JP4407082B2 - 発熱体の冷却システムおよび熱管理システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発熱体を有するシステムにおいて、これら複数の発熱体を冷却する冷却システムに関するもので、例えば携帯電話基地局内の電子機器、電気機器、電気変換器、バッテリ等の冷却に用いて有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば携帯電話基地局内での電子機器を冷却する冷却システムは、全て電気エネルギを利用しているとともに、冷却システムを24時間連続稼働させる必要があるので、携帯基地局内の冷却システムの消費電力は非常に大きい。
【0003】
本発明は、上記点に鑑み、省電力(省エネルギ)で連続稼働させるに適した冷却システムを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離する吸着剤、および、吸着剤と熱媒体とを熱交換させる吸着コア(6)を収容する複数個の吸着器(5)と、熱媒体の流れを切り替えることによって、複数個の吸着器(5)のうち、吸着剤に冷媒を吸着させる吸着工程となる吸着器(5)、および、吸着剤から冷媒を脱離させる脱離工程となる吸着器(5)を切り替える複数個のバルブ(9a〜9e)とを有し、吸着工程時に、冷媒を蒸発させることによって、冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機によって構成された第1冷却手段(4)を備えており、第1冷却手段(4)は、脱離工程時には、閉じられた空間(1)内に存在する第1発熱体(2)から吸熱した熱により吸着剤が吸着していた冷媒を脱離させ、吸着工程時には、冷凍能力により閉じられた空間(1)内に存在する第2発熱体(3)を冷却する発熱体の冷却システムを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明では、上記の第1冷却手段(4)を備えており、第1冷却手段(4)は、脱離工程時には、閉じられた空間(1)である携帯電話基地局内に存在する第1発熱体(2)から吸熱した熱により吸着剤が吸着していた冷媒を脱離させ、吸着工程時には、冷凍能力により閉じられた空間(1)である携帯電話基地局内に存在する第2発熱体(3)を冷却する発熱体の冷却システムを特徴とする。
これにより、省エネルギ(省動力)化を図ることが可能であり、連続稼働させるのに適した発熱体の冷却システムを提供できる。
請求項3に記載の発明では、第1、2発熱体(2、3)は、閉じられた空間(1)である携帯電話基地局内に設置された電気機器であることを特徴とする。
【0006】
請求項4に記載の発明では、第1発熱体(2)から吸熱した熱媒体を冷却する第2冷却手段(11)を備えることを特徴とする。
【0007】
これにより、第1冷却手段(4)による冷凍能力(冷却能力)が不足したときであっても、第2発熱体(3)を確実に冷却することができる。
【0008】
請求項5に記載の発明では、第1発熱体(2)から吸熱した熱媒体に熱を供給する補助熱源(12)を有することを特徴とする。
【0009】
これにより、第1冷却手段(4)を稼働させるに必要な熱量が減少したときであっても、第1冷却手段(4)を稼働させることができるので、安定的に第2発熱体(3)を冷却することができる。
【0010】
請求項6に記載の発明では、
第1発熱体(2)の発熱量が所定の熱量を超えたときには、第1冷却手段(4)の成績係数を低下させるように第1冷却手段(4)を稼動させ、一方、第1発熱体(2)の発熱量が所定量の熱量を下回ったときには、第1冷却手段(4)の成績係数を向上させるように第1冷却手段(4)を稼動させることを特徴とする。
【0011】
これにより、第1発熱体(2)の発熱量が大きく変動しても柔軟に対応することができる。
【0012】
請求項7に記載の発明では、第1発熱体(2)の発熱量が所定の熱量を超えたときに、第1発熱体(2)の熱の一部を第1冷却手段(4)外に放熱することを特徴とする。
【0013】
これにより、第1発熱体(2)の発熱量が増大しても安定的に第2発熱体(3)を冷却することができる。
【0014】
なお、第1冷却手段(4)が放熱する放熱先の温度が所定温度以下となったとき、又は第1冷却手段(4)が故障したときには、請求項8に記載の発明のごとく、第1冷却手段(4)を介さず、少なくとも第2発熱体(3)の熱を直接に放熱先に放熱することが望ましい。
【0016】
第1冷却手段(4)が放熱する放熱先の温度が所定温度以下となったとき、又は第1冷却手段(4)が故障したときには、請求項9に記載の発明のごとく、第1冷却手段(4)を介さず、第1発熱体(2)及び第2発熱体(3)のうちいずれか一方の熱を直接に放熱先に放熱することが望ましい。
【0017】
第1冷却手段(4)は、請求項10に記載の発明のごとく、複数個のバルブ(9a〜9e)を同時に作動させて脱離工程とする吸着器(5)と吸着工程とする吸着器(5)とを切り換えたときであっても、第1発熱体(2)で発生する所定の基準発熱量にて所定の基準冷凍能力を発揮するものであることが望ましい。
【0018】
請求項11に記載の発明では、バルブ(9a〜9e)の作動不良が発生したときには、第1発熱体(2)から熱を回収した熱媒体をバルブ(9a〜9e)を迂回させて、直接に熱媒体と室外空気とを熱交換させる室外器(8)に流通させて、室外器(8)にて前記第1発熱体(2)の熱を放熱することを特徴とする。
【0019】
これにより、バルブ(9a〜9e)に作動不良が発生しても、第1発熱体(2)を冷却することができるので、冷却システムの信頼性を高めることができる。
【0020】
請求項12に記載の発明では、吸着式冷凍機は、熱媒体を循環させるポンプ(10a〜10c)および非常用のポンプ(10d)を有しており、非常用のポンプ(10d)は、非常用電源からの電源の供給を受けて作動することを特徴とする。
【0021】
これにより、ポンプ(10a〜10c)の作動不良が発生しても、第1発熱体(2)を冷却することができるので、冷却システムの信頼性を高めることができる。
【0022】
請求項13に記載の発明では、冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離する吸着剤、および、吸着剤と熱媒体とを熱交換させる吸着コア(6)を収容する複数個の吸着器(5)と、熱媒体の流れを切り替えることによって、複数個の吸着器(5)のうち、吸着剤に冷媒を吸着させる吸着工程となる吸着器(5)、および、吸着剤から冷媒を脱離させる脱離工程となる吸着器(5)を切り替える複数個のバルブ(9a〜9e)とを有し、吸着工程時に、冷媒を蒸発させることによって、冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機によって構成された第1冷却手段(4)を備えており、第1冷却手段(4)は、脱離工程時には、閉じられた空間(1)内に存在する第1発熱体(2)から吸熱した熱により吸着剤が吸着していた冷媒を脱離させ、吸着工程時には、冷凍能力により閉じられた空間(1)内に存在する第2発熱体(3)を冷却し、さらに、複数個の吸着器(5)のいずれかに作動不良が発生したときには、複数個の吸着器(5)のうち作動不良が発生していない吸着器(5)にて冷凍能力を発揮させる発熱体の冷却システムを特徴とする。
【0023】
これにより、第1冷却手段(4)が完全に停止してしまうことを防止できるので、冷却システムの信頼性を高めることができる。
【0024】
請求項14に記載の発明では、熱媒体を補給する補給タンク(15)を有することを特徴とする。
【0025】
これにより、熱媒体の漏れが発生しても、早期に冷却システムが停止してしまうことを防止できるので、冷却システムの信頼性を向上させることができる。
【0026】
請求項15に記載の発明では、補給タンク(15)が、閉じられた空間(1)の上部に配設されていることを特徴とする。
【0027】
これにより、補給タンク(15)を、上方側から空間(1)に降り注ぐ日射を遮る日射遮断手段として機能させることが可能であるので、冷却システムの冷却負荷を低減することができる。
【0028】
請求項16に記載の発明では、閉じられた空間(1)内の熱を回収する室内器(17a)および室内器(17a)にて回収した熱を閉じられた空間(1)外へ放熱する室外機(17b)を有する第3冷凍機(17)を有することを特徴とする。
【0029】
これにより、発熱体の発熱量が変動しても発熱体を安定的に冷却することできる。
【0030】
請求項17に記載の発明では、第1発熱体(2)の廃熱排出口直後に配設されていることを特徴とする。
【0031】
これにより、温度の高い廃熱にて空間(1)内が加熱される前に、速やかにその廃熱を空間(1)外に排出することができるので、第1冷却手段(4)を安定的に稼動させることができ、冷却システムを効率的に安定稼動させることができる。
【0034】
なお、第1発熱体(2)と第2発熱体(3)とは、請求項18に記載の発明のごとく、連動して稼動する電気機器であることが望ましい。
【0035】
また、請求項19に記載の発明のごとく、第2発熱体(3)の発熱量が、常に第1発熱体(2)の発熱量以下とすることが望ましい。
【0036】
請求項20に記載の発明では、請求項1ないし19のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システムを備える熱管理システムであって、冷却システムから排出される熱を利用する機器を備えることを特徴とする。
【0037】
これにより、熱を無駄なく利用することができる。
【0038】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0039】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る冷却システムを携帯電話基地局(以下、基地局と略す。)1内の電子機器の冷却に適用したものであって、基地局1内には、比較的発熱量が多く、かつ、高温となる電波出力用アンプ、電波出力制御盤、整流器、電子機器、電気機器及び電気変換器等からなる第1発熱体2と、第1発熱体2より低温で冷却する必要がある回路制御盤、バッテリ、電子機器、電気機器及び電気変換器等からなる第2発熱体3と、両発熱体2、3を冷却する冷凍機4(一転鎖線で囲まれた部分)とが設けられている。なお、両発熱体(電気機器)2、3は単独で(独立して)稼動するものではなく、両者2、3が連動して稼動するものである。
【0040】
ここで、冷凍機(第1冷却手段)4は、第1発熱体2から吸熱し、その吸熱した熱により吸着剤を加熱することにより稼働する吸着式冷凍機であり、以下、吸着式冷凍機(冷凍機4)について述べる。
【0041】
なお、吸着剤は、冷媒(本実施形態では、水)を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離するもので、本実施形態では、シリカゲルやゼオライト等の固体吸着剤を採用している。
【0042】
5は内部が略真空に保たれた状態で冷媒が封入された吸着器であり、この吸着器5内には、吸着剤と熱媒体(本実施形態では、エチレングリコール系の不凍液が混入された水)とを熱交換する第1熱交換器(吸着コア)6と、熱媒体と吸着器5内に封入された冷媒とを熱交換する第2熱交換器(蒸発/凝縮コア)7とが収納されている。
【0043】
なお、本実施形態では、複数個(2個)の吸着器5a、5bから構成されており、紙面右側の吸着器5a(以下、第1吸着器5aと呼ぶ。)と紙面左側の吸着器5b(以下、第2吸着器5bと呼ぶ。)とは、同じ構成であるので、両者を総称して呼ぶときは、吸着器5と表記する。また、熱交換器6、7の添え字aは第1吸着器5a内の熱交換器であることを示し、bは第2吸着器5b内の熱交換器であることを示す。
【0044】
8は基地局1の建物外に配設されて熱媒体と室外空気(放熱対象)とを熱交換する室外熱交換器(以下、室外器と略す。)であり、この室外器8は、第1、2放熱器8a、8b及び冷却風を送風するファン8cからなるもので、第1放熱器8a、は第2放熱器8bより冷却風流れ上流側に設けられている。
【0045】
なお、2aは第1発熱体2で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体と熱交換させる第1集熱器であり、3aは第2発熱体3で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体と熱交換させる第2集熱器であり、9a〜9eは熱媒体流れを切り替えるロータリ式バルブ(以下、バルブと呼ぶ。)であり、10a〜10cは熱媒体を循環させるポンプである。
【0046】
次に、本実施形態に係る冷却システムの作動を述べる。
【0047】
1.冷凍機4(吸着式冷凍機)の基本作動モード
このモードは、以下に述べる第1、2基本作動モードを所定時間毎に切換運転するものである。因みに、所定時間は、吸着剤に吸着されていた冷媒を脱離させるに必要な時間に基づいて適宜選定されるものである。
【0048】
なお、本実施形態では、第1発熱体2は150℃以下となるように冷却(吸熱)されており、第2発熱体3は外気温度(55℃〜60℃)以下程度となるように冷却され、冷凍機(吸着式冷凍機)4は70℃以上、100℃以下で所定の冷凍能力が発揮するように各種諸元が決定されている。
【0049】
また、以下の作動説明からも明らかなように、冷凍機4を安定稼動させるためには、第2発熱体3の発熱量が常に第1発熱体2の発熱量以下となる必要がある。
【0050】
1.1 第1基本作動モード
このモードでは、図2に示すように、第2集熱器3aと第2吸着器5bの第2熱交換器7bとの間で熱媒体を循環させることにより、第2吸着器5b内の冷媒を蒸発させて第2集熱器3aに冷却された熱媒体を供給することによって第2発熱体3を冷却するとともに、第2吸着器5b内で蒸発した気相冷媒(水蒸気)を第2吸着器5b内の吸着剤にて吸着する。
【0051】
このとき、吸着剤は凝縮熱に相当する熱量を発熱し、かつ、吸着剤の温度が上昇すると吸着能力が低下するので、室外器8にて冷却された熱媒体を第2吸着器5bの第1熱交換器6bに供給することにより吸着剤を冷却する。
【0052】
一方、第1吸着器5aの第1熱交換器6aには、第1集熱器2aにて熱媒体に吸熱された熱を、熱媒体を介して第1吸着器5aの吸着剤に供給することより吸着剤を加熱し、吸着剤に吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第1吸着器5aの第2熱交換器7aに室外器8にて冷却された熱媒体を供給し、その脱離した気相冷媒(水蒸気)を第2熱交換器7aにて冷却して凝縮させる。
【0053】
以下、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮しつつ、その蒸発した気相冷媒を吸着剤にて吸着させている状態にある吸着器5のことを、「吸着工程にある吸着器5」と呼び、吸着剤を加熱して吸着していた冷媒を脱離させつつ、その脱離した冷媒を冷却凝縮させている状態にある吸着器5のことを、「脱離工程にある吸着器5」と呼ぶ。
【0054】
1.2 第2基本作動モード
このモードはは、第1基本作動モードとは逆に、第1吸着器5aを吸着工程とし、第2吸着器5bを脱離工程とするものである。
【0055】
具体的には、図3に示すように、第2集熱器3aと第1吸着器5aの第2熱交換器7aとの間で熱媒体を循環させることにより、第1吸着器5a内の冷媒を蒸発させて第2集熱器3aに冷却された熱媒体を供給することによって第2発熱体3を冷却するとともに、第1吸着器5a内で蒸発した気相冷媒(水蒸気)を第1吸着器5a内の吸着剤にて吸着する。
【0056】
このとき、室外器8にて冷却された熱媒体を第1吸着器5aの第1熱交換器6aに供給することにより吸着剤を冷却する。
【0057】
一方、第2吸着器5bの第1熱交換器6bには、第1集熱器2aにて熱媒体に吸熱された熱を、熱媒体を介して第2吸着器5bの吸着剤に供給することより吸着剤を加熱し、吸着剤に吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第2吸着器5bの第2熱交換器7bに室外器8にて冷却された熱媒体を供給し、その脱離した気相冷媒(水蒸気)を第2熱交換器7bにて冷却して凝縮させる。
【0058】
2.過熱運転モード
この運転モードは、第1発熱体2の発熱量が冷凍機4(吸着剤)にて吸着可能な所定の熱量(例えば、冷凍機4の最大冷凍能力を冷凍機4の最大成績係数(COP)で除した値)を超えたときに実行されるモードである。
【0059】
具体的には、第1基本作動モードと第2基本作動モードとを切り換える際に、第1熱交換器6の熱媒体出口側を切り換えるバルブ9bを、第1熱交換器6の熱媒体入口側を切り換えるバルブ9aより先に切り換え作動させた後、所定時間が経過した後、バルブ9aを作動させるものである。
【0060】
これにより、図4、5に示すように、第1集熱器2aにて熱媒体に吸熱された熱は、吸着材(冷凍機4)に供給されることなく、室外器8より外気中に放熱される。
【0061】
なお、過熱運転モードが実行される時間は、第1発熱体2の発熱量、冷凍機4(吸着剤)にて吸着可能な熱量、及び外気温度等に基づいて適宜選定されるものである。
【0062】
因みに、図4は第1基本作動モードから第2基本作動モードに移行する際に実行される過熱運転モードを示しており、図5は第2基本作動モードから第1基本作動モードに移行する際に実行される過熱運転モードを示している。
【0063】
3.少熱運転モード
このモードは、第1発熱体2の発熱量が、冷凍機4を稼働させるに必要な所定量の熱量(例えば、冷凍機4の最小冷凍能力を冷凍機4の最小成績係数(COP)で除した値)を下回ったときに実行されるモードである。
【0064】
具体的には、第1基本作動モードと第2基本作動モードとを切り換える際に、第1熱交換器6の熱媒体入口側を切り換えるバルブ9aを、第1熱交換器6の熱媒体出口側を切り換えるバルブ9bより先に切り換え作動させた後、所定時間が経過した後、バルブ9bを作動させるものである。
【0065】
これにより、図6、7に示すように、吸着剤を加熱するために第1熱交換器6に供給されていた熱媒体が、室外器8に流れることなく、第1集熱器2aに戻ってくるので、第1発熱体2で発生した熱を無駄なく冷凍機4に供給することができる。
【0066】
なお、少熱運転モードが実行される時間も過熱運転モード時と同様に、第1発熱体2の発熱量、冷凍機4(吸着剤)にて吸着可能な熱量、及び外気温度等に基づいて適宜選定されるものである。
【0067】
因みに、図6は第1基本作動モードから第2基本作動モードに移行する際に実行される少熱運転モードを示しており、図7は第2基本作動モードから第1基本作動モードに移行する際に実行される少熱運転モードを示している。
【0068】
4.直接冷却モード
このモードは、冬場等の外気温度が十分に低くなり、外気温度が第2発熱体3の冷却温度(第2発熱体3の許容耐熱温度)より低いとき、又は冷凍機4が故障したときに実行されるモードであり、図8に示すように、ポンプ10a、10bを停止させるとともに、第1発熱体2(第1集熱器2a)には、第1放熱器8aのみにて冷却された熱媒体が供給され、第2発熱体3(第2集熱器3a)には、第1放熱器8a及び第2放熱器8bにて冷却された熱媒体が供給される。
【0069】
なお、外気温度は、図示しない外気温度センサ(外気温度検出手段)により検出しており、本実施形態では、検出値が15℃以下となったときにこのモードを実行する。
【0070】
また、冷凍機4が故障したか否かの判断は、吸着器5内の圧力が所定値(本実施形態では、70KPa)以上となったとき、吸着工程にある吸着器5の第2熱交換器7から流出する熱媒体の温度が所定値(本実施形態では、20℃)以上となったとき、吸着工程にある吸着器5の第2熱交換器7から流出する熱媒体の温度が第2熱交換器7の入口における熱媒体温度と等しくなったとき、及び吸着器5の第1熱交換器6に流入する熱媒体温度と第1熱交換器6から流出する熱媒体温度とが等しくなったときのいずれかの場合に冷凍機4が故障したものと見なしている。
【0071】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【0072】
本実施形態に係る冷却システムは、第1発熱体2から吸熱し、その吸熱した熱により稼働する吸着式冷凍機4により第2発熱体3を冷却するので、省電力(省エネルギ)化が可能であり、連続稼働させるのに適している。
【0073】
また、複雑な制御を必要としないので、基地局を管理する管理人がいない状態でも連続稼働させることができる。
【0074】
また、第1発熱体2の発熱量が所定の熱量を超えたときには、第1集熱器2aにて熱媒体に吸熱された熱は、吸着材(冷凍機4)に供給されることなく、室外器8より外気中(放熱先)に放熱することにより、冷凍機4の成績係数(COP)を低下させるように冷凍機4を制御し、一方、第1発熱体2の発熱量が所定量の熱量を下回ったときには、吸着剤を過熱するために第1熱交換器6に供給されていた熱媒体が、室外器8に流れることなく、第1集熱器2aに戻ってくるようにすることにより、冷凍機4の成績係数(COP)を向上させるように冷凍機4を制御するので、第1発熱体2の発熱量が変動しても柔軟に対応することができる。
【0075】
なお、ここで言う成績係数とは、第1発熱体2で発生した熱量Q1に対する冷凍機4の発生した冷凍能力Q2との比(=Q2/Q1)を言うものであり、実際に冷凍機4にて消費(吸熱)された熱量Qoに対する冷凍機4の発生した冷凍能力Q2との比(=Q2/Qo)ではない。
【0076】
また、冬場等の外気温度が十分に低いときには、冷凍機4を稼働させることなく、両発熱体2、3の熱を外気中に放熱するので、両発熱体2、3を冷却するに必要な消費エネルギ(ポンプ10a、10b等を稼働させるに必要なエネルギ)を小さくすることができる。
【0077】
ところで、第1熱交換器(吸着コア)6の熱媒体入口側を切り換えるバルブ9aと第1熱交換器(吸着コア)6の熱媒体出口側を切り換えるバルブ9bとを同時に切り換え作動させると、第1熱交換器(吸着コア)6の熱容量の影響を受けて、脱離工程から吸着工程に切り換わった直後は、気相冷媒を吸着することができず、実質的な冷凍能力が低下するおそれがある。
【0078】
そこで、本実施形態では、吸着器5を脱離工程から吸着工程に切り換る際に、熱媒体流れを切り換えるバルブ9a〜9dを同時に作動させた場合であっても、第1発熱体2で発生する所定の基準発熱量にて所定の基準冷凍能力が発生するように、冷凍機4の仕様を決定している。
【0079】
なお、本実施形態では、直接冷却モードにおいて熱媒体がポンプ10a、10b内を逆流するので、ポンプ10a、10bにおける圧力損失が大きく、ポンプ10cの負荷が大きなってしまうおそれがあるので、直接冷却モード時において、ポンプ10a、10bを迂回して熱媒体を流通させるバイパス回路を設けてもよい。
【0080】
(第2実施形態)
本実施形態は、図9に示すように、冷凍機4(以下、第1冷凍機4と呼ぶ。)に加えて、第1発熱体2から熱を吸熱した熱媒体が循環する回路中に、第2冷凍機(第2冷却手段)11を設けたものである。
【0081】
なお、本実施形態では、第2冷凍機11として、蒸気圧縮式冷凍機を採用しており、図9中、11aは室外空気と第2冷凍機11内を循環する冷媒との間で熱交換を行う室外器であり、11bは第1発熱体2から熱を吸熱した熱媒体と第2冷凍機11内を循環する冷媒との間で熱交換を行う室内器であり、11cは熱媒体経路を切り換えるバルブである。
【0082】
そして、第1発熱体2の発熱量が過度に大きくなったとき(例えば、第1発熱体2の発熱量に冷凍機4の最小成績係数を乗じた値が第2発熱体3を冷却するに必要な必要冷凍能力を上回ったとき)には、バルブ11cを実線で示す状態として第2冷凍機11で発生する冷凍能力により熱媒体を冷却する。
【0083】
一方、第1発熱体2の発熱量が過度に小さくなったとき(例えば、第1発熱体2の発熱量に冷凍機4の最小成績係数を乗じた値が第2発熱体3を冷却するに必要な必要冷凍能力を下回ったとき)には、バルブ11cを破線で示す状態として第2冷凍機11をヒートポンプ運転させることにより、外気から吸熱しその吸熱し熱量と圧縮機の圧縮仕事に相当する熱量を熱媒体に与える補助熱源として作動させて第1冷凍機4を稼働させるに必要な熱量を補う。
【0084】
これにより、第1発熱体2の発熱量によらず、安定的に発熱体2、3を冷却することができる。
【0085】
なお、本実施形態では、第2冷凍機11として蒸気圧縮式冷凍機を用いたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第2冷凍機11として気体冷凍機、熱電冷凍機及び熱サイフォン等の冷凍機を用いてもよい。また、ラジエータのようにな単純な熱交換器として、冷媒を相変化させずに循環させることにより第2冷凍機(冷却手段)を構成してもよい。
【0086】
(第3実施形態)
本実施形態は、図10に示すように、第1発熱体2から熱を吸熱した熱媒体が循環する回路中に、熱媒体を過熱する補助熱源(本実施形態では、電気ヒータ)12を設けたものである。
【0087】
そして、第1発熱体2の発熱量が過度に小さくなったとき(例えば、第1発熱体2の発熱量に冷凍機4の最小成績係数を乗じた値が第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力を下回ったとき)には、補助熱源12にて熱媒体を過熱して第1冷凍機4を稼働させるに必要な熱量を補う。
【0088】
なお、本実施形態では、補助熱源12として電気ヒータを用いたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、燃焼式ヒータ、内燃機関等のその他機関の廃熱、第1冷凍機4の廃熱、蓄熱器及びソーラ集熱器等を用いてもよい。
【0089】
(第4実施形態)
本実施形態は、図11に示すように、第2冷凍機11を第2発熱体2から熱を吸熱した熱媒体が循環する回路中に設けたものである。
【0090】
そして、第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力が不足したとき(例えば、第1発熱体2の発熱量を第1冷凍機4の成績係数で乗した値が、第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力を下回ったとき)には、第2冷凍機11にて熱媒体(第2発熱体3)を冷却する。
【0091】
このとき、第2冷凍機11は、第1発熱体2から吸熱することなく、独立して冷凍能力を発揮するので、第2発熱体3を確実に冷却することができる。
【0092】
(第5実施形態)
第1実施形態では、第1発熱体2のみから吸熱して冷凍機(吸着式冷凍機)4を稼働させていたが、本実施形態は、図12に示すように、第1発熱体2のみならず、第2発熱体3からも吸熱して冷凍機(吸着式冷凍機)4を稼働させるものである。
【0093】
因みに、13は第2発熱体3(第2集熱器3a)にて加熱された熱媒体から吸熱して第1発熱体2(第1集熱器2a)内を循環する熱媒体を加熱する熱交換器である。
【0094】
これにより、第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力が不足したとき(例えば、第1発熱体2の発熱量を第1冷凍機4の成績係数で乗した値が、第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力を下回ったとき)、又は第1発熱体2の発熱量が過度に小さくなったとき(例えば、第1発熱体2の発熱量に冷凍機4の最小成績係数を乗じた値が第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力を下回ったとき)であっても、両発熱体2、3を確実に冷却することができる。
【0095】
(第6実施形態)
本実施形態は、図13に示すように、第2実施形態に係る冷却システム(図9参照)からバルブ11cを廃止したものである。なお、図13では、第2冷凍機11(室内器11b)の熱媒体入口側及び熱媒体出口側がポンプ10aの吸入側に接続されているが、第2冷凍機11(室内器11b)の熱媒体入口側及び熱媒体出口側に接続してもよい。
【0096】
これにより、第2実施形態と同様に、第1発熱体2の発熱量によらず、安定的に発熱体2、3を冷却することができる。
【0097】
(第7実施形態)
第4実施形態(図11参照)では、ポンプ10bの吐出側に第2冷凍機11に設けたが、本実施形態は、図14に示すように、ポンプ10bの吸入側に第2冷凍機11に設けたものである。
【0098】
これにより、第4実施形態と同様に、第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力が不足したとき(例えば、第1発熱体2の発熱量を第1冷凍機4の成績係数で乗した値が、第2発熱体3を冷却するに必要な冷凍能力を下回ったとき)にでも、第2発熱体3)を実冷却することができる。
【0099】
(第8実施形態)
上述の実施形態では、熱媒体を切り換えるバルブとしてロータリ式のバルブを用いたが、本実施形態は、図15に示すように、複数個の2方弁(開閉弁)によりロータリ式のバルブと同等の機能を有するバルブ9a〜9eを構成したものである。
【0100】
(第9実施形態)
本実施形態は、冬場等の外気温度が十分に低くなり、外気温度が第2発熱体3の冷却温度(第2発熱体3の許容耐熱温度)より低いとき、又は冷凍機4が故障したとき(直接冷却モード)時に、図16に示すように、第1発熱体2及び第2発熱体3のうちいずれか一方の熱(この例では、第1発熱体2の熱)を、第1冷凍機4を介さず直接に放熱先(外気中)に放熱するようにしたものである。
【0101】
なお、当然ながら、本実施形態は、第1発熱体2及び第2発熱体3双方の熱を第1冷凍機4を介さず直接に放熱先(外気中)に放熱してもよいことは言うまでもない。
【0102】
(第10実施形態)
図17は本実施形態に係る冷却システムの概略図であり、本実施形態は、第1実施形態(図1)に対して、第1集熱器2aにて加熱された熱媒体をバルブ9a〜9eを迂回して直接に室外器8に導くバイパス回路16、バイパス回路16に熱媒体を循環させる場合と循環させない場合とを切替制御する三方バルブ(以下、バルブと略す。)14a〜14d、熱媒体補給用のリザーブタンク15及び非常用のポンプ10dを設けたものである。
【0103】
なお、ポンプ10dは、ポンプ10a〜10cと異なり、停電時でも稼動することができるように非常用電源から電源の供給を受けるように設定されている。
【0104】
次に、本実施形態の特徴的作動及びその効果等を述べる。
【0105】
何らかの理由によりバルブ9a〜9eに作動不良が発生したときには、バルブ14a〜14dを作動させて、第1集熱器2aにて加熱された熱媒体をバイパス回路16を経由して直接に室外器8に導き、第1発熱体2の冷却を行う。
【0106】
これにより、バルブ9a〜9eに作動不良が発生しても、第1発熱体2を冷却することができるので、冷却システムの信頼性を高めることができる。
【0107】
また、熱媒体補給用のリザーブタンク15を設けたので、熱媒体配管のいずれかの部位で熱媒体の漏れが発生しても、リザーブタンク15から熱媒体が供給されるので、熱媒体の漏れが発生しても、早期に冷却システムが停止してしまうことを防止でき、冷却システムの信頼性を向上させることができる。
【0108】
なお、本実施形態に限らず、冷却システム内の機器に作動不良が発生したときには、電話回線等の通信手段により冷却システムを管理する管理会社等に作動不良が発生した旨が自動的に伝達されるように構成されており、作動不良が発生したときには、サービス員がその作動不良が発生した冷却システムの修理を行う。
【0109】
因みに、図17では、室外器8が第1、2放熱器8a、8bから構成されていたが、図18に示すように、1台の放熱器8aにて室外器8を構成してもよい。
【0110】
(第11実施形態)
本実施形態は、室外器8に不具合が発生したときに対する処置を講じたもので、具体的には、第9実施形態(図17)に対して、図19に示すように、非常の放熱器8d及びこの放熱器8dに冷却風を送風するファン8e、並びに室外器8を迂回させて放熱器8dに熱媒体を循環させるためのバルブ14eを追加したものである。
【0111】
これにより、室外器8にて放熱ができなくても、放熱器8dにて放熱することができるので、冷却システムの信頼性をより一層高めることができる。なお、本実施形態は、第10実施形態に示された機能の全てを包含していることは言うまでもない。
【0112】
因みに、本実施形態も第9実施形態と同様に、1台の放熱器8aにて室外器8を構成してもよい。
【0113】
(第12実施形態)
本実施形態は、上述の実施形態において、第1、2吸着器5a、5bのいずれか一方に不具合が発生しても、他方側(正常作動する方)の吸着器5にて冷凍機4を稼動させることができるようにしたものである。
【0114】
これにより、連続的に冷凍機4を稼動させることはできない(断続運転となる)ものの、冷凍機4が完全に停止してしまうことを防止できるので、冷却システムの信頼性を高めることができる。
【0115】
また、本実施形態は、図20に示すように、バルブ14f、14g及びポンプ10eを設けることにより、冷凍機4が故障したときに、第1発熱体2の熱(第1集熱器2aで集めた熱)及び第2発熱体3の熱(第2集熱器3aで集めた熱)のそれぞれを第1、2放熱器8a、8bにて放熱可能としている。勿論、第1、2放熱器8a、8bの両方にて第1発熱体2の熱を放熱してもよい。
【0116】
また、本実施形態では、第10、11実施形態に示された構成を全て包含しているので、冷凍機4を断続運転している(冷凍機4が脱離工程にある)ときであっても、バイパス回路16にて第2発熱体2の熱を直接に室外器8(第1、2放熱器8a、8bのうちいずれか一方の放熱器)から放熱することができる。したがって、冷凍機4を断続運転しているであっても、冷却能力が大きく低下することを抑制できる。
【0117】
さらに、冷凍機4が吸着工程にあるときは、吸着時に吸着剤から発生する凝縮熱相当の熱(吸着熱)及び第2発熱体3の熱を室外器8(第1、2放熱器8a、8b)にて放熱できるので、冷凍機4を断続運転しているであっても、冷却能力が大きく低下することを抑制できる。
【0118】
(第13実施形態)
本実施形態は、第10〜12実施形態において、図21に示すように、冷凍機4とは独立した第3冷凍機(第3冷却手段)17を追加したものである。
【0119】
なお、第3冷凍機17は、基地局1内に配設されて基地局1内の空気と熱交換する室内器17a及び基地局1外に配設されて室内器17aに回収した熱を基地局1外に放熱する室外器17b等からなるもので、その種類は問わないが、例えば、蒸気圧縮式冷凍機、気体冷凍機、熱電冷凍機、熱サイフォン及び水冷等である。
【0120】
これにより、第1、2発熱体2、3の発熱量が変動しても第1、2発熱体2、3を安定的に冷却することできる。このため、特に、第11実施形態ごとく、冷凍機4の冷凍能力が低下したときであっても、第1、2発熱体2、3を安定的に冷却することできる。
【0121】
なお、図21は第10〜10実施形態に対して本実施形態を適用した例であるが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第1〜8実施形態に対しても適用することができる。
【0122】
(第14実施形態)
本実施形態は、第13実施形態において、図22に示すように、室内器17aを第1発熱体2の廃熱排出口直後に配設したものである。
【0123】
これにより、温度の高い廃熱にて基地局1内が加熱される前に、速やかにその廃熱を基地局1外に排出することができるので、冷凍機4を安定的に稼動させることができ、冷却システムを効率的に安定稼動させることができる。
【0124】
(第15実施形態)
本実施形態は、第13実施形態において、図23に示すように、室内器17aを発熱量及び発熱量の変動量が大きい部位(本実施形態では、第1発熱体3)に配設したものである。
【0125】
これにより、発熱量及び発熱量の変動量が大きい部分は第3冷凍機17にて冷却し、冷凍機4を微細発熱部分(本実施形態では、第1発熱体2)に適用するこができるので、比較的冷却能力が小さい冷凍機4を安定稼動させることができるとともに、冷却システムを効果的に稼動させることができる。
【0126】
(第16実施形態)
本実施形態は、図24に示すように、リザーブタンク15を基地局1に上に設置することにより、リザーブタンク15を基地局1に降り注ぐ日射を遮る日射遮断手段として機能させ、冷却負荷の低減を図ったものある。
【0127】
(その他の実施形態)
また、上述の実施形態では、基地局にを例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビル、地下室、工場、倉庫、住宅、車庫及び車両等の空間内に配設された複数種類の発熱体(例えば、ガスタービンエンジン、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、燃料電池、電子機器、電気機器、電気変換器、蓄電池、動物(人間を含む。)等)の冷却に適用することができる。
【0128】
また、空間は密閉された空間に限定されるものではなく、開空間であってもよい。
【0129】
また、冷却システムの放熱先(放熱対象、冷凍機4、11外)は外気(大気)に限定されるものではなく、河川、地下水、土壌、海水、宇宙空間等であってもよい。
【0130】
また、冷媒は水に限定されるものではなく、アルコール等のその他のものであってもよい。
【0131】
また、上述の実施形態では吸着剤(吸着媒体)として固体吸着剤を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、臭化リチウムやアンモニア等の吸収液を含浸させたハイニカム構造状の吸収体を用いてもよい
また、上述の実施形態に示された冷却システムから排出される熱により給湯水を加熱する加熱器、室内に吹き出す空気を加熱する加熱機、又は雪を溶かす融雪加熱器を備える熱管理システムに本発明に係る冷却システムを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る冷却システムの模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る第1基本作動モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係る第2基本作動モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係る過熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係る過熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係る少熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る少熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図8】本発明の第1実施形態に係る直接冷却モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図9】本発明の第2実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図10】本発明の第3実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図11】本発明の第4実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図12】本発明の第5実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図13】本発明の第6実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図14】本発明の第7実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図15】本発明の第8実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図16】本発明の第9実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図17】本発明の第10実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図18】本発明の第10実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図19】本発明の第11実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図20】本発明の第12実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図21】本発明の第13実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図22】本発明の第14実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図23】本発明の第15実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【図24】本発明の第16実施形態に係る冷却システムを示す模式図である。
【符号の説明】
1…携帯電話基地局、2…第1発熱体、3…第2発熱体、
4…吸着式冷凍機、5…吸着器、6…吸着コア(第1熱交換器)、
7…蒸発/凝縮コア(第2熱交換器)、8…室外器。
Claims (20)
- 冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた前記冷媒を脱離する吸着剤、および、前記吸着剤と熱媒体とを熱交換させる吸着コア(6)を収容する複数個の吸着器(5)と、
前記熱媒体の流れを切り替えることによって、前記複数個の吸着器(5)のうち、前記吸着剤に前記冷媒を吸着させる吸着工程となる前記吸着器(5)、および、前記吸着剤から前記冷媒を脱離させる脱離工程となる前記吸着器(5)を切り替える複数個のバルブ(9a〜9e)とを有し、
前記吸着工程時に、前記冷媒を蒸発させることによって、冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機によって構成された第1冷却手段(4)を備えており、
前記第1冷却手段(4)は、前記脱離工程時には、閉じられた空間(1)内に存在する第1発熱体(2)から吸熱した熱により前記吸着剤が吸着していた冷媒を脱離させ、前記吸着工程時には、前記冷凍能力により前記閉じられた空間(1)内に存在する第2発熱体(3)を冷却することを特徴とする発熱体の冷却システム。 - 冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた前記冷媒を脱離する吸着剤、および、前記吸着剤と熱媒体とを熱交換させる吸着コア(6)を収容する複数個の吸着器(5)と、
前記熱媒体の流れを切り替えることによって、前記複数個の吸着器(5)のうち、前記吸着剤に前記冷媒を吸着させる吸着工程となる前記吸着器(5)、および、前記吸着剤から前記冷媒を脱離させる脱離工程となる前記吸着器(5)を切り替える複数個のバルブ(9a〜9e)とを有し、
前記吸着工程時に、前記冷媒を蒸発させることによって、冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機によって構成された第1冷却手段(4)を備えており、
前記第1冷却手段(4)は、前記脱離工程時には、閉じられた空間(1)である携帯電話基地局内に存在する第1発熱体(2)から吸熱した熱により前記吸着剤が吸着していた冷媒を脱離させ、前記吸着工程時には、前記冷凍能力により前記閉じられた空間(1)である携帯電話基地局内に存在する第2発熱体(3)を冷却することを特徴とする発熱体の冷却システム。 - 前記第1、2発熱体(2、3)は、前記閉じられた空間(1)である携帯電話基地局内に設置された電気機器であることを特徴とする請求項2に記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1発熱体(2)から吸熱した前記熱媒体を冷却する第2冷却手段(11)を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1発熱体(2)から吸熱した前記熱媒体に熱を供給する補助熱源(12)を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1発熱体(2)の発熱量が所定の熱量を超えたときには、前記第1冷却手段(4)の成績係数を低下させるように前記第1冷却手段(4)を稼動させ、
一方、第1発熱体(2)の発熱量が所定量の熱量を下回ったときには、前記第1冷却手段(4)の成績係数を向上させるように前記第1冷却手段(4)を稼動させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。 - 前記第1発熱体(2)の発熱量が所定の熱量を超えたときに、前記第1発熱体(2)の熱の一部を前記第1冷却手段(4)外に放熱することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1冷却手段(4)が放熱する放熱先の温度が所定温度以下となったとき、又は前記第1冷却手段(4)が故障したときには、前記第1冷却手段(4)を介さず、前記第1発熱体(1)及び前記第2発熱体(3)の熱を直接に前記放熱先に放熱することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1冷却手段(4)が放熱する放熱先の温度が所定温度以下となったとき、又は前記第1冷却手段(4)が故障したときには、前記第1冷却手段(4)を介さず、前記第1発熱体(2)及び前記第2発熱体(3)のうちいずれか一方の熱を直接に前記放熱先に放熱することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1冷却手段(4)は、前記複数個のバルブ(9a〜9e)を同時に作動させて前記脱離工程とする前記吸着器(5)と前記吸着工程とする前記吸着器(5)とを切り換えたときであっても、前記第1発熱体(2)で発生する所定の基準発熱量にて所定の基準冷凍能力を発揮するものであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記バルブ(9a〜9e)の作動不良が発生したときには、前記第1発熱体(2)から熱を回収した前記熱媒体を前記バルブ(9a〜9e)を迂回させて、直接に前記熱媒体と室外空気とを熱交換させる室外器(8)に流通させて、前記室外器(8)にて前記第1発熱体(2)の熱を放熱することを特徴とする請求項1ないし9に記載の発熱体の冷却システム。
- 前記吸着式冷凍機は、前記熱媒体を循環させるポンプ(10a〜10c)および非常用のポンプ(10d)を有しており、
前記非常用のポンプ(10d)は、非常用電源からの電源の供給を受けて作動することを特徴とする請求項1ないし9に記載の発熱体の冷却システム。 - 冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた前記冷媒を脱離する吸着剤、および、前記吸着剤と熱媒体とを熱交換させる吸着コア(6)を収容する複数個の吸着器(5)と、
前記熱媒体の流れを切り替えることによって、前記複数個の吸着器(5)のうち、前記吸着剤に前記冷媒を吸着させる吸着工程となる前記吸着器(5)、および、前記吸着剤から前記冷媒を脱離させる脱離工程となる前記吸着器(5)を切り替える複数個のバルブ(9a〜9e)とを有し、
前記吸着工程時に、前記冷媒を蒸発させることによって、冷凍能力を発揮する吸着式冷凍機によって構成された第1冷却手段(4)を備えており、
前記第1冷却手段(4)は、前記脱離工程時には、閉じられた空間(1)内に存在する第1発熱体(2)から吸熱した熱により前記吸着剤が吸着していた冷媒を脱離させ、前記吸着工程時には、前記冷凍能力により前記閉じられた空間(1)内に存在する第2発熱体(3)を冷却し、
さらに、前記複数個の吸着器(5)のいずれかに作動不良が発生したときには、前記複数個の吸着器(5)のうち作動不良が発生していない吸着器(5)にて前記冷凍能力を発揮させることを特徴とする発熱体の冷却システム。 - 前記熱媒体を補給する補給タンク(15)を有することを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記補給タンク(15)が、前記閉じられた空間(1)の上部に配設されていることを特徴とする請求項14に記載の発熱体の冷却システム。
- 前記閉じられた空間(1)内の熱を回収する室内器(17a)および前記室内器(17a)にて回収した熱を前記閉じられた空間(1)外へ放熱する室外機(17b)を有する第3冷凍機(17)を有することを特徴とする請求項1ないし15のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記室内器(17a)は、前記第1発熱体(2)の廃熱排出口直後に配設されていることを特徴とする請求項17に記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第1発熱体(2)と前記第2発熱体(3)とは、連動して稼動する電気機器であることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 前記第2発熱体(3)の発熱量が、常に前記第1発熱体(2)の発熱量以下であることを特徴とする請求項1ないし18のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システム。
- 請求項1ないし19のいずれか1つに記載の発熱体の冷却システムを備える熱管理システムであって、
前記冷却システムから排出される熱を利用する機器を備えることを特徴とする熱管理システム。
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US20100085708A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Liebert Corporation | High-efficiency, fluid-cooled ups converter |
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US20170186662A1 (en) * | 2014-05-13 | 2017-06-29 | Ramot At Tel Aviv University | Applying phase separation of a solvent mixture with a lower critical solution temperature for enhancement of cooling rates by forced and free convection |
KR20150146279A (ko) * | 2014-06-23 | 2015-12-31 | 주식회사 진성이앤지 | 냉매 공급 장치 및 방법 |
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JPH0765816B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1995-07-19 | 西淀空調機株式会社 | 吸着式冷凍機とその運転方法 |
US5271239A (en) * | 1990-11-13 | 1993-12-21 | Rocky Research | Cooling apparatus for electronic and computer components |
JPH02306068A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属水素化物を用いた車用冷却装置 |
US5406807A (en) * | 1992-06-17 | 1995-04-18 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for cooling semiconductor device and computer having the same |
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US6138469A (en) * | 1995-09-20 | 2000-10-31 | Sun Microsystems, Inc. | Refrigeration system for electronic components having environmental isolation |
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JPH09138044A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-05-27 | Hitachi Ltd | 密閉筐体とその湿度制御法 |
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