JP6217334B2 - 熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法 - Google Patents

熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6217334B2
JP6217334B2 JP2013235459A JP2013235459A JP6217334B2 JP 6217334 B2 JP6217334 B2 JP 6217334B2 JP 2013235459 A JP2013235459 A JP 2013235459A JP 2013235459 A JP2013235459 A JP 2013235459A JP 6217334 B2 JP6217334 B2 JP 6217334B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
unit
flow path
detection
leaked
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013235459A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015095188A (ja
Inventor
石川 寛
寛 石川
忠雄 天田
忠雄 天田
聡 篠原
聡 篠原
恭一地 高田
恭一地 高田
賢一 石坂
賢一 石坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2013235459A priority Critical patent/JP6217334B2/ja
Priority to US14/519,253 priority patent/US9345170B2/en
Publication of JP2015095188A publication Critical patent/JP2015095188A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6217334B2 publication Critical patent/JP6217334B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20272Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/042Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid
    • G01M3/045Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means
    • G01M3/047Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point by using materials which expand, contract, disintegrate, or decompose in contact with a fluid with electrical detection means with photo-electrical detection means, e.g. using optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/165Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means by means of cables or similar elongated devices, e.g. tapes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20818Liquid cooling with phase change within cabinets for removing heat from server blades
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20827Liquid cooling with phase change within rooms for removing heat from cabinets, e.g. air conditioning devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)

Description

本発明は、熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法に関する。
従来、CPU(Central Processing Unit)などの電子部品の発熱量が大きいスーパーコンピュータなどの計算機システムにおいて、電子部品を冷却するために、空冷よりも熱交換率が高い水冷方式を用いる冷却技術が知られている。電子部品では、冷却が性能の維持および信頼性の向上につながる。
電子部品を冷却する冷媒と、この冷媒とは異なる冷媒との間で熱交換を行う熱交換装置として、電子部品を冷却する冷媒を複数の計算機に分配して供給するCDU(Coolant Distribution Unit)が知られている。CDUは、異なる冷媒間の熱交換を行う熱交換部、冷媒を流すポンプ、冷媒を溜めるタンクなどを有する。
ところで、従来技術として下記の技術が知られている。
例えば、冷却液の液漏れを検出する検出装置と、漏洩した冷却液を絶縁容器に返還する返還装置とを有する変圧器が知られている。また、漏水を捕集するドレンパンと、このドレンパンに設けられたセンサとを有する装置が知られている。また、減圧弁から排出された排水を貯留する容器と、この容器に貯留された排水の量が所定量に達したことを検知する検知器とを有する装置が知られている。また、主タンク内の冷却水の貯蔵量に対応して位置を変化させるフロート部材と、このフロート部材の位置の変化に対応して水路を開閉するバルブ部材とを有する装置が知られている。(例えば、特許文献1〜4参照)
特開平11−307347号公報 実開昭62−42044号公報 特開平4−282898号公報 特開平2−209685号公報
発熱体としての電子部品を冷却する冷媒が流れる流路は、閉じた系になっていることが多い。この流路から冷媒が漏れることにより、電子部品の冷却が継続的に行われなくなる結果、電子部品の性能の劣化や、この電子部品を有する電子装置の稼働の停止を引き起こすことがある。
また、冷媒が流れる流路の配管は、電子部品との間における熱交換率を上げるために、管壁が極めて薄い。そのため、冷媒には、配管の腐食を防止する腐食防止剤(例えば防サビ剤)が混入されることがある。
ここで、前述の互いに異なる2種類の冷媒を用いる熱交換装置について考える。例えば、電子部品を冷却する第1冷媒には腐食防止剤を混入させ、この第1冷媒との間で熱交換される第2冷媒には腐食防止剤を混入させない場合について考える。この場合、第2冷媒が第1冷媒と混ざると、第1冷媒の腐食防止剤の濃度低下により配管の腐食に至ることがある。
1つの側面では、本発明の目的は、冷媒漏れが生じた場合でも、第2冷媒との間で熱交換される第1冷媒のみによる電子部品の継続的な冷却を可能にする熱交換装置、電子システム、および、電子システムの冷却方法を提供することである。
実施の形態の一観点によれば、熱交換装置は、発熱する電子部品を備える電子装置に接続され、第1流路と、熱交換部と、第2流路と、第1冷媒検知部と、収集部と、貯留部と、返還部と、制御部を有する。前記第1流路には、前記電子部品を冷却する第1冷媒が流れる。前記熱交換部は、第1冷媒と第2冷媒との間で熱交換を行う。前記第2流路には、第2冷媒が流れる。前記第1冷媒検知部は、前記第1流路からの第1冷媒の漏れを検知する。前記収集部は、前記第1流路から漏れた第1冷媒と前記第2流路から漏れた第2冷媒とのうち、前記第1流路から漏れた第1冷媒のみを収集する。前記貯留部は、前記第1流路に設けられ、貯留した第1冷媒を前記第1流路に供給する。前記返還部は、前記収集部と前記貯留部とに接続されている。前記制御部は、前記第1冷媒検知部が第1冷媒の漏れを検知した場合、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還させる。
開示の熱交換装置、電子システム、および電子システムの冷却方法は、冷媒漏れが生じた場合でも、第2冷媒との間で熱交換される第1冷媒のみによる電子部品の継続的な冷却を可能にするという効果を奏する。
一実施の形態に係る電子システムの第1冷媒および第2冷媒の流れを示す図である。 一実施の形態における電子装置の第1冷媒の流れを示す図である。 一実施の形態に係る熱交換装置の第1冷媒および第2冷媒の流れを示す図である。 一実施の形態における返還部の第1冷媒の流れを示す図である。 一実施の形態における第1冷媒検知センサおよび第2冷媒検知センサの例を示す図である。 一実施の形態における光学式の第1冷媒検知センサおよび第2冷媒検知センサの例を示す図である。 一実施の形態における導通を利用した第1冷媒検知センサおよび第2冷媒検知センサの例を示す図である。 一実施の形態における制御部のハードウェア構成例である。 一実施の形態に係る熱交換装置の第1冷媒受け入れ部および第2冷媒受け入れ部を示す斜視図である。 一実施の形態に係る電子システムの冷却方法のフローチャートである。 一実施の形態における第1冷媒受け入れ部の低位側検知部および高位側検知部を示す図である。 一実施の形態における第2冷媒受け入れ部の低位側検知部および高位側検知部を示す図である。 一実施の形態における低位側検知部および高位側検知部の例(その1)を示す図である。 一実施の形態における低位側検知部および高位側検知部の例(その2)を示す図である。 一実施の形態における低位側検知部および高位側検知部の例(その3)を示す図である。 一実施の形態における第1冷媒受け入れ部および第2冷媒受け入れ部の例(その1)を示す図である。 一実施の形態における第1冷媒受け入れ部および第2冷媒受け入れ部の例(その2)を示す図である。 一実施の形態における第1冷媒受け入れ部および第2冷媒受け入れ部の例(その3)を示す図である。 他の実施の形態に係る熱交換装置の第1冷媒および第2冷媒の流れを示す図である。 他の実施の形態における第1検知用受け入れ部および第2検知用受け入れ部を示す斜視図である。 他の実施の形態に係る電子システムの冷却方法のフローチャートである。
以下、実施の形態に係る、熱交換装置と、電子システムと、電子システムの冷却方法とについて説明する。
図1は、一実施の形態に係る電子システム100の冷媒の流れを示す図である。
電子システム100は、熱交換装置1および電子装置101を有する。熱交換装置1は、例えば、電子装置101が収容される電子装置収容室201に収容されている。熱交換装置1は、電子装置収容室201の外に配置されていてもよい。
電子装置101は、図2に示す発熱する電子部品103,104を有する。電子装置101は、例えば、情報処理装置、ストレージ装置、または通信装置である。
熱交換装置1と電子装置101との間には、第1冷媒R1が流れる配管203,204が配置されている。これにより、熱交換装置1と電子装置101とが接続されている。第1冷媒R1は、熱交換装置1と電子装置101とを流れて循環する。第1冷媒R1には、例えば、配管の腐食を防止する腐食防止剤が混入されている。
熱交換装置1とチラー(Chiller)202との間には、第2冷媒R2が流れる配管205,206が配置されている。第2冷媒R2は、熱交換装置1とチラー202とを流れて循環する。第2冷媒R2は、第1冷媒R1とは異なる冷媒であり、例えば、腐食防止剤が混入されていない。なお、第1冷媒R1とは異なる冷媒としては、少なくとも一部の成分が第1冷媒R1と異なる場合のみならず、少なくとも一部の成分の濃度が異なる場合なども含まれる。
第1冷媒R1は、電子装置101内の図2に示す電子部品103,104を冷却する。詳しくは後述するが、第1冷媒R1は、図3に示す熱交換部4において第2冷媒R2との間で熱交換される。第2冷媒R2は、第1冷媒R1との間の熱交換によって温度が上昇するが、この温度上昇分の熱エネルギーは、放熱装置としてのチラー202によって放出される。
なお、単一の熱交換装置1が複数の電子装置101に第1冷媒R1を供給してもよい。その場合、電子システム100は、複数の電子装置101を有するといえる。
また、熱交換装置1は、電子装置101内に一体に配置されていてもよい。電子装置101がサーバ装置等であってラックに収容されている場合には、熱交換装置1がラック内に電子装置101とともに収容されてもよい。
図3は、一実施の形態に係る熱交換装置1の第1冷媒R1および第2冷媒R2の流れを示す図である。
熱交換装置1は、第1流路2、第2流路3、熱交換部4、第1冷媒検知センサ5、返還部7、制御部8、第1冷媒受け入れ部9、およびタンク17を有する。第1冷媒検知センサ5は、第1冷媒検知部の一例である。第1冷媒受け入れ部9は、収集部の一例である。タンク17は、貯留部の一例である。
また、熱交換装置1は、第2冷媒検知センサ6、第2冷媒受け入れ部10、排水弁11,15,23,25,27,34、および温度センサ12,22を有してもよい。更には、熱交換装置1は、接続部13,16,18,20,29,30,31,33、空気弁14、循環ポンプ19、フィルタ21,28、供給ポンプ24、露点センサ26、および流量制御弁32を有してもよい。
図3に示すように、第1流路2の一端は、6本の前述の配管203に接続されている。また、第1流路2の他端は、6本の前述の配管204に接続される。このように、図3の例では、熱交換装置1は、6つの電子装置101に第1冷媒R1を供給する。
第1冷媒R1は、第1流路2から、配管203、電子装置101の図2に示す電子部品103,104、および配管204を経て、再び第1流路2に戻る。第1冷媒R1の循環は、例えば、熱交換装置1の循環ポンプ19により行われる。
一例ではあるが、第1冷媒R1は、電子装置101内においては、図2に示すように、配管107,108内を流れる。配管107は、例えば2つの分岐管107a,107bに分岐する。これらの分岐管107a,107bは、2つの冷却プレート105,106に各々接続されている。冷却プレート105,106は、基板102上に実装された電子部品103,104上に配置されている。冷却プレート105,106は、電子部品103,104から発せられる熱を、配管107から流れてくる第1冷媒R1を用いて放熱(冷却)する。
なお、冷却プレート105,106は、電子部品103,104を冷却する冷却部材の一例である。冷却部材は、プレート状に限らず、フィン形状、ブロック形状などの他の形状を呈していてもよい。また、冷却部材は、電子部品の発熱により高温化した気体を冷却することで、ひいては、この電子部品自体または他の電子部品を冷却するものであってもよい。
冷却プレート105,106内を流れる第1冷媒R1は、配管108の分岐管108a,108bを経て配管108において合流し、図1に示す配管204を介して熱交換装置1に流れる。
なお、第1冷媒R1が流れる第1流路2および配管107,108,203,204は、密閉されていることが好ましい。
図3に示す第2流路3には、第2冷媒R2が流れる。第2冷媒R2は、第2流路3から、図1に示す、配管205、チラー202、および配管206を経て、再び第2流路3に戻る。第2冷媒R2の循環は、例えば、配管205,206またはチラー202に配置されたポンプにより行われる。
熱交換部4は、第1冷媒R1と第2冷媒R2との間で熱交換を行う。
第1冷媒検知センサ5は、例えば、後述する第1冷媒受け入れ部9における、第1流路2から漏れた第1冷媒R1の水位を検知する。なお、第1流路2における第1冷媒R1が漏れうる位置としては、第1流路2における各部を接続する接続部13,16,18,20が例として挙げられる。詳しくは後述するが、漏れた第1冷媒R1は、図4に示す返還部7によりタンク17に返還される。
なお、超音波式のセンサ等の第1冷媒R1と非接触のセンサを用いれば、第1冷媒検知センサ5が第1冷媒受け入れ部9の外側に位置していても、第1冷媒受け入れ部9において第1冷媒R1の漏れを検知することができる。
第2冷媒検知センサ6は、例えば、後述する第2冷媒受け入れ部10における、第2流路3から漏れた第2冷媒R2を検知する。第2流路3における第2冷媒R2が漏れうる位置としては、第2流路3における各部を接続する接続部29,30,31,33が例として挙げられる。
第1冷媒検知センサ5および第2冷媒検知センサ6は、第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れを検知するものであれば、検知方法は特に制限されない。例えば、図5に示す第1冷媒検知センサ5−1または第2冷媒検知センサ6−1は、第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10内の底面に配置される。図5に示す第1冷媒検知センサ5−1または第2冷媒検知センサ6−1は、制御部8に接続されたケーブル5−1a,6−1aを有する。
第1冷媒検知センサ5−1および第1冷媒受け入れ部9は、第2冷媒検知センサ6−1および第2冷媒受け入れ部10と同一形状でもよい。そのため、図5は、第1冷媒検知センサ5−1および第1冷媒受け入れ部9の符号と、第2冷媒検知センサ6−1および第2冷媒受け入れ部10の符号とが併記された図を示す。
図5に示す第1冷媒検知センサ5−1または第2冷媒検知センサ6−1は、例えば、図6に示す光学式のセンサである。光学式の第1冷媒検知センサ5−1または第2冷媒検知センサ6−1は、例えば、本体部5−1bと、この本体部5−1bの下部に配置された吸液部5−1cとを有する。吸液部5−1cは、例えば吸液性を有する紙である。
本体部5−1b内には、発光素子5−1dおよび受光素子5−1eが配置されている。発光素子5−1dが発光した光は、吸液部5−1cにおいて反射し、受光素子5−1eにより受光される。吸液部5−1cは、第1冷媒R1または第2冷媒R2を吸収している場合と吸収していない場合とで光の透過性が変化する。そのため、受光素子5−1eが受光する光の変化によって第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れの有無を検知することができる。
ここで、吸液部5−1cの下部に位置する取付け部によって、第1冷媒検知センサ5−1または第2冷媒検知センサ6−1を第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10に対して取付ける場合について考える。この場合、吸液部5−1cが第1冷媒R1または第2冷媒R2を吸収して光透過率が高まることで取付け部において光が反射すれば、受光素子5−1eが第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れを検知しやすくなる。
図5に示す第1冷媒検知センサ5−1または第2冷媒検知センサ6−1は、例えば、図7に示す導通を利用した第1冷媒検知センサ5−2または第2冷媒検知センサ6−2であってもよい。第1冷媒検知センサ5−2または第2冷媒検知センサ6−2は、本体部5−2aと、この本体部5−2aから下方に突出する複数の端子部5−2b,5−2cとを有する。
複数の端子部5−2b,5−2cが第1冷媒R1または第2冷媒R2により導通することで、第1冷媒検知センサ5−2または第2冷媒検知センサ6−2は、第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れを検知することができる。吸液性を有する紙などの吸液部が端子部5−2b,5−2cの下部に配置されている場合には、複数の端子部5−2b,5−2cが導通しやすくなる。
第1冷媒検知センサ5または第2冷媒検知センサ6の他の例としては、浮き部を有するフロート式のセンサ、静電容量式のセンサ、リーク式のセンサ、圧力式のセンサ、一対のケーブル状センサ間の導通に基づくケーブル式のセンサなどが挙げられる。また、さらに別の例としては、第1冷媒R1または第2冷媒R2とは非接触である、超音波式のセンサや、第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10の土台部分の抵抗値の変化に基づくひずみ式のセンサなどが挙げられる。
返還部7は、第1流路2から漏れた第1冷媒R1を第1流路2のタンク17に返還する。返還部7は、例えば、第1冷媒受け入れ部9内の漏れた第1冷媒R1を、タンク17に返還する。後述する第1冷媒受け入れ部9は、第1冷媒R1を、漏れた第2冷媒R2とは独立して受け入れる。そのため、返還部7は、漏れた第1冷媒R1と漏れた第2冷媒R2とのうち、漏れた第1冷媒R1のみを第1流路2に返還する。なお、第2冷媒受け入れ部10は、第2冷媒R2を、漏れた第1冷媒R1とは独立して受け入れる。
図4に示すように、返還部7は、返還ポンプ7aと、返還流路7bと、フィルタ7cとを有する。
返還ポンプ7aは、漏れた第1冷媒R1を返還流路7bにおいて流す。
返還流路7bは、第1冷媒受け入れ部9とタンク17とに亘って配置されている。
フィルタ7cは、返還流路7bにおいて異物を捕獲する。フィルタ7cは、後述する第1流路2のフィルタ21よりも細かい異物を捕獲可能であることが好ましい。
制御部8は、第1冷媒検知センサ5が第1冷媒R1の漏れを検知した場合、返還部7に、漏れた第1冷媒R1をタンク17に返還させる。
制御部8は、図8にハードウェア構成例を示すように、例えば、MPU(Micro-Processing Unit)301、ROM(Read Only Memory)302、RAM(Random Access Memory)303、およびインターフェイス部304を有する。
MPU301は、熱交換装置1の動作を制御する演算処理部である。MPU301は、熱交換装置1の制御用のプログラムを読み出して実行することにより各処理を行う。
ROM302は、所定の制御プログラムが予め記録されている読み出し専用半導体メモリである。なお、ROMとして、電力供給の停止に対して記憶データが不揮発性であるフラッシュメモリ等のメモリを使用してもよい。
RAM303は、MPU301が各種の制御プログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用される随時書き込み読み出し可能な半導体メモリである。
インターフェイス部304は、図8に示すように、第1冷媒検知センサ5、第2冷媒検知センサ6、返還ポンプ7a、第2冷媒受け入れ部10の排出弁10a、出力部305などの各種機器との間での各種情報の授受の管理を行う。なお、インターフェイス部304は、温度センサ12,22、タンク17、露点センサ26、流量制御弁32等の他の機器との間での各種情報の授受の管理も行う。
出力部305は、熱交換装置1のモニタ、ランプ、ブザーなどである。出力部305は、後述する検知結果の出力に用いられる。検知結果を出力する場合、モニタは検知結果を表示し、ランプは検知結果を色または点灯/消灯により表示し、ブザーは検知結果に対応する音を発する。なお、出力部305は、検知結果を記した電子メール等を送信するといった他の方法により検知結果を出力してもよい。
第1冷媒受け入れ部9は、漏れた第1冷媒R1と漏れた第2冷媒R2とのうち、漏れた第1冷媒R1のみを受け入れる。図9に示すように、第1冷媒受け入れ部9は、例えば、熱交換装置1の最下部において熱交換装置1のフットプリント(設置面積)の全体に亘って位置してもよい。また、第1冷媒受け入れ部9が位置する高さは一定でなくともよく、第1流路2に沿わせて高さ(例えば第1冷媒受け入れ部9内の底面の高さ)が変化してもよい。なお、図9は、熱交換装置1の構成要素を一部省略して示している。
第2冷媒受け入れ部10は、漏れた第1冷媒R1と漏れた第2冷媒R2とのうち、漏れた第2冷媒R2のみを受け入れる。図9に示すように、第2冷媒受け入れ部10は、例えば、第1冷媒受け入れ部9の上方に位置する。第2冷媒受け入れ部10は、例えば平面視U字状を呈する。第2冷媒受け入れ部10は、第2流路3の下方に位置し、第2流路3から漏れる第2冷媒R2を受け入れる。また、第2冷媒受け入れ部10が位置する高さは一定でなくともよく、第2流路3に沿わせて高さ(例えば第2冷媒受け入れ部10内の底面の高さ)が変化してもよい。
図3に示すように、第2冷媒受け入れ部10には、第2冷媒R2を排出する排出弁10aが設けられている。この排出弁10aから排出される第2冷媒R2は、熱交換装置1の外で例えば廃水または廃液として処理される。但し、第2冷媒R2は、再利用のために第2流路3に供給されてもよい。
図3に示す第1流路2または第2流路3に設けられた排水弁11,15,23,25,27,34は、熱交換装置1内の各種機器の交換時などに、第1流路2から第1冷媒R1をまたは第2流路3から第2冷媒R2を排出する排出弁の一例である。排水された第1冷媒R1は、例えば第1冷媒受け入れ部9に流され、排水された第2冷媒R2は、例えば第2冷媒受け入れ部10に流される。
第1流路2に設けられた2つの温度センサ12,22は、第1冷媒R1の温度を検知する。制御部8は、温度センサ12,22の各々が検知する温度の差に基づき、第1冷媒R1が図2に示す電子部品103,104を冷却したことによる上昇温度を取得することができる。
第1流路2または第2流路3に設けられた接続部13,16,18,20,29,30,31,33は、熱交換部4、タンク17、循環ポンプ19、流量制御弁32等の各種機器間の配管を接続する部分である。
空気弁14は、第1流路2から気体を排出する気体排出弁の一例である。
タンク17は、第1流路2に設けられ、貯留した第1冷媒R1を第1流路2に供給する。なお、第1冷媒R1は、前述のとおり循環するため、熱交換装置1の稼働時にタンク17内に貯留されるのは一時的にすぎない。
タンク17は、第1水位計17a、第2水位計17b、および第3水位計17cを有する。第1水位計17aは、第2水位計17bよりも高位において第1冷媒R1を検知する。第2水位計17bは、第3水位計17cよりも高位において第1冷媒R1を検知する。
タンク17内の第1冷媒R1の量が第1水位計17aにより検知される量以上になると、制御部8は、供給ポンプ24に、タンク17への第1冷媒R1の供給を停止させる。なお、供給ポンプ24は、第1冷媒R1の供給源からタンク17内に新たな第1冷媒R1を供給するポンプである。
タンク17内の第1冷媒R1の量が第2水位計17bにより検知される量以下になると、制御部8は、供給ポンプ24に、タンク17への第1冷媒R1の供給を開始させる。
タンク17内の第1冷媒R1の量が第3水位計17cにより検知される量以下になると、制御部8は、循環ポンプ19に第1冷媒R1の循環を停止させる。
なお、第1冷媒R1は、第1流路2からの漏れが生じていなくとも、例えば蒸発分を空気弁14から排出されることなどにより減少することがある。
循環ポンプ19は、第1冷媒R1を、第1流路2と、図1に示す配管203,204と、図2に示す配管107,108とに流すことで循環させる。
第1流路2に設けられたフィルタ21は、第1冷媒R1内に含まれる異物を除去する。第2流路3に設けられたフィルタ28は、第2冷媒R2内に含まれる異物を除去する。
なお、制御部8は、例えば、流量制御弁32における第2冷媒R2の流量の制御も行う。この第2冷媒R2の流量制御により、熱交換部4における熱交換量を変化させることができるため、第1冷媒R1の温度を調整することができる。
露点センサ26は、露点温度を測定するセンサである。制御部8は、露点センサ26により測定される露点温度に基づいて、前述の第1冷媒R1の温度調整を行うとよい。
以下、図10に示す電子システムの冷却方法のフローチャートについて説明する。図10に示す各処理は、制御部8等により行われる。
まず、制御部8は、第2冷媒検知センサ6および第1冷媒検知センサ5が第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れを検知するか否かを監視する(ステップS11,S14)。すなわち、制御部8は、第2冷媒R2または第1冷媒R1の漏れが検知されるまで第2冷媒R2および第1冷媒R1の漏れの検知の判定を繰り返している(ステップS11,S14がNo)。
第2冷媒検知センサ6が第2冷媒R2の漏れを検知すると(ステップS11がYes)、制御部8は、検知結果を出力することで(ステップS12)、電子システム100の管理者への警告等の報知を行う。検知結果の出力は、図8に示す出力部305により行うとよい。例えば、出力部305は、前述のように、熱交換装置1の検知結果を表示するモニタ、検知結果を色または点灯/消灯により表示するランプ、検知結果を音で伝えるブザー、電子メール等を送信する送信部などである。
次に、制御部8は、排出弁10aを介して、第2冷媒R2を第2冷媒受け入れ部10から排出する(ステップS13)。
第2冷媒R2の漏れが検知されず(ステップS11がNo)、第1冷媒R1の漏れが検知された場合(ステップS14がYes)、制御部8は、前述の検知結果の出力(ステップS12)と同様に、検知結果の出力を行う(ステップS15)。
次に、制御部8は、返還部7に、漏れた第1冷媒R1を第1冷媒受け入れ部9からタンク17に返還させる(ステップS16)。これにより、熱交換装置1や電子装置101の管理者による漏水障害対応が行われる前でも、第1冷媒R1のみにより電子部品103,104を継続的に冷却することが可能となる。
なお、一方の冷媒の漏れが検知され(ステップS11またはS14がYes)、第2冷媒R2の排出(ステップS13)または第1冷媒R1の返還(ステップS16)が前述のように行われた場合について考える。この場合、制御部8は、図10に示すフローチャートの処理を終了せずに、再度、第2冷媒R2の漏れ検知判定(ステップS11)から処理を開始してもよい。その場合、制御部8は、第2冷媒R2の排出(ステップS13)または第1冷媒R1の返還(ステップS16)を行いつつ、既に検知された第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れ(S11またはS14がYes)は無いものとして処理を続行すればよい。これにより、第1冷媒R1および第2冷媒R2のうち一方の漏れが検知された後も他方の漏れの検知が可能になる。
なお、第2冷媒R2の排出(ステップS13)は、検知結果の出力(ステップS12)の後ではなく、検知結果の出力(ステップS12)と同時、または検知結果の出力(ステップS12)の前から行ってもよい。また、第1冷媒R1の返還(ステップS16)は、検知結果の出力(ステップS15)の後ではなく、検知結果の出力(ステップS15)と同時、または検知結果の出力(ステップS15)の前から行ってもよい。
なお、第2冷媒R2は、第2冷媒受け入れ部10を介さずに熱交換装置1から排出されてもよいため、前述の第2冷媒R2の排出(ステップS13)は省略可能である。
ところで、図3に示す第1冷媒検知センサ5は、図11に示す低位側検知部5−3および高位側検知部5−4を有してもよい。また、図3に示す第2冷媒検知センサ6は、図12に示す低位側検知部6−3および高位側検知部6−4を有してもよい。これらの高位側検知部5−4,6−4は、低位側検知部5−3,6−3が検知する第1の水位よりも第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10における第1の水位よりも高い第2の水位(第1冷媒R1または第2冷媒R2の位置が高位)を検知する。
図10に示すフローチャートの処理において、制御部8は、低位側検知部5−3,6−3を用いて第1冷媒R1または第2冷媒R2の第1の水位を検知した場合に、検知結果の出力(ステップS12,S15)を行ってもよい。また、制御部8は、高位側検知部5−4,6−4を用いて第1冷媒R1または第2冷媒R2の第2の水位を検知した場合に、第2冷媒R2の排出(ステップS13)または第1冷媒R1の返還(ステップS16)を行ってもよい。
高位側検知部および低位側検知部は、図13に示すように、第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10に配置された単一のセンサ36に設けられていてもよい。この単一のセンサ36は、例えば、制御部8に接続されたケーブル36aと、それぞれ浮き部である低位側検知部36bおよび高位側検知部36cとを有する。単一のセンサ36は、低位側検知部36bおよび高位側検知部36cの位置よりも第1冷媒R1または第2冷媒R2の量が増えた場合に、低位側検知部36bおよび高位側検知部36cがそれぞれ浮くことで水位を検知する。
なお、図13および後述する図14〜図18において、第1冷媒受け入れ部9は、第2冷媒受け入れ部10と同一形状でもよい。そのため、図13〜図18は、第1冷媒受け入れ部9の符号と、第2冷媒受け入れ部10の符号とが併記された図を示す。
高位側検知部および低位側検知部は、図14に示すように、第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10に配置された静電容量式の低位側検知部37および高位側検知部38であってもよい。静電容量式の低位側検知部37および高位側検知部38は、制御部8に接続されたケーブル36aと、電極棒37b,38bとを有する。電極棒37b,38bの各々は、第1冷媒R1または第2冷媒R2により導通する一対の電極を有することで、冷媒の漏れを検知する。
高位側検知部および低位側検知部は、図15に示すように、第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10に配置された低位側検知部39および高位側検知部40であってもよい。低位側検知部39および高位側検知部40は、互いに異なる種類の検知部を用いた例である。低位側検知部39は、一対のケーブル状センサ間の導通に基づくケーブル式の検知部であり、第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10内の底面に沿って配置されている。高位側検知部40は、浮き部を有するフロート式の検知部である。高位側検知部40は、制御部8に接続されたケーブル40aを有する。低位側検知部39も、図示はしないが、制御部8に接続されたケーブルを有する。
図13に示す前述の単一のセンサ36(第1冷媒検知部または第2冷媒検知部の一例)は、図16に示すように第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10内の底面中央に形成された凹部9−1a,10−1a内に設けられるとよい。凹部9−1a,10−1aには、排出弁9−1b,10−1bが設けられる。
図13に示す単一のセンサ36は、図17に示すように第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10内の底面において一端から他端にいくほど深くなる最深部9−2a,10−2aに設けられてもよい。最深部9−2a,10−2aには、排出弁9−2b,10−2bが設けられる。
図13に示す単一のセンサ36は、図18に示すように第1冷媒受け入れ部9または第2冷媒受け入れ部10内の底面において周縁から中央にいくほど深くなる最深部9−3a,10−3aに設けられてもよい。最深部9−3a,10−3aには、排出弁9−3b,10−3bが設けられる。
なお、第1冷媒受け入れ部9内の第1冷媒R1は返還部7によりタンク17に返還されるため、図16〜図18に示す第1冷媒受け入れ部9の排出弁9−1b,9−2b,9−3bは省略可能である。
以上では、第1冷媒R1および第2冷媒R2が液体である例について説明したが、第1冷媒R1および第2冷媒R2の少なくとも一方が第1流路2または第2流路3内において気体であってもよい。第1冷媒R1が第1流路2内において気体である場合には、返還部7は、漏れた後の温度変化などにより液体化した第1冷媒R1の返還を行うとよい。
また、例えば、第1流路2における第1冷媒R1の漏れが生じうる箇所に返還用の流路が設けられていれば、気体のまま漏れた第1冷媒R1を第1流路2に返還することが可能になる。或いは、第1流路2が真空状態の空間内に配置されていれば、気体のまま漏れた第1冷媒R1の回収が可能となるため、その回収した第1冷媒R1をタンク17に返還することが可能となる。
以上説明した実施の形態では、収集部の一例である第1冷媒受け入れ部9は、第1流路2から漏れた第1冷媒R1を収集する。貯留部の一例であるタンク17は、第1流路2に設けられ、貯留した第1冷媒R1を第1流路2に供給する。返還部7は、第1冷媒受け入れ部9とタンク17とに接続されている。制御部8は、第1冷媒検知部の一例である第1冷媒検知センサ5が第1冷媒R1の漏れを検知した場合、返還部7に、第1冷媒受け入れ部9が収集した第1冷媒R1をタンク17に返還させる。
そのため、第1冷媒R1に第2冷媒R2が混ざるのを防止することができる。また、第1冷媒R1が第1流路2から漏れても第1冷媒R1により継続的に電子部品103,104を冷却できる。よって、本実施の形態によれば、冷媒漏れが生じた場合でも、第1冷媒R1のみによる電子部品103,104の継続的な冷却を可能にするという効果を奏する。
また、本実施の形態では、第1冷媒検知センサ5は、第1冷媒R1の第1冷媒受け入れ部9における水位を検知する。
そのため、第1冷媒検知センサ5が第1流路2の各部に複数個配置されなくとも、第1冷媒受け入れ部9において第1冷媒R1の漏れを検知することができる。なお、第1冷媒検知センサ5および第2冷媒検知センサ6が第1流路2または第2流路3の各部にも配置される場合には、第1冷媒R1や第2冷媒R2が漏れた位置を特定できる。
また、本実施の形態では、第1冷媒検知部5は、低位側検知部5−3,36b,37,39と、高位側検知部5−4,36c,38,40とを有する。低位側検知部5−3,36b,37,39は、第1冷媒R1の第1冷媒受け入れ部9における第1の水位を検知する。高位側検知部5−4,36c,38,40は、第1冷媒R1の第1受け入れ部9における第1の水位よりも高い第2の水位を検知する。制御部8は、低位側検知部5−3,36b,37,39が第1の水位を検知した場合、検知結果を出力する。また、制御部8は、高位側検知部5−4,36c,38,40が第2の水位を検知した場合、返還部7に、第1冷媒受け入れ部9が収集した第1冷媒R1を第1冷媒受け入れ部9からタンク17に返還させる。
そのため、返還部7が第1冷媒R1の返還を開始する前に、検知結果の出力により電子システム100の管理者への警告等の報知を行うことが可能になる。例えば、低位側検知部5−3,36b,37,39が第1冷媒R1の第1の水位を検知した段階では、第1冷媒R1が少量であるために返還部7が第1冷媒R1の返還を行うのが困難な場合がありうる。
図19は、他の実施の形態に係る熱交換装置401の第1冷媒R1および第2冷媒R2の流れを示す図である。
本実施の形態では、第1冷媒受け入れ部(収集部の一例)9および第2冷媒受け入れ部10ではなく、収集部の一例である冷媒共通受け入れ部402が配置されている。冷媒共通受け入れ部402には、水位計403が配置されている。また、第1冷媒検知部および第2冷媒検知部の一例として、第1冷媒検知センサ5および第2冷媒検知センサ6ではなく、第1流路2の各部に位置する第1冷媒検知センサ404が設けられ、第2流路3の各部に位置する第2冷媒検知センサ405が設けられている。これら以外の熱交換装置401の構成は、前述の一実施の形態に係る熱交換装置1と同様にすることができるため、説明を省略する。
冷媒共通受け入れ部402は、漏れた第1冷媒R1および漏れた第2冷媒R2の両方を受け入れる。冷媒共通受け入れ部402は、第2冷媒R2を排出する排出弁402aを有する。制御部8は、排出弁402aの開閉を制御する。なお、冷媒共通受け入れ部402は、図9に示す第1冷媒受け入れ部9と同様に、例えば、熱交換装置401の最下部において熱交換装置401のフットプリント(設置面積)の全体に亘って位置してもよい。
水位計403は、冷媒共通受け入れ部402内の水位を検知する。なお、前述のように冷媒共通受け入れ部402が第1冷媒R1および第2冷媒R2の両方を受け入れるため、水位計403の検知結果のみを用いてどちらの冷媒の漏れかを制御部8が判定することはしない。
第1冷媒検知センサ404および第2冷媒検知センサ405は、例えば、接続部13,16,18,20,29,30,31,33の下方や、第1流路2および第2流路3と図1に示す配管203,204との接続部の下方に設けられるとよい。第1流路2および第2流路3と、配管203,204との接続部は、例えば、第1流路2の両端の排水弁11,23の近傍や、第2流路3の両端の排水弁27,34の近傍である。
第1冷媒検知センサ404および第2冷媒検知センサ405は、漏れた第1冷媒R1または第2冷媒R2を冷媒共通受け入れ部402が受け入れる前に、冷媒の漏れの検知を行うとよい。
そのため、図20に示すように、第1冷媒検知センサ404は、第1検知用受け入れ部406において例えば接続部13からの第1冷媒R1の漏れを検知するとよい。また、図20に示すように、第2冷媒検知センサ405は、第2検知用受け入れ部407において例えば接続部29からの第2冷媒R2の漏れを検知するとよい。
なお、第1冷媒検知センサ404および第1検知用受け入れ部406は、第2冷媒検知センサ405および第2検知用受け入れ部407と同一形状でもよい。そのため、図20は、第1冷媒検知センサ404、第2冷媒検知センサ405等の符号と、第1検知用受け入れ部406、第2検知用受け入れ部407等の符号とが併記された図を示す。
第1検知用受け入れ部406は、第1流路2から漏れた第1冷媒R1と第2流路3から漏れた第2冷媒R2とのうち、第1流路2から漏れた第1冷媒R1のみを受け入れる。また、第2検知用受け入れ部407は、第1流路2から漏れた第1冷媒R1と第2流路3から漏れた第2冷媒R2とのうち、第2流路3から漏れた第2冷媒R2のみを受け入れる。
このように、第1冷媒検知センサ404および第2冷媒検知センサ405は、第1検知用受け入れ部406および第2検知用受け入れ部407により第1冷媒R1および第2冷媒R2の漏れを検知する。第1冷媒検知センサ404および第2冷媒検知センサ405は、例えば前述の一対のケーブル状センサ間の導通に基づくケーブル式のセンサであるが、他の検知方法によるセンサであってもよい。
第1検知用受け入れ部406および第2検知用受け入れ部407は、例えば、第1流路2または第2流路3の下方に設けられることで、漏れた第1冷媒R1または漏れた第2冷媒R2を受け入れる。
第1検知用受け入れ部406および第2検知用受け入れ部407は、四隅に設けられた吊下げ部材411によって熱交換装置1の筐体等から吊り下げられている。
第1漏れ冷媒流路408および第2漏れ冷媒流路409は、第1検知用受け入れ部406または第2検知用受け入れ部407と、図19に示す冷媒共通受け入れ部402とに亘って配置されている。第1漏れ冷媒流路408および第2漏れ冷媒流路409には、第1検知用受け入れ部406または第2検知用受け入れ部407内の漏れた第1冷媒R1または漏れた第2冷媒R2が流れる。
第1漏れ冷媒流路408および第2漏れ冷媒流路409には、制御部8により開閉を制御される排出弁410が設けられるとよい。なお、第1漏れ冷媒流路408および第2漏れ冷媒流路409には、第1冷媒R1または第2冷媒R2を流すポンプが設けられるとよい。
以下、図21に示す電子システムの冷却方法のフローチャートについて説明する。図21に示す各処理は、制御部8等により行われる。
まず、制御部8は、第2冷媒検知センサ405および第1冷媒検知センサ404が冷媒の第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れを検知するか否かを監視する(ステップS21,S24)。すなわち、制御部8は、第2冷媒R2または第1冷媒R1の漏れが検知されるまで第2冷媒R2および第1冷媒R1の漏れの検知の判定を繰り返している(ステップS21,S24がNo)。
第2冷媒検知センサ405が第2冷媒R2の漏れを検知すると(ステップS21がYes)、制御部8は、検知結果を出力することで(ステップS22)、電子システム100の管理者への警告等の報知を行う。検知結果の出力は、図10に示す前述の検知結果の出力(ステップS12,S15)と同様である。
次に、制御部8は、冷媒共通受け入れ部402の排出弁402aに、漏れた第2冷媒R2を冷媒共通受け入れ部402から排出弁402aを介して排出させる(ステップS23)。
第2冷媒R2の漏れが検知されず(ステップS21がNo)、第1冷媒R1の漏れが検知された場合(ステップS24がYes)、制御部8は、前述の検知結果の出力(ステップS12,S15,S22)と同様に検知結果の出力を行う(ステップS25)。
次に、制御部8は、返還部7に、漏れた第1冷媒R1を冷媒共通受け入れ部402から第1流路2に返還させる(ステップS26)。
なお、第1冷媒検知センサ404および第2冷媒検知センサ405は、図11および図12に示す低位側検知部5−3,6−3および高位側検知部5−4,6−4を有してもよい。その場合、図21に示すフローチャートの処理において、制御部8は、低位側検知部5−3,6−3が第1冷媒R1または第2冷媒R2の第1の水位を検知したときに、検知結果の出力を行ってもよい(ステップS22,S25)。また、制御部8は、高位側検知部5−4,6−4が第1冷媒R1または第2冷媒R2の第2の水位を検知した場合に、第2冷媒R2の排出(ステップS23)または第1冷媒R1の返還(ステップS26)を行ってもよい。
以上説明した本実施の形態においても、収集部の一例である冷媒共通受け入れ部402は、第1流路2から漏れた第1冷媒R1を収集する。貯留部の一例であるタンク17は、第1流路2に設けられ、貯留した第1冷媒R1を第1流路2に供給する。返還部7は、第1冷媒受け入れ部9とタンク17とに接続されている。制御部8は、第1冷媒検知部の一例である第1冷媒検知センサ404が第1冷媒R1の漏れを検知した場合、返還部7に、冷媒共通受け入れ部402が収集した第1冷媒R1をタンク17に返還させる。
そのため、第1冷媒R1に第2冷媒R2が混ざるのを防止することができる。また、第1冷媒R1が第1流路2から漏れても第1冷媒R1により継続的に電子部品103,104を冷却できる。よって、本実施の形態によっても、冷媒漏れが生じた場合でも、第1冷媒R1のみによる電子部品103,104の継続的な冷却を可能にするという効果を奏する。
また、本実施の形態では、第2冷媒検知部の一例である第2冷媒検知センサ405は、第2流路3からの第2冷媒R2の漏れを検知する。冷媒共通受け入れ部402は、漏れた第1冷媒R1および漏れた第2冷媒R2の両方を収集する。また、冷媒共通受け入れ部402は、収集した第2冷媒R2を排出する排出弁402aを有する。返還部7は、冷媒共通受け入れ部402が収集した第1冷媒R1をタンク17に返還する。制御部8は、第1冷媒検知センサ404が第1冷媒R1の漏れを検知した場合、返還部7に、冷媒共通受け入れ部402が収集した第1冷媒R1をタンク17に返還させる。また、制御部8は、第2冷媒検知センサ405が第2冷媒R2の漏れを検知した場合、排出弁402aを介して、冷媒共通受け入れ部402が収集した第2冷媒R2を排出させる。
そのため、単一の冷媒共通受け入れ部402によって、漏れた第1冷媒R1および漏れた第2冷媒R2を受け入れることができる。
また、本実施の形態では、第1検知用受け入れ部406は、漏れた第1冷媒R1と漏れた第2冷媒R2とのうち、漏れた第1冷媒R1のみを受け入れる。第1漏れ冷媒流路408は、第1検知用受け入れ部406と冷媒共通受け入れ部402とに亘って配置され、漏れた第1冷媒R1が流れる。第1冷媒検知センサ404は、第1検知用受け入れ部406により第1冷媒R1の漏れを検知する。
そのため、第1検知用受け入れ部406において第1冷媒R1の漏れを第1冷媒検知センサ404により確実に検知することができる。
また、本実施の形態では、第2検知用受け入れ部407は、漏れた第1冷媒R1と漏れた第2冷媒R2とのうち、漏れた第2冷媒R2のみを受け入れる。第2漏れ冷媒流路409は、第2検知用受け入れ部407と冷媒共通受け入れ部402とに亘って配置され、漏れた第2冷媒R2が流れる。第2冷媒検知部センサ405は、第2検知用受け入れ部407により第2冷媒R2の漏れを検知する。
そのため、第2検知用受け入れ部407において第2冷媒R2の漏れを第2冷媒検知センサ405により確実に検知することができる。
なお、第1冷媒検知センサ404および第2冷媒検知センサ405は、第1流路2または第2流路3における配管の外周面などに直接配置されて第1冷媒R1または第2冷媒R2の漏れを検知してもよい。例えば、前述の一対のケーブル状センサ間の導通に基づくケーブル式のセンサが第1冷媒検知センサ404または第2冷媒検知センサ405として第1流路2または第2流路3に沿って配置されていてもよい。
1 熱交換装置
2 第1流路
3 第2流路
4 熱交換部
5 第1冷媒検知センサ
6 第2冷媒検知センサ
5−3,6−3 低位側検知部
5−4,6−4 高位側検知部
7 返還部
7a 返還ポンプ
7b 返還流路
7c フィルタ
8 制御部
9 第1冷媒受け入れ部
10 第2冷媒受け入れ部
10a 排出弁
11,15,23,25,27,34 排水弁
12,22 温度センサ
13,16,18,20,29,30,31,33 接続部
14 空気弁
17 タンク
17a〜17c 水位計
19 循環ポンプ
21,28 フィルタ
24 供給ポンプ
26 露点センサ
32 流量制御弁
100 電子システム
101 電子装置
102 基板
103,104 電子部品
105,106 冷却プレート
107,108 配管
107a,107b,108a,108b 分岐管
201 電子装置収容室
202 チラー
203〜206 配管
401 熱交換装置
402 冷媒共通受け入れ部
402a 排出弁
403 水位計
404 第1冷媒検知センサ
405 第2冷媒検知センサ
406 第1検知用受け入れ部
407 第2検知用受け入れ部
408 第1漏れ冷媒流路
409 第2漏れ冷媒流路
410 排出弁
411 吊下げ部材
R1 第1冷媒
R2 第2冷媒

Claims (8)

  1. 発熱する電子部品を備える電子装置に接続される熱交換装置において、
    前記電子部品を冷却する第1冷媒が流れる第1流路と、
    第1冷媒と第2冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、
    第2冷媒が流れる第2流路と、
    前記第1流路からの第1冷媒の漏れを検知する第1冷媒検知部と、
    前記第1流路から漏れた第1冷媒と前記第2流路から漏れた第2冷媒とのうち、前記第1流路から漏れた第1冷媒のみを収集する収集部と、
    前記第1流路に設けられ、貯留した第1冷媒を前記第1流路に供給する貯留部と、
    前記収集部と前記貯留部とに接続された返還部と、
    前記第1冷媒検知部が第1冷媒の漏れを検知した場合、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還させる制御部を有することを特徴とする熱交換装置。
  2. 前記第1冷媒検知部は、第1冷媒の前記収集部における水位を検知することを特徴とする請求項1記載の熱交換装置。
  3. 前記第1冷媒検知部は、
    第1冷媒の前記収集部における第1の水位を検知する低位側検知部と、
    第1冷媒の前記収集部における第1の水位よりも高い第2の水位を検知する高位側検知部とを有し、
    前記制御部は、
    前記低位側検知部が前記第1の水位を検知した場合、検知結果を出力し、前記高位側検知部が前記第2の水位を検知した場合、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記収集部から前記貯留部に返還させることを特徴とする請求項2記載の熱交換装置。
  4. 発熱する電子部品を備える電子装置に接続される熱交換装置において
    前記電子部品を冷却する第1冷媒が流れる第1流路と、
    第1冷媒と第2冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、
    第2冷媒が流れる第2流路と、
    前記第1流路からの第1冷媒の漏れを検知する第1冷媒検知部と、
    前記第2流路からの第2冷媒の漏れを検知する第2冷媒検知部
    前記第1流路から漏れた第1冷媒および前記第2流路から漏れた第2冷媒の両方を収集する収集部と
    前記第1流路に設けられ、貯留した第1冷媒を前記第1流路に供給する貯留部と、
    前記収集部と前記貯留部とに接続された返還部と、
    前記第1冷媒検知部が第1冷媒の漏れを検知した場合、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還させる制御部を有し、
    前記収集部は、
    収集した第2冷媒を排出する排出弁を有し、
    前記返還部は、
    前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還し、
    前記制御部は、
    前記第1冷媒検知部が第1冷媒の漏れを検知した場合、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還させ、前記第2冷媒検知部が第2冷媒の漏れを検知した場合、前記排出弁を介して、前記収集部が収集した第2冷媒を排出させることを特徴とする熱交換装置
  5. 前記熱交換装置はさらに、
    漏れた第1冷媒と漏れた第2冷媒とのうち、漏れた第1冷媒のみを受け入れる第1検知用受け入れ部と、
    前記第1検知用受け入れ部と前記収集部とに亘って配置され、漏れた第1冷媒が流れる第1漏れ冷媒流路とを有し、
    前記第1冷媒検知部は、
    前記第1検知用受け入れ部により第1冷媒の漏れを検知することを特徴とする請求項4記載の熱交換装置。
  6. 前記熱交換装置はさらに、
    漏れた第1冷媒と漏れた第2冷媒とのうち、漏れた第2冷媒のみを受け入れる第2検知用受け入れ部と、
    前記第2検知用受け入れ部と前記収集部とに亘って配置され、漏れた第2冷媒が流れる第2漏れ冷媒流路を有し、
    前記第2冷媒検知部は、
    前記第2検知用受け入れ部により第2冷媒の漏れを検知することを特徴とする請求項4または5記載の熱交換装置。
  7. 発熱する電子部品を備える電子装置と、熱交換装置とを有する電子システムにおいて、
    前記熱交換装置は、
    前記電子部品を冷却する第1冷媒が流れる第1流路と、
    第1冷媒と第2冷媒との間で熱交換を行う熱交換部と、
    第2冷媒が流れる第2流路と、
    前記第1流路からの第1冷媒の漏れを検知する第1冷媒検知部と、
    前記第1流路から漏れた第1冷媒と前記第2流路から漏れた第2冷媒とのうち、前記第1流路から漏れた第1冷媒のみを収集する収集部と、
    前記第1流路に設けられ、貯留した第1冷媒を前記第1流路に供給する貯留部と、
    前記収集部と前記貯留部とに接続された返還部と、
    前記第1冷媒検知部が第1冷媒の漏れを検知した場合、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還させる制御部を有することを特徴とする電子システム。
  8. 発熱する電子部品を備える電子装置と、前記電子部品を冷却する第1冷媒が流れる第1流路、第1冷媒と第2冷媒との間で熱交換を行う熱交換部、第2冷媒が流れる第2流路、貯留した第1冷媒を前記第1流路に供給する貯留部、及び、前記貯留部に接続された返還部を備えた熱交換装置とを有する電子システムの冷却方法において、
    前記熱交換装置が有する第1冷媒検知部が、前記第1流路からの第1冷媒の漏れを検知し、
    前記熱交換装置が有する収集部が、前記第1流路から漏れた第1冷媒と前記第2流路から漏れた第2冷媒とのうち、前記第1流路から漏れた第1冷媒のみを収集し、
    前記第1冷媒検知部が第1冷媒の漏れを検知した場合、前記熱交換装置が有する制御部が、前記返還部に、前記収集部が収集した第1冷媒を前記貯留部に返還させることを特徴とする電子システムの冷却方法。
JP2013235459A 2013-11-13 2013-11-13 熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法 Active JP6217334B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013235459A JP6217334B2 (ja) 2013-11-13 2013-11-13 熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法
US14/519,253 US9345170B2 (en) 2013-11-13 2014-10-21 Heat exchange device, electronic system, and cooling method of electronic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013235459A JP6217334B2 (ja) 2013-11-13 2013-11-13 熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015095188A JP2015095188A (ja) 2015-05-18
JP6217334B2 true JP6217334B2 (ja) 2017-10-25

Family

ID=53043623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013235459A Active JP6217334B2 (ja) 2013-11-13 2013-11-13 熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9345170B2 (ja)
JP (1) JP6217334B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013010088A1 (de) * 2013-06-18 2014-12-18 VENSYS Elektrotechnik GmbH Kühlvorrichtung für ein Stromumrichtermodul
DE102016102332A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-10 Güntner Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsrückhaltevorrichtung
TWI694240B (zh) * 2017-12-15 2020-05-21 雙鴻科技股份有限公司 冷卻液分配裝置
US10694640B2 (en) * 2018-01-30 2020-06-23 Quanta Computer Inc. Server water cooling modules prevent water leakage device
CN113286507A (zh) * 2020-02-20 2021-08-20 鸿劲精密股份有限公司 能源回收温控结构及其应用的电子元件作业设备
US20230269917A1 (en) * 2020-11-12 2023-08-24 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Discharge unit and electric power apparatus
US20230164952A1 (en) * 2021-11-24 2023-05-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Systems and methods for recovering fluid in immersion-cooled datacenters

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242044A (ja) 1985-08-17 1987-02-24 Babcock Hitachi Kk 棒状部材の電気抵抗測定装置
US4698728A (en) * 1986-10-14 1987-10-06 Unisys Corporation Leak tolerant liquid cooling system
JPH02209685A (ja) 1989-02-02 1990-08-21 Fujitsu Ltd 冷却水供給部の構造
JPH0827109B2 (ja) * 1990-07-12 1996-03-21 甲府日本電気株式会社 液体冷却装置
JPH04282898A (ja) 1991-03-12 1992-10-07 Fujitsu Ltd 冷却装置
JPH11307347A (ja) * 1998-04-27 1999-11-05 Hitachi Ltd 複合絶縁変圧器
US7158039B2 (en) * 2003-03-26 2007-01-02 Tsuden Kabushiki Kaisha Liquid leakage sensor and liquid leakage detecting system
US7011143B2 (en) * 2004-05-04 2006-03-14 International Business Machines Corporation Method and apparatus for cooling electronic components
US8208258B2 (en) * 2009-09-09 2012-06-26 International Business Machines Corporation System and method for facilitating parallel cooling of liquid-cooled electronics racks

Also Published As

Publication number Publication date
US9345170B2 (en) 2016-05-17
US20150131228A1 (en) 2015-05-14
JP2015095188A (ja) 2015-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6217334B2 (ja) 熱交換装置、電子システムおよび電子システムの冷却方法
CN107979955B (zh) 一种模块化液冷服务器机箱
KR20230041794A (ko) 능동 증기 관리를 갖는 2상 침지 냉각 장치
KR940008382B1 (ko) 전자장치 및 전자장치의 냉각방법
US7000467B2 (en) Method, system and program product for monitoring rate of volume change of coolant within a cooling system
CN107911999B (zh) 一种模块化液冷服务器机箱
US20230180439A9 (en) Liquid immersion cooling platform and components thereof
JP2018159516A (ja) 冷却塔設備、及びその水質管理方法
US20030218865A1 (en) Semiconductor thermal management system
JP2001358397A (ja) レーザ加熱装置
JP2009174812A (ja) 中和装置、中和装置を備える燃焼装置及び中和方法
WO2023139433A2 (en) Actively controlled immersion cooling system and method
JP2009092303A (ja) 空調機
GB2511354A (en) A module for cooling one or more heat generating components
JP2012222214A (ja) 冷却器、電子機器及び冷却システム
US11934237B2 (en) Hybrid motherboard cooling system for air-cooled servers
TWM631695U (zh) 一種兩相浸沒式冷卻裝置
JP2015095491A (ja) 電子装置内における溶液濃度の監視方法とそのための液冷システム
JP6981867B2 (ja) 燃料電池装置
JP4233032B2 (ja) 水冷式熱交換器の漏水検出システム
CN217160341U (zh) 单相浸没式冷却系统
TWM514714U (zh) 散熱系統
TW202303067A (zh) 液體浸入式冷卻平台及其部件
TWI804268B (zh) 單相浸沒式冷卻系統
US20180003310A1 (en) Horizontal gas leak trap for a coolant circulation system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170718

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170719

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6217334

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150