局所冷却ユニット、及び冷却システム
【課題】発熱量が大きな電子機器を、低コストで効率的に冷却することができる。
【解決手段】局所冷却ユニット２１は、内部が空洞な矩形状のケーシング２３の底面２３Ａに吸込口２３Ｂが形成され、ケーシング２３の吸気空間１９側の側面に吹出口２３Ｄが形成される。ケーシング２３の内部には、冷媒液体が蒸発して気化する気化熱を利用して周りの空気を冷却する蒸発器２０が内蔵されると共に、吹出口２３Ｄには、排気空間の排熱空気を吸込口２３Ｂから吸い込んで吹出口２３Ｄから吹き出すための吸い込みファン２３Ｅが設けられる。
【解決手段】局所冷却ユニット２１は、内部が空洞な矩形状のケーシング２３の底面２３Ａに吸込口２３Ｂが形成され、ケーシング２３の吸気空間１９側の側面に吹出口２３Ｄが形成される。ケーシング２３の内部には、冷媒液体が蒸発して気化する気化熱を利用して周りの空気を冷却する蒸発器２０が内蔵されると共に、吹出口２３Ｄには、排気空間の排熱空気を吸込口２３Ｂから吸い込んで吹出口２３Ｄから吹き出すための吸い込みファン２３Ｅが設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は局所冷却ユニット及び冷却システムに係り、特に、サーバルームに配設されたコンピュータやサーバ等の電子機器を局所的に冷却するための局所冷却ユニット、及び冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理技術の向上やインタネット環境の発達に伴って、必要とされる情報処理量が増大している。各種の情報を大量に処理するためのデータ処理センターがビジネスとして脚光をあびている。このデータ処理センター、例えばサーバルームには、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、昼夜にわたって連続的に稼働されている。一般的に、サーバルームにおける電子機器の設置は、ラックマウント方式が採用されている。ラックマウント方式は、電子機器を機能単位別に分割して収納するラックを、キャビネットに段積みする方式である。このキャビネット（サーバラック）がサーバルームの床上に多数整列配置されている。これら情報を処理する電子機器は、処理速度や処理能力が急速に向上している。そのため電子機器からの発熱量は増加し続けている。
【０００３】
電子機器を冷却するための冷却システムとして、機器ルーム内に所定空間（通路）を挟んで対向配置された電子機器を収容する複数のラックと、ラックの所定空間に離れた空気調和装置とを備えたものが知られている。
【０００４】
このような冷却システムでは、空気調和装置が冷却された空気を下方に排出する。冷却用の空気が所定空間に送られて、ラックに吸い込まれる。そして、冷却された空気は、ラックに収容された機器を冷却することにより暖められ、ラックの背面から吹き出される。
【０００５】
ところが、上述の冷却システムでは、ラックから排熱された空気の一部が、空気調和装置に送られることなく、ラックに吸い込まれて、排熱空気が再循環する場合がある。
【０００６】
特許文献１は、ラックからの排熱空気が再循環するのを防止するため、ラックの高さ方向に伸縮可能である仕切板を設置することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０―２５４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の冷却システムでは、空気調和装置で、機器ルーム内の複数のラックを冷却する。そのため、空気調和装置の送風機の動力が大きく、消費電力が大きくなる。また、空気調和装置が機器ルーム内に設置されるので、ラックを配置するスペースが制限される。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、消費電力が小さく、機器ルーム内のラックを配置するスペースを確保することができる局所冷却ユニット、及び冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によると、電子機器の上方に配置され、電子機器を冷却するための局所冷却ユニットであって、内部に空洞を有する筐体と、前記筐体の底面に設けられ、電子機器からの排熱された空気を吸気する吸込口と、前記筐体内に設けられ、前記吸気口から吸い込まれた空気との熱交換により冷媒を気化させ、前記空気を冷却する、内側を冷媒が通過する蒸発器と、前記筐体の側面に設けられ、前記蒸発器により冷却された空気を排気する吹出口と、前記吸込口側に設けられ、前記吸込口から前記吹出口へ空気を移動するファンと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、電子機器からの排熱空気を局所的に冷却するので、少ない電力（エネルギー）で排熱空気を冷却することができる。電子機器より上方に配置されるので、ラックを配置するスペースを確保できる。筐体の底面側から排熱空気を吸い込み、冷却された空気を筐体の側面側に排気するので、局所冷却ユニット自体を小型化することができる。
【００１２】
本発明の他の態様によると、好ましくは、局所冷却ユニットであって、前記蒸発器が前記吹出口側から前記吹出口側に向けて高くなるよう斜めに配置される。
【００１３】
本発明の他の態様によると、好ましくは、局所冷却ユニットであって前記蒸発器の下方にさらにドレンパンを備える。
【００１４】
本発明の別の態様によると、電子機器の冷却システムであって、機器ルームと、前記機器ルーム内に配置され、電子機器を収納し、前面に空気の吸気口、背面に空気の排気口を有する複数のラックを、所定空間あけて前記排気口を対向配置することで構成された複数のラック列と、前記ラックの上方に配置され、前記空間を覆う複数の上記何れか記載の局所冷却ユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
排熱空気が排気された空間の上方を複数の局所冷却ユニットで覆うことにより、ラックから排熱された空気の一部が再循環するのを防止することができる。さらに、空間に排気された排熱を、効率よく局所冷却ユニットで吸い込むことができる。
【００１６】
本発明の他の態様によると、冷却システムであって、好ましくは、前記局所冷却ユニットより高所に設けられ、気化された冷媒を液化する冷却塔、及び／又は凝縮器と、前記蒸発器で気化された冷媒を前記冷却塔、及び／又は凝縮器に送るガス配管と、前記冷却塔、及び／又は凝縮器で液化された冷媒を前記蒸発器に送る液配管と、をさらに備え、前記冷媒を自然循環させる。
【００１７】
自然循環方式で冷媒を循環することにより、蒸発器の表面の結露発生を抑制することができる。
【００１８】
本発明の他の態様によると、冷却システムであって、好ましくは、前記機器ルームが格子天井を有し、前記局所冷却ユニットが前記格子天井に取り付けられる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明の局所冷却ユニット及び冷却システムによれば、消費電力が小さく、機器ルーム内のラックを配置するスペースを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の冷却システムの全体構成を説明する概念図
【図２】サーバを段積み収納するサーバラックの配置状態及び局所冷却ユニットの配置状態を説明する説明図
【図３】局所冷却ユニットの内部構造を説明する説明図
【図４】局所冷却ユニットを天井に吊設支持する支持構造を説明する概念図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面に従って本発明に係る局所冷却ユニット及び冷却システムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００２２】
本実施の形態では、電子機器としてサーバルームに配置されたサーバの例で説明する。
【００２３】
図１は、冷却システム１０の全体構成を示す概念図である。
【００２４】
同図に示す冷却システム１０は、上下２階のサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに設けられたサーバ１４から排出される熱風を局所的に冷却する冷却システムとして以下記載するように構成される。
【００２５】
なお、以下の説明で符号に付すＸは下層階のサーバルーム１２Ｘに関する冷却システムに係わる部材であり、Ｙは上層階のサーバルーム１２Ｙに関する冷却システムに係わる部材である。
【００２６】
各サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙの床面１１上には、図２に示すように、複数（図２では５台）のサーバラック１３（図２では５台）が横一列に配列されてラック列１５が構成され、複数のラック列１５が所定間隔を置いて平行に配置される。なお、図２では、４列のラック列１５で示しているが、実際のサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙには多数のラック列１５が設けられる。また、各サーバラック１３には、複数のサーバ１４が段積み（図２では３段積み）状態で収納される。
【００２７】
図１に示すように、各サーバラック１３に段積み収納されたサーバ１４は、エアの吸引口１４Ａ及び排気口１４Ｂを備えるとともに、内部にファン１４Ｃを備え、このファン１４Ｃを駆動することによって、吸引口１４Ａからエアが吸引され、排気口１４Ｂからサーバ１４の排熱を伴った排熱空気が排気される。これにより、サーバ１４を冷却することができる。
【００２８】
図２に示すように、複数のラック列１５は、隣接する一対のグループＡ，Ｂにグループ分けされると共に、同じグループＡ，Ｂのラック列１５に収納されるサーバ１４は、排気口１４Ｂ同士が互いに対面するように収納される（図１参照）。これにより、同じグループＡ，Ｂのラック列１５同士の間には、サーバ１４からの排熱空気が排気される排気空間１７が形成されると共に、隣接するグループＡ，Ｂ同士の間には、サーバ１４に吸い込まれる空気の吸気空間１９が形成される。
【００２９】
このように、サーバ１４からの排熱空気を排気空間１７に排気すると排気空間１７の温度が上昇し、それにつれてサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙ全体の室温が上昇するので、吸気空間１９の温度も上昇する。この結果、サーバ１４に吸い込む空気温度が高くなってしまい、サーバ１４の故障が発生し易くなるので、排気空間１７に排気された排熱空気を効率的に冷却する必要がある。
【００３０】
そこで、本発明の実施形態では、排気空間１７の上方を複数の局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙで覆って排熱空気がサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙ全体に拡がり難いようにし、排気空間１７に排熱された排熱空気を局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙで局所冷却するように構成した。
【００３１】
以下に、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの構造、及び局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙで排気空間１７の上方を覆うための天井吊り構造について説明する。
【００３２】
図３に示すように、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙは、内部が空洞な矩形状のケーシング２３の底面２３Ａに吸込口２３Ｂが形成され、ケーシング２３の吸気空間１９側の側面に吹出口２３Ｄが形成される。また、ケーシング２３の内部には、冷媒液体が蒸発して気化する気化熱を利用して周りの空気を冷却する蒸発器２０Ｘ，２０Ｙが内蔵されると共に、吹出口２３Ｄには、排気空間１７の排熱空気を吸込口２３Ｂから吸い込んで吹出口２３Ｄから吹き出すための吸い込みファン２３Ｅが設けられる。
【００３３】
本実施の形態の冷却システム１０は、後記するように、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの蒸発器２０と凝縮器としての冷却塔２２との間で冷媒を自然循環させる自然循環方式を採用しており、蒸発器２０に高い冷却能力を発揮させるためには蒸発器２０を形成する冷却コイル（図示せず）はできるだけ長くして伝熱面積を大きくすることが好ましい。
【００３４】
そこで、図３に示すように、吹出口２３Ｄの反対側の側面に近い底面部分に吸込口２３Ｂを形成すると共に、蒸発器２０はケーシング２３の底面２３Ａに対して１０〜２０度の範囲の傾斜角度θで傾斜させて配置することが好ましい。これにより、吸込口２３Ｂから吹出口２３Ｄまでの距離を長くとることができる。したがって、ケーシング２３内に、冷却コイルとケーシング内に吸気された排熱空気との熱交換のための空間を大きく確保することができるので、冷却コイルを長くすることができる。ちなみに、ケーシング２３の底面２３Ａに吸込口２３Ｂと吹出口２３Ｄとの両方を形成すると、熱交換のための空間を大きく確保にしにくい。
【００３５】
また、自然循環方式は、圧縮機（図示せず）を有する強制循環方式に比べて蒸発器２０の外面が結露しにくい特性があるので、本実施の形態のように、サーバラック１３の上方に局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを配置する場合に結露水がサーバ１４に落下することを防止できる。また、図３に示すように、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの外面が仮に結露したとしても、上記の如く蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを傾斜配置させたことにより、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの下方にドレンパン２３Ｆを設けておけば、結露水は傾斜下方に向かって落流し、ドレンパン２３Ｆに溜まる。
【００３６】
次に、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの天井吊り構造について説明する。
【００３７】
図４に示すように、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙの天井面は、縦梁２５Ａと横梁２５Ｂとが格子状に組み合わされた格子形状の天井フレーム２５で形成され、天井フレーム２５が吊りボルト２７を介して天井スラブ２９（図１参照）に吊設される。天井フレーム２５には、縦梁２５Ａと横梁２５Ｂとが交差することにより多数の格子開口部２５Ｃが形成され、この格子開口部２５Ｃに矩形状に形成された局所冷却ユニット２１の上部が着脱自在に嵌め込まれる。嵌め込み構造については特に説明しないが、例えば局所冷却ユニットの上面に格子開口部２５Ｃよりも一回り大きな鍔部（図示せず）を設け、鍔部が縦梁２５Ａと横梁２５Ｂに載置される方式を採用することができる。これにより、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの下部がサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙ側に突出した状態で天井フレーム２５に支持される。
【００３８】
本実施の形態では、図２に示すように、排気空間１７の上方に、複数の局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙがラック列１５に沿って２列配置される。この場合、２列配置された局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙ同士の間に隙間が形成されないように、吹出口２３Ｄとは反対側のケーシング側面同士が接触するように局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの幅寸法を形成することが好ましい。また、排気空間１７の上面を塞ぐことができるように、２列配置された局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの幅合計Ｗ１は、排気空間１７の幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。この場合、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの底面２３Ａが図１及び図２のようにサーバラック１３の上面に一部重なるようにすることが好ましい。したがって、吊りボルト２７を回転することで、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを支持する天井フレーム２５の高さを調整できるように構成されている。これにより、一対のラック列１５の間に形成される排気空間１７の上面を完全に覆うように複数の局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを天井フレーム２５に支持することができる。なお、天井フレーム２５の格子開口部２５Ｃのうち、局所冷却ユニット２１が嵌め込み支持されていない格子開口部２５Ｃは遮蔽板（図示せず）で塞がれる。
【００３９】
次に、蒸発器２０と冷却塔２２（凝縮器）との間の冷媒自然循環方式について説明する。
【００４０】
図３に示すように、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙに内蔵される蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの内部には不図示の冷却コイルが設けられる。そして、この冷却コイルが冷媒液体の流れる液配管２４と、冷媒ガスの流れるガス配管２６とを介して冷却塔２２に接続される。
【００４１】
そして、冷却コイルの外側を、吸込口２３Ｂから吸い込まれた排気空間１７の排熱空気が流れ、冷却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、冷却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し、排熱空気が冷却される。これにより、吹出口２３Ｄから吸気空間１９に吹き出される吹き出し空気が冷却されるので、吸気空間１９の温度環境を、サーバ１４が正常に動作をするために必要な温度環境に設定することができる。
【００４２】
図１に示すように、冷却塔２２は、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで気化した冷媒ガス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。
【００４３】
蒸発器２０Ｘ、２０Ｙと冷却塔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の上端は冷却塔２２内の熱交換コイル２８の入口に接続されており、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の冷却コイルの一端に接続されている。一方、液配管２４の上端は、冷却塔２２内の熱交換コイル２８の出口に接続されており、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の冷却コイルの他端に接続されている。したがって、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで気化された冷媒ガスはガス配管２６を上昇して冷却塔２２に自然搬送され、この冷却塔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に自然搬送される。これにより、冷媒の自然循環が行われる。自然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）等を公的に使用することができる。
【００４４】
また、吸気空間１９には、温度センサ５２Ｘ，５２Ｙが設けられると共に、液配管２４の分岐管２４Ｘ、２４Ｙには、冷媒液体の流量を調整する流量調整バルブ５０Ｘ，５０Ｙが設けられる。そして、温度センサ５２Ｘ，５２Ｙで測定された測定温度はコントローラ５４に入力され、コントローラ５４は測定温度に基づいて流量調整バルブ５０Ｘ，５０Ｙの開度をそれぞれ個別に制御する。これにより、上層階と下層階の高さの異なる蒸発器２０Ｘ、２０Ｙに対して排熱空気の冷却能力が同じになるための適切な冷媒流量を供給することができる。
【００４５】
図１に示すように、冷却塔２２は、冷却塔本体（ケーシング）３０が横型に配設され、冷却塔本体３０の一端側に外気を取り込む取込口３０Ａが形成され、他端側に外気の排気口３０Ｂが形成される。冷却塔本体３０内には熱交換コイル２８が設けられ、熱交換コイル２８の入口が蒸発器２０Ｘ，２０Ｙから戻る冷媒ガスが流れるガス配管２６に接続し、熱交換コイル２８の出口が蒸発器２０Ｘ，２０Ｙに供給する冷媒液体が流れる液配管２４に接続する。
【００４６】
また、熱交換コイル２８の取込口３０Ａ側には散水機３４が設けられると共に、散水機３４のさらに取込口３０Ａ側には送風ファン３６が設けられる。そして、送風ファン３６によって冷却塔本体３０の取込口３０Ａから取り込まれた取込み外気を熱交換コイル２８に送風すると共に、散水機３４から熱交換コイル２８に散水する。これにより、熱交換コイル２８を流れる冷媒ガスが外気や散水により冷却されて凝縮し、冷媒液体に液化される。一方、冷却塔本体３０内に取り込まれた取込み外気は、熱交換コイル２８を流れる冷媒ガスから熱を奪って温度が上昇し、排気口３０Ｂから排気外気として排出される。
【００４７】
また、冷却塔２２には、熱交換コイル２８出口の冷媒液体の温度を所定値に一定に維持するための制御機構４２が設けられる。
【００４８】
制御機構４２は、熱交換コイル２８出口における冷媒液体の温度を測定する冷媒液体温度センサ４４と、送風ファン３６の回転数を変えることにより、送風ファン３６から熱交換コイル２８に送風する送風量を調整する送風量調整手段３６Ａと、冷媒液体温度センサ４４の測定温度に基づいて送風量調整手段３６Ａを制御するコントローラ４６とで構成される。なお、コントローラ４６は、コントローラ５４を兼用してもよく、図１のように、冷却塔２２のためのコントローラ４６を別途設けてもよい。
【００４９】
上記の如く構成された冷却システム１０によれば、サーバラック１３に段積みされたサーバ１４から排気された高温の排熱空気（例えば４５℃）は一対のラック列１５の間に形成された排気空間１７に排気される。排気空間１７に排気された排熱空気は、排気空間１７の上方に配置された複数の局所冷却ユニット２１の吸込口２３Ｂからケーシング２３内に吸気される。そして、局所冷却ユニット２１に内蔵された蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷媒液体が気化することにより、排熱空気を冷却し、冷却された冷却空気（例えば２５℃）を吹出口２３Ｄから吸気空間１９に吹き出す。
【００５０】
一方、冷却塔２２では蒸発器２０Ｘ，２０Ｙからの冷媒ガスを冷却して凝縮することにより液化し、液化した冷媒液体が重力により蒸発器２０Ｘ，２０Ｙに流下する。これにより、冷媒の自然循環が形成される。そして、コントローラ５４は、温度センサ５２Ｘ，５２Ｙで測定される空気温度、即ち局所冷却ユニット２１で排熱空気を蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷却した後の吸気空間１９の空気温度をモニタリングし、吸気空間１９の空気温度がサーバ１４の動作環境に適した温度になるように流量調整バルブ５０Ｘ，５０Ｙを制御して液配管２４を流れる冷媒ガスの流量を調整する。このバルブ制御によって、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷却した後の吹き出し空気温度は適切に制御される。
【００５１】
かかる冷却システム１０において、局所冷却ユニット２１を天井フレーム２５に吊設することにより、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙの床面１１全体をサーバラック１３の設置スペースとして有効利用することができる。また、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙ全体を大容量の大型冷却装置で集中冷却するのではなく、排気空間１７を複数形成し、この複数の排気空間１７を局所冷却ユニット２１で局所的に冷却することにより、吸い込みファン２３Ｅを小型化できる。これにより、ファン運転動力を大幅に削減できるので、省エネになる。
【００５２】
また、本実施の形態のように、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを内蔵した局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを、サーバラック１３の上方に配置する場合、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙが結露して結露水がサーバ１４に落下すると、サーバ故障の原因になる。しかし、本発明の実施の形態では、自然循環方式で冷媒を循環させるので、圧縮器を使用した強制循環方式に比べて蒸発器２０が結露しにくい。さらには、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙが結露した場合の対策として、図３に示したように、傾斜した蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの下方にドレンパン２３Ｆを設けてあるので、結露水がサーバ１４に落下することはない。また、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙのケーシング２３内に傾斜配置したことで、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを形成する冷却コイル長を長くとれるので、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの冷却能力を大きくすることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、電子機器の例としてサーバ１４で説明したが、例えば半導体製造機器等のように精密な温度制御が必要であって且つそれ自体からの発熱量が大きい電子機器の冷却システム全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…冷却システム、１２Ｘ、１２Ｙ…サーバルーム、１１…床面、１３…サーバラック、１４…サーバ、１４Ａ…吸引口、１４Ｂ…排気口、１４Ｃ…ファン、１５…ラック列、１７…排気空間、１９…吸気空間、２０Ｘ、２０Ｙ…蒸発器、２１…局所冷却ユニット、２２…冷却塔（凝縮器）、２３…ケーシング、２３Ａ…ケーシングの底面、２３Ｂ…吸込口、２３Ｄ…吹出口、２３Ｅ…吸い込みファン、２３Ｆ…ドレンパン、２４…液配管、２４Ｘ、２４Ｙ…分岐管、２５…天井フレーム、２５Ａ…縦梁、２５Ｂ…横梁、２５Ｃ…格子開口部、２６…ガス配管、２６Ｘ、２６Ｙ…分岐管、２８…熱交換コイル、３０…冷却塔本体、３４…散水機、３６…送風ファン、３６Ａ…送風量調整手段、４２…制御機構、４４…冷媒液体温度センサ、４６…コントローラ、５０Ｘ，５０Ｙ…冷媒流量調整バルブ、５２Ｘ，５２Ｙ…温度センサ、５４…コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は局所冷却ユニット及び冷却システムに係り、特に、サーバルームに配設されたコンピュータやサーバ等の電子機器を局所的に冷却するための局所冷却ユニット、及び冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理技術の向上やインタネット環境の発達に伴って、必要とされる情報処理量が増大している。各種の情報を大量に処理するためのデータ処理センターがビジネスとして脚光をあびている。このデータ処理センター、例えばサーバルームには、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、昼夜にわたって連続的に稼働されている。一般的に、サーバルームにおける電子機器の設置は、ラックマウント方式が採用されている。ラックマウント方式は、電子機器を機能単位別に分割して収納するラックを、キャビネットに段積みする方式である。このキャビネット（サーバラック）がサーバルームの床上に多数整列配置されている。これら情報を処理する電子機器は、処理速度や処理能力が急速に向上している。そのため電子機器からの発熱量は増加し続けている。
【０００３】
電子機器を冷却するための冷却システムとして、機器ルーム内に所定空間（通路）を挟んで対向配置された電子機器を収容する複数のラックと、ラックの所定空間に離れた空気調和装置とを備えたものが知られている。
【０００４】
このような冷却システムでは、空気調和装置が冷却された空気を下方に排出する。冷却用の空気が所定空間に送られて、ラックに吸い込まれる。そして、冷却された空気は、ラックに収容された機器を冷却することにより暖められ、ラックの背面から吹き出される。
【０００５】
ところが、上述の冷却システムでは、ラックから排熱された空気の一部が、空気調和装置に送られることなく、ラックに吸い込まれて、排熱空気が再循環する場合がある。
【０００６】
特許文献１は、ラックからの排熱空気が再循環するのを防止するため、ラックの高さ方向に伸縮可能である仕切板を設置することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０―２５４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の冷却システムでは、空気調和装置で、機器ルーム内の複数のラックを冷却する。そのため、空気調和装置の送風機の動力が大きく、消費電力が大きくなる。また、空気調和装置が機器ルーム内に設置されるので、ラックを配置するスペースが制限される。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、消費電力が小さく、機器ルーム内のラックを配置するスペースを確保することができる局所冷却ユニット、及び冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によると、電子機器の上方に配置され、電子機器を冷却するための局所冷却ユニットであって、内部に空洞を有する筐体と、前記筐体の底面に設けられ、電子機器からの排熱された空気を吸気する吸込口と、前記筐体内に設けられ、前記吸気口から吸い込まれた空気との熱交換により冷媒を気化させ、前記空気を冷却する、内側を冷媒が通過する蒸発器と、前記筐体の側面に設けられ、前記蒸発器により冷却された空気を排気する吹出口と、前記吸込口側に設けられ、前記吸込口から前記吹出口へ空気を移動するファンと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、電子機器からの排熱空気を局所的に冷却するので、少ない電力（エネルギー）で排熱空気を冷却することができる。電子機器より上方に配置されるので、ラックを配置するスペースを確保できる。筐体の底面側から排熱空気を吸い込み、冷却された空気を筐体の側面側に排気するので、局所冷却ユニット自体を小型化することができる。
【００１２】
本発明の他の態様によると、好ましくは、局所冷却ユニットであって、前記蒸発器が前記吹出口側から前記吹出口側に向けて高くなるよう斜めに配置される。
【００１３】
本発明の他の態様によると、好ましくは、局所冷却ユニットであって前記蒸発器の下方にさらにドレンパンを備える。
【００１４】
本発明の別の態様によると、電子機器の冷却システムであって、機器ルームと、前記機器ルーム内に配置され、電子機器を収納し、前面に空気の吸気口、背面に空気の排気口を有する複数のラックを、所定空間あけて前記排気口を対向配置することで構成された複数のラック列と、前記ラックの上方に配置され、前記空間を覆う複数の上記何れか記載の局所冷却ユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
排熱空気が排気された空間の上方を複数の局所冷却ユニットで覆うことにより、ラックから排熱された空気の一部が再循環するのを防止することができる。さらに、空間に排気された排熱を、効率よく局所冷却ユニットで吸い込むことができる。
【００１６】
本発明の他の態様によると、冷却システムであって、好ましくは、前記局所冷却ユニットより高所に設けられ、気化された冷媒を液化する冷却塔、及び／又は凝縮器と、前記蒸発器で気化された冷媒を前記冷却塔、及び／又は凝縮器に送るガス配管と、前記冷却塔、及び／又は凝縮器で液化された冷媒を前記蒸発器に送る液配管と、をさらに備え、前記冷媒を自然循環させる。
【００１７】
自然循環方式で冷媒を循環することにより、蒸発器の表面の結露発生を抑制することができる。
【００１８】
本発明の他の態様によると、冷却システムであって、好ましくは、前記機器ルームが格子天井を有し、前記局所冷却ユニットが前記格子天井に取り付けられる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明の局所冷却ユニット及び冷却システムによれば、消費電力が小さく、機器ルーム内のラックを配置するスペースを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の冷却システムの全体構成を説明する概念図
【図２】サーバを段積み収納するサーバラックの配置状態及び局所冷却ユニットの配置状態を説明する説明図
【図３】局所冷却ユニットの内部構造を説明する説明図
【図４】局所冷却ユニットを天井に吊設支持する支持構造を説明する概念図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面に従って本発明に係る局所冷却ユニット及び冷却システムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００２２】
本実施の形態では、電子機器としてサーバルームに配置されたサーバの例で説明する。
【００２３】
図１は、冷却システム１０の全体構成を示す概念図である。
【００２４】
同図に示す冷却システム１０は、上下２階のサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに設けられたサーバ１４から排出される熱風を局所的に冷却する冷却システムとして以下記載するように構成される。
【００２５】
なお、以下の説明で符号に付すＸは下層階のサーバルーム１２Ｘに関する冷却システムに係わる部材であり、Ｙは上層階のサーバルーム１２Ｙに関する冷却システムに係わる部材である。
【００２６】
各サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙの床面１１上には、図２に示すように、複数（図２では５台）のサーバラック１３（図２では５台）が横一列に配列されてラック列１５が構成され、複数のラック列１５が所定間隔を置いて平行に配置される。なお、図２では、４列のラック列１５で示しているが、実際のサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙには多数のラック列１５が設けられる。また、各サーバラック１３には、複数のサーバ１４が段積み（図２では３段積み）状態で収納される。
【００２７】
図１に示すように、各サーバラック１３に段積み収納されたサーバ１４は、エアの吸引口１４Ａ及び排気口１４Ｂを備えるとともに、内部にファン１４Ｃを備え、このファン１４Ｃを駆動することによって、吸引口１４Ａからエアが吸引され、排気口１４Ｂからサーバ１４の排熱を伴った排熱空気が排気される。これにより、サーバ１４を冷却することができる。
【００２８】
図２に示すように、複数のラック列１５は、隣接する一対のグループＡ，Ｂにグループ分けされると共に、同じグループＡ，Ｂのラック列１５に収納されるサーバ１４は、排気口１４Ｂ同士が互いに対面するように収納される（図１参照）。これにより、同じグループＡ，Ｂのラック列１５同士の間には、サーバ１４からの排熱空気が排気される排気空間１７が形成されると共に、隣接するグループＡ，Ｂ同士の間には、サーバ１４に吸い込まれる空気の吸気空間１９が形成される。
【００２９】
このように、サーバ１４からの排熱空気を排気空間１７に排気すると排気空間１７の温度が上昇し、それにつれてサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙ全体の室温が上昇するので、吸気空間１９の温度も上昇する。この結果、サーバ１４に吸い込む空気温度が高くなってしまい、サーバ１４の故障が発生し易くなるので、排気空間１７に排気された排熱空気を効率的に冷却する必要がある。
【００３０】
そこで、本発明の実施形態では、排気空間１７の上方を複数の局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙで覆って排熱空気がサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙ全体に拡がり難いようにし、排気空間１７に排熱された排熱空気を局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙで局所冷却するように構成した。
【００３１】
以下に、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの構造、及び局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙで排気空間１７の上方を覆うための天井吊り構造について説明する。
【００３２】
図３に示すように、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙは、内部が空洞な矩形状のケーシング２３の底面２３Ａに吸込口２３Ｂが形成され、ケーシング２３の吸気空間１９側の側面に吹出口２３Ｄが形成される。また、ケーシング２３の内部には、冷媒液体が蒸発して気化する気化熱を利用して周りの空気を冷却する蒸発器２０Ｘ，２０Ｙが内蔵されると共に、吹出口２３Ｄには、排気空間１７の排熱空気を吸込口２３Ｂから吸い込んで吹出口２３Ｄから吹き出すための吸い込みファン２３Ｅが設けられる。
【００３３】
本実施の形態の冷却システム１０は、後記するように、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの蒸発器２０と凝縮器としての冷却塔２２との間で冷媒を自然循環させる自然循環方式を採用しており、蒸発器２０に高い冷却能力を発揮させるためには蒸発器２０を形成する冷却コイル（図示せず）はできるだけ長くして伝熱面積を大きくすることが好ましい。
【００３４】
そこで、図３に示すように、吹出口２３Ｄの反対側の側面に近い底面部分に吸込口２３Ｂを形成すると共に、蒸発器２０はケーシング２３の底面２３Ａに対して１０〜２０度の範囲の傾斜角度θで傾斜させて配置することが好ましい。これにより、吸込口２３Ｂから吹出口２３Ｄまでの距離を長くとることができる。したがって、ケーシング２３内に、冷却コイルとケーシング内に吸気された排熱空気との熱交換のための空間を大きく確保することができるので、冷却コイルを長くすることができる。ちなみに、ケーシング２３の底面２３Ａに吸込口２３Ｂと吹出口２３Ｄとの両方を形成すると、熱交換のための空間を大きく確保にしにくい。
【００３５】
また、自然循環方式は、圧縮機（図示せず）を有する強制循環方式に比べて蒸発器２０の外面が結露しにくい特性があるので、本実施の形態のように、サーバラック１３の上方に局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを配置する場合に結露水がサーバ１４に落下することを防止できる。また、図３に示すように、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの外面が仮に結露したとしても、上記の如く蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを傾斜配置させたことにより、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの下方にドレンパン２３Ｆを設けておけば、結露水は傾斜下方に向かって落流し、ドレンパン２３Ｆに溜まる。
【００３６】
次に、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの天井吊り構造について説明する。
【００３７】
図４に示すように、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙの天井面は、縦梁２５Ａと横梁２５Ｂとが格子状に組み合わされた格子形状の天井フレーム２５で形成され、天井フレーム２５が吊りボルト２７を介して天井スラブ２９（図１参照）に吊設される。天井フレーム２５には、縦梁２５Ａと横梁２５Ｂとが交差することにより多数の格子開口部２５Ｃが形成され、この格子開口部２５Ｃに矩形状に形成された局所冷却ユニット２１の上部が着脱自在に嵌め込まれる。嵌め込み構造については特に説明しないが、例えば局所冷却ユニットの上面に格子開口部２５Ｃよりも一回り大きな鍔部（図示せず）を設け、鍔部が縦梁２５Ａと横梁２５Ｂに載置される方式を採用することができる。これにより、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの下部がサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙ側に突出した状態で天井フレーム２５に支持される。
【００３８】
本実施の形態では、図２に示すように、排気空間１７の上方に、複数の局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙがラック列１５に沿って２列配置される。この場合、２列配置された局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙ同士の間に隙間が形成されないように、吹出口２３Ｄとは反対側のケーシング側面同士が接触するように局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの幅寸法を形成することが好ましい。また、排気空間１７の上面を塞ぐことができるように、２列配置された局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの幅合計Ｗ１は、排気空間１７の幅Ｗ２よりも大きいことが好ましい。この場合、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙの底面２３Ａが図１及び図２のようにサーバラック１３の上面に一部重なるようにすることが好ましい。したがって、吊りボルト２７を回転することで、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを支持する天井フレーム２５の高さを調整できるように構成されている。これにより、一対のラック列１５の間に形成される排気空間１７の上面を完全に覆うように複数の局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを天井フレーム２５に支持することができる。なお、天井フレーム２５の格子開口部２５Ｃのうち、局所冷却ユニット２１が嵌め込み支持されていない格子開口部２５Ｃは遮蔽板（図示せず）で塞がれる。
【００３９】
次に、蒸発器２０と冷却塔２２（凝縮器）との間の冷媒自然循環方式について説明する。
【００４０】
図３に示すように、局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙに内蔵される蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの内部には不図示の冷却コイルが設けられる。そして、この冷却コイルが冷媒液体の流れる液配管２４と、冷媒ガスの流れるガス配管２６とを介して冷却塔２２に接続される。
【００４１】
そして、冷却コイルの外側を、吸込口２３Ｂから吸い込まれた排気空間１７の排熱空気が流れ、冷却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、冷却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し、排熱空気が冷却される。これにより、吹出口２３Ｄから吸気空間１９に吹き出される吹き出し空気が冷却されるので、吸気空間１９の温度環境を、サーバ１４が正常に動作をするために必要な温度環境に設定することができる。
【００４２】
図１に示すように、冷却塔２２は、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで気化した冷媒ガス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。
【００４３】
蒸発器２０Ｘ、２０Ｙと冷却塔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の上端は冷却塔２２内の熱交換コイル２８の入口に接続されており、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の冷却コイルの一端に接続されている。一方、液配管２４の上端は、冷却塔２２内の熱交換コイル２８の出口に接続されており、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の冷却コイルの他端に接続されている。したがって、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで気化された冷媒ガスはガス配管２６を上昇して冷却塔２２に自然搬送され、この冷却塔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に自然搬送される。これにより、冷媒の自然循環が行われる。自然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）等を公的に使用することができる。
【００４４】
また、吸気空間１９には、温度センサ５２Ｘ，５２Ｙが設けられると共に、液配管２４の分岐管２４Ｘ、２４Ｙには、冷媒液体の流量を調整する流量調整バルブ５０Ｘ，５０Ｙが設けられる。そして、温度センサ５２Ｘ，５２Ｙで測定された測定温度はコントローラ５４に入力され、コントローラ５４は測定温度に基づいて流量調整バルブ５０Ｘ，５０Ｙの開度をそれぞれ個別に制御する。これにより、上層階と下層階の高さの異なる蒸発器２０Ｘ、２０Ｙに対して排熱空気の冷却能力が同じになるための適切な冷媒流量を供給することができる。
【００４５】
図１に示すように、冷却塔２２は、冷却塔本体（ケーシング）３０が横型に配設され、冷却塔本体３０の一端側に外気を取り込む取込口３０Ａが形成され、他端側に外気の排気口３０Ｂが形成される。冷却塔本体３０内には熱交換コイル２８が設けられ、熱交換コイル２８の入口が蒸発器２０Ｘ，２０Ｙから戻る冷媒ガスが流れるガス配管２６に接続し、熱交換コイル２８の出口が蒸発器２０Ｘ，２０Ｙに供給する冷媒液体が流れる液配管２４に接続する。
【００４６】
また、熱交換コイル２８の取込口３０Ａ側には散水機３４が設けられると共に、散水機３４のさらに取込口３０Ａ側には送風ファン３６が設けられる。そして、送風ファン３６によって冷却塔本体３０の取込口３０Ａから取り込まれた取込み外気を熱交換コイル２８に送風すると共に、散水機３４から熱交換コイル２８に散水する。これにより、熱交換コイル２８を流れる冷媒ガスが外気や散水により冷却されて凝縮し、冷媒液体に液化される。一方、冷却塔本体３０内に取り込まれた取込み外気は、熱交換コイル２８を流れる冷媒ガスから熱を奪って温度が上昇し、排気口３０Ｂから排気外気として排出される。
【００４７】
また、冷却塔２２には、熱交換コイル２８出口の冷媒液体の温度を所定値に一定に維持するための制御機構４２が設けられる。
【００４８】
制御機構４２は、熱交換コイル２８出口における冷媒液体の温度を測定する冷媒液体温度センサ４４と、送風ファン３６の回転数を変えることにより、送風ファン３６から熱交換コイル２８に送風する送風量を調整する送風量調整手段３６Ａと、冷媒液体温度センサ４４の測定温度に基づいて送風量調整手段３６Ａを制御するコントローラ４６とで構成される。なお、コントローラ４６は、コントローラ５４を兼用してもよく、図１のように、冷却塔２２のためのコントローラ４６を別途設けてもよい。
【００４９】
上記の如く構成された冷却システム１０によれば、サーバラック１３に段積みされたサーバ１４から排気された高温の排熱空気（例えば４５℃）は一対のラック列１５の間に形成された排気空間１７に排気される。排気空間１７に排気された排熱空気は、排気空間１７の上方に配置された複数の局所冷却ユニット２１の吸込口２３Ｂからケーシング２３内に吸気される。そして、局所冷却ユニット２１に内蔵された蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷媒液体が気化することにより、排熱空気を冷却し、冷却された冷却空気（例えば２５℃）を吹出口２３Ｄから吸気空間１９に吹き出す。
【００５０】
一方、冷却塔２２では蒸発器２０Ｘ，２０Ｙからの冷媒ガスを冷却して凝縮することにより液化し、液化した冷媒液体が重力により蒸発器２０Ｘ，２０Ｙに流下する。これにより、冷媒の自然循環が形成される。そして、コントローラ５４は、温度センサ５２Ｘ，５２Ｙで測定される空気温度、即ち局所冷却ユニット２１で排熱空気を蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷却した後の吸気空間１９の空気温度をモニタリングし、吸気空間１９の空気温度がサーバ１４の動作環境に適した温度になるように流量調整バルブ５０Ｘ，５０Ｙを制御して液配管２４を流れる冷媒ガスの流量を調整する。このバルブ制御によって、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷却した後の吹き出し空気温度は適切に制御される。
【００５１】
かかる冷却システム１０において、局所冷却ユニット２１を天井フレーム２５に吊設することにより、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙの床面１１全体をサーバラック１３の設置スペースとして有効利用することができる。また、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙ全体を大容量の大型冷却装置で集中冷却するのではなく、排気空間１７を複数形成し、この複数の排気空間１７を局所冷却ユニット２１で局所的に冷却することにより、吸い込みファン２３Ｅを小型化できる。これにより、ファン運転動力を大幅に削減できるので、省エネになる。
【００５２】
また、本実施の形態のように、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを内蔵した局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙを、サーバラック１３の上方に配置する場合、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙが結露して結露水がサーバ１４に落下すると、サーバ故障の原因になる。しかし、本発明の実施の形態では、自然循環方式で冷媒を循環させるので、圧縮器を使用した強制循環方式に比べて蒸発器２０が結露しにくい。さらには、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙが結露した場合の対策として、図３に示したように、傾斜した蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの下方にドレンパン２３Ｆを設けてあるので、結露水がサーバ１４に落下することはない。また、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを局所冷却ユニット２１Ｘ，２１Ｙのケーシング２３内に傾斜配置したことで、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙを形成する冷却コイル長を長くとれるので、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙの冷却能力を大きくすることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、電子機器の例としてサーバ１４で説明したが、例えば半導体製造機器等のように精密な温度制御が必要であって且つそれ自体からの発熱量が大きい電子機器の冷却システム全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…冷却システム、１２Ｘ、１２Ｙ…サーバルーム、１１…床面、１３…サーバラック、１４…サーバ、１４Ａ…吸引口、１４Ｂ…排気口、１４Ｃ…ファン、１５…ラック列、１７…排気空間、１９…吸気空間、２０Ｘ、２０Ｙ…蒸発器、２１…局所冷却ユニット、２２…冷却塔（凝縮器）、２３…ケーシング、２３Ａ…ケーシングの底面、２３Ｂ…吸込口、２３Ｄ…吹出口、２３Ｅ…吸い込みファン、２３Ｆ…ドレンパン、２４…液配管、２４Ｘ、２４Ｙ…分岐管、２５…天井フレーム、２５Ａ…縦梁、２５Ｂ…横梁、２５Ｃ…格子開口部、２６…ガス配管、２６Ｘ、２６Ｙ…分岐管、２８…熱交換コイル、３０…冷却塔本体、３４…散水機、３６…送風ファン、３６Ａ…送風量調整手段、４２…制御機構、４４…冷媒液体温度センサ、４６…コントローラ、５０Ｘ，５０Ｙ…冷媒流量調整バルブ、５２Ｘ，５２Ｙ…温度センサ、５４…コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器の上方に配置され、電子機器を冷却するための局所冷却ユニットであって、
内部に空洞を有する筐体と、
前記筐体の底面に設けられ、電子機器からの排熱された空気を吸気する吸込口と、
前記筐体内に設けられ、前記吸気口から吸い込まれた空気との熱交換により冷媒を気化させ、前記空気を冷却する、内側を冷媒が通過する蒸発器と、
前記筐体の側面に設けられ、前記蒸発器により冷却された空気を排気する吹出口と、
前記吸込口側に設けられ、前記吸込口から前記吹出口へ空気を移動するファンと、
を備えた局所冷却ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の局所冷却ユニットであって、
前記蒸発器が前記吸込口側から前記吹出口側に向けて高くなるよう斜めに配置される局所冷却ユニット。
【請求項３】
請求項１又２記載の局所冷却ユニットであって、前記蒸発器の下方にさらにドレンパンを備える局所冷却ユニット。
【請求項４】
電子機器の冷却システムであって、
機器ルームと、
前記機器ルーム内に配置され、電子機器を収納し、前面に空気の吸気口、背面に空気の排気口を有する複数のラックを、所定空間あけて前記排気口を対向配置することで構成された複数のラック列と、
前記ラックの上方に配置され、前記空間を覆う複数の請求項１〜３の何れか記載の局所冷却ユニットと、
を備える冷却システム。
【請求項５】
請求項４記載の冷却システムであって、
前記局所冷却ユニットより高所に設けられ、気化された冷媒を液化する冷却塔、及び／又は凝縮器と、
前記蒸発器で気化された冷媒を前記冷却塔、及び／又は凝縮器に送るガス配管と、
前記冷却塔、及び／又は凝縮器で液化された冷媒を前記蒸発器に送る液配管と、をさらに備え、前記冷媒を自然循環させる冷却システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の冷却システムであって、
前記機器ルームが格子天井を有し、
前記局所冷却ユニットが前記格子天井に取り付けられる冷却システム。
【請求項１】
電子機器の上方に配置され、電子機器を冷却するための局所冷却ユニットであって、
内部に空洞を有する筐体と、
前記筐体の底面に設けられ、電子機器からの排熱された空気を吸気する吸込口と、
前記筐体内に設けられ、前記吸気口から吸い込まれた空気との熱交換により冷媒を気化させ、前記空気を冷却する、内側を冷媒が通過する蒸発器と、
前記筐体の側面に設けられ、前記蒸発器により冷却された空気を排気する吹出口と、
前記吸込口側に設けられ、前記吸込口から前記吹出口へ空気を移動するファンと、
を備えた局所冷却ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の局所冷却ユニットであって、
前記蒸発器が前記吸込口側から前記吹出口側に向けて高くなるよう斜めに配置される局所冷却ユニット。
【請求項３】
請求項１又２記載の局所冷却ユニットであって、前記蒸発器の下方にさらにドレンパンを備える局所冷却ユニット。
【請求項４】
電子機器の冷却システムであって、
機器ルームと、
前記機器ルーム内に配置され、電子機器を収納し、前面に空気の吸気口、背面に空気の排気口を有する複数のラックを、所定空間あけて前記排気口を対向配置することで構成された複数のラック列と、
前記ラックの上方に配置され、前記空間を覆う複数の請求項１〜３の何れか記載の局所冷却ユニットと、
を備える冷却システム。
【請求項５】
請求項４記載の冷却システムであって、
前記局所冷却ユニットより高所に設けられ、気化された冷媒を液化する冷却塔、及び／又は凝縮器と、
前記蒸発器で気化された冷媒を前記冷却塔、及び／又は凝縮器に送るガス配管と、
前記冷却塔、及び／又は凝縮器で液化された冷媒を前記蒸発器に送る液配管と、をさらに備え、前記冷媒を自然循環させる冷却システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の冷却システムであって、
前記機器ルームが格子天井を有し、
前記局所冷却ユニットが前記格子天井に取り付けられる冷却システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２３８８０６（Ｐ２０１１−２３８８０６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９７００（Ｐ２０１０−１０９７００）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]