JP2009097774A - Cooling apparatus for exothermic body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、空調室に据えられたサーバー等の発熱体を個別に冷却して、発熱体の性能を維持させる冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling device that individually cools heating elements such as servers installed in an air conditioning room to maintain the performance of the heating elements.
従来、サーバー等の通信機器は、その発熱量が年々増加の一途をたどっており、該通信機器の発熱を除去するために、図5に示すように、サーバー21等が設置された空調室22の床下(ピット)23に空調機24を設置し、ファンで強制的に床下に冷却した空気を送り、床下から天井25に冷気を流して、環気ダクト26を介して前記床下23に空気を循環させるようにした集中方式の空調システムが知られている(特許文献1参照)。また、図6に示すように、空調機のパッケージ群27を空調室22に適宜に配設した、パッケージ方式の空調システムも知られている。
しかし、従来の空調システムでは、冷却した空気の搬送距離が長くなると共に、無駄な空間まで冷却していることになる。更に、複数のサーバーがある場合に、稼働していないサーバーまで冷却することになり、冷却効率を向上させることが困難である。本発明に係る発熱体用冷却装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。 However, in the conventional air-conditioning system, the transport distance of the cooled air is increased and cooling is performed to a useless space. Furthermore, when there are a plurality of servers, the servers that are not in operation are cooled, and it is difficult to improve the cooling efficiency. The cooling device for a heating element according to the present invention has been proposed in order to solve such a problem.
本発明に係る発熱体用個別冷却装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、前・後壁と循環ダクトを有する側壁と天井部及び床面とで発熱体を収納する内部閉空間を形成するとともに、前記天井部に設けた循環ファンで前記側壁と天井部及び内部閉空間に空気を循環させる躯体装置と、前記躯体装置の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部と内部閉空間とに連通し、前記躯体装置に設けられた開閉機構によって開閉自在に支持される可動式エンベロープと、前記可動式エンベロープ又は前記天井部に設けられる熱交換器と、前記熱交換器に冷媒を供給する冷媒供給配管と、循環する空気の温度を計測して前記循環ファンの回転速度を制御する制御装置とから構成されて前記発熱体を個別に冷却することである。 The gist for solving the above-mentioned problems of the individual cooling device for a heating element according to the present invention is to provide an interior for housing the heating element with front and rear walls, side walls having circulation ducts, a ceiling portion and a floor surface. A housing device that forms a closed space and circulates air to the side wall, the ceiling portion, and the internal closed space by a circulation fan provided in the ceiling portion, and a housing that forms a part of the side wall of the housing device and circulates A movable envelope that is integrated with an air duct and communicates with the ceiling portion and the internal closed space, and is supported by an opening / closing mechanism provided in the housing device so as to be freely opened and closed, and the movable envelope or the ceiling portion. A heat exchanger provided; a refrigerant supply pipe for supplying a refrigerant to the heat exchanger; and a control device for controlling the rotational speed of the circulation fan by measuring the temperature of the circulating air. Individually It is to retirement.
前記躯体装置には、内部閉空間に収納する発熱体が複数ある場合に、前記発熱体同士を仕切る隔壁が適宜に設けられること、;
前記 隔壁は、開閉自在であること、;
前記躯体装置における前壁若しくは後壁には、人の出入り口用扉が適宜に設けられていること、;
を含むものである。
The housing apparatus is appropriately provided with a partition wall for partitioning the heating elements when there are a plurality of heating elements housed in an internal closed space;
The partition is openable and closable;
A door for a person's doorway is appropriately provided on the front wall or the rear wall of the housing apparatus;
Is included.
本発明に係る発熱体用冷却装置によれば、循環空気用のピットが不要となり、空調室工事に掛かるコストを飛躍的に削減することができる。また、個々のサーバーなどの通信機器の運転状況に合わせて、循環ファンを制御し適切な除去熱量となるように管理することが可能となる。よって、無駄に冷却する様なことが避けられる。また、本発明に係る発熱体用冷却装置は、標準化設計が可能であり、製造コストを低減させることができる。更に、発熱体用冷却装置における冷却能力は、コイル層数やフィン本数の設定を除去熱量に対応して行うことができるので、将来の除去熱量の変更にも同一のコンセプトで対応可能である。 According to the cooling device for a heating element according to the present invention, a pit for circulating air becomes unnecessary, and the cost required for the air conditioning room construction can be drastically reduced. In addition, the circulation fan can be controlled and managed so as to have an appropriate amount of heat to be removed in accordance with the operation status of communication devices such as individual servers. Therefore, unnecessary cooling is avoided. In addition, the cooling device for a heating element according to the present invention can be standardized and can reduce the manufacturing cost. Furthermore, since the cooling capacity in the cooling device for a heating element can be set according to the amount of heat removed, the number of coil layers and the number of fins can be set, so that it is possible to cope with future changes in the amount of heat removed with the same concept.
また、前記躯体装置に隔壁を設けることで、内部閉空間に収納する発熱体が複数ある場合に、運転状況に応じて適宜に発熱体同士を仕切ることができて、冷却効率を高めることが容易となる。この隔壁をジャバラ式や引き戸式などの開閉式にすれば、容易に仕切ることができて使い勝手が良くなる。更に、空調室の設置場所の形や大きさの制限により、人の出入り口用扉を利用したり、可動式エンベロープを開閉したりして、能率良くメンテナンス等を行うことができる。 In addition, by providing a partition wall in the housing device, when there are a plurality of heating elements to be housed in the internal closed space, the heating elements can be partitioned appropriately according to the operating conditions, and it is easy to increase the cooling efficiency. It becomes. If this partition wall is of an open / close type such as a bellows type or a sliding door type, the partition can be easily partitioned and the usability is improved. Furthermore, due to restrictions on the shape and size of the installation location of the air conditioning room, maintenance and the like can be performed efficiently by using a door for a person's doorway or opening and closing a movable envelope.
本発明に係る発熱体用冷却装置1は、図1−A及び図2に示すように、前壁・後壁1a,1bと循環ダクト及び熱交換器2を有する側壁12a,12b,…12e,…と天井部8及び床面7(建物の床又は装置1の床部)とで発熱体4を収納する内部閉空間13を形成するとともに、前記天井部8に設けた循環ファン6で前記側壁12a,…,12eと天井部8及び内部閉空間13に空気を循環させる躯体装置12がある。
As shown in FIGS. 1A and 2, the heating element cooling device 1 according to the present invention includes front and
前記躯体装置12の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部8と内部閉空間13とに連通し、前記躯体装置12に設けられた開閉機構3によって開閉自在に支持される可動式エンベロープ5がある。この可動式エンベロープ5は、図2に示すように、側壁12a,…の両側に一対で設けられる場合もあるし、片側だけに設けられる場合もある。また、この躯体装置12の大きさによっては、片側の側壁に複数個の可動式エンベロープ5が設けられる場合もある。
A casing forming a part of the side wall of the
この可動式エンベロープ5の内部には、上下方向に連通する間隙があり、循環する空気の通り道となっている。更に、内側壁面には循環空気用の開口部が複数設けられている。この開口部の空気の吸込み側には、塵埃除去用のフィルター等が備えられている。この可動式エンベロープ5の内部に、熱交換器2が装備されている。
Inside the
前記熱交換器2は、循環空気を、水以外の冷媒(代替フロンなど)で冷却するコイルがあり、空気の流れの抵抗を極力少なく、かつ、伝熱効率を改善したフィンが装備されている。また、上下方向に連通するダクトがあってその内側壁面には循環空気用の開口部が複数設けられた循環空気ダクトを一体構造としている。前記開閉機構3は、公知の開閉技術であり、例えば、エアーシリンダーや油圧装置等の駆動手段により、回転軸が回転されたり、直接的にエンベロープ5をロッド等で押し上げたりするものである。
The
前記熱交換器2に冷媒を供給する冷媒供給配管10と、循環する空気の温度を例えば熱交換器2の入口または出口において温度センサー等で入口温度または出口温度を計測して、前記循環ファン6の回転速度を制御する制御装置11(図示せず)とある。以上のようにして本発明の発熱体用冷却装置1が構成される。
The
そして、前記内部閉空間13に収納される発熱体4は、例えば、サーバーなどの通信機器であって、一つの発熱体若しくは一群の発熱体である。これによって、温度管理をし易くするものである。
The
なお、前記躯体装置12においては、内部閉空間13に複数の発熱体4を収納する場合もあり、その場合には、発熱体4同士を仕切る必要があるので、隔壁9が設けられることがある。この隔壁9は断熱性の高い部材で形成したものである。更に、この隔壁9をジャバラ式若しくは引き戸式で開閉自在にして、内部に納める一群の発熱体4の長さに容易に対応可能にできる。
In the
更に、図3に示すように、冷却装置1を設置する空調室の設置面積や壁の都合により、可動式エンベロープ5をエアーシリンダーや油圧装置等で駆動される開閉機構3で開閉できない場合がある。そのような場合に、メンテナンス等の必要から内部に人が出入りできるよう、例えば、前壁12aに、人の出入口用扉11が適宜設けられている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the
前記発熱体用冷却装置1の使用方法について説明すると、図1−Aに示すように、循環ファン6の駆動回転によって冷却装置1の内部閉空間13内に冷気が吹き出されて発熱体4の熱を吸熱して、側壁12a,12b,…及び可動式エンベロープ5内の熱交換器2へと流れてここで熱交換される。熱交換器2には、図4に示すように、冷媒供給配管10の枝管である供給官10aによって冷凍機(図示せず)から冷媒が供給され、戻し管10bによって前記冷凍機に並列的に戻され、外部に熱が放熱されるものである。
The method of using the heating element cooling device 1 will be described. As shown in FIG. 1-A, the cooling fan 1 is driven and rotated to blow cold air into the internal closed
前記熱交換器2によって熱が吸収された空気が冷気となって循環空気ダクトを介して天井部8に至り、前記循環ファン6により内部閉空間13に再び吹き出されて循環する。この循環ファン6は、制御装置(図示せず)によって無駄なく適切に、回転制御される。
The air whose heat has been absorbed by the
即ち、前記熱交換器2の入口または出口の近傍に温度センサー(図示せず)を配設して、温度の変化を信号として受信して、前記制御装置で循環ファン6を独立に制御してこれの回転数を増減するものである。このように、個々若しくは一群の発熱体4に対して熱輸送をローカル化して、熱輸送効率を向上させるものである。更に、この制御装置は、前記冷媒供給配管10における供給のON,OFFを電磁弁等で制御することも含まれる。
That is, a temperature sensor (not shown) is provided near the inlet or outlet of the
このようにすることで、サーバー等の発熱体4の運転状況により、循環ファン6の回転数を適切な回転数で回転させ、更に、冷媒を供給する必要のないところには、無駄に供給することがないように設定できる。よって、従来の空調システムのように、稼働していないサーバーがあっても、空調室の全体を冷却する、という無駄なことも本発明に係る発熱体用冷却装置1では避けられる。
By doing in this way, the rotation speed of the
また、発熱体4若しくは発熱体4の一群を、前記側壁12a,12b,…及び可動式エンベロープ5によって近接させて覆うようにしたので、循環させる空気の熱輸送の距離が短く、無駄な空間まで冷却することがなく熱効率が良いと共に、循環ファン6が小型化されて発生する熱量も抑えられるものである。
Further, since the
本発明に係る他の実施例の発熱体用冷却装置1cとして、図1−Bに示すように、空気の循環する方向を上記実施例の空気の流れに対して逆にし、内部閉空間13から循環ファン6で天井部8へと発熱体4の熱を吸収した暖かい空気を吸い込み、側壁12a,12b,…及び可動式エンベロープ5に送り出して熱交換器2で放熱させて、冷気を内部閉空間13に吹き出すようにして循環させることもできる。前記発熱体4で熱せられた空気が自然に上昇するので、循環ファン6の負荷が軽減される。
As shown in FIG. 1B, as a
また、図1−Cに示す他の実施例ように、熱交換器2を天井部8に纏めて設けて、側壁12a,12b,…及び可動エンベロープ5は循環空気ダクトにしてなる発熱体用冷却装置1dとすることもできる。このようにすることで、側壁12a,12b,…と可動式エンベロープ5の構造が簡易になり製作が容易になり、また、可動式エンベロープ5の重量が軽量化されて、これを開閉させる開閉機構3の負荷も軽減される。
Further, as in another embodiment shown in FIG. 1-C, the
1 発熱体用冷却装置、
1a 前壁、
1b 後壁、
2 熱交換器、
3 開閉機構、
4 発熱体、
5 可動式エンベロープ、
6 循環ファン、
7 床面、
8 天井部、
9 隔壁、
10 冷媒供給配管、 10a 供給官、
10b 戻し管、
11 制御装置、
12 躯体装置、 12a,12b,…12e 側壁、
13 内部閉空間。
1 Cooling device for heating element,
1a front wall,
1b rear wall,
2 heat exchangers,
3 Opening and closing mechanism,
4 heating elements,
5 Movable envelope,
6 Circulation fan,
7 Floor,
8 Ceiling part,
9 Bulkhead,
10 refrigerant supply pipe, 10a supplier,
10b return pipe,
11 control device,
12 housing device, 12a, 12b, ... 12e side wall,
13 Internal closed space.
Claims (4)
前記躯体装置の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部と内部閉空間とに連通し、前記躯体装置に設けられた開閉機構によって開閉自在に支持される可動式エンベロープと、
前記可動式エンベロープ又は前記天井部のいずれかに設けられる熱交換器と、
前記熱交換器に冷媒を供給する冷媒供給配管と、
循環する空気の温度を計測して前記循環ファンの回転速度を制御する制御装置とから構成されて前記発熱体を個別に冷却すること、
を特徴とする発熱体用冷却装置。 The front and rear walls, the side walls having the circulation duct, the ceiling part, and the floor surface form an internal closed space for housing the heating element, and the circulation fan provided in the ceiling part provides the side wall, the ceiling part, and the internal closed space. A housing device for circulating air;
A housing that forms a part of the side wall of the housing device, has a circulating air duct integrally, communicates with the ceiling portion and the internal closed space, and is supported by an opening / closing mechanism provided in the housing device so as to be opened and closed. A movable envelope,
A heat exchanger provided in either the movable envelope or the ceiling;
A refrigerant supply pipe for supplying a refrigerant to the heat exchanger;
A cooling device configured to control the rotational speed of the circulating fan by measuring the temperature of the circulating air, and individually cooling the heating elements;
A cooling device for a heating element.
を特徴とする請求項1に記載の発熱体用冷却装置。 When there are a plurality of heating elements to be housed in the internal closed space, the housing apparatus is appropriately provided with a partition wall that partitions the heating elements,
The cooling device for a heating element according to claim 1.
を特徴とする請求項2に記載の発熱体用冷却装置。 The partition must be openable and closable,
The cooling device for a heating element according to claim 2.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発熱体用冷却装置。 The front or rear wall of the frame device must be provided with appropriate doors for people.
The heating device cooling device according to any one of claims 1 to 3.
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