JP7164068B1 - 冷却装置及び冷却制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、受熱器から冷却塔へ冷媒が循環する循環ラインとなる配管に破損が発生した場合のトラブルに即座に対応することができ、全体の空調能力の低下を未然に防ぐことができる冷却装置及び冷却制御方法を提供する。本発明の冷却装置は、複数の受熱器（１）で受熱した冷媒を集合させて圧縮機（２）へ供給する複数かつ並列配置された主配管（４）と、該主配管（４）のいずれかで配管に破損が生じた場合に、該破損が生じた個所を避けた冷媒の経路に切り替えるバルブ群（５）と、を具備することを特徴とする。

Description

本発明は、コンピュータルーム空調（ＣＲＡＣ：Computer Room Air Conditioner）などの局所冷却に適用される冷却装置及び冷却制御方法に関する。

多くのサーバを備えるデーターセンタ等にあっては、サーバルームの空調装置とは別の局所冷却装置により、サーバが複数搭載されたサーバラックを個々に冷却して、過度な温度上昇を防止することが行われている。

このような局所冷却装置は、サーバから排出された空気の熱を受熱する受熱器、該受熱器で受熱した冷媒を圧縮する圧縮機、及び該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱する放熱機を主要な構成要素としている。

この種の局所冷却装置としては、例えば特許文献１に示される電子機器の冷却システムが知られている。
この冷却システムは、機器ルーム内の電子機器に近接してそれぞれ設けられて該電子機器から発生する熱で冷媒を蒸発・気化させることにより該電子機器を冷却する受熱器と、受熱器よりも高所に設けられ、外気と散水とにより冷媒を冷却しかつ気化した冷媒を凝縮する冷却塔と、これら受熱器と冷却塔との間で冷媒が自然循環する循環ラインと、を備えている。

また、特許文献２に示される電算機室空調システムでは、３つ冷却系を有する構成が示されており、これら３つ冷却系の何れかに異常が生じた場合に、当該異常があった冷却系統の開閉弁を“閉”状態に切り換えると共に、対応する開閉弁を“開”状態へと切り換えている。

特開２００９－１９４０９３号公報 特開２０１１－２４７５１６号公報

ところで、特許文献１に示される電子機器の冷却システムでは、受熱器から冷却塔へ冷媒が循環する循環ラインが１本の配管で接続されているので、当該配管に破損が発生した場合に、電子機器の空調に支障を来すという問題があり、これに対処するために別の予備の受熱器を用意する等の対策が必要となる。
また、特許文献２には、３つ冷却系の何れかに異常が生じた場合には、当該異常があった冷却系統の開閉弁を“閉”状態に切り換えるという構成が示されてはいるが、その異常内容が明確ではなく、この点において新しい技術の提供が期待されていた。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、受熱器から冷却塔へ冷媒が循環する循環ラインとなる配管に破損が発生した場合のトラブルに即座に対応することができ、空調能力の低下を未然に防ぐことができる冷却装置及び冷却制御方法を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第１態様に示す冷却装置では、対象物の熱を冷媒へ吸収させる複数の受熱器と、該受熱器で受熱した冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮した冷媒を放熱して凝縮する凝縮器との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルにより、局所冷却を行う冷却システムにおいて、前記複数の受熱器で受熱した冷媒を集合させて前記圧縮機へ供給する複数かつ並列配置された主配管と、該主配管のいずれかで配管に破損が生じた場合に、該破損が生じた個所を避けた冷媒の経路に切り替えるバルブ群とを具備することを特徴とする。

本発明の第２態様に示す冷却方法では、対象物の熱を冷媒へ吸収させる複数の受熱器と、該受熱器で受熱した冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮した冷媒を放熱して凝縮する凝縮器との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルにより、局所冷却を行う冷却システムにおいて、前記複数の受熱器で受熱した冷媒を集合させて前記圧縮機へ供給する主配管を並列となるように複数設けた上で、該主配管のいずれかで配管に破損が生じた場合に、該破損が生じた個所を避けた冷媒の経路に切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、受熱器から冷却塔へ冷媒が循環する循環ラインとなる配管に破損が発生した場合のトラブルに即座に対応することができ、全体の空調能力の低下を未然に防ぐことができる。

本発明に係る冷却装置の最小構成を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る冷却装置を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る冷却装置における蒸発器と室内機との配管経路を示す概略構成図である。 第２実施形態に係る冷却装置を示す概略構成図である。 第３実施形態に係る冷却装置を示す概略構成図である。 第４実施形態に係る冷却装置を示す概略構成図である。

本発明に係る冷却装置１００の最小構成について図１を参照して説明する。
この冷却装置１００は、受熱器１、圧縮機２及び凝縮器３との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルにより局所冷却を行う冷却システムである。

受熱器１はコンピュータサーバなどの対象物の熱により冷媒を蒸発させることで、当該熱を吸収させるための蒸発器からなり、複数配置されている。
圧縮機２は受熱器１で受熱した冷媒を圧縮するための機器である。
凝縮器３は圧縮機２で圧縮した冷媒を放熱して凝縮するための機器である。この凝縮器３で凝縮した冷媒は再び受熱器１に還流される。

複数の受熱器１と圧縮機２との間には複数の主配管４（図では２本の主配管）が設けられている。
これら主配管４は、複数の受熱器１で受熱した冷媒を集合させて圧縮機２へ供給するためのものであって、並列となるように配置されている。
また、受熱器１、圧縮機２と並列配置された主配管４との間には、当該主配管４への冷媒流入を調整するためのバルブ群５が配置されている。

そして、以上のように構成された本発明に係る冷却装置１００では、複数の受熱器１で受熱した冷媒を集合させて圧縮機２へ供給する主配管４を、並列となるように複数設けたので、１つの主配管４に破損などのトラブルが発生した場合に、バルブ群５の操作を行うことで、並列に配置される他の主配管４に速やかかに切り換えることができる。
すなわち、本発明の冷却装置１００では、受熱器１から冷却塔へ冷媒が循環する循環ラインとなる配管に破損が発生した場合のトラブルに即座に対応することができ、全体の空調能力の低下を未然に防ぐことができる。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る冷却装置１０１について図２及び図３を参照して説明する。
まず、図２を参照して冷却装置１０１の全体構成を説明する。

冷却装置１０１は、サーバルーム等の空調室内の局所冷却器となるものであって、例えば冷却対象となるサーバラックＲ（図３参照）間に蒸発器１０を配置することで使用される。
具体的には、この冷却装置１０１は、冷却対象となるサーバの排気に含まれる熱を受熱して冷媒を蒸発させる蒸発器１０、サーバルーム等と同じ建物に設置される室内機２０、サーバルーム等が設けられる建物の屋外（外気の供給が容易な個所）に設置される室外機３０を主要な構成要素とする。
なお、本例の冷却装置１０１では、蒸発器１０、室内機２０及び室外機３０がそれぞれ複数台設置された例が示されている。

冷却装置１０１は、図２に示されるように蒸発器１０を複数具備している。
各蒸発器１０は、ラジエータ１１を備える。ラジエータ１１は、冷媒が流れる熱交換パイプ（図示略）と該熱交換パイプとサーバの排気等との熱交換面積を大きくするための放熱フィン（図示略）とを備えた受熱器である。また、ラジエータ１１内に備えられたバルブ１２は、各蒸発器１０へ供給する冷媒の流量を調整する。
さらに、蒸発器１０はファン１３を備えている。このファン１３は、冷却対象となるサーバラックの排気、又はサーバルーム内の空気をラジエータ１１へ向けて吸引送風する。

室内機２０には、圧縮機２１、膨張部２２，第２気液分離タンク２３及びポンプ２４を備えている。
室内機２０が備える圧縮機２１は、流路Ｐ１を介してラジエータ１１で受熱した冷媒を吸い込む。膨張部２２は膨張弁（例えば流路断面積を変更することにより流路抵抗を与える弁）を備えるものであって、該膨張弁の出口側は、流路Ｐ２を介して第２気液分離タンク２３に接続されている。
第２気液分離タンク２３はポンプ２４を備えている。このポンプ２４は、ラジエータ１１の入り口のバルブ１２と流路Ｐ３を介して接続されたものであって、第２気液分離タンク２３の下部から（内部の液相冷媒の液面より下方で）吸い込んだ冷媒を、流路Ｐ３～バルブ１２を経由して蒸発器１０内のラジエータ１１に供給する。

圧縮機２１は、室外機３０の凝縮器３１に流路Ｐ４を介して接続されている。
凝縮器３１には、ラジエータ１１と同じく冷媒が流れる熱交換パイプ３２と、該熱交換パイプ３２と外気との熱交換面積を大きくするための放熱フィン（図示略）とを備える。
そして、この凝縮器３１では、圧縮機２１から供給された冷媒を外気との熱交換により凝縮し、液相として、下方の第１気液分離タンク３３へ重力により流下させる。また、ファン３４は、熱交換パイプ３２へ外気を供給して冷却する。

第１気液分離タンク３３は、上方から液相主体の冷媒を受け入れ、重力により分離する。また第１気液分離タンク３３の下部は、流路Ｐ５を介して膨張部２２に接続されている。
膨張部２２は、前述のように液相冷媒を膨張させる機能を有し、流路Ｐ２を介して第２気液分離タンク２３に接続されている。
第２気液分離タンク２３は、前述のように冷媒を気液分離する。気液分離された液相冷媒は、ポンプ２４によって蒸発器１０へ供給され、再度冷却対象から受熱して冷凍サイクルを循環する。また、第２気液分離タンク２３の液面は、例えば膨張部２２を構成する弁の開閉によって調整することができる。

上記冷却装置１０１の全体の作用について説明する。
蒸発器１０にあっては、冷却対象から発生した熱を冷媒が吸収し、この冷媒が流路Ｐ１を経由して圧縮機２１に吸い込まれ、圧縮される。
該圧縮機２１で圧縮された冷媒は、流路Ｐ４を経由して凝縮器３１の熱交換パイプ３２を通過するとともに外気により冷却され、凝縮しながらその下方の第１気液分離タンク３３へ流入する。

第１気液分離タンク３３では、気相主体の気液混合状態の冷媒から気相冷媒が上方へ分離する。第１気液分離タンク３３内の液相冷媒は、第１気液分離タンク３３から流路Ｐ５を経由して膨張部２２へ入り、該膨張部２２の開度に応じて減圧された後、第２気液分離タンク２３へ流入する。
その後、第２気液分離タンク２３内で気液分離された冷媒の液相冷媒は流路Ｐ３を経由して蒸発器１へ戻り、冷凍サイクルを循環しながら冷却対象となるサーバルーム等の空気を冷却する。

次に、本発明の特徴点に係る箇所の構成について図２及び図３を参照して説明する。
蒸発器１０と室内機２０との間には複数の主配管４０，４１（本例では２本の主配管）が設けられている。
これら主配管４０，４１は、複数の蒸発器１０でそれぞれ受熱した冷媒を集合させて室内機２０へ供給するためのものであって、並列となるように配置されている。

蒸発器１０と複数の主配管４０，４１との間には第１分岐配管４２が設けられている。
第１分岐配管４２は、蒸発器１０からの配管４２Ａが分岐して主配管４０，４１に通じる分岐管４２Ｂ，４２Ｃとなるものであって、各蒸発器１０毎に設けられている（図３参照）。
各分岐管４２Ｂ，４２Ｃの途中には、主配管４０，４１への流路を開閉する第１バルブＶ１，Ｖ２がそれぞれ設けられている。

また、複数の主配管４０，４１と室内機２０との間には第２分岐配管４３が設けられている。
第２分岐配管４３は、主配管４０，４１からの分岐管４３Ａ，４３Ｂが合流して室内機２０に通じる配管４３Ｃとなるものであって、各室内機２０毎に設けられている（図３参照）。なお、第２分岐配管４３の配管４３Ｃは、室内機２０内の流路Ｐ１を形成する配管４４に接続されている。
各分岐管４３Ａ，４３Ｂの途中には、主配管４０，４１からの流路を開閉する第２バルブＶ３，Ｖ４がそれぞれ設けられている。

また、室内機２０内の流路Ｐ１を形成する配管４４には、該室内機２０毎に、冷媒ガスの温度を検出する温度センサ５０及び冷媒ガスの圧力を検出する圧力センサ６０が配置されている。
これら温度センサ５０及び圧力センサ６０で検出された検出値は、流路切換制御部９０に供給される。
この流路切換制御部９０は、温度センサ５０及び圧力センサ６０で検出された検出値に基づき前記主配管４０，４１の破損を検出するとともに、その検出結果に基づき第１分岐配管４２の第１バルブＶ１，Ｖ２、及び第２分岐配管４３の第２バルブＶ３，Ｖ４を遠隔操作により開閉制御する。

流路切換制御部９０での制御内容について説明する。
〔制御１〕
主配管４０，４１に破損が発生すると、破損が生じた主配管４０，４１内に空気が混入することになるが、このとき、温度センサ５０及び圧力センサ６０での検出値が「計測温度の飽和蒸気圧＜計測したガス圧力」となった場合に、流路切換制御部９０にて「異常」と判断する。
具体的には、冷却装置１０１が正常な状態である場合の蒸気の圧力が８０ｋＰａＡで、温度が１０℃±αであるとする（冷媒１０℃の時の飽和蒸気圧が約８０ｋＰａＡであることを意味する）。
このとき、空気が混入し、圧力が９５ｋＰａＡまで上昇すると、ガス温度は（例えば）１５℃でなければならないが、温度は１０～１１℃のままだとすると、「計測温度の飽和蒸気圧（≒８０ｋＰａＡ＋α）＜計測ガス圧力（９５ｋＰａＡ）」となる。

そして、流路切換制御部９０では、このような状態を「異常」と判断し、まず、一方の主配管４０につながるバルブＶ１，Ｖ３を「閉」とし、もう一方の主配管４１につながるバルブＶ２，Ｖ４を「開」のままとする弁開閉制御をする。
しかしながら、このような操作を行ったとしても「異常」が継続するのであれば、流路切換制御部９０にて、一方の主配管４０につながるバルブＶ１，Ｖ３を「閉」から「開」とし、もう一方の主配管４１につながるバルブＶ２，Ｖ４を「開」から「閉」とする弁開閉制御を行うことで、主配管４０，４１のいずれに破損があるかを判断する。
すなわち、流路切換制御部９０では、主配管４０又は４１への冷媒供給を選択的に実施／停止した場合の変化を、温度センサ５０及び圧力センサ６０での検出値を観察することで、当該主配管４０又は４１のいずれに破損のトラブルが発生しているかを検出することができる。

〔制御２〕
制御２では、異常判定条件として、温度センサ５０及び圧力センサ６０での検出値に基づき、「室内機２０に流入する冷媒ガスの過熱度が著しく下がる（過熱度＜０℃）」ことを検出した場合に、流路切換制御部９０にて主配管４０，４１の破損で空気が混入したことを示す「異常」と判断する。
具体的には、冷却装置１０１が正常な状態である場合に、蒸気の過熱度が蒸発温度＋５℃で運用しているとする。
このとき、空気が混入して、配管内圧が上昇すると蒸発器１０の冷却能力が低下し、蒸発器１０に送っていた冷媒液が全て蒸発できなくなり、蒸気配管に冷媒液が噴き出すようになる。過熱度は気化した冷媒をさらに加熱した状態の程度を表すので、液が存在する配管では過熱度が低くなる現象が生じる（この状態で、冷媒液が全部気化できていないので、過熱度はマイナスである）。

このときの過熱度の換算式は「過熱度（Ａ）＝計測したガス温度（Ｂ）－蒸気圧力から換算した蒸発温度（Ｃ）」である。このため、主配管４０，４１が破損して空気が混入した場合には圧力が上昇して、蒸気圧力が高くなったように見え、その結果、蒸発温度（Ｃ）の値が上昇し、過熱度（Ａ）が著しく低下することになる。

そして、流路切換制御部９０では、「室内機２０に流入する冷媒ガスの過熱度が著しく下がる（過熱度＜０℃）」状態を「異常」と判断し、まず、一方の主配管４０につながるバルブＶ１，Ｖ３を「閉」とし、もう一方の主配管４１につながるバルブＶ２，Ｖ４を「開」のままとする弁開閉制御をする。
しかしながら、このような操作を行ったとしても「異常」が継続するのであれば、流路切換制御部９０にて、一方の主配管４０につながるバルブＶ１，Ｖ３を「閉」から「開」とし、もう一方の主配管４１につながるバルブＶ２，Ｖ４を「開」から「閉」とする弁開閉制御を行うことで、主配管４０，４１のいずれに破損があるかを判断する。
すなわち、流路切換制御部９０では、主配管４０又は４１への冷媒供給を選択的に実施／停止した場合の過熱度の変化を、温度センサ５０及び圧力センサ６０での検出値を観察することで、当該主配管４０又は４１のいずれに破損のトラブルが発生しているかを検出することができる。

そして、以上のように構成された本実施形態に係る冷却装置１０１では、複数の蒸発器１０で受熱した冷媒を集合させて室内機２０へ供給する主配管４０，４１を並列配置した上で、これら主配管４０，４１の冷媒の状態変化に基づき主配管４０，４１への冷媒供給を切り換える流路切換制御部９０を設けるようにした。
これにより上記冷却装置１０１では、１つの主配管４０，４１に破損などのトラブルが発生した場合に、流路切換制御部９０からの指令に基づくバルブ操作を実施することで、破損による漏れなどの異常が生じている主配管４０，４１への冷媒供給を速やかに遮断することができる。

すなわち、上記冷却装置１０１では、蒸発器１０から冷却塔へ冷媒が循環する循環ラインとなる配管に破損が発生した場合のトラブルに即座に対応することができ、全体の空調能力の低下を未然に防ぐことができる。
また、上記冷却装置１０１では、室内機２０内の流路Ｐ１に設置されている既存の温度センサ５０及び圧力センサ６０を利用して、主配管４０，４１のいずれかに異常が生じているか否かを検出することができ、漏れセンサを別途設置する必要がないので、設備費用を節約できる点でも効果がある。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。
第２実施形態が第１実施形態と構成を異にするのは、主配管４０，４１に異常が生じているか否かの判定に、該主配管４０，４１のそれぞれに設置した圧力センサ６１，６２の検出値を利用した点にある。
なお、この圧力センサ６１，６２は、主配管４０，４１に直接設置することに限定されず、該主配管４０，４１を含む流路の途中に設置されていれば良い。

そして、主配管４０，４１に破損が発生して該主配管４０，４１内に空気が混入し、圧力センサ６１，６２が「一つの主配管４０，４１の圧力が著しく高い」状態となることを検出した場合に、流路切換制御部９０にて「異常」と判断することができる。

具体的には、冷却装置１０１が正常な状態において、室内機２０へ流れ込む蒸気圧力が８０ｋＰａＡであると仮定した場合には、主配管４０，４１の配管内圧力がせいぜい８０～８５ｋＰａＡとなるようにシステム設計される。
これにより、破損した主配管４０，４１に接続した圧力センサ６１，６２にて、流入した空気の追加分圧力が上昇して「複数の主配管４０，４１のうち、一つの主配管４０，４１の圧力が著しく高い」状態が検出された場合には、流路切換制御部９０において「異常」と判定されることになる。

そして、流路切換制御部９０では、異常がある主配管４０，４１につながるバルブＶ１，Ｖ３又はＶ２，Ｖ４を「閉」とし、もう一方の正常な主配管４０，４１につながるバルブＶ１，Ｖ３又はＶ２，Ｖ４を「開」のままとする弁開閉制御をする。
これにより上記冷却装置１０１では、１つの主配管４０，４１に破損などのトラブルが発生した場合に、流路切換制御部９０からの指令に基づくバルブ操作を実施することで、異常が生じている主配管４０，４１への冷媒供給を速やかに遮断することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。
第３実施形態が第１実施形態と構成を異にするのは、主配管４０，４１に異常が生じているか否かの判定に、流量計７０、温度センサ７１及び圧力センサ７２の検出値を利用した点にある。

流量計７０は、室内機２０のポンプ２４から蒸発器１０のバルブ１２に通じる配管４５内の流路Ｐ３を流れる冷媒流量を検出する検出機器である。
温度センサ７１は蒸発器１０から排出される冷風の温度を計測する検出機器である。
圧力センサ７２は、室内機２０の配管４４内の流路Ｐ１を流れる冷媒ガスの圧力を検出する検出機器である。

そして、主配管４０，４１に破損が発生して該主配管４０，４１内に空気が混入した場合には、圧力センサ７２の値が変らないが、蒸発器１０である受熱器の蒸発圧力が上昇する。
具体的には、冷却装置１０１が正常な状態において、室内機２０内の圧縮機２１が吸う冷媒ガスは全て蒸発器１０群から引かれるため、蒸発器１０内部の圧力が低下する。
しかし、主配管４０，４１が破損した場合には、蒸発器１０から冷媒ガスを吸わなくとも空気が室内機２０の圧縮機２１に流れ込むため、該蒸発器１０から吸われる冷媒ガスの量が減り、該蒸発器１０内の圧力が低下しなくなる。
すなわち、圧力センサ７２及び流量計７０の検出値が変わらないのに、温度センサ７１にて蒸発器１０から排出される冷風（符号Ｗで示す）の温度が上昇したことを検出した場合には、流路切換制御部９０において「異常」と判定することができる。

そして、流路切換制御部９０では、「圧力センサ７２の値と流量計７０の値が変わらないのに、冷風温度が上昇する」という「異常」が生じていると判定した場合に、まず、一方の主配管４０につながるバルブＶ１，Ｖ３を「閉」とし、もう一方の主配管４１につながるバルブＶ２，Ｖ４を「開」のままとする弁開閉制御をする。
しかしながら、このような操作を行ったとしても「異常」が継続するのであれば、流路切換制御部９０にて、一方の主配管４０につながるバルブＶ１，Ｖ３を「閉」から「開」とし、もう一方の主配管４１につながるバルブＶ２，Ｖ４を「開」から「閉」とする弁開閉制御を行うことで、主配管４０，４１のいずれに破損があるかを判断する。

すなわち、流路切換制御部９０では、主配管４０又は４１への冷媒供給を選択的に実施／停止した場合の状態変化を、流量計７０、温度センサ７１及び圧力センサ７２での検出値を観察することで、当該主配管４０又は４１のいずれに破損の異常が発生しているかを検出することができる。
これにより上記冷却装置１０１では、１つの主配管４０，４１に破損などの異常が発生した場合に、流路切換制御部９０からの指令に基づくバルブ操作を実施することで、当該異常が生じている主配管４０，４１への冷媒供給を速やかに遮断することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について図６を参照して説明する。
第４実施形態が第１実施形態と構成を異にするのは、主配管４０，４１に異常が生じているか否かの判定に、漏水センサ８０，８１の検出値を利用した点にある。

漏水センサ８０，８１は、主配管４０，４１にそれぞれ巻き付けられる又は配管の下にトレイを置いて該主配管４０，４１からの漏水を検出する検出機器である。
すなわち、主配管４０，４１に破損が発生して該主配管４０，４１から冷媒液が漏れ始めた場合には（実施形態では、ポンプで冷媒液を圧送しているので配管内部の圧力が高いために漏れが生じる）、漏水センサ８０が冷媒液の漏れを検知し、その検知結果に基づき、流路切換制御部９０において「異常」と判定する。

そして、流路切換制御部９０では、異常がある主配管４０，４１につながるバルブＶ１，Ｖ３又はＶ２，Ｖ４を「閉」とし、もう一方の正常な主配管４１につながるバルブＶ１，Ｖ３又はＶ２，Ｖ４を「開」のままとする弁開閉制御をする。
これにより上記冷却装置１０１では、主配管４０，４１に破損などの異常が発生した場合に、流路切換制御部９０からの指令に基づくバルブ操作を実施することで、当該異常が生じている主配管４０，４１への冷媒供給を速やかに遮断することができる。

上記各実施形態にあっては、前記主配管４０、４１の破損を検出しているが、前記主配管４０，４１の破損とは、主配管を構成する管の破断、欠損、ひび、あるいは、管の接続部を構成するねじ等の緩みやシール材の劣化等、配管の密閉性を損なう欠陥の全てを含む現象をいう。
また、一般に、前記主配管４０、４１の破損は、配管内部の圧力が外部の圧力（通常は大気圧）より高い場合には、冷媒の漏れを招くが、配管内部の圧力が外部の圧力より低い場合には、冷媒への外気の混入の原因となる。したがって、前記第１実施形態～第３実施形態における、漏れを直接検出することなく、圧力等のデータに基づいて破損を検出する制御は、前記配管への外気の侵入に起因する、冷却効率の低下や、サージング等の流体機械に悪影響を及ぼす現象を防止する効果をも期待することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、コンピュータルーム空調（ＣＲＡＣ：Computer Room Air Conditioner）などの局所冷却に適用される冷却装置及び冷却制御方法に関する。

１ 受熱器
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 主配管
５ バルブ群
１０ 蒸発器
２０ 室内機
２１ 圧縮機
３０ 室外機
３１ 凝縮器
４０ 主配管
４１ 主配管
４２ 第１分岐配管
４２Ａ 配管
４２Ｂ 分岐管
４２Ｃ 分岐管
４３ 第２分岐配管
４３Ａ 分岐管
４３Ｂ 分岐管
４３Ｃ 配管
５０ 温度センサ
６０ 圧力センサ
６１ 圧力センサ
６２ 圧力センサ
７０ 流量計
７１ 温度センサ
７２ 圧力センサ
８０ 漏水センサ
８１ 漏水センサ
９０ 流路切換制御部
１００ 冷却装置
１０１ 冷却装置
Ｒ サーバラック
Ｖ１ 第１バルブ
Ｖ２ 第１バルブ
Ｖ３ 第２バルブ
Ｖ４ 第２バルブ

Claims (9)

1. 対象物の熱を冷媒へ吸収させる複数の受熱器と、該受熱器で受熱した冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮した冷媒を放熱して凝縮する凝縮器との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルにより、局所冷却を行う冷却システムにおいて、
   前記複数の受熱器で受熱した冷媒を集合させて前記圧縮機へ供給する複数かつ並列配置された主配管と、
   該主配管のいずれかで配管に破損が生じた場合に、該破損が生じた個所を避けた冷媒の経路に切り替えるバルブ群と、を具備することを特徴とする冷却装置。
2. 前記複数の主配管と前記受熱器とを接続する第１分岐配管の分岐管には、管路を開閉するバルブが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記複数の主配管と前記圧縮機とを接続する第２分岐配管の分岐管には、管路を開閉するバルブが設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の冷却装置。
4. 前記主配管の破損を直接的又は間接的に検知する状態検知センサと、該状態検知センサの検知結果に基づき前記分岐管のバルブ群を遠隔操作により開閉する流路切換制御部と、を有することを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の冷却装置。
5. 前記状態検知センサは、前記主配管と前記圧縮機との間の配管に設置されて該配管内の冷媒の温度を検知する温度センサ及び該冷媒の圧力を検知する圧力センサからなることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
6. 前記状態検知センサは、前記主配管のそれぞれに設置されて該主配管内の冷媒圧力を検知する圧力センサからなることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
7. 前記状態検知センサは、前記受熱器に供給される冷媒の流量を検知する流量計、前記受熱器から排出される冷風の温度を計測する温度センサ、及び前記主配管と圧縮機との間の配管に設置された圧力センサからなることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
8. 前記状態検知センサは、前記主配管のそれぞれからの冷媒の漏れを検知する漏水センサからなることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
9. 対象物の熱を冷媒へ吸収させる複数の受熱器と、該受熱器で受熱した冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮した冷媒を放熱して凝縮する凝縮器との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルにより、局所冷却を行う冷却システムにおいて、
   前記複数の受熱器で受熱した冷媒を集合させて前記圧縮機へ供給する主配管を並列となるように複数設けた上で、該主配管のいずれかで配管に破損が生じた場合に、該破損が生じた個所を避けた冷媒の経路に切り替える、
   ことを特徴とする冷却制御方法。

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