pump, grill adjustment mechanism, etc.) so that the temperature at each measurement point becomes the target value. Control. As a result, the temperature distribution in the computer room changes, but the temperature change is detected by the optical fiber detector and transmitted to the controller.

このように、上記観点においては、光ファイバ検出器により計算機ルーム内の計測ポイントの温度がリアルタイムに計測され、その結果に基づいて制御部により空調冷却設備が制御される。これにより、熱だまりや過冷却等が適切に回避され、計算機ルームの消費電力を低減することができる。   Thus, in the above viewpoint, the temperature of the measurement point in the computer room is measured in real time by the optical fiber detector, and the air conditioning cooling equipment is controlled by the control unit based on the result. Thereby, accumulation of heat, supercooling, etc. can be avoided appropriately, and the power consumption of the computer room can be reduced.

更に他の観点によれば、複数の計算機を収納するラックを複数台設置した計算機ルームの温度制御システムにおいて、前記計算機ルーム内に設定された計測ポイントの目標温度が設定される制御部と、前記計算機ルーム内に敷設した光ファイバにより前記計測ポイントの温度を計測する光ファイバ検出器と、新規ジョブの計算量に応じて前記新規ジョブを処理する計算機を決定する負荷分散サーバと、計算量とCPU(Central Processing Unit)温度との関係を記憶したデータベースを備え、前記データベースを用いて前記新規ジョブの計算量に応じた信号を前記制御部に出力する状態変数保存部とを有し、前記制御部が、前記目標温度と、前記光ファイバ検出器による温度計測結果と、前記状態変数保存部から出力される前記信号とに応じて前記計算機ルームに設けられた空調冷却設備を制御する温度制御システムが提供される。   According to still another aspect, in a computer room temperature control system in which a plurality of racks for storing a plurality of computers are installed, a control unit in which a target temperature of a measurement point set in the computer room is set; An optical fiber detector that measures the temperature of the measurement point by an optical fiber laid in a computer room, a load balancing server that determines a computer that processes the new job according to the calculation amount of the new job, a calculation amount, and a CPU (Central Processing Unit) comprising a database storing the relationship with temperature, and having a state variable storage unit for outputting a signal corresponding to the calculation amount of the new job to the control unit using the database, and the control unit According to the target temperature, the temperature measurement result by the optical fiber detector, and the signal output from the state variable storage unit. Temperature control system for controlling the air-conditioning cooling system provided in the calculation unit room are provided.

上記観点に係る温度制御システムは、新規ジョブを処理する計算機を決定する負荷分散サーバと、計算量とCPU温度との関係を記憶したデータベースを備えた状態変数保存部とを有している。   The temperature control system according to the above aspect includes a load distribution server that determines a computer that processes a new job, and a state variable storage unit that includes a database that stores the relationship between the calculation amount and the CPU temperature.

新規ジョブが投入されると、負荷分散サーバは新規ジョブを処理する計算機を決定するとともに、状態変数保存部に新規ジョブの計算量を示す情報を出力する。状態情報保存部は、データベースを参照し、新規ジョブの計算量に応じた信号を制御部に出力する。制御部は、目標温度と、光ファイバ検出器により計測された計測ポイントにおける温度と、状態保存部から出力された信号とに基づいて空調冷却設備(空調機、冷却用ファン、冷却水供給ポンプ及びグリル調整機構等)を制御する。   When a new job is input, the load distribution server determines a computer that processes the new job and outputs information indicating the calculation amount of the new job to the state variable storage unit. The state information storage unit refers to the database and outputs a signal corresponding to the calculation amount of the new job to the control unit. Based on the target temperature, the temperature at the measurement point measured by the optical fiber detector, and the signal output from the state storage unit, the control unit is equipped with air conditioning cooling equipment (air conditioner, cooling fan, cooling water supply pump, Control the grill adjustment mechanism.

上記観点においては、状態変数保存部のデータベースに計算量とCPU温度との関係が記憶されているので、制御部は、計算機がジョブの処理を開始する前又はジョブの処理を開始すると同時にその計算機に関係する空調冷却設備を制御し、計算機の温度上昇を抑制することができる。   In the above aspect, since the relation between the calculation amount and the CPU temperature is stored in the database of the state variable storage unit, the control unit can execute the computer before the computer starts the job processing or at the same time as the job processing starts. It is possible to control the air conditioning cooling equipment related to the, and to suppress the temperature rise of the computer.

一般的に、温度が高くなるほどCPU(トランジスタ)のリーク電流が多くなり、計算機の消費電力が多くなる。上記温度制御システムにおいては、計算機が新規ジョブの処理を開始する前又は開始すると同時に、計算機の温度上昇が抑制されるように空調冷却設備を制御するので、計算機ルームの消費電力をより一層低減することができる。   In general, the higher the temperature, the greater the leakage current of the CPU (transistor), and the greater the power consumption of the computer. In the above temperature control system, the air conditioning cooling equipment is controlled so that the temperature rise of the computer is suppressed before or simultaneously with the start of processing of a new job by the computer, thereby further reducing the power consumption of the computer room. be able to.

更に他の一観点によれば、吸気口及び排気口を備え内部に発熱体が収納される容器の前記吸気口及び排気口にそれぞれ敷設された光ファイバと、前記光ファイバにレーザ光を導入し、後方散乱光を検出して前記吸気口及び排気口における平均温度を測定する光ファイバ検出器と、前記光ファイバ検出器で検出した前記吸気口及び排気口の平均温度の差と前記発熱体の発熱量とから前記吸気口及び排気口を通流するエアーの量を算出する演算部とを有する風量測定装置が提供される。   According to still another aspect, an optical fiber laid on each of the air inlet and the air outlet of a container having an air inlet and an air outlet and housing a heating element therein, and laser light is introduced into the optical fiber. An optical fiber detector that detects backscattered light and measures the average temperature at the intake and exhaust ports, and the difference in average temperature between the intake and exhaust ports detected by the optical fiber detector and the heating element There is provided an air volume measuring device having an arithmetic unit for calculating an amount of air flowing through the intake port and the exhaust port from a calorific value.

発熱体が収納される容器(ラック及び電子機器の筺体等)を通流するエアーの量は、当該容器の吸気口及び排気口を通流するエアーの平均温度と、前記発熱体から発生する熱量により算出することができる。発熱体から発生する熱量は、例えば発熱体で消費される電力を測定することにより比較的正確に把握することができる。   The amount of air flowing through a container (such as a rack and an electronic device housing) in which a heating element is stored is the average temperature of the air flowing through the intake and exhaust ports of the container and the amount of heat generated from the heating element. Can be calculated. The amount of heat generated from the heating element can be grasped relatively accurately, for example, by measuring the power consumed by the heating element.

一方、容器の吸気口及び排気口を通流するエアーの平均温度は、例えば熱電対等の温度センサを多数配置し、それらの検出温度の平均値を算出することにより求めることが考えられる。しかし、その場合は温度センサの数が多くなり、設置や保守管理に要するコストが多くなるという問題がある。そこで、上記風量測定方法においては、温度センサとして光ファイバを用いる。温度センサとして光ファイバを用いた場合は、測定領域に配置された光ファイバ全体で温度を計測するため、広い範囲の平均温度を容易にかつ高い精度で検出することができる。これにより、容器内に通流するエアーの量(風量)を精度よく求めることができる。   On the other hand, it is conceivable that the average temperature of the air flowing through the intake port and the exhaust port of the container is obtained by arranging a number of temperature sensors such as thermocouples and calculating the average value of the detected temperatures. However, in that case, there is a problem that the number of temperature sensors increases and the cost required for installation and maintenance management increases. Therefore, in the air flow measurement method, an optical fiber is used as the temperature sensor. When an optical fiber is used as the temperature sensor, the temperature is measured with the entire optical fiber arranged in the measurement region, so that a wide range of average temperatures can be detected easily and with high accuracy. Thereby, the amount of air (air volume) flowing through the container can be obtained with high accuracy.

更に、他の一観点によれば、吸気口及び排気口を備え内部に発熱体が収納される容器の前記吸気口及び排気口にそれぞれ敷設された温度測定用光ファイバと、前記容器の吸気口又は排気口に敷設されてエアーの平均流速を測定する風速測定用光ファイバと、前記温度測定用光ファイバ及び前記風速測定用光ファイバにレーザ光を導入し、後方散乱光を検出して前記容器の吸気口及び排気口の平均温度を測定するとともに、前記容器の吸気口又は排気口におけるエアーの平均流速を測定する光検出器と、前記光検出器で検出した前記吸気口及び排気口における平均温度の差と前記容器の吸気口又は排気口におけるエアーの平均流速とから前記発熱体の発熱量を算出する演算部とを有する発熱量測定装置が提供される。   Furthermore, according to another aspect, the temperature measuring optical fiber laid on each of the air inlet and the air outlet of the container having an air inlet and an air outlet and housing the heating element therein, and the air inlet of the container Alternatively, an optical fiber for measuring wind speed that is installed in an exhaust port and measures the average flow velocity of air, and a laser beam is introduced into the optical fiber for temperature measurement and the optical fiber for wind speed measurement to detect backscattered light, and the container Measuring the average temperature of the intake and exhaust ports of the container, and measuring the average flow velocity of air at the intake and exhaust ports of the container, and the average at the intake and exhaust ports detected by the photodetector There is provided a calorific value measuring device having a calculation unit for calculating a calorific value of the heating element from a difference in temperature and an average air flow velocity at the inlet or exhaust port of the container.

光ファイバを用いて流体の流速を測定する技術が知られている。光ファイバを用いて容器の吸気口又は排気口を通流するエアーの流速を測定するとともに、例えば光ファイバを用いて吸気口及び排気口における平均温度を測定することにより、容器内の発熱体で発生する熱量を求めることができる。光ファイバを用いることにより吸気口又は排気口を通流するエアーの平均流量を精度よく測定することができ、その結果発熱量を精度よく求めることができる。   A technique for measuring the flow velocity of a fluid using an optical fiber is known. The flow rate of air flowing through the intake or exhaust port of the container is measured using an optical fiber, and the average temperature at the intake and exhaust ports is measured using, for example, an optical fiber. The amount of heat generated can be determined. By using the optical fiber, it is possible to accurately measure the average flow rate of the air flowing through the intake port or the exhaust port, and as a result, the calorific value can be obtained with high accuracy.

図1は、一般的な中・大規模計算機ルームの構造を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a general medium / large-scale computer room. 図2は、光ファイバを用いた温度分布測定装置の構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a temperature distribution measuring apparatus using an optical fiber. 図3は、後方散乱光のスペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a spectrum of backscattered light. 図4は、ラマン散乱光の強度の時系列分布の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time-series distribution of the intensity of Raman scattered light. 図5は、図4のラマン散乱光の強度の時系列分布を基にI1/I2比を時間毎に計算し、且つ図4の横軸(時間)を距離に換算し、縦軸(信号強度)を温度に換算した結果を示す図である。5 calculates the I 1 / I 2 ratio for each time based on the time-series distribution of the intensity of Raman scattered light in FIG. 4 and converts the horizontal axis (time) in FIG. It is a figure which shows the result of having converted signal intensity | strength) into temperature. 図6は、計算機ルームに配置されたラックを示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing racks arranged in the computer room. 図7は、光ファイバの敷設の第1の例(比較例)を示す模式図(側面図)である。FIG. 7 is a schematic diagram (side view) showing a first example (comparative example) of laying optical fibers. 図8は、光ファイバの敷設の第1の例(比較例)を示す模式図(上面図)である。FIG. 8 is a schematic diagram (top view) showing a first example (comparative example) of laying optical fibers. 図9は、温度が25℃の環境に光ファイバを配置し、光源から5mの位置を中心に80℃の熱をステップ型温度分布となるように印加した場合の計測温度分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a measured temperature distribution when an optical fiber is arranged in an environment having a temperature of 25 ° C. and heat of 80 ° C. is applied so as to form a step-type temperature distribution centering on a position 5 m from the light source. . 図10は、図7,図8のように光ファイバを敷設したときの実温度分布と計測温度分布とを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the actual temperature distribution and the measured temperature distribution when the optical fiber is laid as shown in FIGS. 図11は、光ファイバの敷設の第2の例(比較例)を示す模式図(側面図)である。FIG. 11 is a schematic diagram (side view) showing a second example (comparative example) of laying optical fibers. 図12は、光ファイバの敷設の第2の例(比較例)を示す模式図(上面図)である。FIG. 12 is a schematic diagram (top view) showing a second example (comparative example) of laying optical fibers. 図13は、図11,図12に示すように光ファイバを敷設したときの実温度分布と計測温度分布とを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an actual temperature distribution and a measured temperature distribution when an optical fiber is laid as shown in FIGS. 図14は、光ファイバの敷設の第3の例(実施例)を示す模式図(側面図)である。FIG. 14 is a schematic diagram (side view) showing a third example (example) of laying optical fibers. 図15は、光ファイバの敷設の第3の例(実施例)を示す模式図(上面図)である。FIG. 15 is a schematic diagram (top view) showing a third example (example) of laying optical fibers. 図16は、図14,図15に示すように第2の光ファイバを敷設したときの実温度分布と計測温度分布とを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an actual temperature distribution and a measured temperature distribution when the second optical fiber is laid as shown in FIGS. 14 and 15. 図17は、図14,図15に示すように第1の光ファイバを敷設したときの実温度分布と計測温度分布とを示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an actual temperature distribution and a measured temperature distribution when the first optical fiber is laid as shown in FIGS. 14 and 15. 図18は、光ファイバの敷設の第4の例(実施例)を示す模式図(側面図)である。FIG. 18 is a schematic diagram (side view) showing a fourth example (example) of laying optical fibers. 図19は、光ファイバの敷設の第4の例(実施例)を示す模式図(上面図)である。FIG. 19 is a schematic diagram (top view) showing a fourth example (example) of laying optical fibers. 図20は、図18,図19に示すように第2の光ファイバを敷設したときの実温度分布と計測温度分布とを示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an actual temperature distribution and a measured temperature distribution when the second optical fiber is laid as shown in FIGS. 18 and 19. 図21は、1チャンネルのシングルエンド方式光ファイバ検出器を2台使用して温度計測を行う例を示す模式図である。FIG. 21 is a schematic diagram illustrating an example in which temperature measurement is performed using two single-channel single-ended optical fiber detectors. 図22は、2チャンネルのシングルエンド方式光ファイバ検出器を使用して温度計測を行う例を示す模式図である。FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of temperature measurement using a two-channel single-ended optical fiber detector. 図23は、2チャンネルのループ方式光ファイバ検出器を用いて温度計測を行う例を示す模式図である。FIG. 23 is a schematic diagram showing an example in which temperature measurement is performed using a two-channel loop optical fiber detector. 図24は1チャンネルのループ方式光ファイバ検出器を用いて温度計測を行う例を示す模式図である。FIG. 24 is a schematic diagram showing an example of temperature measurement using a one-channel loop optical fiber detector. 図25は、実施形態に係る計算機ルームの温度制御システムの第1の構成例を示す模式図である。FIG. 25 is a schematic diagram illustrating a first configuration example of a temperature control system for a computer room according to the embodiment. 図26は、第1の構成例における温度制御方法の概念を示す概念図である。FIG. 26 is a conceptual diagram showing the concept of the temperature control method in the first configuration example. 図27は、実施形態に係る計算機ルームの温度制御システムの第2の構成例を示す模式図である。FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a second configuration example of a temperature control system for a computer room according to the embodiment. 図28は、第2の構成例における温度制御方法の概念を示す概念図である。FIG. 28 is a conceptual diagram showing the concept of the temperature control method in the second configuration example. 図29は、水冷及び空冷を組み合わせたハイブリッド冷却方式に適用した実施形態の例を示す模式図である。FIG. 29 is a schematic diagram showing an example of an embodiment applied to a hybrid cooling method combining water cooling and air cooling. 図30は、実施形態に係る風量測定装置及び風量測定方法を示す模式図である。FIG. 30 is a schematic diagram illustrating an air volume measuring device and an air volume measuring method according to the embodiment. 図31は、風量測定方法の実施例における光ファイバの敷設状態を示す模式図ある。FIG. 31 is a schematic diagram showing an installed state of the optical fiber in the embodiment of the air volume measuring method. 図32は、風量測定方法の比較例におけるポイント測定型温度センサ(熱電対)の敷設状態を示す模式図ある。FIG. 32 is a schematic diagram showing a laying state of the point measurement type temperature sensor (thermocouple) in the comparative example of the air volume measuring method. 図33は、ポイント測定型温度センサ(熱電対)により計測した各計測ポイントの温度の例を示す図である。FIG. 33 is a diagram illustrating an example of the temperature at each measurement point measured by a point measurement type temperature sensor (thermocouple). 図34は、光ファイバ及び熱電対で計測した吸気側の計測温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。FIG. 34 is a diagram showing the result of simulating the measured temperature distribution on the intake side measured with an optical fiber and a thermocouple. 図35は、光ファイバ及び熱電対で計測した排気側の計測温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing the result of simulating the measured temperature distribution on the exhaust side measured with an optical fiber and a thermocouple. 図36は、実施例及び比較例における平均温度、風量及び風速の測定結果をまとめて示す図である。FIG. 36 is a diagram collectively showing measurement results of average temperature, air volume, and wind speed in Examples and Comparative Examples. 図37は、実施形態に係る発熱量測定装置及び発熱量測定方法を示す模式図である。FIG. 37 is a schematic diagram illustrating a calorific value measuring device and a calorific value measuring method according to the embodiment.

(温度分布測定)
次に、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
(Temperature distribution measurement)
Next, before describing the embodiment, a preliminary matter for facilitating understanding of the embodiment will be described.

図2は光ファイバを用いた温度分布測定装置の構成を示す模式図である。また、図3は後方散乱光のスペクトルを示す図である。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a temperature distribution measuring apparatus using an optical fiber. Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the spectrum of backscattered light.

図2に示すように、温度分布測定装置は、レーザ光源21と、レンズ22a,22bと、ビームスプリッタ23と、光ファイバ24と、波長分離部25と、光検出器26とにより構成されている。   As shown in FIG. 2, the temperature distribution measuring apparatus includes a laser light source 21, lenses 22 a and 22 b, a beam splitter 23, an optical fiber 24, a wavelength separation unit 25, and a photodetector 26. .

レーザ光源21からは、所定のパルス幅のレーザ光が一定の周期で出力される。このレーザ光は、レンズ22a、ビームスプリッタ23及びレンズ22bを通って光ファイバ24の光源側端部から光ファイバ24内に進入する。なお、図2において、24aは光ファイバ24のコアを示し、24bは光ファイバ24のクラッドを示している。   Laser light having a predetermined pulse width is output from the laser light source 21 at a constant cycle. This laser light enters the optical fiber 24 from the light source side end of the optical fiber 24 through the lens 22a, the beam splitter 23, and the lens 22b. In FIG. 2, 24 a indicates the core of the optical fiber 24, and 24 b indicates the cladding of the optical fiber 24.

光ファイバ24内に侵入した光の一部は、光ファイバ24を構成する分子により後方散乱される。後方散乱光には、図3に示すように、レイリー(Rayleigh)散乱光と、ブリルアン(Brillouin)散乱光と、ラマン(Raman)散乱光とが含まれる。レイリー散乱光は入射光と同一波長の光であり、ブリルアン散乱光及びラマン散乱光は入射波長からシフトした波長の光である。   Part of the light that has entered the optical fiber 24 is backscattered by the molecules constituting the optical fiber 24. As shown in FIG. 3, the backscattered light includes Rayleigh scattered light, Brillouin scattered light, and Raman scattered light. Rayleigh scattered light is light having the same wavelength as incident light, and Brillouin scattered light and Raman scattered light are light having wavelengths shifted from the incident wavelength.

ラマン散乱光には、入射光よりも長波長側にシフトしたストークス光と、入射光よりも短波長側にシフトした反ストークス光とがある。ストークス光及び反ストークス光のシフト量はレーザ光の波長や光ファイバ24を構成する物質等に依存するが、通常50nm程度である。また、ストークス光及び反ストークス光の強度はいずれも温度により変化するが、ストークス光は温度による変化量が小さく、反ストークス光は温度による変化量が大きい。すなわち、ストークス光は温度依存性が小さく、反ストークス光は温度依存性が大きいということができる。   The Raman scattered light includes Stokes light shifted to a longer wavelength side than incident light and anti-Stokes light shifted to a shorter wavelength side than incident light. The shift amount of Stokes light and anti-Stokes light depends on the wavelength of the laser light, the material constituting the optical fiber 24, and the like, but is usually about 50 nm. Moreover, although both the intensity of Stokes light and anti-Stokes light changes with temperature, the amount of change of Stokes light with temperature is small, and the amount of change of anti-Stokes light with temperature is large. That is, it can be said that the Stokes light has a small temperature dependency, and the anti-Stokes light has a large temperature dependency.

これらの後方散乱光は、図2に示すように、光ファイバ24を戻って光源側端部から出射する。そして、レンズ22bを透過し、ビームスプリッタ23により反射されて、波長分離部25に進入する。   As shown in FIG. 2, these backscattered light returns through the optical fiber 24 and exits from the light source side end. Then, the light passes through the lens 22 b, is reflected by the beam splitter 23, and enters the wavelength separation unit 25.

波長分離部25は、波長に応じて光を透過又は反射するビームスプリッタ31a,31b,31cと、特定の波長の光のみを透過する光学フィルタ33a,33b,33cと、光学フィルタ33a,33b,33cを透過した光をそれぞれ光検出器26の受光部26a,26b,26cに集光する集光レンズ34a,34b,34cとにより構成されている。   The wavelength separator 25 includes beam splitters 31a, 31b, and 31c that transmit or reflect light according to the wavelength, optical filters 33a, 33b, and 33c that transmit only light of a specific wavelength, and optical filters 33a, 33b, and 33c. And condensing lenses 34a, 34b, and 34c for condensing the light that has passed through the light receiving portions 26a, 26b, and 26c of the photodetector 26, respectively.

波長分離部25に入射した光は、ビームスプリッタ31a,31b,31c及び光学フィルタ33a,33b,33cによりレイリー散乱光、ストークス光及び反ストークス光に分離され、光検出器26の受光部26a,26b,26cに入力される。その結果、受光部26a,26b,26cからはレイリー散乱光、ストークス光及び反ストークス光の強度に応じた信号が出力される。   The light incident on the wavelength separator 25 is separated into Rayleigh scattered light, Stokes light, and anti-Stokes light by the beam splitters 31a, 31b, 31c and the optical filters 33a, 33b, 33c, and the light receivers 26a, 26b of the photodetector 26. , 26c. As a result, signals corresponding to the intensity of Rayleigh scattered light, Stokes light, and anti-Stokes light are output from the light receiving units 26a, 26b, and 26c.

なお、光検出器26に入力される後方散乱光のパルス幅は光ファイバ24の長さに関係する。このため、レーザ光源21から出力されるレーザパルスの間隔は、各レーザパルスによる後方散乱光が重ならないように設定される。また、レーザ光のパワーが高すぎると誘導ラマン散乱状態になって正しい計測ができなくなる。このため、誘導ラマン散乱状態にならないようにレーザ光源21のパワーを制御することが重要である。   Note that the pulse width of the backscattered light input to the photodetector 26 is related to the length of the optical fiber 24. For this reason, the interval between the laser pulses output from the laser light source 21 is set so that the backscattered light from each laser pulse does not overlap. If the power of the laser beam is too high, a stimulated Raman scattering state occurs and correct measurement cannot be performed. For this reason, it is important to control the power of the laser light source 21 so as not to be in the stimulated Raman scattering state.

前述したように、ストークス光は温度依存性が小さく、反ストークス光は温度依存性が大きいので、両者の比により後方散乱が発生した位置の温度を評価することができる。ストークス光及び反ストークス光の強度比は、光ファイバ中のオプティカルフォノンの角周波数をωk、入射光の角周波数をω0、プランク定数をh、ボルツマン定数をk、温度をTとしたときに、以下の(1)式により表わされる。 As described above, since the Stokes light has a small temperature dependency and the anti-Stokes light has a large temperature dependency, the temperature at the position where the backscattering can be evaluated by the ratio between the two. The intensity ratio of Stokes light and anti-Stokes light is as follows when the optical phonon angular frequency in the optical fiber is ω k , the incident light angular frequency is ω 0 , the Planck constant is h, the Boltzmann constant is k, and the temperature is T: Is expressed by the following equation (1).

Figure 2009265083
Figure 2009265083

すなわち、ストークス光及び反ストークス光の強度比がわかれば、(1)式から後方散乱が発生した位置の温度を算出することができる。   That is, if the intensity ratio between Stokes light and anti-Stokes light is known, the temperature at the position where backscattering occurs can be calculated from equation (1).

ところで、光ファイバ24内で発生した後方散乱光は、光ファイバ24を戻る間に減衰する。そのため、後方散乱が発生した位置における温度を正しく評価するためには、光の減衰を考慮することが必要である。   By the way, the backscattered light generated in the optical fiber 24 is attenuated while returning through the optical fiber 24. Therefore, in order to correctly evaluate the temperature at the position where backscattering occurs, it is necessary to consider the attenuation of light.

図4は、横軸に時間をとり、縦軸に光検出器の受光部から出力される信号強度をとって、ラマン散乱光の強度の時系列分布の一例を示す図である。光ファイバにレーザパルスを入射した直後から一定の間、光検出器にはストークス光及び反ストークス光が検出される。光ファイバの全長にわたって温度が均一の場合、レーザパルスが光ファイバに入射した時点を基準とすると、信号強度は時間の経過とともに減少する。この場合、横軸の時間は光ファイバの光源側端部から後方散乱が発生した位置までの距離を示しており、信号強度の経時的な減少は光ファイバによる光の減衰を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time-series distribution of the intensity of Raman scattered light, with time on the horizontal axis and signal intensity output from the light receiving unit of the photodetector on the vertical axis. Stokes light and anti-Stokes light are detected by the photodetector for a certain period immediately after the laser pulse is incident on the optical fiber. When the temperature is uniform over the entire length of the optical fiber, the signal intensity decreases with the passage of time when the laser pulse is incident on the optical fiber. In this case, the time on the horizontal axis indicates the distance from the light source side end of the optical fiber to the position where backscattering occurs, and the decrease in signal intensity over time indicates the attenuation of light by the optical fiber.

光ファイバの長さ方向にわたって温度が均一でない場合、例えば長さ方向に沿って高温部及び低温部が存在する場合は、ストークス光及び反ストークス光の信号強度は一様に減衰するのではなく、図4に示すように信号強度の経時変化を示す曲線に山及び谷が現れる。図4において、ある時間tにおける反ストークス光の強度をI1、ストークス光の強度をI2とする。 When the temperature is not uniform over the length of the optical fiber, for example, when there are a high temperature portion and a low temperature portion along the length direction, the signal intensity of Stokes light and anti-Stokes light is not attenuated uniformly, As shown in FIG. 4, peaks and valleys appear on the curve indicating the change in signal intensity with time. In FIG. 4, the intensity of anti-Stokes light at a certain time t is I 1 , and the intensity of Stokes light is I 2 .

図5は、図4のラマン散乱光の強度の時系列分布を基にI1/I2比を時間毎に計算し、且つ図4の横軸(時間)を距離に換算し、縦軸(信号強度)を温度に換算した結果を示す図である。この図5に示すように、反ストークス光とストークス光との強度比(I1/I2)を計算することにより、光ファイバの長さ方向における温度分布を測定することができる。 5 calculates the I 1 / I 2 ratio for each time based on the time-series distribution of the intensity of Raman scattered light in FIG. 4 and converts the horizontal axis (time) in FIG. It is a figure which shows the result of having converted signal intensity | strength) into temperature. As shown in FIG. 5, the temperature distribution in the length direction of the optical fiber can be measured by calculating the intensity ratio (I 1 / I 2 ) between the anti-Stokes light and the Stokes light.

なお、後方散乱が発生した位置におけるラマン散乱光(ストークス光及び反ストークス光)の強度は温度により変化するが、レイリー散乱光の強度の温度依存性は無視できるほど小さい。従って、レイリー散乱光の強度から後方散乱が発生した位置を特定し、その位置に応じて光検出器で検出したストークス光及び反ストークス光の強度を補正することが好ましい。   Note that the intensity of Raman scattered light (Stokes light and anti-Stokes light) at the position where backscattering varies with temperature, but the temperature dependence of the intensity of Rayleigh scattered light is so small that it can be ignored. Therefore, it is preferable to specify the position where backscattering occurs from the intensity of Rayleigh scattered light, and to correct the intensity of Stokes light and anti-Stokes light detected by the photodetector according to the position.

図6は、計算機ルームに配置されたラックを示す側面図である。空調機からフリーアクセスフロア15に供給された冷風は、グリル(通風口)41を通って機器設置エリア10に供給される。ラック11の背面側には吸気口が設けられており、この吸気口を介してラック11内に冷風が取り込まれる。そして、ラック11内に収納されている各計算機(ブレードサーバ等)のCPU等を冷却した後、ラック11の前面側の排気口を介してラック11の外側に排出される。なお、本実施形態ではラック内に複数の計算機(ブレードサーバ等のコンピュータ)が収納されているものとしているが、複数のストレージ(記憶装置)が収納されているラックの内部又はそのラックの近傍の温度を計測する場合も、基本的な構成は同様である。   FIG. 6 is a side view showing racks arranged in the computer room. The cold air supplied from the air conditioner to the free access floor 15 is supplied to the equipment installation area 10 through the grill (ventilation opening) 41. An intake port is provided on the back side of the rack 11, and cold air is taken into the rack 11 through the intake port. And after cooling CPU etc. of each computer (blade server etc.) accommodated in the rack 11, it is discharged | emitted outside the rack 11 through the exhaust port of the front side of the rack 11. FIG. In this embodiment, it is assumed that a plurality of computers (computers such as blade servers) are stored in the rack, but the inside of the rack in which a plurality of storages (storage devices) are stored or in the vicinity of the rack. The basic configuration is the same when measuring temperature.

図6において、a〜eは空調冷却設備の制御に必要な温度計測ポイントを示している。aはフリーアクセスフロア15のグリル近傍の温度計測ポイント、bはラック11内の吸気口近傍の温度計測ポイント、cはラック11内に収納された計算機のCPU近傍の温度計測ポイント、dはラック11内の排気口近傍の温度計測ポイント、eはラック11の外側の排気口近傍の天井ゾーンの温度計測ポイントである。   In FIG. 6, a to e indicate temperature measurement points necessary for controlling the air conditioning cooling facility. a is a temperature measurement point near the grill of the free access floor 15, b is a temperature measurement point near the intake port in the rack 11, c is a temperature measurement point near the CPU of the computer stored in the rack 11, and d is the rack 11. The temperature measurement point in the vicinity of the inner exhaust port, e is the temperature measurement point of the ceiling zone near the exhaust port outside the rack 11.

図7,図8は光ファイバの敷設の第1の例(比較例)を示す模式図である。図7はラックを側方から見たときの光ファイバの敷設状態を示し、図8はラックを上から見たときの光ファイバの敷設状態を示している。なお、図8において、太い実線は機器設置エリア(ラック内を含む)10に配設された光ファイバを示し、太い破線はフリーアクセスフロア15に配設された光ファイバを示している。また、ここでは、ラック11内に3台の計算機が収納されているものとする。   7 and 8 are schematic views showing a first example (comparative example) of laying optical fibers. FIG. 7 shows the laid state of the optical fiber when the rack is viewed from the side, and FIG. 8 shows the laid state of the optical fiber when the rack is viewed from above. In FIG. 8, a thick solid line indicates an optical fiber disposed in the equipment installation area (including the inside of the rack) 10, and a thick broken line indicates an optical fiber disposed on the free access floor 15. Here, it is assumed that three computers are stored in the rack 11.

図7に示すように、第1の例では光ファイバ24を、フリーアクセスフロア15のグリル近傍a−ラック11内の吸気口近傍b−ラック11内の天板近傍f−ラック11の外側(前面側)の天井近傍e−ラック11内の排気口近傍d−各計算機のCPU近傍c−ラック11内の排気口近傍d−フリーアクセスフロア15の順に通るように敷設している。図7,図8には、各エリアにおける光ファイバ24の長さを併せて示している。ここで、ラック11から次のラック11までの光ファイバ24の長さを1.4mとすると、ラック1台当たりの光ファイバの長さは16m(=1+2.1+0.8+1+1.2+7+1.5+1.4)となる。   As shown in FIG. 7, in the first example, the optical fiber 24 is connected to the free access floor 15 in the vicinity of the grille a in the vicinity of the air inlet in the rack 11 b in the vicinity of the top plate in the rack 11 f in the outer side of the rack 11 (front surface). E) near the ceiling e-near the exhaust outlet in the rack 11-near the CPU of each computer c-near the exhaust outlet in the rack 11-free access floor 15 in this order. 7 and 8 also show the length of the optical fiber 24 in each area. Here, if the length of the optical fiber 24 from the rack 11 to the next rack 11 is 1.4 m, the length of the optical fiber per rack is 16 m (= 1 + 2.1 + 0.8 + 1 + 1.2 + 7 + 1.5 + 1.4). )

図9は、横軸に光ファイバの長さ方向の位置をとり、縦軸に温度をとって、温度が25℃の環境に光ファイバを配置し、光源から5mの位置を中心に80℃の熱をステップ型温度分布となるように印加した場合の計測温度分布を示す図である。ここで、加熱部の長さはそれぞれ40cm、1m、1.6m、2.2mとしている。この図9からわかるように、加熱部の長さが2mよりも短い場合は計測温度分布のピークは実温度よりも低く観測され、加熱部の長さが2m以上の場合は計測温度分布のピークと実温度とがほぼ一致する。   In FIG. 9, the horizontal axis represents the position in the length direction of the optical fiber, the vertical axis represents the temperature, the optical fiber is placed in an environment where the temperature is 25 ° C., and the temperature of 80 ° C. is about 5 m from the light source. It is a figure which shows measured temperature distribution at the time of applying heat so that it may become step type temperature distribution. Here, the length of the heating part is 40 cm, 1 m, 1.6 m, and 2.2 m, respectively. As can be seen from FIG. 9, when the length of the heating part is shorter than 2 m, the peak of the measured temperature distribution is observed lower than the actual temperature, and when the length of the heating part is 2 m or more, the peak of the measured temperature distribution is observed. And actual temperature almost match.

ラマン散乱を用いた光ファイバ温度計測は、図9のように低い空間周波数しかもたない計測方式である。このため、隣接する測定ポイントの温度分布が相互に重なり、実温度と計測温度との間に大きな差が発生することがある。図7に示す例では、各計算機のCPU間の間隔が狭いため、各CPUの近傍に光ファイバを巻回して配置し、各CPU近傍の温度検出精度を上げている。   Optical fiber temperature measurement using Raman scattering is a measurement method having only a low spatial frequency as shown in FIG. For this reason, the temperature distributions of adjacent measurement points overlap each other, and a large difference may occur between the actual temperature and the measured temperature. In the example shown in FIG. 7, since the interval between CPUs of each computer is narrow, an optical fiber is wound around each CPU to increase the temperature detection accuracy near each CPU.

図10は、図7,図8のように光ファイバ24を敷設したときの実温度分布(設定値:実線)と計測温度分布(予想値:一点鎖線)とを示している。ここでは、実温度分布として図10中に実線で示すような温度分布を設定し、その実温度分布に対しシミュレーションを行って理想的な計測を行った場合の計測温度分布を求めている。   FIG. 10 shows the actual temperature distribution (set value: solid line) and the measured temperature distribution (predicted value: one-dot chain line) when the optical fiber 24 is laid as shown in FIGS. Here, a temperature distribution as shown by a solid line in FIG. 10 is set as the actual temperature distribution, and the measured temperature distribution is obtained when ideal measurement is performed by performing simulation on the actual temperature distribution.

図9に示す応答特性から推測されるように、光ファイバを用いた温度計測では、急峻な温度分布の空間周波数特性を保持する部分(図10中に示すラック11内の天板近傍f及びラック11の外側の天井近傍e)でその変化に追従できず、実温度と計測温度との間に大きな差(約4℃)を生じている。ラック11内の天板近傍fの温度は空気(冷媒)のフローの監視に重要ではないため誤差が大きくても問題ないが、ラック11の外側の天井近傍eの温度は空気のフローの監視に重要であり、実温度と計測温度との差が大きいと空調冷却設備を適切に制御することができなくなる。空調冷却設備を適切に制御するためには、図6に示す計測ポイント、すなわちフリーアクセスフロア15のグリル近傍a、ラック11内の吸気口近傍b、各計算機のCPU近傍c、ラック11内の排気口近傍d及びラック11の外側(前面側)の天井近傍eにおける実温度と計測温度との差は2℃未満であることが好ましい。   As estimated from the response characteristics shown in FIG. 9, in the temperature measurement using the optical fiber, the portion holding the spatial frequency characteristics of the steep temperature distribution (the vicinity of the top plate f and the rack in the rack 11 shown in FIG. 10). 11 is not able to follow the change in the vicinity of the outside ceiling e), and there is a large difference (about 4 ° C.) between the actual temperature and the measured temperature. The temperature near the top f in the rack 11 is not important for monitoring the flow of air (refrigerant), so there is no problem even if there is a large error, but the temperature near the ceiling e outside the rack 11 is used for monitoring the air flow. It is important, and if the difference between the actual temperature and the measured temperature is large, the air conditioning cooling equipment cannot be controlled properly. In order to appropriately control the air-conditioning cooling equipment, the measurement points shown in FIG. 6, that is, the vicinity of the grille a of the free access floor 15, the vicinity of the intake port b in the rack 11, the vicinity c of the CPU of each computer, the exhaust in the rack 11 The difference between the actual temperature and the measured temperature in the vicinity of the mouth d and the vicinity of the ceiling e on the outside (front side) of the rack 11 is preferably less than 2 ° C.

図11,図12は、光ファイバの敷設の第2の例(比較例)を示す模式図である。図11はラックを側方から見たときの光ファイバの敷設状態を示し、図12はラックを上から見たときの光ファイバの敷設状態を示している。なお、図12において、太い実線は機器設置エリア(ラック内を含む)10に配設された光ファイバを示し、太い破線はフリーアクセスフロア15に配設された光ファイバを示している。また、図11,図12には、各エリアにおける光ファイバの長さを併せて示している。   11 and 12 are schematic views showing a second example (comparative example) of laying optical fibers. FIG. 11 shows the laid state of the optical fiber when the rack is viewed from the side, and FIG. 12 shows the laid state of the optical fiber when the rack is viewed from above. In FIG. 12, a thick solid line indicates an optical fiber disposed in the equipment installation area (including the inside of the rack) 10, and a thick broken line indicates an optical fiber disposed on the free access floor 15. 11 and 12 also show the length of the optical fiber in each area.

通常、計算機は、CPUの温度(CPU接合温度)を検出するセンサを内蔵している。この第2の例では、CPUの温度は計算機に内蔵されたセンサにより測定するものとし、光ファイバではCPU近傍の温度の計測は行わないとしている。この図11,図12のように光ファイバ24を敷設した場合は、ラック11から次のラック11までの間の光ファイバ24の長さを1.4mとすると、1台のラック当たりの光ファイバの長さは9.4m(=1+2.1+0.8+0.5+1+0.5+2.1+1.4)となる。   Usually, the computer has a built-in sensor for detecting the temperature of the CPU (CPU junction temperature). In this second example, the temperature of the CPU is measured by a sensor built in the computer, and the temperature near the CPU is not measured in the optical fiber. 11 and 12, when the optical fiber 24 is laid, if the length of the optical fiber 24 from the rack 11 to the next rack 11 is 1.4 m, the optical fiber per rack Is 9.4 m (= 1 + 2.1 + 0.8 + 0.5 + 1 + 0.5 + 2.1 + 1.4).

図13は、図11,図12に示すように光ファイバ24を敷設したときの実温度分布(設定値:実線)と計測温度分布(予想値:一点鎖線)とを示している。この図13からわかるように、図11,図12のように光ファイバ24を敷設した場合も、ラック11内の天板近傍f、ラック11内の排気口近傍d及びラック11の外側の天井近傍eにおける実温度と計測温度との間には2℃以上の差が発生する。   FIG. 13 shows an actual temperature distribution (set value: solid line) and a measured temperature distribution (predicted value: one-dot chain line) when the optical fiber 24 is laid as shown in FIGS. As can be seen from FIG. 13, even when the optical fiber 24 is laid as shown in FIGS. 11 and 12, the vicinity of the top plate f in the rack 11, the vicinity of the exhaust outlet d in the rack 11, and the vicinity of the ceiling outside the rack 11. A difference of 2 ° C. or more occurs between the actual temperature at e and the measured temperature.

図14,図15は、光ファイバの敷設の第3の例(実施例)を示す模式図である。図14はラックを側方から見たときの光ファイバの敷設状態を示し、図15はラックを上から見たときの光ファイバの敷設状態を示している。なお、図15において、太い実線は機器設置エリア(ラック内を含む)10に配設された光ファイバを示し、太い破線はフリーアクセスフロア15に配設された光ファイバを示している。また、図14,図15には、各エリアにおける光ファイバの長さを併せて示している。   14 and 15 are schematic views showing a third example (example) of laying optical fibers. FIG. 14 shows the laid state of the optical fiber when the rack is viewed from the side, and FIG. 15 shows the laid state of the optical fiber when the rack is viewed from above. In FIG. 15, a thick solid line indicates an optical fiber disposed in the equipment installation area (including the inside of the rack) 10, and a thick broken line indicates an optical fiber disposed on the free access floor 15. 14 and 15 also show the length of the optical fiber in each area.

この第3の例では、ピーク温度が比較的低い温度計測ポイント、すなわちフリーアクセスフロア15のグリル近傍a及びラック内11内の吸気口近傍bの温度を計測するための第1の光ファイバ24aと、ピーク温度が比較的高い温度計測ポイント、すなわちラック11内のCPU近傍c、排気口近傍d及びラック11の外側の天井近傍eの温度を計測するための第2の光ファイバ24bとの2本の光ファイバを敷設する。このように敷設した場合、第1の光ファイバ24aのラック1台当たりのファイバ長は3.6m(=1+0.9+0.7)、第2の光ファイバ24bのラック1台当たりのファイバ長は10.4m(=1+1.2+0.5+0.7)となり、ラック1台当たりの第1及び第2の光ファイバ24a,24bの合計のファイバ長は14mとなる。   In the third example, the first optical fiber 24a for measuring the temperature measurement point having a relatively low peak temperature, that is, the temperature in the vicinity of the grille a of the free access floor 15 and the vicinity of the intake port b in the rack 11 Two temperature measurement points having a relatively high peak temperature, that is, the vicinity of the CPU c in the rack 11, the vicinity of the exhaust outlet d, and the second optical fiber 24 b for measuring the temperature near the ceiling e outside the rack 11. Lay optical fiber. When laid in this way, the fiber length per rack of the first optical fiber 24a is 3.6 m (= 1 + 0.9 + 0.7), and the fiber length per rack of the second optical fiber 24b is 10 m. .4 m (= 1 + 1.2 + 0.5 + 0.7), and the total fiber length of the first and second optical fibers 24a and 24b per rack is 14 m.

図16は、図14,図15に示すように第2の光ファイバ24bを敷設したときの実温度分布(設定値:実線)と計測温度分布(予想値:一点鎖線)とを示す図である。この図16からわかるように、第3の例では、ラック11内のCPU近傍c、排気口近傍d及びラック11の外側の天井近傍eのいずれにおいても、実温度と計測温度との差が2℃未満となっている。   FIG. 16 is a diagram showing an actual temperature distribution (set value: solid line) and a measured temperature distribution (predicted value: one-dot chain line) when the second optical fiber 24b is laid as shown in FIGS. . As can be seen from FIG. 16, in the third example, the difference between the actual temperature and the measured temperature is 2 in any of the vicinity c of the CPU in the rack 11, the vicinity d of the exhaust port, and the vicinity e of the ceiling outside the rack 11. It is less than ℃.

図17は、図14,図15に示すように第1の光ファイバ24aを敷設したときの実温度分布(設定値:実線)と計測温度分布(予想値:一点鎖線)とを示す図である。この図17からわかるように、第3の例では、フリーアクセスフロア15のグリル近傍aの温度を精度よく計測できると共に、ラック11内の吸気口近傍bの温度分布も良好な精度で再現されている。   FIG. 17 is a diagram showing an actual temperature distribution (set value: solid line) and a measured temperature distribution (predicted value: one-dot chain line) when the first optical fiber 24a is laid as shown in FIGS. . As can be seen from FIG. 17, in the third example, the temperature in the vicinity of the grill a of the free access floor 15 can be accurately measured, and the temperature distribution in the vicinity of the intake port b in the rack 11 is also reproduced with good accuracy. Yes.

すなわち、第3の例のように光ファイバを敷設することにより、計算機ルームの温度分布を比較的良好な精度で検出することができる。これは、前述したように光ファイバ温度計測は低い空間周波数しかもたないため、第1及び第2の例では隣り合う計測ポイントの温度差が比較的大きいところで誤差が大きくなるのに対し、第3の例では隣り合う計測ポイントの温度差が小さくなるようにしているためである。   That is, by laying the optical fiber as in the third example, the temperature distribution in the computer room can be detected with relatively good accuracy. As described above, since the optical fiber temperature measurement has only a low spatial frequency as described above, in the first and second examples, the error becomes large when the temperature difference between the adjacent measurement points is relatively large, whereas the third error is large. This is because the temperature difference between adjacent measurement points is made small in the example.

また、第3の例のように光ファイバを敷設することにより、第1の例(図7,図8参照)のように光ファイバを敷設する場合に比べてラック1台当たりの光ファイバの長さが短くてすみ、同じ長さの光ファイバを用いてより多くのラックの温度分布を計測することができる。   Further, by laying the optical fiber as in the third example, the length of the optical fiber per rack is larger than in the case of laying the optical fiber as in the first example (see FIGS. 7 and 8). Therefore, the temperature distribution of more racks can be measured using the same length of optical fiber.

図18,図19は、光ファイバの敷設の第4の例(実施例)を示す模式図である。図18はラックを側方から見たときの光ファイバの敷設状態を示し、図19はラックを上から見たときの光ファイバの敷設状態を示している。図18,図19には、各エリアにおける光ファイバの長さを併せて示している。   18 and 19 are schematic views showing a fourth example (example) of laying optical fibers. FIG. 18 shows an optical fiber laying state when the rack is viewed from the side, and FIG. 19 shows an optical fiber laying state when the rack is viewed from above. 18 and 19 also show the length of the optical fiber in each area.

第4の例では、第1の光ファイバ24aにより、第3の例と同様にフリーアクセスフロア15のグリル近傍a及びラック11内の吸気口近傍bの温度計測を行う。一方、第2の光ファイバ24bではラック11の外側の天井近傍e及びラック11内の排気口近傍dの温度計測を行い、CPUの温度は計算機に内蔵されたセンサにより測定する。   In the fourth example, the temperature of the vicinity of the grille a of the free access floor 15 and the vicinity of the intake port b in the rack 11 is measured by the first optical fiber 24a as in the third example. On the other hand, the second optical fiber 24b measures the temperature of the vicinity of the ceiling e outside the rack 11 and the vicinity of the exhaust port d in the rack 11, and the temperature of the CPU is measured by a sensor built in the computer.

ラック11から次のラック11までの光ファイバ24a,24bの長さをいずれも0.7mとすると、ラック1台辺りの第1の光ファイバ24aの長さは3.6m(=1+1.9+0.7)となり、第2の光ファイバ24bの長さは5.1m(=1+0.5+2.4+0.5+0.7)となる。従って、第4の例では、ラック1台当たりの第1及び第2の光ファイバ24a,24bの合計の長さは8.7mとなる。   If the lengths of the optical fibers 24a and 24b from the rack 11 to the next rack 11 are both 0.7 m, the length of the first optical fiber 24a per rack is 3.6 m (= 1 + 1.9 + 0. 7), and the length of the second optical fiber 24b is 5.1 m (= 1 + 0.5 + 2.4 + 0.5 + 0.7). Accordingly, in the fourth example, the total length of the first and second optical fibers 24a and 24b per rack is 8.7 m.

図20は、図18,図19に示すように第2の光ファイバ24bを敷設したときの実温度分布(設定値:実線)と計測温度分布(予想値:1点鎖線)とを示している。この図20からわかるように、図18,図19のように第2の光ファイバ24bを敷設した場合は、ラック11の内側の吸気口近傍d及びラック11の外側の天井近傍eにおける実温度と計測温度との差がいずれも2℃未満となる。   FIG. 20 shows an actual temperature distribution (set value: solid line) and a measured temperature distribution (predicted value: one-dot chain line) when the second optical fiber 24b is laid as shown in FIGS. . As can be seen from FIG. 20, when the second optical fiber 24b is laid as shown in FIGS. 18 and 19, the actual temperature in the vicinity of the inlet d inside the rack 11 and in the vicinity e of the ceiling outside the rack 11 Any difference from the measured temperature is less than 2 ° C.

なお、第1の光ファイバ24aの実温度分布及び計測温度分布は第3の例(図17参照)と同様であるので、ここではその説明を省略する。   Note that the actual temperature distribution and the measured temperature distribution of the first optical fiber 24a are the same as in the third example (see FIG. 17), and thus the description thereof is omitted here.

この第4の例のように光ファイバを敷設することにより、第2の例(図11,図12参照)のように光ファイバを敷設する場合に比べてラック1台当たりの光ファイバの長さが短くてすみ、同じ長さの光ファイバを用いてより多くのラックの温度分布を計測することができる。   By laying the optical fiber as in the fourth example, the length of the optical fiber per rack compared to the case of laying the optical fiber as in the second example (see FIGS. 11 and 12). Therefore, the temperature distribution of more racks can be measured using the same length of optical fiber.

以下、本実施形態で用いる光ファイバ検出器(温度分布測定装置)の例について説明する。   Hereinafter, an example of an optical fiber detector (temperature distribution measuring device) used in the present embodiment will be described.

図21は、1チャンネルのシングルエンド方式光ファイバ検出器を2台使用して温度計測を行う例を示す模式図である。この例では、一方の光ファイバ検出器51aを各ラック11の低温部(フリーアクセスフロアのグリル近傍a及びラック内の吸気口近傍b等)を通る第1の光ファイバ24aに接続して低温側の温度計測を行い、他方の光ファイバ検出器51bを各ラック11の高温部(ラック内のCPU近傍c、排気口近傍d及びラック外側の天井近傍e等)を通る第2の光ファイバ24bに接続して高温側の温度計測を行う。   FIG. 21 is a schematic diagram illustrating an example in which temperature measurement is performed using two single-channel single-ended optical fiber detectors. In this example, one of the optical fiber detectors 51a is connected to a first optical fiber 24a that passes through a low temperature portion of each rack 11 (such as a free access floor near the grill a and an inlet near the rack b). The other optical fiber detector 51b is connected to the second optical fiber 24b passing through the high temperature portion of each rack 11 (the CPU vicinity c, the exhaust outlet vicinity d, the rack outer vicinity e, etc.) in each rack 11. Connect and measure the temperature on the high temperature side.

図22は、2チャンネルのシングルエンド方式光ファイバ検出器を使用して温度計測を行う例を示す模式図である。この例では、検出器52と第1の光ファイバ24a及び第2の光ファイバ24bとの間に切替器53を設け、この切替器53により検出器52と第1の光ファイバ24a及び第2の光ファイバ24bとの間を一定の周期で切替えて、各ラック11の高温部及び低温部の温度計測を行う。   FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of temperature measurement using a two-channel single-ended optical fiber detector. In this example, a switch 53 is provided between the detector 52 and the first optical fiber 24a and the second optical fiber 24b, and the switch 52 causes the detector 52, the first optical fiber 24a, and the second optical fiber 24b to be connected. Switching between the optical fiber 24b and the optical fiber 24b is performed at a constant period, and the temperature of the high temperature portion and the low temperature portion of each rack 11 is measured.

図23は、2チャンネルのループ方式光ファイバ検出器を用いて温度計測を行う例を示す模式図である。この例では、第1の光ファイバ24aを各ラック11の低温部(フリーアクセスフロアのグリル近傍a及びラック内の吸気口近傍b等)を通るように敷設し、第2の光ファイバ24bを各ラック11の高温部(ラック内のCPU近傍c、排気口近傍d及びラック外側の天井近傍e等)を通るように敷設する。また、光ファイバ検出器54と第1の光ファイバ24a及び第2の光ファイバ24bとの間に切替器55を配置する。そして、この切替器55により検出器54と第1の光ファイバ24a及び第2の光ファイバ24bとの間を一定の周期で切替えて、各ラック11の高温部及び低温部の温度計測を行う。   FIG. 23 is a schematic diagram showing an example in which temperature measurement is performed using a two-channel loop optical fiber detector. In this example, the first optical fiber 24a is laid so as to pass through the low temperature portion of each rack 11 (such as the vicinity of the grill on the free access floor and the vicinity of the air inlet b in the rack), and the second optical fiber 24b is connected to each rack. The rack 11 is laid so as to pass through high-temperature parts (the vicinity of the CPU c in the rack, the vicinity d of the exhaust port, the vicinity e of the ceiling outside the rack, etc.). Further, a switch 55 is disposed between the optical fiber detector 54 and the first optical fiber 24a and the second optical fiber 24b. The switch 55 switches between the detector 54 and the first optical fiber 24a and the second optical fiber 24b at a constant period, and measures the temperature of the high temperature portion and the low temperature portion of each rack 11.

図24は1チャンネルのループ方式光ファイバ検出器を用いて温度計測を行う例を示す模式図である。この例では、各ラック11の低温部(フリーアクセスフロアのグリル近傍a及びラック内の吸気口近傍b等)を通るように光ファイバ24の往路を敷設し、各ラック11の高温部(ラック内のCPU近傍c、排気口近傍d及びラック外側の天井近傍e等)を通るように光ファイバ24の復路を敷設している。これにより、1本の光ファイバ24で各ラック11の高温部及び低温部の温度計測を行う。なお、光ファイバ24の両端は切替器57に接続され、この切替器57によりレーザ光の入力及び出力が切り替えられる構成となっている。   FIG. 24 is a schematic diagram showing an example of temperature measurement using a one-channel loop optical fiber detector. In this example, the forward path of the optical fiber 24 is laid so as to pass through the low temperature part of each rack 11 (such as the vicinity of the grill on the free access floor and the vicinity of the air inlet b in the rack). The return path of the optical fiber 24 is laid so as to pass through the vicinity of the CPU c, the vicinity of the exhaust port d, the vicinity of the ceiling e outside the rack, and the like. Thereby, the temperature of the high temperature part and the low temperature part of each rack 11 is measured with one optical fiber 24. Note that both ends of the optical fiber 24 are connected to a switcher 57, and the switcher 57 is configured to switch the input and output of laser light.

(温度制御システム)
図25は、実施形態に係る計算機ルームの温度制御システムの第1の構成例を示す模式図である。計算機ルームの機器設置エリア10には、複数の計算機(ブレードサーバ等)を収納した複数のサーバラック11と、各計算機の負荷を監視して各計算機の負荷が均一となるように新規ジョブを振り分ける負荷分散サーバを収納した負荷分散サーバラック61とが配置されている。
(Temperature control system)
FIG. 25 is a schematic diagram illustrating a first configuration example of a temperature control system for a computer room according to the embodiment. In the equipment installation area 10 of the computer room, a plurality of server racks 11 storing a plurality of computers (blade servers, etc.) and new jobs are distributed so that the load on each computer is equalized by monitoring the load on each computer. A load distribution server rack 61 that houses the load distribution server is arranged.

これらのラック11,61には、例えば第3の例(図14,図15参照)又は第4の例(図18,図19参照)のように光ファイバが敷設されている。光ファイバ検出器73はこれらの光ファイバに接続され、光ファイバ内にレーザ光を導入し、光ファイバ内で発生した後方散乱光を検出して、光ファイバの長さ方向に沿った温度分布をリアルタイムに計測する。光ファイバ検出器73による温度計測の結果は制御部71にリアルタイムに伝達される。   In these racks 11 and 61, for example, optical fibers are laid as in the third example (see FIGS. 14 and 15) or the fourth example (see FIGS. 18 and 19). The optical fiber detector 73 is connected to these optical fibers, introduces laser light into the optical fiber, detects backscattered light generated in the optical fiber, and calculates the temperature distribution along the length direction of the optical fiber. Measure in real time. The result of temperature measurement by the optical fiber detector 73 is transmitted to the controller 71 in real time.

温度センサ74は、ラック11,61に収納されている各計算機に内蔵されたCPUの温度(CPU接合温度)を検出するセンサを示している。これらの温度センサ74による温度検出結果も制御部71にリアルタイムに伝達される。   The temperature sensor 74 is a sensor that detects the temperature of the CPU (CPU junction temperature) built in each computer stored in the racks 11 and 61. The temperature detection results by these temperature sensors 74 are also transmitted to the control unit 71 in real time.

制御部71は、光ファイバ検出器73及び温度センサ74から入力される信号(データ)に基づいて空調機72を制御したり、各サーバラック11,61に設けられている排気ファン63を制御したり、グリル41の開口幅を調整するグリル調整機構(又はグリル41に設けられた冷却用ファン)を制御する。以下、空調機72、排気ファン63及びグリル調整機構等をまとめて空調冷却設備という。   The control unit 71 controls the air conditioner 72 based on signals (data) input from the optical fiber detector 73 and the temperature sensor 74, and controls the exhaust fan 63 provided in each server rack 11, 61. Or a grill adjusting mechanism for adjusting the opening width of the grill 41 (or a cooling fan provided in the grill 41). Hereinafter, the air conditioner 72, the exhaust fan 63, the grill adjusting mechanism, and the like are collectively referred to as an air conditioning cooling facility.

図26は、上述したシステムにおける温度制御方法の概念を示す概念図である。制御部71には、光ファイバ検出器73による温度計測結果と、温度センサ74によるCPU温度の計測結果が入力される。また、制御部71には、CPUの許容温度並びに計算機ルームのラック内、天井近傍及びフリーアクセスフロア等における目標温度が入力される。目標温度は、CPU等の仕様に基づいて設定された温度以下の温度であって、空調冷却設備の消費電力と全ラックの消費電力との和が最も小さくなるように設定される。   FIG. 26 is a conceptual diagram showing the concept of the temperature control method in the system described above. The controller 71 receives the temperature measurement result by the optical fiber detector 73 and the CPU temperature measurement result by the temperature sensor 74. Further, the CPU 71 and the target temperature in the computer room rack, the vicinity of the ceiling, the free access floor, and the like are input to the control unit 71. The target temperature is a temperature that is equal to or lower than the temperature set based on the specifications of the CPU or the like, and is set so that the sum of the power consumption of the air conditioning cooling facility and the power consumption of all racks is minimized.

制御部71は、光ファイバ検出器73により計測された計算機ルーム内の温度分布及び温度センサ74によるCPU温度の検出値と目標温度と比較して、計算機ルーム内の各種空調冷却設備、すなわち空調機72、グリル調整機構及び各ラック11,61の排気ファン63を制御する。これにより、計算機ルーム内の温度分布が変化する。その変化は光ファイバ検出器73によりリアルタイムに計測され、制御部71に伝達(フィードバック)される。また、計算機ルームの温度分布の変化により、ラック11,61内に収納された計算機のCPU温度が変化する。このCPU温度の変化も温度センサ74によりリアルタイムに検出され、制御部71に伝達(フィードバック)される。   The control unit 71 compares the temperature distribution in the computer room measured by the optical fiber detector 73 and the detected value of the CPU temperature by the temperature sensor 74 with the target temperature, and various air conditioning cooling facilities in the computer room, that is, air conditioners. 72, the grill adjusting mechanism and the exhaust fans 63 of the racks 11 and 61 are controlled. Thereby, the temperature distribution in the computer room changes. The change is measured in real time by the optical fiber detector 73 and transmitted (feedback) to the control unit 71. Further, the CPU temperature of the computers stored in the racks 11 and 61 changes due to the change in the temperature distribution of the computer room. This change in CPU temperature is also detected in real time by the temperature sensor 74 and transmitted (feedback) to the control unit 71.

このようにして、制御部71は計算機ルーム内の各部の温度が目標温度になるように、空調冷却設備(空調機72、グリル調整機構及び各ラック11,61の排気ファン63等)を制御する。   In this way, the control unit 71 controls the air conditioning cooling equipment (the air conditioner 72, the grill adjustment mechanism, the exhaust fan 63 of each rack 11, 61, etc.) so that the temperature of each part in the computer room becomes the target temperature. .

本実施形態では、光ファイバ検出器73及び温度センサ74により計算機ルーム内の温度分布をリアルタイムに計測し、その結果に基づいて制御部71が空調機72、グリル調整機構及び各ラック11,61の排気ファン63等の空調冷却設備を制御して熱だまりの発生を防止するとともに、必要以上に冷却されている箇所がないようにしている。これにより、計算機ルームの冷房に要する電力の消費を抑制することができる。   In this embodiment, the temperature distribution in the computer room is measured in real time by the optical fiber detector 73 and the temperature sensor 74, and based on the result, the controller 71 controls the air conditioner 72, the grill adjustment mechanism, and the racks 11 and 61. The air-conditioning cooling equipment such as the exhaust fan 63 is controlled to prevent the accumulation of heat, and there are no places that are cooled more than necessary. As a result, it is possible to suppress power consumption required for cooling the computer room.

図27は、実施形態に係る計算機ルームの温度制御システムの第2の構成例を示す模式図である。なお、図27において、図25と同一物には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。   FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a second configuration example of a temperature control system for a computer room according to the embodiment. In FIG. 27, the same components as those in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

負荷分散サーバラック61内に収納された負荷分散サーバに新規ジョブが投入されると、負荷分散サーバは新規ジョブの計算量と各計算機の稼働状態とに応じて、新規ジョブを処理する計算機を決定する。また、負荷分散サーバは、新規ジョブの計算量を示す情報と新規ジョブを処理する計算機とを示す情報を状態変数保存部75に送信する。   When a new job is input to the load balancing server stored in the load balancing server rack 61, the load balancing server determines a computer to process the new job according to the calculation amount of the new job and the operating state of each computer. To do. In addition, the load distribution server transmits information indicating the calculation amount of the new job and information indicating the computer that processes the new job to the state variable storage unit 75.

状態変数保存部75には、過去に処理したジョブの計算量、そのジョブを処理した計算機のCPU温度変化、及びそのジョブを処理した計算機のCPU温度を目標値とするための空調冷却設備制御パラメータ(グリル開口部の開口度及び排気ファンの回転数等)などの情報がデータベースとして蓄積されている。   The state variable storage unit 75 includes a calculation amount of a job processed in the past, a change in CPU temperature of the computer that processed the job, and an air conditioning cooling facility control parameter for setting the CPU temperature of the computer that processed the job as a target value. Information such as the opening degree of the grill opening and the rotational speed of the exhaust fan is stored as a database.

状態変数保存部75は、負荷分散サーバから送られてきた新規ジョブの計算量とデータベース内に蓄積されている過去の同等のジョブの計算量とを比較し、ジョブを処理する計算機のCPU温度を目標値とするための空調冷却設備制御パラメータ等の情報をデータベースから抽出して制御部71に出力する。   The state variable storage unit 75 compares the calculation amount of the new job sent from the load balancing server with the calculation amount of the previous equivalent job stored in the database, and determines the CPU temperature of the computer that processes the job. Information such as air conditioning cooling equipment control parameters for setting the target value is extracted from the database and output to the control unit 71.

制御部71は、目標温度と、状態変数保存部75から入力される情報と、光ファイバ検出器73から入力される情報と、温度センサ74から入力される情報とに基づいて、計算機ルーム内の各種空調冷却設備、すなわち空調機72、グリル調整機構及び各ラック11,61の排気ファン63を制御する。   Based on the target temperature, the information input from the state variable storage unit 75, the information input from the optical fiber detector 73, and the information input from the temperature sensor 74, the control unit 71 Various air-conditioning cooling facilities, that is, the air conditioner 72, the grill adjusting mechanism, and the exhaust fans 63 of the racks 11 and 61 are controlled.

図28は、上述したシステムにおける温度制御方法の概念を示す概念図である。   FIG. 28 is a conceptual diagram showing the concept of the temperature control method in the system described above.

制御部71及び状態変数保存部75には、CPUの許容温度並びに計算機ルームのラック内、天井近傍及びフリーアクセスフロア等における目標温度が入力される。また、制御部71及び状態変数保存部75には、光ファイバ検出器73により計測された温度分布がリアルタイムに入力され、更に温度センサ74により計測された各計算機のCPU温度がリアルタイムに入力される。   The control unit 71 and the state variable storage unit 75 are input with the allowable temperature of the CPU and the target temperature in the rack of the computer room, near the ceiling, the free access floor, and the like. Further, the temperature distribution measured by the optical fiber detector 73 is input to the control unit 71 and the state variable storage unit 75 in real time, and the CPU temperature of each computer measured by the temperature sensor 74 is input in real time. .

状態変数保存部75には、負荷分散サーバラック61内の負荷分散サーバから新規ジョブに関する情報及び新規ジョブを処理する計算機の情報が入力される。これらの情報が入力されると、状態変数保存部75は、新規ジョブの計算量と蓄積されているデータベースの情報とを比較し、新規ジョブを処理する計算機のCPU温度を目標値にするために必要な空調冷却設備の制御パラメータをデータベースから抽出して制御部71に出力する。   Information relating to the new job and information on the computer that processes the new job are input to the state variable storage unit 75 from the load balancing server in the load balancing server rack 61. When these pieces of information are input, the state variable storage unit 75 compares the calculation amount of the new job with the stored database information, and sets the CPU temperature of the computer that processes the new job to the target value. Necessary control parameters of the air conditioning cooling equipment are extracted from the database and output to the control unit 71.

制御部71は、状態変数保存部75から入力した制御パラメータ、光ファイバ検出器73による温度分布の計測結果、及び温度センサ74による各計算機のCPU温度の計測結果に基づいて、空調冷却設備を制御する。この場合、制御部71は、新規ジョブの処理に伴うCPUの発熱を抑えるように、新規ジョブを処理する計算機を収納したラックの排気ファン63やそのラックの近傍のグリル調整機構等を制御する。   The control unit 71 controls the air conditioning and cooling equipment based on the control parameters input from the state variable storage unit 75, the temperature distribution measurement result by the optical fiber detector 73, and the CPU temperature measurement result of each computer by the temperature sensor 74. To do. In this case, the control unit 71 controls the exhaust fan 63 of the rack containing the computer that processes the new job, the grill adjustment mechanism in the vicinity of the rack, and the like so as to suppress the heat generation of the CPU accompanying the processing of the new job.

本実施形態では、計算機が実際に新規ジョブの処理を開始する前(又は開始すると同時)に該当する計算機が収納されているラックの排気ファンやグリル調整機構等を制御するので、CPUの温度上昇を抑制することができる。一般的に、CPUが発熱すると、リーク電流が増加して消費電力が増大する。本実施形態においては、予め負荷分散サーバからの情報により発熱が予想されるCPUが特定され、更にCPUの発熱量が予測されるので、CPUの発熱を抑えるように空調冷却設備を制御することが可能である。すなわち、本実施形態では、いわゆるフィードフォワード制御により冷却制御を制御して新規ジョブを処理する計算機のCPUの発熱を抑え、それによりCPUの発熱にともなう電力消費の増大を回避する。これにより、計算機ルームで消費する電力が削減されるという効果を奏する。   In this embodiment, since the computer controls the exhaust fan, the grill adjustment mechanism, and the like of the rack in which the computer is stored before (or at the same time as) the actual processing of the new job, the CPU temperature rises. Can be suppressed. Generally, when the CPU generates heat, the leakage current increases and the power consumption increases. In the present embodiment, the CPU that is expected to generate heat is specified in advance based on information from the load balancing server, and the amount of heat generated by the CPU is predicted. Therefore, it is possible to control the air conditioning and cooling equipment so as to suppress the heat generation of the CPU. Is possible. In other words, in the present embodiment, the heat generation of the CPU of the computer that processes the new job is controlled by controlling the cooling control by so-called feedforward control, thereby avoiding the increase in power consumption accompanying the heat generation of the CPU. As a result, the power consumed in the computer room is reduced.

図29は、上述した技術を水冷及び空冷を組み合わせたハイブリッド冷却方式に適用した例を示す模式図である。ここでは、相互に隣接して配置された3台のラック11を1組とし、各組毎にフリーアクセスフロア10を介してチラー76から冷却水(冷却媒体)を供給する配管77a及び冷却水供給ポンプ78と、熱交換後の冷却水をフリーアクセスフロア15を介してチラー76に戻す配管77bとが設けられている。   FIG. 29 is a schematic diagram showing an example in which the above-described technique is applied to a hybrid cooling method combining water cooling and air cooling. Here, three racks 11 arranged adjacent to each other are taken as one set, and a pipe 77a for supplying cooling water (cooling medium) from the chiller 76 via the free access floor 10 and cooling water supply for each set. A pump 78 and a pipe 77b for returning the cooling water after heat exchange to the chiller 76 via the free access floor 15 are provided.

第2の光ファイバ24bは、各ラック11の高温部(ラック内のCPU近傍c、排気口近傍d及びラック外側の天井近傍e等:図6参照)を通るように敷設されている。一方、第1の光ファイバ24aは、各ラック11の低温部(フリーアクセスフロア15のグリル近傍a及びラック内の吸気口近傍b等:図6参照)を通るように敷設されている。但し、図29に示すように、第1の光ファイバ24aは、各組毎に、ラック11内に導入される前に配管77aに所定長さ分(例えば1〜4m)だけ巻き付けられ、ラック11から導出された後に所定長さ分だけ配管77bに巻き付けられている。   The second optical fiber 24b is laid so as to pass through the high-temperature portions of each rack 11 (the CPU vicinity c in the rack, the exhaust outlet vicinity d, the ceiling vicinity e outside the rack, etc .: see FIG. 6). On the other hand, the first optical fiber 24a is laid so as to pass through the low temperature portion of each rack 11 (the vicinity of the grille a of the free access floor 15, the vicinity of the inlet port b in the rack, etc .: see FIG. 6). However, as shown in FIG. 29, the first optical fiber 24a is wound around the pipe 77a by a predetermined length (for example, 1 to 4 m) before being introduced into the rack 11 for each group. Is wound around the pipe 77b by a predetermined length.

第1の光ファイバ検出器73aは第1の光ファイバ24aに接続されており、第2の光ファイバ検出器73bは第2の光ファイバ24bに接続されている。制御部71は、これらの光ファイバ検出器73a,73bにより検出された計算機ルーム内の温度分布に基づき、計算機ルーム内の各部の温度が目標温度となるように、空調機72、各ラック11の排気ファン61、冷却水供給ポンプ78及びグリル調整機構等(図25参照)を制御する。   The first optical fiber detector 73a is connected to the first optical fiber 24a, and the second optical fiber detector 73b is connected to the second optical fiber 24b. Based on the temperature distribution in the computer room detected by the optical fiber detectors 73a and 73b, the controller 71 controls the air conditioners 72 and the racks 11 so that the temperature of each part in the computer room becomes the target temperature. The exhaust fan 61, the cooling water supply pump 78, the grill adjusting mechanism and the like (see FIG. 25) are controlled.

本実施形態では、第1の光ファイバ24aを冷却水が通る配管77a,77bに巻き付けている。冷却水が通る配管77a,77bは温度変化が比較的少なく、かつ光ファイバ24aを所定長さ分だけ巻き付けているので、この部分の温度を精度よく計測することができる。この部分の温度計測値を基準として他の部分の温度の計測値を補正することにより、他の部分の温度の計測精度をより一層向上させることができる。   In the present embodiment, the first optical fiber 24a is wound around the pipes 77a and 77b through which the cooling water passes. The pipes 77a and 77b through which the cooling water passes have a relatively small temperature change, and the optical fiber 24a is wound by a predetermined length, so that the temperature of this portion can be accurately measured. By correcting the temperature measurement value of the other part on the basis of the temperature measurement value of this part, the temperature measurement accuracy of the other part can be further improved.

また、本実施形態では光ファイバによる温度分布計測系を2系統(第1の光ファイバ24aと第1の光ファイバ検出器73a、及び第2の光ファイバ24bと第2の光ファイバ検出器73b)有しているので、仮に一方の温度分布計測系が故障又はメンテナンスにより使用できなくても、マージンを広げる必要はあるが他方の温度分布計測系のみで温度分布を計測してシステムを運用することが可能である。これにより、システムの連続動作が可能である。   In the present embodiment, two systems of temperature distribution measurement systems using optical fibers (the first optical fiber 24a and the first optical fiber detector 73a, and the second optical fiber 24b and the second optical fiber detector 73b) are used. Therefore, even if one temperature distribution measurement system cannot be used due to failure or maintenance, it is necessary to widen the margin, but only the other temperature distribution measurement system can measure the temperature distribution and operate the system. Is possible. Thereby, continuous operation of the system is possible.

更に、本実施形態では、第1の光ファイバ24aによりラック11に導入される前の冷却水の温度及びラック11から排出された冷却水の温度がわかるので、ラック11内で熱交換された熱量を把握することができる。また、制御部71により冷却水供給ポンプ78による冷却水供給量を制御することにより、計算機ルーム内の各部の温度をより詳細に調整することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the temperature of the cooling water before being introduced into the rack 11 by the first optical fiber 24a and the temperature of the cooling water discharged from the rack 11 are known, the amount of heat exchanged in the rack 11 Can be grasped. Further, by controlling the cooling water supply amount by the cooling water supply pump 78 by the control unit 71, the temperature of each part in the computer room can be adjusted in more detail.

(風量測定)
計算機ルーム内の空調機を適切に稼動させるためには、各ラックから排出されるエアーの温度を計測するだけでなく、各ラックから排出されるエアーの量を知ることも重要である。ファンの回転数からエアーの排出量(又はラックに取り込まれるエアーの量)を推定することが考えられるが、通常1台のラックには複数のファンが配置されているので、この方法ではラックから排出されるエアーの量を精度よく求めることは困難である。
(Air volume measurement)
In order to properly operate the air conditioner in the computer room, it is important not only to measure the temperature of air discharged from each rack but also to know the amount of air discharged from each rack. Although it is conceivable to estimate the amount of air discharged (or the amount of air taken into the rack) from the number of rotations of the fans, usually a single rack is equipped with multiple fans. It is difficult to accurately determine the amount of air discharged.

そこで、例えばラックの吸気口又は排気口に風速計を配置して風速を測定し、風速と吸気口又は排気口の面積とから単位時間当たりの風量を演算して求めることが考えられる。この場合、吸気口又は排気口を通流するエアーの流れをできるだけ乱さないようにする必要がある。   Thus, for example, an anemometer may be arranged at the intake or exhaust port of the rack to measure the wind speed and calculate the air volume per unit time from the wind speed and the area of the intake or exhaust port. In this case, it is necessary to avoid disturbing the flow of air flowing through the intake port or the exhaust port as much as possible.

超小型風速センサとしてサーマル式風速センサ、超音波式風速センサ及びベーンホイール式風速センサなどが市販されており、これらの風速センサを使用することにより、吸気口又は排気口を通流するエアーの流れを殆ど乱すことなく風速を測定することができる。しかし、これらの風速センサはいずれもセンサが配置された場所(ポイント)の風速を測定するものであり、吸気口又は排気口を通流するエアーの平均風速を測定するものではない。以下、上述したように設置された場所(ポイント)の風速を検出する超小型の風速センサを、ポイント測定型風速センサと呼ぶ。   Thermal wind sensors, ultrasonic wind sensors, vane wheel wind sensors, etc. are commercially available as ultra-compact wind sensors, and by using these wind sensors, the flow of air that flows through the intake or exhaust port The wind speed can be measured with almost no disturbance. However, any of these wind speed sensors measures the wind speed at the place (point) where the sensor is disposed, and does not measure the average wind speed of the air flowing through the intake port or the exhaust port. Hereinafter, an ultra-compact wind speed sensor that detects the wind speed at a place (point) installed as described above is referred to as a point measurement type wind speed sensor.

吸気口又は排気口を通流するエアーの風速を測定してラックから排出される風量を求める方法では、風量の測定精度は吸気口又は排気口を通流するエアーの平均風速の測定精度に依存する。従って、吸気口又は排気口に多数のポイント測定型風速センサを取り付け、それらのセンサで測定した風速の平均値を演算して平均風速の測定精度を向上させることが考えられる。しかし、その場合はセンサの数が多くなるほど平均風速の測定精度は向上するものの、センサの設置や保守管理に要するコストが高くなるという問題がある。   In the method of calculating the air volume discharged from the rack by measuring the air speed flowing through the intake or exhaust port, the measurement accuracy of the air volume depends on the measurement accuracy of the average wind speed of the air flowing through the intake or exhaust port. To do. Therefore, it is conceivable that a large number of point measurement type wind speed sensors are attached to the intake port or the exhaust port, and the average value of the wind speed measured by these sensors is calculated to improve the measurement accuracy of the average wind speed. In this case, however, the measurement accuracy of the average wind speed increases as the number of sensors increases, but there is a problem that the cost required for sensor installation and maintenance management increases.

図30は、本実施形態に係る風量測定装置及び風量測定方法を示す模式図である。本実施形態では、電子機器(計算機及びストレージ等)83を収納したラック11の吸気側及び排気側に光ファイバ81a,81bを敷設し、それらの光ファイバ81a,81bを光ファイバ検出器91に接続する。光ファイバ検出器91は、図2に示す温度分布測定装置と同様の構造を有し、光ファイバ81a,81bが敷設されたラック11の吸気側及び排気側のエアーの平均温度をほぼリアルタイムに測定して、演算部90に出力する。   FIG. 30 is a schematic diagram showing an air volume measuring device and an air volume measuring method according to the present embodiment. In the present embodiment, optical fibers 81 a and 81 b are laid on the intake side and the exhaust side of the rack 11 in which an electronic device (computer, storage, etc.) 83 is housed, and these optical fibers 81 a and 81 b are connected to the optical fiber detector 91. To do. The optical fiber detector 91 has the same structure as the temperature distribution measuring apparatus shown in FIG. 2, and measures the average temperature of the air on the intake side and the exhaust side of the rack 11 in which the optical fibers 81a and 81b are laid in almost real time. Then, the data is output to the calculation unit 90.

一方、電力検出部92は、ラック11内の電子機器83の総消費電力をほぼリアルタイムに検出し、演算部90に出力する。演算部90は、光ファイバ検出器91で検出したラック11の吸気側及び排気側のエアーの平均温度と、電力検出部92で検出した消費電力とから、ラック11から排出されるエアーの量(風量)を検出する。   On the other hand, the power detection unit 92 detects the total power consumption of the electronic devices 83 in the rack 11 almost in real time and outputs the detected power to the calculation unit 90. The calculation unit 90 calculates the amount of air discharged from the rack 11 based on the average air temperature on the intake and exhaust sides of the rack 11 detected by the optical fiber detector 91 and the power consumption detected by the power detection unit 92 ( Detect air volume).

ラック11内の電子機器83が稼働している場合、ラック11の吸気口を通るエアー(以下、吸気側エアーという)の平均温度よりもラック11の排気口を通るエアー(以下、排気側エアーという)の平均温度のほうが高くなる。吸気側エアーの平均温度と排気側エアーの平均温度との差は、ラック11内の電子機器83で発生する熱量とラック11内を通るエアーの量とに関係する。   When the electronic device 83 in the rack 11 is in operation, the air passing through the exhaust port of the rack 11 (hereinafter referred to as exhaust side air) is higher than the average temperature of the air passing through the intake port of the rack 11 (hereinafter referred to as intake side air). ) The average temperature is higher. The difference between the average temperature of the intake air and the average temperature of the exhaust air is related to the amount of heat generated by the electronic device 83 in the rack 11 and the amount of air passing through the rack 11.

ラック11内の電子機器83で発生する熱量をQ(kcal/min)とし、ラック11から排出されるエアーの量(風量)をU(m3/min)とし、吸気側エアーの平均温度と排気側エアーの平均温度との温度差をΔT(℃)とすると、それらの間には下記(2)式で示す関係がある。 The amount of heat generated by the electronic device 83 in the rack 11 is Q (kcal / min), the amount of air discharged from the rack 11 (air volume) is U (m 3 / min), and the average temperature and exhaust air of the intake side air If the temperature difference from the average temperature of the side air is ΔT (° C.), there is a relationship represented by the following equation (2).

Q=U×C×ΔT …(2)
ここで、Cは定数であり、空気の比熱0.24(kcal/kg/℃)を標準空気(温度が20℃、1気圧(760mmHg)の空気)の比容積0.83(m3/kg)で割り算(除算)した値、すなわち0.29(kcal/m3/℃)を用いることができる。
Q = U × C × ΔT (2)
Here, C is a constant, and the specific volume of air is 0.24 (kcal / kg / ° C.) and the specific volume of standard air (temperature is 20 ° C., air at 1 atmosphere (760 mmHg)) is 0.83 (m 3 / kg). ), That is, 0.29 (kcal / m 3 / ° C.) can be used.

熱量Qは、ラック11内に収納された電子機器83の総消費電力P(kW)を測定し、下記(3)式により求めることができる。   The amount of heat Q can be obtained from the following equation (3) by measuring the total power consumption P (kW) of the electronic device 83 housed in the rack 11.

Q=P×60/4.19 …(3)
従って、ラック11から排出されるエアーの量Uは、下記(4)式により求めることができる。
Q = P × 60 / 4.19 (3)
Therefore, the amount U of air discharged from the rack 11 can be obtained by the following equation (4).

U=P×60/(ΔT×4.19×0.29) …(4)
すなわち、吸気側エアーの平均温度と排気側エアーの平均温度との差ΔTと、ラック11内に収納された電子機器83の総消費電力Pとがわかれば、ラック11から排出されるエアーの量(風量)を計算により求めることができる。電子機器83の総消費電力Pを検出する電力検出部92としては、例えば市販の各種電力計を用いることができる。
U = P × 60 / (ΔT × 4.19 × 0.29) (4)
That is, if the difference ΔT between the average temperature of the intake-side air and the average temperature of the exhaust-side air and the total power consumption P of the electronic device 83 housed in the rack 11 are known, the amount of air discharged from the rack 11 (Air volume) can be calculated. As the power detection unit 92 that detects the total power consumption P of the electronic device 83, for example, various commercially available power meters can be used.

前述したように、本実施形態では、ラック11の吸気側及び排気側にそれぞれ光ファイバ81a,81bを敷設し、それらの光ファイバ81a,81bを光ファイバ検出器91に接続してラック11の吸気側及び排気側の温度分布を測定する。   As described above, in the present embodiment, the optical fibers 81 a and 81 b are laid on the intake side and the exhaust side of the rack 11, respectively, and these optical fibers 81 a and 81 b are connected to the optical fiber detector 91, thereby Measure the temperature distribution on the side and exhaust side.

光ファイバによる温度分布測定はローパス特性を有しており、図9に示すように温度が急峻に変化する場合、すなわち実温度分布に高周波成分が含まれている場合は、計測温度分布のピークが低くなり、幅が広がる。しかし、計測温度分布の積分値と実温度分布の積分値とは比例関係を有しており、予め計測温度分布の積分値と実温度分布の積分値との関係を調べておけば、計測温度分布の積分値から吸気側エアー及び排気側エアーの平均温度を算出することができる。   The temperature distribution measurement by the optical fiber has a low-pass characteristic, and when the temperature changes sharply as shown in FIG. 9, that is, when the actual temperature distribution includes a high frequency component, the peak of the measured temperature distribution is Lower and widen. However, the integrated value of the measured temperature distribution and the integrated value of the actual temperature distribution have a proportional relationship. If the relationship between the integrated value of the measured temperature distribution and the integrated value of the actual temperature distribution is examined in advance, the measured temperature distribution The average temperature of the intake air and the exhaust air can be calculated from the integrated value of the distribution.

なお、吸気側エアー及び排気側エアーの平均温度を求めるために、例えばラックの吸気口及び排気口にそれぞれ複数のポイント測定型温度センサを取り付け、それらのポイント測定型温度センサにより測定される温度の平均を演算して平均温度とすることが考えられる。ここで、ポイント測定型温度センサとは、例えば熱電対のように設置された場所(ポイント)の温度を検出するセンサをいう。   In addition, in order to obtain the average temperature of the intake side air and the exhaust side air, for example, a plurality of point measurement type temperature sensors are attached to the intake port and the exhaust port of the rack, respectively, and the temperature measured by these point measurement type temperature sensors is measured. It is conceivable to calculate the average to obtain the average temperature. Here, the point measurement type temperature sensor refers to a sensor that detects the temperature of a place (point) installed like a thermocouple, for example.

ポイント測定型温度センサで平均温度を検出する場合、平均温度の精度を高くしようとするとセンサの数が多くなり、センサの設置や保守管理に要するコストが上昇する。これに対し光ファイバによる温度分布測定では、測定領域に配置された光ファイバ全体で温度を検出するため、光ファイバの長さ方向に沿って無限個の温度センサが設置されていると考えることができる。   When the average temperature is detected by a point measurement type temperature sensor, if the accuracy of the average temperature is to be increased, the number of sensors increases, and the cost required for sensor installation and maintenance management increases. On the other hand, in the temperature distribution measurement using an optical fiber, it is considered that an infinite number of temperature sensors are installed along the length direction of the optical fiber in order to detect the temperature of the entire optical fiber arranged in the measurement region. it can.

すなわち、光ファイバ温度分布測定装置では、多数のポイント測定型温度センサを用いて測定したのと同等、又はそれ以上の精度で平均温度を測定することができる。その結果、ラックから排出されるエアーの量(風量)を良好な精度で測定することができ、その測定結果に基づいて計算機ルームの空調機の稼動状態を適切に制御することができる。また、ラックから排出されるエアーの量を吸気口又は排気口の面積で割り算(除算)することにより、吸気口又は排気口における風速を求めることができる。   In other words, the optical fiber temperature distribution measuring apparatus can measure the average temperature with the same or higher accuracy as that measured using a number of point measurement type temperature sensors. As a result, the amount of air discharged from the rack (air volume) can be measured with good accuracy, and the operating state of the air conditioner in the computer room can be appropriately controlled based on the measurement result. Further, by dividing (dividing) the amount of air discharged from the rack by the area of the intake port or the exhaust port, the wind speed at the intake port or the exhaust port can be obtained.

以下、本実施形態に係る風量測定方法(実施例)について、比較例と比較しながら更に詳細に説明する。   Hereinafter, the air volume measuring method (example) according to the present embodiment will be described in more detail in comparison with a comparative example.

実施例として、図31に示すように、電子機器(図示せず)が収納されたラック11の吸気側及び排気側に光ファイバ81を敷設して温度分布を測定する。この図31に示す例では、光ファイバ81を、フリーアクセスフロア15からラック11内に導入し、ラック11内の所定の計測ポイントを通ってフリーアクセスフロア15に戻るように敷設している。計測ポイントは、ラック11の高さ方向の温度分布だけでなく、幅方向の温度分布も測定できるように設定している。ここでは、相互に隣接する計測ポイントの間隔は0.25mとする。図31中の丸印は計測ポイントの位置を示しており、各計測ポイントには、光ファイバ81の長さ方向に沿って番号を付している。   As an example, as shown in FIG. 31, an optical fiber 81 is laid on the intake side and the exhaust side of a rack 11 in which electronic equipment (not shown) is housed, and the temperature distribution is measured. In the example shown in FIG. 31, the optical fiber 81 is introduced into the rack 11 from the free access floor 15 and laid so as to return to the free access floor 15 through a predetermined measurement point in the rack 11. The measurement points are set so that not only the temperature distribution in the height direction of the rack 11 but also the temperature distribution in the width direction can be measured. Here, the interval between the measurement points adjacent to each other is 0.25 m. The circles in FIG. 31 indicate the positions of the measurement points, and each measurement point is numbered along the length direction of the optical fiber 81.

すなわち、ラック11内に導入される直前のフリーアクセスフロア15内の計測ポイントをNo.0、ラック11内に導入された光ファイバ81の最初の計測ポイントをNo.1、…、ラック11から導出される直前の計測ポイントをNo.21、ラック11からフリーアクセスフロアに導入された直後の計測ポイントをNo.22というように、各計測ポイントに番号を付している。ラック11内の計測ポイントはNo.1からNo.21までの21箇所である。   That is, the measurement point in the free access floor 15 immediately before being introduced into the rack 11 is derived from No. 0, the first measurement point of the optical fiber 81 introduced into the rack 11 is derived from No. 1,. Each measurement point is numbered such that the measurement point immediately before the measurement is No. 21 and the measurement point immediately after being introduced from the rack 11 to the free access floor is No. 22. The measurement points in the rack 11 are 21 points from No. 1 to No. 21.

なお、ラック11に導入前及びラック11から導出後の光ファイバ81(フリーアクセスフロア15内に配置された光ファイバ)にも0.25m毎に計測ポイントを設定している。また、フリーアクセスフロア15内の温度は20.5℃に維持されているものとする。   Note that measurement points are set for every 0.25 m in the optical fiber 81 (optical fiber disposed in the free access floor 15) before being introduced into the rack 11 and after being led out from the rack 11. Further, it is assumed that the temperature in the free access floor 15 is maintained at 20.5 ° C.

一方、比較例として、図32に示すように電子機器(図示せず)が収納されたラック11の吸気側及び排気側の計測ポイントに熱電対(ポイント測定型温度センサ)85を設置し、吸気側及び排気側の温度分布を計測する。図33に、熱電対85により計測した各計測ポイントの温度の例を示す。   On the other hand, as a comparative example, as shown in FIG. 32, thermocouples (point measurement type temperature sensors) 85 are installed at measurement points on the intake side and the exhaust side of the rack 11 in which electronic devices (not shown) are housed. Measure the temperature distribution on the side and exhaust side. In FIG. 33, the example of the temperature of each measurement point measured with the thermocouple 85 is shown.

図34は、横軸に光ファイバの長さ方向の位置をとり、縦軸に計測温度をとって、光ファイバ及び熱電対で計測した吸気側の計測温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。また、図35は、横軸に光ファイバの長さ方向の位置をとり、縦軸に計測温度をとって、光ファイバ及び熱電対で計測した排気側の計測温度分布をシミュレーションした結果を示す図である。これらの図34,図35において、光ファイバ81の2.25mの位置が計測ポイントNo.0に対応し、2.5mの位置が計測ポイントNo.1に対応し、7.5mの位置が計測ポイントNo.21に対応している。また、図34,図35では、便宜上、熱電対85による温度分布の計測ポイントの位置を、光ファイバ81による温度分布の計測ポイントに対応させている。例えば図32のNo.1の計測ポイントに配置された熱電対85により計測された温度は、2.5m、3.5m及び7.5mの位置の温度に反映される。   FIG. 34 is a diagram showing the result of simulating the measured temperature distribution on the intake side measured with the optical fiber and thermocouple, with the horizontal axis representing the position in the length direction of the optical fiber and the vertical axis representing the measured temperature. . FIG. 35 is a diagram showing the result of simulating the measured temperature distribution on the exhaust side measured with the optical fiber and thermocouple, with the horizontal axis representing the position in the length direction of the optical fiber and the vertical axis representing the measured temperature. It is. 34 and 35, the position of 2.25 m of the optical fiber 81 corresponds to the measurement point No. 0, the position of 2.5 m corresponds to the measurement point No. 1, and the position of 7.5 m is measured. Corresponds to point No.21. 34 and 35, the position of the temperature distribution measurement point by the thermocouple 85 is associated with the temperature distribution measurement point by the optical fiber 81 for convenience. For example, the temperature measured by the thermocouple 85 arranged at the No. 1 measurement point in FIG. 32 is reflected in the temperatures at 2.5 m, 3.5 m, and 7.5 m.

図34に示すように、計測ポイント間の温度差が小さい吸気側では、光ファイバで計測した温度分布と熱電対により計測した温度分布とはほぼ一致している。これに対し、計測ポイント間の温度差が大きくなる排気側では、光ファイバで測定した温度分布は、図35に示すように計測ポイントNo.1(2.5m)及びNo.21(7.5m)の外側まで大きく広がっている。ピーク温度に対し温度分布がどの程度広がるのかは光ファイバ温度計測装置(光ファイバ81及び光ファイバ検出器91)の特性に依存する。逆に、予め光ファイバ温度分布計測装置の特性を調べておけば、ピーク温度に対し温度分布がどの程度広がるのかを知ることができる。   As shown in FIG. 34, on the intake side where the temperature difference between the measurement points is small, the temperature distribution measured by the optical fiber and the temperature distribution measured by the thermocouple substantially coincide. On the other hand, on the exhaust side where the temperature difference between the measurement points becomes large, the temperature distribution measured with the optical fiber is measured points No. 1 (2.5 m) and No. 21 (7.5 m) as shown in FIG. ) Greatly spread to the outside. How much the temperature distribution spreads with respect to the peak temperature depends on the characteristics of the optical fiber temperature measuring device (optical fiber 81 and optical fiber detector 91). Conversely, if the characteristics of the optical fiber temperature distribution measuring device are examined in advance, it is possible to know how much the temperature distribution spreads with respect to the peak temperature.

ここでは、光ファイバにより計測した温度分布は、図35に示すようにマイナス側に0.25mの位置まで広がり、プラス側に9.75mの位置まで広がるものとする。すなわち、温度分布の積分値を演算する場合に、0.25mの位置から9.75mの位置までを積分範囲とする。この間の計測ポイントの数は39である。平均温度を求める場合は、これら39の計測ポイントの計測値を積分し、ラック11内の計測ポイントの数(すなわち21)で割り算(除算)する。   Here, it is assumed that the temperature distribution measured by the optical fiber spreads to a position of 0.25 m on the minus side and spreads to a position of 9.75 m on the plus side as shown in FIG. That is, when calculating the integral value of the temperature distribution, the integration range is from the position of 0.25 m to the position of 9.75 m. The number of measurement points during this period is 39. When obtaining the average temperature, the measurement values of these 39 measurement points are integrated and divided (divided) by the number of measurement points in the rack 11 (ie, 21).

また、前述したように、計測温度分布の積分値と実温度分布の積分値とは比例することがわかっているが、比例定数は光ファイバ及び光ファイバ検出器光ファイバ温度分布計測装置の特性に依存する。従って、平均温度を算出するためには、予め比例定数を実験的に求めておくことも必要である。ここでは、比例定数の値を1.03とする。   As described above, it is known that the integral value of the measured temperature distribution is proportional to the integral value of the actual temperature distribution, but the proportionality constant depends on the characteristics of the optical fiber and optical fiber detector optical fiber temperature distribution measuring device. Dependent. Therefore, in order to calculate the average temperature, it is also necessary to experimentally obtain a proportionality constant in advance. Here, the value of the proportionality constant is 1.03.

熱電対85により計測した温度から平均温度を求める場合は、単純にラック11の吸気側(又は排気側)に配置された各熱電対85による測定値を加算して計測ポイントの個数で割り算すればよい。例えば図32のNo.1からNo.11までの計測ポイントの温度をT1,T2,…,T11とすると、平均温度Taveは、Tave=(T1+T2+…+T11)/11となる。また、ラック11の中心線(図32に一点鎖線で示す)上の3点の測定ポイント(No.2、No.6、No.10)の測定値で平均温度Taveを計算する場合は、Tave=(T2+T6+T10)/3となる。 When obtaining the average temperature from the temperature measured by the thermocouple 85, simply add the measured values from each thermocouple 85 arranged on the intake side (or exhaust side) of the rack 11 and divide by the number of measurement points. Good. For example, when the temperatures of the measurement points from No. 1 to No. 11 in FIG. 32 are T 1 , T 2 ,..., T 11 , the average temperature T ave is T ave = (T 1 + T 2 +... + T 11 ). / 11. In addition, when calculating the average temperature T ave with the measured values of three measurement points (No. 2, No. 6, No. 10) on the center line of the rack 11 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 32), T ave = (T 2 + T 6 + T 10 ) / 3.

一方、光ファイバにより計測した温度分布から平均温度Taveを求める場合は、0.25mの位置から9.75mの位置までの39の計測ポイントの温度をT1,T2,…,T39とし、フリーアクセスフロアの温度(基準温度)をTcとすると、下記(5)式に示すようになる。 On the other hand, when obtaining the average temperature T ave from the temperature distribution measured by the optical fiber, T 1 the temperature of 39 measurement points from the position of 0.25m to the position of 9.75m, T 2, ..., and T 39 When the temperature of the free access floor (reference temperature) is Tc, the following equation (5) is obtained.

ave=((T1−Tc)+(T2−Tc)+…+(T39−Tc))×(1/1.03)×(1/21)+Tc …(5)
図36に、光ファイバ温度分布計測装置によって求めた平均温度、No.2,No.6,No.10の計測ポイントに配置された3個の熱電対85により求めた平均温度、No.1からNo.11までの計測ポイントに配置された11個の熱電対により求めた平均温度を示す。
T ave = ((T 1 −Tc) + (T 2 −Tc) +... + (T 39 −Tc)) × (1 / 1.03) × (1/21) + Tc (5)
36 shows the average temperature obtained by the optical fiber temperature distribution measuring device, the average temperature obtained by the three thermocouples 85 arranged at the measurement points No. 2, No. 6, and No. 10, from No. 1. The average temperature calculated | required with 11 thermocouples arrange | positioned at the measurement points to No. 11 is shown.

また、ラック11内に収納された電子機器83の総消費電力を3.8kWとし、前述の(4)式を用いて求めた風量と、その風量を用いて計算したラック11の吸気口及び排気口における風速とを図36に示す。なお、風速は、ラック11の吸気口及び排気口の面積を0.40m2として求めている。 Further, the total power consumption of the electronic device 83 housed in the rack 11 is 3.8 kW, the air volume obtained using the above-described equation (4), and the intake and exhaust air of the rack 11 calculated using the air volume. FIG. 36 shows the wind speed at the mouth. Note that the wind speed is obtained by setting the area of the intake port and the exhaust port of the rack 11 to 0.40 m 2 .

この図36からわかるように、温度分布のばらつきが比較的小さい吸気側では、光ファイバを用いて測定した平均温度と、3個の熱電対を用いて測定した平均温度と、11個の熱電対を用いて測定した平均温度とはほぼ一致している。しかし、温度分布のばらつきが大きい排気側では、光ファイバを用いて測定した平均温度と11個の熱電対を用いて測定した平均温度とはほぼ一致しているが、3個の熱電対を用いて測定した平均温度は他の方法により測定した平均温度との差が大きい。従って、それらの平均温度を用いて計算した風量及び風速についても、光ファイバを用いて測定した場合と11個の光ファイバを用いて測定した場合とではほぼ一致し、3個の熱電対を用いて測定した場合の値は他の方法により測定した場合の値との差が大きい。   As can be seen from FIG. 36, on the intake side where the variation in temperature distribution is relatively small, the average temperature measured using an optical fiber, the average temperature measured using three thermocouples, and 11 thermocouples. This is almost the same as the average temperature measured using. However, on the exhaust side where the variation in temperature distribution is large, the average temperature measured using an optical fiber and the average temperature measured using 11 thermocouples are almost the same, but three thermocouples are used. The average temperature measured in this way is greatly different from the average temperature measured by other methods. Therefore, the air volume and the wind speed calculated using the average temperatures are almost the same between the case where the measurement is performed using the optical fiber and the case where the measurement is performed using the 11 optical fibers, and three thermocouples are used. The value when measured by this method is greatly different from the value measured by other methods.

以上から、光ファイバを用いる方法は、多数のポイント測定型温度センサを用いる方法に比べて同等、又はそれ以上の精度で風量及び風速を測定することができることが確認された。   From the above, it was confirmed that the method using the optical fiber can measure the air volume and the wind speed with the same or higher accuracy than the method using many point measurement type temperature sensors.

なお、上述した例ではラックから排出されるエアーの量(風量)及び吸気口又は排気口における風速を測定する場合について説明したが、開示した技術をラック以外から排出(又は吸気)されるエアーの量又は風速の測定に使用することができる。   In the above-described example, the case where the amount of air discharged from the rack (air volume) and the wind speed at the intake port or the exhaust port is measured has been described. Can be used to measure quantity or wind speed.

また、上述した例では吸気側及び排気側に同じように光ファイバを敷設しているが、吸気側と排気側とで光ファイバの敷設を変えてもよい。例えば、吸気側では計測ポイントの位置による温度差が小さいため、光ファイバの敷設を簡略化しても風量の測定精度は殆ど劣化しないと考えられる。   In the above-described example, the optical fibers are laid in the same way on the intake side and the exhaust side. However, the laying of optical fibers may be changed between the intake side and the exhaust side. For example, since the temperature difference due to the position of the measurement point is small on the intake side, it is considered that the air flow measurement accuracy hardly deteriorates even if the laying of the optical fiber is simplified.

(発熱量測定方法)
図37は、実施形態に係る発熱量測定装置及び発熱量測定方法を示す模式図である。なお、図37において図30と同一物には同一符号を付している。
(Measurement method of calorific value)
FIG. 37 is a schematic diagram illustrating a calorific value measuring device and a calorific value measuring method according to the embodiment. 37, the same components as those in FIG. 30 are denoted by the same reference numerals.

本実施形態では、電子機器(計算機及びストレージ等)83を収納したラック11の吸気側及び排気側に温度測定用光ファイバ101a,101bを敷設し、これらの光ファイバ101a,101bを光ファイバ検出器111に接続する。また、ラック11の吸気側又は排気側の少なくとも一方(図37では吸気側のみ)に風速(エアーの流速)測定用光ファイバ102を敷設し、この風速測定用光ファイバ102も光ファイバ検出器111に接続する。   In the present embodiment, temperature measuring optical fibers 101a and 101b are laid on the intake side and the exhaust side of a rack 11 in which an electronic device (computer, storage, etc.) 83 is housed, and these optical fibers 101a and 101b are optical fiber detectors. 111 is connected. In addition, an optical fiber 102 for measuring wind speed (air flow velocity) is laid on at least one of the intake side and the exhaust side of the rack 11 (only the intake side in FIG. 37), and the optical fiber 102 for measuring wind speed is also an optical fiber detector 111. Connect to.

光ファイバ検出器111は、基本的に図2に示す温度分布測定装置と同様の構造を有しており、温度測定用光ファイバ101a,101bにレーザパルスを供給する。そして、光ファイバ検出器111は、光ファイバ101a,101b内で発生した後方散乱光を検出し、その検出結果に基づいてラック11の吸気側及び排気側の平均温度を算出し、演算部112に出力する。   The optical fiber detector 111 basically has the same structure as the temperature distribution measuring apparatus shown in FIG. 2, and supplies laser pulses to the temperature measuring optical fibers 101a and 101b. Then, the optical fiber detector 111 detects the backscattered light generated in the optical fibers 101a and 101b, calculates the average temperature on the intake side and the exhaust side of the rack 11 based on the detection result, and sends it to the calculation unit 112. Output.

風速測定用光ファイバ102は、光ファイバとその近傍に配置された発熱体(電熱線)とにより形成される。例えば特許文献6,7には、光ファイバの近傍に発熱体を配置して流体の速度を検出する装置が記載されている。本実施形態では、風速測定用光ファイバ102として、光ファイバの所定の部分の周囲に電熱線を巻いたものを使用する。パイプ状に形成された発熱体と、その発熱体を挿通する光ファイバとにより風速測定用光ファイバ102を形成してもよい。   The wind speed measuring optical fiber 102 is formed of an optical fiber and a heating element (heating wire) disposed in the vicinity thereof. For example, Patent Documents 6 and 7 describe devices that detect a fluid velocity by arranging a heating element in the vicinity of an optical fiber. In the present embodiment, the wind speed measuring optical fiber 102 is one in which a heating wire is wound around a predetermined portion of the optical fiber. The wind speed measuring optical fiber 102 may be formed by a heating element formed in a pipe shape and an optical fiber inserted through the heating element.

光ファイバ検出器111は、風速測定用光ファイバ102にもレーザパルスを供給し、光ファイバ内で発生した後方散乱光により発熱体近傍の温度を検出する。光ファイバ検出器111には予め実験等により得た風速と温度との関係が記憶されており、発熱体近傍の温度を風速に換算して演算部112に出力する。   The optical fiber detector 111 also supplies a laser pulse to the wind speed measuring optical fiber 102 and detects the temperature in the vicinity of the heating element by backscattered light generated in the optical fiber. The optical fiber detector 111 stores in advance the relationship between the wind speed and temperature obtained through experiments and the like, and converts the temperature in the vicinity of the heating element into the wind speed and outputs it to the computing unit 112.

演算部112は、光ファイバ検出器111から取得したラック11の吸気側及び排気側の平均温度と、吸気側(又は排気側)におけるエアーの平均流速とから、ラック11内に収納された電子装置83等からの発熱量(総発熱量)を演算し、表示装置(図示せず)等に出力する。   The computing unit 112 is an electronic device housed in the rack 11 based on the average temperature on the intake side and exhaust side of the rack 11 obtained from the optical fiber detector 111 and the average flow velocity of air on the intake side (or exhaust side). The calorific value (total calorific value) from 83 etc. is calculated and output to a display device (not shown) or the like.

ラック11内の発熱量をQ(kcal/min)とし、吸気側の平均風速をFin(m/min)、排気側の平均風速をFout(m/min)、吸気側の平均温度をTin(℃)、排気側の平均温度をTout(℃)、吸気側の開口部の総面積をAin(m2)、排気側の開口部の総面積をAout(m2)とすると、下記(6)式が成り立つ。 The amount of heat generated in the rack 11 is Q (kcal / min), the average wind speed on the intake side is F in (m / min), the average wind speed on the exhaust side is F out (m / min), and the average temperature on the intake side is T in (° C.), the exhaust side average temperature is T out (° C.), the intake side opening area is A in (m 2 ), and the exhaust side opening area is A out (m 2 ). The following equation (6) holds.

Q=C(Fout・Aout)×(Tout−Tin)=C(Fin・Ain)×(Tout−Tin) …(6)
但し、Cは定数。
Q = C (F out · A out) × (T out -T in) = C (F in · A in) × (T out -T in) ... (6)
However, C is a constant.

本実施形態では、ラック11の吸気側及び排気側の平均温度と、ラック11の吸気側又は排気側の平均風速とにより、ラック11内で発生する熱量を精度よく、且つリアルタイムで測定することができる。   In the present embodiment, the amount of heat generated in the rack 11 can be accurately measured in real time based on the average temperature on the intake side and exhaust side of the rack 11 and the average wind speed on the intake side or exhaust side of the rack 11. it can.

なお、風速測定用光ファイバ102に替えて、前述したポイント測定型風速センサを使用することが考えられる。しかし、その場合はセンサの数が少ないと測定精度が低くなり、センサの数が多いとセンサの設置や保守管理に要するコストが高くなるという問題がある。本実施形態のように光ファイバを用いて風速を測定することにより、ラック11の吸気側又は排気側における平均風速を精度よく測定することができ、その結果発熱量の測定精度も高くなる。   Instead of the wind speed measuring optical fiber 102, it is conceivable to use the above-described point measurement type wind speed sensor. However, in that case, if the number of sensors is small, the measurement accuracy is low, and if the number of sensors is large, there is a problem that the cost required for sensor installation and maintenance management increases. By measuring the wind speed using an optical fiber as in this embodiment, the average wind speed on the intake side or the exhaust side of the rack 11 can be measured with high accuracy, and as a result, the measurement accuracy of the calorific value is increased.

上述した例では電子機器83が収納されたラック11内の発熱量を測定する場合について説明したが、開示した技術をラック以外の容器(吸気口及び排気口が設けられた容器)内で発生する熱量の測定に使用してもよい。   In the above-described example, the case where the amount of heat generated in the rack 11 in which the electronic device 83 is housed is described, but the disclosed technique occurs in a container other than the rack (a container provided with an intake port and an exhaust port). You may use for the measurement of calorie.

10…機器設置エリア、11,61…ラック、12,41,62…グリル(通風口)、15…フリーアクセスフロア、16…ケーブル、17…ケーブルダクト、19,72…空調機、21…レーザ光源、22a,22b…レンズ、23,31a,31b,31c…ビームスプリッタ、24,24a,24b81,81a,81b…光ファイバ、25…波長分離部、26…光検出器、26a,226b,26c…受光部、33a,33b,33c…光学フィルタ、34a,34b,34c…集光レンズ、51a,51b,52,54,56,73,91…光ファイバ検出器、53,55,57…切替器、63…排気ファン、71…制御部、74…温度センサ、75…状態変数保存部、85…熱電対、90…演算部、92…電力検出部、101a,101b…温度測定用光ファイバ、102…風速測定用光ファイバ、111…光ファイバ検出器、112…演算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Equipment installation area 11, 61 ... Rack, 12, 41, 62 ... Grill (vent), 15 ... Free access floor, 16 ... Cable, 17 ... Cable duct, 19, 72 ... Air conditioner, 21 ... Laser light source 22a, 22b ... lens, 23, 31a, 31b, 31c ... beam splitter, 24, 24a, 24b81, 81a, 81b ... optical fiber, 25 ... wavelength separator, 26 ... photodetector, 26a, 226b, 26c ... light reception Part, 33a, 33b, 33c ... optical filter, 34a, 34b, 34c ... condensing lens, 51a, 51b, 52, 54, 56, 73, 91 ... optical fiber detector, 53, 55, 57 ... switch, 63 ... exhaust fan, 71 ... control unit, 74 ... temperature sensor, 75 ... state variable storage unit, 85 ... thermocouple, 90 ... calculation unit, 92 ... power detection unit, 101a 101b ... Temperature measuring optical fiber, 102 ... wind velocity measuring optical fiber, 111 ... optical fiber detector, 112 ... arithmetic unit.

Claims (7)

複数の計算機又はストレージを収納するラックを複数台設置した計算機ルームの温度計測方法において、
前記複数台のラックの内側及び外側の少なくとも一方に設定された複数の第1の温度計測ポイントを通るように第1の光ファイバを敷設し、
前記複数台のラックの内側及び外側の少なくとも一方に設定されて前記第1の温度計測ポイントよりもピーク温度が高い複数の第2の温度計測ポイントを通るように第2の光ファイバを敷設し、
前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバにそれぞれレーザ光を導入し、後方散乱光を検出して前記第1の光ファイバ及び前記第2の光ファイバの長さ方向に沿った温度分布を計測することを特徴とする計算機ルームの温度計測方法。
In the temperature measurement method of a computer room in which multiple racks for storing multiple computers or storage are installed,
Laying a first optical fiber so as to pass through a plurality of first temperature measurement points set on at least one of the inside and the outside of the plurality of racks;
Laying a second optical fiber so as to pass through a plurality of second temperature measurement points that are set on at least one of the inside and the outside of the plurality of racks and have a peak temperature higher than the first temperature measurement point;
Temperature distribution along the length direction of the first optical fiber and the second optical fiber by introducing laser light into the first optical fiber and the second optical fiber, respectively, detecting backscattered light A temperature measurement method for a computer room characterized by measuring the temperature.
複数の計算機又はストレージを収納するラックを複数台設置した計算機ルームの温度制御システムにおいて、
前記計算機ルーム内に設定された計測ポイントの目標温度が設定される制御部と、
前記計算機ルーム内に敷設した光ファイバにより前記計測ポイントの温度を計測する光ファイバ検出器と、
前記計算機ルーム内に設置された空調冷却設備とを有し、
前記制御部が、前記光ファイバ検出器により計測した前記計測ポイントの温度が前記目標温度となるように前記空調冷却設備を制御することを特徴とする温度制御システム。
In a computer room temperature control system in which multiple racks for storing multiple computers or storage are installed,
A control unit in which a target temperature of a measurement point set in the computer room is set;
An optical fiber detector for measuring the temperature of the measurement point by an optical fiber laid in the computer room;
Air conditioning cooling equipment installed in the computer room,
The temperature control system, wherein the control unit controls the air conditioning cooling equipment so that a temperature of the measurement point measured by the optical fiber detector becomes the target temperature.
複数の計算機を収納するラックを複数台設置した計算機ルームの温度制御システムにおいて、
前記計算機ルーム内に設定された計測ポイントの目標温度が設定される制御部と、
前記計算機ルーム内に敷設した光ファイバにより前記計測ポイントの温度を計測する光ファイバ検出器と、
新規ジョブの計算量に応じて前記新規ジョブを処理する計算機を決定する負荷分散サーバと、
計算量とCPU(Central Processing Unit)温度との関係を記憶したデータベースを備え、前記データベースを用いて前記新規ジョブの計算量に応じた信号を前記制御部に出力する状態変数保存部とを有し、
前記制御部が、前記目標温度と、前記光ファイバ検出器による温度計測結果と、前記状態変数保存部から出力される前記信号とに応じて前記計算機ルームに設けられた空調冷却設備を制御することを特徴とする温度制御システム。
In a computer room temperature control system with multiple racks for storing multiple computers,
A control unit in which a target temperature of a measurement point set in the computer room is set;
An optical fiber detector for measuring the temperature of the measurement point by an optical fiber laid in the computer room;
A load balancing server that determines a computer that processes the new job in accordance with the calculation amount of the new job;
A database that stores a relationship between a calculation amount and a CPU (Central Processing Unit) temperature, and a state variable storage unit that outputs a signal corresponding to the calculation amount of the new job to the control unit using the database; ,
The control unit controls air-conditioning cooling equipment provided in the computer room according to the target temperature, a temperature measurement result by the optical fiber detector, and the signal output from the state variable storage unit. A temperature control system featuring.
前記制御部は、前記計算機が前記新規ジョブの処理を開始する前又は処理を開始すると同時に、前記信号に応じた前記空調冷却設備の制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の温度制御システム。   The temperature control according to claim 3, wherein the control unit controls the air-conditioning cooling facility according to the signal before or at the same time as the computer starts processing the new job. system. 前記光ファイバが、前記複数台のラックの内側及び外側の少なくとも一方に設定された複数の第1の温度計測ポイントを通るように敷設された第1の光ファイバと、前記複数台のラックの内側及び外側の少なくとも一方に設定されて前記第1の温度計測ポイントよりもピーク温度が高い複数の第2の温度計測ポイントを通るように敷設された第2の光ファイバとからなることを特徴とする請求項3に記載された温度制御システム。   A first optical fiber laid so that the optical fiber passes through a plurality of first temperature measurement points set on at least one of the inside and the outside of the plurality of racks; and the inside of the plurality of racks And a second optical fiber laid so as to pass through a plurality of second temperature measurement points that are set to at least one of the outer sides and have a peak temperature higher than that of the first temperature measurement point. The temperature control system according to claim 3. 吸気口及び排気口を備え内部に発熱体が収納される容器の前記吸気口及び排気口にそれぞれ敷設された光ファイバと、
前記光ファイバにレーザ光を導入し、後方散乱光を検出して前記吸気口及び排気口における平均温度を測定する光ファイバ検出器と、
前記光ファイバ検出器で検出した前記吸気口及び排気口の平均温度の差と前記発熱体の発熱量とから前記吸気口及び排気口を通流するエアーの量を算出する演算部と
を有することを特徴とする風量測定装置。
An optical fiber laid on each of the intake and exhaust ports of a container having an intake port and an exhaust port and containing a heating element therein;
An optical fiber detector that introduces laser light into the optical fiber, detects backscattered light, and measures an average temperature at the intake and exhaust ports;
A calculation unit that calculates an amount of air flowing through the intake and exhaust ports from a difference in average temperature between the intake and exhaust ports detected by the optical fiber detector and a heat generation amount of the heating element. The air volume measuring device characterized by this.
吸気口及び排気口を備え内部に発熱体が収納される容器の前記吸気口及び排気口にそれぞれ敷設された温度測定用光ファイバと、
前記容器の吸気口又は排気口に敷設されてエアーの平均流速を測定する風速測定用光ファイバと、
前記温度測定用光ファイバ及び前記風速測定用光ファイバにレーザ光を導入し、後方散乱光を検出して前記容器の吸気口及び排気口の平均温度を測定するとともに、前記容器の吸気口又は排気口におけるエアーの平均流速を測定する光検出器と、
前記光検出器で検出した前記吸気口及び排気口における平均温度の差と前記容器の吸気口又は排気口におけるエアーの平均流速とから前記発熱体の発熱量を算出する演算部と
を有することを特徴とする発熱量測定装置。
An optical fiber for temperature measurement laid on each of the intake and exhaust ports of a container having an intake port and an exhaust port and containing a heating element therein;
An optical fiber for wind speed measurement that is laid at the inlet or the outlet of the container and measures the average flow velocity of air;
Laser light is introduced into the temperature measuring optical fiber and the wind speed measuring optical fiber, and backscattered light is detected to measure the average temperature of the inlet and outlet of the container. A photodetector for measuring the average air flow velocity at the mouth;
A calculation unit that calculates a calorific value of the heating element from a difference in average temperature at the intake port and the exhaust port detected by the photodetector and an average flow velocity of air at the intake port or the exhaust port of the container. A calorific value measuring device.
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