JP2001085883A - Device for cooling electronics - Google Patents

Device for cooling electronics

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JP2001085883A
JP2001085883A JP26344799A JP26344799A JP2001085883A JP 2001085883 A JP2001085883 A JP 2001085883A JP 26344799 A JP26344799 A JP 26344799A JP 26344799 A JP26344799 A JP 26344799A JP 2001085883 A JP2001085883 A JP 2001085883A
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Japan
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condenser
cold plate
cooling
refrigerant
refrigeration cycle
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JP26344799A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Hayashi
倹一 林
Akio Adachi
昭夫 安達
Takehide Itoyama
武秀 糸山
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/06Several compression cycles arranged in parallel

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a condenser and cold plate so as to demonstrate the same cooling ability when any system is operated while an installing space is made smaller in a device for cooling electronics having redundancy by combining a plurality of refrigerating cycles. SOLUTION: In a device for cooling electronics in which a plurality of systems of refrigerating cycles I, II, which are independent in consideration to redundancy, are combined, the respective systems of refrigerating cycles share a shared condenser 50 and shared cold plate 30 each having a single structure. Here, the shared condenser is provided with a plurality of systems of refrigerant piping individually corresponding to the respective systems of refrigerating cycles I, II therein. The shared cold plate having a heat generating element such as electronics mounted thereon is provided with a plurality of systems of refrigerant paths 3a-I, 3a-II individually corresponding to the respective refrigerating cycles formed therein.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍機を組み合わ
せて発熱素子を冷却する電子機器の冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for electronic equipment which cools a heating element by combining a refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】大型電子計算機などを対象に、通電に伴
う発熱量(熱損失)の大きな発熱素子(半導体素子)に
伝熱結合したコールドプレートを冷凍機の蒸発器として
素子を冷却するようにした電子機器の冷却装置が特開平
4−196395号公報などで公知である。
2. Description of the Related Art For a large-sized computer, a cold plate, which is heat-coupled to a heat-generating element (semiconductor element) having a large heat value (heat loss) upon energization, is used as an evaporator of a refrigerator to cool the element. A cooling device for an electronic device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-196395.

【0003】ここで、従来実施されている電子機器冷却
装置の冷凍サイクルを図6に示す。図において、1は電
子機器の発熱素子(半導体素子など)、2はその電源、
3はヒートシンクとして発熱素子1に取付けたコールド
プレートであり、該コールドプレート3を蒸発器として
これに電動圧縮機4,凝縮器5,膨張弁(温度膨張弁ま
たは電子膨張弁)6を組み合わせ、その相互間を冷媒管
路7により接続して冷凍サイクルを構成している。ま
た、前記の凝縮器5はファン5aを装備したフィン・チ
ューブ形凝縮器であり、図7(a),(b) で示すように蛇行
状に配列した冷媒配管5bに放熱フィン5cを結合した
構成になる。なお、5dは冷媒入口、5eは冷媒出口で
ある。
FIG. 6 shows a refrigeration cycle of a conventional cooling apparatus for electronic equipment. In the figure, 1 is a heating element (such as a semiconductor element) of an electronic device, 2 is a power supply thereof,
Reference numeral 3 denotes a cold plate attached to the heating element 1 as a heat sink. The cold plate 3 is used as an evaporator, and is combined with an electric compressor 4, a condenser 5, and an expansion valve (temperature expansion valve or electronic expansion valve) 6. The refrigeration cycle is configured by connecting the components to each other by a refrigerant pipe 7. The condenser 5 is a fin tube type condenser equipped with a fan 5a, and a radiation fin 5c is connected to a refrigerant pipe 5b arranged in a meandering shape as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Configuration. In addition, 5d is a refrigerant inlet and 5e is a refrigerant outlet.

【0004】かかる冷凍サイクルの動作は周知であり、
圧縮機4から吐き出された高温,高圧の冷媒ガスは凝縮
器5で凝縮,液化された後、膨張弁6で減圧されてコー
ルドプレート3(蒸発器)に送られ、ここで蒸発してコ
ールドプレート3に冷熱を発生した後に再び圧縮機4に
戻るように循環する。この冷凍サイクルにより、発熱素
子1の発生熱が除熱される。
[0004] The operation of such a refrigeration cycle is well known.
The high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 4 is condensed and liquefied in a condenser 5, then decompressed by an expansion valve 6 and sent to a cold plate 3 (evaporator) where it evaporates and is cooled. After generating cold heat in the compressor 3, the refrigerant circulates back to the compressor 4 again. With this refrigeration cycle, the heat generated by the heating element 1 is removed.

【0005】上記の冷却装置においては、電子機器の通
電中に運転中に冷却装置が万一故障して発熱素子1を冷
却する機能が停止すると、発熱素子1が許容温度以上に
上昇してダメージを受けるおそれがある。しかも、前記
の直膨式冷却システムでは、例えば冷媒漏れ、圧縮機の
動作不良などが原因で、冷却装置が正常に動作しなくな
ることが予想される。また、特に大型コンピュータのよ
うな電子機器では連続運転を行うため、冷却システムの
故障により運転を停止させると多大な損害が発生するこ
ととなる。
In the above-described cooling device, if the cooling device should fail and the function of cooling the heating element 1 is stopped during operation while the electronic equipment is energized, the heating element 1 rises above the allowable temperature and is damaged. May be affected. Moreover, in the above-described direct expansion type cooling system, it is expected that the cooling device will not operate normally due to, for example, a refrigerant leak or a malfunction of the compressor. In addition, since continuous operation is performed particularly in an electronic device such as a large-sized computer, if the operation is stopped due to a failure of the cooling system, a great deal of damage will occur.

【0006】このため、大形コンピユータなどの電子機
器の冷却システムでは、冷却装置に万一故障が発生した
場合でも何らかの方法で電子機器の冷却を継続して行う
ような冗長性が不可欠であり、さらに故障した冷却装置
を修理する場合でも、何らかの方法で電子機器の冷却を
継続し、いかなる状況でも電子機器の運転を継続できる
支援システムが必要である。
For this reason, in a cooling system for an electronic device such as a large-sized computer, it is essential to have a redundancy for continuously cooling the electronic device in some way even if a failure occurs in the cooling device. Further, even when a failed cooling device is repaired, there is a need for a support system capable of continuing cooling of the electronic device by some method and continuing operation of the electronic device in any situation.

【0007】さらに、電子機器を常に安定した状態で継
続運転するには、素子温度によってその動作特性が変わ
る発熱素子を常に許容温度内で一定の温度に稚持するこ
とが必要であり、本来の冷却システムが故障し、何らか
の方法で電子機器の冷却を継続して行う場合において
も、発熱素子を常に許容温度内に維持することが必要で
ある。
Furthermore, in order to continuously operate the electronic equipment in a stable state, it is necessary to keep a heating element whose operating characteristics change depending on the element temperature at a constant temperature within an allowable temperature. Even when the cooling system breaks down and the electronic device is continuously cooled in some way, it is necessary to always keep the heating element within the allowable temperature.

【0008】このような問題に対処するために、従来で
は図8で示すように予備の冷却装置を含めた2系統の冷
却装置を装備して冗長性を高めるようにした冷却システ
ムが従来より実施されている。すなわち、図8の冷却シ
ステムでは、図6に示した冷却装置と同様な構成になる
各独立した2系統の冷凍サイクルI,IIを備え、冷凍サ
イクルI, IIのコールドプレート3I,3IIを電子機器
の発熱素子1と伝熱的に取付けて冷却システムを提供し
ている.。
In order to cope with such a problem, conventionally, as shown in FIG. 8, a cooling system is provided which is equipped with two systems of cooling systems including a spare cooling system to increase redundancy. Have been. That is, the cooling system of FIG. 8 includes two independent refrigeration cycles I and II each having the same configuration as the cooling device shown in FIG. 6, and the cold plates 3I and 3II of the refrigeration cycles I and II are connected to electronic equipment. A cooling system is provided by heat transfer with the heat generating element 1 of FIG. .

【0009】かかる構成で、常時は2系統の冷凍サイク
ルI,IIのうち、一方の冷凍サイクルIのみを運転して
発熱素子1の冷却を行っており、万一冷凍システムIに
異常,故障が発生した場合には、冷凍装置の運転を冷凍
サイクルIからIIに切換えて継続運転を行うようにす
る。
In such a configuration, the heating element 1 is cooled by operating only one of the two refrigeration cycles I and II at all times. If this occurs, the operation of the refrigeration system is switched from the refrigeration cycle I to II and the continuous operation is performed.

【0010】これにより、運転中の冷凍サイクルIに例
えば冷媒漏れが発生した場合でも、各冷凍サイクルの配
管が分離されているので他方(予備側)の冷凍サイクル
IIは何ら影響を受けることなく運転が可能である。ま
た、故障した冷凍サイクルの運転を停止修理を行う場
合,あるいは保守,点検などのメンテナンスを行う場合
においても、もう一方の冷凍サイクルを使用することで
電子機器の運転を継続したままで発熱素子1を冷却でき
る。さらに、各冷凍サイクルI,IIの冷却能力を同じに
しておけば、いずれの冷凍サイクルで運転した場合でも
発熱素子1を同様に冷却できる。
Thus, even if, for example, a refrigerant leak occurs in the refrigeration cycle I during operation, the piping of each refrigeration cycle is separated, so that the other (reserve side) refrigeration cycle
II can be operated without any effect. In addition, even when the operation of the failed refrigeration cycle is stopped and repaired, or when maintenance such as maintenance and inspection is performed, the heating element 1 is operated while the operation of the electronic device is continued by using the other refrigeration cycle. Can be cooled. Further, if the cooling capacity of each of the refrigeration cycles I and II is the same, the heating element 1 can be similarly cooled in any of the refrigeration cycles.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子機器の
冷却装置として、各独立した2系統の冷凍サイクルを組
合せて冗長性を高めるようにする場合に、前記した従来
構成のままでは、スペース面で次のような問題がある。
すなわち、 (1) ロケーション先に大形コンピユータなどの電子機器
を設置する際には、補機である冷却装置の設置スペース
が制約される場合が多く、図8のように各独立した2系
統の冷却装置を設置することは、各系統I,IIの凝縮器
5I,5IIが独立した構造であることから広い設置スペ
ースが必要となるほか、2台の凝縮器を要するために設
備費も嵩む。なお、設置スペースの制約から、凝縮器の
サイズを縮小して構成した場合は、熱交換能力の低下に
より冷媒擬縮温度の上昇により冷却能力不足、冷却効率
の低下を引き起こすために得策ではない。
In the case where the cooling system of an electronic device is combined with two independent refrigeration cycles to increase the redundancy, the above-mentioned conventional configuration is not sufficient in terms of space. There are the following problems.
(1) When installing electronic equipment such as a large computer at the location, the installation space for the cooling device, which is an auxiliary machine, is often limited, and as shown in FIG. The installation of the cooling device requires a large installation space because the condensers 5I and 5II of the respective systems I and II are independent structures, and also increases equipment costs because two condensers are required. It is not advisable to reduce the size of the condenser due to the limitation of the installation space because the heat exchange capacity is reduced and the refrigerant pseudo-shrinkage temperature is increased to cause insufficient cooling capacity and reduced cooling efficiency.

【0012】(2) また図8の構成では、発熱素子1に対
して各独立した2組のコールドプレート3I,3IIを組
合せているが、半導体素子のような発熱素子1のヒート
シンクは一般的に対称形ではなく、かつコールドプレー
ト3I,3IIは相手側ヒートシンクの形状によってその
接触面が変わり、しかも接触面積が変わると伝熱性も影
響を受ける。このために、単一の発熱素子に独立した2
組のコールドプレートを付設して同じ冷却能力を確保す
ることは困難である。
(2) In the configuration of FIG. 8, two independent sets of cold plates 3I and 3II are combined with the heating element 1, but a heat sink of the heating element 1 such as a semiconductor element is generally used. The cold plates 3I and 3II are not symmetrical, and the contact surfaces of the cold plates 3I and 3II change depending on the shape of the mating heat sink, and if the contact area changes, the heat conductivity is also affected. For this reason, two independent heating elements are used.
It is difficult to provide the same cooling capacity by attaching a set of cold plates.

【0013】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は前記の各課題を解決し、冗長性を考慮し
て複数系統の冷凍サイクルを組合せた電子機器の冷却装
置において、凝縮器,コールドプレートを改良すること
により、設置スペースの縮小化と併せて、いずれの系統
を運転した場合でも同じ冷却能力が発揮できるようした
電子機器の冷却装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to solve the above-mentioned problems, and to provide a cooling device for an electronic device in which a plurality of refrigeration cycles are combined in consideration of redundancy. It is an object of the present invention to provide a cooling device for an electronic device that can exhibit the same cooling capacity when any system is operated, in addition to reducing the installation space by improving the device and the cold plate.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、電子機器の発熱素子にコールドプ
レートを伝熱的に取付け、該コールドプレートを蒸発器
としてこれに電動圧縮機,凝縮器,膨張弁を組合せて冷
凍サイクルを構成した電子機器の冷却装置であり、当該
冷却装置の冗長性を考慮して複数系統の冷凍サイクルを
組合せたものにおいて、各系統の冷凍サイクルに対する
凝縮器,およびコールドプレートを、それぞれ単一構造
になる共有凝縮器,共有コールドプレートで共有させる
(請求項1)ものとし、ここで共有凝縮器,共有コール
ドプレートを次記のような態様で構成する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the present invention, a cold plate is conductively attached to a heating element of an electronic apparatus, and the cold plate is used as an evaporator and an electric compressor. , A condenser, and an expansion valve are combined to form a refrigeration cycle for an electronic device. In this system, a plurality of refrigeration cycles are combined in consideration of the redundancy of the refrigeration system. The common condenser and the common cold plate are shared by a common condenser and a common cold plate, each having a single structure (claim 1). Here, the common condenser and the common cold plate are configured in the following manner. .

【0015】(1) 共有凝縮器は、単一構造になる凝縮器
の内部に各系統の冷凍サイクルと個々に対応する複数系
統の冷媒配管を設けて構成する(請求項2)。
(1) The common condenser is constituted by providing a plurality of refrigerant pipes respectively corresponding to the refrigeration cycle of each system inside the condenser having a single structure (claim 2).

【0016】(2) 共有コールドプレートは、単一構造に
なるコールドプレートの内部に各系統の冷凍サイクルと
個々に対応るて複数系統の冷媒通路を形成して構成する
(請求項3)。
(2) The common cold plate is formed by forming a plurality of refrigerant passages corresponding to the respective refrigeration cycles inside the cold plate having a single structure (claim 3).

【0017】上記の構成において、各系統の冷凍サイク
ルは単一の凝縮器,およびファンを共有することとな
り、各冷凍サイクルごとに独立した凝縮器を備えた場合
に比べて小形,コンパクト化な構成となって、その設置
スペースも半分に縮減できる。また、単一のコールドプ
レートの内部に複数の冷媒通路を構成して各系統の冷凍
サイクルに接続することで、いずれの系統で冷却運転し
た場合でも、複数の独立したコールドプレートを使用し
た構成と比べて、コールドプレートと発熱素子との接触
状態によって冷却能力に差がでるような問題が解決でき
る。
In the above configuration, the refrigerating cycle of each system shares a single condenser and a fan, and is smaller and more compact than a case where an independent condenser is provided for each refrigerating cycle. Therefore, the installation space can be reduced by half. Also, by configuring a plurality of refrigerant passages inside a single cold plate and connecting them to the refrigeration cycle of each system, even if cooling operation is performed in any system, a configuration using a plurality of independent cold plates On the other hand, it is possible to solve the problem that the cooling capacity differs depending on the state of contact between the cold plate and the heating element.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図5に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施
例の図中で図8に対応する部材には同じ符号を付してそ
の説明は省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
A description will be given based on the embodiment shown in FIGS. In the drawings of each embodiment, members corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0019】図1は本発明による冷却システム全体の構
成図である。この実施例では、凝縮器として冷凍サイク
ルI,IIが共有する単一のフィン・チューブ形の共有凝
縮器50を装備し、さらにコールドプレートとして冷凍
サイクルI,IIが共有する単一の共有コールドプレート
30が発熱素子1へ伝熱的に取付けられている。
FIG. 1 is a block diagram of the entire cooling system according to the present invention. In this embodiment, a single fin-tube type common condenser 50 shared by refrigeration cycles I and II is provided as a condenser, and a single common cold plate shared by refrigeration cycles I and II is further provided as a cold plate. 30 is heat conductively attached to the heating element 1.

【0020】次に、共有凝縮器50の具体的な実施例を
図2(a),(b) ,および図3(a),(b)に示す。すなわち、
図2,図3の共有凝縮器50は、ファン5a,放熱フィ
ン5cを共用して凝縮器の内部には冷凍サイクルIに対
応する冷媒配管5b-Iと冷凍サイクルIIに対応する冷媒
配管5b-II が配管されており、各冷媒配管5b-I,5
b-II ごとに、冷媒入口5d-I,出口5e-Iが先記した
冷凍サイクルIの冷媒管路7-Iに、また冷媒入口5d-I
I ,出口5e-II が冷凍サイクルIIの冷媒管路7-II に
接続されている。
Next, specific embodiments of the common condenser 50 are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) and FIGS. 3 (a) and 3 (b). That is,
The shared condenser 50 shown in FIGS. 2 and 3 shares a fan 5a and a radiation fin 5c, and has a refrigerant pipe 5b-I corresponding to the refrigeration cycle I and a refrigerant pipe 5b- corresponding to the refrigeration cycle II inside the condenser. II, and each refrigerant pipe 5b-I, 5b
For each b-II, the refrigerant inlet 5d-I and outlet 5e-I are connected to the refrigerant line 7-I of the refrigerating cycle I described above, and the refrigerant inlet 5d-I
I and outlet 5e-II are connected to the refrigerant line 7-II of the refrigeration cycle II.

【0021】ここで、図2の実施例では、冷媒配管5b
-Iと5b-II とが放熱フィン5cに対して前後の位置に
振り分けて配管されており、図3の実施例では放熱フィ
ン5c対して冷媒配管5b-Iと5b-II とがクロスする
ように配管されている。
Here, in the embodiment of FIG. 2, the refrigerant pipe 5b
-I and 5b-II are distributed to the front and rear positions with respect to the radiation fin 5c, and in the embodiment of FIG. 3, the refrigerant pipes 5b-I and 5b-II cross the radiation fin 5c. It is plumbed.

【0022】かかる構成により、図8に示した従来の冷
却システムに用いられる凝縮器5(凝縮器5の構造は図
7参照)と比べてファン5a,放熱フィン5cを共用す
るので外形寸法,設置スペースが少なくて済むほか、コ
スト面でも図7の凝縮器5を2台設置する場合に比べて
安価に製作できる。また、冷媒配管5b-Iと5b-IIを
クロスさせた図3の実施例は、図2の実施例に比べて放
熱フイン5cの放熱面次に、図1における共有コールド
プレート30の具体的な実施例を図4(a)〜(c) ,およ
び図5(a) 〜(c) に示す。すなわち、図4,図5の共有
コールドプレート30は、発熱素子1を搭載した単一の
コールドプレートに対し、その内部には各独立した2系
統の冷媒通路3a-I, 3a-II が形成されており、各冷
媒通路3a-I, 3a-II ごとに、冷媒入口3b-I-I,出
口3c-Iが先記した冷凍サイクルIの冷媒管路7-Iに、
また冷媒入口3b-II ,出口3c-II が冷凍サイクルII
の冷媒管路7-II に接続されている。
With this configuration, the fan 5a and the radiating fin 5c are shared as compared with the condenser 5 used in the conventional cooling system shown in FIG. 8 (refer to FIG. 7 for the structure of the condenser 5). In addition to requiring less space, it can also be manufactured at a lower cost than in the case where two condensers 5 shown in FIG. 7 are installed. Further, in the embodiment of FIG. 3 in which the refrigerant pipes 5b-I and 5b-II are crossed, the heat radiation surface of the heat radiation fin 5c is different from the embodiment of FIG. Embodiments are shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 (a) to 5 (c). That is, in the common cold plate 30 shown in FIGS. 4 and 5, two independent refrigerant passages 3a-I and 3a-II are formed inside a single cold plate on which the heating element 1 is mounted. The refrigerant inlet 3b-II and the outlet 3c-I are connected to the refrigerant line 7-I of the refrigeration cycle I described above for each of the refrigerant passages 3a-I and 3a-II.
The refrigerant inlet 3b-II and outlet 3c-II are connected to the refrigeration cycle II.
Is connected to the refrigerant line 7-II.

【0023】かかる構成で、冷凍サイクルIを運転して
いる場合には冷媒が冷媒通路3a-Iを通流し、運転を冷
凍サイクルIIに切り換えると、冷媒が冷媒通路3a-II
を通流する。いずれの場合でも発熱樹脂1を搭載したコ
ールドプレートが共通であるつことから略同じ冷却能力
が発揮できる。
With this configuration, when the refrigeration cycle I is operating, the refrigerant flows through the refrigerant passage 3a-I, and when the operation is switched to the refrigeration cycle II, the refrigerant flows into the refrigerant passage 3a-II.
Flow through. In any case, since the cold plate on which the heat generating resin 1 is mounted is common, substantially the same cooling capacity can be exhibited.

【0024】なお、図示例の構成では発熱素子1と冷媒
通路3a-Iとの間の伝熱経路の距離と、発熱素子1と冷
媒通路3a-II との間の伝熱距離が異なるため、図4の
構成のように冷媒通路3a-Iと3a-II の通路断面が同
じであると、冷凍サイクルIとIIを同一条件で運転した
場合、発熱素子1の素子温度は後者の方が若干高くなる
と予想される。
In the configuration of the illustrated example, the distance of the heat transfer path between the heating element 1 and the refrigerant passage 3a-I is different from the distance of the heat transfer between the heating element 1 and the refrigerant passage 3a-II. When the refrigerant passages 3a-I and 3a-II have the same passage cross section as in the configuration of FIG. 4, when the refrigeration cycles I and II are operated under the same conditions, the element temperature of the heating element 1 is slightly lower in the latter. Expected to be higher.

【0025】そこで、上記問題を解消するために、図5
の実施例では発熱素子1に対して伝熱距離が長い冷媒通
路3a-II の通路断面積を冷媒通路3a-Iよりも大きく
設定してコールドプレートとの伝熱面積を増すようにし
ている。これにより、伝熱距離の相違を補償して冷凍サ
イクルI,IIのいずれを運転した場合でも冷却性能が発
揮できる。
To solve the above problem, FIG.
In this embodiment, the cross-sectional area of the refrigerant passage 3a-II having a longer heat transfer distance with respect to the heating element 1 is set larger than that of the refrigerant passage 3a-I so as to increase the heat transfer area with the cold plate. Thereby, the cooling performance can be exhibited regardless of whether the refrigeration cycle I or II is operated while compensating for the difference in the heat transfer distance.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
子機器の発熱素子にコールドプレートを伝熱的に取付
け、該コールドプレートを蒸発器としてこれに電動圧縮
機,凝縮器,膨張弁を組合せて冷凍サイクルを構成した
電子機器の冷却装置であり、当該冷却装置の冗長性を考
慮して複数系統の冷凍サイクルを組合せたものにおい
て、各系統の冷凍サイクルに対する凝縮器,コールドプ
レートを、それぞれ単一構造になる共有凝縮器,共有コ
ールドプレートで共有させるものとし、ここで共有凝縮
器は、単一構造になる凝縮器の内部に各系統の冷凍サイ
クルと個々に対応する複数系統の冷媒配管を設けた構成
とし、共有コールドプレートは、単一構造になるコール
ドプレートの内部に各系統の冷凍サイクルと個々に対応
るて複数系統の冷媒通路を形成して構成とすることによ
り、各系統の冷凍サイクルごとにそれぞれ独立構造にな
る凝縮器,コールドプレートを個別に設けた従来構成と
比べて、次記の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, a cold plate is heat conductively attached to a heating element of an electronic device, and the cold plate is used as an evaporator, and an electric compressor, a condenser, an expansion valve and the like. A cooling system for an electronic device configured as a refrigeration cycle by combining a plurality of refrigeration cycles in consideration of the redundancy of the cooling system. A common condenser and a common cold plate, each of which has a single structure, shall be shared by the common condenser. Pipes are provided, and the common cold plate has a single structure inside the cold plate. With formed to constitute a condenser made independently structure for each refrigeration cycle of each system, as compared with the conventional structure provided with cold plates individually, the effect of the next follow.

【0027】(1) 凝縮器については、単一の共有凝縮器
を複数系統の冷凍サイクルが共有することとなり、これ
により各冷凍サイクルに必要な凝縮能力を確保しつつ、
その外形サイズ,並びに設置スペースを大幅に縮小する
ことができる。
(1) With respect to the condenser, a single common condenser is shared by a plurality of refrigeration cycles, thereby ensuring the necessary condensation capacity for each refrigeration cycle.
Its external size and installation space can be greatly reduced.

【0028】(2) コールドプレートについては、電子機
器の発熱素子を搭載した単一の共有コールドプレートを
複数系統の冷凍サイクルが共有することになり、したが
っていずれの系統を運転した場合でも、その冷却能力に
差が出るような問題を伴うことなしに、発熱素子を効果
的に冷却できる。
(2) Regarding the cold plate, a plurality of refrigeration cycles share a single common cold plate on which a heating element of an electronic device is mounted. The heating element can be effectively cooled without a problem that causes a difference in performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による冷却装置の冷凍サイクル
系統図
FIG. 1 is a refrigeration cycle system diagram of a cooling device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における共有凝縮器の構成図であり、(a)
は背面図、(b) は側面図
FIG. 2 is a configuration diagram of a common condenser in FIG. 1;
Is a rear view, (b) is a side view

【図3】図2と異なる共有凝縮器の実施例の構成図であ
り、(a) は背面図、(b) は側面図
3A and 3B are configuration diagrams of an embodiment of a common condenser different from FIG. 2, wherein FIG. 3A is a rear view and FIG.

【図4】図1における共有コールドプレートの構成図で
あり、(a) は平面図、(b),(cはそれぞれ(a) 図のX−
X,Y−Y断面図
4A and 4B are configuration diagrams of a common cold plate in FIG. 1, wherein FIG. 4A is a plan view, and FIGS.
X, Y-Y sectional view

【図5】図4と異なる共有コールドプレートの実施例の
構成図であり、(a) は平面図、(b),(cはそれぞれ(a) 図
のX−X,Y−Y断面図
5 (a) is a plan view, and FIGS. 5 (b) and (c are cross-sectional views taken along lines XX and YY in FIG. 5 (a), respectively.

【図6】単一系統の冷凍サイクルからなる従来の電子機
器冷却装置の系統図
FIG. 6 is a system diagram of a conventional electronic device cooling device including a single-system refrigeration cycle.

【図7】図6における凝縮器の構成図であり、(a) は背
面図、(b) は側面図
7 is a configuration diagram of the condenser in FIG. 6, (a) is a rear view, and (b) is a side view.

【図8】冗長性を考慮して2系統の冷凍サイクルで構成
した従来の電子機器冷却システムの系統図
FIG. 8 is a system diagram of a conventional electronic device cooling system configured with two refrigeration cycles in consideration of redundancy.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

I,II 各系統の冷凍サイクル 1 発熱素子 30 共有コールドプレート 3a-I,3a-II 冷媒通路 4I,4II 圧縮機 50 共有凝縮器 5a ファン 5b-I,5b-II 冷媒配管 5c 放熱フィン 7-I,7-II 冷媒管路 I, II Refrigeration cycle of each system 1 Heating element 30 Shared cold plate 3a-I, 3a-II Refrigerant passage 4I, 4II Compressor 50 Shared condenser 5a Fan 5b-I, 5b-II Refrigerant pipe 5c Radiation fin 7-I , 7-II refrigerant line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糸山 武秀 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5E322 AA01 AA11 AB11 BB03 DB02 DB06 FA01 5F036 AA01 BA05 BB21 BD01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takehide Itoyama 1-1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fuji Electric Co., Ltd. (reference) 5E322 AA01 AA11 AB11 BB03 DB02 DB06 FA01 5F036 AA01 BA05 BB21 BD01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子機器の発熱素子にコールドプレートを
伝熱的に取付け、該コールドプレートを蒸発器としてこ
れに電動圧縮機,凝縮器,膨張弁を組合せて冷凍サイク
ルを構成した電子機器の冷却装置であり、当該冷却装置
の冗長性を考慮して複数系統の冷凍サイクルを組合せた
ものにおいて、各系統の冷凍サイクルに対する凝縮器,
コールドプレートを、それぞれ単一構造になる共有凝縮
器,共有コールドプレートで共有させたことを特徴とす
る電子機器の冷却装置。
A cooling plate is mounted on a heat-generating element of an electronic device so as to conduct heat, and the cold plate is used as an evaporator to cool an electronic device which constitutes a refrigeration cycle by combining an electric compressor, a condenser, and an expansion valve. A combination of a plurality of refrigeration cycles in consideration of redundancy of the cooling device, wherein a condenser for each refrigeration cycle,
A cooling device for electronic equipment, wherein a cold plate is shared by a common condenser and a common cold plate, each having a single structure.
【請求項2】請求1記載の凝縮器において、共有凝縮器
を、単一構造になる凝縮器の内部に各系統の冷凍サイク
ルと個々に対応する複数系統の冷媒配管を設けて構成し
たことを特徴とする電子機器の冷却装置。
2. The condenser according to claim 1, wherein the common condenser is provided with a plurality of refrigerant pipes respectively corresponding to the respective refrigeration cycles inside the condenser having a single structure. Characteristic electronic equipment cooling device.
【請求項3】請求項1記載のコールドプレートにおい
て、共有コールドプレートを、単一構造になるコールド
プレートの内部に各系統の冷凍サイクルと個々に対応し
て複数系統の冷媒通路を形成して構成したことを特徴と
する電子機器の冷却装置。
3. The cold plate according to claim 1, wherein the common cold plate is formed by forming a plurality of refrigerant passages in the cold plate having a single structure, respectively corresponding to the respective refrigeration cycles. A cooling device for an electronic device, comprising:
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