JP2011086095A - 冷却システム及び冷却制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ラックの冷却効率を向上させると共に、冷媒を循環させる熱交換装置をよりコンパクトに構成した、安価な冷却システムを実現する。
【解決手段】電子ラックの排気面側に設置される冷却ユニットは、ファンユニットと、ファンの回転によってラックから排出される空気の吸熱をする、冷媒を流すパイプが配列されたラジエターユニットを一体的に構成する。冷却ユニットとの間でホースを通して冷媒を循環させる冷却制御装置は、循環する冷媒を一時貯蔵するタンクと、冷媒を循環させるポンプと、背面側に配置されたファンユニットと、側面側に配置され、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、タンクとポンプと第２のラジエターユニットを連結して形成される冷媒の流路と、ファンユニットのファンを駆動するための電力を供給する電源を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却システム及び冷却制御装置に係り、特に、冷媒を用いてコンピュータのサーバラック等の電子ラックを冷却する冷却システム、及び電子ラックへ冷媒を循環供給する冷却制御装置に関する。

コンピュータユニットは、多くの半導体メモリやプロセッサ等を実装しており、それらの電子素子から多量の熱が発生する。サーバラックは多数のコンピュータユニット（サーバユニットともいう）を搭載することができるコンピュータであり、多数のサーバユニットから発生する熱量も膨大となる。
サーバラックの冷却に関して、例えば、特許文献１には、空調ユニットから送風される冷気をラックの下部の給気口に供給し、この冷気でラック内の機器を冷却すると共に、機器によって暖められた、ラックの上部の排気口から排出される空気を、空調ユニットに戻して循環させる、ラックの冷却構造が開示されている。

また、特許文献２には、電子ラックの空気の出口扉に取り付けられたエバポレータ・コイルと、出口扉から分離されて配置された圧縮機と凝縮器とを含む蒸気圧縮ユニットを備え、出口扉に取り付けられた冷媒入口プレナム、膨張弁、エバポレータ・コイルおよび冷媒出口プレナムと流体連通してその中を循環する冷媒から熱を排出する冷却システムが開示されている。

蒸気圧縮ユニットの機能としては、ＡＣ（Air Chiller）方式とＡＷ（Air Water）方式が知られている。ＡＣ方式の熱交換装置は屋外に配置される比較的大型の装置であり、強力な冷却効果が期待できるが、冷媒を案内するホースや熱交換装置を設置するためにビル施設の工事をしなければならず、比較的多くの費用がかかる。一方、ＡＷ方式の熱交換装置は、ＡＣ方式の装置よりも冷却能力がやや低下するが、コンピュータ室などの屋内に設置することができるので、ＡＣ方式に比べて低コストでありシステムの導入が比較的容易である。

特開２００４−６３７５５号公報 特開２００９−８１４３９号公報

上記特許文献１の技術は、ラック内に発熱した空気を、空調ユニットを経由して循環させているので、サーバ及び空調ユニットから放出された廃熱によりコンピュータ室の温度が上昇する。そのため、部屋の温度の上昇を抑えるために、部屋用のクーラーを十分に稼動させる必要がある。この冷却の仕方では、ラックの冷却効率は良くないし、全体的に電力消費が増加することは否めない。
また、特許文献２には、電子ラックの効果的な冷却システムが記載されているが、熱交換装置となる蒸気圧縮ユニットの詳細な構成については開示されていない。

本発明は、電子ラックの冷却効率を向上させると共に、冷媒を循環させる熱交換装置をよりコンパクトに構成した、安価な冷却システム及び冷却制御装置を実現することにある。

本発明による冷却システムは、好ましくは、熱源を有する電子装置を収納した電子ラックを冷却する冷却システムであって、
該電子ラック内の空気が排出される側に配置された、複数のファンが配列された第１のファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される空気から吸熱する、冷媒を流すパイプが配列された第１のラジエターユニットを一体的に構成した冷却ユニットと、
該第１のラジエターユニットに連結され、冷媒を流通する第１のホースと、
該第１のホースを通して該冷却ユニットとの間で冷媒を循環させると共に、冷媒の除熱を行う冷却制御装置であって、該冷却制御装置は；循環する冷媒を一時貯蔵するタンクと、冷媒を循環させるポンプと、該装置の排気面側に配置され、複数のファンが配列された第２のファンユニットと、該装置の側面側に配置され、冷媒を案内するパイプが配列された第２のラジエターユニットと、該タンクと該ポンプと該第２のラジエターユニットを連結して形成される冷媒の流路と、該第２のファンユニットのファンを駆動すると共に、電源ケーブルを介して該第１のファンユニットのファンを駆動する電力を供給する電源と、を有することを特徴とする冷却システムとして構成される。

好ましい例では、前記冷却ユニットは、空気が排出される該電子ラックの背面側に開閉可能に取り付けられる扉として構成される。
また、好ましくは、前記冷却ユニットは、空気が排出される該電子ラックの背面側に立位状態で支持される支持部を有する。一例では、前記支持部は、該冷却ユニットを支持する支持脚と、該支持脚の下側に取り付けられたキャスタを備えて構成される。

本発明による冷却制御装置は、好ましくは、熱源を有する電子装置を収納した電子ラックを冷却するために設置された、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットを有する冷却ユニットとの間で、第１のホースを通して冷媒を循環させると共に、冷媒の除熱を行う冷却制御装置であって、循環する該冷媒を一時貯蔵するタンクと、該冷媒を循環させるポンプと、該装置の排気面側に配置され、複数のファンが配列された第２のファンユニットと、該装置の側面側に配置され、冷媒を案内するパイプが配列された第２のラジエターユニットと、
該タンクと、該ポンプと、該第２のラジエターユニットを連結して形成される冷媒の流路と、
該第２のファンユニットにファンを駆動するための電力を供給する電源と、該ポンプの駆動及び該電源を制御する制御部と、を有することを特徴とする冷却制御装置として構成される。

好ましい例によれば、前記冷却制御装置は、該冷却制御装置の該流路に接続される第２のホースに対して、複数組の前記第１のホースを分岐して接続する分岐配管ユニットを有し、
該分岐配管ユニットで分岐された複数組の該第１のホースは、複数の電子ラックが設置される場合、該複数の電子ラックのそれぞれに対応して配置された前記第１の冷却ユニットにそれぞれ接続される。
また、前記分岐配管ユニットは、少なくとも該第１のホースと該第２のホースの接続部からの漏水を受ける容器と、該容器内の所定位置に設置された漏水センサを備え、前記制御部は、該漏水センサの検知信号を監視する。
また、前記流路の前記第２のラジエターユニットの手前に、冷媒の流量を検知する流量スイッチを備え、かつ該流量スイッチが所定の流量を検知した場合、該制御部は稼動する該ポンプの動作を停止する。
また、前記第２のラジエターユニットは、漏水を受ける容器と、該容器内の所定位置に設置された漏水センサを備え、前記制御部は、該漏水センサの検知信号を監視する。

本発明によれば、電子ラックの冷却効率を向上させることができ、冷媒を循環させる熱交換装置をよりコンパクトに構成した、安価な冷却システム及び冷却制御装置を実現することが可能である。

一実施例によるサーバラックの冷却システムの構成例を示す図。 一実施例によるサーバラックの冷却構造を示す分解斜視図。 一実施例による冷却ユニットの構造を示す分解斜視図。 一実施例によるラジエターユニットのパイプ集合体の構造を示す図。 一実施例によるラジエターユニットの構造を示す図。 一実施例によるフレームユニットの構造を示す図。 一実施例による冷却ユニットの内部構造を示す斜視図。 一実施例によるラジエターユニットのパイプ集合体の部分構成を示す図。 一実施例による冷水循環装置の構成を示すブロック図。 一実施例による冷水循環装置の構成を示す平面図。 一実施例による冷水循環装置の構成を示す正面図。 他の実施例による冷却ユニットの構成を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１はサーバラックの冷却システムの構成例を示す。
この冷却システムは、コンピュータ室に設置される、複数のサーバラック２と、これらのサーバラック２を冷却するための冷媒（例えば冷水）を供給する冷水循環装置（ＣＤＵ）１、及びこれらの装置を接続する電源ケーブル５と冷媒を流通するホース８を備えて構成される。サーバラック２は、サーバ本体２０と、サーバ本体２０の背面に装着された冷却ユニット２１を備えて構成される。

要するに、この冷却システムは、１つ又は複数の冷却ユニット２１と、ＣＤＵ１と、それらを接続する電源ケーブル５及びホース８により閉じられた冷却システムと言える。それ故、サーバラック２を更に増設する場合には、ＣＤＵ１に新たな電源ケーブルを接続し、同様に分岐配管ユニット３に新たなホース８を接続して、それら電源ケーブル及びホースを、増設した新たなサーバラックに対する冷却ユニットに接続すればよい。なお、冷却ユニット２１の構成については、図２〜図８を参照して後述する。

ＣＤＵ１は、サーバラック２との間で冷媒を循環させる、ＡＷ（Air Water）方式の熱交換機能を有する冷却制御装置である。分岐配管ユニット６は、ＣＤＵ１側のホース６１、６２とホース８を接続する。ホース６１とホース８１は、冷媒をサーバラック２へ送り、ホース８２とホース６２は、サーバラック２からの温まった冷媒をＣＤＵ１へ送る。ＣＤＵ１は主に、本体部１０と、ラジエターユニット１１と、ファンユニット１３を備えて構成される。なお、ＣＤＵ１の構成については、図９〜図１１を参照して後述する。
電源ケーブル５は、冷却ユニット２１におけるファンユニットのファンを駆動するための電力を供給する。なお、図示していないが、ＣＤＵ１と冷却ユニット２１との間には、電源ケーブル５以外に、冷却ユニット２１のセンサ信号（例えば、冷却ユニットにおける漏水センサの検知信号）を伝える信号線が接続されることがある。

次に、図２を参照して、サーバラック２の冷却構造について説明する。
図示のように、サーバ本体２０は、複数例えば８台ブレードサーバ２０１を２列４段に配列して収納する。各ブレードサーバ２０１はＣＰＵやメモリ、ハードディスク、及び電源や送風ファンの電子部品を収納した電子装置であり、電源やメモリ等が発熱源となる。コンピュータ室に設置されたサーバラック２は、各ブレードサーバの送風ファンによって、装置の全面から（矢印Ａ方向）冷却用の風を内部に導き、内部で発熱した空気（熱気）をその送風ファンの作用によって装置の背面（廃熱面側）から装置外へ（矢印Ｂ方向）排出させる。

このサーバラック２は従来の構造のものでよい。因みに、従来のサーバラック２は、冷却ユニット２１ではなく、ブレードサーバを保守する時に開閉される背面扉が取付けられていた。換言すれば、本発明の特徴の１つは、従来のサーバラックの背面扉を取り外して、特徴的な構成の冷却ユニット１を備える背面扉と交換するものと言える。一方、新機種のサーバラック２には、当初から本実施例による特徴的な冷却ユニット２１が取付けられている。

冷却ユニット２１は、背面から排出される熱気を除熱するラジエターユニット２１１と、熱気の排出を強制的に行うための、多数例えば３６個（縦横１２×３）のファンが配列されたファンユニット２１３と、これらのラジエターユニット２１１とファンユニット２１３を一体的に取付けたフレームユニット２１２から構成される。即ち、一体的に構成された冷却ユニット２１はラック２０の背面扉として構成される。
ラジエターユニット２１１は、冷却のための冷媒例えば水を流通するパイプが配列される。このパイプの一端には冷媒を通すホース８１及び８２が接続される。ホース８１は吸熱前の冷媒を矢印Ｃ１方向へ流通し、ホース８２は吸熱した冷媒を矢印Ｃ２方向へ流通する。

次に、図２〜図８を参照して、冷却ユニット２１の構成を詳細に説明する。
ラジエターユニット２１１とファンユニット２１３をフレームユニット２１２に一体的に取付けて構成した冷却用の背面扉が、図３の右側に位置するサーバラック２に取り付けられる。ここで、図２の右側（サーバラック側）から見た図を表面側図（例えば、図５）、図２の左側から見た図を裏面側図と言うことにする。

理解の都合上、まずフレームユニット２１２の構成について説明する。
図３、図６及び図７を参照するに、フレームユニット２１２は、ラジエターユニット２１１を収容して固定するラジエターユニット収納枠部３１と、ファンユニット２１３を収容して固定するファンフレーム収納枠部３２を備えて構成される。

ラジエターユニット収納枠部３１は、ラジエターユニット２１１（厚さＷ１´）を収容するに足りる厚さＷ１が確保され、ファンフレーム収納枠部３２はファンユニット２１３（厚さＷ２´）を収容するに足りる厚さＷ２が確保されている。ラジエターユニット収納枠部３１は、ラジエターユニット２１１の枠１１０１，１１０２に設けられた係合部２２５と位置合わせするための、例えば４ヶ所に設けた凹部３１１、及びラジエターユニット２１１をネジ止めするための４ヶ所に設けられたネジ穴３１２を備える。ファンフレーム収納枠部３２は、ファンユニット１３をネジ止めするための、例えば、左右６箇所に設けたネジ取付け部３６を備える。

更に、フレームユニット２１２は、ラジエターユニット２１１とファンユニット２１３とを一体化して構成した背面扉を、サーバ本体２０の背面に開閉可能に取付けるための蝶番３５を備える。サーバ本体２０に取付けられた背面扉は、取手３７を持って開閉することができる。
なお、フレームユニット２１２には、通常用いられるロック機構（図示せず）が取付けられており、サーバ本体２０の保守員が必要な時に、そのロック機構を解除して背面扉を開閉する。

次に、図３〜図８を参照して、ラジエターユニット２１１の構成について説明する。
図３に示すように、ラジエターユニット２１１は、サーバ本体２０側に配置される保護パネル２２９と、その内側に配置されるパイプ集合体２２（図４）が、ラジエターユニット２１１の枠１１０１，１１０２に固定して構成される。
保護パネル２２９は、パイプ集合体２２を保護するものであり、表面に多数のスリットが形成されたアルミニウム製の板である。サーバ本体２０から排出される熱気は、保護パネル２２９の多数のスリットを通過してパイプ集合体２２へ送られる。

図４はラジエターユニット２１１のパイプ集合体２２の構造を示す。
なお、図４、図５はパイプ集合体がラジエターユニット２１１の枠１１０１，１１０２に固定された状態を示している（但し、保護パネル２２９は図示していない）。
ラジエターユニット２１１の主な構成である、多重に蛇行したパイプの集合であるパイプ集合体２２は、冷媒を流通する１組の下パイプ２２１と、下パイプ２２１に接続され縦方向に配列された１組の縦パイプ２２２１、２２２２と、この縦パイプ２２２１、２２２２に接続される上パイプ２２３１、２２３２と、縦パイプ２２２１、２２２２にそれぞれ接続され、多重に蛇行して横方向に配設された横パイプ２２４より構成される。

下パイプ２２１１、縦パイプ２２２１、及び上パイプ２２３１は、吸熱前の冷媒を矢印Ｃ１方向へ流す流入側パイプである。下パイプ２２１２、縦パイプ２２２２、及び上パイプ２２３２は吸熱後の冷媒を矢印Ｃ２方向へ流す流出側パイプである。下パイプ２２１の他端はホースを介してＣＤＵ１に接続される。

パイプ集合体２２は、主に横パイプ２２４の集合構造であり、この横パイプ２２４の作用によって冷却効果を奏すると言える。横パイプ２２４は、３つの蛇行を持つ蛇行パイプの構造を１つの組とした、複数の横パイプ組２２４１，２２４２〜２２４ｎの集合体である。これら複数の横パイプ組２２４１〜２２４ｎを、縦パイプ２２２１，２２２２に沿って上から下へ配置して、各横パイプ組の端部を縦パイプに溶接することで、パイプ集合体２２の骨格が形成される。

ここで、図８を参照して、パイプ集合体２２の部分構成である横パイプ組について説明する。
横パイプ組２２４ｎは、多数並べられた長形状のフィン２３１に形成された穴に、複数本のパイプ２２４０が貫通し、そのパイプ２２４０のＵ字型に曲げられた両端は、お互いに隣りどうしが溶接されて、全体として１本の横パイプとして構成されている。パイプ２２４０の一端２２４０１は縦パイプ２２２１に接続され、その他端２２４０２は縦パイプ２２２２に接続される。ここで、多数のフィン２３１は放熱効果のあるアルミニウム製であり、多数のフィン２３１の間に形成されるスリット２３２の間を熱気が通過する。パイプ２３１を貫通させた、一定間隔で並べられた同じ長形状の多数枚のフィン２３１は、熱気を所定方向へ案内して流す作用をするだけでなく、パイプ２３１を頑丈に支持する役目も果たしている。

ここで、パイプ集合体２２は、これらのパイプ群（縦パイプ２２２＊、上パイプ２２３＊、横パイプ２２４＊）の適当な箇所に、止め金具を固定して枠１１０１，１１０２に取り付けられる。なお、他の例として、図８の右端のフィン２３１１と左端のフィン２３１２を、枠１１０１，１１０２を構成する部材と兼用して構成することもできる。左右端のフィン２３１１，２３１２を枠１１０１，１１０２として形成することで、全体のパイプ集合体２２をより頑丈に構成することができる。
なお、図４ではフィン２３１の図示が省略され、図５では縦方向にフィン２３１が図示されている。

図５に示すように、ラジエターユニット２１１に配列されたパイプ集合体２２のフィン２３１で仕切られた多数の長方形のスリット２３２が形成される。多数のフィン２３１は、ファン４３の回転によってサーバ本体２０から排出される熱気をパイプ集合体２２の方向へ導き、更にパイプ集合体２２を通過した熱気をファンユニット２１３方向へ導く。このように、フィン２３１及びスリット２３２によって熱気の流路を形成して、パイプ集合体２２内に流通する冷媒による吸熱効率を高めている。

下パイプ２２１１，２２１２の一端にはそれぞれジョイント部２６１，２６２が固定される。ジョイント部２６１には、ＣＤＵ１からの冷媒を通すホース８１が接続され、他方のジョイント部２６２には、吸熱した冷媒をホース８２が接続される。ジョイント部２６１には、ホース８１から送られる冷媒の流通を制御する開閉レバー２７が設けられる。

図３に示すように、ラジエターユニット２１１は、フレームユニット２１２のラジエターユニット収納枠部３１に収容される程度の縦横長さ及び厚さＷ１´を持つ。
ラジエターユニット２１１の縁には、例えばその４箇所に、フレームユニット２１２の凹部３１１にフックとして引っ掛かる、凸状の係合部２２５が設けられる。これら係合部２２５と凹部３１１が係合して、ラジエターユニット２１１とフレームユニット２１２のラジエターユニット収納枠部３１が固定される。
なお、図示していないが、フレームユニット２１２の下部に、ラジエターユニット２１１のパイプ等からの漏水を受ける容器（パン）を設置し、その容器の所定位置に漏水センサを設置してラジエターユニット１１からの漏水を検知するようにしてもよい。

図７は、フレームユニット２１２にラジエターユニット２１１が固定された状態を示す。
なお、この図は、ラジエターユニット２１１の保護パネル２２９及びパイプ集合体２２のフィン２３１の図示を省略してあり、内部のパイプ集合体２２を見える状態である。

次に、ファンユニットの構成について説明する。
図３に示すように、ファンユニット２１３は、縦横３６個（１２×３）に分けられた、鉄製のファンフレーム４１の各枠４２に、ファン４３が収納して取付けられる。なお、ファンフレーム４１は予め縦横１８個（６×３）の枠４２が形成されたものを、上下２段に接合して構成してもよい。ファンフレーム４１の縁には、当該ファンユニット２１３をフレームユニット２１２の取付け部３６にネジ止めするための、複数のネジ取付け部４６が設けられる。ファンフレーム４１は、フレームユニット２１２のファンフレーム収納枠部３２に収容される程度の縦横長さ及び厚さＷ２´を持ち、ネジ取付け部３６とネジ取付け部４６とがそれぞれネジ止めされる。
これらのファン４３の回転によって、サーバ本体２０の背面から熱気を強制的に排出させる。
なお、各ファン４３に電源を供給する電源コードは図には見えないが、これらはファンフレーム４１の内側に埋設されている。

次に、図１及び図９〜図１１を参照して、ＣＤＵ１の構成について説明する。
ＣＵＤ１は、その前面に表示パネル１３０２を備え、本体部１０の右側面にラジエターユニット１１、背面にファンユニット１３を配置して構成される。ここで、ラジエターユニット１２は、図２のラジエターユニット２１１と実質的に同じ構成であり、またファンユニット１１は図２のファンユニット２１３と実質的に同じ構成である。図１０に示すように、外部からラジエターユニット１１を通って内部に入り、内部の空気は、ファンユニット１１のファン１３１の回転によって矢印Ｙ１方向から吸入し、内部をＹ２方向へ流れてファンユニット１３から外部（Ｙ３方向）へ排出される。

サーバラック２の冷却ユニット２１（図２）は、ラジエターユニット２１１及びファンユニット２１３が一体化されているのに対して、ＣＤＵ１ではラジエターユニット１１とファンユニット１３を分離して、ラジエターユニット１１を本体部の側面に配置し、ファンユニット１３を背面に配置している。その理由は、サーバラック２の冷却ユニット２１によって吸収した熱を、コンピュータ室に配置されるＣＤＵの筐体を最小床面積にして、高効率に熱交換させるためである。つまり、ＣＤＵ１の側面にラジエターを配置することで、室内の冷却風を確実に取込み、入気方向およびエリアを特定することができる。また、ラジエター面積を大きくすることが可能となり、除熱性能を上げることが可能となる。なお、側面に配置されるラジエター１１は、本体部１０の左右どちらにも配置可能であり、ユーザの設置条件によりレイアウトの対応が可能である。

一方、ＣＤＵ１の背面にファンユニットを設置することで、ＣＤＵ１の前面の操作面と排気部を分離し、排気方向およびエリアを特定することができる。また、背面にファンユニット１３を独立して配置することで、大容量のファン１３１の搭載が可能となり、除熱性能を上げることが可能となる。

多数のサーバラック２を冷却する場合、１台のＣＤＵでは対応しきれないので、コンピュータ室には複数台のＣＤＵ１が並べて設置されることがある。その場合、複数のＣＤＵ１のラジエターユニット１１の配置方向は同じ方向でも或いは異なる方向でもよく、適宜変更することが可能である。例えば、２台のＣＤＵが設置される場合、左側のＣＤＵのラジエターユニット１１は左側に配置され、右側のＣＤＵのラジエターユニット１１は右側に配置された方が、室内の開放空間からの空気をより吸収しやすい。

次に、図９〜図１１を参照して、ＣＤＵ１の内部構成について説明する。
ＣＤＵ１は、主に、ラジエターユニット１１、複数のファン１３１が配置されたファンユニット１３、冷媒としての水を貯蔵するタンク１４、ストレーナー１５、水を循環させるポンプ１６、１６´、水の逆流を防止する逆止弁１７、１７´、ラジエター１１へ送られる水量を検知する流量スイッチ１８１、流路１０２に過剰な圧力が加わった場合、水をタンク１４へ戻すバイパスバルブ１８３、及びこれら各部を制御する制御部１２を備える。これら各部１４，１５，１６，１７，１１、１８３を通って冷媒の流路１０２が形成される。流路１０２又はその近傍には各種のセンサ１９１〜１９４が設置される。なお、ポンプ１６´及び逆止弁１７´は予備用として設けられているので、最低１台のポンプ１６の系があればよい（以下、代表的に符号１６、１７を用いる）。

冷媒の流路１０２について言えば、サーバラック２からホース８２を通って分岐配管ユニット６に戻った水（温水状態）は、ホース６２から装置内に入り、流路を矢印Ｘ１、Ｘ２を通ってタンク１４に一時貯蔵される。タンク１４から出力された水は、ストレーナー１６、ポンプ１６等を通ってＸ３，Ｘ４方向へ送られ、ラジエターユニット１１内を流れる。そこで、温水は廃熱されて、ラジエターユニット１１から出てＸ５方向からＸ６方向へと送られ、ホース６１、分岐配管ユニット６からホース８１を通ってサーバラック２へ送られる。更に、流路１０２の過剰な圧力時に水はバイパスバルブ１８３からＸ７方向へ送られてタンク１４へ戻る。

制御部１２は、ＣＤＵ１の前面に配置された表示パネル１２０２、主制御部１２０４、及び電源１２０６を有する。表示パネル１２０２は、各種センサによる検知状態やサーバラック２の冷却状態が表示される。なお、表示パネル１２０２への表示は最小限にして、制御部１２にモニタ用のＰＣ（パーソナルコンピュータ）を接続して（図示せず）、ＰＣの表示を監視しながらキー操作によってセンサの検知状態や冷却状態の設定を行うようにしてもよい。

主制御部１２０４は主に、プログラムをマイクロコンピュータで実行することにより、各種センサの検知信号を監視、チェックし、それに基づいてポンプ１６の回転数や冷却水の温度の制御等を行う。
電源１２０６は、ポンプ１６やファンユニット１３へ電力を供給すると共に、電源ケーブル５を介して冷却パネル２１のファンユニット２１３へ電力を供給する。

分岐配管ユニット６は、ＣＤＵ１の内部のホース６１，６２と、サーバラック２側へのホース８１，８２の分配接続用の継ぎ手を有する。この例の場合、３分割の継ぎ手を有しており、３組（即ち３台のサーバラック）に対するホース８１，８２に接続可能である。なお、継ぎ手の数は予めより多くの設けておくことが可能である。分岐配管ユニット３の底部には、漏水を受ける容器（パン）が設けられ、その容器内の上縁近傍には、ホースの継ぎ目からの漏水を検知する漏水センサ３４が設置される。

センサについて言えば、ラジエターユニット１１に設置された、温度センサ１９１は、ラジエター１１の加熱温度を検知する。漏水センサ１９２は、ラジエター１１の下部に設けられた、漏水を受ける容器（パン）の上縁に設置され、ラジエターユニット１１からの漏水を検知する。水位センサ１９３は、タンク１４内の所定の高さ位置に設置され、タンク内の水位を検知する。これら各所に設置されたセンサ１９１〜１９４、６４の検知信号はそれぞれ、制御部１２へ送られる。また、流量スイッチ１８１は、ラジエターユニット１１への流路を流れる水の量が一定量以下になったことを検知すると、制御部１２は流量スイッチ１８１からの検知信号に従って、稼動中のポンプ１６の動作を停止するように制御する。

図１２は、他の実施例による冷却ユニット２１の構成を示す。
図２の例は、冷却ユニット２１を、背面扉としてサーバ本体２０に取り付けたものであるが、図１２の例は、冷却ユニット２１をサーバ本体２０の背面扉として直接取り付けず、独立した構造体としてサーバラックの背面（排気面側）に立位配置する例である。

冷却ユニット２１の構成は図３に示したものと同様であるが、更に、冷却パネルを支持する一対の脚２１０１４と、脚２１０１４に設けられた複数のキャスタ２１０１５を備える。この構成により、冷却ユニット２１をサーバラック２´の背後に立位状態で配置し、かつキャスタによって移動し易くしている。
冷却ユニット２１は、それをサーバラック２´の背面に適確に接続するために、蛇腹構造の風洞体７と、その両側に固定された四角形状の枠７１，７２を有する。四角形状の枠７１，７２はサーバラック２´の背面及び冷却ユニット２１の接続に用いられる。風洞体７の蛇腹部分は合成樹脂製の柔軟性部材で構成され、その内部にはサーバラック２´から排出された熱気を通す。

枠７１、７２にはマジックファスナー（登録商標）（以下単にファスナーという）７３が固定される。他方、サーバラック２´の背面のフレーム及び冷却ユニット２１にも、ファスナー７３を係合するためのファスナー７３´が設けられている。なお、サーバラック２´の背面に固定されるファスナー７３´（図面の影で見えず）は、最初からサーバラックの背面に固定されている必要はない。サーバラック２´に冷却ユニット２１を設置する時に、作業者が、ファスナー７３´（裏面が接着面となっている）をサーバラックの背面のフレームに適宜接着すればよい。

以上のように、本実施例によれば、サーバラックに設置された冷却ユニットから吸収した熱をＣＤＵ筐体一式により除熱することができ、最小の床面積で高効率な熱交換が可能である。これにより、コンピュータ室内において高効率の熱交換システムの構築が可能となる。しかも電気設備及び水案内設備の比較的容易な工事で実現可能である。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々変形して実施し得る。
例えば、上記実施例では、ラジエターユニット２１１とファンユニット２１３を、フレームユニット２１２に一体的に取付けた構造体としているが、フレームユニット２１２は独立して構成されるとは限らない。例えば、ファンユニット２１３の外枠のファンフレーム４１を固定するために構成された構造体、或いは頑丈に構成されたファンフレーム４１それ自体、として構成することも可能である。また、ラジエターユニット２１１を固定する頑丈なフレーム状の構造体があれば、その構造体を上記フレームユニット２１２として利用してもよい。

また、上記実施例では、サーバラックの背面扉に、特徴的な冷却ユニットを配置しているが、その配置の場所は背面扉に限らない。例えば、内部の熱気を、電子ラックの上面或いは側面から排出する形式のものにおいては、その上面或いは側面に、本実施例に係る冷却ユニットを取付けることが可能である。上面に取付けられる場合、必ずしもその開閉自在が要求されないときには固定的に取付けてもよい。

また、ファンユニット２１３に実装されるファンの個数は適宜調整可能である。例えば、サーバ本体２０の上２段のみに４台のブレードサーバ９１が搭載されている場合、ファンユニット１３のファン４３の数は、ラック９の背面全面に対応させた数である必要はなく、上２段のみに対応させた数で足りる場合もあろう。

また、上記実施例は、冷却ユニットを、ブレードサーバを収納したサーバラックに適用したものであるが、他の例によれば、サーバラックに限らず、多数のハードディスクユニットを収納したディスクアレイ装置や複数の通信機器を収納した通信ラック等の、一般に熱源を有する電子装置を収納した電子ラックに適用可能である。

また、ＣＤＵにおいて、ラジエターユニット１１とファンユニット１３の配置する場所は上記実施例が望ましいが、変形例では上記実施例に限定されない。例えば、上方へ排気するＣＤＵの場合、ファンユニット１３を上面に配置し、ラジエターユニット１１を側面又は背面に配置することができる。
なお、冷媒は低コストの観点から水冷が望ましいが、それに限らない。

１：冷媒循環装置（ＣＤＵ） ２：サーバラック ２０：サーバ本体 ２０１：ブレードサーバ ２１：冷却ユニット
１０：本体部 １１：ラジエターユニット １３：ファンユニット ６：分岐配管ユニット ６１，６２：ホース １２：制御部 １４：タンク１４ １５：ストレーナー １６、１６´：ポンプ １７、１７´：逆止弁 １８１：流量スイッチ １８３：バイパスバルブ １９１〜１９４：各種センサ
２１１：ラジエターユニット ２１２：フレームユニット ２１３：ファンユニット ２２：パイプ集合体 ３１：ラジエターユニット収納枠部 ３２：ファンフレーム収納枠部
８、８１，８２：ホース 。

Claims (11)

1. 熱源を有する電子装置を収納した電子ラックを冷却する冷却システムであって、
   該電子ラック内の空気の排出される側に配置された、複数のファンが配列された第１のファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される空気から吸熱する、冷媒を流すパイプが配列された第１のラジエターユニットを一体的に構成した冷却ユニットと、
   該第１のラジエターユニットに連結され、冷媒を流通する第１のホースと、
   該第１のホースを通して該冷却ユニットとの間で冷媒を循環させると共に、冷媒の除熱を行う冷却制御装置であって、該冷却制御装置は；
   循環する冷媒を一時貯蔵するタンクと、冷媒を循環させるポンプと、該装置の排気面側に配置され、複数のファンが配列された第２のファンユニットと、該装置の側面側に配置され、冷媒を案内するパイプが配列された第２のラジエターユニットと、該タンクと該ポンプと該第２のラジエターユニットを連結して形成される冷媒の流路と、該第２のファンユニットのファンを駆動すると共に、電源ケーブルを介して該第１のファンユニットのファンを駆動する電力を供給する電源と、を有することを特徴とする冷却システム。
2. 前記冷却ユニットは、空気が排出される該電子ラックの背面側に開閉可能に取り付けられる扉として構成されることを特徴とする請求項１の冷却システム。
3. 前記冷却ユニットは、空気が排出される該電子ラックの背面側に立位状態で支持される支持部を有することを特徴とする請求項１の冷却システム。
4. 前記支持部は、該冷却ユニットを支持する支持脚と、該支持脚の下側に取り付けられたキャスタを備えて構成されることを特徴とする請求項３の冷却システム。
5. 該冷却ユニットの該第１のラジエターユニット側と該電子ラックの背面側とを密閉して接続する該風洞体を有し、該風洞体内を通して該電子ラックから排出される空気を該冷却ユニットに導くことを特徴とする請求項３又は４項に記載の冷却システム。
6. 前記冷却制御装置は、該冷却制御装置の該流路に接続される第２のホースに対して、複数組の前記第１のホースを分岐して接続する分岐配管ユニットを有し、
   複数の電子ラックが設置される場合、前記第１の冷却ユニットはそれぞれの電子ラックに対応して配置され、
   該分岐配管ユニットで分岐された複数組の第１のホースは、それぞれ異なる第１の冷却ユニットに接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項記載の冷却システム。
7. 熱源を有する電子装置を収納した電子ラックを冷却するために設置された、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットを有する冷却ユニットとの間で、第１のホースを通して冷媒を循環させると共に、冷媒の除熱を行う冷却制御装置であって、
   循環する該冷媒を一時貯蔵するタンクと、
   該冷媒を循環させるポンプと、
   該装置の排気面側に配置され、複数のファンが配列された第２のファンユニットと、
   該装置の側面側に配置され、冷媒を案内するパイプが配列された第２のラジエターユニットと、
   該タンクと、該ポンプと、該第２のラジエターユニットを連結して形成される冷媒の流路と、
   該第２のファンユニットにファンを駆動するための電力を供給する電源と、
   該ポンプの駆動及び該電源を制御する制御部と、を有することを特徴とする冷却制御装置。
8. 前記冷却制御装置は、該冷却制御装置の該流路に接続される第２のホースに対して、複数組の前記第１のホースを分岐して接続する分岐配管ユニットを有し、
   該分岐配管ユニットで分岐された複数組の該第１のホースは、複数の電子ラックが設置される場合、該複数の電子ラックのそれぞれに対応して配置された前記第１の冷却ユニットにそれぞれ接続されることを特徴とする請求項７の冷却制御装置。
9. 前記分岐配管ユニットは、少なくとも該第１のホースと該第２のホースの接続部からの漏水を受ける容器と、該容器内の所定位置に設置された漏水センサを備え、
   前記制御部は、該漏水センサの検知信号を監視することを特徴とする請求項７又は８の冷却制御装置。
10. 前記流路の前記第２のラジエターユニットの手前に、冷媒の流量を検知する流量スイッチを備え、かつ
    該流量スイッチが所定の流量を検知した場合、該制御部は稼動する該ポンプの動作を停止することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかの項記載の冷却制御装置。
11. 前記第２のラジエターユニットは、漏水を受ける容器と、該容器内の所定位置に設置された漏水センサを備え、
    前記制御部は、該漏水センサの検知信号を監視することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかの項記載の冷却制御装置。

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