JP2008192768A

JP2008192768A - ラック冷却装置

Info

Publication number: JP2008192768A
Application number: JP2007024673A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kuwabara; 正桑原
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】発熱量の大きい電気機器が内蔵されていたとしてもラック内の温度上昇を抑制することができ、且つ、装置の大型化等を招かないラック冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却水により通過する空気を冷却するラジエター５と、ラック３０内へ空気を送り込むファン４、４・・と、ラジエター５へ送水する冷却水を冷却する二次冷却器３とを備え、ファン４、４・・により、ラジエター５を通過させて冷却した外気をラック３０内へ送り込むようにした。したがって、外気をただ発熱部（ラック内）へ送っていた従来の冷却装置と比較して冷却能力を向上することができるし、簡素な構成で冷却効率の向上を図ることができる。また、ラジエター５を用いて外気を冷却する構成としているため、安価に構成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえばブレードサーバ等といった各種電気機器を内蔵可能なラックを冷却するためのラック冷却装置である。

従来、電気機器を内蔵したラックを冷却する冷却装置としては、空冷ファンにより冷却する空冷式タイプのものや水冷ユニットを用いて冷却する水冷式タイプのものがある。また、空冷式タイプのものと水冷式タイプのものとを組み合わせた冷却装置としては、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されているものがある。
特許文献１に記載の冷却装置は、空冷ファンにより放熱フィンへ空気を吹き付けて放熱フィンによる放熱効率の向上を図るとともに、放熱フィンが放出しきれなかった熱に関しては冷却水により冷却しようとしたものである。また、特許文献２に記載の冷却装置は、ラック内の熱気を空冷ファンにより吸い込んでラジエターへ吹き付けて冷却させた後、ラック内へ循環させることで、ラック内の温度上昇を抑制しようとしたものである。

特開２００２−３５３６６８号公報特開２００５−１２７５６８号公報

近年、サーバの小型化等を目的としてラック内に各種電気機器が高密度に搭載されるようになっており、ラック内の温度上昇が問題となっている。そして、従来の空冷式タイプの冷却装置においては、ファンの大型化、ターボ式ファンの採用等により対応を図っているものの、たとえば６ＫＷ以上の熱が発生するブレードサーバ等の発熱量の大きい電気機器を内蔵していると、効率の良い放熱の実現は困難であり、また冷却装置が極めて大型化するという問題がある。
一方、特許文献１に記載の冷却装置では、冷却装置の構造が複雑化・大型化するといった問題があるし、特許文献２に記載の冷却装置では、発熱量が増大した際、ラジエターにおける冷却効率を向上させるためには、冷却水を冷却するための二次冷却器を大容量化しなければならない等といった問題が生じる。また、特許文献１及び特許文献２に記載の冷却装置では、いずれもラジエター部（水冷部）に多量の結露が生じるという問題もある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、発熱量の大きい電気機器が内蔵されていたとしてもラック内の温度上昇を抑制することができ、且つ、装置の大型化等を招かないラック冷却装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、各種電気機器を内蔵するラック内の温度上昇を抑制するためのラック冷却装置であって、冷却水により通過する空気を冷却するラジエターと、前記ラック内へ空気を送り込むファンと、前記ラジエターへ送水する冷却水を冷却する二次冷却器とを備えており、前記ファンにより、前記ラジエターを通過させて冷却した外気を前記ラック内へ送り込むことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、二次冷却器を、ラックが設置された空間とは隔離された別空間に設置したことを特徴とする。

本発明によれば、ファンにより外気を冷却してから発熱部（ラック内）へ送るようにしているため、外気をただ発熱部へ送っていた従来の冷却装置と比較して冷却能力を向上することができるし、簡素な構成で冷却効率の向上を図ることができる。また、ラジエターを用いて外気を冷却する構成としているため、安価に構成することができる。
さらに、発熱部からの除熱を冷却水で直接行うわけではないため、冷却水を再度冷却する二次冷却器として容量の小さいもの（たとえばペルチェ式の冷却器）を採用することができ、装置の大型化、コスト高騰等を招かない。さらにまた、ラジエターを通過する空気が外気であるため、ラック内の熱を有する空気をラジエターへ吹き付けたり、発熱部の熱を直接冷却水により冷却する従来の装置と比較して、ラジエターに生じる結露の発生量を抑制することができる。
加えて、請求項２に記載の発明によれば、二次冷却器を、ラックが設置された空間とは隔離された別空間に設置しているため、二次冷却器がラックを設置した空間の熱影響を受けることがなく（又は受けにくく）、比較的容量の小さいタイプの二次冷却器であっても、効率の良く水を冷却することができる。

以下、本発明の一実施形態となるラック冷却装置について、図面をもとに説明する。

図１は、ラック冷却装置１を模式的に示した構成説明図であり、図２は、冷却ユニット２を拡大して示した説明図である。
３０は、ブレードサーバ等の各種電気機器３１、３１・・を内蔵したラックであって、該ラック３０に隣接してラック冷却装置１が設置されている。ラック冷却装置１は、上下方向に連設された２つの冷却ユニット２、２と、冷却ユニット２、２へ送る冷却水を冷却するための二次冷却器３とを備えてなる。尚、ラック３０には、冷却ユニット２から送風された空気を内部に取り込むための吸気口（図示せず）、及びラック３０内の空気を外部へ排出するための排気口（図示せず）が設けられている。

各冷却ユニット２は、複数のファン４、４・・と、該ファン４、４・・の送風方向に設置されるラジエター５とを備えてなる。ラジエター５には一対の冷却水流路（供給路６ａ、排出路６ｂ）が接続されており、二次冷却器３にて冷却された冷却水がラジエター５を循環し、ラジエター５を通過する空気を冷却可能としている。尚、７は、冷却水をラジエター５へ循環させるための循環ポンプである。また、冷却ユニット２には、外部の空気を取り込み可能な空気取り込み口（図示せず）が設けられている。
一方、二次冷却器３は、床Ｌ下内に設置されており、ラック３０等が設置されている空間（室内）とは隔離されている。該二次冷却器３は、クーラー部８とリザーブタンク９とを備えており、ラジエター５から排出路６ｂを介して排出された冷却水をクーラー部８にて再び冷却し、一旦リザーブタンク９内に貯留した後、再度ラジエター５へ送水可能となっている。

上述の如く冷却ユニット２、２を備えたラック冷却装置１によれば、ファン４、４・・を回転させることで、外部の空気が取り込まれ、ラジエター５を通過した後にラック３０内へ送り込まれる。そして、空気がラジエター５を通過する際、空気は冷却水により冷却されるため、冷風となってラック３０内へ送風されることになる。
このように、冷風をラック３０内へ送り込むことで、ラック３０内で電気機器３１、３１・・が発生した熱を外部へ放出し、ラック３０内の温度上昇を抑制するようになっている。

以上のようなラック冷却装置１によれば、ファンにより空気を冷却してから発熱部（ラック３０内）へ送るようにしているため、外気をただ発熱部へ送っていた従来の冷却装置と比較して冷却能力を向上することができる。また、ラジエター５を用いて外気を冷却する構成としているため、安価に構成することができる。
さらに、発熱部からの除熱を冷却水で直接行うわけではないため、冷却水を再度冷却する二次冷却器３として容量の小さいもの（たとえばペルチェ式の冷却器）を採用することができ、装置の大型化、コスト高騰等を招かない。さらにまた、ラジエター５を通過する空気が外気であるため、ラック内の熱気をラジエター５へ吹き付けたり、発熱部の熱を直接冷却水により冷却する従来の装置と比較して、水冷部に生じる結露の発生量を抑制することができる。
加えて、二次冷却器３を、ラック３０が設置された室内とは隔離して設けているため、二次冷却器３が室内の影響を受けることがなく（又は受けにくく）、比較的容量の小さいタイプの二次冷却器であっても、効率の良く水を冷却することができる。

なお、本発明のラック冷却装置に係る構成は、上記実施の形態に記載した態様に何ら限定されるものではなく、冷却ユニット、ファン、ラジエター、及び二次冷却器に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、図３に示す如く、ラジエター５とラックとの間に、上記実施形態に記載のファンとは送風方向の異なるファン（たとえば、吸気タイプのファン）４’、４’・・を設置し、ラジエター５側の空気を吸引してラック内へ送り込むようにしてもよい。
また、図１の床Ｌ下に示した矢印の如く、床下空調の冷気を利用して、二次冷却器３の冷却効率をさらに向上するように構成することも可能である。
加えて、ラック冷却装置に備える冷却ユニットの数や設置態様等についてもラックの形状やラック内における電気機器の配置、ラック内での発熱量等に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。

ラック冷却装置を模式的に示した構成説明図である。冷却ユニットを拡大して示した説明図である。冷却ユニットの変更例を示した説明図である。

符号の説明

１・・ラック冷却装置、２、２’・・冷却ユニット、３・・二次冷却器、４、４’・・ファン、５・・ラジエター、６ａ・・供給路、６ｂ・・排出路、７・・循環ポンプ、８・・クーラー部、９・・リザーブタンク。

Claims

各種電気機器を内蔵するラック内の温度上昇を抑制するためのラック冷却装置であって、
冷却水により通過する空気を冷却するラジエターと、前記ラック内へ空気を送り込むファンと、前記ラジエターへ送水する冷却水を冷却する二次冷却器とを備えており、前記ファンにより、前記ラジエターを通過させて冷却した外気を前記ラック内へ送り込むことを特徴とするラック冷却装置。
二次冷却器を、ラックが設置された空間とは隔離された別空間に設置したことを特徴とするラック冷却装置。