JP2018009715A - ヒートパイプ式の熱交換装置、およびサーバーシステム用の空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、空気調和装置の全体構造を簡素化して、全体システムの導入コストや設置コストを著しく削減でき、さらに、サーバーラック内の空気調和を好適に行って、空気調和のための電力消費量を著しく削減して省エネルギーに寄与できるサーバーシステム用の空気調和装置を提供することにある。
本発明の目的は、サーバーラックの周辺に熱交換装置や、外気や熱気を送るためのダクトを設置する必要がなく、従って、サーバー室の構造を簡素化し、サーバーラックの設置や設備更新を容易に行えるサーバーシステム用の空気調和装置を提供することにある。
囲壁に開口した熱気回収口12と内気送給室21の内気入口23を、回収ダクト47を介して接続する。
2 サーバー
3 ラック列
6 冷気入口
6A 冷気空間
7 熱気出口
7A 熱気空間
10 仕切壁
11 冷気供給口
12 熱気回収口
13 ヒートパイプ
14 第1熱交換体
15 第2熱交換体
16 ケース本体
17 送水設備
20 仕切板
21 内気送給室
22 外気送給室
23 内気入口
24 内気出口
25 外気入口
26 外気出口
27 第1送風ファン
28 第2送風ファン
32 熱交換室
F 床
S サーバー室
C 熱交換装置
Claims (12)
- ヒートパイプ(13)を伝熱要素とする外気冷却式の第1熱交換体(14)と、水冷式の第2熱交換体(15)と、これら両者を収容する中空箱状のケース本体(16)と、低温の冷却水を第2熱交換体(15)へ供給する送水設備(17)を備えているヒートパイプ式の熱交換装置であって、
ケース本体(16)の内部は傾斜する仕切板(20)で内気送給室(21)と外気送給室(22)に区分されており、
内気送給室(21)に臨むケース本体(16)に内気入口(23)と内気出口(24)が設けられ、外気送給室(22)に臨むケース本体(16)に、外気入口(25)と外気出口(26)が開口されており、
内気送給室(21)に熱気を送給する第1送風ファン(27)と、外気送給室(22)に外気を送給する第2送風ファン(28)のそれぞれがケース本体(16)に設けてあり、
第1熱交換体(14)は傾斜配置されて、ヒートパイプ(13)の吸熱部(13a)が内気送給室(21)に位置し、ヒートパイプ(13)の放熱部(13b)が外気送給室(22)に位置する状態で仕切板(20)と交差しており、
第2熱交換体(15)は、第1熱交換体(14)と内気出口(24)の間に配置されており、
第1熱交換体(14)の傾斜角度が水平面に対して30度以上で60度以下の角度に設定してあることを特徴とするヒートパイプ式の熱交換装置。 - 第2熱交換体(15)が、繰返し反転状に折曲げられた通水パイプ(34)と、通水パイプ(34)の外面に固定される一群の放熱フィン(35)とで四角ブロック状に構成されており、
第2熱交換体(15)は内気送給室(21)の出口領域の底部に配置されて、その通気出口面が内気送給室(21)の底部に開口した内気出口(24)に臨ませてある請求項1に記載のヒートパイプ式の熱交換装置。 - 反転状に折曲げられた通水パイプ(34)の屈曲部が、四角ブロック状の第2熱交換体(15)の一方の対向辺部の外に露出され、前記対向辺部のいずれか一方に冷却水入口(48)および冷却水出口(49)が導出されており、
冷却水入口(48)および冷却水出口(49)が、仕切板(20)と内気送給室(21)の底部で挟まれる隅部に臨む状態で第2熱交換体(15)が配置してある請求項2に記載のヒートパイプ式の熱交換装置。 - 内気送給室(21)の出口領域の底部に隣接して第2熱交換体(15)を収容する熱交換室(32)が設けられ、熱交換室(32)の底部に内気出口(24)が開口されており、
第2熱交換体(15)が熱交換室(32)の内部に傾斜配置されて、第2熱交換体(15)の傾斜下端に臨んでドレン水を排出するドレン受(33)が配置してある請求項1に記載のヒートパイプ式の熱交換装置。 - 熱交換室(32)の内部に2個の第2熱交換体(15・15)がV字状に傾斜配置してある請求項4に記載のヒートパイプ式の熱交換装置。
- V字状に傾斜配置した2個の第2熱交換体(15・15)の傾斜上端側が、ケース本体(16)に固定したヒンジ(50)で傾動可能に支持されており、
2個の第2熱交換体(15・15)は、傾動下端がV字状に隣接する使用姿勢と、各第2熱交換体(15・15)が熱交換室(32)の周囲壁に沿う不使用姿勢の間で傾動でき、
外気温が低い状態において、第2熱交換体(15・15)を不使用姿勢にして、第1熱交換体(14)のみで内気送給室(21)に送給される熱気を冷却する請求項5に記載のヒートパイプ式の熱交換装置。 - 第2熱交換体(15)が、内気送給室(21)の出口領域のうち、第1熱交換体(14)の通気出口面に隣接して配置してある請求項1に記載のヒートパイプ式の熱交換装置。
- 熱交換装置が、外気温度を検知する外気温度センサー(61)と、第1送風ファン(27)、第2送風ファン(28)および送水設備(17)の作動状態を制御する制御装置(64)を備えており、
外気温度が設定温度に達したことを外気温度センサー(61)が検知した状態において、外気温度センサー(61)からの出力信号に基づき、制御装置(64)が送水設備(17)を作動させて冷却水を第2熱交換体(15)に送給し、第1熱交換体(14)と第2熱交換体(15)の両者で内気送給室(21)に送給される熱気を冷却する請求項1から7のいずれかひとつに記載のヒートパイプ式の熱交換装置。 - サーバー室(S)の内部に、一群のサーバー(2)を収容するサーバーラック(1)が列状に配置されてラック列(3)を構成しており、サーバー室(S)の外に請求項1から8のいずれかひとつに記載した熱交換装置(C)が設けてあるサーバーシステム用の空気調和装置であって、
ラック列(3)の一側に各サーバーラック(1)の冷気入口(6)が設けられ、ラック列(3)の他側に各サーバーラック(1)の熱気出口(7)が設けられており、
ラック列(3)の冷気入口(6)に臨む冷気空間(6A)と、ラック列(3)の熱気出口(7)に臨む熱気空間(7A)が、ラック列(3)に沿って設けた仕切壁(10)で区分されており、
熱交換装置(C)の内気入口(23)が熱気空間(7A)に接続され、内気出口(24)が冷気空間(6A)に接続されており、
外気温度が設定温度に達したことを外気温度センサー(61)が検知した状態において、外気温度センサー(61)からの出力信号に基づき、制御装置(64)が送水設備(17)を作動させて冷却水を第2熱交換体(15)に送給し、第1熱交換体(14)と第2熱交換体(15)の両者で内気送給室(21)に送給される熱気を冷却することを特徴とするサーバーシステム用の空気調和装置。 - 仕切壁(10)が、サーバー室(S)の天井面と、天井面と対向する床(F)およびラック列(3)の上面との間に設けられて、冷気空間(6A)と熱気空間(7A)を区分しており、
平面視における仕切壁(10)が、ラック列(3)の上面を通る前後壁(10a)と、前後壁(10a)に連続してラック列(3)の前端または後端で折曲がる左右壁(10b)で構成されて、一筆書き状に連続している請求項9に記載のサーバーシステム用の空気調和装置。 - サーバー室(S)の周囲壁に、冷気空間(6A)に連通する冷気供給口(11)と、熱気空間(7A)に連通する熱気回収口(12)が形成されており、
内気送給室(21)の内気出口(24)と冷気供給口(11)、および内気送給室(21)の内気入口(23)と熱気回収口(12)が、それぞれ供給ダクト(46)と回収ダクト(47)を介して接続してある請求項9、または10に記載のサーバーシステム用の空気調和装置。 - 冷気空間(6A)に臨む床下に冷気案内通路(53)が形成され、同通路(53)の入口(54)が熱交換装置(C)の内気出口(24)に連通され、同通路(53)の出口(55)が冷気空間(6A)に臨む床(F)の複数個所に開口されており、
熱気空間(7A)と連通する状態でサーバー室(S)の周囲壁に開口した熱気回収口(12)と内気送給室(21)の内気入口(23)が、回収ダクト(47)を介して接続してある請求項9、または10に記載のサーバーシステム用の空気調和装置。
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