JP7364090B2 - サーバラック冷却システム、アタッチメント、および空気除去方法 - Google Patents
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Description
本開示の第4の態様は、サーバラックと、蒸発器であって、前記蒸発器を流れる冷媒を介して、前記サーバラックによって発生した熱を除去するように構成され、外気圧よりも低い圧力を維持するように構成された蒸発器と、前記冷媒を冷却するように構成され、前記蒸発器からの冷媒が流入する少なくとも1つの熱交換凝縮器と、前記少なくとも1つの熱交換凝縮器に接続されたパイプ延長部と、開位置では前記パイプ延長部を介して外部への排気を可能にし、閉位置では前記外部への排気を遮断するように構成された、前記パイプ延長部の弁と、前記少なくとも1つの熱交換凝縮器と前記弁との間の前記パイプ延長部の内部の位置に配置されたセンサであって、前記センサの前記位置における流体の存在によって決定される検出信号を提供するように構成されたセンサとを備え、前記弁が、前記センサからの前記検出信号に基づいて開閉される、サーバラック冷却システムを提供する。
さらに、冷却システムの蒸発器側の負圧を維持し、侵入した空気を除去することによって、蒸発器での冷媒の漏れが発生する可能性が低くなるようにし得、したがって、このような漏れた冷媒がサーバラックの構成要素を損傷することを懸念することなく、蒸発器は、サーバラックのより近くに配置され得る。従来の冷却システムでは、冷媒の漏れによるこのような損傷を防止するために、蒸発器を約300cm以上の距離に配置することが必要であり得るが、これは、本開示に従って設計された冷却システムには必要ないであろう。
本発明は、図1に示されているような蒸気圧縮システムに適用して説明されているが、蒸気圧縮システムに限定されない。蒸気圧縮サイクルは、ラック101から熱を受け取る蒸発器102を含む。蒸発器102は、パイプ103を介して圧縮機104に熱を伝達する。圧縮機104は、パイプ105によって凝縮器114に熱を伝達する。凝縮器は、1つ以上の熱交換器106を含み得る。熱交換器106は、蒸気圧縮システムから環境に熱を除去する。パイプ109から来る冷却された冷媒は、タンク110に集められる。貯留された冷媒は、パイプ113、パイプ111、および膨張弁112を介して蒸発器102に戻される。本開示の空気除去システムは、凝縮器114の熱交換器106のうちの少なくとも1つからのパイプ延長部121を利用する。パイプ延長部121は、空気センサ122および弁123を含む。空気センサ122は、窒素センサ、酸素センサ、または二酸化炭素センサなど、大気一般またはその任意の単一の成分を検出し得るセンサを含み得る。冷媒中には大気の成分ガスが存在しないため、いずれかの成分ガス専用のセンサによって空気の有無が検出され得る。蒸発器102は、通常、低圧蒸気圧縮システムでは大気圧よりも低い圧力に維持される。空気は、蒸発器102から冷却システムに入り、圧縮機104およびパイプ103、105を介して凝縮器114に移動する。凝縮器114内の空気は、空気密度が冷媒蒸気密度よりも軽く、空気が冷媒蒸気凝縮熱物理的条件では凝縮され得ないことから、熱交換器106の上部に集まる。冷媒の流れは、熱交換器106のパイプ105側から熱交換器106のパイプ延長部121側に向かうため、空気は、通常、パイプ延長部121に最も近い熱交換器106で集まり始める。空気はより軽いため、空気はパイプ延長部121の弁123に向かって通過する。好ましくは冷媒側に配置される空気センサ122は、空気を検出し、弁123を開くための信号を提供する。大気よりも高い凝縮器114内の圧力により本システムから空気が排出されると、冷媒は空気センサ122まで上昇する。空気が空気センサ122によって検出され得なくなったとき、空気センサ122は、弁123を閉じる信号を送信する。この制御プロセスは、図4に示されているフローチャートに従って、図1に示されている構成に関連して以下に説明される。
実施形態の1つでは、空気除去システムは、パイプ延長部121、空気センサ122、および弁123を含む。この例示的実施形態における空気除去システムの動作のための方法は、図5に示されているフローチャートに従って、図1に示されている構成に関連して以下に説明される。
101 ラック
102 蒸発器
103 パイプ
104 圧縮機
105 パイプ
106 熱交換器
109 パイプ
110 タンク
111 パイプ
112 弁
113 パイプ
114 凝縮器
121 パイプ
122 空気センサ
123 弁
201 パイプ
202 第1の空気センサ
203 タンク
204 第2の空気センサ
206 排気パイプ
302 空気センサ
305 流量計
400 コンピュータ
401 CPU
402 RAM
403 I/O
Claims (5)
- 少なくとも1つの熱交換凝縮器を有するサーバラック冷却システムのためのアタッチメントであって、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器から空気および冷媒を前記アタッチメントに移送することができる、前記サーバラック冷却システムの一部に接続されるように構成されたパイプ延長部と、
開位置では前記パイプ延長部を介して外部への排気を可能にし、閉位置では前記外部への排気を遮断するように構成された、前記パイプ延長部の弁と、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器と前記弁との間の前記パイプ延長部の内部の位置に配置されたセンサであって、前記センサの前記位置における流体の存在によって決定される検出信号を提供するように構成され、大気の成分のうちの少なくとも1種類および前記冷媒のうちの一方を検出するように構成されたセンサと、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器とは反対の前記弁の側で前記パイプ延長部の内部に配置され、前記弁が開いているときに流体の流量を測定するように構成された流量計と、
を備え、
前記弁が、前記センサからの前記検出信号に基づいて開閉され、
前記弁が、前記弁が開いている間に排気された流体の量と、前記センサの位置と前記弁との間の前記パイプ延長部の所定の流体容量とに基づいて閉じられる、
アタッチメント。 - 前記熱交換凝縮器と前記弁との間の前記パイプ延長部に配置され、前記流体を貯留するように構成された流体タンクをさらに備える、
請求項1に記載のアタッチメント。 - 前記センサから少なくとも前記検出信号を受信するように構成され、前記弁を制御するように構成された制御ユニットをさらに備える、
請求項1または2に記載のアタッチメント。 - 少なくとも1つの熱交換凝縮器を有するサーバラック冷却システムのためのアタッチメントの空気除去方法であって、
前記サーバラック冷却システムの一部に接続されるように構成されたパイプ延長部によって、前記少なくとも1つの熱交換凝縮器から空気および冷媒を前記アタッチメントに移送することと、
前記パイプ延長部の弁を開くことによって前記パイプ延長部を介して外部へ空気を排気することと、
前記弁を閉じることによって空気の前記排気を遮断することと、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器と前記弁との間の前記パイプ延長部の内部の位置に配置されたセンサによって、前記センサの前記位置における流体の存在によって決定される検出信号を提供することと、
前記センサによって、大気の成分のうちの少なくとも1種類および前記冷媒のうちの一方を検出することと、
を含み、
前記弁が、前記センサからの前記検出信号に基づいて開閉され、
前記弁が、前記弁が開いている間に排気された流体の量と、前記センサの位置と前記弁との間の前記パイプ延長部の所定の流体容量とに基づいて閉じられる、空気除去方法。 - サーバラックと、
蒸発器であって、前記蒸発器を流れる冷媒を介して、前記サーバラックによって発生した熱を除去するように構成され、外気圧よりも低い圧力を維持するように構成された蒸発器と、
前記冷媒を冷却するように構成され、前記蒸発器からの冷媒が流入する少なくとも1つの熱交換凝縮器と、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器に接続されたパイプ延長部と、
開位置では前記パイプ延長部を介して外部への排気を可能にし、閉位置では前記外部への排気を遮断するように構成された、前記パイプ延長部の弁と、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器と前記弁との間の前記パイプ延長部の内部の位置に配置されたセンサであって、前記センサの前記位置における流体の存在によって決定される検出信号を提供するように構成され、大気の成分のうちの少なくとも1種類および前記冷媒のうちの一方を検出するように構成されたセンサと、
前記少なくとも1つの熱交換凝縮器とは反対の前記弁の側で前記パイプ延長部の内部に配置され、前記弁が開いているときに流体の流量を測定するように構成された流量計と、
を備え、
前記弁が、前記センサからの前記検出信号に基づいて開閉され、
前記弁が、前記弁が開いている間に排気された流体の量と、前記センサの位置と前記弁との間の前記パイプ延長部の所定の流体容量とに基づいて閉じられる、
サーバラック冷却システム。
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