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JP5491923B2 - Electronic equipment cooling system - Google Patents

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JP5491923B2 JP2010073135A JP2010073135A JP5491923B2 JP 5491923 B2 JP5491923 B2 JP 5491923B2 JP 2010073135 A JP2010073135 A JP 2010073135A JP 2010073135 A JP2010073135 A JP 2010073135A JP 5491923 B2 JP5491923 B2 JP 5491923B2
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  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

本発明は電子機器の冷却システムに係り、特に、サーバルームに配置されたコンピュータやサーバ等の電子機器を、蒸発器と凝縮器とを備えた冷却システムで局所的に冷却する電子機器の冷却システムに関する。   The present invention relates to a cooling system for electronic equipment, and more particularly to a cooling system for electronic equipment that locally cools electronic equipment such as computers and servers arranged in a server room with a cooling system including an evaporator and a condenser. About.

サーバルームには、コンピュータやサーバ等の電子機器が集約された状態で多数設置される。電子機器は一般にラックマウント方式、すなわち、電子機器を機能単位別に分割して収納するラック(筐体)をキャビネットに段積みする方式で設置され、キャビネットはサーバルームの床上に多数整列配置される。   A large number of electronic devices such as computers and servers are gathered in the server room. Electronic devices are generally installed in a rack mount system, that is, a system in which racks (casings) for storing electronic devices divided into functional units are stacked in a cabinet, and a large number of cabinets are arranged on the floor of a server room.

これらの電子機器は、正常な動作をするために一定の温度環境が必要とされ、高温状態になるとシステム停止等のトラブルを引き起こすおそれがある。このため、サーバルームは空調機によって一定の温度環境に管理されている。しかし、近年では、電子機器の処理速度や処理能力の急激な上昇に伴い、電子機器からの発熱量が上昇の一途をたどっており、空調機のランニングコストも大幅に増加している。   These electronic devices require a certain temperature environment in order to operate normally, and may cause troubles such as system stoppage when the temperature becomes high. For this reason, the server room is managed by the air conditioner in the fixed temperature environment. However, in recent years, with the rapid increase in the processing speed and processing capacity of electronic devices, the amount of heat generated from electronic devices is steadily increasing, and the running cost of air conditioners has also increased significantly.

このような背景から、電子機器を効率的に冷却するための様々な技術が提案されている。たとえば、特許文献1に記載されている空調システムは、冷媒を動力なしで自然循環させる冷媒自然循環型の空調システムであり、蒸発器と、この蒸発器よりも高所の凝縮器とを、ガス配管及び液配管で接続することによって構成されている。そして蒸発器で気化された冷媒の気体がガス配管を介して凝縮器に送られ、凝縮器で液化された冷媒の気体が液配管を介して蒸発器に送られることによって、冷媒が自然循環され、蒸発器で冷却作用を得ることができる。このような冷媒自然循環型の空調システムを、電子機器の局所冷却に適用することによって、前述したランニングコストを削減することが期待される。たとえば、蒸発器を電子機器の排気口の近傍に配置するとともに、凝縮器として建屋の屋上に冷却塔を設置し、この冷却塔で外気を利用して冷媒を冷却することによって、ランニングコストを大幅に削減することが可能となる。   Against this background, various techniques for efficiently cooling electronic devices have been proposed. For example, the air conditioning system described in Patent Document 1 is a refrigerant natural circulation type air conditioning system that naturally circulates refrigerant without power, and an evaporator and a condenser at a higher position than the evaporator are connected with gas. It is comprised by connecting with piping and liquid piping. The refrigerant gas evaporated by the evaporator is sent to the condenser via the gas pipe, and the refrigerant gas liquefied by the condenser is sent to the evaporator via the liquid pipe, so that the refrigerant is naturally circulated. The cooling action can be obtained with an evaporator. It is expected that the running cost described above can be reduced by applying such a refrigerant natural circulation type air conditioning system to local cooling of electronic equipment. For example, an evaporator is placed near the exhaust outlet of an electronic device, and a cooling tower is installed on the roof of the building as a condenser, and the cooling tower uses this outside air to cool the refrigerant, greatly increasing running costs. Can be reduced.

しかし、電子機器の冷却システムに関する場合には、省エネによるランニングコスト抑制のニーズに加えて、冷却システムの安定性が要求されており、さまざまな方法が提案されている。たとえば、冷媒自然循環による冷却システムと圧縮機による冷凍サイクル運転システムを併用し、切り換え可能な制御をすることで高い安定性を確保することができる。特許文献2に記載されている空調システムでは、外気温度と室内温度、電子機器の負荷、冷却能力を測定し、外気温度が室内温度よりも高い場合には圧縮機による冷凍サイクル運転を行い、低い場合には冷媒自然循環による冷却システム運転を行うことを基本とし、冷却能力が電子機器の負荷に対して不足している場合には、冷却能力が満足するどちらかの運転に切り替えるシステムであり、高い安定性が確保されている。   However, in the case of a cooling system for electronic devices, the stability of the cooling system is required in addition to the need to reduce running costs by saving energy, and various methods have been proposed. For example, high stability can be ensured by using a cooling system based on natural refrigerant circulation and a refrigeration cycle operating system based on a compressor and performing control that can be switched. In the air conditioning system described in Patent Document 2, the outside air temperature and the room temperature, the load on the electronic device, and the cooling capacity are measured. In this case, the cooling system is operated based on natural refrigerant circulation, and when the cooling capacity is insufficient with respect to the load of the electronic device, the system is switched to one that satisfies the cooling capacity. High stability is ensured.

特開平1−252834号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-252834 特開平11−287524号公報JP-A-11-287524

しかし、上記に示すような冷媒自然循環サイクルによる冷却システムと圧縮機による冷凍サイクル運転システムを切り換える運転では、外気温度の低下が著しい場合には、駆動源をもたない冷媒自然循環サイクルによる冷却システムで、凝縮器内への冷媒貯留等が発生し、蒸発器の能力低下が引き起こされる場合がある。例えば、外気温度の低下時には冷媒冷却塔内部の凝縮圧力が低下して、流下する冷媒液体を引っぱってしまうので、うまく流下しなくなり、冷媒冷却塔内部に冷媒液が貯留される。この場合、冷媒冷却塔からの冷媒液流下量が冷媒自然循環サイクル運転に必要な冷媒量以下となるため、蒸発器の冷却能力の低下が生じる。そのため、外気温度が低下しているにもかかわらず、圧縮機による冷凍サイクル運転を行ってしまう場合もある。   However, in the operation of switching between the cooling system by the refrigerant natural circulation cycle and the refrigeration cycle operation system by the compressor as described above, when the outside air temperature is drastically reduced, the cooling system by the refrigerant natural circulation cycle having no drive source Thus, refrigerant storage or the like in the condenser may occur, and the capacity of the evaporator may be reduced. For example, when the outside air temperature decreases, the condensing pressure inside the refrigerant cooling tower decreases, and the refrigerant liquid that flows down is pulled. Therefore, the refrigerant liquid does not flow well, and the refrigerant liquid is stored inside the refrigerant cooling tower. In this case, since the amount of liquid flowing down from the refrigerant cooling tower is equal to or less than the amount of refrigerant necessary for the refrigerant natural circulation cycle operation, the cooling capacity of the evaporator is reduced. Therefore, the refrigeration cycle operation by the compressor may be performed even though the outside air temperature is lowered.

したがって、ランニングコストを抑えるためには、できるだけ自然循環サイクルが停止しないようにして強制循環する時間を短くすると共に、強制循環する場合においても、圧縮機による冷凍サイクル運転を行うのではなく・自然循環サイクルにより運転を行って安定運転を行うことで無駄なエネルギーを消費しないことが重要になる。   Therefore, in order to reduce the running cost, the natural circulation cycle is not stopped as much as possible to shorten the forced circulation time, and even in the forced circulation, the refrigeration cycle operation is not performed by the compressor. It is important not to consume useless energy by performing operation by cycle and performing stable operation.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, making it possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and switching from natural circulation to forced circulation even in an unsteady state. An object of the present invention is to provide an electronic device cooling system that is energy-saving and highly safe in operation even when both natural circulation and forced circulation are provided, since smooth operation can be realized.

前記目的を達成するために、電子機器からの高温排気との熱交換によって冷媒を気化させると共に該高温排気を冷却する複数の蒸発器と、複数の前記蒸発器よりも高所に設置され、複数の前記蒸発器で前記気化された冷媒を液化させる凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間を、前記蒸発器で気化した冷媒ガスを前記凝縮器に送るガス配管と、前記凝縮器で液化した冷媒液体を前記蒸発器に送る液配管と、でつなぎ、前記冷媒を自然循環させる自然循環機構と、を備える電子機器の冷却システムであって、前記液配管又は前記ガス配管の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させる強制循環手段と、前記バイパス配管によってバイパスされる液配管のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構と、前記凝縮器内に流入する冷媒ガス圧力を測定する冷媒ガス圧力センサと、前記凝縮器内から流出する冷媒液圧力を測定する冷媒液圧力センサと、前記冷媒ガス圧力センサの測定値Aと冷媒液圧力センサの測定値BとがB>Aになった場合に前記強制循環手段を駆動するコントローラと、を備えることを特徴とする電子機器の冷却システムを提供する。 To achieve the above object, a plurality of evaporators for cooling the hot exhaust with vaporizes the refrigerant by heat exchange with the hot exhaust from the electronic device, than a plurality of the evaporator is installed in a high place, a plurality A condenser for liquefying the vaporized refrigerant in the evaporator, a gas pipe for sending the refrigerant gas vaporized in the evaporator to the condenser, between the evaporator and the condenser, and the condenser A cooling system for an electronic device comprising: a liquid pipe that sends the refrigerant liquid liquefied to the evaporator; and a natural circulation mechanism that naturally circulates the refrigerant, and is in the middle of the liquid pipe or the gas pipe A bypass pipe provided as a bypass flow path; a forced circulation means provided in the bypass pipe for forcibly circulating a refrigerant amount required by the natural circulation mechanism; and a liquid distribution bypassed by the bypass pipe. A backflow prevention mechanism provided in a bypass-corresponding portion, a refrigerant gas pressure sensor that measures a refrigerant gas pressure flowing into the condenser, a refrigerant liquid pressure sensor that measures a refrigerant liquid pressure flowing out of the condenser, and And a controller that drives the forced circulation means when the measured value A of the refrigerant gas pressure sensor and the measured value B of the refrigerant liquid pressure sensor satisfy B> A. Provide a system.

本発明は、強制循環のための強制循環手段を液配管又はガス配管のバイパスラインに設け、自然循環をしなくなったときのみ駆動できるようにした。   In the present invention, forced circulation means for forced circulation is provided in the bypass line of the liquid piping or gas piping so that it can be driven only when natural circulation is no longer performed.

具体的には、凝縮器内に流入する冷媒ガス圧力を測定する冷媒ガス圧力センサと、凝縮器内から流出する冷媒液圧力を測定する冷媒液圧力センサと、を設け、冷媒ガス圧力センサの測定値Aと冷媒液圧力センサの測定値BとがB>Aになった場合にコントローラで強制循環手段を駆動する。   Specifically, a refrigerant gas pressure sensor for measuring the refrigerant gas pressure flowing into the condenser and a refrigerant liquid pressure sensor for measuring the refrigerant liquid pressure flowing out of the condenser are provided, and the refrigerant gas pressure sensor is measured. When the value A and the measured value B of the refrigerant liquid pressure sensor satisfy B> A, the controller drives the forced circulation means.

それにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As a result, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and it is possible to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

さらに、前記目的を達成するために、電子機器からの高温排気との熱交換によって冷媒を気化させると共に該高温排気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器よりも高所に設置され、前記気化された冷媒を液化させる凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間を、前記蒸発器で気化した冷媒ガスを前記凝縮器に送るガス配管と、前記凝縮器で液化した冷媒液体を前記蒸発器に送る液配管と、でつなぎ、前記冷媒を自然循環させる自然循環機構と、を備える電子機器の冷却システムであって、前記液配管又は前記ガス配管の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させる強制循環手段と、前記バイパス配管によってバイパスされる液配管のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構と、前記液配管の途中に該液配管に連通して設けられ、前記冷媒液体を貯留すると共にヘッドスペースを有するタンクと、冷媒液面の位置を測定する液面センサと、前記電子機器の排気空気温度を測定する温度センサと、前記液面センサと前記温度センサとの測定値から、前記温度センサにより測定した前記電子機器の排気温度に対し、該排気空気を冷却するのに必要な冷媒液面高さを算出し、前記液面センサにより測定された冷媒液面高さが計算値より低い場合には前記強制循環手段を駆動するコントローラと、を備えることを特徴とする電子機器の冷却システムを提供する。 Furthermore, in order to achieve the above object, an evaporator that evaporates the refrigerant by heat exchange with the high-temperature exhaust from the electronic device and cools the high-temperature exhaust, and is installed at a higher position than the evaporator and is vaporized. A condenser for liquefying the refrigerant, a gas pipe between the evaporator and the condenser for sending the refrigerant gas vaporized by the evaporator to the condenser, and a refrigerant liquid liquefied by the condenser for the evaporation A cooling system for an electronic device comprising: a liquid pipe to be sent to a container; and a natural circulation mechanism that naturally circulates the refrigerant, and is a bypass provided as a bypass in the middle of the liquid pipe or the gas pipe A pipe, a forced circulation means for forcibly circulating a refrigerant amount necessary for the natural circulation mechanism, and a bypass corresponding portion of a liquid pipe bypassed by the bypass pipe. A reverse flow prevention mechanism, a tank provided in communication with the liquid pipe in the middle of the liquid pipe, storing the refrigerant liquid and having a head space, and a liquid level sensor for measuring the position of the refrigerant liquid level; The exhaust air is cooled with respect to the exhaust temperature of the electronic device measured by the temperature sensor from the temperature sensor that measures the exhaust air temperature of the electronic device, and the measured values of the liquid level sensor and the temperature sensor. And a controller for driving the forced circulation means when the refrigerant liquid level measured by the liquid level sensor is lower than the calculated value. A cooling system for electronic equipment is provided.

本発明では、液配管の途中に該液配管に連通して設けられ、冷媒液体を貯留すると共にヘッドスペースを有するタンクと、冷媒液面の位置を測定する液面センサと、電子機器の排気空気温度を測定する温度センサと、を設け、液面センサと温度センサとの測定値から、温度センサにより測定した前記電子機器の排気温度に対し、排気空気を冷却するのに必要な冷媒液面高さを算出し、前記液面センサにより測定された冷媒液面高さが計算値より低い場合にコントローラで強制循環手段を駆動する。   In the present invention, a tank that is provided in the middle of the liquid pipe and communicates with the liquid pipe, stores a refrigerant liquid and has a head space, a liquid level sensor that measures the position of the refrigerant liquid level, and exhaust air of an electronic device. A temperature sensor for measuring the temperature, and from the measured values of the liquid level sensor and the temperature sensor, the refrigerant liquid level height required for cooling the exhaust air with respect to the exhaust temperature of the electronic device measured by the temperature sensor When the refrigerant liquid level measured by the liquid level sensor is lower than the calculated value, the forced circulation means is driven by the controller.

それにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As a result, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and it is possible to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

さらに、前記目的を達成するために、電子機器からの高温排気との熱交換によって冷媒を気化させると共に該高温排気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器よりも高所に設置され、前記気化された冷媒を液化させる凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との間を、前記蒸発器で気化した冷媒ガスを前記凝縮器に送るガス配管と、前記凝縮器で液化した冷媒液体を前記蒸発器に送る液配管と、でつなぎ、前記冷媒を自然循環させる自然循環機構と、を備える電子機器の冷却システムであって、前記液配管又は前記ガス配管の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させる強制循環手段と、前記バイパス配管によってバイパスされる液配管のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構と、前記蒸発器の冷媒液圧力を測定する冷媒液圧力センサと、前記凝縮器の圧力を測定する凝縮器圧力センサと、前記電子機器の排気空気温度を測定する温度センサと、 前記温度センサにより測定した排気温度に対応する必要冷媒液圧力を算出し、前記冷媒液圧力センサにより測定された冷媒液圧力と前記凝縮器圧力センサにより測定された圧力との差から求めた液柱高さより低い場合に前記強制循環手段を駆動するコントローラと、を備えることを特徴とする電子機器の冷却システムを提供する。   Furthermore, in order to achieve the above object, an evaporator that evaporates the refrigerant by heat exchange with the high-temperature exhaust from the electronic device and cools the high-temperature exhaust, and is installed at a higher position than the evaporator and is vaporized. A condenser for liquefying the refrigerant, a gas pipe between the evaporator and the condenser for sending the refrigerant gas vaporized by the evaporator to the condenser, and a refrigerant liquid liquefied by the condenser for the evaporation A cooling system for an electronic device comprising: a liquid pipe to be sent to a container; and a natural circulation mechanism that naturally circulates the refrigerant, and is a bypass provided as a bypass in the middle of the liquid pipe or the gas pipe A pipe, a forced circulation means for forcibly circulating a refrigerant amount necessary for the natural circulation mechanism, and a bypass corresponding portion of a liquid pipe bypassed by the bypass pipe. A backflow prevention mechanism, a refrigerant pressure sensor that measures the refrigerant liquid pressure of the evaporator, a condenser pressure sensor that measures the pressure of the condenser, and a temperature sensor that measures the exhaust air temperature of the electronic device And the required refrigerant liquid pressure corresponding to the exhaust temperature measured by the temperature sensor is calculated, and obtained from the difference between the refrigerant liquid pressure measured by the refrigerant liquid pressure sensor and the pressure measured by the condenser pressure sensor. And a controller for driving the forced circulation means when the height is lower than the liquid column height.

本発明では、蒸発器の冷媒液圧力を測定する圧力センサと、電子機器の排気空気温度を測定する温度センサと、を設け、温度センサにより測定した排気温度に対応する必要液柱高さを算出し、圧力センサにより測定された測定値から算出した液柱高さが該必要液柱高さより低い場合にコントローラで強制循環手段を駆動する。   In the present invention, a pressure sensor for measuring the refrigerant liquid pressure of the evaporator and a temperature sensor for measuring the exhaust air temperature of the electronic device are provided, and the required liquid column height corresponding to the exhaust temperature measured by the temperature sensor is calculated. When the liquid column height calculated from the measurement value measured by the pressure sensor is lower than the necessary liquid column height, the forced circulation means is driven by the controller.

それにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As a result, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and it is possible to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

上記において、前記凝縮器は、冷媒冷却塔又は熱交換器であることが好ましい。   In the above, the condenser is preferably a refrigerant cooling tower or a heat exchanger.

さらに、前記目的を達成するために、電子機器からの高温排気との熱交換によって冷媒を気化させると共に該高温排気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器よりも高所に設置され、前記気化された冷媒を液化させる冷媒冷却塔と、前記蒸発器と前記冷媒冷却塔との間を、前記蒸発器で気化した冷媒ガスを前記冷媒冷却塔に送るガス配管と、前記冷媒冷却塔で液化した冷媒液体を前記蒸発器に送る液配管と、でつなぎ、前記冷媒を自然循環させる自然循環機構と、を備える電子機器の冷却システムであって、前記液配管又は前記ガス配管の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管と、前記バイパス配管に設けられ、前記自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させる強制循環手段と、前記バイパス配管によってバイパスされる液配管のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構と、外気温度を測定する温度センサと、外気湿度を測定する湿度センサと、前記温度センサの測定温度と前記湿度センサの測定湿度から外気の湿球温度を算出し、該外気湿球温度が設定値よりも低くなった場合に前記強制循環手段を駆動するコントローラと、を備えることを特徴とする電子機器の冷却システムを提供する。   Furthermore, in order to achieve the above object, an evaporator that evaporates the refrigerant by heat exchange with the high-temperature exhaust from the electronic device and cools the high-temperature exhaust, and is installed at a higher position than the evaporator and is vaporized. A refrigerant cooling tower for liquefying the refrigerant, a gas pipe for sending the refrigerant gas vaporized by the evaporator to the refrigerant cooling tower between the evaporator and the refrigerant cooling tower, and a refrigerant liquefied by the refrigerant cooling tower A cooling system for an electronic device comprising: a liquid pipe that sends liquid to the evaporator; and a natural circulation mechanism that naturally circulates the refrigerant, as a bypass channel in the middle of the liquid pipe or the gas pipe A bypass pipe provided, a forced circulation means provided in the bypass pipe for forcibly circulating a refrigerant amount required by the natural circulation mechanism, and a liquid pipe bypassed by the bypass pipe. A backflow prevention mechanism provided in the path-corresponding portion, a temperature sensor that measures the outside air temperature, a humidity sensor that measures the outside air humidity, and the wet bulb temperature of the outside air from the measured temperature of the temperature sensor and the measured humidity of the humidity sensor. And a controller that drives the forced circulation means when the outdoor wet bulb temperature is lower than a set value. An electronic device cooling system is provided.

本発明では、外気温度を測定する温度センサと、外気湿度を測定する湿度センサと、を設け、温度センサの測定温度と湿度センサの測定湿度から外気の湿球温度を算出し、外気湿球温度が外気利用計画温度よりも低くなった場合に強制循環手段を駆動する。   In the present invention, a temperature sensor for measuring the outside air temperature and a humidity sensor for measuring the outside air humidity are provided, and the wet bulb temperature of the outside air is calculated from the measured temperature of the temperature sensor and the measured humidity of the humidity sensor. When the temperature becomes lower than the outside air utilization planned temperature, the forced circulation means is driven.

それにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As a result, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and it is possible to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

上記の本発明において、前記強制循環手段は、前記バイパス配管が前記液配管に設けられた場合にはポンプ、前記バイパス配管が前記ガス配管に設けられた場合には圧縮機、である。   In the present invention, the forced circulation means is a pump when the bypass pipe is provided in the liquid pipe, and a compressor when the bypass pipe is provided in the gas pipe.

さらに前記目的を達成するために、前記蒸発器の出口空気温度を測定する出口温度センサを備え、該出口温度センサの測定値が蒸発器出口設定値以上の場合のみポンプを駆動することが好ましい。   Furthermore, in order to achieve the object, it is preferable that an outlet temperature sensor for measuring the outlet air temperature of the evaporator is provided, and the pump is driven only when the measured value of the outlet temperature sensor is equal to or higher than the evaporator outlet set value.

即ち、蒸発器の出口空気温度を測定する出口空気温度を測定する出口温度センサを設置し、温度センサにより測定した蒸発器の出口空気温度が蒸発器出口温度設定値以上の場合にのみ強制循環手段を駆動する。   That is, an outlet temperature sensor for measuring the outlet air temperature for measuring the outlet air temperature of the evaporator is installed, and forced circulation means is used only when the outlet air temperature of the evaporator measured by the temperature sensor is equal to or higher than the evaporator outlet temperature set value. Drive.

それにより、冷却塔内部に冷媒液が貯留した場合で、かつ蒸発器の出口空気温度が設定値以上と冷却性能が発揮されない場合のみ強制循環手段を駆動することが可能となり、不要な強制循環手段の駆動を防止でき、より省エネな冷却システムを提供することができる。   As a result, the forced circulation means can be driven only when the refrigerant liquid is stored in the cooling tower and when the outlet air temperature of the evaporator is not less than the set value and the cooling performance is not exhibited. Can be prevented, and a more energy-saving cooling system can be provided.

以上説明したように本発明の電子機器の冷却システムによれば、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As described above, according to the electronic device cooling system of the present invention, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and to switch from natural circulation to forced circulation even in an unsteady state. Therefore, it is possible to provide a cooling system for an electronic device that saves energy and has high driving safety even if both natural circulation and forced circulation are provided.

本発明の電子機器の冷却システムの第1の実施の形態の全体構成を説明する概念図The conceptual diagram explaining the whole structure of 1st Embodiment of the cooling system of the electronic device of this invention 本発明の電子機器の冷却システムの第2の実施の形態の全体構成を説明する概念図The conceptual diagram explaining the whole structure of 2nd Embodiment of the cooling system of the electronic device of this invention 本発明の電子機器の冷却システムの第3の実施の形態の全体構成を説明する概念図The conceptual diagram explaining the whole structure of 3rd Embodiment of the cooling system of the electronic device of this invention 本発明の電子機器の冷却システムの第4の実施の形態の全体構成を説明する概念図The conceptual diagram explaining the whole structure of 4th Embodiment of the cooling system of the electronic device of this invention 本発明の電子機器の冷却システムの第1の実施の形態の第1の変形例の全体構成を説明する概念図The conceptual diagram explaining the whole structure of the 1st modification of 1st Embodiment of the cooling system of the electronic device of this invention 本発明の電子機器の冷却システムの第1の実施の形態の第2の変形例の全体構成を説明する概念図The conceptual diagram explaining the whole structure of the 2nd modification of 1st Embodiment of the cooling system of the electronic device of this invention

以下、添付図面に従って本発明に係る電子機器の冷却システムの好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of a cooling system for electronic equipment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施形態の電子機器の冷却システム10の全体構成を示す概念図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a cooling system 10 for an electronic device according to a first embodiment.

同図に示す冷却システム10は、サーバルーム12に設けられたサーバラック14、14の近傍を局所的に冷却するシステムである。なお、図1では、サーバルーム12に、2台のサーバラック14、14を図示しているが、実際には、多数のサーバラック14が床面13上に配置されている。更に、サーバラック14には通常、サーバ14A、14B、14C、…が段積み収納されることによって、サーバルーム12内に設置される。また、以下の説明で符号に付すXは図の左側に示した冷却システムに係わる部材であり、Yは右側に示した冷却システムに係わる部材である。   A cooling system 10 shown in the figure is a system that locally cools the vicinity of server racks 14 and 14 provided in a server room 12. In FIG. 1, two server racks 14 and 14 are illustrated in the server room 12, but actually, a large number of server racks 14 are arranged on the floor surface 13. Further, the servers 14A, 14B, 14C,... Are usually installed in the server room 12 by being stacked and stored in the server rack 14. In the following description, X is a member related to the cooling system shown on the left side of the figure, and Y is a member related to the cooling system shown on the right side.

サーバ14A、14B、14C、…には、エアの吸引口及び排気口を備えるとともに、内部にファン16を備え、このファン16を駆動することによって、吸引口からエアが吸引され、排気口からサーバ14A、14B、14C、…の排熱を伴った排気空気21が排気される。これにより、サーバ14A、14B、14C、…を冷却することができる。一方、排気空気21をそのままサーバルーム12に排気すると、サーバルーム12の室温が上昇し、サーバ14A、14B、14C、…に吸い込む空気温度が高くなってしまう。したがって、排熱空気を蒸発器20X、20Yで冷却してからサーバルーム12に排気する必要がある。   Each of the servers 14A, 14B, 14C,... Has an air suction port and an exhaust port, and also has a fan 16 inside. By driving the fan 16, air is sucked from the suction port, and the server is discharged from the exhaust port. Exhaust air 21 with exhaust heat of 14A, 14B, 14C,... Is exhausted. Thereby, server 14A, 14B, 14C, ... can be cooled. On the other hand, if the exhaust air 21 is exhausted to the server room 12 as it is, the room temperature of the server room 12 rises, and the air temperature sucked into the servers 14A, 14B, 14C,. Therefore, it is necessary to exhaust the exhausted air to the server room 12 after cooling it with the evaporators 20X and 20Y.

冷却システム10は、主として蒸発器20X、20Y、凝縮器22、液配管24、ガス配管26からなる冷媒の自然循環機構を基本構成とし、これに冷媒の強制循環のための強制循環機構を付加したものである。   The cooling system 10 is based on a natural circulation mechanism of refrigerant mainly composed of evaporators 20X and 20Y, a condenser 22, a liquid pipe 24, and a gas pipe 26, and a forced circulation mechanism for forced circulation of the refrigerant is added thereto. Is.

蒸発器20X、20Yはそれぞれ、サーバ排気口の近傍に設けられ、蒸発器20X、20Yの内部には不図示のコイルが設けられる。このコイルの外側を、サーバ排気口から排出された排気空気21が流れ、コイルの内側を冷媒液体が流れて熱交換される。この結果、コイル内の冷媒液体が排熱空気から気化熱を奪って蒸発するので、サーバルーム12に排気される排気空気が冷却される。これにより、吹出口からサーバルーム12に吹き出される空調エアと相まって、サーバルーム12の温度環境を、サーバ14A、14B、14C、…が正常に動作をするために必要な温度環境に設定できる。   The evaporators 20X and 20Y are respectively provided in the vicinity of the server exhaust port, and coils (not shown) are provided inside the evaporators 20X and 20Y. Exhaust air 21 discharged from the server exhaust port flows outside the coil, and refrigerant liquid flows inside the coil to exchange heat. As a result, the refrigerant liquid in the coil takes the heat of vaporization from the exhaust heat air and evaporates, so that the exhaust air exhausted to the server room 12 is cooled. Accordingly, the temperature environment of the server room 12 can be set to a temperature environment necessary for the servers 14A, 14B, 14C,.

凝縮器22は、蒸発器20X、20Yで気化した冷媒を冷却して凝縮させる装置であり、蒸発器20X、20Yよりも高い位置、例えばサーバルーム12の建屋屋上等に設置される。   The condenser 22 is a device that cools and condenses the refrigerant evaporated in the evaporators 20X and 20Y, and is installed at a position higher than the evaporators 20X and 20Y, for example, on the building roof of the server room 12.

凝縮器22としては色々な態様を採用することができる。図1では、冷媒冷却塔を示しており、凝縮器22において冷媒と、外気と、の間で熱交換することによって冷媒ガスを凝縮して液化するように構成したものである。   Various modes can be adopted as the condenser 22. In FIG. 1, a refrigerant cooling tower is shown, and the condenser 22 is configured to condense and liquefy the refrigerant gas by exchanging heat between the refrigerant and the outside air.

蒸発器20X、20Yと凝縮器22は、液配管24(分岐管24X、24Yを含む)とガス配管26(分岐管26X、26Yを含む)によって接続される。ガス配管26の上端は凝縮器22内のコイル22Aの一端に接続されており、ガス配管26の下端は、分岐管26X、26Yに分岐され、その分岐管26X、26Yが蒸発器20X、20Yのコイル(不図示)の一端に接続されている。一方、液配管24の上端は、凝縮器22内のコイル22Aの他端に接続されており、液配管24の下端は、分岐管24X、24Yに分岐され、その分岐管24X、24Yが蒸発器20X、20Yのコイル(不図示)の他端に接続されている。したがって、蒸発器20X、20Yで気化された冷媒気体はガス配管26を上昇して凝縮器22に自然に送られ、この凝縮器22で液化された後、液化された冷媒は液配管24を流下して蒸発器20X、20Yに自然に送られる。これにより、冷媒の自然循環が行われる。循環する冷媒としては、フロン、あるいは代替フロンとしてのHFC(ハイドロフロロカーボン)等を使用することができる。また、大気圧よりも低い圧力で使用するならば、水を使用することも可能である。ここで、液配管24やガス配管26はサーバルーム12の床面13の下の床下18を通るようにすると良い。   The evaporators 20X and 20Y and the condenser 22 are connected by a liquid pipe 24 (including branch pipes 24X and 24Y) and a gas pipe 26 (including branch pipes 26X and 26Y). The upper end of the gas pipe 26 is connected to one end of a coil 22A in the condenser 22, and the lower end of the gas pipe 26 is branched into branch pipes 26X and 26Y. The branch pipes 26X and 26Y are connected to the evaporators 20X and 20Y. It is connected to one end of a coil (not shown). On the other hand, the upper end of the liquid pipe 24 is connected to the other end of the coil 22A in the condenser 22, and the lower end of the liquid pipe 24 is branched into branch pipes 24X and 24Y. The branch pipes 24X and 24Y are connected to the evaporator. It is connected to the other end of 20X and 20Y coils (not shown). Therefore, the refrigerant gas vaporized by the evaporators 20X and 20Y rises up the gas pipe 26 and is naturally sent to the condenser 22. After being liquefied by the condenser 22, the liquefied refrigerant flows down the liquid pipe 24. Then, it is naturally sent to the evaporators 20X and 20Y. Thereby, natural circulation of a refrigerant is performed. As the circulating refrigerant, chlorofluorocarbon or HFC (hydrofluorocarbon) as an alternative chlorofluorocarbon can be used. In addition, water can be used if it is used at a pressure lower than atmospheric pressure. Here, it is preferable that the liquid pipe 24 and the gas pipe 26 pass under the floor 18 below the floor surface 13 of the server room 12.

そして、自然循環する冷媒の流量を制御することにより、サーバ14A、14B、14C、…から排気された高温空気を蒸発器20X、20Yで冷却した後の空気温度、即ちサーバラック14から蒸発器を介してサーバルーム12に排気される排気空気温度を冷却し、サーバルーム12をサーバ14A、14B、14C、…に適した温度環境に維持する。   Then, by controlling the flow rate of the naturally circulating refrigerant, the air temperature after the high-temperature air exhausted from the servers 14A, 14B, 14C,... The exhaust air temperature exhausted to the server room 12 is cooled, and the server room 12 is maintained in a temperature environment suitable for the servers 14A, 14B, 14C,.

上記した自然循環のための基本構成に以下説明する強制循環のための構成が付加される。即ち、液配管24の途中には迂回流路としてバイパス配管28が設けられ、バイパス配管28に冷媒を強制循環させるポンプ30が設けられる。即ち、自然循環をしなくなったときのみポンプ30を駆動できるようにしている。   A configuration for forced circulation described below is added to the basic configuration for natural circulation described above. That is, a bypass pipe 28 is provided in the middle of the liquid pipe 24 as a bypass flow path, and a pump 30 for forcibly circulating the refrigerant in the bypass pipe 28 is provided. That is, the pump 30 can be driven only when the natural circulation is stopped.

さらに、バイパス配管28によってバイパスされる液配管24のバイパス対応部分24Aには逆流防止機構27が設けられ、ポンプ30の駆動時に液配管24の冷媒液体の逆流を防止して、ショートサーキットが生じないようにしている。   In addition, a backflow prevention mechanism 27 is provided in the bypass corresponding portion 24A of the liquid pipe 24 bypassed by the bypass pipe 28, preventing the backflow of the refrigerant liquid in the liquid pipe 24 when the pump 30 is driven, and no short circuit occurs. I am doing so.

そして、凝縮器22に流入する冷媒ガス圧力を測定する冷媒ガス圧力センサ32Aと、冷媒冷却塔から流出する冷媒液圧力を測定する冷媒液圧力センサ32Bと、を設けている。冷媒ガス圧力センサの測定値Aと冷媒液圧力センサの測定値BとがB>Aになった場合にコントローラ17でポンプ30を駆動する。冷媒液圧力が冷媒ガス圧力よりも高ければポンプ30により強制的に冷媒を循環させ、低ければポンプ30を停止する。   A refrigerant gas pressure sensor 32A that measures the refrigerant gas pressure flowing into the condenser 22 and a refrigerant liquid pressure sensor 32B that measures the refrigerant liquid pressure flowing out of the refrigerant cooling tower are provided. When the measured value A of the refrigerant gas pressure sensor and the measured value B of the refrigerant liquid pressure sensor satisfy B> A, the controller 30 drives the pump 30. If the refrigerant liquid pressure is higher than the refrigerant gas pressure, the refrigerant is forcibly circulated by the pump 30, and if low, the pump 30 is stopped.

これにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   This makes it possible to reduce the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

(第2の実施の形態)
図2は、第2の実施形態の電子機器の冷却システム10の全体構成を示す概念図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the overall configuration of the cooling system 10 for an electronic device according to the second embodiment.

本実施形態では、図1の構成において、冷媒ガス圧力センサ32Aと、冷媒液圧力センサ32Bと、の代わりに、液配管24の途中に冷媒液体を貯留すると共にヘッドスペースを有するタンク35と、冷媒液面の位置を測定する液面センサ36と、電子機器(この図の場合、サーバ)の排気空気温度を測定する温度センサ34X、34Yと、を設けたものである。その他の構成は図1と同様である。   In the present embodiment, in the configuration of FIG. 1, instead of the refrigerant gas pressure sensor 32A and the refrigerant liquid pressure sensor 32B, the tank 35 that stores the refrigerant liquid in the middle of the liquid pipe 24 and has a head space, and the refrigerant A liquid level sensor 36 for measuring the position of the liquid level and temperature sensors 34X and 34Y for measuring the exhaust air temperature of the electronic device (in this case, a server) are provided. Other configurations are the same as those in FIG.

このタンク35は、冷媒液体を貯留されると共に、冷媒液体の液面上方にヘッドスペースが形成される。即ち、タンク35のヘッドスペースに、凝縮器22側の液配管24が接続され、タンク35の底部に蒸発器20側の液配管24が接続される。このタンク35を配置することにより、冷媒液体中に冷媒ガスが混在していても冷媒ガスはヘッドスペースに分離されるので、ポンプ30に冷媒ガスが流入することがない。これにより、ポンプ30駆動時にキャビテーションによってポンプ30が空回りすることがない。したがって、逆流防止機構27による冷媒液体の逆流防止と相まって自然循環から強制循環へスムーズな切り換えを行うことができると共に、強制循環時にポンプ30がキャビテーションに起因する無駄なエネルギーを消費しないようにできる。   The tank 35 stores the refrigerant liquid and forms a head space above the liquid level of the refrigerant liquid. That is, the liquid pipe 24 on the condenser 22 side is connected to the head space of the tank 35, and the liquid pipe 24 on the evaporator 20 side is connected to the bottom of the tank 35. By disposing the tank 35, the refrigerant gas is separated into the head space even when refrigerant gas is mixed in the refrigerant liquid, so that the refrigerant gas does not flow into the pump 30. As a result, the pump 30 does not idle due to cavitation when the pump 30 is driven. Accordingly, it is possible to smoothly switch from the natural circulation to the forced circulation in combination with the backflow prevention of the refrigerant liquid by the backflow prevention mechanism 27, and it is possible to prevent the pump 30 from consuming unnecessary energy due to cavitation during the forced circulation.

また、このタンク35は、強制循環時にのみ効果を発揮するのではなく、自然循環時にも効果を発揮する。即ち、凝縮器22の凝縮温度が低下した場合には、凝縮器22からの冷媒液流下量が減少する可能性があり、その場合は液配管24に高い液柱を確保できなくなり自然循環が停止してしまうが、タンク35に冷媒液体を貯留することで、凝縮器22の凝縮温度が低下した場合であっても高い液柱を維持することができる。これにより、自然循環が停止する機会が少なくなるので、強制循環に切り換えざるを得ない時間を短くすることができる。   Further, the tank 35 is not only effective during forced circulation but also effective during natural circulation. That is, when the condensation temperature of the condenser 22 decreases, the amount of refrigerant liquid flowing from the condenser 22 may decrease. In this case, a high liquid column cannot be secured in the liquid pipe 24 and natural circulation stops. However, by storing the refrigerant liquid in the tank 35, a high liquid column can be maintained even when the condensation temperature of the condenser 22 is lowered. As a result, the chances for the natural circulation to stop are reduced, so that the time that must be switched to the forced circulation can be shortened.

本実施形態では、液面センサ36と温度センサ34X、34Yとの測定値から、温度センサにより測定した電子機器の排気温度に対し、排気空気を冷却するのに必要な冷媒液面高さを算出し、液面センサにより測定された冷媒液面高さが計算値より低い場合にコントローラ17でポンプ30を駆動する。   In the present embodiment, the liquid level height required for cooling the exhaust air is calculated from the measured values of the liquid level sensor 36 and the temperature sensors 34X and 34Y with respect to the exhaust temperature of the electronic device measured by the temperature sensor. When the refrigerant liquid level measured by the liquid level sensor is lower than the calculated value, the controller 30 drives the pump 30.

これにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   This makes it possible to reduce the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

(第3の実施の形態)
図3は、第3の実施形態の電子機器の冷却システム10の全体構成を示す概念図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an overall configuration of the cooling system 10 for an electronic device according to the third embodiment.

本実施形態では、図1の構成において、冷媒ガス圧力センサ32Aと、冷媒液圧力センサ32Bと、の代わりに、蒸発器20X、20Yの蒸発圧力を測定する圧力センサ32X、32Yと、電子機器の排気空気温度を測定する温度センサ34X、34Yと、を設けたものである。その他の構成は図1と同様である。   In the present embodiment, in the configuration of FIG. 1, instead of the refrigerant gas pressure sensor 32A and the refrigerant liquid pressure sensor 32B, pressure sensors 32X and 32Y that measure the evaporation pressure of the evaporators 20X and 20Y, Temperature sensors 34X and 34Y for measuring the exhaust air temperature are provided. Other configurations are the same as those in FIG.

本実施形態では、温度センサ34X、34Yにより測定した排気温度に対応する必要蒸発圧力を算出し、圧力センサにより測定された蒸発圧力が該算出蒸発圧力より低い場合にコントローラ17でポンプ30を駆動する。   In the present embodiment, the necessary evaporation pressure corresponding to the exhaust temperature measured by the temperature sensors 34X and 34Y is calculated, and the pump 30 is driven by the controller 17 when the evaporation pressure measured by the pressure sensor is lower than the calculated evaporation pressure. .

それにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As a result, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and it is possible to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

(第4の実施の形態)
図4は、第4の実施形態の電子機器の冷却システム10の全体構成を示す概念図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the overall configuration of the cooling system 10 for an electronic device according to the fourth embodiment.

本実施形態では、図1の構成において、冷媒ガス圧力センサ32Aと、冷媒液圧力センサ32Bと、の代わりに、外気温度を測定する温度センサ34と、外気湿度を測定する湿度センサ40と、を設けたものである。その他の構成は図1と同様である。   In the present embodiment, in the configuration of FIG. 1, instead of the refrigerant gas pressure sensor 32A and the refrigerant liquid pressure sensor 32B, a temperature sensor 34 that measures the outside air temperature, and a humidity sensor 40 that measures the outside air humidity. It is provided. Other configurations are the same as those in FIG.

本実施形態では、本発明では、温度センサ34の測定温度と湿度センサ40の測定湿度から外気の湿球温度を算出し、外気湿球温度が外気利用計画温度よりも低くなった場合にコントローラ17でポンプ30を駆動する。   In the present embodiment, in the present invention, the wet bulb temperature of the outside air is calculated from the measured temperature of the temperature sensor 34 and the measured humidity of the humidity sensor 40, and the controller 17 when the outside wet bulb temperature becomes lower than the outside air utilization planned temperature. Then, the pump 30 is driven.

それにより、できるだけ自然循環を活用して強制循環する時間を短くすることを可能とすると共に、非定常時でも自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行い、安定運転を実現することができるので、自然循環と強制循環との両方を備えても省エネで且つ運転の安全性の高い電子機器の冷却システムを提供することができる。   As a result, it is possible to shorten the time for forced circulation by utilizing natural circulation as much as possible, and it is possible to smoothly switch from natural circulation to forced circulation even during non-steady times, thereby realizing stable operation. Even if both natural circulation and forced circulation are provided, it is possible to provide a cooling system for electronic equipment that is energy-saving and has high driving safety.

(第1の変形例)
第1〜第3の実施形態の電子機器の冷却システム10においては、凝縮器22は冷媒冷却塔を示しているが、凝縮器22としては色々な態様を採用することができる。
(First modification)
In the electronic apparatus cooling system 10 according to the first to third embodiments, the condenser 22 is a refrigerant cooling tower, but various forms can be adopted as the condenser 22.

図5は、第1の実施形態の電子機器の冷却システム10において、冷却装置23(例えば冷凍機や冷却塔)を別途設け、熱交換器において冷却装置23の冷媒を循環するように構成したものである。   FIG. 5 shows a configuration in which a cooling device 23 (for example, a refrigerator or a cooling tower) is separately provided in the electronic apparatus cooling system 10 of the first embodiment, and the refrigerant of the cooling device 23 is circulated in the heat exchanger. It is.

(第2の変形例)
第1〜第4の実施形態の電子機器の冷却システム10においては、液配管24の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管28と、バイパス配管に設けられ、自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させるポンプ30と、バイパス配管によってバイパスされる液配管24のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構27と、の変わりに、ガス配管26の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管38と、バイパス配管に設けられ、自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させる圧縮機37と、バイパス配管38によってバイパスされる液配管24のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構27と、にすることも可能である。この場合、コントローラ17は圧縮機37を駆動させる。
(Second modification)
In the electronic apparatus cooling system 10 according to the first to fourth embodiments, the bypass pipe 28 provided as a bypass flow path in the middle of the liquid pipe 24 and the refrigerant amount required for the natural circulation mechanism provided in the bypass pipe. Instead of the pump 30 forcibly circulating the gas and the backflow prevention mechanism 27 provided in the bypass corresponding part of the liquid pipe 24 bypassed by the bypass pipe, a bypass flow path is provided in the middle of the gas pipe 26. The bypass pipe 38, the compressor 37 that is provided in the bypass pipe and forcibly circulates the refrigerant amount necessary for the natural circulation mechanism, and the backflow prevention provided in the bypass corresponding portion of the liquid pipe 24 that is bypassed by the bypass pipe 38 It is also possible to use the mechanism 27. In this case, the controller 17 drives the compressor 37.

図6は、第1の実施形態の電子機器の冷却システム10において、上記の構成を示したものである。   FIG. 6 shows the configuration described above in the electronic apparatus cooling system 10 according to the first embodiment.

また、本発明は電子機器を対象とした冷却システムであるが、その応用例としては、発熱を伴う機器類であれば応用可能である。   In addition, the present invention is a cooling system for electronic devices, but as an application example, any device that generates heat can be applied.

10…電子機器の冷却システム、12…サーバルーム、13…床面、14…サーバラック、14A、14B、14C…サーバ、16…ファン、17…コントローラ、18…床下、20X、20Y…蒸発器、21…排気空気、22…凝縮器(冷媒冷却塔、熱交換器)、23…冷却装置、24…液配管、24X、24Y…分岐管、26…ガス配管、26X、26Y…分岐管、27…逆流防止機構(逆止弁)、28…バイパス配管、30…ポンプ(強制循環手段)、32A、32B…圧力センサ、32X、32Y…圧力センサ、34…温度センサ、34X、34Y…温度センサ、37…圧縮機(強制循環手段)、38…バイパス配管、40…湿度センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cooling system of an electronic device, 12 ... Server room, 13 ... Floor surface, 14 ... Server rack, 14A, 14B, 14C ... Server, 16 ... Fan, 17 ... Controller, 18 ... Under floor, 20X, 20Y ... Evaporator, 21 ... Exhaust air, 22 ... Condenser (refrigerant cooling tower, heat exchanger), 23 ... Cooling device, 24 ... Liquid piping, 24X, 24Y ... Branch pipe, 26 ... Gas pipe, 26X, 26Y ... Branch pipe, 27 ... Backflow prevention mechanism (check valve), 28 ... bypass piping, 30 ... pump (forced circulation means), 32A, 32B ... pressure sensor, 32X, 32Y ... pressure sensor, 34 ... temperature sensor, 34X, 34Y ... temperature sensor, 37 ... Compressor (forced circulation means), 38 ... Bypass piping, 40 ... Humidity sensor

Claims (4)

電子機器からの高温排気との熱交換によって冷媒を気化させると共に該高温排気を冷却する複数の蒸発器と、
複数の前記蒸発器よりも高所に設置され、複数の前記蒸発器で前記気化された冷媒を液化させる凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器との間を、前記蒸発器で気化した冷媒ガスを前記凝縮器に送るガス配管と、前記凝縮器で液化した冷媒液体を前記蒸発器に送る液配管と、でつなぎ、前記冷媒を自然循環させる自然循環機構と、を備える電子機器の冷却システムであって、
前記液配管又は前記ガス配管の途中に迂回流路として設けられたバイパス配管と、
前記バイパス配管に設けられ、前記自然循環機構で必要な冷媒量を強制的に循環させる強制循環手段と、
前記バイパス配管によってバイパスされる液配管のバイパス対応部分に設けられた逆流防止機構と、
前記凝縮器内に流入する冷媒ガス圧力を測定する冷媒ガス圧力センサと、
前記凝縮器内から流出する冷媒液圧力を測定する冷媒液圧力センサと、
前記冷媒ガス圧力センサの測定値Aと冷媒液圧力センサの測定値BとがB>Aになった場合に前記強制循環手段を駆動するコントローラと、を備えることを特徴とする電子機器の冷却システム。
A plurality of evaporators for vaporizing the refrigerant by heat exchange with the high-temperature exhaust from the electronic device and cooling the high-temperature exhaust;
A condenser that is installed at a higher position than the plurality of the evaporators, and that liquefies the vaporized refrigerant in the plurality of evaporators ;
Between the evaporator and the condenser, a gas pipe for sending the refrigerant gas evaporated by the evaporator to the condenser and a liquid pipe for sending the refrigerant liquid liquefied by the condenser to the evaporator are connected. A cooling system for electronic equipment comprising a natural circulation mechanism for natural circulation of the refrigerant,
A bypass pipe provided as a bypass channel in the middle of the liquid pipe or the gas pipe;
A forced circulation means provided in the bypass pipe and forcibly circulating a refrigerant amount required by the natural circulation mechanism;
A backflow prevention mechanism provided in the bypass corresponding part of the liquid pipe bypassed by the bypass pipe;
A refrigerant gas pressure sensor for measuring the refrigerant gas pressure flowing into the condenser;
A refrigerant liquid pressure sensor for measuring the refrigerant liquid pressure flowing out of the condenser;
And a controller for driving the forced circulation means when the measured value A of the refrigerant gas pressure sensor and the measured value B of the refrigerant liquid pressure sensor satisfy B> A. .
前記凝縮器は、冷媒冷却塔又は熱交換器であることを特徴とする請求項1に記載の電子機器の冷却システム。 The electronic apparatus cooling system according to claim 1, wherein the condenser is a refrigerant cooling tower or a heat exchanger. 前記強制循環手段は、前記バイパス配管が前記液配管に設けられた場合にはポンプ、前記バイパス配管が前記ガス配管に設けられた場合には圧縮機、であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子機器の冷却システム。 The forced circulation means, wherein when the bypass pipe is provided in the liquid pipe pump, the claim if the bypass pipe is provided in the gas pipe is characterized in that the compressor is one or 3. A cooling system for electronic equipment according to 2 . 前記蒸発器の出口空気温度を測定する出口温度センサを備え、該出口温度センサの測定値が蒸発器出口設定値以上の場合のみポンプを駆動することを特徴とする請求項1〜の何れか1に記載の電子機器の冷却システム。 An outlet temperature sensor for measuring the outlet air temperature of the evaporator, claim 1-3 in which the measured value of the outlet temperature sensor and drives the pump only when the above evaporator outlet setpoint The electronic device cooling system according to 1.
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