JP6891980B2 - 冷却装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

冷却装置、制御方法、及び制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、冷却装置等に関し、例えば、電子機器等の発熱体を冷媒を用いて冷却する冷却装置に関する。
近年、情報処理技術の向上やインターネット環境の発達に伴って、情報処理量が増大しつつある。この膨大な情報を処理するために、データセンターが複数の地域に設置され運用されている。データセンターのサーバルーム内には、コンピュータやサーバ等の電子機器が集約されて設置されている。これにより、データセンターのエネルギー効率を高めている。
各地域に設置されたデータセンターのサーバルーム内のコンピュータやサーバ等の電子機器には、たとえば、中央演算処理装置(CPU:Central Processing unit)や、集積回路(LSI:Large Scale Integration)等の発熱部品が収容されている。これらの発熱部品は発熱を伴う。このため、データセンターのサーバルーム内では、たとえば空調機を用いて、電子機器(発熱体)を冷却している。
しかしながら、データセンターの情報処理量が増大しつつあるため、空調機の消費電力も増大してきている。このため、データセンターの運用コストも増大してきている。そこで、データセンターのサーバルーム内の空調機の消費電力を削減することが、データセンターの管理者等により、要求されてきている。
特許文献1には、冷却システムの技術として、空調機の消費電力を削減しようとする技術が開示されている。具体的には、特許文献1に記載の技術では、圧縮機を用いないで冷媒を循環させる系(自然循環サイクル)と、圧縮機を用いて冷媒を循環させる系(圧縮冷凍サイクル)とを使い分けて、データセンターのサーバルーム(電子計算機室などの被空調室)内を冷却している。
自然循環サイクルでは、サーバルーム内の電子機器(熱負荷発生箇所)に設けられた第1蒸発器と、サーバルーム外に設けられた第1凝縮器との間で圧縮機を用いないで冷媒を循環させることで、サーバルーム内の電子機器の熱をサーバルームの外へ放熱している。
圧縮冷凍サイクルでは、サーバルーム内の電子機器に設けられた第3蒸発器と、サーバルーム内に設けられた第2凝縮器との間で圧縮機を用いて冷媒を循環させるとともに、サーバルーム内に設けられた第2蒸発器と、サーバルーム外に設けられた第1凝縮器との間で圧縮機を用いないで冷媒を循環させている。また、第2凝縮器と第2蒸発器で熱交換器が構成され、第2凝縮器と第2蒸発器との間では熱交換が行われる。このため、第3蒸発器、第2凝縮器、第2蒸発器および第1凝縮器を順次介して、サーバルーム内の電子機器の熱をサーバルームの外へ放熱している。
特許文献1に記載の技術では、サーバルーム内の温度がサーバルーム外の温度よりも低い場合、圧縮冷凍サイクルを用いて、サーバルーム内の電子機器の熱をサーバルーム外へ放熱する。また、サーバルーム内の温度がサーバルーム外の温度よりも高い場合、自然循環サイクルを用いて、サーバルーム内の電子機器の熱をサーバルーム外へ放熱する。なお、この場合において、冷房能力が不足するとき、自然循環サイクルと共に圧縮冷凍サイクルを用いる。
一方で、サーバルーム内の温度がサーバルーム外の温度よりも低い場合、圧縮冷凍サイクルを用いて、サーバルーム内の電子機器の熱をサーバルーム外へ放熱する。
なお、圧縮冷凍サイクルでは、第2蒸発器に流入する液相冷媒の量が、第2凝縮器で凝縮された冷媒の温度に基づいて調整される。具体的には、第2凝縮器で凝縮された冷媒の温度が低くなるにつれて、上述の第2蒸発器に流入する液相冷媒の量を減少させる。これにより、第2蒸発器と熱交換する第2凝縮器により第3蒸発器へ流出される液相冷媒の量が減少するため、第3蒸発器から圧縮機へ流出する気相冷媒の量が減少する。このようにして、特許文献1に記載の技術では、消費電力を削減していた。
なお、関連する技術が特許文献2にも記載されている。
特開昭64−038558号公報 特許第5041343号公報
背景技術で述べたように、特許文献1に記載の技術の自然循環サイクルでは、第1蒸発器と第1凝縮器との間で冷媒を循環させていた。一方で、圧縮冷凍サイクルでは、第3蒸発器と第2凝縮器との間で冷媒を循環させた上で、熱交換器内で第2凝縮器と第2蒸発器との間で熱交換させ、更に第2の蒸発器と第1の凝縮器との間で冷媒を循環させていた。
このように、圧縮冷凍サイクルの構成が、第2凝縮器と第2蒸発器を含む熱交換器を有する点で、自然循環サイクルの構成に比べて部品点数が多く、複雑であるという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡素な構成で、発熱体を冷却できる冷却装置を提供することである。
本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒を流出する第1の蒸発器及び第2の蒸発器と、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を凝縮して、液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流出する第1の凝縮器及び第2の凝縮器と、前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を膨張させる膨張弁を備え、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第1の流路設定と、前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第2の蒸発器に流入させる第2の流路設定と、前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第2の蒸発器に流入させる第3の流路設定と、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第4の流路設定とのうち、前記第1の流路設定と、前記第2の流路設定又は前記第3の流路設定と、前記第4の流路設定のうちのいずれか一つが選択可能に設けられている。
本発明の制御方法は、発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒を流出する第1の蒸発器及び第2の蒸発器と、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を凝縮して、液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流出する第1の凝縮器及び第2の凝縮器と、前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を膨張させる膨張弁と、制御部と、を備える冷却装置を制御する制御方法であって、前記制御部は、
前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第1の流路設定と、前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第2の蒸発器に流入させる第2の流路設定と、前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第2の蒸発器に流入させる第3の流路設定と、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第4の流路設定とのうちのいずれか一つを選択可能であり、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定及び前記第4の流路設定のうちの一つを選択し、選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる。
本発明の記憶媒体は、発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒を流出する第1の蒸発器及び第2の蒸発器と、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を凝縮して、液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流出する第1の凝縮器及び第2の凝縮器と、前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を膨張させる膨張弁と、制御部と、を備える冷却装置を制御する制御プログラムを記憶する記憶媒体であって、前記制御部は、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第1の流路設定と、前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第2の蒸発器に流入させる第2の流路設定と、前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第2の蒸発器に流入させる第3の流路設定と、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第4の流路設定とうちのいずれか一つを選択可能であり、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定及び前記第4の流路設定のうちの一つを選択し、選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる処理をコンピュータに実行させる前記制御プログラムを記憶する。
本発明の冷却装置によれば、簡素な構成で発熱体を冷却できる。
本発明の第1の実施の形態における冷却装置の構成を示す模式図である。 構成の一部を示す模式図である。 構成の一部を示す模式図である。 第1の流路設定を説明するための図である。 第1の流路設定を説明するための図である。 第2の流路設定を説明するための図である。 第2の流路設定を説明するための図である。 第3の流路設定を説明するための図である。 第3の流路設定を説明するための図である。 第4の流路設定を説明するための図である。 第4の流路設定を説明するための図である。 第1の蒸発器、第2の蒸発器、第1の凝縮器及び第2の凝縮器の各々の構成を示す斜視図である。 第1の蒸発器、第2の蒸発器、第1の凝縮器及び第2の凝縮器の各々の内部構成を模式的に透視した模式透過図である。 本発明の第2の実施の形態における冷却装置の構成を示す模式図である。 本発明の第2の実施形態における冷却装置の動作フローを示す図である。 本発明の第3の実施の形態における冷却装置の構成を示す模式図である。 本発明の第3の実施形態における冷却装置の動作フローを示す図である。
<第1の実施の形態>
第1の実施の形態における冷却装置100について図に基づき説明する。図1は、冷却装置100の構成を示す模式図である。
冷却装置100は、例えば、データセンターのサーバルームに配置された発熱体H(例えば、サーバやコンピュータ等の電子機器)を、冷媒(Coolant:以下、COOと称する。)を用いて冷却する。また、冷媒COOは、例えば高分子材料などにより構成されている。冷媒COOは、温度上昇により沸点に達すると、液相状態の冷媒(Liquid-Phase Coolant:以下、LP−COO)から気相状態の冷媒(Gas-Phase Coolant:以下、GP−COOと称する)に相変化する。また、冷媒COOは、温度降下により沸点に達すると、気相状態の冷媒GP−COOから液相状態の冷媒LP−COOに相変化する。冷媒COOには、例えば、ハイドロフルオロカーボン(HFC:Hydro Fluorocarbon)、ハイドロフルオロエーテル(HFE:Hydro Fluoroether)、ハイドロフルオロオレフィン(HFO:Hydro Fluoroolefin)や、ハイドロクロロフルオロオレフィン(HCFO:Hydro ChloroFluoroolefin)などを用いることができる。冷媒COOは、冷却装置100内に密閉された状態で閉じこめられる。より詳細には、後述の第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに設けられた不図示の孔から、液相冷媒LP−COOを注入する。その後、後述の開閉弁V1〜V16の全てを開いたうえで冷却装置100を真空排気して、後述の第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに設けられた不図示の孔を閉じることにより、冷却装置100の内部を常に冷媒の飽和蒸気圧に維持する。
冷却装置100の構成について説明する。図1を参照すると、冷却装置100は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30及び膨張弁40を備える。また、図1に示されるように、冷却装置100は、蒸気管SP1〜SP11を更に備える。また、図1に示されるように、冷却装置100は、液管LP1〜LP11を更に備える。また、冷却装置100は、開閉弁V1〜V16を更に備える。
また、以下の説明では、蒸気管SP1〜SP11の各々を区別する必要が無い場合、各々を蒸気管SPと称する。また、以下の説明では、液管LP1〜LP11の各々を区別する必要が無い場合、各々を液管LPと称する。また、以下の説明では、開閉弁V1〜V16の各々を区別する必要が無い場合、各々を開閉弁Vと称する。
図2は、冷却装置100の構成の一部を示す模式図であって、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々まで、気相状態の冷媒GP−COOが移動する流路を示すものである。具体的には、図2は、図1から膨張弁40、液管LP1〜LP11及び開閉弁V9〜V16を除去した図である。図3は、冷却装置100の構成の一部を示す模式図であって、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々まで、液相状態の冷媒LP−COOが移動する流路を示すものである。具体的には、図3は、図1から圧縮機30、蒸気管SP1〜SP11及び開閉弁V1〜V8を除去した図である。
第1の蒸発器10Aについて説明する。第1の蒸発器10Aの内部には空洞が設けられている。第1の蒸発器10Aの空洞には、液相状態の冷媒LP−COOが貯留されている。例えば、第1の蒸発器10Aは、データセンターのサーバルーム内等に設置されている。
第1の蒸発器10Aは、図1を参照すると、発熱体Hの近傍に設けられている。第1の蒸発器10Aは、発熱体Hと熱的に接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、第1の凝縮器20Aと、第2の凝縮器20Bと、圧縮機30と、膨張弁40と接続されている。なお、第1の蒸発器10Aは、発熱体Hに熱的に接続されていれば、発熱体Hに接触していても接触していなくとも良い。
具体的には、図1及び図2に示されるように第1の蒸発器10Aは、蒸気管SP1、蒸気管SP3、蒸気管SP4、開閉弁V1及び開閉弁V3を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、蒸気管SP1、蒸気管SP3、蒸気管SP5、開閉弁V1及び開閉弁V4を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、蒸気管SP6、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9、蒸気管SP10、開閉弁V5及び開閉弁V7を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、蒸気管SP6、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9、蒸気管SP11、開閉弁V5及び開閉弁V8を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。
また、図1及び図3に示されるように、第1の蒸発器10Aは、液管LP1、液管LP3、液管LP4、開閉弁V9及び開閉弁V11を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、液管LP1、液管LP3、液管LP5、開閉弁V9及び開閉弁V12を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、液管LP6、液管LP8、膨張弁40、液管LP9、液管LP10、開閉弁V13及び開閉弁V15を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第1の蒸発器10Aは、液管LP6、液管LP8、膨張弁40、液管LP9、液管LP11、開閉弁V13及び開閉弁V16を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。
第1の蒸発器10Aは、発熱体Hからの熱を受ける。発熱体Hからの熱により、第1の蒸発器10Aの内部の液相状態の冷媒LP−COOが蒸発する。これにより、第1の蒸発器10Aにおいて、気相状態の冷媒GP−COOが生成される。第1の蒸発器10Aで生成された気相状態の冷媒GP−COOは、後述する第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のいずれか一つに基づいて第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方へ向けて流出する。また、第1の蒸発器10Aには、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方から流出した液相状態の冷媒LP−COOが流入する。以上、第1の蒸発器10Aについて説明した。
第2の蒸発器10Bについて説明する。第2の蒸発器10Bの内部には空洞が設けられている。第2の蒸発器10Bの空洞には、液相状態の冷媒LP−COOが貯留されている。例えば、第2の蒸発器10Bは、データセンターのサーバルーム内等に設置されている。
第2の蒸発器10Bは、図1を参照すると、第1の蒸発器10Aと同様に発熱体Hの近傍に設けられている。第2の蒸発器10Bは、発熱体Hと熱的に接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30及び膨張弁40と接続されている。なお、第2の蒸発器10Bは、発熱体Hに熱的に接続されていれば、発熱体Hに接触していても接触していなくても良い。
具体的には、図1及び図2に示されるように第2の蒸発器10Bは、蒸気管SP2、蒸気管SP3、蒸気管SP4、開閉弁V2及び開閉弁V3を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、蒸気管SP2、蒸気管SP3、蒸気管SP5、開閉弁V2及び開閉弁V4を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、蒸気管SP7、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9、蒸気管SP10、開閉弁V6及び開閉弁V7を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、蒸気管SP7、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9、蒸気管SP11、開閉弁V6及び開閉弁V8を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。
また、図1及び図3に示されるように第2の蒸発器10Bは、液管LP2、液管LP3、液管LP4、開閉弁V10及び開閉弁V11を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、液管LP2、液管LP3、液管LP5、開閉弁V10及び開閉弁V12を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、液管LP7、液管LP8、膨張弁40、液管LP9、液管LP10、開閉弁V14及び開閉弁V15を介して、第1の凝縮器20Aと接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、液管LP7、液管LP8、膨張弁40、液管LP9、液管LP11、開閉弁V14及び開閉弁V16を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。
第2の蒸発器10Bは、発熱体Hからの熱を受ける。発熱体Hからの熱により、第2の蒸発器10Bの内部の液相状態の冷媒LP−COOが蒸発する。これにより、第2の蒸発器10Bにおいて、気相状態の冷媒GP−COOが生成される。第2の蒸発器10Bで生成された気相状態の冷媒GP−COOは、後述する第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のいずれか一つに基づいて第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方へ向けて流出する。また、第2の蒸発器10Bには、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方から流出した液相状態の冷媒LP−COOが流入する。以上、第2の蒸発器10Bについて説明した。
第1の凝縮器20A及び第2凝縮器20Bについて説明する。第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の内部には空洞が設けられている。第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、サーバルームの外(例えば屋外)に設置されている。
また、図1及び図2を参照すると、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、圧縮機30及び膨張弁40の各々に接続されている。これらの具体的な接続関係は、前述の第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの接続関係の通りである。
第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bは、気相状態の冷媒GP−COOの熱を冷却装置100の外へ放熱する。第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bがサーバルームの外に設けられている場合、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bは、気相状態の冷媒GP−COOの熱をサーバルームの外気に放熱する。これにより、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの少なくとも一方から流出する気相状態の冷媒GP−COOを凝縮する。この結果、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々において、液相状態の冷媒LP−COOが生成される。第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々で生成された液相状態の冷媒LP−COOは、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流出する。
圧縮機30について説明する。圧縮機30は図1を参照すると、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに接続されている。具体的には、図1及び図2に示されるように、圧縮機30は、蒸気管SP8、蒸気管SP6及び開閉弁V5を介して、第1の蒸発器10Aと接続されている。また、圧縮機30は、蒸気管SP8、蒸気管SP7及び開閉弁V6を介して、第2の蒸発器10Bと接続されている。また、圧縮機30は、蒸気管SP9、蒸気管SP10及び開閉弁V7を介して第1の凝縮器20Aと接続されている。また、圧縮機30は、蒸気管SP9、蒸気管SP11、及び開閉弁V8を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。
圧縮機30は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの少なくとも一方から流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮する。気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により断熱圧縮されることにより、圧力が上昇すると共に、温度が上がる。
膨張弁40について説明する。膨張弁40は、図1及び図3を参照すると、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに接続されている。具体的には、図1及び図3に示されるように膨張弁40は、液管LP8、液管LP6及び開閉弁V13を介して、第1の蒸発器10Aと接続されている。また、膨張弁40は、液管LP8、液管LP7及び開閉弁V14を介して、第2の蒸発器10Bと接続されている。また、膨張弁40は、液管LP9、液管LP10及び開閉弁V15を介して第1の凝縮器20Aと接続されている。また、膨張弁40は、液管LP9、液管LP11及び開閉弁V16を介して、第2の凝縮器20Bと接続されている。
膨張弁40は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張する。液相状態の冷媒LP−COOは、膨張弁40によって断熱膨張されることにより、圧力が減少すると共に、温度が下がる。
開閉弁V1〜V16の各々について説明する。開閉弁V1〜V16の各々は、各設定箇所で冷媒COOの流路を開閉できるように設けられる。開閉弁V1〜V16の各々には、例えば電動調節弁を用いることが出来る。
図1に示されるように、開閉弁V1〜V8の各々は、蒸気管SP1、SP2、SP4、SP5、SP6、SP7、SP10及びSP11の各々に設けられる。開閉弁V1〜V8は、図面作成の便宜上、図1及び図2に示される位置に示されているが、実際には以下に説明される位置に設けられる。
開閉弁V1は、蒸気管SP1のうち、第1の蒸発器10A側の端部に設けられている。また、開閉弁V2は、蒸気管SP2のうち、第2の蒸発器10B側の端部に設けられている。開閉弁V3は、蒸気管SP4のうち、蒸気管SP3側の端部に設けられている。開閉弁V4は、蒸気管SP5のうち、蒸気管SP3側の端部に設けられている。開閉弁V5は、蒸気管SP6のうち、第1の蒸発器10A側の端部に設けられている。また、開閉弁V6は、蒸気管SP7のうち、第2の蒸発器10B側の端部に設けられている。開閉弁V7は、蒸気管SP10のうち、蒸気管SP9側の端部に設けられている。開閉弁V8は、蒸気管SP11のうち、蒸気管SP9側の端部に設けられている。
図1に示されるように、開閉弁V9〜V16の各々は、液管LP1、LP2、LP4、LP5、LP6、LP7、LP10及びLP11の各々に設けられる。開閉弁V9〜V16は、図面作成の便宜上、図1及び図3に示される位置に示されているが、実際には以下の位置に説明される位置に設けられる。
開閉弁V9は、液管LP1のうち、液管LP3側の端部に設けられている。また、開閉弁V10は、液管LP2のうち、液管LP3側の端部に設けられている。開閉弁V11は、液管LP4のうち、第1の凝縮器20A側の端部に設けられている。開閉弁V12は、液管LP5のうち、第2の凝縮器20B側の端部に設けられている。開閉弁V13は、液管LP6のうち、液管LP8側の端部に設けられている。また、開閉弁V14は、液管LP7のうち、液管LP8側の端部に設けられている。開閉弁V15は、液管LP10のうち、第1の凝縮器20A側の端部に設けられている。開閉弁V16は、液管LP11のうち、第2の凝縮器20B側の端部に設けられている。
開閉弁Vの機能については、後述の第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定の説明にて詳述する。
蒸気管SP及び液管LPについて説明する。
蒸気管SPは、気相状態の冷媒GP−COOを輸送するための管である。蒸気管SPの材料には、アルミニウムや銅などを用いることが出来る。
図1に示されるように、蒸気管SP1、蒸気管SP3及び蒸気管SP4は、第1の蒸発器10Aと第1の凝縮器20Aを接続する。また、蒸気管SP1、蒸気管SP3及び蒸気管SP5は、第1の蒸発器10Aと第2の凝縮器20Bを接続する。また、蒸気管SP2、蒸気管SP3及び蒸気管SP4は、第2の蒸発器10Bと第1の凝縮器20Aを接続する。また、蒸気管SP2、蒸気管SP3及び蒸気管SP5は、第2の蒸発器10Bと第2の凝縮器20Bを接続する。
また、図1に示されるように、蒸気管SP6及び蒸気管SP8は、第1の蒸発器10Aと圧縮機30を接続する。また、蒸気管SP7及び蒸気管SP8は、第2の蒸発器10Bと圧縮機30を接続する。また、蒸気管SP9及び蒸気管SP10は、第1の凝縮器20Aと圧縮機30を接続する。また、蒸気管SP9及び蒸気管SP11は、第2の凝縮器20Bと圧縮機30を接続する。
また、蒸気管SP1、蒸気管SP2及び蒸気管SP3の連結部、蒸気管SP3、蒸気管SP4及び蒸気管SP5の連結部、蒸気管SP6、蒸気管SP7及び蒸気管SP8の連結部、並びに蒸気管SP9、蒸気管SP10及び蒸気管SP11の連結部は、三方継手(例えば、アソー株式会社のRT三方リングチーズ)などにより接続される。
液管LPは、液相状態の冷媒LP−COOを輸送するための管である。液管LPの材料には、アルミニウムや銅などを用いることが出来る。
図1に示されるように、液管LP1、液管LP3及び液管LP4は、第1の蒸発器10Aと第1の凝縮器20Aを接続する。また、液管LP1、液管LP3及び液管LP5は、第1の蒸発器10Aと第2の凝縮器20Bを接続する。また、液管LP2、液管LP3及び液管LP4は、第2の蒸発器10Bと第1の凝縮器20Aを接続する。また、液管LP2、液管LP3及び液管LP5は、第2の蒸発器10Bと第2の凝縮器20Bを接続する。
また、図1に示されるように、液管LP6及び液管LP8は、第1の蒸発器10Aと膨張弁40を接続する。また、液管LP7及び液管LP8は、第2の蒸発器10Bと膨張弁40を接続する。また、液管LP9及び液管LP10は、第1の凝縮器20Aと膨張弁40を接続する。また、液管LP9及び液管LP11は、第2の凝縮器20Bと膨張弁40を接続する。
また、液管LP1、液管LP2及び液管LP3の連結部、液管LP3、液管LP4及び液管LP5の連結部、液管LP6、液管LP7及び液管LP8の連結部、並びに液管LP9、液管LP10及び液管LP11の連結部は、三方継手(例えば、アソー株式会社のRT三方リングチーズ)などにより接続される。
なお、図1に示されるように、第1の蒸発器10A,第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、蒸気管SP1、SP2、SP3、SP4、SP5によって接続されていると説明した。また、第1の蒸発器10A,第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、液管LP1、LP2、LP3、LP4、LP5によって接続されていると説明した。
一方で、第1の蒸発器10A及び第1の凝縮器20Aの間を一つの蒸気管で接続すると共に、第2の蒸発器10B及び第2の凝縮器20Bの間を他の一つの蒸気管によって接続してもよい。併せて、第1の蒸発器10A及び第1の凝縮器20Aの間を一つの液管で接続すると共に、第2の蒸発器10B及び第2の凝縮器20Bの間を他の一つの液管によって接続してもよい。
以上、蒸気管SP及び液管LPについて説明した。
次に、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定について説明する。第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定には、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々までの気相状態の冷媒GP−COOの流路、及び第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々までの液相状態の冷媒LP−COOの流路がそれぞれ設定されている。
第1の流路設定について説明する。図4及び図5は第1の流路設定を説明するための図である。具体的には、図4は、第1の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流路を、図2に太線で追記する形で示した図である。図5は、第1の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流路を、図3に太線で追記する形で示した図である。
第1の流路設定は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させる。また、第1の流路設定は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入させる。
第1の流路設定における開閉弁Vの開閉状態について説明する。第1の流路設定においては、開閉弁V1、開閉弁V2、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V9、開閉弁V10、開閉弁V11及び開閉弁V12を開く。また、第1の流路設定においては、開閉弁V5、開閉弁V6、開閉弁V7、開閉弁V8、開閉弁V13、開閉弁V14、開閉弁V15及び開閉弁V16を閉じる。
第1の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流動について説明する。第1の流路設定においては、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出した気相状態の冷媒GP−COOは、図4で太線により示される経路を通って、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入する。
具体的には、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP1及び蒸気管SP3を通った後、蒸気管SP4及び蒸気管SP5の各々を更に経由して、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。また、第2の蒸発器10Bから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP2及び蒸気管SP3を通った後、蒸気管SP4及び蒸気管SP5の各々を更に経由して、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。
第1の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流動について説明する。第1の流路設定においては、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出した液相状態の冷媒GP−COOは、図5で太線により示される経路を通って、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入する。
具体的には、第1の凝縮器20Aから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP4及び液管LP3を通った後、液管LP1及び液管LP2の各々を更に経由して、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。また、第2の凝縮器20Bから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、液管LP5及び液管LP3を通った後、液管LP1及び液管LP2の各々を更に経由して、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。以上、第1の流路設定について説明した。
第2の流路設定について説明する。図6及び図7は第2の流路設定を説明するための図である。具体的には、図6は、第2の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流路を、図2に太線で追記する形で示した図である。図7は、第2の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流路を、図3に太線で追記する形で示した図である。
第2の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20Aに流入させ、第1の凝縮器20Aから流出する液相状態の冷媒LP−COOを、膨張弁40を介して第1の蒸発器10Aに流入させる。また、第2の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第2の凝縮器20Bに流入させ、第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで、第2の蒸発器10Bに流入させる。
第2の流路設定における開閉弁Vの開閉状態について説明する。第2の流路設定においては、開閉弁V2、開閉弁V4、開閉弁V5、開閉弁V7、開閉弁V10、開閉弁V12、開閉弁V13及び開閉弁V15を開く。一方で、第2の流路設定においては、開閉弁V1、開閉弁V3、開閉弁V6、開閉弁V8、開閉弁V9、開閉弁V11、開閉弁V14及び開閉弁V16を閉じる。
第2の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流動について説明する。第2の流路設定においては、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出した気相状態の冷媒GP−COOは、図6で太線により示される経路を通って、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。
具体的には、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP6、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9及び蒸気管SP10を通った後、第1の凝縮器20Aに流入する。また、第2の蒸発器10Bから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP2、蒸気管SP3及び蒸気管SP5を通って、第2の凝縮器20Bに流入する。
第2の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流動について説明する。第2の流路設定においては、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出した液相状態の冷媒GP−COOは、図7で太線により示される経路を通って、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。
具体的には、第1の凝縮器20Aから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP10、液管LP9、膨張弁40、液管LP8及び液管LP6を通った後、第1の蒸発器10Aに流入する。また、第2の凝縮器20Bから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP5、液管LP3及び液管LP2を通って、第2の蒸発器10Bに流入する。以上、第2の流路設定について説明した。
第3の流路設定について説明する。図8及び図9は第3の流路設定を説明するための図である。具体的には、図8は、第3の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流路を、図2に太線で追記する形で示した図である。図9は、第3の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流路を、図3に太線で追記する形で示した図である。
第3の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20Aに流入させ、第1の凝縮器20Aから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第1の蒸発器10Aに流入させる。また、第3の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第2の凝縮器20Bに流入させ、第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して第2の蒸発器10Bに流入させる。
第3の流路設定における開閉弁Vの開閉状態について説明する。第3の流路設定においては、開閉弁V1、開閉弁V3、開閉弁V6、開閉弁V8、開閉弁V9、開閉弁V11、開閉弁V14及び開閉弁V16を開く。一方で、第3の流路設定においては、開閉弁V2、開閉弁V4、開閉弁V5、開閉弁V7、開閉弁V10、開閉弁V12、開閉弁V13及び開閉弁V15を閉じる。
第3の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流動について説明する。第3の流路設定において、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出した気相状態の冷媒GP−COOは、図8で太線により示される経路を通って、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。
具体的には、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP1、蒸気管SP3及び蒸気管SP4を通って、第1の凝縮器20Aに流入する。また、第2の蒸発器10Bから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP7、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9及び蒸気管SP11を通って、第2の凝縮器20Bに流入する。
第3の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流動について説明する。第3の流路設定においては、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出した液相状態の冷媒GP−COOは、図9で太線により示される経路を通って、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。
具体的には、第1の凝縮器20Aから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP4、液管LP3及び液管LP1を通った後、第1の蒸発器10Aに流入する。また、第2の凝縮器20Bから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP11、液管LP9、膨張弁40、液管LP8及び液管LP7を更に経由して、第2の蒸発器10Bに流入する。
第4の流路設定について説明する。図10及び図11は第4の流路設定を説明するための図である。具体的には、図10は、第4の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流路を、図2に太線で示した図である。図11は、第4の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流路を、図3に太線で示した図である。
第4の流路設定は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させる。また、第4の流路設定は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入させる。
第4の流路設定における開閉弁Vの開閉状態について説明する。第4の流路設定においては、開閉弁V5、開閉弁V6、開閉弁V7、開閉弁V8、開閉弁V13、開閉弁V14、開閉弁V15及び開閉弁V16を開く。一方で、第4の流路設定においては、開閉弁V1、開閉弁V2、開閉弁V3、開閉弁V4、開閉弁V9、開閉弁V10、開閉弁V11及び開閉弁V12を閉じる。
第4の流路設定における気相状態の冷媒GP−COOの流動について説明する。第4の流路設定において、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出した気相状態の冷媒GP−COOは、図10で太線により示される経路を通って、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。
具体的には、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP6、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9を通った後、更に蒸気管SP10及び蒸気管SP11の各々を経由して、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。また、第2の蒸発器10Bから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、蒸気管SP7、蒸気管SP8、圧縮機30、蒸気管SP9を通った後、更に蒸気管SP10及び蒸気管SP11の各々を経由して、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々に流入する。
第4の流路設定における液相状態の冷媒LP−COOの流動について説明する。第4の流路設定において、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出した液相状態の冷媒LP−COOは、図11で太線により示される経路を通って、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。
具体的には、第1の凝縮器20Aから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP10、液管LP9、膨張弁40、液管LP8を通った後、更に液管LP6及び液管LP7の各々を経由して、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。また、第2の凝縮器20Bから流出した液相状態の冷媒LP−COOは、液管LP11、液管LP9、膨張弁40、液管LP8を通った後、更に液管LP6及び液管LP7の各々を経由して、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。
以上、冷却装置100の構成について説明した。
次に、冷却装置100の動作について説明する。
予め、冷却装置100において、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの何れか一つが選択されているとする。まず発熱体Hが起動すると、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bは、発熱体Hからの熱を受ける。これによって、発熱体Hは冷却される。第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bが発熱体Hからの熱を受けることにより、第1の蒸発器10A内及び第2の蒸発器10B内の各々の液相状態の冷媒LP−COOは、蒸発する。蒸発によって、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々では、気相状態の冷媒GP−COOが生成される。
生成された気相状態の冷媒GP−COOは、選択されている流路設定の内容に従って、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入する。
第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入した気相状態の冷媒GP−COOは、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bを介して、外気に放熱する。これによって、気相状態の冷媒GP−COOは凝縮する。この凝縮により生成された液相状態の冷媒LP−COOは、選択されている流路設定の内容に従って、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入し、再び発熱体Hの熱を受熱する。
上記のように、冷媒COOは、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々において、発熱体Hの熱を受けることにより、液相状態から気相状態へ相変化し、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入する。また、冷媒COOは、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bにおいて、サーバルームの外気へ放熱することにより、気相状態から液相状態へ相変化し、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に流入する。
以上、冷却装置100の動作について説明した。
次に、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第2の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の構成の具体例について説明する。
図12は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の構成を示す斜視図である。なお、図12においては、蒸気管SP及び液管LPを省略している。図13は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の内部構成を模式的に透過して示す模式透過図である。なお、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の基本的な構成は同一である。
図12および図13に示されるように、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、例えば、平板形状に形成されている。図13に示されるように、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、内部に空洞を有しており、液相状態の冷媒LP−COO及び気相状態の冷媒GP−COOを貯留する。
図12および図13に示されるように、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々は、上タンク部11と、下タンク部12と、複数の連結管部13と、複数の蒸発器用フィン部14とを含んで構成されている。同様に、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々は、上タンク部21と、下タンク部22と、複数の連結管部23と、複数の凝縮器用フィン部24とを含んで構成されている。鉛直方向において、上タンク部11、21は、下タンク部12、22よりも上側に配置されている。
また、図13に示されるように、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々の上タンク部11及び下タンク部12には、二つの上孔15及び二つの下孔16の各々が形成されている。また、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の上タンク部21及び下タンク部22には、二つの上孔25及び二つの下孔26の各々が形成されている。
第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々の連結管部13は、上タンク部11および下タンク部12を連結する。連結管部13は、複数設けられている。
第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の連結管部23は、上タンク部21および下タンク部22を連結する。連結管部23は、複数設けられている。
蒸発器用フィン部14は、各連結管部13の間に設けられている。これら蒸発器用フィン部14は、発熱体Hから熱を奪い、連結管部13内の液相状態の冷媒LP−COOに、受熱した熱を伝える。受熱した液相状態の冷媒LP−COOは、気相状態の冷媒GP−COOに相変化し、連結管部13内を上昇する。
凝縮器用フィン部24は、蒸発部用フィン部14と同様に、各連結管部23の間に設けられている。凝縮器用フィン部24は、上タンク部21から流入した気相状態の冷媒GP−COOの熱を冷却装置100の外へ放熱する。放熱された気相状態の冷媒GP−COOは、液相状態の冷媒LP−COOに相変化し、下タンク22に向けて連結管部23を下降する。
なお、蒸発器用フィン部14および凝縮器用フィン部24は、複数のフィンにより構成されており、複数のフィン間には空気が通ることができるように構成されている。すなわち、蒸発器用フィン部14の領域内では、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々の一方の主面から他方の主面に向けて、空気が通り抜けることができる。同様に、凝縮器用フィン部24の領域内では、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方の主面から他方の主面に向けて、空気が通り抜けることができる。
第1の蒸発器10Aは、二つの上孔15の各々を介して、蒸気管SP1及び蒸気管SP6の各々と接続されていると共に、二つの下孔16の各々を介して、液管LP1及び液管LP6の各々と接続されている。また、第2の蒸発器10Bは、二つの上孔15の各々を介して、蒸気管SP2及び蒸気管SP7の各々と接続されていると共に、二つの下孔16の各々を介して、液管LP2及び液管LP7の各々と接続されている。第1の凝縮器20Aは、二つの上孔15の各々を介して、蒸気管SP4及び蒸気管SP10の各々と接続されていると共に、二つの下孔16の各々を介して、液管LP4及び液管LP10の各々と接続されている。また、第2の凝縮器20Bは、二つの上孔15の各々を介して、蒸気管SP5及び蒸気管SP11の各々と接続されていると共に、二つの下孔16の各々を介して、液管LP5及び液管LP11の各々と接続されている。
以上、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第2の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々の構成の具体例について説明した。
なお、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの説明においては、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々は、単一の発熱体Hに共に熱的に接続されていると説明した。また、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々は、互いに異なる発熱体Hに熱的に接続されていても良い。
前述の第2の流路設定の説明においては、開閉弁V2、開閉弁V4、開閉弁V5、開閉弁V7、開閉弁V10、開閉弁V12、開閉弁V13及び開閉弁V15を開くと共に、開閉弁V1、開閉弁V3、開閉弁V6、開閉弁V8、開閉弁V9、開閉弁V14、開閉弁V11及び開閉弁V16を閉じると説明した。
一方で第2の流路設定においては、開閉弁V2、開閉弁V3、開閉弁V5、開閉弁V8、開閉弁V10、開閉弁V11、開閉弁V13及び開閉弁V16を開くと共に、開閉弁V1、開閉弁V4、開閉弁V6、開閉弁V7、開閉弁V9、開閉弁V12、開閉弁V14及び開閉弁V15を閉じてもよい。
この場合、第2の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第2の凝縮器20Bに流入させ、第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを、膨張弁40を介して第1の蒸発器10Aに流入させる。また、この場合の第2の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20Aに流入させ、第1の凝縮器20Aから流出する液相状態の冷媒LP−COOを、膨張弁40を介さずに第2の蒸発器10Bに流入させる。
また、第3の流路設定の説明においては、開閉弁V1、開閉弁V3、開閉弁V6、開閉弁V8、開閉弁V9、開閉弁V11、開閉弁V14及び開閉弁V16を開くと共に、開閉弁V2、開閉弁V4、開閉弁V5、開閉弁V7、開閉弁V10、開閉弁V12、開閉弁V13及び開閉弁V15を閉じると説明した。
一方で、第3の流路設定においては、開閉弁V1、開閉弁V4、開閉弁V6、開閉弁V7、開閉弁V9、開閉弁V12、開閉弁V14、開閉弁V15を開くと共に、開閉弁V2、開閉弁V3、開閉弁V5、開閉弁V8、開閉弁V10、開閉弁V11、開閉弁V13、開閉弁V16を閉じても良い。
この場合、第3の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第2の凝縮器20Bに流入させ、第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第1の蒸発器10Aに流入させる。また、この場合の第3の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20Aに流入させ、第1の凝縮器20Aから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して第2の蒸発器10Bに流入させる。
前述の通り、本発明の第1の実施の形態における冷却装置100は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30及び膨張弁40を備える。第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bは、発熱体Hの熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒LP−COOを発熱体Hの熱により蒸発させて、気相状態の冷媒GP−COOを流出する。第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bは、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に接続される。また、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bは、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを凝縮して、液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流出する。圧縮機30は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに接続される。また、圧縮機30は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮する。また、膨張弁40は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに接続される。
冷却装置100には、第1の流路設定と、第2の流路設定又は第3の流路設定と、第4の流路設定のうちのいずれか一つを選択可能に設けられている。
第1の流路設定は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させる。また、第1の流路設定は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入させる。
第2の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して第1の蒸発器10Aに流入させる。また、第2の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOが圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第2の蒸発器10Bに流入させる。
第3の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第1の蒸発器10Aに流入させる。また、第3の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOが圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方から流出する液相状態の冷媒LP−COOが膨張弁40を介して、第2の蒸発器10Bに流入させる。
第4の流路設定は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させる。また、第4の流路設定は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入させる。
このように、冷却装置100には、圧縮機30及び膨張弁40を用いないで冷媒COOを循環させる系(自然循環サイクル)のみを用いる設定(第1の流路設定)と、自然循環サイクル、並びに圧縮機30及び膨張弁40を用いて冷媒を循環させる系(圧縮冷凍サイクル)を併用する設定(第2の流路設定又は第3の流路設定)と、圧縮冷凍サイクルのみを用いる設定(第4の流路設定)が選択可能に設けられている。更に、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定において、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bで受熱された熱は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから冷却装置100の外へ直接的に放熱される。この結果、冷却装置100においては、簡素な構成で、発熱体Hを冷却できる。
ここで、特許文献1に記載の技術の自然循環サイクルでは、第1蒸発器と第1凝縮器との間で冷媒を循環させていた。一方で、圧縮冷凍サイクルでは、第3蒸発器と第2凝縮器との間で冷媒を循環させた上で、熱交換器内で第2凝縮器と第2蒸発器との間で熱交換させ、更に第2の蒸発器と第1凝縮器との間で冷媒を循環させていた。このように、圧縮冷凍サイクルの構成が、第2凝縮器と第2蒸発器を含む熱交換器を有する点で、自然循環サイクルの構成に比べて部品点数が多く、複雑であるという問題があった。これに対して、冷却装置100では、特許文献1に記載された技術のような第2凝縮器と第2蒸発器を含む熱交換器を用いずに、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bで受熱された熱は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから冷却装置100の外に放熱される。この結果、冷却装置100においては、簡素な構成で、発熱体Hを冷却できる。
<第2の実施の形態>
次に本発明の第2の実施の形態における冷却装置200について説明する。図14は、冷却装置200の構成を示す模式図である。
冷却装置200は、図14に示されるように、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30、膨張弁40、第1の温度測定部50A、及び制御部60を備える。
また、図14に示されるように、冷却装置200は、開閉弁V1〜V16、蒸気管SP1〜SP11及び液管LP1〜LP11を更に備える。
図1及び図14を用いて、冷却装置100と冷却装置200とを対比する。冷却装置200は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30、膨張弁40、開閉弁V1〜V16、蒸気管SP1〜SP11及び液管LP1〜LP11を備える点で、冷却装置100と一致する。一方で、冷却装置200は、第1の温度測定部50A及び制御部60を更に備える点において、冷却装置100と相違する。
第1の温度測定部50Aについて説明する。第1の温度測定部50Aは、第1の凝縮器20Aの表面の周辺に取り付けられている。例えば、第1の凝縮器20Aがファン等から送られる風によって冷却されている場合、第1の温度測定部50Aは、第1の凝縮器20Aの表面のうちの風が吹き付けられる面の周辺に取り付けられる。また、図14に示されるように、第1の温度測定部50Aは、後述の制御部60と電気的に接続されている。第1の温度測定部50Aには、一般的な温度センサを用いることができる。
第1の温度測定部50Aは、第1の凝縮器20Aの周辺の空気の温度(以下、必要に応じて「第1の温度」と称する。)を測定する。第1の温度測定部50Aは、測定値を後述の制御部60に出力する。
制御部60について説明する。図14に示されるように、制御部60は、第1の温度測定部50A、及び開閉弁V1〜V16の各々と電気的に接続されている。また、制御部60は、不図示のメモリと電気的に接続されている。不図示のメモリには、予め第1の閾値及び第2の閾値が格納されているものとする。また、第2の閾値は、第1の閾値よりも大きいものとする。
制御部60は、第1の温度測定部50Aから出力された第1の温度に基づいて、前述の第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。第1の温度測定部50Aから出力された第1の温度が、第1の閾値を上回っていると共に第2の閾値以下である場合に、制御部60が第2の流路設定及び第3の流路設定のうちのどちらを選択するかは、予め定められているとする。制御部60による流路設定の選択については、後述の動作の説明において詳述する。
また、制御部60は、選択された流路設定の内容に基づいて、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bへ流入させる。また、制御部60は、選択された流路設定の内容に基づいて、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bへ流入させる。
以上、冷却装置200の構成について説明した。
次に冷却装置200の基本的な動作について説明する。図15は、冷却装置200の動作フローを示す図である。冷却装置200の動作は、冷却装置100の動作と同様である。一方、冷却装置200では、第1の温度測定部50Aから出力された第1の温度に基づいて、制御部60が、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する点で、冷却装置100と異なる。
制御部60による流路設定の選択について説明する。なお、以下の説明においては、例えば、第1の閾値として25℃が予め設定されているとする。また例えば、第2の閾値として35℃が予め設定されているとする。また、第1の温度測定部50Aは、常時、第1の凝縮器20Aの周辺の空気の温度(第1の温度)を測定しているものとする。
まず、制御部60は、第1の温度測定部50Aに、第1の温度を要求する(S201)。そして、第1の温度測定部50Aは、制御部60からの要求に従って、測定した第1の温度を制御部60へ出力する。
制御部60は、第1の温度が第1の閾値以下であるか否かを判断する(S202)。上述のように、第1の閾値として25℃が予め設定されている場合、制御部60は、第1の温度測定部50Aより出力された第1の温度が、25℃以下であるか否かを判断する。
第1の温度が第1の閾値以下であると判断された場合(S202のYes)、制御部60は、第1の流路設定を選択する(S205)。S205の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
第1の温度が第1の閾値以下であると判断されなかった場合(S202のNo)、制御部60は、第1の温度が第2の閾値を上回っているか否かを判断する(S203)。上述のように、第2の閾値として35℃が予め設定されている場合、制御部60は、第1の温度が、35℃を上回っているか否かを判断する。
第1の温度が第2の閾値を上回っていると判断された場合(S203のYes)、制御部60は、第4の流路設定を選択する(S206)。S206の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
第1の温度が第2の閾値を上回っていると判断されなかった場合(S203のNo)、制御部60は、第2の流路設定又は第3の流路設定を選択する(S204)。S204の処理においては、制御部60は、第2の流路設定又は第3の流路設定のうち、予め設定されている一方を選択する。S204の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
なお、制御部60は、流路設定の選択を終了した後、所定時間が経過した後にS201の処理を行う。ここでの所定時間は、任意に決められる(例えば、数分〜数時間)。また、第1の凝縮器20Aの周辺の空気の温度に合わせて、所定時間を決定しても良い。この場合、例えば、第1の凝縮器20Aの周辺の空気の温度(第1の温度測定部50Aの測定値である第1の温度)が、前の測定値から所定温度以上(例えば、10℃以上)変化したら、現測定時から前測定時の間の時間を、所定時間として再設定することが出来る。
以上、冷却装置200の動作について説明した。
なお、上記の説明において、第1の温度測定部50Aは、第1の凝縮器20Aの表面に取り付けられていると説明した。一方で、第1の温度測定部50Aは、第2の凝縮器20Bの表面に取り付けられていてもよい。この場合、第2の凝縮器20Bの周辺の空気の温度を第1の温度とする。
また、第1の温度測定部50Aは、第1の凝縮器20Aの表面及び第2の凝縮器20Bの表面の両方に取り付けられていても良い。この場合、第1の凝縮器20Aの表面に取り付けられた第1の温度測定部50Aは、第1の凝縮器20Aの周辺の空気の温度を測定して、制御部60に出力する。また、第2の凝縮器20Bの表面に取り付けられた第1の温度測定部50Aは、第2の凝縮器20Bの周辺の空気の温度を測定して、制御部60に出力する。この場合、制御部60は、二つの第1の温度測定部50Aより出力された測定値の平均値を第1の温度とする。
また、冷却装置200において、第1の温度測定部50Aは必須の構成ではない。冷却装置200は、第1の温度測定部50Aを備えない場合、不図示の通信手段等により、第1の温度を取得する。
以上のように、本発明の第2の実施の形態における冷却装置200は、制御部60を更に備える。制御部60は、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定、第4の流路設定のうちの一つを選択する。制御部60は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。また、制御部60は、選択された設定の内容に基づいて、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々へ流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流入させる。
このように、冷却装置200は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方の近傍の空気の温度(第1の温度)に基づいて、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。これにより、例えば、第1の温度が高い場合に、制御部60が第4の流路設定を選択することで、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの両方から流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させることが出来る。そのため、第1の温度の上昇に合わせて、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入する気相状態の冷媒GP−COOの温度を上げることが出来る。これにより、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入する気相状態の冷媒GP−COOの温度が、第1の温度よりも低くなることを抑制できる。この結果、冷却装置200において、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入した気相状態の冷媒GP−COOは、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの周辺の空気に、発熱体Hの熱を安定して放熱できる。したがって、冷却装置200は、発熱体Hを安定して冷却することが出来る。
また、本発明の制御方法において、冷却装置200は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30及び膨張弁40を備える。第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bは、発熱体Hの熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒LP−COOを発熱体Hの熱により蒸発させて、気相状態の冷媒GP−COOを流出する。第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bは、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々に接続される。また、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bは、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを凝縮して、液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流出する。圧縮機30は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに接続される。また、圧縮機30は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮する。また、膨張弁40は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに接続される。
冷却装置200には、第1の流路設定と、第2の流路設定又は第3の流路設定と、第4の流路設定のうちのいずれか一つを選択可能に設けられている。
第1の流路設定は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させる。また、第1の流路設定は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入させる。
第2の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して第1の蒸発器10Aに流入させる。また、第2の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOが圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第2の蒸発器10Bに流入させる。
第3の流路設定は、第1の蒸発器10Aから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介さないで第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの一方から流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介さないで第1の蒸発器10Aに流入させる。また、第3の流路設定は、第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOが圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方に流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの他方から流出する液相状態の冷媒LP−COOが膨張弁40を介して、第2の蒸発器10Bに流入させる。
第4の流路設定は、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bから流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を介して第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bに流入させる。また、第4の流路設定は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bから流出する液相状態の冷媒LP−COOを膨張弁40を介して、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bに流入させる。
また、本発明の制御方法における冷却装置200は、制御部60を更に備える。制御部60は、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定、第4の流路設定うちの一つを選択する。
本発明の制御方法では、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。さらに、本発明の制御方法では、選択された設定の内容に基づいて、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々へ流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流入させる。
なお、本発明の制御方法の効果は、冷却装置200の効果と同様である。
本発明の制御プログラムは、上述の制御方法と同様の処理をコンピュータに実行させる。また、本発明の制御方法の効果は、冷却装置200の効果と同様である。
本発明の記憶媒体は、上述の制御プログラムを記憶する。また、本発明の記憶媒体の効果は、冷却装置200の効果と同様である。
また、以上のように、本発明の第2の実施形態における冷却装置200において、制御部60は、第1の温度が第1の閾値以下である場合に、前記第1の流路設定を選択する。また、制御部60は、第1の温度が第1の閾値よりも大きい第2の閾値を上回っている場合に、第4の流路設定を選択する。また、制御部60は、第1の温度が第1の閾値を上回っており、且つ第2の閾値以下である場合に、第2の流路設定又は前記第3の流路設定を選択する。また、制御部60は、選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流入させる。
このように、制御部60は、第1の温度が第1の閾値以下である場合に、第1の流路設定を選択する。また、制御部60は、第1の温度が第1の閾値よりも大きい第2の閾値を上回っている場合に、第4の流路設定を選択する。また、制御部60は、第1の温度が第1の閾値を上回っており、且つ第2の閾値以下である場合に、第2の流路設定又は第3の流路設定を選択する。これにより、冷却装置200においては、第1の温度が第1の閾値以下の場合に、圧縮機30を用いない。また、冷却装置200においては、第1の温度が第2の閾値を上回っている場合に、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの両方から流出する気相状態の冷媒GP−COOを圧縮機30を用いて圧縮する。また、制御部60は、第1の温度が第1の閾値を上回っており、且つ第2の閾値以下である場合に、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bのうちの一方から流出する気相状態の冷媒を圧縮機30を用いて圧縮する。このように、冷却装置300においては、第1の温度が低くなるにつれて、圧縮機30により圧縮される気相状態の冷媒GP−COOの量を減らすことが出来る。この結果、冷却装置300は、圧縮機30が気相状態の冷媒GP−COOを圧縮する為に用いる電力の量を減らすことが出来る。
<第3の実施の形態>
次に本発明の第3の実施の形態における冷却装置300について説明する。図16は、冷却装置300の構成を示す模式図である。
冷却装置300は、図16に示されるように、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30、膨張弁40、第2の温度測定部50B、第3の温度測定部50C及び制御部60を備える。また、図16に示されるように、冷却装置300は、開閉弁V1〜V16、蒸気管SP1〜SP1、液管LP1〜LP11を更に備える。
図1及び図16を用いて、冷却装置100と冷却装置300とを対比する。冷却装置300は、第1の蒸発器10A、第2の蒸発器10B、第1の凝縮器20A、第2の凝縮器20B、圧縮機30、膨張弁40、開閉弁V1〜開閉弁V16、蒸気管SP1〜蒸気管SP11及び液管LP1〜液管LP11を備える点で、冷却装置100と一致する。一方で、冷却装置300は、第2の温度測定部50B、第3の温度測定部50C及び制御部60を更に備える点において、冷却装置100と相違する。
第2の温度測定部50Bについて説明する。第2の温度測定部50Bは、第1の蒸発器10Aの表面の周辺に取り付けられている。例えば、第2の温度測定部50Bは、第1の蒸発器10Aの表面のうちの発熱体Hと対向する面の周辺に取り付けられる。また、図16に示されるように、第2の温度測定部50Bは、後述の制御部60と電気的に接続されている。第2の温度測定部50Bには、一般的な温度センサを用いることができる。
第2の温度測定部50Bは、第1の蒸発器10Aの周辺の空気の温度(以下、必要に応じて「第2の温度」と称する。)を測定する。第2の温度測定部50Bは、測定した第2の温度を後述の制御部60に出力する。
第3の温度測定部50Cについて説明する。第3の温度測定部50Cは、第2の蒸発器10Bの表面の周辺に取り付けられている。例えば、第3の温度測定部50Cは、第2の蒸発器10Bの表面のうちの発熱体Hと対向する面の周辺に取り付けられる。また、図16に示されるように、第3の温度測定部50Cは、後述の制御部60と電気的に接続されている。第3の温度測定部50Cには、一般的な温度センサを用いることができる。
第3の温度測定部50Cは、第2の蒸発器10Bの周辺の空気の温度(以下、必要に応じて「第3の温度」と称する。)を測定する。第3の温度測定部50Cは、測定した第3の温度を後述の制御部60に出力する。
制御部60について説明する。図16に示されるように、制御部60は、第2の温度測定部50B、第3の温度測定部50C、及び開閉弁V1〜開閉弁V16の各々と電気的に接続されている。また、制御部60は、不図示のメモリと電気的に接続されている。不図示のメモリには、予め第3の閾値及び第4の閾値が格納されているものとする。また、第4の閾値は、第3の閾値よりも大きいものとする。
第2の実施の形態では、制御部60は、第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の少なくとも一方の近傍の空気の温度(第1の温度)に基づいて、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択すると説明した。一方で、本実施形態においては、制御部60は、前述の第1の温度に代えて、後述の第2の温度及び第3の温度に基づいて、前述の第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。
制御部60による流路設定の選択については、後述の動作の説明において詳述する。
また、制御部60は、選択された流路設定の内容に基づいて、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bへ流入させる。また、制御部60は、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流入させる。
また、冷却装置200において、第2の温度測定部50B及び第3の温度測定部50Cは必須の構成ではない。冷却装置200は、第2の温度測定部50B及び第3の温度測定部50Cを備えない場合、不図示の通信手段等により、第2の温度及び第3の温度を取得する。
以上、冷却装置300の構成について説明した。
次に冷却装置300の動作について説明する。図17は、冷却装置300の動作フローを示す図である。冷却装置300の動作は、冷却装置100の動作と基本的に同様である。一方、冷却装置300では、第2の温度測定部50Bの測定値及び第3の温度測定部50Cの測定値の各々に基づいて、制御部60が、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する点で、冷却装置100と異なる。
制御部60による流路設定の選択について説明する。なお、以下の説明においては、例えば、第3の閾値として30℃が予め設定されているとする。また例えば、第4の閾値として40℃が予め設定されているとする。また、第2の温度測定部50Bは、常時、第1の蒸発器10Aの周辺の空気の温度(第2の温度)を測定しているものとする。第3の温度測定部50Cは、常時、第2の蒸発器10Bの周辺の空気の温度(第3の温度)を測定しているものとする。
まず、制御部60は、第2の温度測定部50Bに第2の温度を要求すると共に、第3の温度測定部50Cに第3の温度を要求する(S301)。そして、第2の温度測定部50Bは、制御部60からの要求に従って、測定した第2の温度を制御部60へ出力する。また、第3の温度測定部50Cは、制御部60からの要求に従って、測定した第3の温度を制御部60へ出力する。
制御部60は、第2の温度及び第3の温度の両方が第3の閾値以下であるか否かを判断する(S302)。上述のように、第3の閾値として30℃が予め設定されている場合、制御部60は、第2の温度及び第3の温度の両方が、30℃以下であるか否かを判断する。
第2の温度及び第3の温度の両方が第3の閾値以下であると判断された場合(S302のYes)、制御部60は、第1の流路設定を選択する(S306)。S306の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
第2の温度及び第3の温度の両方が第3の閾値以下であると判断されなかった場合(S302のNo)、制御部60は、第2の温度及び第3の温度の両方が第4の閾値を上回っているか否かを判断する(S303)。上述のように、第4の閾値として40℃が予め設定されている場合、制御部60は、第1の温度測定部50Aより出力された測定値が、40℃を上回っているか否かを判断する。
第2の温度及び第3の温度の両方が第4の閾値を上回っていると判断された場合(S303のYes)、制御部60は、第4の流路設定を選択する(S307)。S307の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
第2の温度及び第3の温度の両方が第4の閾値を上回っていると判断されなかった場合(S303のNo)、制御部60は、第2の温度が第3の温度を上回っているか否かを判断する(S304)。
第2の温度が第3の温度を上回っていると判断された場合(S304のYes)、制御部60は第2の流路設定を選択する(S308)。S308の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
一方で、第2の温度が第3の温度を上回っていると判断されなかった場合(S304のNo)、制御部60は第3の流路設定を選択する(S305)。S305の処理が終了すると、制御部60は、流路設定の選択を終了する。
なお、制御部60は、流路設定の選択を終了した後、所定時間が経過した後にS301の処理を行う。ここでの所定時間は、任意で決められる(例えば、数分〜数時間)。また、発熱体Hの温度変化に合わせて、所定時間を決定しても良い。この場合、例えば、発熱体Hの温度変化の周期をあらかじめ計測しておき、周期の計測結果に基づいて所定時間を決定することが出来る。
以上、冷却装置300の動作について説明した。
以上のように、本発明の第3の実施形態における冷却装置300は、制御部60を更に備える。制御部60は、第1の温度に代えて第1の蒸発器10Aの周辺の空気の温度である第2の温度、及び第2の蒸発器10Bの周辺の空気の温度である第3の温度に基づいて、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。また、制御部60は、選択された設定の内容に基づいて、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々へ流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流入させる。
このように、制御部60は、第1の温度に代えて、第2の温度及び第3の温度に基づいて、第1の流路設定、第2の流路設定、第3の流路設定及び第4の流路設定のうちの一つを選択する。これにより、例えば、第2の温度が第3の温度よりも高い場合に、第2の流路設定を選択できる。この結果、冷却装置300では、第1の蒸発器10A(第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bのうち、周辺の空気の温度が他方に比べて高温である一方)から流出した気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により昇温した上で、第1の凝縮器20B又は第2の凝縮器20Aに流入する。これにより、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により昇温されない場合に比べて、より多くの熱を第1の凝縮器20B又は第2の凝縮器20Aで放熱することが出来る。この結果、冷却装置300においては、発熱体Hを安定して冷却できる。
また、以上のように、本発明の第3の実施形態における冷却装置300では、制御部60は、第2の温度が第3の温度よりも高い場合、第2の流路設定を選択する。また、制御部60は、第3の温度が前記第3の発熱温度よりも低い場合、第3の流路設定を選択する。また制御部60は、第2の温度及び第3の温度の少なくとも一方が、第3の閾値よりも小さくなく、且つ第4の閾値よりも大きくない場合であって、第2の温度が第3の温度よりも高い場合に第2の流路設定を選択する。また、制御部60は、第2の温度及び第3の温度の少なくとも一方が、第3の閾値よりも小さくなく、且つ第4の閾値よりも大きくない場合であって、第3の温度が前記第2の温度よりも高い場合に第3の流路設定を選択する。また、制御部60は、選択された設定の内容に基づいて、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々から流出する気相状態の冷媒GP−COOを第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々へ流入させ、第1の凝縮器20A及び第2の凝縮器20Bの各々から流出する液相状態の冷媒LP−COOを第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々へ流入させる。
このように、制御部60は、第2の温度が第3の温度よりも高い場合、第2の流路設定を選択する。また、制御部60は、第3の温度が第3の発熱温度よりも低い場合、第3の流路設定を選択する。また、制御部60は、第2の温度及び第3の温度の各々が、第3の閾値よりも小さい場合、第1の流路設定を選択する。また、制御部60は、第2の温度及び第3の温度の各々が、第3の閾値より大きい第4の閾値よりも大きい場合、第4の流路設定を選択する。この結果、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々の近傍の空気の温度が異なる場合であっても、効率よく発熱体Hを冷却することが出来る。
具体的には、冷却装置300では、第1の蒸発器10A(第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bのうち、周辺の空気の温度が他方に比べて高温である一方)から流出した気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により昇温した上で、第1の凝縮器20B又は第2の凝縮器20Aに流入する。これにより、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により昇温されない場合に比べて、より多くの熱を第1の凝縮器20B又は第2の凝縮器20Aで放熱することが出来る。また、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々の周辺の空気の温度が低いとき(第2の温度及び第3の温度が第3の閾値よりも小さいとき)、圧縮機30を使用しない。これにより、圧縮機30が気相状態の冷媒GP−COOを圧縮する為に必要な電力の消費を抑制できる。また、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの各々の周辺の空気の温度が高いとき(第2の温度及び第3の温度が第4の閾値よりも大きいとき)、第1の蒸発器10A及び第2の蒸発器10Bの両方から流出する気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により昇温した上で、第1の凝縮器20B又は第2の凝縮器20Aに流入する。これにより、第1の蒸発器10Aから流出した気相状態の冷媒GP−COOは、圧縮機30により昇温されない場合に比べて、より多くの熱を第1の凝縮器20B又は第2の凝縮器20Aで放熱することが出来る。この結果、冷却装置300においては、発熱体Hを安定して冷却できる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2018年1月25日に出願された日本出願特願2018−010422を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
10A 第1の蒸発器
10B 第2の蒸発器
20A 第1の凝縮器
20B 第2の凝縮器
11、21 上タンク部
12、22 下タンク部
13、23 連結管部
14、24 蒸発器用フィン部
15、25 上孔
16、26 下孔
30 圧縮機
40 膨張弁
50A 第1の温度測定部
50B 第2の温度測定部
50C 第3の温度測定部
60 制御部
100、200、300 冷却装置

Claims (7)

  1. 発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒を流出する第1の蒸発器及び第2の蒸発器と、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を凝縮して、液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流出する第1の凝縮器及び第2の凝縮器と、
    前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、
    前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を膨張させる膨張弁を備え、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第1の流路設定と、
    前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第2の蒸発器に流入させる第2の流路設定と、
    前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第2の蒸発器に流入させる第3の流路設定と、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第4の流路設定とのうち、
    前記第1の流路設定と、前記第2の流路設定又は前記第3の流路設定と、前記第4の流路設定のうちのいずれか一つが選択可能に設けられている冷却装置。
  2. 前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定、前記第4の流路設定うちの一つを選択する制御部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定及び前記第4の流路設定のうちの一つを選択し、
    選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる請求項1に記載の冷却装置。
  3. 前記制御部は、
    前記第1の温度が第1の閾値以下である場合に、前記第1の流路設定を選択し、
    前記第1の温度が、前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値を上回っている場合に、前記第4の流路設定を選択し、
    前記第1の温度が前記第1の閾値を上回っており、且つ前記第2の閾値以下である場合に、前記第2の流路設定又は前記第3の流路設定を選択し、
    選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる請求項2に記載の冷却装置。
  4. 前記制御部は、
    前記第1の温度に代えて、前記第1の蒸発器の周辺の空気の温度である第2の温度、及び前記第2の蒸発器の周辺の空気の温度である第3の温度に基づいて、前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定及び前記第4の流路設定のうちの一つを選択し、
    選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる請求項2に記載の冷却装置。
  5. 前記制御部は、
    前記第2の温度及び前記第3の温度の各々が、第3の閾値よりも小さい場合、前記第1の流路設定を選択し、
    前記第2の温度及び前記第3の温度の各々が、前記第3の閾値より大きい第4の閾値よりも大きい場合、前記第4の流路設定を選択し、
    前記第2の温度及び前記第3の温度の少なくとも一方が、前記第3の閾値よりも小さくなく、且つ前記第4の閾値よりも大きくない場合であって、前記第2の温度が前記第3の温度よりも高い場合に前記第2の流路設定を選択し、
    前記第2の温度及び前記第3の温度の少なくとも一方が、前記第3の閾値よりも小さくなく、且つ前記第4の閾値よりも大きくない場合であって、前記第3の温度が前記第2の温度よりも高い場合に前記第3の流路設定を選択し、
    選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる請求項4に記載の冷却装置。
  6. 発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒を流出する第1の蒸発器及び第2の蒸発器と、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を凝縮して、液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流出する第1の凝縮器及び第2の凝縮器と、
    前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、
    前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を膨張させる膨張弁と、
    制御部と、を備える冷却装置を制御する制御方法であって、
    前記制御部は、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第1の流路設定と、
    前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第2の蒸発器に流入させる第2の流路設定と、
    前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第2の蒸発器に流入させる第3の流路設定と、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第4の流路設定とのうち、いずれか一つを選択可能であり、
    前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定及び前記第4の流路設定のうちの一つを選択し、
    選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる制御方法。
  7. 発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒を流出する第1の蒸発器及び第2の蒸発器と、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を凝縮して、液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流出する第1の凝縮器及び第2の凝縮器と、
    前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を圧縮する圧縮機と、
    前記第1の蒸発器、前記第2の蒸発器、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に接続され、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を膨張させる膨張弁と、
    制御部と、を備える冷却装置を制御する制御プログラムであって、
    前記制御部は、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第1の流路設定と、
    前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第2の蒸発器に流入させる第2の流路設定と、
    前記第1の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介さないで前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の一方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介さないで前記第1の蒸発器に流入させると共に、前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の他方から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第2の蒸発器に流入させる第3の流路設定と、
    前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器から流出する気相状態の冷媒を前記圧縮機を介して前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器に流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器から流出する液相状態の冷媒を前記膨張弁を介して前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器に流入させる第4の流路設定とのうちのいずれか一つを選択可能であり、
    前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の少なくとも一方の近傍の空気の温度である第1の温度に基づいて、前記第1の流路設定、前記第2の流路設定、前記第3の流路設定及び前記第4の流路設定のうちの一つを選択し、
    選択された設定の内容に基づいて、前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々から流出する気相状態の冷媒を前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々へ流入させ、前記第1の凝縮器及び前記第2の凝縮器の各々から流出する液相状態の冷媒を前記第1の蒸発器及び前記第2の蒸発器の各々へ流入させる処理をコンピュータに実行させる制御プログラム。
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