JP5576282B2 - 再循環気体ラック冷却アーキテクチャ - Google Patents

Description

本発明は冷却システムに関し、より詳細には、通信中央局又はコンピュータデータセンタにおけるなどの機器室内に見られるものなどの電子システムに適合される冷却システムに関する。

通信中央局及びコンピュータデータセンタなどの施設などにおける機器室は、電子システム、電気光学システム、フォトニックシステム、コンピューティングシステムなど（一般的に言えば、機器）を格納している。機器は、機器室内の上げ床全体にわたる通路によって分離された行に配置されているキャビネット内のラックに据え付けられている。冷たい空気は「冷気通路」より上げ床から抜け、ファンによって引っ張られてキャビネットを通過する。その空気は「暖気通路」内のキャビネットから出て、室内レベルの送風機によって引っ張られて、中央に置かれた熱交換器を通過する。熱交換器はその空気を冷却し、それを機器室の上げ床の冷気通路の下の区画に戻す。

暖気通路／冷気通路構成に対する様々な修正形態が知られている。例えば、１つの修正形態は、流体冷却熱交換器を使用して、キャビネットから流出する空気がある程度まで冷却されてから機器室の暖気通路に入ることを確実にする。この手法の主な目的は「暖気通路」からの加熱された空気が、機器室の空気流制御は制限されているという理由から、前方から別のキャビネットに不注意にも侵入しないようにすることである。流量バランスの問題はさらに、機器室内に暖気箇所を生む可能性がある。上げ床に侵入する空気の温度が低下されるにつれて、機器室のＨＶＡＣシステムへの冷却負荷は増加するが、空気流分布効率の制限という理由から、空気がキャビネット内の機器棚によって使用するのに十分なほど低いレベルまで必ずしも冷却されるとは限らない。また、標準システムを増強するために外部チラーを有する冷媒ポンプを使用することも知られている。これらの装置は、キャビネットより上の天井に、又はキャビネット上に直接取付け可能であり、冷空気を棚状取入れ孔の方に方向付ける。加えて、複雑な配管を使用して、冷却流体を個々の回路パック、又は回路パックの構成要素に供給することも可能である。

従来技術の様々な不足点は、通信中央局又はコンピュータデータセンタにおけるなどの機器室内などの熱発生装置を冷却するための本発明の装置及び方法によって対処される。加えて、機器室内で使用するためのキャビネットの配置も開示される。

熱発生構成要素を格納するようになされている本発明の１つの実施形態による装置は、熱発生構成要素と熱連通している循環気体冷却媒体を実質的に含むための筐体、及び複数の冷却器であって、それぞれの冷却器が、１つ以上のそれぞれの熱発生構成要素と関連付けられ、それぞれの冷却器が、それぞれの熱発生構成要素によって循環気体冷却媒体に与えられる熱の少なくとも一部分を、その気体冷却媒体から抽出する第１の熱交換器を含む冷却器を備える。

本発明の１つの実施形態による方法が、複数の熱発生構成要素群と熱連通している気体冷却媒体を、囲まれているキャビネット内で循環させるステップ、第１の媒体を含むそれぞれの第１の熱交換器により各熱発生構成要素群に隣接した気体冷却媒体を冷却するステップ、第２の媒体を含むそれぞれの第２の熱交換器により第１の熱交換器のそれぞれの第１の媒体を冷却するステップ、及び冷却装置により第２の熱交換器の第２の媒体を冷却するステップからなる。

本発明の教示は添付の図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによって容易に理解され得る。

本発明の実施形態による冷却装置を示すブロック図である。 図１の冷却装置に対する増強形態を示す図である。 機器室内などの本発明によるキャビネットの配置を示す側面図である。 機器室内などの本発明によるキャビネットの配置を示す上面図である。 図１又は図２の冷却装置に対する増強形態を示す図である。

理解し易くするために、可能な場合は、同一の参照番号が、図に共通する同一の要素を指定するために使用されている。

本発明は、電気システム、電子システム、電気光学システム、フォトニックシステム、コンピューティングシステムなどの機器を格納するようになされているキャビネットの文脈内で主に説明されることになる。このタイプの機器は通信中央局又はコンピュータデータセンタにおける機器室の中に見られる。当業者及び本明細書内の教示によって知識を得た者は、本発明がまた、任意のキャビネット、ハウジング若しくは筐体（又はその集団）に適用可能であり、その中に含まれる熱発生構成要素を冷却することが望ましいことを理解するであろう。

ラック内に保管される特定の機器（例えば、熱発生構成要素、回路カードなど）に対する本明細書内のいずれの参照も、任意のタイプ（電気、光学、コンピューティングなど）の機器を示していると広範囲に解釈されるように意図される。さらには、中央局、データセンタなどに対する本明細書内のいずれの参照も、中央局、データセンタなどのいずれにも見られるような機器室又は類似の施設を示していると広範囲に解釈されるように意図される。

概して言えば、本発明は、囲まれているキャビネットの中で空気（又は他の気体）を再循環させて、キャビネット内の各段又は各棚から流出する空気を冷却するために使用する新規キャビネット設計、及び関連方法論に関する。本発明の１つの実施形態においては、さらなる音響減衰が、囲まれているキャビネットの中（又はその外側）でもたらされる。本発明の別の実施形態においては、霧化されたミストが、再循環する空気又は気体に導入されて、囲まれているキャビネットの中で蒸発ベースの冷却増強をもたらす。

図１に、本発明の実施形態による冷却装置を示すブロック図を示す。具体的には、冷却装置１００は、電子回路パックなどの熱発生構成要素、又は例示として、共通のバックプレーンにプラグ接続された他の熱発生構成要素を格納するための複数の棚１１２−１から１１２−３（まとめて、棚１１２）を含む実質的に閉鎖されているキャビネット１１０を備える。

棚１１２−１から１１２−３はそれぞれ（例示として、棚より上に置かれている）対応する冷却器１１４−１から１１４−３と関連付けられる。各棚１１２は、冷却された空気Ｃを前位の冷却器１１４から受け取り、加熱された空気Ｈを次位の冷却器１１４に送る。各冷却器１１４は、加熱された空気を前位の棚１１２から受け取り、冷却された空気Ｃを次位の棚１１２に送る。最上位の冷却器１１４−３からの冷却された空気は空気リターンゾーン１１５を通って最下位の棚１１２−１に再循環する。１つの実施形態においては、そうではなく、一番上の棚と関連付けられる冷却器は最下位の棚の下に位置付けられる。

各冷却器は、対応する棚１１２から受け取った暖められた空気からの熱を吸収するようになされている熱交換器を含む。暖められた空気からの熱は、冷却器１１４の中で媒体内に伝達され、従って、冷空気流をもたらし、それは次位の棚を冷却するために使用可能である。媒体は、水、様々な誘電材料などの流体からなることが可能である。媒体はまた、２相材料（例えば、水などの流体におけるワックス分散）からなることも可能である。従って、各冷却器１１４は、選択される設計、及び使用される第１の媒体のタイプに応じて、気体から液体又は気体から液体＋蒸気タイプの内部熱交換器を含む。

１つの実施形態においては、冷却器１１４は熱パイプを含み、そのパイプは、その上に配設されたフィンに、フィン全体にわたって引き寄せられる暖められた空気からの熱を吸収させる。１つの実施形態においては、冷却器１１４はキャピラリポンプループを含む。

冷却器１１４−１から１１４−３はそれぞれ、対応する第２の熱交換器１１８−１から１１８−３と関連付けられる。第２の熱交換器１１８は、相互に、及び配管１２０を介して外部冷却装置１３０と熱連通し、それによって、第２の媒体を含む外部流体冷却ループを形成する。第２の媒体は流体であっても２相材料であってもよい。第２の熱交換器１１８は、選択される設計、及び使用される第２の媒体のタイプに応じて、液体から液体、液体から液体＋蒸気又は液体＋蒸気から液体タイプの熱交換器を備えることが可能である。

第２の熱交換器１１８は、それらのそれぞれの冷却器と共に単独か又は一緒かのいずれかで、キャビネット１１０の中又は上に取り付けられる。冷却器は単独か又は（例えば、単一装置として）熱交換器と共に取付け可能である。

外部冷却装置１３０は、例示として、屋外の冷却タワー、熱交換器、コンプレッサなど、キャビネットとは異なる室内に置かれている冷却装置を備える。コンプレッサ又は他の冷凍システムの場合には、外部アクセスは凝縮を防ぐのに適切である。

キャビネットは、３つのゾーン、即ち（１）異なった棚１１２と関連付けられる電子機器又は他の熱発生装置を含む電子機器ゾーン、（２）空気リターンゾーン、及び（３）熱交換器を含む流体ゾーンを含んでいると概念化され得る。有利には、従って上述の閉鎖されているキャビネットの実施形態は、冷却が流体冷却ループと共に内部で行われるので、機器室のＨＶＡＣシステムによって与えられる熱負荷制限から独立して動作する。即ち、熱は、大きな室内冷却機構を介しての室内全体からではなく、具体的に配置された冷却機構によって各キャビネット棚から取り除かれる。

本発明の１つの実施形態においては、それぞれの棚毎にファントレイがある。本発明の別の実施形態においては、キャビネット全体について１つのファントレイがある。それぞれの場合において、ファントレイは、熱発生構成要素全体にわたって空気又は気体の循環を促すようになされているファンを含む。

本発明は、有利なことに、閉鎖されているキャビネットを提供し、それにより、音響流出が著しく抑えられるようになる。従って、ノイズ流出を減少させることによって、内部で発生するノイズは、機器室内の環境ノイズ閾値を上回ることなく増大し、様々な安全仕様の範囲内に留まることが可能である。このような増大したノイズは、ファン速度を上昇させるために費やされることが可能である。上述の冷却システムと関連付けられるファン速度を上昇させることによって、空気流の増大、そのため電子回路パック又は他の熱発生構成要素の冷却上昇が達成される。

１つの実施形態においては、第１の流体は単相流体か又は蒸発／凝縮流体及び蒸気のいずれかからなる。１つの実施形態においては、流体又は流体／蒸気は熱パイプ及び／又はキャピラリポンプループ内の表面張力によって受動的に循環する。別の実施形態においては、流体又は流体／蒸気はコイル（図示せず）を通ってキャビネットの中及び外に能動的にポンピングされる。流体はまた、高分子被包性の相変化物質（例えば、ワックス）を含むことが可能である。このワックスの使用により、余分な熱を相変化（溶解）に利用することによって流体の熱容量が増大する。

（第２の熱交換器１１８及び外部冷却装置１３０によって形成される冷却ループの中で運ばれる）第２の流体と、外部又は敷設（施設）のチルド水源との間のいずれの熱交換がキャビネットの一部であってもＣＯ内のキャビネットの外側にあってもよく、配管（図示せず）によって伝達可能である。

図１に、キャビネットから突出した第２の熱交換器１１８を示す。しかし、これらの熱交換器１１８はキャビネットから突出しない、あるいはそうでなければ、キャビネットの設置面積を変更することを発明者が企図していることに留意されたい。さらには、様々な実施形態においては、第２の熱交換器１１８は冷却器１１４と一体化される。

図２は図１の冷却装置の増強形態を示す。具体的には、図２は図１のキャビネット１１０を明確にするために他の構成要素のすべてを省略して示している。音響流出は、キャビネットの中又は周囲に吸音／消音材料を任意選択的に貼り付けることによってさらに抑制可能である。従って、図２は音響遮蔽材料１２０で（内部を）内張りされているキャビネット１１０を示しており、それにより、キャビネット１１０内のファン及び他の構成要素から生じる音は、さらに減衰されてからキャビネット１１０から出ていくようになる。このようにしてファン速度のさらなる上昇が達成可能である。

図３Ａに、機器室内などの本発明によるキャビネットの配置の側面図を示す。具体的には、図３Ａは複数のキャビネットの配置３００Ａを示しており、例示として、キャビネットＣ１〜Ｃ６と示される。この構成におけるキャビネットは、互いに極めて近接して置かれおり、唯一の分離は、キャビネット内の回路にアクセスするために必要なものであることに留意されたい。実際のところとしては、アクセスが必要でない場合、又は使用位置にキャビネットを移動させるための機構が設けられている場合、キャビネットＣ１〜Ｃ６は、相互に接合可能である。上述の本発明によって提供される冷却の利点により便益をもたらすこの配置は、機器室を実装するために必要な面積を大幅に削減し、それにより、所与の数のキャビネットに対する床スペースの著しい節約が達成される。図３の配置が可能であるのは、従来技術の配置の暖気通路及び冷気通路構造（並びに空気流配管と関連付けられる上げ床）は本発明の文脈内には必要でないからである。

図３Ｂに、機器室内などの本発明によるキャビネットの配置の上面図を示す。具体的には、図３Ｂは図３Ａに関して上述されたキャビネット配置の上面図を示す。図３Ｂのキャビネット配置３００Ｂは、この配置により（現行解決策と比較して）キャビネットを支持するために必要な面積が削減されるので、機器室によく適合される。さらには、上げ床及び様々な部屋の大きさの冷却システムに対する必要性を避けることによって、さらなる節約が達成される。

図３Ｂのキャビネット配置３００Ｂは、例示として、行Ｒ１〜Ｒ６と示されている６つの行のキャビネットを示している。行Ｒ１内のキャビネットはそれぞれ、冷却領域Ｃを含むように示されており、キャビネット内の冷却装置の配置を示している。キャビネットを有する冷却装置を、隣接するキャビネットの冷却装置のすぐ次に置くことが可能であることは調べることによって分かる。様々な行間のスペースは、主にキャビネット内の様々な電子機器棚に使用アクセスするために設けられる。キャビネット自体は、図１〜２に関して上述された内部循環空気冷却機構、空気から流体の冷却機構、及び流体から流体の冷却機構を有する閉鎖されているキャビネットである。

１つの実施形態においては、２つ以上のキャビネットの第２の熱交換器は相互に流体連通している。１つの実施形態においては、各キャビネットの第２の熱交換器は、隣接キャビネットの第２の熱交換器と流体連通している。１つの実施形態においては、行内の各キャビネットの第２の熱交換器は、行内の相互のキャビネットの第２の熱交換器と流体連通している。

図４に、図１又は図２に関する上述の冷却装置の増強形態を示す。具体的には、図４Ａは回路パック冷却配置４００Ａを示しており、（図１のキャビネット１００内の棚１１２上に見られるような）装着されている回路パック４１０が、下から冷空気流Ｃを受け取り、上面で暖空気流Ｈをもたらす。暖空気流Ｈ熱からの熱は、（図１のキャビネット１００内の冷却器１１４上に見られるような）フィン付き熱パイプ４２０によって取り除かれて、冷空気流Ｃをもたらす。図４Ａに示されている空気／熱流は、実質的には様々な図面に関して上述されたものと一致する。

図４Ｂに、上述の配置の増強形態を示す。具体的には、図４Ｂは回路パック冷却配置４００Ｂを示しており、冷却増強は冷却空気流内にミスト（即ち、霧化された流体）を吹き込むことによってもたらされる。この実施形態においては、ミスト又は霧化された流体は、機械的、超音波又は他のタイプの噴霧器などの噴霧器４７０によって冷却空気流内に吹き込まれる。ミスト滴は装着されている回路パックから熱を吸収し、蒸発する。蒸発したミスト滴は、コレクタ４３０において回収される流体内に冷却器１１４によって凝縮される。凝縮物は重力によって回収され、それにより、コレクタ（例えば、熱パイプから吊り下がった長方形又は三角形の断面の（開放している）容器）内にその蓄積がもたらされる。任意選択的には、コレクタは、ポンプの方に凝縮物を流し易くするためにわずかに傾斜している。ポンプ４５０はパイプ４４０を介してコレクタ４３０から流体を抽出し、抽出された流体を、パイプ４６０を介して噴霧器４７０に搬送する。噴霧器４７０は流体を霧化して、上述された冷却空気流内に再導入する。ミストは棚を通って流れる空気の温度上昇を抑制するように動作する。従って、空気はより冷え、熱伝達媒体として、より効率的である。類似の効果が空気流の上昇（例えば、ファン速度の上昇）によって実現される。

１つの実施形態においては、ミスト（又は冷却流体自体）は、重力送り若しくはポンプ送りのパイプ又はノズルによって、個々の構成要素の上に又はその方に向かって直接方向付けられて、個々の構成要素の冷却増強をもたらす。この意図的な方向付けは、ミストが概して空気流自体を冷却するために使用されるか否かに拘わらず、特定の高出力の構成要素を調整するのに極めて有用である。また、このミストは、水若しくは他の流体ライン又はファンが機能しない場合、バックアップ冷却を行うことが可能であることも留意されたい。冷却水／流体循環ループが機能しない場合、冷却流体が不足しているという理由から、ミストは凝縮を中断するが、ミストの貯留部は、キャビネット内のハードウェアに対して許容不可能な動作状態の進行を妨げることになる。ファンが機能しない場合、ミストを噴霧すること、凝縮物を回収すること、及びミストとして凝縮物を再噴霧することは、システムを冷却する際に著しく有効になる。いくつかのフェイルセーフ機構がより詳細に後述される。

図４Ｂの実施形態においては、回路パックの入口と出口の間の温度変化は図４Ａの実施形態における対応する温度変化よりは少ない。例えば、発明者は、図４のいずれの実施形態における回路パック４１０への入口温度が約２０℃であるとき、１０の回路パックからの出口温度は約３５℃（図４Ａ）又は２７．５℃（図４Ｂ）である１つの事例を究明済みである。

上述の霧化されたミストは（１）空気流の全体的な冷却容量を上昇させること、（２）空気がキャビネット内の棚／回路パックを通って上方（上流）に流れるときに、その空気温度が、通常ほど速く上昇しないようにすること、及び／又は（３）構成要素上に直接噴霧されて、余分に局所的に冷却をもたらすことの３つのやり方で（単一又はいずれかの組合せで）使用可能である。

上述の本発明の様々な実施形態はまた、組合せ可能である。即ち、図１の閉鎖されているキャビネット循環の実施形態は、図２に関して説明されている音響遮蔽によって増強可能であり（それによって、より速いファン速度が可能になる）、及び／又は冷却増強は、ミストの循環及び／又は図４に関して説明されているミスト／流体の直接的な塗布によってもたらされ得る。ミストの使用は、本発明の閉鎖されているシステム内で可能であり、その場合、開放しているシステム内でミストは消散することになる。

本発明の１つの実施形態においては、空気はキャビネットを通って再循環する冷却媒体として示されている。しかし、他の実施形態においては、他の気体が再循環冷却媒体として使用される。このような他の気体は、例えば、ヘリウムを含むことが可能である。概して言えば、普通の空気のものと近似している、又はそれより大きい熱容量を有する任意の気体がこの目的で使用可能である。

熱パイプは、高温端部から低温端部に熱を伝達するために高温端部（上述例の空気側）において蒸発し、低温端部（例えば、水側）において凝縮する流体を含むチューブである。凝縮物は、例えば、熱パイプの内側のキャピラリウィックにより、表面張力によって低温端部から高温端部へと逆に受動的にポンピングされる。熱パイプは通常、同じ直径の純粋銅の熱抵抗の１０分の１、又はそれより小さい非常に低い熱抵抗を有するが、表面張力は強度が限られているなどの理由から、ただ限られた量の熱を伝達することができるだけである。

本発明の１つの実施形態においては、熱パイプを使用して、上述の空気から流体側の熱伝達機能を実装する。本発明の他の実施形態においては、（例えば、ラック内の流体ゾーンではなく、凝縮が行われるための遠隔の熱交換器により）ポンプ冷媒が使用される。さらに他の実施形態においては、（熱パイプに類似しているが、より大きい容量を有し、パイプではなく閉鎖されているループの形態の）キャピラリポンプループ、又はポンプ水が使用される。

本発明の１つの実施形態においては、動作の「フェイルセーフ」モードが、ファンが機能しない、チルド水が機能しない、噴霧器が機能しないなどの場合、悪い結果を回避するように設けられる。水が冷水でないか、又はポンプが機能しない場合、チラーは機能しない場合があることに留意されたい。本発明の文脈内で使用されるキャビネットは、閉鎖されているキャビネットであるので、このような故障がすぐに悲惨な結果をもたらす場合がある。

１つのフェイルセーフモードは、ファンが停止する（又は、ポンプ若しくは他の冷却関連装置が機能しない）とすぐに自動的に開くルーバの大きなセットを備える。ルーバは好ましくは、室内の冷空気を取り込むためにキャビネットの底面に、及び加熱された空気を外に出すためにキャビネットの上面に置かれる。第２のファン、又はファンのセット（例えば、任意選択的には、バッテリ駆動の上面における１つの大きなファン）が、キャビネットを通る空気を吹き飛ばすために任意選択的に含まれることが可能である。敷設チルド水側では、フェイルセーフ機構はそれほど重要ではなく、配置し易い。流体自体は、好ましくは適正熱容量を有し、それにより、例示として、数分間熱を吸収し続けることが可能になる。１つの実施形態においては、二次的な配管、及び（例えば、重力送りの）チルド水保存タンクを有する（任意選択的に）電池式のポンプシステムが、天井又は屋根の上などに設けられる。このようにして、メインポンプが機能しなければ、通常閉鎖されているバルブが開いて、チルド水の流れが重力送りされ、且つ／又は短い時間期間にシステム内にポンピングされることを可能にする。

相変化材料（ＰＣＭ）は、敷設チルド水ポンプが機能しない場合の別の選択肢である。従って、１つの実施形態においては、戻りダクトは、４０°などの特定の温度（例えば、冷却水／冷媒のシャットダウン状態が生じなければ、戻り空気が決して到達しない温度）で溶解する粉末などの相変化材料で内張りされている。カプセル化されたＰＣＭが溶解するとき（それは、融合の大きな潜熱により、ある時間（例えば、３０分）かかることになる）、空気は、最終棚の出口から第１の棚の入口に戻って再循環するので冷却されることになる。ＰＣＭはまた、緊急の際にだけ使用されることになる重力送りの冷却水中に拡散可能であり、さらには、その熱エネルギー吸収容量を高める。

さらには、さらなる実施形態においては、キャビネット内の凝縮を防ぐ手段が提供される。この実施形態においてはチルド水（又はチルド流体）吸入ポート上の調節バルブが使用される。調節機器がアイドリング中、及びチルド水要件が低い場合、バルブは、流量率、従って、システムの冷却容量を制限する。このやり方では、キャビネット内の空気温度は、凝縮が形成する点まで低下しない。

さらには、さらなる実施形態においては、流体側に追加の熱交換器が提供される。この実施形態においては、水がフィンの流体側全体を循環するのではなく、その代わりに、誘電性流体（油、又はフッ化炭素）が敷設（又は他の）チルド水源によって冷却された後に循環する。フッ化炭素の場合は特に、意図的ではない漏れからの火災安全が本質的に排除される。いずれの場合にも、誘電性流体は好ましくは、流体側フィンに関して制御され、フィルタリングされ、従って、保守を抑える。この用途についての対象のいくつかの流体は、Ｐａｒａｔｈｅｒｍ、Ｄｙｎａｌｅｎｅ、ＨＦＥ７１００、及びＨＦＣ２４５ｆａを含む。

本発明のさらなる別の実施形態においては、中間熱交換器が提供される。この中間熱交換器はそれ自体の（例えば、コンプレッサベースの）冷却容量を有し、チルド水（又はそれにより熱を交換する誘電性流体）がＣＯに利用可能な敷設チルド水温度を下回ることが望ましい場合、任意選択的に冷却容量の増大をもたらす。

装置機能として、上述の様々なプロセスはまた、冷却のための方法論とも解釈され得る。従って、例えば、本発明の１つの実施形態は、複数の熱発生構成要素群と熱連通している気体冷却媒体を、囲まれているキャビネット内で循環するステップ、第１の媒体を含むそれぞれの第１の熱交換器により各熱発生構成要素群に隣接した気体冷却媒体を冷却するステップ、第２の媒体を含むそれぞれの第２の熱交換器により、第１の熱交換器のそれぞれの第１の媒体を冷却するステップ、及び冷却装置により、第２の熱交換器の第２の媒体を冷却するステップからなる。

本発明の別の実施形態においては、冷凍サイクルの蒸発器部はラック又はキャビネット内の冷却器（複数可）として機能する。即ち、蒸発器部内の蒸発流体（冷媒）は棚冷却器内の熱を吸収する媒体である。この吸収熱は同じ冷凍サイクルの凝縮器部内に放出される。この冷凍サイクルは、例示として、第２の熱交換器を備え、任意選択的には、キャビネットの背面又は側面に取付け可能であり、並びにキャビネットの外側にある（即ち、キャビネット内の気体冷却流から分離している）ことが可能である。関連付けられるコンプレッサ及びこの冷凍サイクルの拡張バルブはラックの外側のある場所に取り付けられる。

１つの実施形態においては、蒸発器部の温度は制御可能である。１つの実施形態においては、拡張バルブの出口における圧力は調整可能であり、この調整は蒸発器部の温度を制御する機構をもたらす。従って、凝縮が可能になる場合、バルブの調整は蒸発器部温度を上昇させ、凝縮を回避するために行われる。あるいは、出口圧力はコンプレッサによって冷媒の加圧を制御することによって制御される。

上述のものは、本発明の様々な実施形態に向けられるが、本発明の他の及びさらなる実施形態が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案可能である。そのようなものとして本発明の適切な範囲を特許請求の範囲により決定すべきである。

Claims (9)

1. 熱発生構成要素を備えるゾーンとリターンゾーンとを通り内部で循環している気体冷却媒体を含む、筐体と、
   その筐体内の複数の冷却器であって、それぞれの冷却器は、１つ以上の各熱発生構成要素と関連付けられ、第１の媒体を有する第１の熱交換器を含み、各熱発生構成要素によって前記循環している気体冷却媒体に与えられる熱の少なくとも一部分を前記循環している気体冷却媒体から抽出して第２の媒体に与える、複数の冷却器と、
   複数の第２の熱交換器であって、それぞれの第２の熱交換器は、各冷却器から熱を抽出する第２の流体又は２相材料を含み、チルド流体吸入ポートを介しチルド流体を受けて、前記各冷却器によって前記第２の流体又は２相材料に与えられた熱の少なくとも一部を前記第２の流体又は２相材料から抽出して外部冷却装置に与える、複数の第２の熱交換器と、
   前記チルド流体の流量を制限して前記筐体内での凝縮を防止する、前記チルド流体吸入ポート上の調節バルブと、
   冷却故障の場合、過熱状態の進行を妨げるフェイルセーフ機構と、
   を備える、熱発生構成要素を格納する装置。
2. 前記外部冷却装置が、冷却タワー、熱交換器、及びコンプレッサのうちの１つを備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記循環している気体冷却媒体内に導入するための誘電性流体をミストに霧化する噴霧器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
4. 蒸発されたミストを誘電性流体へと逆に凝縮する手段と、
   誘電性流体を前記噴霧器にポンピングするポンプと、
   をさらに備える、請求項３に記載の装置。
5. 誘電性流体及び霧化された誘電性流体のうちの一方又は両方を特定の加熱された構成要素の方に方向付ける手段をさらに備える、請求項３に記載の装置。
6. 前記フェイルセーフ機構は、故障に応答して開放するキャビネットルーバ、故障に応答して動作する１つ以上のバックアップファン、冷却ダクト、及び重力送りの流体バックアップ装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
7. 請求項１に記載の装置により形成された複数のキャビネットを含む機器室であって、前記複数のキャビネットが複数の行に配置され、少なくとも２つのキャビネットの前記第２の熱交換器が互いに流体連通している、機器室。
8. 前記機器室が中央局の施設及びデータセンタの施設のうちの一方内に置かれている、請求項７に記載の機器室。
9. 凝縮を防止するための囲まれたキャビネットであって、熱吸収のためのフィンを有する熱パイプを備えるとともに、複数の熱発生構成要素群と熱連通している気体冷却媒体を含む、囲まれたキャビネット内の熱発生ゾーンとリターンゾーンとを通って再循環させるステップと、
   第１の媒体を含むそれぞれの第１の熱交換器であって、再循環している前記冷却気体媒体に各熱発生構成要素群によって与えられる熱の少なくとも一部分を再循環している前記気体冷却媒体から抽出して第２の媒体に与える、第１の熱交換器それぞれにより各熱発生構成要素群に隣接した前記気体冷却媒体を前記囲まれたキャビネット内で冷却するステップと、
   前記第２の媒体を含むそれぞれの第２の熱交換器により前記第１の熱交換器のそれぞれの前記第１の媒体を冷却するステップと、
   前記囲まれたキャビネット内で凝縮しないように、チルド流体吸入ポートから流れるチルド流体を有する冷却装置により前記チルド流体の流量を制限することで前記第２の媒体の冷却は調節される、前記第２の熱交換器の前記第２の媒体を冷却するステップと、
   冷却故障の場合、フェイルセーフ機構によって過熱状態の進行を妨げるステップと、
   を含む、方法。

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