JP2009134541A - 電子機器冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸発器に結露が生じた場合であっても、電子機器への影響を抑制できる電子機器冷却装置を提供すること。
【解決手段】ファン4付の複数の電子機器3を収納するキャビネット11が前面及び後面を開口し、後面の開口65には通気可能なリアドア12を備え、このリアドア12には冷凍サイクルを構成する冷媒の蒸発器21と、この蒸発器21から流下するドレン水を受けるドレンパン77と、このドレンパン77内のドレン水を蒸発させる蒸発手段89とを設け、リアドア12の蒸発器21により電子機器3の排熱を含む空気を冷却して室内に戻す構成とした。
【選択図】図2
【解決手段】ファン4付の複数の電子機器3を収納するキャビネット11が前面及び後面を開口し、後面の開口65には通気可能なリアドア12を備え、このリアドア12には冷凍サイクルを構成する冷媒の蒸発器21と、この蒸発器21から流下するドレン水を受けるドレンパン77と、このドレンパン77内のドレン水を蒸発させる蒸発手段89とを設け、リアドア12の蒸発器21により電子機器3の排熱を含む空気を冷却して室内に戻す構成とした。
【選択図】図2
Description
本発明は、キャビネットに収容された電子機器に付設したファンで送風される空気を冷却する電子機器冷却装置に関する。
一般に、電子機器が収容されるためのキャビネットの空気出口側に空気−水熱交換器を配置し、この電子機器に付設したファンで送風される空気を上記空気−水熱交換器で冷却して室内に戻す電子機器冷却装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の電子機器冷却装置はコンピュータルームに設置され、コンピュータルームに設置されるサーバやネットワーク機器を冷却する。
米国特許出願公開第2006/0232945号明細書
ところで、電子機器は水に弱く、コンピュータルームには水を持ち込まないことが望ましい。このため、チラー水が循環する空気−水熱交換器に変えて、冷凍サイクルを構成して冷媒が循環する蒸発器を設けるものが案出されている。
この場合、蒸発器に冷媒を循環させると蒸発器に結露が生じることがあり、この結露した水(ドレン水)が電子機器に影響を及ぼさないようにすることが要求される。
そこで、本発明の目的は、蒸発器に結露が生じた場合であっても、電子機器への影響を抑制できる電子機器冷却装置を提供することにある。
この場合、蒸発器に冷媒を循環させると蒸発器に結露が生じることがあり、この結露した水(ドレン水)が電子機器に影響を及ぼさないようにすることが要求される。
そこで、本発明の目的は、蒸発器に結露が生じた場合であっても、電子機器への影響を抑制できる電子機器冷却装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、ファン付の複数の電子機器を収納するキャビネットが前面及び後面を開口し、後面の開口には通気可能なリアドアを備え、該リアドアには冷凍サイクルを構成する冷媒の蒸発器と、該蒸発器から流下するドレン水を受けるドレンパンと、該ドレンパン内のドレン水を蒸発させる蒸発手段とを設け、前記リアドアの蒸発器により前記電子機器の排熱を含む空気を冷却して室内に戻す構成としたことを特徴とする。
この構成によれば、蒸発器で冷却された空気が蒸発手段を通過する際に、ドレンパン内のドレン水を蒸発させる。これにより、ドレン水がドレンパンから溢れるといった事態を防止することができ、このドレン水が電子機器に影響を及ぼすことを防止できる。
この構成によれば、蒸発器で冷却された空気が蒸発手段を通過する際に、ドレンパン内のドレン水を蒸発させる。これにより、ドレン水がドレンパンから溢れるといった事態を防止することができ、このドレン水が電子機器に影響を及ぼすことを防止できる。
この構成において、前記蒸発手段が、一端をドレンパン内に位置してドレン水を吸収する吸水部材を備え、この吸水部材の他端を前記蒸発器の空気下流側に延在させた構成としても良い。また、前記吸水部材の他端は、前記蒸発器と略同一の幅に形成されている構成としても良い。
本発明によれば、蒸発器で冷却された空気が蒸発手段を通過する際に、ドレンパン内のドレン水を蒸発させる。これにより、ドレン水がドレンパンから溢れるといった事態を防止することができ、このドレン水が電子機器に影響を及ぼすことを防止できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図1は本発明の一実施形態に係る電子機器冷却システムを示す図である。
この電子機器冷却システム1は、コンピュータルーム2に配設される複数の電子機器3(図2参照)を冷却するシステムである。このコンピュータルーム2は、二重床に構成され、この二重床の上にサーバラック10が床置きされる。
図1は本発明の一実施形態に係る電子機器冷却システムを示す図である。
この電子機器冷却システム1は、コンピュータルーム2に配設される複数の電子機器3(図2参照)を冷却するシステムである。このコンピュータルーム2は、二重床に構成され、この二重床の上にサーバラック10が床置きされる。
図2はサーバラック10を示す図である。サーバラック10は、前面及び後面が開口したキャビネット11を備え、このキャビネット11内に複数の電子機器3がその背面をキャビネット11後面に向けて上下に段積み配置される。また、このキャビネット11後面には、後面開口65を閉塞自在に片開きの開閉するリアドア12が設けられ、このリアドア12は、通気自在に構成されると共に、その内部に電子機器冷却ユニット20が構成される。また、サーバラック10の底にはキャスタ13が設けられ、サーバラック10を容易に移動可能にしている。
上記電子機器3は、サーバやネットワーク機器であり、一般に、この種の電子機器は冷却用のファン4を付設したファン付き電子機器であり、機器内の温度が所定温度を超えるとファン4を駆動し、機器内に外気を導入して機器背面から排出する強制空冷機能を備えている。このため、電子機器3をその背面をキャビネット11背面に向けて配置することで、図2に冷却風の流れを破線矢印で示すように、電子機器3に付設したファン4により室内空気がキャビネット前面開口から吸い込まれ、電子機器3を冷却してリアドア12を通過して室内に戻る。また、このリアドア12を開けることによって、キャビネット11内の電子機器3へのアクセスが容易になる。
電子機器冷却ユニット20は、サーバラック10のリアドア12と一体に構成され、複数(本例では3台)のサーバラック10に設けられた電子機器冷却ユニット20が、一台の熱源機30(図1参照)から延びるメイン冷媒配管31(図1参照)に並列に接続される。すなわち、この複数(3台)の電子機器冷却ユニット20と、これら電子機器冷却ユニット20が配管接続される熱源機30とによって電子機器冷却装置40が構成される。なお、図1に示す例では、コンピュータルーム2に12台のサーバラック10を配置し、3台のサーバラック10内の電子機器冷却ユニット20を一台の熱源機30に各々接続した一系統の電子機器冷却装置40を4系統配設した場合を示している。
電子機器冷却ユニット20は、熱源機30と配管接続されることによって冷凍サイクルを行う冷凍回路を構成するユニットであり、図2に示すように、蒸発器21を備え、電子機器3から排出された空気がリアドア12内の蒸発器21を流通した際に、蒸発器21によってこの空気を冷却して室内に戻す。この蒸発器21は、リアドア12の略上下に渡って延在し、上下略中間部を境に上側蒸発部22と下側蒸発部23とに分割され、キャビネット11上半分の電子機器3の冷却を上側蒸発部22が受け持ち、下半分の電子機器3の冷却を下側蒸発部23が受け持つように構成される。
本構成では、電子機器冷却ユニット20の蒸発器21には、冷凍サイクルを循環する冷媒が供給されるため、万一冷媒が循環する経路から冷媒の漏れが生じたとしても、この冷媒は即座に蒸発し、電子機器3のショートもしくは漏電といった損傷を防止することができる。
本構成では、電子機器冷却ユニット20の蒸発器21には、冷凍サイクルを循環する冷媒が供給されるため、万一冷媒が循環する経路から冷媒の漏れが生じたとしても、この冷媒は即座に蒸発し、電子機器3のショートもしくは漏電といった損傷を防止することができる。
図3は電子機器冷却装置40の回路構成を示す図である。この図に示すように、電子機器冷却ユニット20は、熱源機30から延びるメイン冷媒配管31を構成するメイン液管31A及びメインガス管31Bに対し、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26を介して並列に接続される。フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26は、柔軟性及び冷媒不透過性を有するフレキシブルチューブが適用され、フレキシブル液管25は比較的小径のチューブが適用され、フレキシブルガス管26は比較的大径のチューブが適用される。
熱源機30から延びるメイン液管31A及びメインガス管31Bにフレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26の一端がそれぞれ接続される。フレキシブル液管25の他端は、電子機器冷却ユニット20の液管接続部PINに接続される。この液管接続部PINから延びる冷媒配管(液管)27は2つに分岐し、一方の液分岐管27Aは膨張弁28Aを介して上側蒸発部22の入口に接続され、他方の液分岐管27Bは膨張弁28Bを介して下側蒸発部23の入口に接続される。
各蒸発部22、23の出口は1本の合流冷媒配管(ガス管)29に配管接続され、この合流冷媒配管29の端部に設けたガス管接続部POUTにフレキシブルガス管26が接続される。これによって、電子機器冷却ユニット20内の各蒸発部22、23に冷媒を選択的に流通可能に冷媒配管が接続される。
このように、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26を介して電子機器冷却ユニット20の蒸発器21を接続したため、この蒸発器21が内蔵されるリアドア12を開閉した際に上記フレキシブル配管25、26が撓んでリアドア12の開閉を妨げない。また、これら配管を接続したままでもサーバラック10の位置の微調整が可能である。
各蒸発部22、23の出口は1本の合流冷媒配管(ガス管)29に配管接続され、この合流冷媒配管29の端部に設けたガス管接続部POUTにフレキシブルガス管26が接続される。これによって、電子機器冷却ユニット20内の各蒸発部22、23に冷媒を選択的に流通可能に冷媒配管が接続される。
このように、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26を介して電子機器冷却ユニット20の蒸発器21を接続したため、この蒸発器21が内蔵されるリアドア12を開閉した際に上記フレキシブル配管25、26が撓んでリアドア12の開閉を妨げない。また、これら配管を接続したままでもサーバラック10の位置の微調整が可能である。
ここで、メイン液管31A及びメインガス管31Bは、図1に示すように、コンピュータルーム2の上床2Aと下床2Bとの間の床下空間内を引き回され、このメイン液管31A及びメインガス管31Bにつながるフレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26は、上床2Aの開口穴2C(図2参照)を通ってリアドア12内の蒸発器21につながる。このため、図2に示すように、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26が蒸発器21から下方に延びた後に床下空間内で緩やかに曲がるように引き回され、これらフレキシブル配管25、26の長さに余裕を持たせておくことによってリアドア12開閉時にフレキシブル配管25、26だけがリアドア12の動きに合わせて移動する。従って、リアドア12開閉時に他の配管に力が作用することがなく、他の配管、例えば、メイン液管31A及びメインガス管31Bに鋼管を適用することが可能である。
この電子機器冷却ユニット20には、蒸発器21の下方に電装ユニット(電装箱)51と、この電装ユニット51につながるリモートコントローラ52が設けられている。この電装ユニット51は、上側蒸発部22の入口冷媒温度L1及び出口冷媒温度G1と、下側蒸発部23の入口冷媒温度L2及び出口冷媒温度G2とを、4つの温度センサ(冷媒温度検出手段)29A〜29Dを介して各々検出し、各蒸発部22、23の出入り口温度差(L1−G1、L2−G2)に基づいて適正な過熱度になるように各々の膨張弁28A、28Bの制御を行うと共に、熱源機30と通信する機能を備えている。
リモートコントローラ52は、コンピュータルーム2のサーバラック10の側面或いは背面などに配置され、リアドア12内の電装ユニット51に有線或いは無線で接続される。このリモートコントローラ52には、図示は省略するが、室内温度センサ、操作ボタン、表示部、ブザー(報音部)などが設けられ、このリモートコントローラの操作に従って、電子機器冷却装置40の運転開始/停止、設定温度T0の変更、各種エラーメッセージの報知(表示及びブザー音出力)などが行われる。ここで、設定温度T0は、電子機器冷却ユニット20の目標温度であり、通常、コンピュータルーム2の室内目標温度が設定される。そして、この電子機器冷却装置40においては、キャビネット11の前面側開口から入る空気、或いは、蒸発器21を通過した空気の温度が、該設定温度T0になるように各部の制御が実行される。
熱源機30は、室外に設置され、概略的には、冷媒を圧縮する圧縮機32、オイルセパレータ33、四方弁34、熱源側熱交換器(凝縮器)35、膨張弁36及びレシーバタンク37の順に配管接続され、このレシーバタンク37にメイン液管31Aが接続されると共に、圧縮機32入口につながる低圧側配管41にアキュムレータ38を介してメインガス管31Bが接続される。
圧縮機32は、定速運転用のAC圧縮機(能力一定型の圧縮機)32Aと、周波数可変運転用のインバータ圧縮機(能力可変型の圧縮機)32Bとを有し、これらは並列に接続され、冷却の負荷に応じてこれら圧縮機32A、32Bの運転のオンオフ制御及び圧縮機32Bの運転周波数を可変制御することによって熱源機30全体の冷却能力が可能に構成される。
圧縮機32は、定速運転用のAC圧縮機(能力一定型の圧縮機)32Aと、周波数可変運転用のインバータ圧縮機(能力可変型の圧縮機)32Bとを有し、これらは並列に接続され、冷却の負荷に応じてこれら圧縮機32A、32Bの運転のオンオフ制御及び圧縮機32Bの運転周波数を可変制御することによって熱源機30全体の冷却能力が可能に構成される。
より具体的に説明すると、各圧縮機32A、32Bの吐出側には、逆止弁42A、42Bが各々設けられ、各逆止弁42A、42Bの下流で合流する高圧側配管42にオイルセパレータ33、逆止弁43、四方弁34、熱源側熱交換器35、膨張弁36及びレシーバタンク37が順に接続される。また、各圧縮機32A、32Bの吸込側につながる低圧側配管41は、アキュムレータ38の下流でつながり、このアキュムレータ38の上流で四方弁34につながり、この四方弁34を介してメインガス管31Bにつながる。なお、この四方弁34の切換は行われず、図3の状態に固定される。
また、高圧側配管42には、膨張弁36と並列に逆止弁44が接続され、この逆止弁44により熱源側熱交換器35からレシーバタンク37への流れを許容すると共に逆方向の流れを禁止する。また、上記逆止弁42A、42Bとオイルセパレータ33の間には、冷媒戻し管45が接続され、この冷媒戻し管45の先端は圧縮機32A、32Bの吸込側に接続される。この冷媒戻し管45には開閉弁46が設けられ、この開閉弁46を開けることによって圧縮機32A、32Bから吐出された冷媒の一部を圧縮機32A、32Bの吸込側に戻すことができ、圧縮機32A、32Bの吐出能力を低減することができる。
また、高圧側配管42には、膨張弁36と並列に逆止弁44が接続され、この逆止弁44により熱源側熱交換器35からレシーバタンク37への流れを許容すると共に逆方向の流れを禁止する。また、上記逆止弁42A、42Bとオイルセパレータ33の間には、冷媒戻し管45が接続され、この冷媒戻し管45の先端は圧縮機32A、32Bの吸込側に接続される。この冷媒戻し管45には開閉弁46が設けられ、この開閉弁46を開けることによって圧縮機32A、32Bから吐出された冷媒の一部を圧縮機32A、32Bの吸込側に戻すことができ、圧縮機32A、32Bの吐出能力を低減することができる。
なお、高圧側配管42は、液側サービスバルブ47を介してメイン液管31Aに接続され、低圧側配管41は、ガス側サービスバルブ48を介してメインガス管31Bに接続される。また、オイルセパレータ33によって分離されたオイルは、オイル戻し管49を通って圧縮機32A、32Bの吸込側に戻される。また、一方の圧縮機32A、32Bの高圧側と他方の圧縮機32B、32Aの低圧側とはオイル戻し管32C、32Dで互いに接続され、各圧縮機32A、32B内のオイル量が適正に調整される。また、各圧縮機32A、32Bの吐出側には高圧スイッチ5A、5Bが各々設けられ、高圧スイッチ5、6により圧縮機32A、32Bの吐出圧が許容範囲の上限を超えた場合に各圧縮機32A、32Bの運転が停止される。
また、熱源機30は、電装ユニット61を有し、この電装ユニット61は、内外通信線62を介して当該熱源機30に接続される電子機器冷却ユニット20の電装ユニット51と通信可能に接続される。この電装ユニット61は、各電子機器冷却ユニット20の電装ユニット51との間で制御信号や運転信号を送受信すると共に、電子機器冷却ユニット20側に設けられたリモートコントローラ52の操作を入力し、これらによって電子機器冷却装置40の各部の制御を行う。
この電子機器冷却装置40にあっては、熱源機30の電装ユニット51の制御の下、圧縮機32A、32Bが運転される。この場合、電装ユニット51は、図示せぬ温度センサで検出した室外温度T2とリモートコントローラ52で検出した室内温度T1との差の温度(差温)などに基づき、各圧縮機32A、32Bの運転のオン/オフ及び運転周波数を制御すると共に、熱源側熱交換器35の出入り口温度を図示せぬ温度センサにより検出し、この出入り口温度差が適正範囲になるように膨張弁36の弁開度を制御する。
この場合、圧縮機32A、32Bから吐出された高温高圧冷媒は、熱源側熱交換器35で凝縮されて液化された後、熱源機30から延びるメイン液管31Aを通ってコンピュータルーム2内の電子機器冷却ユニット20に供給される。
この場合、圧縮機32A、32Bから吐出された高温高圧冷媒は、熱源側熱交換器35で凝縮されて液化された後、熱源機30から延びるメイン液管31Aを通ってコンピュータルーム2内の電子機器冷却ユニット20に供給される。
各電子機器冷却ユニット20では、メイン液管31Aを流れる液冷媒がフレキシブル液管25を通って液管27を流れ、ここで二系統に分流されて、一方が膨張弁28Aを通って上側蒸発部22を流れると共に、他方が膨張弁28Bを通って下側蒸発部23を流れ、各蒸発部22、23で蒸発してガス化し、各蒸発部22、23での冷媒蒸発熱により各蒸発部22、23を通過する空気が冷却される。
そして、各蒸発部22、23でガス化した冷媒は、ガス管29で合流した後にフレキシブルガス管26を通ってメインガス管31Bに流れ、熱源機30に戻る。以上のようにして冷凍サイクルが行われる。
そして、各蒸発部22、23でガス化した冷媒は、ガス管29で合流した後にフレキシブルガス管26を通ってメインガス管31Bに流れ、熱源機30に戻る。以上のようにして冷凍サイクルが行われる。
次に、サーバラックについて説明する。
図4はサーバラックの外観図であり、図5はリアドアを開いた状態を示す斜視図である。サーバラック10は、電子機器3(図2参照)を収納するためのキャビネット11と、このキャビネット11の後面開口65を閉塞自在に開閉するリアドア12とを備える。
キャビネット11は、収納される電子機器の規格に合致した大きさを有し、板金性の天板11A、底板11B及び側板11C,11Dを備えて矩形状に形成されている。このキャビネット11の前面及び後面にはそれぞれ前面開口64(図1参照)及び後面開口65が形成され、この開口64、65を通じてキャビネット11内にコンピュータルーム2の室内空気が流通する。また、キャビネット11は、天板11Aと底板11Bとの間に、これら天板11A及び底板11Bと略平行に配置された仕切り板(棚部)11Eを備える。この仕切り板11Eは、キャビネット11内を区分けするものであり、仕切り板11E上に電子機器3が配置される。この仕切り板11Eは、両側板11C,11Dに形成された支持部(不図示)によって支持されており、この支持部は上下方向に所定間隔ごとに複数設けられている。これによって、仕切り板11Eを所望の位置の支持部に配置したり、複数の当該仕切り板11Eをキャビネット11内に配置することができる。
図4はサーバラックの外観図であり、図5はリアドアを開いた状態を示す斜視図である。サーバラック10は、電子機器3(図2参照)を収納するためのキャビネット11と、このキャビネット11の後面開口65を閉塞自在に開閉するリアドア12とを備える。
キャビネット11は、収納される電子機器の規格に合致した大きさを有し、板金性の天板11A、底板11B及び側板11C,11Dを備えて矩形状に形成されている。このキャビネット11の前面及び後面にはそれぞれ前面開口64(図1参照)及び後面開口65が形成され、この開口64、65を通じてキャビネット11内にコンピュータルーム2の室内空気が流通する。また、キャビネット11は、天板11Aと底板11Bとの間に、これら天板11A及び底板11Bと略平行に配置された仕切り板(棚部)11Eを備える。この仕切り板11Eは、キャビネット11内を区分けするものであり、仕切り板11E上に電子機器3が配置される。この仕切り板11Eは、両側板11C,11Dに形成された支持部(不図示)によって支持されており、この支持部は上下方向に所定間隔ごとに複数設けられている。これによって、仕切り板11Eを所望の位置の支持部に配置したり、複数の当該仕切り板11Eをキャビネット11内に配置することができる。
リアドア12は、金属(例えば、アルミニウム)板を折り曲げて形成されており、このリアドア12の一端側はヒンジ66を介してキャビネット11に連結され、他端側に当該リアドア12を開閉する際に操作されるハンドル67が形成されている。このハンドル67を操作して当該ハンドル67を手前側に引くと、リアドア12は、図5に示すように、ヒンジ66を中心に回動してキャビネット11の後面開口65が開放される。
また、リアドア12の外面の略中央部には、図4に示すように、開口部12Aが形成されており、この開口部12Aには、所定径の孔68が略一面に形成された表面材69が配置されている。この表面材69は、各孔68を通じてリアドア12を通風可能とするとともに、このリアドア12の内部に配置される蒸発器21を外部に露出させないように機能し、サーバラック10の美観の向上を図っている。
ここで、表面材69の各孔68は、通風を阻害しないように開口率が例えば60パーセント以上となるように形成されている。さらに、この孔68孔の径は、人の手指よりも小さな径に設定されている。これによれば、例えば、サーバラック10に配置される電子機器3のオペレータ)がこの孔68を通じて蒸発器21に触れることが防止され、この蒸発器21のフィンで手指をけがするといった事故を未然に防ぐことができる。
また、リアドア12の外面の略中央部には、図4に示すように、開口部12Aが形成されており、この開口部12Aには、所定径の孔68が略一面に形成された表面材69が配置されている。この表面材69は、各孔68を通じてリアドア12を通風可能とするとともに、このリアドア12の内部に配置される蒸発器21を外部に露出させないように機能し、サーバラック10の美観の向上を図っている。
ここで、表面材69の各孔68は、通風を阻害しないように開口率が例えば60パーセント以上となるように形成されている。さらに、この孔68孔の径は、人の手指よりも小さな径に設定されている。これによれば、例えば、サーバラック10に配置される電子機器3のオペレータ)がこの孔68を通じて蒸発器21に触れることが防止され、この蒸発器21のフィンで手指をけがするといった事故を未然に防ぐことができる。
リアドア12の内面には、図6に示すように、このリアドア12の略全域に配置される蒸発器21と、この蒸発器21に繋がる液分岐管27A,27Bに設けられる各膨張弁28A,28Bと、これら膨張弁28A,28Bの開度を制御するための電装ユニット51とを一体的に備えている。このように、蒸発器21、膨張弁28A,28B及び電装ユニット51をリアドア12の内面に一体的に配置することにより、これらを一体の電子機器冷却ユニット20として取り扱うことができ、この電子機器冷却ユニット20を熱源機30に接続することにより、簡単に電子機器3の発する熱を冷却することができる。
蒸発器21は、図6及び図7に示すように、上下方向の略中間部を境に上側蒸発部22と下側蒸発部23とに分割されている。上側蒸発部22及び下側蒸発部23は、それぞれ各蒸発部22、23に繋がる細径の液分岐管27A、27Bと、太径のガス管29とを備え、これら液分岐管27A,27B及びガス管29は、リアドア12のヒンジ66側にまとめて配置されている。本構成では、図6に示すように、ガス管29を液管27(液分岐管27A,27B)よりもリアドア12のヒンジ66側に配置されている。このため、ガス管29のガス管接続部POUTに繋がる太径のフレキシブルガス管26は、ヒンジ66のより近い位置に配置されるため、リアドア12を開閉する際に、フレキシブルガス管26の撓み量を小さく抑えることができ、このリアドア12を小さな力で開閉することができる。
蒸発器21は、図7に示すように、冷媒が流れる冷媒管70と、この冷媒管70に積層配置される複数の放熱用のフィン71とを備えて構成されるフィンチューブ型の熱交換器であり、この蒸発器21の両端には、フィン71を押さえる管板72が配置されている。この管板72は、蒸発器21をリアドア12(図6参照)に配置する場合に、このリアドア12側に当該リアドア12と略平行に延びる取付部72Aを備えて略L字状に形成されている。本実施形態では、この取付部72Aを用いてリアドア12にねじ止めされることにより、蒸発器21がリアドア12内に固定されている。
蒸発器21は、図7に示すように、冷媒が流れる冷媒管70と、この冷媒管70に積層配置される複数の放熱用のフィン71とを備えて構成されるフィンチューブ型の熱交換器であり、この蒸発器21の両端には、フィン71を押さえる管板72が配置されている。この管板72は、蒸発器21をリアドア12(図6参照)に配置する場合に、このリアドア12側に当該リアドア12と略平行に延びる取付部72Aを備えて略L字状に形成されている。本実施形態では、この取付部72Aを用いてリアドア12にねじ止めされることにより、蒸発器21がリアドア12内に固定されている。
電装ユニット51は、図6に示すように、蒸発器21の下方領域に配置されている。これによれば、蒸発器21で冷却された空気の一部が下降することにより、電装ユニット51を冷却するため、この電装ユニット51自体に冷却機器を設ける必要がない。さらに、電装ユニット51を蒸発器21の下方に配置したため、この電装ユニット51と熱源機30の電装ユニット61(図3参照)とを接続する内外通信線62(図3参照)は、フレキシブル配管25,26とともに、開口穴2Cを通って上床2Aと下床2Bとの間の床下空間内を引き回されるため、当該内外通信線62の長さを短縮することができる。このため、この内外通信線62がノイズを拾うことが防止され、電子機器冷却ユニット20、すなわち蒸発器21に繋がる各膨張弁28A,28Bを安定して動作させることができる。
本実施形態では、リアドア12の内面には、図5及び図6に示すように、蒸発器21を覆うように、所定径の孔73が略一面に形成されたカバー材74が配置されている。このカバー材74は、上記表面材69と同様にパンチング板で形成されており、各孔73を通じてリアドア12を通風可能としている。
カバー材74は、リアドア12を開放した場合であっても、電子機器冷却ユニット20のサービスマン以外が誤って蒸発器21のフィンに触れることを防止するものである。このカバー材74は、周囲に形成されたねじ孔(不図示)を通じてリアドア12にねじ止めで固定されている。ここで、ねじ孔の一部をダルマ孔として、カバー材74をリアドア12に仮止めしたねじに引掛けられるようにすることが望ましい。これによれば、メンテナンス時にカバー材74をリアドア12に仮固定することができるため、このカバー材74をリアドア12に容易に着脱することができる。
また、カバー材74は、このカバー材74を取り扱うための一対のハンドル75を備える。このハンドル75は、カバー材74の高さ方向の略中央の縁部にそれぞれ取り付けられており、通風を阻害するものではない。
また、カバー材74には、図5に示すように、このカバー材74をリアドア12に取り付けた際に、膨張弁28A、28Bに相当する位置に開口76が形成されている。この開口76は、カバー材74を取り外すことなく、膨張弁28A、28Bをメンテナンスするためのものであり、例えば、膨張弁28A,28Bの動作を確認したり、当該膨張弁28A,28Bのコイル部が不良の場合には、この開口76を通じてコイル部の交換が可能である。
カバー材74は、リアドア12を開放した場合であっても、電子機器冷却ユニット20のサービスマン以外が誤って蒸発器21のフィンに触れることを防止するものである。このカバー材74は、周囲に形成されたねじ孔(不図示)を通じてリアドア12にねじ止めで固定されている。ここで、ねじ孔の一部をダルマ孔として、カバー材74をリアドア12に仮止めしたねじに引掛けられるようにすることが望ましい。これによれば、メンテナンス時にカバー材74をリアドア12に仮固定することができるため、このカバー材74をリアドア12に容易に着脱することができる。
また、カバー材74は、このカバー材74を取り扱うための一対のハンドル75を備える。このハンドル75は、カバー材74の高さ方向の略中央の縁部にそれぞれ取り付けられており、通風を阻害するものではない。
また、カバー材74には、図5に示すように、このカバー材74をリアドア12に取り付けた際に、膨張弁28A、28Bに相当する位置に開口76が形成されている。この開口76は、カバー材74を取り外すことなく、膨張弁28A、28Bをメンテナンスするためのものであり、例えば、膨張弁28A,28Bの動作を確認したり、当該膨張弁28A,28Bのコイル部が不良の場合には、この開口76を通じてコイル部の交換が可能である。
ところで、蒸発器21の下部には、図5及び図6に示すように、蒸発器21から流下したドレン水を受けるドレンパン77が設けられている。このドレンパン77は、図8に示すように、電装ユニット51の上方に位置しており、上記ドレン水が電装ユニット51に落ちることを防止している。
本構成では、コンピュータルーム2は別個の空気調和装置(不図示)により所定の温度及び湿度(例えば、25℃50%)を維持するようになっており、この温度及び湿度の条件下では、極力結露しないように電装ユニット61が圧縮機32の運転を制御している。
従って、通常の運転状態では、ドレンパン77にドレン水が溜まることは想定されていないが、コンピュータルーム2外から湿気を含んだ外気が大量に導入された場合など、何らかの原因によって蒸発器21に結露が生じたとしても、この結露した水(ドレン水)が電装ユニット51や電子機器3に落ちないようになっている。
本構成では、コンピュータルーム2は別個の空気調和装置(不図示)により所定の温度及び湿度(例えば、25℃50%)を維持するようになっており、この温度及び湿度の条件下では、極力結露しないように電装ユニット61が圧縮機32の運転を制御している。
従って、通常の運転状態では、ドレンパン77にドレン水が溜まることは想定されていないが、コンピュータルーム2外から湿気を含んだ外気が大量に導入された場合など、何らかの原因によって蒸発器21に結露が生じたとしても、この結露した水(ドレン水)が電装ユニット51や電子機器3に落ちないようになっている。
ドレンパン77は、図8及び図9に示すように、蒸発器21の下方に位置する本体部77Aと、この本体部77Aに連なり、リアドア12のヒンジ66側に延びる延出部77Bを備える。この延出部77Bは、本体部77Aよりもリアドア12の厚み方向に幅広に形成されている。この延出部77Bには、図8に示すように、上記液管27が貫通する細径の液管貫通孔部78と、ガス管29が貫通する太径のガス管貫通孔部79とが形成されている。これら各孔部78,79は、孔の周囲に円筒状に形成された土手78A,79Aを備え、この土手78A,79Aの高さはドレンパン77と略同じ高さに設定されている。
また、本構成では、ドレンパン77の延出部77Bには、図8に示すように、このドレンパン77に溜まったドレン水が所定量以上となったことを検知するフロートスイッチ82が設けられている。このフロートスイッチ82は、水位に応じて高さ位置が変化するものであり、本構成では、同じ高さで動作するように複数(2つ)配置されている。
これら各フロートスイッチ82,82は、延出部77Bにねじ止めされたブラケット83に取り付けられており、各フロートスイッチ82,82は上記した電装ユニット51に直列に接続されている。これによれば、フロートスイッチ82の一方でも動作すると、電装ユニット51を介して熱源機30の電装ユニット61に検出信号が送信され、この電装ユニット61が圧縮機32の運転を強制的に停止するようになっている。このため、ドレンパン77上には、それ以上のドレン水が溜まることが防止され、このドレン水がドレンパン77から溢れるような事態が防止される。
さらに、本構成では、フロートスイッチ82,82を直列に接続しているため、例えば、一方のフロートスイッチ82がゴミ噛み等で動作不良である場合であっても、他方のフロートスイッチ82によって、圧縮機32の運転を停止できる。このため、フロートスイッチ82の動作不良によってドレン水が溢れる事態の発生を最小限に抑制することができる。
これら各フロートスイッチ82,82は、延出部77Bにねじ止めされたブラケット83に取り付けられており、各フロートスイッチ82,82は上記した電装ユニット51に直列に接続されている。これによれば、フロートスイッチ82の一方でも動作すると、電装ユニット51を介して熱源機30の電装ユニット61に検出信号が送信され、この電装ユニット61が圧縮機32の運転を強制的に停止するようになっている。このため、ドレンパン77上には、それ以上のドレン水が溜まることが防止され、このドレン水がドレンパン77から溢れるような事態が防止される。
さらに、本構成では、フロートスイッチ82,82を直列に接続しているため、例えば、一方のフロートスイッチ82がゴミ噛み等で動作不良である場合であっても、他方のフロートスイッチ82によって、圧縮機32の運転を停止できる。このため、フロートスイッチ82の動作不良によってドレン水が溢れる事態の発生を最小限に抑制することができる。
また、本構成では、ドレンパン77の延出部77Bには、図10に示すように、この延出部77Bの壁面の一部を他の壁面よりも低く切り欠いた切り欠き部84が形成されている。この切り欠き部84は、図8に示すように、ドレンパン77の延出部77Bの壁面のうち、電装ユニット51から最も遠い位置にある壁部77B1に形成されている。この切り欠き部84は、例えば、上記したフロートスイッチ82の動作不良によって、ドレンパン77にドレン水が所定量以上溜まった場合に、このドレン水を切り欠き部84を通じてドレンパン77の外に排出するためのものである。
この切り欠き部84は、上記したように、電装ユニット51から最も離れた壁部77B1に形成されているため、万一、ドレンパン77から水が溢れるといった事態が生じたとしても、当該切り欠き部84を通じて溢れた水は、液管27、ガス管29等を通じて上床2Aに形成された開口穴2Cに流れるため、この水が電装ユニット51や電子機器3にかかることを防止することができる。
この切り欠き部84は、上記したように、電装ユニット51から最も離れた壁部77B1に形成されているため、万一、ドレンパン77から水が溢れるといった事態が生じたとしても、当該切り欠き部84を通じて溢れた水は、液管27、ガス管29等を通じて上床2Aに形成された開口穴2Cに流れるため、この水が電装ユニット51や電子機器3にかかることを防止することができる。
ところで、コンピュータルーム2外から湿気を含んだ外気が大量に導入された場合など、何らかの原因によってドレンパン77にドレン水が溜まった場合には、電装ユニット51及び電子機器3に影響を及ぼさないように当該ドレン水を処理することが必要となる。
このため、本構成では、ドレンパン77内のドレン水を蒸発させるべく、図8に示すように、ドレンパン77内にドレン水を吸収する蒸発手段89が設けられている。
この蒸発手段89は、例えば、スポンジ材のように吸水性を有するとともに、通風性を阻害しないような材料で形成された吸水部材90を備える。この吸水部材90は、図2に示すように、略L字形状に形成され、この吸水部材90の一端90Aはドレンパン77内で蒸発器21の下方に位置し、吸水部材90の他端90Bは、蒸発器21の下端部における空気下流側に延在するように配置されている。
この吸水部材90の他端90Bは、蒸発器21の幅と略同一の幅を有し、蒸発器21の空気下流側に延在する吸水部材90の高さを抑えつつ、空気との接触面積を確保している。
このため、本構成では、ドレンパン77内のドレン水を蒸発させるべく、図8に示すように、ドレンパン77内にドレン水を吸収する蒸発手段89が設けられている。
この蒸発手段89は、例えば、スポンジ材のように吸水性を有するとともに、通風性を阻害しないような材料で形成された吸水部材90を備える。この吸水部材90は、図2に示すように、略L字形状に形成され、この吸水部材90の一端90Aはドレンパン77内で蒸発器21の下方に位置し、吸水部材90の他端90Bは、蒸発器21の下端部における空気下流側に延在するように配置されている。
この吸水部材90の他端90Bは、蒸発器21の幅と略同一の幅を有し、蒸発器21の空気下流側に延在する吸水部材90の高さを抑えつつ、空気との接触面積を確保している。
蒸発器21に結露が生じると、この結露水(ドレン水)は蒸発器21の下方に配置されるドレンパン77上に流下する。このドレン水は、ドレンパン77の内部に配置された吸水部材90に吸収され、毛細管現象により蒸発器21の空気下流側に延在する他端90Bまで浸透する。
一方、電子機器3の排熱を含んだ空気は、蒸発器21で冷却された後、吸水部材90の他端90Bを通過し、この吸水部材90は保持する水を蒸発させる。この場合、吸水部材90を通過した空気は加湿されるため、コンピュータルーム2が過剰に乾燥することはない。
一方、電子機器3の排熱を含んだ空気は、蒸発器21で冷却された後、吸水部材90の他端90Bを通過し、この吸水部材90は保持する水を蒸発させる。この場合、吸水部材90を通過した空気は加湿されるため、コンピュータルーム2が過剰に乾燥することはない。
本実施形態によれば、ファン4付の複数の電子機器3を収納するキャビネット11が前面及び後面を開口し、後面の開口65には通気可能なリアドア12を備え、このリアドア12には冷凍サイクルを構成する冷媒の蒸発器21と、この蒸発器21から流下するドレン水を受けるドレンパン77と、このドレンパン77内のドレン水を蒸発させる蒸発手段89とを設け、リアドア12の蒸発器21により電子機器3の排熱を含む空気を冷却して室内に戻す構成としたため、蒸発器21で冷却された空気が蒸発手段89を通過する際に、ドレンパン77内のドレン水を蒸発させる。これにより、ドレン水がドレンパン77から溢れるといった事態を防止することができ、このドレン水が電子機器3及び電装ユニット51に影響を及ぼすことを防止できる。
また、本実施形態によれば、蒸発手段89が、一端90Aをドレンパン77内に位置してドレン水を吸収する吸水部材90を備え、この吸水部材90の他端90Bを蒸発器21の空気下流側に延在させたため、この吸水部材90に吸収された水と、当該吸水部材90を通過した空気とを簡単に接触させることができ、簡単な構成でドレンパン77に溜まったドレン水を蒸発させることができる。
また、本実施形態によれば、吸水部材90の他端90Bは、蒸発器21と略同一の幅に形成されているため、蒸発器21の空気下流側に延在する吸水部材90の高さを抑えつつ、空気との接触面積を確保することができ、蒸発器21の通風性を阻害することなく、簡単な構成でドレンパン77に溜まったドレン水を蒸発させることができる。
以上、一実施形態に基づいて、本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、蒸発手段89は、ドレンパン77内に配置される吸水部材90を備える構成について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ドレンパンを金属等の熱伝導性の高い材料で形成し、このドレンパンに電子機器3の排熱を含んだ空気を吹き付けることによって、当該ドレンパン上に溜まったドレン水を蒸発させる構成としても良い。さらに、ドレンパン77の内部にドレン水を蒸発させるための補助ヒータを設ける構成としても良い。
また、本実施形態では、空冷式の熱源機30を使用する場合について説明したが、これに限らず、図11に示すように、水冷式の熱源機30Xを使用してもよい。水冷式の熱源機30Xを使用する場合は、図示せぬクーリングタワーから延びる水配管101、102とに熱源機30Xを配管接続する構成を採るため、複数の熱源機30Xを重ねて配置でき、熱源機30Xの配置スペースが小さくなる。また、熱源機30、30Xから延びるメイン冷媒配管31に空気調和装置を接続し、この空気調和装置によりコンピュータルーム2内の空調を行う構成としてもよい。
また、上記した熱源機30,30Xは、四方弁34を有しない冷房(冷却)サイクル専用機の構成としても良い。また、上記熱源機30,30Xが備える圧縮機32は、電動機で駆動される形式、いわゆるEHP(電気式ヒートポンプ)形式のものであったが、これに限るものではなく、ガスエンジンの駆動によって圧縮機を駆動させるGHP(ガスヒートポンプ)形式の熱源機としても良い。
また、上記した熱源機30,30Xは、四方弁34を有しない冷房(冷却)サイクル専用機の構成としても良い。また、上記熱源機30,30Xが備える圧縮機32は、電動機で駆動される形式、いわゆるEHP(電気式ヒートポンプ)形式のものであったが、これに限るものではなく、ガスエンジンの駆動によって圧縮機を駆動させるGHP(ガスヒートポンプ)形式の熱源機としても良い。
1 電子機器冷却システム
2 コンピュータルーム
2A 上床
2B 下床
2C 開口穴
3 電子機器
4 ファン
10 サーバラック
11 キャビネット
12 リアドア
20 電子機器冷却ユニット
21 蒸発器
28A、28B 膨張弁
27 液管(冷媒管)
29 ガス管(冷媒管)
30 熱源機
30X 熱源機
51 電装ユニット(電装箱)
62 内外通信線
64 前面開口
65 後面開口
66 ヒンジ
74 カバー材
77 ドレンパン
77A 本体部
77B 延出部
89 蒸発手段
90 吸水部材
90A 一端
90B 他端
2 コンピュータルーム
2A 上床
2B 下床
2C 開口穴
3 電子機器
4 ファン
10 サーバラック
11 キャビネット
12 リアドア
20 電子機器冷却ユニット
21 蒸発器
28A、28B 膨張弁
27 液管(冷媒管)
29 ガス管(冷媒管)
30 熱源機
30X 熱源機
51 電装ユニット(電装箱)
62 内外通信線
64 前面開口
65 後面開口
66 ヒンジ
74 カバー材
77 ドレンパン
77A 本体部
77B 延出部
89 蒸発手段
90 吸水部材
90A 一端
90B 他端
Claims (3)
- ファン付の複数の電子機器を収納するキャビネットが前面及び後面を開口し、後面の開口には通気可能なリアドアを備え、該リアドアには冷凍サイクルを構成する冷媒の蒸発器と、該蒸発器から流下するドレン水を受けるドレンパンと、該ドレンパン内のドレン水を蒸発させる蒸発手段とを設け、前記リアドアの蒸発器により前記電子機器の排熱を含む空気を冷却して室内に戻す構成としたことを特徴とする電子機器冷却装置。
- 前記蒸発手段が、一端をドレンパン内に位置してドレン水を吸収する吸水部材を備え、この吸水部材の他端を前記蒸発器の空気下流側に延在させたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器冷却装置。
- 前記吸水部材の他端は、前記蒸発器と略同一の幅に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電子機器冷却装置。
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-
2007
- 2007-11-30 JP JP2007310517A patent/JP2009134541A/ja active Pending
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