JPH01260274A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子計算機等の電子装置を構成する発熱素子を
冷却するための液体冷媒を循環供給する冷却装置に関し
、特に液体冷媒の温度制御方式針量する。

［従来の技術］ 一般に、電子計算機等の電子装置は多数の集積回路を搭
載したプリント基板を多数枚筐体に実装し、架に取付け
た送風機により強制空冷を行っている。

近年、高速装置の実現のための大規模集積回路の採用お
よび高密度実装により装置内の発熱密度が高くなってき
ており、これらの装置では液冷方式を採用する場合が多
い。第４図に従来のこの種の冷却方式の構成を示す。

同図において、４０は冷却装置、４１は被冷却体である
電子装置を示し、両者は給水ホース１０と戻りホース１
１にて接続される。電子装置４１内には発熱素子である
ＬＳＩＩと、これに密若して冷却する内部に冷媒を流す
冷却板２と、冷却板２間を接続する架内配管部３とから
構成される装 冷却装置４０より供給された水が冷却板２内を通り熱を
奪い、温度が高くなった後冷却装置４０に戻され、ここ
で冷却されて再び電子装置４１に供給される閉循環式で
ある。

冷却装置４０は、水を電子装置４１に送り出すためのポ
ンプ５とタンク４と水−水の熱交換器６とから構成され
る。熱交換器６には外部より温度の低い冷却水６ａが供
給されて電子装置４１より戻った水を冷却する。

ここで、水１２の温度は三方弁７にて熱交換器６に流れ
る水量をバルブモータ８の回転により開度を変えて制御
される。バルブモータ８の回転角は温度制御器９の出力
にて決定される。この温度制御器９は、電子装置４１に
設けた水温センサ１２と気温センサ１１の差に応じて出
力が変化し、誼述の差を一定に保つための出力をバルブ
モータ８に送る。ここで、気温センサ１１は電子装置４
１の雰囲気温度を検出し、水温は水温センサ１０にて検
出され、雰囲気温度より若干高めに保たれる様に制御さ
れ、いかなる環境下でも水温低下によって発生する結露
を防止している。温度制御器９の出力は、内部に設定さ
れた比例・積分・微分（Ｐ　Ｉ　Ｄ）の値に依存し、Ｐ
ＩＤの値は雰囲気の微少変化では変化しない様反応を遅
くしである。雰囲気の微少変化にて水温が変動すると、
ＬＳＩＩの信頼度に悪影響を与える可能性があるためで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の冷却装置では、ＰＩＤの
設定値を追従が遅くなる様に設定すると、微少変動に対
し効果がある反面、雰囲気温度が急激に変動した場合、
水温が追従できずに水温と雰囲気温に大きな差が生じる
という欠点がある。

第３図に、雰囲気温度が変化した場合の水温の変化を示
す。同図において、気温４５が急激に高くなった場合、
水温４６（図中破線）は急激に上昇せず、規定値に達す
るまで時間を要する。この時、湿度によっては結露する
可能性がある。また急激に低くなった場合、水温は長時
間高くなっているので、ＬＳＩの信頼度にとって好まし
くない。

さらに、電子装置内の１部のＬＳＩの電源が切断され発
熱量が変動した場合でも負荷看の変化に冷却能力の調整
が追従せず、水温と気温に大きな差が生じ同様の現象が
発生するという欠点がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決し、気温の変動に追従して適切
に電子装置の冷却を行うことのできる冷却装置の温度制
御方式を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係る冷却装置の温度制
御方式は、被冷却体に液体冷媒を循環供給して被冷却体
の冷却を行う冷却装置において、被冷却体から戻された
液体冷媒を熱交換により冷却する熱交換器と、被冷却体
の雰囲気温度と被冷却体から戻される液体冷媒の温度と
の温度差を検出し、検出結果に基づき航記熱交換器の冷
却能力を制御する温度制御器とを設けたものである。

［実施例〕 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例による冷却装置の温度制御方
式の構成を示す図である。尚、図中、第４図と同一構成
要素のものについては同一参照番号を付して説明する。

同図において、４０ａが冷却装置、４１が電子装置であ
る。両装置は給水ホース１０と戻りホース１１とによっ
て接続され液体冷媒（例えば水）を循環させている。電
子装置４１内は、発熱体であるＬＳＩＩが多数搭載され
、ＬＳＩＩに密着して内部に冷却装置４０ａからの水を
流してＬＳＩＩを冷却する冷却板２と、冷却板２を結ぶ
架内配管３とから構成される。

一方冷却装置４０ａは、ポンプ５、タンク４、水−水の
熱交換器６、三方弁７及びバルブモータ８から構成され
、外部より供給される冷却水６ａにより、電子装置４１
から戻った水を熱交換により冷却する。水の温度は、温
度制御器９ａが気温センサ１１と、水温センサ１０の値
を人力し、水温が気温より若干高くなるようにバルブモ
ータ８により三方弁７の開度を変えて制御される。

ここで、本実施例の温度制御器９ａは、水温センサ１０
と気温センサ１１の差△Ｔを認識して、ＰＩＤの値を変
える機能を有する。△Ｔの大きさごとにＰＩＤ値を定め
、△Ｔが小さい場合には、ＰＩＤ値を追従が遅くなる値
に設定し、気温の微少変動に対し水温が変化しないよう
にする。

一方、八Ｔが大きい場合には、ＰＩＤの値を応答速度が
早くなる値に設定し、気温や電子装置４１の発熱［４の
急激な変動に対してすぐ追従するようにする。

第２図（ａ）　、　（ｂ）に温度制御′？！ｊｒ９ａの
構成を示す。

同図において、水温センサ１０と気温センサ１１の値を
マルチプレクサ２１にて交互に計測し、Ａ／Ｄコンバー
タ２２にてデジタル信号に変換し、人力ボート２３を介
してＣＰＵ２４に入力する。マルチプレクサ２１は、Ｃ
ＰＵ２４により出力ボート２６を介して制御される。Ｃ
ＰＵ２４は水温と気温の差△Ｔを演算し、ＲＯＭ２５内
に設けたＰＩＤ設定値テーブル２５ａを参照してＰＩＤ
設定値を決定する（第２図（ｂ））。

ＰＩＤ設定値は、出力ボート２６を介してＤ／Ａコンバ
ータ２７によりアナログ信号に変換され、バルブモータ
８に出力される。

なお、ＣＰＵ２４の一連の動作は、ＲＯＭ２５にて制御
される。この様な温度制御により、第３図で曲線４７に
示すように気温が急激に上昇した場合、△Ｔが一瞬大き
くなり温度制御器９ａが△Ｔを認識してＰＩＤの設定値
を変える。そして、すぐに追従させる出力をバルブモー
タ８に送り、三方弁７にてバイパス量を多くして曲線４
７に示すように水温を上昇させる。したがって気温と水
温の差が大きくなる時間は短くてすみ、はぼ水温は気温
の変化に追従することができる。

また、気温が逆に低下した場合でも、ＰＩＤ設定値を変
えて、バイパス量を少なくして気温に追従し、曲線４７
に示すように水温が高い状態になる時間は短い。

尚、本実施例ではＰＩＤの設定値を第２図（ｂ）に示す
ように４種類にしたが、これに限らず何種類でも良く、
種類が多い程制御性は良くなる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による冷却装置の温度制御
方式は、被冷却体の雰囲気温度と被冷却体から戻される
液体冷媒の温度差に応じて熱交換器を制御することによ
り気温の変動に追従して液体冷媒が冷却可能となるので
雰囲気温度と液体冷媒の温度差が大きくなることが無い
。したがって水温が気温より低くなる時間が非常に短く
でき結露を防止できる効果がある。また、気温より高く
なる時間も短くできるため例えば電子装置のような被冷
却体のＬＳＩの信頼性に影響を与えることがない。

さらＣ１電子装置の発熱量が変動した場合でも、冷却能
力がすぐ追従して変化するので水温はすぐに追従すると
いう効果があり、面述の結露の問題や、水温か高いまま
になるということがない。このように、追従性を早くし
たのにもかかわらず、従来の気温の微変動に対しては水
温が変動しないので、信頼性の高い冷却システムが提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による冷却装置の温度制御方
式の構成を示す図、第２図（ａ）は第１図に示す温度制
御器の構成を示すブロック図、第２図（ｂ）はＰＩＤ値
設定テーブルを示す図、第３図は水温の変化状態を示す
図、第４図は従来の冷却装置の構成を示す図である。 １：ＬＳＩ　　　　　　　　　　　２：冷却板３：架内
配管　　　　　　　　４：タンク５：ポンプ　　　　　
　　　　６：熱交換器７：三方弁　　　　　　　　　８
：バルブモータ９．９ａ：温度制御器　　　　１０：給
水ホース！１：戻りホース

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被冷却体に液体冷媒を循環供給して被冷却体の冷却を行
   う冷却装置において、 被冷却体から戻された液体冷媒を熱交換により冷却する
   熱交換器と、 被冷却体の雰囲気温度と被冷却体から戻される液体冷媒
   の温度との温度差を検出し、検出結果に基づき前記熱交
   換器の冷却能力を制御する温度制御器とを設けたことを
   特徴とする冷却装置の温度制御方式。