JPS5835399B2 - 高発熱機器の冷却装置 - Google Patents
高発熱機器の冷却装置Info
- Publication number
- JPS5835399B2 JPS5835399B2 JP9778379A JP9778379A JPS5835399B2 JP S5835399 B2 JPS5835399 B2 JP S5835399B2 JP 9778379 A JP9778379 A JP 9778379A JP 9778379 A JP9778379 A JP 9778379A JP S5835399 B2 JPS5835399 B2 JP S5835399B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- storage tank
- refrigerant
- heat storage
- Prior art date
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高発熱機器の発生する熱を冷却するにあたり
、冷媒自然循環冷却装置、圧縮冷凍装置釦よび蓄熱槽の
三者により冷却装置を構威し、自然循環装置と圧縮冷凍
装置との併用により省エネルギをはかるべく成した高発
熱機器の冷却装置に関するものである。
、冷媒自然循環冷却装置、圧縮冷凍装置釦よび蓄熱槽の
三者により冷却装置を構威し、自然循環装置と圧縮冷凍
装置との併用により省エネルギをはかるべく成した高発
熱機器の冷却装置に関するものである。
従来、高発熱機器、例えば電子機器の冷却方法は、自然
空冷あるいは局部的に発熱の大きい部分に対しては小形
の送風機による強制空冷または液冷の熱交換器を介した
強制空冷であるが、大部分の熱は部屋の内に任意な位置
で適宜放出している。
空冷あるいは局部的に発熱の大きい部分に対しては小形
の送風機による強制空冷または液冷の熱交換器を介した
強制空冷であるが、大部分の熱は部屋の内に任意な位置
で適宜放出している。
このため、空調用送風空気量は吹出温度と室温の差を大
きくとることが不可能となり送風空気量が多く、この結
果、送風機動力の増大または送風用ダクトの断面積の増
大による部屋の天井高さの増大など、省エネルギや建築
コストの経済性に難点がある。
きくとることが不可能となり送風空気量が多く、この結
果、送風機動力の増大または送風用ダクトの断面積の増
大による部屋の天井高さの増大など、省エネルギや建築
コストの経済性に難点がある。
また機器の制御が複雑で保守点検がむずかしく、さらに
液冷の熱交換器を室内にもちこんだ場合、冷却剤の漏洩
により高価な機器を損傷するなどの欠点があった。
液冷の熱交換器を室内にもちこんだ場合、冷却剤の漏洩
により高価な機器を損傷するなどの欠点があった。
本発明は上述の従来の欠点を除去して、冷却電力の節約
、保守点検が容易であり、安全性が高い高発熱機器の冷
却装置Ｃ以下冷却装置という。
、保守点検が容易であり、安全性が高い高発熱機器の冷
却装置Ｃ以下冷却装置という。
）を提供することを目的とするものである。
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。
図において、１は高発熱機器としての一例である電子交
換機架であり屋内に配置される。
換機架であり屋内に配置される。
２は前記電子交換機架１からの高温の排気を排出する排
気筒であり、３は前記排気筒２内上部に配置されるフィ
ンコイル形の熱交換器である。
気筒であり、３は前記排気筒２内上部に配置されるフィ
ンコイル形の熱交換器である。
１４は排気筒２内に設けられた送風機、１５は排気筒２
の先端に設けた送気口である。
の先端に設けた送気口である。
１３は前記熱交換器３より高位置に設けた蓄熱槽であり
断熱容器の中に冷媒を満たしたものであり、蓄熱槽１３
にコイル形の熱交換器４を配設し、熱交換器３と熱交換
器４とを配管５により連結し、フロン冷板のような気液
相変化をなす冷媒を封入して冷媒自然循環冷却装置Ａ（
以下単に自然循環装置Ａという。
断熱容器の中に冷媒を満たしたものであり、蓄熱槽１３
にコイル形の熱交換器４を配設し、熱交換器３と熱交換
器４とを配管５により連結し、フロン冷板のような気液
相変化をなす冷媒を封入して冷媒自然循環冷却装置Ａ（
以下単に自然循環装置Ａという。
）を形成する。
一方、蓄熱槽１３内に熱交換器４とは同一形式の複数個
のコイル形の熱交換器７、・・・・・・７ｍ・・・・・
・７ｎを配置し、蓄熱槽１３よりもさらに高位置でかつ
屋外にフィンコイル形の熱交換器６１・・・・・・６ｍ
・・・・・・６ｎをそれぞれ配置し、これら側熱交換器
６、と７□・・・・・・６ｍと７ ｍ ＞よび６ｎとＩ
ｎとを配管８、・・・・・・８ｍおよび８ｎによりそれ
ぞれ連結して、フロン冷媒のような気液相変化をなす冷
媒を封入して、自然循環装置Ｂ１・・・・・・Ｂｍおよ
びＢｎをそれぞれ形成する。
のコイル形の熱交換器７、・・・・・・７ｍ・・・・・
・７ｎを配置し、蓄熱槽１３よりもさらに高位置でかつ
屋外にフィンコイル形の熱交換器６１・・・・・・６ｍ
・・・・・・６ｎをそれぞれ配置し、これら側熱交換器
６、と７□・・・・・・６ｍと７ ｍ ＞よび６ｎとＩ
ｎとを配管８、・・・・・・８ｍおよび８ｎによりそれ
ぞれ連結して、フロン冷媒のような気液相変化をなす冷
媒を封入して、自然循環装置Ｂ１・・・・・・Ｂｍおよ
びＢｎをそれぞれ形成する。
さらに蓄熱槽１３内に熱交換器４と同一形式のコイル形
の熱交換器９を配置し、熱交換器９、圧縮機１０および
屋外に配置した空冷凝縮器１１とを配管１２により連結
して、フロン冷媒のような気液相変化をなす冷媒を封入
して圧縮冷凍装置Ｃを形成し、電子交換機架１からの高
温の空気を１ず自然循環装ＭＡで冷却すると共にその熱
を蓄熱槽１３内に放熱し、蓄熱槽１３に放熱された熱は
自然循環装置Ｂ１・・・・・・Ｂｍ・・・・・・Ｂｎ、
Ｅ縮冷凍装置Ｃの両者または何れか一方により屋外に放
熱するように構成する。
の熱交換器９を配置し、熱交換器９、圧縮機１０および
屋外に配置した空冷凝縮器１１とを配管１２により連結
して、フロン冷媒のような気液相変化をなす冷媒を封入
して圧縮冷凍装置Ｃを形成し、電子交換機架１からの高
温の空気を１ず自然循環装ＭＡで冷却すると共にその熱
を蓄熱槽１３内に放熱し、蓄熱槽１３に放熱された熱は
自然循環装置Ｂ１・・・・・・Ｂｍ・・・・・・Ｂｎ、
Ｅ縮冷凍装置Ｃの両者または何れか一方により屋外に放
熱するように構成する。
本発明の冷却装置の作動について説明する。
電子交換機架１から出た高温の空気は、温度差による煙
突効果と送風機１４により誘引され、排気筒２を高温の
１１上昇し、排気筒２上部に取付けられた熱交換器３を
通過するときに冷却され、室温とほぼ同じ温度になって
送風機１４に押され、送気口１５から屋内へ送風される
。
突効果と送風機１４により誘引され、排気筒２を高温の
１１上昇し、排気筒２上部に取付けられた熱交換器３を
通過するときに冷却され、室温とほぼ同じ温度になって
送風機１４に押され、送気口１５から屋内へ送風される
。
一方、熱交換器３で交換された熱によって熱交換器３の
中の冷媒は蒸発してガス状になり、高位置にある蓄熱槽
１３に配置された熱交換器４へ移動し、蓄熱槽１３内の
底温に保持された冷媒によって冷却され、液体となって
重力によって熱交換器３へ落下してくる。
中の冷媒は蒸発してガス状になり、高位置にある蓄熱槽
１３に配置された熱交換器４へ移動し、蓄熱槽１３内の
底温に保持された冷媒によって冷却され、液体となって
重力によって熱交換器３へ落下してくる。
このように、冷媒は冷媒の相変化により重力によって自
然に熱交換器３と熱交換器４との間を循環し、電子交換
機架１から発生する熱を蓄熱槽１３へ冷凍装置を使わず
に移動させることができる。
然に熱交換器３と熱交換器４との間を循環し、電子交換
機架１から発生する熱を蓄熱槽１３へ冷凍装置を使わず
に移動させることができる。
このとき、冷媒は蒸発または凝縮するときの潜熱を利用
することによって、少ない冷媒量で大きな熱量を移動さ
せることができる。
することによって、少ない冷媒量で大きな熱量を移動さ
せることができる。
蓄熱槽１３に移動された熱は複数の自然循環装置Ｂ１・
・・・・・Ｂｍ・・・・・・Ｂｎで冷却される。
・・・・・Ｂｍ・・・・・・Ｂｎで冷却される。
すなわち、外気温が蓄熱槽１３の冷媒の温度より低い場
合、蓄熱槽１３内の冷媒で加熱され蒸発した熱交換器７
□・・・・・・７ｍ・・・・・・７ｎ内の冷媒は配管８
□・・・・・・８ｍ・・・・・・８ｎ内を上昇して熱交
換器６１・・・・・・６ｍ・・・・・・６ｎに到り冷た
い外気で生動されて凝縮し、重力により配管内を降下し
て再び熱交換器７□・・・・・・７ｍ・・・・・・７ｎ
に戻り、電子交換機架１から放出された熱は熱交換器６
□・・・・・・６ｍ・・・・・・６ｎから屋外へ放出さ
れる。
合、蓄熱槽１３内の冷媒で加熱され蒸発した熱交換器７
□・・・・・・７ｍ・・・・・・７ｎ内の冷媒は配管８
□・・・・・・８ｍ・・・・・・８ｎ内を上昇して熱交
換器６１・・・・・・６ｍ・・・・・・６ｎに到り冷た
い外気で生動されて凝縮し、重力により配管内を降下し
て再び熱交換器７□・・・・・・７ｍ・・・・・・７ｎ
に戻り、電子交換機架１から放出された熱は熱交換器６
□・・・・・・６ｍ・・・・・・６ｎから屋外へ放出さ
れる。
前記のように外気温が蓄熱槽１３の冷媒の温度より相当
低いときは外気温だけで冷却できる。
低いときは外気温だけで冷却できる。
しかし発熱量が増大したり、外気温が高くなり、外気温
と蓄熱槽１３の冷媒との温度差が小さいと、自然循環装
置Ｂ１・・・・・・Ｂｍ・・・・・・Ｂｎだけでは十分
蓄熱槽１３を冷却できなくなる。
と蓄熱槽１３の冷媒との温度差が小さいと、自然循環装
置Ｂ１・・・・・・Ｂｍ・・・・・・Ｂｎだけでは十分
蓄熱槽１３を冷却できなくなる。
この場合には、圧縮冷凍装置Ｃを運転して熱交換器９に
より蓄熱槽１３の冷媒を冷却することによって、電子交
換機架１から放出された熱を凝縮器１１から屋外へ放出
する。
より蓄熱槽１３の冷媒を冷却することによって、電子交
換機架１から放出された熱を凝縮器１１から屋外へ放出
する。
以上の場合には、外気温と蓄熱槽１３内の冷媒の温度と
の関係で、自然循環装置１３のみまたは圧縮冷凍装置の
みいずれか一方を使用したが、外気温が高くかつ電子交
換機架１の発熱が犬なるときは両者を併用して冷却する
。
の関係で、自然循環装置１３のみまたは圧縮冷凍装置の
みいずれか一方を使用したが、外気温が高くかつ電子交
換機架１の発熱が犬なるときは両者を併用して冷却する
。
また、熱交換器３，６、・・・・・・６ｍ・・・・・・
６ｎとしては、フィンチューブ形の熱交換器を使用して
対空気の熱効率を向上させ、熱交換器４，７、・・・・
・・７ｍ・・・・・・７ｎ、９としてはチューブ形の熱
交換器を使用したが、熱交換器は前記実施例の形式の熱
交換器に限定されないし、自然循環装置は発熱量によっ
ては１個でもよい。
６ｎとしては、フィンチューブ形の熱交換器を使用して
対空気の熱効率を向上させ、熱交換器４，７、・・・・
・・７ｍ・・・・・・７ｎ、９としてはチューブ形の熱
交換器を使用したが、熱交換器は前記実施例の形式の熱
交換器に限定されないし、自然循環装置は発熱量によっ
ては１個でもよい。
また、凝縮器１１は水冷式にし屋内に設置して屋外に排
熱してもよいものである。
熱してもよいものである。
本発明は前記構成に基いて次のような顕著な作用効果を
生ずる。
生ずる。
（１）蓄熱槽内の冷媒の温度と外気温の温度差を利用す
る自然循環装置を用し高発熱機器の発熱を屋外に放熱で
きると共に圧縮冷凍装置で屋外に放熱するので、冷却の
ための電力を節約できる。
る自然循環装置を用し高発熱機器の発熱を屋外に放熱で
きると共に圧縮冷凍装置で屋外に放熱するので、冷却の
ための電力を節約できる。
例えば東京地方では圧縮冷凍装置のみで運転した場合に
比べ３０係以上の電力が節約できた。
比べ３０係以上の電力が節約できた。
（２）自然循環装置は熱の移動が決められた方向のみに
行なわれるので、この性質によって多くの自然循環装置
を１つの蓄熱槽に配設して同時運転する場合には、自然
循環装置の高温側、低温側の熱交換器の温度が逆転して
も、熱移動の方向が逆転することがない。
行なわれるので、この性質によって多くの自然循環装置
を１つの蓄熱槽に配設して同時運転する場合には、自然
循環装置の高温側、低温側の熱交換器の温度が逆転して
も、熱移動の方向が逆転することがない。
従って、このような場合でも、運転切替などの余分な機
器が必要でなく、装置の価格を安くでき、保守、操作も
容易である。
器が必要でなく、装置の価格を安くでき、保守、操作も
容易である。
たとえば、自然循環装置と圧縮冷凍装置との並列運転を
行うとき、外気温が蓄熱槽の冷媒の温度より高くなると
、自然循環装置はその作動を停止するのみで何らの悪影
響もなく、冷却の信頼性が高いものである。
行うとき、外気温が蓄熱槽の冷媒の温度より高くなると
、自然循環装置はその作動を停止するのみで何らの悪影
響もなく、冷却の信頼性が高いものである。
（３）圧縮冷凍装置Ｃは蓄熱槽１３を介して高発熱機器
１を冷却するようにしているので、高発熱機器１の発熱
が割合犬なるときは、あらかじめ運転して蓄熱槽１３に
蓄熱するようにしておけば、高発熱機器１の発熱に対し
て割合小形の容量でよいことになう、効率の良い冷却お
よび蓄熱槽１３などの装置の縮小をはかることができる
効果がある。
１を冷却するようにしているので、高発熱機器１の発熱
が割合犬なるときは、あらかじめ運転して蓄熱槽１３に
蓄熱するようにしておけば、高発熱機器１の発熱に対し
て割合小形の容量でよいことになう、効率の良い冷却お
よび蓄熱槽１３などの装置の縮小をはかることができる
効果がある。
（４）また本発明では、電子交換機架のような高発熱機
器に使用したとき配管にひび割れが生じた場合には、冷
媒液が気化し、屋内空気内に拡散してし１うので、高価
な機器が損傷をうけることがなく、水などの冷媒を使う
装置に比べ安全性が高いものである。
器に使用したとき配管にひび割れが生じた場合には、冷
媒液が気化し、屋内空気内に拡散してし１うので、高価
な機器が損傷をうけることがなく、水などの冷媒を使う
装置に比べ安全性が高いものである。
（５）冷媒自然循環の冷却系には冷凍機など機械部分が
不要であり、振動による配管系の故障がなく信頼性が高
い。
不要であり、振動による配管系の故障がなく信頼性が高
い。
（６）熱運搬に冷媒を使うので空気を熱搬送に用いたダ
クト方式に比べ必要断面積は１００分の１程度になる。
クト方式に比べ必要断面積は１００分の１程度になる。
（７）多くの冷媒自然循環装置や冷凍機、凝縮器かうす
るコンデンシングユニット、など熱冷却槽で接続するこ
とができ熱の総合利用が可能である。
るコンデンシングユニット、など熱冷却槽で接続するこ
とができ熱の総合利用が可能である。
図面は本発明の高発熱機器の冷却装置の一実施例を示す
。 １：高発熱機器、２：排気筒、３：熱交換器、４：熱交
換器、５，８、〜８ｎ、１２；配管、６１〜６ｎ：熱交
換器、７□〜Ｉｎ：熱交換器、９：熱交換器、１０：圧
縮機、１１：凝縮器、１３：蓄熱槽、Ａ：自然循環装置
、Ｂ、〜Ｂｎ：自然循環装置、Ｃ：圧縮冷凍装置。
。 １：高発熱機器、２：排気筒、３：熱交換器、４：熱交
換器、５，８、〜８ｎ、１２；配管、６１〜６ｎ：熱交
換器、７□〜Ｉｎ：熱交換器、９：熱交換器、１０：圧
縮機、１１：凝縮器、１３：蓄熱槽、Ａ：自然循環装置
、Ｂ、〜Ｂｎ：自然循環装置、Ｃ：圧縮冷凍装置。
Claims (1)
- １ 屋内に配置された高発熱機器、前記高発熱機器の高
温排気を排出する排気筒および蓄熱槽を設け、一方熱交
換器３、前記熱交換器３と別型の熱交換器４、前記熱交
換器３，４を連結した配管および封入した相変換する冷
媒からなる冷媒自然循環冷却装置を構成し、前記熱交換
器３を前記排気筒内に配置し、前記熱交換器３より高い
位置に配置した前記蓄熱槽内に前記熱交換器４を配置し
、また前記蓄熱槽の上部に前記冷媒自然循環冷却装置と
別体の少く共１個の冷媒自然循環冷却装置Ｂを設け、前
記冷媒自然循環冷却装置Ｂの熱交換器３と同型の熱交換
器６を前記蓄熱槽より高い位置の屋外に配置すると共に
前記熱交換器４と同型の熱交換器７を前記蓄熱槽内に配
設し、一方凝縮器を屋外に置いた圧縮冷凍装置を前記蓄
熱槽に連結し、高発熱機器を冷媒自然循環冷却装置およ
び圧縮冷凍装置を用い両者ｌたは何れか一方で屋外に放
熱して冷却することを特徴とする高発熱機器の冷却装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9778379A JPS5835399B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 高発熱機器の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9778379A JPS5835399B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 高発熱機器の冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5621399A JPS5621399A (en) | 1981-02-27 |
| JPS5835399B2 true JPS5835399B2 (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=14201412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9778379A Expired JPS5835399B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 高発熱機器の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835399B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187191U (ja) * | 1982-06-04 | 1983-12-12 | 株式会社神戸鋳鉄所 | 電子機器の冷却装置 |
-
1979
- 1979-07-31 JP JP9778379A patent/JPS5835399B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5621399A (en) | 1981-02-27 |
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