JP5471223B2 - 熱回収装置及び冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、熱回収装置及び冷却システムに関する。

サーバ等のように電子機器が多数設置されたデータセンターでは、電子機器を冷却するための空調電力使用量が全体の電力使用量に占める割合が高い。そのため、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱体にＣＰＵジャケット等の受熱器を設置し、受熱
器に冷媒を流すことで発熱体の熱を奪い、電子機器を冷却することで空調電力使用量の削減を図っている。

ところで、吸着材への吸着質の吸着・脱着（脱離）現象に付随して起こる相変化を利用して、熱の汲み上げを行う吸着式ヒートポンプが公知である。吸着式ヒートポンプは、シリカゲルやゼオライト、活性炭などの吸着剤（吸着材）に水やアルコールなどの吸着質を吸着・脱着する吸着器と、吸着器における吸着操作に伴って吸着質を蒸発させて冷熱を生成する蒸発器と、吸着器で脱着された吸着質の蒸気を凝縮させて蒸発器に供給する凝縮器を主に含む。以下、吸着器において吸着剤に吸着質を吸着させる工程を「吸着工程」と称し、吸着剤から吸着質を脱着（脱離）させて吸着剤を再生する工程を「脱着（再生）工程」と称す。

脱着工程において吸着剤から吸着質を脱着させるためには、吸着剤を加熱して吸着質を蒸発させるための熱源が必要になる。近年、エネルギーの有効利用の観点から、受熱器を介して電子機器の発熱体から回収した熱を、吸着式ヒートポンプの作動熱源として再利用する熱回収装置、或いは冷却システムが検討されている。

例えば、冷媒を封入した環状の循環通路を吸着式ヒートポンプに接続し、循環通路の途中に受熱器を設けた熱回収部が形成される熱回収装置、冷却システム等が例示できる。この場合、冷媒が受熱器を通る際に発熱体の熱が冷媒に回収される（熱が奪われる）ことで電子機器が冷却される。

一方、発熱体からの熱回収によって加熱された冷媒は、吸着式ヒートポンプに供給される。冷媒の熱エネルギーは吸着式ヒートポンプの作動熱源として、例えば吸着式ヒートポンプによる冷熱の生成のために再利用される。冷媒の温度に関しては、脱着工程にて吸着質が蒸発する際の気化潜熱によって冷媒の熱が吸収される。

以上のように、循環通路を循環する冷媒は、受熱器において発熱体に冷熱を供給し、吸着式ヒートポンプに温熱を供給するというサイクルを繰り返す。これにより、電子機器（発熱体）の冷却と、発熱体から回収した熱エネルギーの再利用とが図られる。

特開２００３−２２１４８号公報 特開２００４−１７８１１７号公報

循環通路から吸着式ヒートポンプへと供給される冷媒の温度が高い方が、吸着式ヒートポンプの冷却能力（冷熱生成能力）を向上させる観点から好ましい。吸着質を蒸発させる
ために利用する冷媒の温度が高いほど、吸着質の蒸発時により多くの気化潜熱が吸収されるからである。したがって、吸着式ヒートポンプに供給する冷媒の温度が低すぎると吸着式ヒートポンプを円滑に作動させることが困難となり、冷熱生成能力の低下を招くおそれがある。

これに対して、電子機器に発熱体が複数存在する場合、吸着式ヒートポンプに流入させる冷媒の温度をより高めるべく複数の発熱体から熱を回収する場合がある。しかしながら、発熱体の温度、発熱量はその作動状況に左右される。つまり、発熱体ごとに温度が相違すると、吸着式ヒートポンプに流入する（供給する）冷媒の温度を許容下限温度（例えば、吸着式ヒートポンプが冷熱生成能力を充分に発揮なし得ると考えられる冷媒の下限温度）以上に維持するのは容易ではない。その結果、吸着式ヒートポンプの冷熱生成能力が低下するという事態を招くおそれがあった。

本件の目的は、冷媒を介して複数の発熱体から熱回収を行い、熱回収により加熱された冷媒を吸着式ヒートポンプに供給する熱回収装置において、発熱体ごとの発熱量が相違しても、吸着式ヒートポンプに供給する冷媒の温度が低くなり過ぎることを抑止可能な技術を提供することにある。

本件の一観点によれば、熱回収装置は、冷媒を介して複数の発熱体から熱回収を行い、熱回収により加熱された冷媒を吸着式ヒートポンプに供給する熱回収装置であって、前記吸着式ヒートポンプの冷媒流入口及び冷媒流出口に接続され、内部に冷媒が封入された環状の循環通路と、前記循環通路に設けられ、前記吸着式ヒートポンプの前記冷媒流出口から流出した冷媒が前記冷媒流入口から該吸着式ヒートポンプに流入するように前記循環通路内の冷媒を循環させる循環装置と、前記循環通路に形成された分岐部から分岐し、該分岐部と前記冷媒流入口との間に形成された合流部で合流する互いに並列に配置された複数の熱回収部と、各熱回収部に設けられ、発熱体から受熱する受熱器と、各熱回収部において受熱器より下流を流れる冷媒を、該受熱器より上流側の循環通路に還流させる還流通路と、各熱回収部における前記受熱器より下流側の部分に設けられ、冷媒温度を検出する検温器と、各熱回収部を流れる冷媒が前記冷媒流入口と前記還流通路との何れかに導かれるように、各検温器の検出温度に応じて冷媒の流路を切り替える流路制御装置と、を備える。

本件によれば、冷媒を介して複数の発熱体から熱回収を行い、熱回収により加熱された冷媒を吸着式ヒートポンプに供給する熱回収装置において、発熱体ごとの発熱量が相違しても、吸着式ヒートポンプに供給する冷媒の温度が低くなり過ぎることを抑止することができる。

第１実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す図である。 第１実施形態に係る吸着式ヒートポンプの概略構成を示した図である。 第１実施形態に係る液温維持制御ルーチンを示したフローチャートである。 第１実施形態の熱回収装置に係る還流通路の変形配置例を説明する説明図である 第２実施形態に係る液温維持制御ルーチンを示したフローチャートである。 第３実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態に係る熱回収装置、及び冷却システム
について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本件に開示されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等はそれらの記載のみに限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る冷却システム１の概略構成を示す図である。本実施形態では、冷却システム１を、データセンター内の電子機器（ここでは、ブレードサーバを例とする）の冷却に適用する場合を例に説明する。

データセンターは、例えば、顧客のサーバを預かり、インターネットへの接続回線や保守・運用サービスなどを提供するための施設である。サーバとは、例えば、コンピュータネットワークにおいて、クライアントコンピュータに対して自身の有する機能、データなどを提供するコンピュータをいう。

ブレードサーバは、例えば１枚の基板にコンピュータとして必要な要素を実装したブレードをユニット化した機器である。ブレードサーバの１ユニット当たりに装着されるブレードの各々にはＣＰＵ（Central Processing Unit）、ハードディスク、メモリなどが配
置されている。その他、ブレードサーバの筐体側には、通常、ブレードの差込口が並び、各ブレードへの給電・制御ユニットなどが設けられている。

各ブレード内部に配置されるＣＰＵ、ハードディスク、メモリなどは、作動時に発熱する発熱体（発熱源）である。ここでは、各ブレード内に設けられたＣＰＵを冷却する場合を例として、本実施形態に係る電子機器の冷却システム１を説明する。

第１実施形態に係る冷却システム１は、吸着式ヒートポンプ２と、冷媒を介して複数の発熱体から熱回収を行い、熱回収により加熱された冷媒を吸着式ヒートポンプ２に供給する熱回収装置３とを含む。吸着式ヒートポンプ２は周知の通り、吸着剤への吸着質の吸着・脱着（脱離）現象に付随して起こる相変化を利用して熱の汲み上げを行なう装置である。本実施形態では、吸着式ヒートポンプ２の冷熱生成能力によって得られた冷熱は冷房出力として外部に取り出され、ブレードサーバが設置されている室空間（空調空間）の空調を行うために利用される。

後述するように、吸着式ヒートポンプ２の作動過程における脱着工程では、吸着剤を加熱して吸着質を蒸発させるための熱源が必要である。そこで、本実施形態では、エネルギーの有効利用の観点から、熱回収装置３によって複数のＣＰＵ６から熱回収を行い、その熱を吸着式ヒートポンプ２の作動熱源として再利用することとしている。

熱回収装置３は、冷媒としての循環液が封入され、循環液が循環する循環通路３００を有する。そして、循環通路３００を循環する循環液を介して複数のＣＰＵ６から熱回収を行い、熱回収により加熱された循環液を吸着式ヒートポンプ２に供給する。本実施形態では、循環液に純水を用いているが、例えば不凍液を含んだ水やシリコーンオイル等を用いても良い。また、冷却対象たるＣＰＵ６の数は複数であれば特に限定されるものではないが、本実施形態では４つのＣＰＵ６（以下、各々のＣＰＵを区別する場合、符号６Ａ〜６Ｄにて表す）を冷却する場合を例に説明する。また、図中に示した矢印は、上記循環通路や後述する還流通路３０９内を循環液が流れる方向を模式的に表したものである。

循環通路３００は、吸着式ヒートポンプ２の循環液流入口（冷媒流入口）２ａ及び循環液流出口（冷媒流出口）２ｂに接続されている。循環通路３００には、吸着式ヒートポンプ２の循環液流出口２ｂから流出した循環液が循環液流入口２ａから吸着式ヒートポンプ２へ流入するように循環通路３００内の循環液を循環させる循環ポンプ（循環装置）３０１が設けられている。以下、本明細書中において、「上流」、「下流」とは循環液の流れ
方向を基準としている。そして、本明細書中では、循環通路３００における「最上流部」を循環液流出口２ｂとの接続部とし、「最下流部」を循環液流入口２ａとの接続部とする。

循環通路３００における循環ポンプ３０１と循環液流入口２ａとの間には、互いに並列に配置された複数の熱回収部３０２が形成されている。熱回収部３０２は、循環通路３００における循環ポンプ３０１と循環液流入口２ａとの間に形成された分岐部３０３から分岐し、分岐部３０３と循環液流入口２ａとの間に形成された合流部３０４において再び合流している。

各熱回収部３０２には、ＣＰＵ６から受熱する受熱器３０５が設けられており、対応するＣＰＵ６から熱を回収する。受熱器３０５は、ＣＰＵ６と熱的に接触している所謂ＣＰＵジャケットであり、ＣＰＵ６の熱が受熱器３０５を通過する循環液に伝達される。

各受熱器３０５は、ＣＰＵ６ごとに個別に設置されている。そして、各受熱器３０５において循環液の冷熱によってＣＰＵ６が冷却される。これによって、ブレードサーバが設置されている室空間を空調するための空調電力使用量の削減が図られている。以下、循環通路３００において、循環液流出口２ｂと分岐部３０３との間の部分を「熱回収前通路部３０６」と称し、循環液流入口２ａと合流部３０４との間の部分を「熱回収後通路部３０７」と称す。

次に、吸着式ヒートポンプ２について説明する。図２は、第１実施形態に係る吸着式ヒートポンプ２の概略構成を示した図である。吸着式ヒートポンプ２は、第１吸着器２０１、第２吸着器２０２、蒸発器２０３、凝縮器２０４を主として備えている。これらは何れも内部が大気圧に比べて減圧された状態に保持されている。

第１吸着器２０１には吸着剤２０５が、第２吸着器２０２には吸着剤２０６が、それぞれ収容されている。そして、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２は、吸着熱を放出しつつ吸着剤に吸着質を吸着する「吸着工程」、及び外部の温熱により吸着剤から吸着質を脱着（脱離）する「脱着工程」を、順次繰り返す。

蒸発器２０３は、内部に収容された吸着質を蒸発させて冷熱を生成すると共に、その冷熱を外部に取り出す。なお、蒸発器２０３において発生した吸着質の蒸気は、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２へと供給される。

凝縮器２０４は、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２から脱着した吸着質の蒸気を外部から供給される冷熱により凝縮させる。また、凝縮器２０４は、凝縮した吸着質を蒸発器２０３に供給し、且つ、吸着質の凝縮により得られた温熱を外部へ放出する。

本実施形態において吸着質として水を採用しているが、これに限定されるものではなく、例えばアルコール、アンモニアなど、他の吸着質を採用しても良い。また、吸着剤２０５，２０６としてはシリカゲル（例えば、平均粒径６００〜８００μｍ程度）を採用しているが、これに限定されるものでなく、例えばゼオライト、活性炭など他の吸着剤を採用しても良い。

第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２のそれぞれは、蒸発器２０３と凝縮器２０４との間に並列に配置されている。第１吸着器２０１は、第１連通路２０７を介して蒸発器２０３と接続され、第２連通路２０８を介して凝縮器２０４と接続されている。また、第２吸着器２０２は、第３連通路２０９を介して蒸発器２０３と接続され、第４連通路２１０を介して凝縮器２０４と接続されている。

各々の連通路２０７〜２１０には第１遮断弁Ｖ１〜第４遮断弁Ｖ４が設けられている。第１遮断弁Ｖ１〜第４遮断弁Ｖ４は、制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５によってこれらが制御される（電気配線は不図示）。すなわち、制御装置５は、各遮断弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉状態を切り替えることで、連通路２０７〜２１０の連通、遮断の状態を切り替え、後述するように第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２の「吸着工程」、「脱着（再生）工程」を切り替える。なお、蒸発器２０３と凝縮器２０４とは、凝縮器２０４において凝縮した吸着質を蒸発器２０３に戻すための戻し用通路２１１によって接続されている。

凝縮器２０４には、凝縮器２０４に導入された吸着質の蒸気を凝縮させるための冷熱を供給する熱媒体が封入されている第１熱交換回路２１２が設けられている。第１熱交換回路２１２には、凝縮器２０４内に収容された凝縮器内部熱交換器２１３、凝縮器２０４の外部に配置された凝縮器外部熱交換器２１４、ポンプ２１５が設けられている。第１熱交換回路２１２内に封入されている熱媒体は、ポンプ２１５によって駆動され、第１熱交換回路２１２内を循環する。また、凝縮器外部熱交換器２１４の近傍には、凝縮器外部熱交換器２１４からの放熱を促進するための冷却ファン（図示省略）が配置されている。

蒸発器２０３には、吸着質が蒸発する際に生成された冷熱を回収するための熱媒体が封入されている第２熱交換回路２１７が設けられている。第２熱交換回路２１７には、蒸発器２０３内に収容された蒸発器内部熱交換器２１８、及び室空間（空調空間）と熱交換するための室内機２１９、ポンプ２２０が設けられている。第２熱交換回路２１７内に封入されている熱媒体は、ポンプ２２０によって駆動され、第２熱交換回路２１７内を循環する。

本実施形態において、第１熱交換回路２１２（第２熱交換回路２１７）に封入する熱媒体として水を用いているが、凝縮器２０４（蒸発器２０３）内に導入されている吸着質と熱交換の可能な媒体であれば、特に限定されるものではない。

吸着式ヒートポンプ２の内部には、循環液流入口２ａにおいて循環通路３００の熱回収後通路部３０７に接続される第１通路２２８、循環液流出口２ｂにおいて循環通路３００の熱回収前通路部３０６に接続される第２通路２２９が設けられている。

第１通路２２８及び第２通路２２９は、第１吸着器側通路２２１及び第２吸着器側通路２２２を介して連通されている。第１通路２２８、第１吸着器側通路２２１、第２吸着器側通路２２２の各々は、第１切り替え弁Ｖ５を介して互いに接続されている。また、第２通路２２９、第１吸着器側通路２２１、第２吸着器側通路２２２の各々は、第２切り替え弁Ｖ６を介して互いに接続されている。

第１切り替え弁Ｖ５及び第２切り替え弁Ｖ６は、いわゆる三方弁である。第１切り替え弁Ｖ５は、第１通路２２８を、第１吸着器側通路２２１と第２吸着器側通路２２２の何れか一方と連通させ、他方と遮断させる。第２切り替え弁Ｖ６は、第２通路２２９を、第１吸着器側通路２２１と第２吸着器側通路２２２の何れか一方と連通させ、他方と遮断させる。

第１切り替え弁Ｖ５及び第２切り替え弁Ｖ６は、制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５によって制御される（電気配線は不図示）。制御装置５は、循環通路３００の熱回収後通路部３０７から吸着式ヒートポンプ２に流入してくる循環液を第１吸着器側通路２２１側に導く場合には、第１吸着器側通路２２１が第１通路２２８及び第２通路２２９に連通するように第１切り替え弁Ｖ５と第２切り替え弁Ｖ６とを制御する。一方、循
環液を第２吸着器側通路２２２側に導く場合には、制御装置５は、第２吸着器側通路２２２が第１通路２２８及び第２通路２２９に連通するように第１切り替え弁Ｖ５と第２切り替え弁Ｖ６とを制御する。

以上のように、第１切り替え弁Ｖ５及び第２切り替え弁Ｖ６を制御することで、循環通路３００の熱回収後通路部３０７を介して供給されると共に、熱回収前通路部３０６から排出される循環液の流路が切り替えられる。

第１吸着器側通路２２１における第１吸着器２０１近傍の部分には、第３切り替え弁Ｖ７及び第４切り替え弁Ｖ８が配置されている。以下、第１吸着器側通路２２１において、第３切り替え弁Ｖ７及び第４切り替え弁Ｖ８の間の部分を「第１吸着器側中間通路２２１Ａ」、第１切り替え弁Ｖ５及び第３切り替え弁Ｖ７の間の部分を「第１吸着器側上流通路２２１Ｂ」、第４切り替え弁Ｖ８及び第２切り替え弁Ｖ６の間の部分を「第１吸着器側下流通路２２１Ｃ」と称呼する。図示のように、第１吸着器側中間通路２２１Ａの一部は、第１吸着器２０１の内部に形成されている。

一方、第２吸着器側通路２２２における第２吸着器２０２近傍の部分には、第５切り替え弁Ｖ９及び第６切り替え弁Ｖ１０が配置されている。以下、第２吸着器側通路２２２において、第５切り替え弁Ｖ９及び第６切り替え弁Ｖ１０の間の部分を「第２吸着器側中間通路２２２Ａ」、第１切り替え弁Ｖ５及び第５切り替え弁Ｖ９の間の部分を「第２吸着器側上流通路２２２Ｂ」、第６切り替え弁Ｖ１０及び第２切り替え弁Ｖ６の間の部分を「第２吸着器側下流通路２２２Ｃ」と称呼する。図示のように、第２吸着器側中間通路２２２Ａの一部は、第２吸着器２０２の内部に形成されている。

第３切り替え弁Ｖ７には、吸着剤２０５に冷熱を供給する熱媒体を第１吸着器側中間通路２２１Ａへと導く第１熱媒体導入路２２３が接続されている。また、第４切り替え弁Ｖ８には、第１吸着器側中間通路２２１Ａから排出される熱媒体が導かれる第１熱媒体排出路２２４が接続されている。同様に、第５切り替え弁Ｖ９には、吸着剤２０６に冷熱を供給する熱媒体を第２吸着器側中間通路２２２Ａへと導く第２熱媒体導入路２２５が接続されている。また、第６切り替え弁Ｖ１０には、第２吸着器側中間通路２２２Ａから排出される熱媒体が導かれる第２熱媒体排出路２２６が接続されている。

第３切り替え弁Ｖ７〜第６切り替え弁Ｖ１０は三方弁である。第３切り替え弁Ｖ７は、第１吸着器側中間通路２２１Ａを、第１吸着器側上流通路２２１Ｂと第１熱媒体導入路２２３の何れか一方と連通させ、他方と遮断させる。第４切り替え弁Ｖ８は、第１吸着器側中間通路２２１Ａを、第１吸着器側下流通路２２１Ｃと第１熱媒体排出路２２４の何れか一方と連通させ、他方と遮断させる。

第５切り替え弁Ｖ９は、第２吸着器側中間通路２２２Ａを、第２吸着器側上流通路２２２Ｂと第２熱媒体導入路２２５の何れか一方と連通させ、他方と遮断させる。第６切り替え弁Ｖ１０は、第２吸着器側中間通路２２２Ａを、第２吸着器側下流通路２２２Ｃと第２熱媒体排出路２２６の何れか一方と連通させ、他方と遮断させる。

第３切り替え弁Ｖ７〜第６切り替え弁Ｖ１０は制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５によって制御される（電気配線は不図示）。制御装置５は、第１吸着器側上流通路２２１Ｂを流れる循環液を第１吸着器側中間通路２２１Ａに導く場合、第３切り替え弁Ｖ７に第１吸着器側中間通路２２１Ａ及び第１吸着器側上流通路２２１Ｂを連通させ、且つ、第４切り替え弁Ｖ８に第１吸着器側中間通路２２１Ａ及び第１吸着器側下流通路２２１Ｃを連通させる。

一方、制御装置５は、第１吸着器側中間通路２２１Ａに対して第１熱媒体導入路２２３から熱媒体を導く場合、第３切り替え弁Ｖ７に第１吸着器側中間通路２２１Ａ及び第１熱媒体導入路２２３を連通させ、且つ、第４切り替え弁Ｖ８に第１吸着器側中間通路２２１Ａ及び第１熱媒体排出路２２４を連通させる。

制御装置５は、第２吸着器側上流通路２２２Ｂを流れる循環液を第２吸着器側中間通路２２２Ａに導く場合、第５切り替え弁Ｖ９に第２吸着器側中間通路２２２Ａ及び第２吸着器側上流通路２２１Ｂを連通させ、且つ、第６切り替え弁Ｖ１０に第２吸着器側中間通路２２２Ａ及び第２吸着器側下流通路２２２Ｃを連通させる。

一方、制御装置５は、第２吸着器側中間通路２２２Ａに対して第２熱媒体導入路２２５から熱媒体を導く場合、第５切り替え弁Ｖ９に第２吸着器側中間通路２２２Ａ及び第２熱媒体導入路２２５を連通させ、且つ、第６切り替え弁Ｖ１０に第２吸着器側中間通路２２２Ａ及び第２熱媒体排出路２２６を連通させる。

吸着剤２０５，２０６に冷熱を供給する熱媒体は、第１熱交換回路２１２内を循環する水を採用しているが、これに限定されるものではない。本実施形態では、凝縮器内部熱交換器２１３において冷却された後の熱媒体、すなわち凝縮器外部熱交換器２１４の下流であって且つ凝縮器内部熱交換器２１３の上流を流れる熱媒体の一部を第１熱交換回路２１２から取り出し、第１熱媒体導入路２２３及び第２熱媒体導入路２２５に導いている。また、第１熱媒体排出路２２４及び第２熱媒体排出路２２６を流れる熱媒体は、凝縮器内部熱交換器２１３の下流であって且つ凝縮器外部熱交換器２１４の上流に戻される。尚、ここでいう「上流」、「下流」とは、第１熱交換回路２１２における熱媒体の循環方向を基準としたときの上流、下流を指す。

次に、吸着式ヒートポンプ２の動作について説明する。第１吸着器２０１と第２吸着器２０２の各々は、吸着質を吸着剤に吸着させる「吸着工程」、吸着工程において吸着剤に吸着させた吸着質を吸着剤から脱着（脱離）させる「脱着（再生）工程」の各工程を交互に繰り返す。より具体的には、制御装置５は、第１吸着器２０１が「脱着工程」のときに、第２吸着器２０２が「吸着工程」となるように各バルブを制御する第１制御と、第１吸着器２０１が「吸着工程」のときに、第２吸着器２０２が「脱着工程」となるように各バルブを制御する第２制御と、を交互に繰り返し実行する。

まず、第１制御に係る具体的な制御内容について説明する。制御装置５は、第１遮断弁Ｖ１及び第４遮断弁Ｖ４を閉止し、且つ、第２遮断弁Ｖ２及び第３遮断弁Ｖ３を開放する。また、制御装置５は、第１通路２２８及び第２通路２２９が第１吸着器側通路２２１と連通するように、第１切り替え弁Ｖ５及び第２切り替え弁Ｖ６を制御する。

更に、制御装置５は、第１吸着器側中間通路２２１Ａが、第１吸着器側上流通路２２１Ｂ及び第１吸着器側下流通路２２１Ｃと連通するように、第３切り替え弁Ｖ７及び第４切り替え弁Ｖ８を制御する。また、制御装置５は、第２吸着器側中間通路２２２Ａが、第２熱媒体導入路２２５及び第２熱媒体排出路２２６と連通するように、第５切り替え弁Ｖ９及び第６切り替え弁Ｖ１０を制御する。

第１制御に際しては、蒸発器２０３内の吸着質（水）が蒸発することで蒸気が生成される。この蒸気は、第３遮断弁Ｖ３の開操作に伴い第２吸着器２０２へと流入する。その結果、吸着質の蒸気が吸着剤２０６に吸着する（吸着工程）。

第２吸着器２０２の吸着工程において、吸着剤２０６に吸着質が吸着する際に発熱が起こる。その点、第２熱媒体導入路２２５から第２吸着器側中間通路２２２Ａへと冷水が供
給される。そのため、吸着剤２０６を冷水によって冷却することができ、吸着剤２０６の状態は吸着質の吸着可能な状態に維持される。

また、蒸発器２０３において吸着質が蒸発する際、気化潜熱の吸収によって冷熱が生成される。この冷熱は、蒸発器内部熱交換器２１８、第２の熱交換回路２１７を循環する熱媒体、室内機２１９によって外部に取り出され、これによって冷房出力が得られる。

一方、各受熱器３０５における熱回収によって加熱された循環液は、熱回収後通路部３０７から吸着式ヒートポンプ２に供給され、第１通路２２８から第１吸着器側通路２２１に導かれる。そうすると、第１吸着器側中間通路２２１Ａを流れる循環液の温熱により、吸着剤２０５が加熱される。その結果、第１吸着器２０１における直近の「吸着工程」で吸着剤２０５に吸着した吸着質が蒸発し、吸着剤２０５から吸着質が脱着する（脱着工程）。

第１吸着器２０１の脱着工程においては、吸着剤２０５から吸着質が脱離する際に気化潜熱が吸収される。その結果、第１吸着器側中間通路２２１Ａを流れる循環液から熱が奪われ、循環液が冷却される。

尚、第２遮断弁Ｖ２の開操作に伴って、吸着剤２０５から脱離した吸着質は蒸気の状態で凝縮器２０４へと流入する。そして、凝縮器２０４に導入された吸着質の蒸気は、熱交換回路２１２を循環する熱媒体によって冷却されて凝縮し、戻し用通路２１１を通って蒸発器２０３に戻される。

次に、第２制御に係る具体的な制御内容について説明する。第２制御の実行に際して、制御装置５は、第２遮断弁Ｖ２及び第３遮断弁Ｖ３を閉止し、且つ、第１遮断弁Ｖ１及び第４遮断弁Ｖ４を開放する。また、制御装置５は、第１通路２２８及び第２通路２２９が第２吸着器側通路２２２と連通するように、第１切り替え弁Ｖ５及び第２切り替え弁Ｖ６を制御する。

更に、制御装置５は、第１吸着器側中間通路２２１Ａが、第１熱媒体導入路２２３及び第１熱媒体排出路２２４と連通するように、第３切り替え弁Ｖ７及び第４切り替え弁Ｖ８を制御する。また、制御装置５は、第２吸着器側中間通路２２２Ａが、第２吸着器側上流通路２２２Ｂ及び第２吸着器側下流通路２２２Ｃと連通するように、第５切り替え弁Ｖ９及び第６切り替え弁Ｖ１０を制御する。

これにより、第１制御とは逆に、第１吸着器２０１が「吸着工程」となり、第２吸着器２０２が「脱着工程」となる。

すなわち、蒸発器２０３における吸着質の蒸発に伴い冷熱が生成される。そして、生成された冷熱を外部に取り出すことで冷房出力が得られる。蒸発器２０３において生成された吸着質の蒸気は、第１遮断弁Ｖ１の開操作に伴って第１吸着器２０１に流入し、吸着剤２０５に吸着する（吸着工程）。

一方、各受熱器３０５での熱回収によって加熱された循環液は、熱回収後通路部３０７から、第１通路２２８を経由して第２吸着器側通路２２２に導かれる。そして、第２吸着器側中間通路２２２Ａを流れる循環液の温熱により、吸着剤２０６が加熱されて該吸着剤２０６から吸着質が脱着する（脱着工程）。

そして、気化潜熱によって第２吸着器側中間通路２２２Ａを流れる循環液の熱が奪われて循環液が冷却される。尚、第４遮断弁Ｖ４の開操作に伴って、吸着剤２０６から脱離し
た吸着質は蒸気の状態で凝縮器２０４へと流入する。そして、吸着質の蒸気は、第１熱交換回路２１２を循環する熱媒体に冷却されて凝縮し、戻し用通路２１１を通って蒸発器２０３に戻される。

以上のように、第１吸着器２０１（第１制御時）及び第２吸着器２０２（第２制御時）の「脱着工程」では、ＣＰＵ６からの熱回収によって加熱された循環液の温熱、すなわちブレードサーバ（電子機器）の廃熱が吸着剤２０５，２０６から吸着質を脱離させるための熱源として再利用される。

また、吸着剤２０５，２０６から脱着した吸着質は、凝縮器２０４から蒸発器２０３に戻され、蒸発器２０３において蒸発する。そして、蒸発器２０３において吸着質が蒸発する際の気化潜熱により、第２熱交換回路２１７内の熱媒体が冷却される。これにより、吸着式ヒートポンプ２において冷熱が生成され、その冷熱によって室空間（空調空間）の空調を行うための冷房出力を得ることができる。従って、ブレードサーバ（電子機器）の廃熱は、吸着式ヒートポンプ２の冷熱生成のために利用されることになる。

制御装置５は、前述した第１制御及び第２制御を切り替えることで、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２において、吸着工程と脱着工程とを相互に切り替える。そして、第１制御及び第２制御を交互に繰り返し実行することで、吸着式ヒートポンプ２に流入した循環液の冷却と、蒸発器２０３における冷熱の生成とを連続的に行うことができる。

次に、吸着式ヒートポンプ２に対して加熱した循環液を供給する熱回収装置３に係る制御内容について説明する。熱回収装置３は、複数のＣＰＵ６から熱の回収を行うところ、各ＣＰＵ６の発熱量はその作動状況に左右されるため、ＣＰＵ６Ａ〜６Ｄの温度は互いに相違することが想定される。これに対して、吸着式ヒートポンプ２に供給する循環液の温度（以下、「供給循環液温度」という）ＴＨｗｓｐが過度に低くなると吸着式ヒートポンプ２における冷熱生成能力の低下を招いてしまう。

そこで、制御装置５は、供給循環液温度ＴＨｗｓｐが許容下限温度ＴＨｗｌｍ以上に維持されるように、吸着式ヒートポンプ２への循環液の供給を制御する液温維持制御を実行する。なお、許容下限温度ＴＨｗｌｍは、吸着式ヒートポンプ２が冷熱生成能力を充分に発揮なし得ると考えられる冷却循環液の下限温度であり、予め経験則などに基づいて設定しておいても良い。

各熱回収部３０２における受熱器３０５より下流の部分には、受熱器３０５より下流側を流れる循環液の温度（以下、「熱回収部循環液温度」と称す）ＴＨｗｃを検出する温度センサ（検温器）３０８が設けられている。温度センサ３０８により検出される熱回収部循環液温度ＴＨｗｃは、受熱器３０５においてＣＰＵ６の熱を回収した後の循環液の温度に相当する。各熱回収部３０２に設けられた温度センサ３０８の各々は、制御装置５と電気的に接続されており、その出力信号が制御装置５に入力される。

各熱回収部３０２には、該熱回収部３０２における受熱器３０５より下流を流れる循環液（以下、「熱回収後循環液」という）を、該受熱器３０５より上流側の循環通路３００に還流させる還流通路３０９が設けられている。言い換えると、還流通路３０９は、循環通路３００における循環液流出口２ｂとの接続部から受熱器３０５上流側に至るまでの領域のうち、何れかの部位に上記循環液を還流させる。そして、還流通路３０９は、熱回収部３０２に対応した数だけ設けられている。

本実施形態では、各還流通路３０９は、各熱回収部３０２における受熱器３０５より下流側の部分と、熱回収前通路部３０６における循環ポンプ３０１の上流部に位置する還流
口３１６とを接続している。この図では、全ての還流通路３０９を介して熱回収後循環液が一箇所（還流口３１６）に還流される態様となっているが、上述のように、熱回収後循環液は受熱器３０５より上流側の循環通路３００に還流させれば良い。従って、熱回収後循環液が還流される部位が還流通路３０９ごとに相違しても良いのは勿論である。

各熱回収部３０２には、循環液（熱回収後循環液）を、熱回収後通路部３０７と還流通路３０９の何れに導くかを切り替える流路切り替え弁３１０が設けられている。各流路切り替え弁３１０は制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５によって制御される。尚、本実施形態における流路切り替え弁３１０は、熱回収部３０２における還流通路３０９との接続部に設けられた三方弁であるが、他種のバルブを採用しても良い。例えば、循環液の流路の遮断、或いは導通を切り替えるバルブを、熱回収部３０２における還流通路３０９との接続部の下流側と、還流通路３０９のそれぞれに配置しても良い。そして、一方のバルブに熱回収後循環液の流路を遮断させるときには、他方のバルブに熱回収後循環液の流路を導通させるように２つのバルブを制御することで、熱回収後循環液を熱回収後通路部３０７と還流通路３０９の何れに導くかを切り替えることができる。

制御装置５は、各温度センサ３０８の検出温度（熱回収部循環液温度ＴＨｗｃ）に応じて、温度センサ３０８に対応する流路切り替え弁３１０を制御する。本実施形態においては、流路切り替え弁３１０及びこれを制御する制御装置５が流路制御装置に対応している。

以下、流路切り替え弁３１０の制御位置に関して、熱回収部３０２における流路切り替え弁３１０の上流部を熱回収後通路部３０７と連通し、還流通路３０９と遮断させる制御位置を「第１制御位置」と称す。また、熱回収部３０２における流路切り替え弁３１０の上流部を還流通路３０９と連通し、熱回収後通路部３０７と遮断させる制御位置を「第２制御位置」と称す。

以下、図３のフローチャートを参照して、制御装置５が実行する液温維持制御の具体的処理内容について説明する。図３は、第１実施形態に係る液温維持制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、制御装置５に記憶されたプログラムであり、例えばブレードサーバの通電状態において一定周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０１において、制御装置５は、各温度センサ３０８の出力信号に基づいて、各熱回収部３０２に対応した熱回収部循環液温度ＴＨｗｃを検出する。

ステップＳ１０２において、制御装置５は、ステップＳ１０１で検出した熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの各検出値が、規定温度ＴＨｗｓｈ以上であるか否かを判定する温度判定処理を行い、当該温度判定処理結果を該制御装置５のメモリ（記憶部）に記憶し、或いは温度判定処理結果を更新する。この規定温度ＴＨｗｓｈは、各熱回収部３０２から熱回収後通路部３０７への循環液（熱回収後循環液）の流入、ひいては吸着式ヒートポンプ２への流入を許可するか否かを決定するための基準温度である。

規定温度ＴＨｗｓｈは、供給循環液温度ＴＨｗｓｐを許容下限温度ＴＨｗｌｍ以上に確保するという観点から、経験則や諸条件（例えば、発熱体であるＣＰＵ６の数、吸着式ヒートポンプ２の基本性能）などに基づいて、適宜の値に設定することができる。例えば、規定温度ＴＨｗｓｈは、許容下限温度ＴＨｗｌｍと等しい温度に設定されても良いし、許容下限温度ＴＨｗｌｍに所定のマージンを加えた温度として設定されても良い。

続いて、ステップＳ１０３では、制御装置５は、当該制御装置５のメモリにアクセスし、記憶している温度判定処理結果情報を読み込む。そして、温度判定処理結果に基づいて
各流路切り替え弁３１０に制御信号を出力する。

制御装置５は、温度センサ３０８による熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ以上の場合には、その温度センサ３０８に対応する流路切り替え弁３１０を「第１制御位置」に制御する。その結果、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ以上と判定された熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液が熱回収後通路部３０７を通じて、吸着式ヒートポンプ２の循環液流入口２ａへと導かれる。

一方、制御装置５は、温度センサ３０８による熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ未満の場合には、その温度センサ３０８に対応する流路切り替え弁３１０を「第２制御位置」に制御する。その結果、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ未満と判定された熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液は、還流通路３０９を通じて、熱回収前通路部３０６に戻される。

ここで、具体例を挙げて上記制御を説明する。ＣＰＵ６Ａ〜６Ｄに対応する熱回収部３０２を、符号３０２Ａ〜３０２Ｄにて表す。また、熱回収部３０２Ａ〜３０２Ｄのそれぞれに対応する熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値をＴＨｗｃＡ〜ＴＨｗｃＤと表す。

例えば、許容下限温度ＴＨｗｌｍが６０℃、規定温度ＴＨｗｓｈが７０℃に設定された条件下において、ステップＳ１０１で検出された検出値ＴＨｗｃＡ〜ＴＨｗｃＤのそれぞれが７５℃、５５℃、４５℃、７０℃であったとする。この場合、ＴＨｗｃＡ及びＴＨｗｃＤは規定温度ＴＨｗｓｈ以上であるため、制御装置５は、熱回収部３０２Ａ及び３０２Ｄに設けられている流路切り替え弁３１０を「第１制御位置」に制御することになる。

一方、ＴＨｗｃＢ及びＴＨｗｃＣは規定温度ＴＨｗｓｈを下回っているため、熱回収部３０２Ｂ及び３０２Ｃを流れる熱回収後循環液を、熱回収部３０２Ａ及び３０２Ｄを流れる熱回収後循環液と熱回収後通路部３０７で合流させてしまうと、供給循環液温度ＴＨｗｓｐを許容下限温度ＴＨｗｌｍ以上の温度に維持することが難しくなる。そこで、制御装置５は、熱回収部３０２Ｂ及び３０２Ｃに設けられている流路切り替え弁３１０を「第２制御位置」に制御することになる。

その結果、熱回収部３０２Ａを流れる熱回収後循環液（ＴＨｗｃ＝７５℃）及び熱回収部３０２Ｄを流れる熱回収後循環液（ＴＨｗｃ＝７５℃）のみが熱回収後通路部３０７に導かれ、該熱回収後通路部３０７において合流した上で吸着式ヒートポンプ２に供給される。一方、温度の低い熱回収部３０２Ｂ及び３０２Ｃを流れる熱回収後循環液は、還流通路３０９を経由して再び熱回収前通路部３０６へと還流させられる。熱回収前通路部３０６へと戻された熱回収後循環液は、還流口３１６の上流側から流れてくる循環液と混ざりつつ分岐部３０３に到達した後、何れかの熱回収部３０２に流入する。そして、このように熱回収部３０２に再び流入した循環液は、対応する受熱器３０５を通じてＣＰＵ６から熱を奪うことで昇温する。

制御装置５は、ステップＳ１０３の処理を終了すると、本ルーチンを一旦終了する。制御装置５は、一定周期毎に本ルーチンを繰り返し実行する。これにより、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ未満の場合に、当該検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ以上となるまで、その熱回収部循環液温度ＴＨｗｃに対応する熱回収部３０２に設けられている流路切り替え弁３１０が「第２制御位置」に維持され、その熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液が還流通路３０９に導かれる。

本実施形態に係る液温維持制御によれば、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃが規定温度ＴＨｗｓｈ以上であると判定された熱回収部３０２の熱回収後循環液のみを、吸着式ヒートポ
ンプ２に供給することができる。そして、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃが規定温度ＴＨｗｓｈよりも低い場合、受熱器３０５を含む閉じた経路内（還流通路３０９→熱回収前通路部３０６→熱回収部３０２（受熱器３０５）→還流通路３０９）を循環させることで昇温させることができる。これにより、規定温度ＴＨｗｓｈ以上の温度まで昇温させた熱回収後循環液を吸着式ヒートポンプ２に供給することができる。

従って、液温維持制御によれば、各ＣＰＵ６における作動状況の違いに起因してその発熱量が変化しても、吸着式ヒートポンプ２に供給される循環液の温度が過度に低くなることが抑制される。より具体的には、供給循環液温度ＴＨｗｓｐを好適に許容下限温度ＴＨｗｌｍ以上に確保することができる。従って、各ＣＰＵ６の作動状況にかかわらず、吸着式ヒートポンプ２の冷熱生成能力が低下することを抑制できる。

尚、本実施形態に係る熱回収装置３は、循環通路３００（熱回収前通路部３０６、分岐部３０３、熱回収部３０２、合流部３０４、熱回収後通路部３０７、還流口３１６）、還流通路３０９、受熱器３０５、循環ポンプ３０１、温度センサ３０８、流路切り替え弁３１０を含む。また、本実施形態において、循環通路３００及び還流通路３０９は、例えばバイトン製のチューブを採用しているが、これに限定される趣旨ではない。また、循環ポンプ３０１は、熱回収部３０２以外であれば、その設置位置を適宜変更することができ、例えば熱回収後通路部３０７に配置しても良い。

図４は、熱回収装置に係る還流通路の変形配置例を説明する説明図である。図４において、各還流通路３０９は、対応する熱回収部３０２における受熱器３０５より下流側の部分と、（受熱器３０５より）上流側の部分とを接続している。

この態様によれば、熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液の温度が規定温度ＴＨｗｓｈより低い場合、循環液を、現在流れている熱回収路３０２における受熱器３０５の上流側に還流させることができる。すなわち、還流通路３０９を介して受熱器３０５の上流側に還流させられた循環液は、受熱器３０５を通るたびにＣＰＵ６からの熱回収によって確実に昇温する。したがって、規定温度ＴＨｗｓｈ以上の温度まで上昇した循環液を熱回収後通路部３０７へと流入させ、他の熱回収部３０２からの循環液と合流させた上で吸着式ヒートポンプ２へと供給することができる。

また、本実施形態では、熱回収装置３、或いは冷却システム１の適用対象としてブレードサーバを例に説明したが、複数の発熱体（発熱源）を有する他の電子機器に適用することができる。また、熱回収装置３を、単一のブレード内に設けられている複数の発熱体（例えば、ＣＰＵ、グラフィックボード、ハードディスク等）から個別に熱を回収する装置として実現することもできる。ＣＰＵ、グラフィックボード、ハードディスク等の発熱状況は互いに相違するため、本熱回収装置３を適用することで吸着式ヒートポンプ２の作動安定性が向上する。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態に係る冷却システム１のハードウェア構成は第１実施形態と共通する。以下、第２実施形態に係る液温維持制御において、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。

第１実施形態で説明したように、液温維持制御は原則的に、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃが規定温度ＴＨｗｓｈよりも低い場合、対応する熱回収部３０２を流れる循環液の吸着式ヒートポンプ２への流入が禁止される。しかし、場合によっては、全ての熱回収部３０２において、熱回収部循環液温度ＴＨｗｃが規定温度ＴＨｗｓｈ未満となる場合も想定され得る。このような場合にまで上記原則通りに制御すると、吸着式ヒートポンプ２を作動
させるための循環液が吸着式ヒートポンプ２に一切供給されなくなるという事態を招いてしまう。

そこで、本実施形態に係る液温維持制御においては、制御装置５は、全ての温度センサ３０８による熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ未満の場合、最も高い検出値を検出した温度センサ３０８が設けられている熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液のみを吸着式ヒートポンプ２の循環液流入口２ａに導き、他（残り）の熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液を還流通路３０９に導くこととした。

図５は、第２実施形態に係る液温維持制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンも、制御装置５に記憶されたプログラムであり、例えばブレードサーバの通電状態において一定周期毎に繰り返し実行される。図３と共通する処理内容については、同一の参照番号を付すことでその説明を省略する。

制御装置５は、ステップＳ１０２の処理が終了すると、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１において、制御装置５は、ステップＳ１０２において記憶した判定処理結果情報を読み込み、全ての温度センサ３０８による熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ未満であるか否かを判定する。肯定判定された場合（Ｓ２０１；Ｙｅｓ）にはステップＳ２０２に進む。一方、否定判定された場合（Ｓ２０１；Ｎｏ）、すなわち何れかの熱回収部循環液温度ＴＨｗｃの検出値が規定温度ＴＨｗｓｈ以上であった場合には、既述のステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３の処理が終了すると、制御装置５は本ルーチンを一旦終了する。

ステップＳ２０２において、制御装置５は、最も高い検出値を検出した温度センサ（以下、「最高出力センサ」という）３０８を特定する。続くステップＳ２０３において、制御装置５は、ステップＳ２０２で特定した最高出力センサに対応する熱回収部３０２に配置されている流路切り替え弁３１０を「第１制御位置」に制御する。そして、他（残り）の熱回収部３０２に配置されている流路切り替え弁３１０を「第２制御位置」に制御する。本ステップの処理を終了すると、制御装置５は、本ルーチンを一旦終了する。

以上述べたように、本制御によれば、全ての熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液の温度が規定温度ＴＨｗｓｈより低い場合であっても、吸着式ヒートポンプ２の作動熱源たる循環液が吸着式ヒートポンプ２に一切供給されなくなるという事態を回避できる。その際に、熱回収部３０２を流れる熱回収後循環液のうち、最も温度の高い循環液が吸着式ヒートポンプ２に供給されるので、吸着式ヒートポンプ２の作動安定性を可及的に維持することができる。

また、本制御によれば、熱回収後通路部３０７における循環液の流れが停止することがなく循環通路３００内に急激な圧力変化が起こることがない。そのため、ウォーターハンマ（水撃作用）の発生を抑止できる。従って、ウォーターハンマに起因する衝撃により、熱回収後通路部３０７及び熱回収部３０２の接続部等が損傷を受けて循環液が外部に漏れたり、吸着式ヒートポンプ２が損傷することを抑止できる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る冷却システム１０の概略構成を示す図である。図１と共通する部材、装置については、共通の参照符号を付すことで詳しい説明を省略する。

本実施形態に係る冷却システム１０は、複数の吸着式ヒートポンプを備える。ここでは、冷却システム１０が第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０，２１を備える場合を例に
説明する。尚、第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０及び２１のそれぞれは、第１実施形態に係る吸着式ヒートポンプ２と同等である。

図６では、熱回収後通路部３０７及び熱回収前通路部３０６には第１の吸着式ヒートポンプ２０が接続されている。熱回収後通路部３０７の途中に形成された第２の分岐部３１１には第１の吸着式ヒートポンプ２０をバイパス（迂回）するバイパス通路部３１２の一端が接続され、バイパス通路部３１２の他端は熱回収前通路部３０６の途中に形成された第２の合流部３１３に接続されている。そして、バイパス通路部３１２の途中には、第２の吸着式ヒートポンプ２１が設けられている。

バイパス通路部３１２は、循環液が循環する循環通路３００の一部であり、循環通路３００には第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０，２１が並列に接続されている。第２の分岐部３１１には、第２の分岐部３１１の上流側から流れてくる循環液の流路を変更する流路変更弁３１４が設けられている。

流路変更弁３１４は、熱回収後通路部３０における分岐部３１１の上流部が該分岐部３１１の下流部のみと連通する「第１の連通状態」、分岐部３１１の上流部がバイパス通路部３１２のみと連通する「第２の連通状態」、分岐部３１１の上流部、バイパス通路部３１２、分岐部３１１の下流部の全てが連通する「第３の連通状態」の何れかに、循環液の流路を切り替える。流路変更弁３１４は電気配線を介して制御装置５と接続されており、制御装置５によって制御される。

流路変更弁３１４が循環液の流路を「第１の連通状態」に切り替えると熱回収部３０２から流れてくる循環液の全てが第１の吸着式ヒートポンプ２０に流入し、「第２の連通状態」に切り替えると同循環液の全てが第２の吸着式ヒートポンプ２１に流入する。また、流路変更弁３１４が循環液の流路を「第３の連通状態」に切り替えると、熱回収部３０２から流れてくる循環液が第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０，２１の双方に流入する。

第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０，２１は、図２で説明した吸着式ヒートポンプ２と同様に、第１制御及び第２制御が交互に行われる。そのため、各吸着式ヒートポンプ２０，２１の第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２においては、吸着工程と脱着工程とが交互に繰り返し行われる。より詳しくは、各吸着式ヒートポンプ２０，２１において、第１制御の実施時に、第１吸着器２０１で脱着工程が行われ、第２吸着器２０２で吸着工程が行われる。また、第２制御の実施時に、第１吸着器２０１で吸着工程が行われ、第２吸着器２０２で脱着工程が行われる。

ところで、ＣＰＵ６からの熱回収により加熱された循環液の温熱は、各吸着式ヒートポンプ２０，２１における第１吸着器２０１又は第２吸着器２０２の脱着工程時に利用される。従って、各吸着式ヒートポンプ２０，２１のうち、第１吸着器２０１と第２吸着器２０２の少なくとも何れかが「吸着工程が終了している状態」になっていないと、脱着工程に移行することができず、その状態で循環液を供給してもその温熱を有効に利用することができない。

そこで、制御装置５は、吸着工程が終了している状態の吸着器を有する吸着式ヒートポンプへと熱回収部３０２から流れてくる循環液が導かれるように、流路変更弁３１４を制御する流路変更制御を行うこととした。ここでいう、「吸着工程が終了している状態」とは、吸着工程が終了してから、次の脱着工程が終了するまでの状態を意味する。

本実施形態に係る流路変更制御をより詳しく説明する。第１吸着器２０１及び第２吸着
器２０２の何れもが同時期に「吸着工程が終了していない状態」となる一因として、例えば、吸着剤２０５（２０６）への吸着質の吸着速度と、脱離速度の相違が挙げられる。

そして、吸着質の吸着速度及び脱離速度の差に起因して、第１制御では、第１吸着器２０１における脱着工程の終期よりも、第２吸着器２０２における吸着工程の終期が遅くなる場合がある。そうすると、第１吸着器２０１での脱着工程が終了してから第２吸着器２０２での吸着工程が終了するまでの期間（以下、「第１タイムラグ期間」という）に亘り、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２の何れもが「吸着工程が終了していない状態」に維持されてしまう。

一方、第２制御においては、第２吸着器２０２における脱着工程の終期よりも、第１吸着器２０１における吸着工程の終期が遅くなる場合がある。そうすると、第２吸着器２０２での脱着工程が終了してから第１吸着器２０１での吸着工程が終了するまでの期間（以下、「第２タイムラグ期間」という）に亘り、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２の何れもが「吸着工程が終了していない状態」に維持されてしまう。

そこで、第１の吸着式ヒートポンプ２０に対する第１制御に際して第１タイムラグ期間（第２制御に際して第２タイムラグ期間）が生じる場合、制御装置５は、第１タイムラグ期間（第２タイムラグ期間）に亘って、流路変更弁３１４に循環液の流路を「第２の連通状態」に切り替えさせる。これによれば、第１の吸着式ヒートポンプ２０における第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２の何れもが同時に「吸着工程が終了していない状態」となる期間に亘り、熱回収部３０２から流れてくる循環液の全てを第２の吸着式ヒートポンプ２１に供給することができる。

一方、第２の吸着式ヒートポンプ２１に対する第１制御に際して第１タイムラグ期間（第２制御に際して第２タイムラグ期間）が生じる場合、制御装置５は、第１タイムラグ期間（第２タイムラグ期間）に亘って、流路変更弁３１４に循環液の流路を「第１の連通状態」に切り替えさせる。これによれば、第２の吸着式ヒートポンプ２１における第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２の何れもが同時に「吸着工程が終了していない状態」となる期間に亘り、熱回収部３０２から流れてくる循環液の全てを第１の吸着式ヒートポンプ２０に供給することができる。

本実施形態に係る流路変更制御によれば、ＣＰＵ６から熱回収した循環液の温熱が無駄になることを抑制し、より一層の有効活用を図ることができる。なお、第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０，２１の何れもが第１及び第２タイムラグ期間に該当しない期間、すなわち、第１吸着器２０１及び第２吸着器２０２の何れかが「吸着工程が終了している状態」となっている場合、制御装置５は、流路変更弁３１４に循環液の流路を「第３の連通状態」に切り替えさせる。これにより、第１及び第２の吸着式ヒートポンプ２０，２１の双方に循環液が供給され、脱着工程を円滑に行うことができる。本実施形態においては、流路変更弁３１４及びこれを制御する制御装置５が第２の流路制御装置に対応している。

本実施形態に冷却システム１０は、本旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得る。例えば、冷却システム１０は、３つ以上の吸着式ヒートポンプを備えても良い。例えば、吸着式ヒートポンプの配置数を増やすほど、第２の分岐部３１１から分岐して第２の合流部３１３で合流するバイパス通路部の数を増やし、各バイパス通路部に吸着式ヒートポンプを配置しても良い。

１ 冷却システム
２ 吸着式ヒートポンプ
３ 熱回収装置
５ 制御装置
６ ＣＰＵ（発熱体）
２０１ 第１吸着器
２０２ 第２吸着器
２０３ 蒸発器
２０４ 凝縮器
２０５，２０６ 吸着剤
３００ 循環通路
３０１ 循環ポンプ
３０２ 熱回収部
３０３ 分岐部
３０４ 合流部
３０５ 受熱器
３０６ 熱回収前通路部
３０７ 熱回収後通路部
３０８ 温度センサ
３０９ 還流通路
３１０ 流路切り替え弁

Claims (3)

1. 冷媒を介して複数の発熱体から熱回収を行い、熱回収により加熱された冷媒を吸着式ヒートポンプに供給する熱回収装置であって、
   前記吸着式ヒートポンプの冷媒流入口及び冷媒流出口に接続され、内部に冷媒が封入された環状の循環通路と、
   前記循環通路に設けられ、前記吸着式ヒートポンプの前記冷媒流出口から流出した冷媒が前記冷媒流入口から該吸着式ヒートポンプに流入するように前記循環通路内の冷媒を循環させる循環装置と、
   前記循環通路に形成された分岐部から分岐し、該分岐部と前記冷媒流入口との間に形成された合流部で合流する互いに並列に配置された複数の熱回収部と、
   各熱回収部に設けられ、発熱体から受熱する受熱器と、
   各熱回収部において受熱器より下流を流れる冷媒を、該受熱器より上流側の循環通路に還流させる還流通路と、
   各熱回収部における前記受熱器より下流側の部分に設けられ、冷媒温度を検出する検温器と、
   各熱回収部を流れる冷媒が前記冷媒流入口と前記還流通路との何れかに導かれるように、各検温器の検出温度に応じて冷媒の流路を切り替える流路制御装置と、
   を備え、
   前記流路制御装置は、前記検温器の検出温度が既定温度以上の場合には対応する熱回収部を流れる冷媒を前記冷媒流入口に導き、該検出温度が該既定温度未満の場合には対応する熱回収部を流れる冷媒を前記還流通路に導き、
   且つ、全ての検温器の検出温度が前記既定温度未満の場合に、最も高い検出温度を検出した検温器に対応する熱回収部を流れる冷媒のみを前記冷媒流入口に導き、他の熱回収部を流れる冷媒を前記還流通路に導く
   ことを特徴とする熱回収装置。
2. 前記流路制御装置は、前記検温器の検出温度が前記既定温度未満の場合に、該検出温度が該既定温度以上となるまで、対応する熱回収部を流れる冷媒を前記還流通路に導くことを特徴とする請求項１に記載の熱回収装置。
3. 吸着剤を収容し、該吸着剤に吸着質を吸着させる吸着工程と該吸着剤から吸着質を脱着させる脱着工程とを交互に繰り返す吸着器を有する吸着式ヒートポンプと、請求項１又は２に記載の熱回収装置と、を備える冷却システムであって、
   前記循環通路には複数の吸着式ヒートポンプが並列に接続されており、且つ、吸着工程が終了している状態の吸着器を有する吸着式ヒートポンプへと前記熱回収部から流れてくる冷媒が導かれるように、吸着式ヒートポンプに流入する冷媒の流路を変更する第２の流路制御装置を更に備えることを特徴とする冷却システム。

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