JP6412325B2

JP6412325B2 - 冷却装置

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Publication number: JP6412325B2
Application number: JP2014066699A
Authority: JP
Inventors: 誠彦千葉; 一利長葭; 翼岸山
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2015191959A

Description

本発明は、サーバなどの発熱体を所定の温度に冷却する冷却装置に関するものである。

従来の冷却装置の制御装置は、収納室内を冷却し圧縮機の停止後、圧縮機の再起動禁止時間が経過する以前に収納室内の温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、初期冷却停止設定温度を下げる補正を行うことにより、圧縮機の保護を実現しながら、熱負荷の変動がある発熱体の発熱量に追随して冷却制御をすることを可能にしている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１の制御装置は、発熱体の発熱量が所定の値以上である場合は、収納室内の空気温度が冷却停止設定温度に低下しても圧縮機の運転を停止すること無く、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量より減少させる風量制御モードを実行する。

特開２００７−３３５４９７号公報

特許文献１の冷却装置の制御方法は、収納室の熱負荷が大きいときには冷却停止設定温度を初期値より下げる補正を行なって冷却運転時間を長くすることで収納室の異常な温度上昇を防止し、収納室の熱負荷が小さいときは冷却停止設定温度を上げて冷却運転時間を短くすることで収納室の異常な温度低下を防止するものである。よって、冷却能力自体を熱負荷の変動に合わせて補正するものではないため、圧縮機の発停頻度を低減させることができない。

また、発熱体の発熱量が所定の値以上である場合に、収納室内の循環風量を減少させて圧縮機の発停回数を減少させているが、収納室の熱負荷が小さいときには、圧縮機の発停頻度を低減させることができない。

このように圧縮機の発停頻度が多発する場合であって、インバータ方式ではない収納室温度に基づくオン−オフ制御により運転−停止をする一定速圧縮機を用いた場合は、圧縮機起動時に大きな電流が流れることなどにより、圧縮機が短寿命となってしまう。

そこで、本発明は、熱負荷が変動する発熱体の発熱量に追従して、冷却能力の調整ができ、圧縮機の発停頻度を低減可能な冷却装置を提供する。

上記課題を解決すべく、本発明の一態様である冷却装置は、発熱体が設置される収容室を提供する筐体と、前記筐体内に設置され、圧縮機と、冷媒の循環量を制御する電子膨張弁とを含む冷媒回路を有する冷却ユニットと、前記収容室内の温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出する温度に基づき、前記圧縮機を駆動させ、前記収容室を冷却する冷却制御手段と、前記圧縮機の発停状態を検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づき、前記電子膨張弁の開度に閉じる方向の補正を加える補正手段と、を備える。

本発明によれば、熱負荷が変動する発熱体の発熱量に追従して、冷却能力の調整ができ、圧縮機の発停頻度を低減可能な冷却装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る冷却装置の側面側断面図である。冷却装置の冷媒回路および送風機を示す図である。冷却装置の電気的構成のブロック図を示す。冷却装置の空気の循環流路を示す図である。冷却判断処理のフローチャートを示す。電子膨張弁の開度に閉じる方向の補正を加える補正処理のフローチャートを示す。電子膨張弁の開度に開く方向の補正を加える補正処理のフローチャートを示す。凝縮器用送風機の回転数を増加させる回転数増加処理のフローチャートを示す。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る冷却装置１の側面側断面図、図２は、冷却装置１の冷却ユニット２０の冷媒回路および送風機を示す図である。

図１に示すように、冷却装置１は、筐体としてのラック１０と、ラック１０に収容される冷却ユニット２０とを備える。ラック１０内は、仕切板１１により仕切られており、仕切板１１より上側に、サーバ収容室１２が形成され、仕切板１１より下側に、機械室１３が形成される。ラック１０は、開閉可能な前扉１０Ａおよび後扉１０Ｂを備えており、各扉を開けることにより、サーバ収容室１２にアクセス可能になる。また、ラック１０は、開閉可能なメンテナンスカバー１０Ｃを備えており、メンテナンスカバー１０Ｃを開けることにより、機械室１３にアクセス可能になる。

仕切板１１には、冷却空気吐出口１１ａおよびサーバ排気吸込口１１ｂが形成されている。また、仕切板１１は、風向ガイド１１Ｃを備えている。

サーバ収容室１２には、複数のサーバ２が上下方向に並んで収容されており、各サーバ２は、サーバ２の構成機器に冷却空気を送るための送風機２Ａが設けられている。また、サーバ収容室１２には、電断時にサーバ２に電気を供給する無停電電源装置であるＵＰＳ（Uninterruptible Power Supply）３が設けられている。サーバ２およびＵＰＳ３は、発熱体に相当する。なお、図１では、図面の簡略化のために、一つのサーバ２にのみ引出線を引いている。また、サーバ収容室１２の上端には、サーバ収容室１２内の温度を検知するラック内温度センサ１４が設けられている。

また、前扉１０Ａと複数のサーバ２とにより、冷却空気用の前側通風路１５が形成され、後扉１０Ｂと複数のサーバ２とにより、排熱用の後側通風路１６が形成されている。

冷却ユニット２０は、機械室１３に配置されている。図１および図２に示すように、冷却ユニット２０は、ベース２１上に設けられた、圧縮機２２と、凝縮器２３と、電子膨張弁２４と、蒸発器２５と、凝縮器用送風機２６と、蒸発器用送風機２７と、電気品箱２８とを備える。電気品箱２８内には、制御装置２９（図３）が配置されている。また、冷却ユニット２０は、有底円筒状のクーラーボックス２１Ａを備え、蒸発器２５および蒸発器用送風機２７は、クーラーボックス２１Ａ内に配置されている。また、クーラーボックス２１Ａの開口部が、仕切板１１の冷却空気吐出口１１ａおよびサーバ排気吸込口１１ｂに対向するように、クーラーボックス２１Ａはベース２１上に配置されている。

図２に示すように、圧縮機２２と、凝縮器２３と、電子膨張弁２４と、蒸発器２５とは、冷媒配管３０により接続され、冷媒回路が構成されている。また、冷却ユニット２０は、圧縮機２２から吐出される冷媒の温度を検出する冷媒用温度センサ３１と、圧縮機２２から吐出される冷媒の圧力を検出する冷媒用圧力センサ３２と、ラック１０外から吸込まれる空気の温度を検出する吸込温度センサ３３と、圧縮機２２を駆動させるための電流値を検出する運転電流センサ３４（図３）とを更に備える。

図３は、冷却装置１の電気的構成のブロック図を示す。

図３に示すように、ラック内温度センサ１４、冷媒用温度センサ３１、冷媒用圧力センサ３２、吸込温度センサ３３、および運転電流センサ３４において検出された温度および圧力が制御装置２９に送信され、それらの値に基づき、制御装置２９が、電子膨張弁２４、圧縮機２２、凝縮用送風機２６、および蒸発器用送風機２７を制御するように構成されている。制御装置２９は、冷却制御手段、補正手段、検知手段、および送風機制御手段に相当する。

上記のように構成された冷却装置１において、圧縮機２２から吐出される高温高圧のガス冷媒は、凝縮器２３に流入し、凝縮器２３において、凝縮用送風機２６によりラック１０外から吸込まれて供給される空気と熱交換して凝縮され、液冷媒となる。この液冷媒は、電子膨張弁２４により減圧されて、低温低圧のガス液混合冷媒となる。この低温低圧の冷媒は、蒸発器２５に流入して、蒸発器用送風機２７によりサーバ排気吸込口１１ｂを介して吸気され供給される空気と熱交換されて蒸発し、ガス冷媒となる。この際、空気は、冷媒の蒸発潜熱により冷却され、冷風が仕切板１１の冷却空気吐出口１１ａを介して、サーバ収容室１２に送られる。その後、ガス冷媒は、圧縮機２２に吸入され、再度圧縮機２２で圧縮されることにより、一連の冷凍サイクルが形成される。

図４は、冷却装置１における空気の循環流路を示している。

図４の矢印に示すように、冷却ユニット２０から冷却空気吐出口１１ａを介して吐出された冷却空気は、風向ガイド１１Ｃにより、前側通風路１５へ送出される。前側通風路１５へ流れ出た冷却空気は、サーバ２の送風機２Ａによりサーバ２に引き込まれて構成部品を冷却し、温められた空気は、後側通風路１６へ排出される。後側通風路１６へ排出された空気は、サーバ排気吸込口１１ｂを介して冷却ユニット２０へ吸い込まれ、冷却ユニット２０において冷却される。

冷却装置１は、上記のように空気を循環させて、複数のサーバ２およびＵＰＳ３を冷却する。

また、本実施形態における冷却装置１の制御装置２９は、サーバ２に電源が供給されている間、冷却判断処理、電子膨張弁２４の開度に閉じる方向の補正を加える補正処理、電子膨張弁２４の開度に開く方向の補正を加える補正処理、および凝縮器用送風機２６の回転数を増加させる回転数増加処理を実行している。以下において、各処理を図５〜図８を参照しながら説明する。なお、これらの制御処理に関するプログラムは、制御装置２９のＲＯＭに記憶されて、制御装置２９のＣＰＵに読み出されて実行される。

まず、冷却装置１の冷却判断処理について説明する。図５は、冷却判断処理のフローチャートについて示している。なお、蒸発器用送風機２７は、サーバ２に電源が供給されている間は、常に運転され、ラック１０内には風が循環している。また、圧縮機２２は、駆動時には一定の周波数で駆動されるように構成されている。

制御装置２９は、ラック内温度センサ１４からラック１０内の温度を取得し、取得したラック１０内の温度が、冷却運転開始設定温度以上であるか否かを判断する（Ｓ１）。冷却運転開始設定温度は、図示しない操作スイッチにおいて設定される。取得したラック１０内の温度が、冷却運転開始設定温度以上であった場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御装置２９は、圧縮機２２の運転を開始させ、冷却運転を開始させる（Ｓ２）。一方、取得したラック１０内の温度が、冷却運転開始設定温度以上でない場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御装置２９は、ステップＳ１の処理を繰り返す。

冷却運転開始後、制御装置２９は、ラック内温度センサ１４からラック１０内の温度を取得し、取得したラック１０内の温度が、冷却運転停止設定温度未満になったか否かを判断する（Ｓ３）。取得したラック１０内の温度が、冷却運転停止設定温度未満であった場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御装置２９は、圧縮機２２の運転を停止させ、冷却運転を停止させる（Ｓ４）。そして、制御装置２９は、ステップＳ１の処理に戻る。一方、取得したラック１０内の温度が、冷却運転停止設定温度以上である場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御装置２９は、冷却運転を継続させる。

なお、制御装置２９は、圧縮機２２を停止させたのち、一定時間の間は、圧縮機２２を再度起動させない保護制御、および、圧縮機２２を起動させたのち、一定時間の間は圧縮機２２を停止させない保護制御を行う。また、凝縮器用送風機２６の運転開始／停止は、圧縮機２２の運転開始／停止に同期するように制御される。圧縮機２２の運転開始／停止の回数は、制御装置２９によりカウントされ記憶されるように構成されている。

また、制御装置２９は、圧縮機２２を運転しているとき、電子膨張弁２４の開度を変化させて冷媒回路を流れる冷媒の循環量を制御する通常開度制御を行う。具体的には、冷媒用温度センサ３１で検出した圧縮機２２の冷媒吐出側の冷媒温度と、冷媒用圧力センサ３２で検出した圧縮機２２の冷媒吐出側の冷媒圧力に基づいて、求められる冷媒過熱度が、予め設定された過熱度（目標過熱度）になるように制御装置２９が電子膨張弁２４の開度を制御する。なお、電子膨張弁２４の制御に使用される冷媒温度および冷媒圧力は蒸発器２５の冷媒出口の温度および圧力であってもよい。

ここで、サーバ収容室１２に設置されるサーバ２などの発熱体は、サーバ２に接続されたコンピュータなどの使用状況に応じて発熱量が変化する。仮に、サーバ２の使用量が減少すると、冷却負荷は小さくなるためラック１０内温度は低下する。この場合、ラック内温度センサ１４の検出温度が冷却運転停止設定温度まで到達すると、制御装置２９は圧縮機２２の運転を停止してしまう。その後、ラック内温度センサ１４の検出温度が冷却運転開始設定温度に到達すると、再び制御装置２９は圧縮機２２を運転させるが、冷却負荷が継続的に小さい場合は短時間で再び圧縮機２２が停止することとなる。これにより、圧縮機２２の発停頻度が増加することとなる。

そこで、本実施形態における制御装置２９は、上記のようにラック内温度センサ１４の検出温度に基づく単位時間当たりの圧縮機２２の停止回数をカウントする機能を備え、圧縮機２２の停止回数が所定の回数を超えた場合、電子膨張弁２４の通常開度制御に電子膨張弁２４を閉じる方向の補正を加える制御を実行する。

図６は、電子膨張弁２４の開度に閉じる方向の補正を加える補正処理のフローチャートについて示している。

制御装置２９は、単位時間当たりの圧縮機２２の停止回数を取得し、取得した停止回数が、所定の回数を超えているか否かを判断する（Ｓ１０）。取得した停止回数が、所定の回数を超えている場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、制御装置２９は、過熱度が目標過熱度に対し所定の正の補正値を加えた過熱度となるように、電子膨張弁２４の開度に閉じる方向の補正を加え、補正後の電子膨張弁２４の開度を算出する（Ｓ１１）。これにより、冷媒回路中を流れる冷媒量が減少され、冷却能力を低下させることができる。

次に、算出した電子膨張弁２４の開度が、電子膨張弁２４の開度の下限値以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。下限値以上であると判断された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御装置２９は、電子膨張弁２４の開度を算出した開度に設定する制御を行い（Ｓ１３）、ステップＳ１０に戻る。一方、算出した電子膨張弁２４の開度が、電子膨張弁２４の開度の下限値より小さいと判断された場合（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置２９は、ステップＳ１０に戻る。そして、電子膨張弁２４の開度を補正した後、再び圧縮機２２の停止回数が所定の回数を超えた場合は、補正後の目標過熱度に対し所定の正の補正値を加えた補正を行い、当該補正後の過熱度に基づき、電子膨張弁２４の開度の閉じる方向の補正が実行される。このようにして、冷却ユニット２０は、減少する冷却負荷に追従して、冷却能力を調整することが可能となる。これとともに、冷却ユニット２０の運転消費電力の低減も期待できる。また、圧縮機２２の発停頻度を低減させることができる。

また、電子膨張弁２４の開度の下限値は、圧縮機２２の吐出側冷媒温度が高温になるのを防止するため値であり、これにより圧縮機２２が過熱運転をして絶縁破壊に至るのを防止している。

一方、電子膨張弁２４の通常開度制御に電子膨張弁２４を閉じる方向の補正を加える制御を実行した後、例えば、サーバ２の使用量が増加すると冷却負荷は大きくなるが、このとき冷却能力は低下する補正がされていることから、ラック１０内温度はサーバ２が正常に稼働できる上限温度である異常温度（例えば４０℃）まで上昇する可能性がある。

そこで、本実施形態における制御装置２９は、ラック内温度センサ１４の検出温度が、異常温度より低い所定の温度（第１の所定温度、例えば３８℃）を超えた場合、電子膨張弁２４の開度に電子膨張弁２４を開く方向の補正を加える制御を実行する。当該所定の温度は、上記の冷却運転開始設定温度より高く設定される。

図７は、電子膨張弁２４の開度に開く方向の補正を加える補正処理のフローチャートについて示している。

制御装置２９は、ラック内温度センサ１４からラック１０内の温度を取得し、取得したラック１０内の温度が、異常温度より低い所定の温度以上であるか否かを判断する（Ｓ２０）。取得したラック１０内の温度が、所定温度以上であった場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御装置２９は、電子膨張弁２４の現在の開度が、通常開度に閉じる方向の補正を加えた開度であるか否かを判断する（Ｓ２１）。現在の開度が、通常開度に閉じる方向の補正を加えた開度であった場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御装置２９は、補正を解除して、電子膨張弁２４の開度を増加させる（Ｓ２２）。これにより、冷媒回路中を流れる冷媒量が増加し、冷房能力が増加する。

一方、現在の開度が、通常開度に閉じる方向の補正を加えた開度でない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、制御装置２９は、過熱度が目標過熱度に対し所定の負の補正値を加えた過熱度となるように、電子膨張弁２４の開度に開く方向の補正を加え、補正後の電子膨張弁２４の開度を算出する（Ｓ２３）。

次に、算出した電子膨張弁２４の開度が、電子膨張弁２４の開度の上限値以下であるか否かを判断する（Ｓ２４）。上限値以下であると判断された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、制御装置２９は、電子膨張弁２４の開度を算出した開度に設定する制御を行い（Ｓ２５）、ステップＳ２０に戻る。一方、算出した電子膨張弁２４の開度が、電子膨張弁２４の開度の上限値より大きいと判断された場合（Ｓ２４：ＮＯ）、制御装置２９は、ステップＳ２０に戻る。そして、電子膨張弁２４の開度を補正した後、再びラック１０内温度が、所定温度を超えた場合は、補正後の目標過熱度に対し所定の負の補正値を加えた補正を行い、当該補正後の過熱度に基づき、電子膨張弁２４の開度の開く方向の補正が実行される。このようにして、冷却ユニット２０は、増加する冷却負荷に追従して、冷却能力を調整することが可能となる。

また、電子膨張弁２４の開度の上限値は、冷媒用温度センサ３１および冷媒用圧力センサ３２の検出値に基づき求められた過熱度が、圧縮機２２へ液戻りしない所定の温度以上となる値であり、これにより、電子膨張弁２４の開度が過剰に大きくなることによる圧縮機２２への液戻りを防止している。

上述のように、電子膨張弁２４の補正制御を実行することで、冷却負荷の変動に追従して、冷却能力の調整が可能となる。これにより、ラック１０内温度の変動は小さくなり、圧縮機２２の発停回数を抑制することができる。

他方、サーバ２などの発熱体を所定の温度に冷却する本実施形態の冷却装置１において、ラック１０内の冷却空気が通る前側通風路１５の温度が異常に上昇（本実施形態においては４０℃）すると、サーバ２を冷却することができないため、サーバ２は故障して重大な損害を発生させる可能性がある。通常、サーバ収容室１２に設置されるサーバ２などの合計発熱量は、冷却ユニット２０の定格冷却能力より小さくなるように選定されるが、例えばサーバ容量の選定誤りなどによって合計発熱量が定格冷却能力以上となる選定をされてしまった場合、または、例えば冷却装置１の設置環境が悪く、凝縮器２３の排熱がショートサーキットすることにより周囲温度が運転範囲外まで上昇し、これにより冷却能力が低下してしまう場合、ラック１０内の冷却空気が通る前側通風路１５の温度が異常に上昇する恐れがある。

そこで、制御装置２９は、ラック１０内の冷却負荷が冷却ユニット２０の定格冷却能力より大きい場合に、凝縮器用送風機２６の回転数を増加させる回転数増加処理を実行する。

図８は、凝縮器用送風機２６の回転数を増加させる回転数増加処理のフローチャートを示す。

制御装置２９は、圧縮機２２の運転開始に基づき、通常の回転数（所定の回転数）で凝縮器用送風機２６の回転を開始する（Ｓ３０）。なお、凝縮器用送風機２６を通常を回転数で回転させる前に、所定期間（例えば５秒間）だけ増加させた回転数で回転させても良い。

次に、制御装置２９は、ラック内温度センサ１４からラック１０内の温度を取得し、取得したラック１０内の温度が、異常温度（第２の所定温度、例えば４０℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ３１）。取得したラック１０内の温度が、異常温度未満であった場合（Ｓ３１：ＮＯ）、制御装置２９は、吸込温度センサ３３から凝縮器２３に吸込まれる空気の温度を取得し、取得した吸込み空気の温度が、冷却ユニット２０の運転許容範囲である上限温度（例えば４０℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ３２）。吸込み空気の温度が、上限温度未満であった場合（Ｓ３２：ＮＯ）、制御装置２９は、冷媒用圧力センサ３２から圧縮機２２により吐出される冷媒の圧力を取得し、取得した冷媒圧力が、冷却ユニット２０の運転許容範囲である上限圧力（例えば３．０ＭＰａ）以上であるか否かを判断する（Ｓ３３）。取得した冷媒圧力が、上限圧力未満であった場合（Ｓ３３：ＮＯ）、制御装置２９は、運転電流センサ３４から冷却ユニット２０を駆動させるための電流値を取得し、取得した運転電流値が、所定の電流値以上であるか否かを判断する（Ｓ３４）。ここで、所定の電流値は、一般家庭用交流１００Ｖ電源回路の上限１５Ａに検出誤差を考慮して１４Ａとしている。取得した運転電流値が、所定の電流値未満であった場合（Ｓ３４：ＮＯ）、制御装置２９は、ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１〜Ｓ３４の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３１〜Ｓ３４の判断処理において、いずれか一つが肯定的な判断であった場合（Ｓ３１〜Ｓ３４：ＹＥＳ）、制御装置２９は、凝縮器用送風機２６の回転数を増加させる（Ｓ３５）。これにより、冷却ユニット２０の冷却能力を増加させることができ、サーバ２を冷却することが可能となる。すなわち、冷却ユニット２０に定格冷却能力よりも大きな能力を発揮させることができる。よって、ラック１０内に定格冷却能力より大きな冷却負荷が発生した場合でも、ラック１０内の冷却空気が通る前側通風路１５の温度をサーバ２が故障に至らない温度に保つことができる。

また、凝縮器用送風機２６の回転数を増加させ、所定時間経過後（例えば５分後）、制御装置２９は、ラック内温度センサ１４が示すラック１０内の温度が、３５℃未満であるか否かを判断する（Ｓ３６）。ラック１０内の温度が、３５℃未満であった場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、制御装置２９は、吸込温度センサ３３が示す吸込み空気の温度が、４０℃未満であるか否かを判断する（Ｓ３７）。吸込み空気の温度が、４０℃未満であった場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、制御装置２９は、冷媒用圧力センサ３２が示す冷媒圧力が、２．５ＭＰａ未満であるか否かを判断する（Ｓ３８）。冷媒圧力が、２．５ＭＰａ未満であった場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、制御装置２９は、運転電流センサ３４が示す電流値が、１３Ａ未満であるか否かを判断する（Ｓ３９）。運転電流値が、１３Ａ未満であった場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、制御装置２９は、凝縮器用送風機２６の回転数を通常の回転数に戻し（Ｓ４０）、ステップＳ３１に戻る。

一方、ステップＳ３６〜Ｓ３９の判断処理において、いずれか一つが否定的な判断であった場合（Ｓ３６〜Ｓ３９：ＮＯ）、制御装置２９は、ステップＳ３６に戻る。

上記のような制御を行うことにより、冷却ユニット２０の高圧側運転圧力および運転電流が低下することとなり、連続運転可能な周囲温度を拡大できるとともに消費電力を低減することが可能となる。

なお、凝縮器用送風機２６の増速モードは、図示しない操作スイッチまたは制御装置２９による設定でも任意に設定できる。これにより、ユーザーの意図的に冷却ユニット２０の消費電力を抑制することが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、図６に示した補正処理において、単位時間当たりの圧縮機２２の停止回数に基づき、電子膨張弁２４の開度に閉じる方向に補正を加えるようにしたが、単位時間当たりの圧縮機２２の停止回数ではなく、圧縮機２２の運転開始後（ラック１０内の冷却開始後）の、ラック１０内温度の温度勾配に基づき、電子膨張弁２４の開度を補正しても良いし、単位時間当たりの圧縮機２２の運転開始回数に基づき、電子膨張弁２４の開度を補正しても良い。ラック１０内温度の温度勾配が、所定の勾配より大きい場合には、冷却ユニット２０の冷却能力が、サーバ２などの発熱量に対して高すぎることを示しており、電子膨張弁２４の開度を閉じる方向に補正することにより、冷却ユニット２０の冷却能力を適正な冷却能力にすることができる。温度勾配は、例えば、圧縮機２２の運転開始から停止までの時間と、冷却開始時の温度および冷却停止時の温度の差とに基づき算出する。

また、回転数増加処理において、ラック１０内温度が、サーバ２の稼働上限温度である４０℃を越えた場合に回転数を増加させたが、４０℃である必要はなく、上限温度付近の温度を越えた場合に回転数を増加させても良い。また、回転数増加処理における吸込み空気の温度、冷媒の圧力、および運転電流値の判定基準値も、上記の実施形態で示した値に限られない。

１：冷却装置、１０：ラック、１２：サーバ収容室、１４：ラック内温度センサ、２０：冷却ユニット、２２：圧縮機、２３：凝縮器、２４：電子膨張弁、２６：凝縮器用送風機、２９：制御装置

Claims

発熱体が設置される収容室を提供する筐体と、
前記筐体内に設置され、圧縮機と、冷媒の循環量を制御する電子膨張弁とを含む冷媒回路を有する冷却ユニットと、
前記収容室内の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出する温度に基づき、前記圧縮機を駆動させ、前記収容室を冷却する冷却制御手段と、
前記圧縮機の発停状態を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づき、前記電子膨張弁の開度に閉じる方向の補正を加える補正手段と、を備える冷却装置。
前記検知手段は、前記圧縮機の停止または開始の回数を検知し、
前記補正手段は、前記検知手段により検知された単位時間当たりの前記回数に基づき、前記電子膨張弁の開度に閉じる方向の補正を加える請求項１に記載の冷却装置。
前記検知手段は、前記圧縮機の開始および停止を検知して、冷却中の前記収容室の温度勾配を検知し、
前記補正手段は、前記検知手段により検知された前記温度勾配に基づき、前記電子膨張弁の開度に閉じる方向の補正を加える請求項１に記載の冷却装置。
前記補正手段は、前記電子膨張弁の開度に閉じる方向の補正を加えた後、前記温度センサが検出する温度が第１の所定温度を越えた場合、前記閉じる方向の補正を解除する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置。
前記冷却ユニットは、凝縮器と、前記筐体外の空気を前記凝縮器へ供給する凝縮器用送風機とを備え、
前記温度センサが検出する温度が、第２の所定温度を越えた場合、前記凝縮器用送風機の回転数を増加させる送風機制御手段を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
前記発熱体は、サーバであり、
前記第２の所定温度は、前記サーバが正常に稼働できる上限温度である請求項５に記載の冷却装置。