WO2012020494A1

WO2012020494A1 - 局所冷却システム、その制御装置、プログラム

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Publication number: WO2012020494A1
Application number: PCT/JP2010/063679
Authority: WO
Inventors: 拓也渡辺; 信次水村; 坂井　一博
Original assignee: 富士電機株式会社
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-02-16
Also published as: CN102667353A; CN102667353B

Abstract

　電子膨張弁の弁開度が所定の上限閾値を上回った場合（Ｓ１２，ＹＥＳ）もしくは所定の下限閾値を下回った場合（Ｓ１３，ＹＥＳ）、ポンプ回転数を変更制御する（増加（Ｓ１７）もしくは減少（Ｓ１４））。上限閾値を上回った場合、三方弁の弁開度調整により対応可能な場合には、弁開度調整を優先する（Ｓ１５，Ｓ１６）。

Description

局所冷却システム、その制御装置、プログラム

　本発明は、発熱密度が高い空間を冷却する局所冷却システムに関する。

　例えば多数の電算機を収容している電算機室（サーバルーム等）のような発熱密度が高い空間を冷却する為の空調システムに関しては、この空間全体（電算機室内全体等）を冷却する空調システム以外に（あるいはこのような空調システムの代わりに）、複数の局所空調装置を室内の各所（各電算機の近傍等）に配置して、各局所空調装置がそれぞれ比較的狭いエリア内の冷却を行う局所空調システムが知られている。

　例えば、特許文献１，２，３に開示されている従来技術が知られている。

　特許文献１には、高発熱、大風量に起因するラック毎の局所的な高温発生問題を解決する空調システムが開示されている。室内に複数の機器収納用ラックが設けられ、各ラック内に必要に応じて蒸発器及び送風機から成る冷却ユニットを配置する。また、室外には、熱源（冷凍機）、凝縮器、冷媒ポンプ等が配置され、それらが配管により接続される。また、各部に温度計、湿度計、流量計等が設けられ、これらに基づいて冷媒ポンプや送風機の風量の制御が行われる。

　また、特許文献２には、ラック内や通信機器室内の適切な温度調整や湿度調整を自動的に行える空調システムが開示されている。局所空調装置がラック内を冷却し、ベース空調機が複数のラックが設置された室内の空調を行う。

　また、特許文献３には、機器からの高密度の廃熱を局所的に処理して、全体としての省スペース、省エネルギーを図った空調を実現することが開示されている。各ラック間の通路空間部の上方に局所冷却装置を設置している。
特開２００６－１６２２４８号公報特開２００５－６１６８７号公報特開２００３－１６６７２９号公報

　ところで、従来より、負荷変動（吸入暖気の温度の変動に相当）に対しては、基本的に、電子膨張弁の弁開度の調整制御により対応している。しかしながら、当然、電子膨張弁の弁開度が全開または全閉の状態になったら、それ以上は対応できない。特に、電子膨張弁の弁開度が全開または全閉、もしくは全開または全閉に近い状態のときに、急激な負荷変動が生じた場合には、全く対応できない。

　また、局所冷却装置に関して（局所冷却装置に限らないが）、より一層の省エネ化を図ることは常に求められている。特に、冷媒を送出する冷媒ポンプの回転数が増大すると、消費エネルギーが大きくなるので対応が必要である。

　本発明の課題は、電子膨張弁の弁開度と冷媒ポンプの回転数との協調制御を行うことで、電子膨張弁による制御幅を実質的に増やすことができ、急激な負荷変動があった場合でも電子膨張弁による制御で対応できるようにでき、更に、省エネ化を図ることができる局所冷却システム等を提供することである。

　本発明の局所冷却システムは、蒸発器の冷媒入口側に設けられる電子膨張弁と、第１の冷媒を送出する冷媒供給装置と、該電子膨張弁の弁開度、該冷媒供給装置の回転数を制御する制御装置を有し、機器収納用ラック内を冷却する局所冷却システムであって、前記制御装置は、少なくとも前記ラック内の負荷状態を示す温度と前記電子膨張弁の弁開度とを収集するデータ収集手段と、前記データ収集手段によって収集された各種データに基づき、前記温度に応じて前記電子膨張弁の弁開度を制御すると共に、該電子膨張弁の弁開度が予め設定されている所定の閾値を上回ったか、或いは下回ったかを判定し、閾値を上回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を変更制御する協調制御手段とを有する。

　上記局所冷却システムにおいて、例えば、前記所定の閾値は上限閾値と下限閾値とから成り、前記協調制御手段は、前記電子膨張弁の弁開度が前記上限閾値を上回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を増加させ、前記電子膨張弁の弁開度が前記下限閾値を下回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を減少させることで、前記電子膨張弁の弁開度を前記上限閾値と下限閾値との間の範囲内に収める。

　また、上記局所冷却システムは、例えば、前記蒸発器、前記電子膨張弁を有する局所冷却ユニットと、前記蒸発器から戻される前記第１の冷媒を第２の冷媒により冷却して前記冷媒に戻す凝縮器と、該凝縮器により得られる前記第１の冷媒を前記局所冷却ユニットに対して送出する前記冷媒供給装置を有する冷熱源ユニットと、前記凝縮器へ送出管を介して前記第２の冷媒を送出する冷熱源と、前記凝縮器から戻される前記第２の冷媒の一部を前記冷熱源を介さずに前記送出管に送出させる弁装置と、を更に備え、前記制御装置は、前記弁装置の各弁の弁開度を、前記冷熱源に還流した前記第２の冷媒の温度に応じて制御することで、前記凝縮器に流入させる前記第２の冷媒の温度を調整する弁装置制御手段を更に有し、前記協調制御手段は、前記電子膨張弁の弁開度が前記上限閾値を上回ったと判定した場合には、前記弁装置の弁開度の制御により前記第２の冷媒温度を下げることが可能な場合には、前記冷媒供給装置の回転数を増加させる制御は行わずに、前記弁装置制御手段の制御により前記凝縮器に流入させる前記第２の冷媒の温度を下げることによって前記第１の冷媒温度を下げる。

　また、例えば、上記局所冷却システムは、前記蒸発器、前記電子膨張弁を有する局所冷却ユニットを有し、該局所冷却ユニットは、前記蒸発器により冷却された空気を吹出口から送出する為のファンを複数個備え、前記制御装置は、通常時は該複数個のファンの一部又は全てのファンを停止状態とし、前記温度が高温度状態と検知した場合、該高温度状態が解消されるまで、停止状態のファンを順次起動していくファン制御手段を更に有する。

本例の局所冷却システムの詳細構成例を示す図である。実施例１における制御装置のフローチャート図である。電子膨張弁と冷媒ポンプの協調制御に係わる具体例を示す図である。実施例２（その１）における局所的高負荷対応処理フローチャート図である。実施例２（その１）におけるファン起動数制御の具体例を示す図である。実施例２（その２）における局所的高負荷対応処理フローチャート図である。実施例２（その２）におけるファン起動数制御の具体例を示す図である。（ａ）は図１に示す冷却回路Ｂの抜粋、（ｂ）～（ｄ）は別の構成例を示す図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

　図１に、本例の局所冷却システムの詳細構成例を示す。

　尚、図示の各種矢印（実線、点線）のうち、点線の矢印は信号線を示し、実線の矢印は冷媒または冷却液（冷水等）の流れ（及び冷媒等が流れる配管）を示す。

　図１に示す局所冷却システムは、概略的には、任意の室内１（電算機室内等）に設置される冷却ユニット２と、室外に設置される冷熱源ユニット３、及びこの冷熱源ユニット３に冷媒（冷水）を供給する冷熱源４等から成る。

　冷却ユニット２は、演算通信装置５、制御装置６、電子膨張弁７、蒸発器８、吸込口９、送風装置１０、吹出口１１等を有する。また、冷熱源ユニット３からの冷媒を蒸発器８に流入させ、蒸発器８からの蒸発冷媒を冷熱源ユニット３側へ流出させる配管を有する（上記の通り、実線で示し、冷媒が流れる方向を矢印で示す）。

　また、各種センサが設けられている。図示の“ＴＣ”は温度計を意味し、その中で符号１８を付してある“ＴＣ”は、吸込口９付近の空気温度（暖気温度）を計測する温度計であり、これによって測定する暖気温度の変動が、負荷変動に相当する。

　ここでは、吸込口９近傍の雰囲気温度として温度計１８の温度を用い、この暖気温度の変動を負荷としているが、これに限らない。例えば、特許文献３等では、発熱源として電算機器を収納したラックがあり、これらがラック列を形成しているときに、ラック列の前面から空気を吸気し、ラック列の背面から電算機器の発熱を暖気として排出する構成が示されている。このとき、ラック列の前面の温度、或いはラック列の背面の温度を図示しない温度計により計測し、この温度の変動を負荷としても構わない。

　また、図上“ＱＣ”で示す流量計１９は、冷媒供給装置１４から送出される冷媒の流量（冷媒供給装置１４が複数ある場合には、合計量）を計測する為の流量計である。この流量データは既存の制御に用いられるが、ここでは特に説明しない。また、本手法においては、冷媒供給装置１４の一例として冷媒ポンプを用いる。後述するデータ収集における冷媒ポンプ回転数に関しては、直接的に冷媒供給装置１４の回転数を検出できない構成であった場合には、この流量データに基づいて冷媒ポンプ回転数を算出する。この算出方法は既存の手法であり、また本手法には特に関係ないので、ここでは説明しない。

　制御装置６は、冷却ユニット２を制御する装置であり例えばマイコン等を有し、予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムをＣＰＵが実行することにより、例えば、電子膨張弁７の弁開度や送風装置１０の送風量等を制御する。これは、後述する制御装置１６からの指令・制御に応じて行う場合もある。制御装置６は演算通信装置５を介して制御装置１６との通信を行う。

　吸込口９から流入する暖気は、蒸発器８によって冷却され、この冷却空気（冷気）は送風装置１０（例えば、ファン）によって吹出口１１から流出されて、冷却対象の電子機器等を冷却する。蒸発器８には、上記冷熱源ユニット３から送られてくる冷媒（液冷媒）が電子膨張弁７を介して流入し、この冷媒を蒸発器８内で蒸発させて蒸発潜熱を周囲から吸収することで周囲（暖気）を冷却し、蒸発冷媒は冷熱源ユニット３に戻される。尚、電子膨張弁７は、上記液冷媒を断熱膨張して蒸発器８に供給するものであり、また弁開度制御により流量（蒸発器８への供給量）を調整可能なものである。

　尚、送風装置１０は、特に後述する実施例２の場合には複数台設ける必要があり、図示の例では４台の送風装置１０が設けられている。尚、実施例１の場合は、必ずしも送風装置１０を複数台設ける必要はない。

　冷熱源ユニット３は、凝縮器１２、受液器１３、冷媒供給装置１４等を有する。凝縮器１２には上記蒸発器８から戻される蒸発冷媒が流入され、これを冷熱源４から供給される別の冷媒によって冷却・液化して冷媒に戻す。なお、以降の説明では、冷媒供給装置１４から送出される冷媒と区別する為、冷熱源４から供給される冷媒を、一例として冷却液(冷水等)を用いて説明するが、これに限ったものでない。また、冷媒供給装置１４から送出される冷媒が、冷却液(冷水等)であっても構わない。

　冷媒は受液器１３に貯留された後、冷媒供給装置１４によって冷却ユニット２へ送られる。また、各種センサが設けられているが、ここでは特に説明しない（流量計１９については既に説明してある）。

　冷熱源４は、上記の通り凝縮器１２に冷却液（冷水等）を供給する。この冷水は、上記蒸発器８から戻される蒸発冷媒を冷却することにより温められる（これを、温水というものとする）。この温水が冷熱源４に戻されて冷却されて、再び冷水となって凝縮器１２に供給される。図示の送出管２２が、凝縮器１２に冷水を供給する為の配管であり、図示の戻り管２３が、凝縮器１２から冷熱源４に温水を戻す為の配管である。

　ここで、本構成例では、この戻り管２３の途中に弁装置として三方弁１５を設けている。なお、ここでは一例として三方弁１５を用いているが、流量を分岐（或いは混合）させ且つ流量を制御できる機構であればよく、例えばコックや制御弁の付いた二又管を複数個組み合わせて構成しても構わない。この様なものを総称して弁装置と呼ぶものとする。以降の本説明では、弁装置の一例である三方弁１５を例にして説明する。

　図１における本例の三方弁１５は、１方向からの流入口と２方向への流出口とを具えるタイプ（管路を分流させるタイプ）である。ここで、三方弁１５は戻り管２３の途中に設けられおり、流入口は凝縮器１２側の戻り管２３に接続しており、２方向への流出口は、一方は冷熱源４側の戻り管２３（ここでは図示の通り戻り管２３’と記すものとする）に接続し、他方は図示の短絡管２４に接続している。短絡管２４の他方は、送出管２２に接続している。つまり、短絡管２４を介して送出管２２に直接温水を流出可能な構造となっている。

　三方弁１５の上記２方向への流出口それぞれには、弁が設けられており、制御装置１６が、これら各弁の弁開度を調整制御できる構成となっている。

　このような三方弁１５を設けたことにより、凝縮器１２側から戻される上記温水等を、冷熱源４と送出管２２とに分配することができる。分配比率は制御装置１６の制御によって自由に調整できる。すなわち、凝縮器１２側から戻される上記温水等を１００％冷熱源４側に送ることも、１００％送出管２２側に送ることもでき（但し、送出管２２側に関しては、実際には１００％未満とする。例えば８０％以下とする）、あるいは例えば５０％対５０％や、３０％対７０％等、自由に調整することができる。

　冷熱源４側への分配比率を１００％にした場合は、従来と同じであり、凝縮器１２から戻される温水の全ては、冷熱源４に流入されて冷却されて、送出管２２を介して凝縮器１２に送られる。一方、冷熱源４側への分配比率が１００％未満である場合（但し、０％にはしない）、凝縮器１２から戻される温水の一部は、短絡管２４を介してダイレクトに送出管２２に送られる。つまり、この場合、凝縮器１２に流入する冷水は、冷熱源４からの冷水と三方弁１５からの温水との混合液となり、当然、冷熱源４側への分配比率が１００％である場合に比べてその温度は高くなる。

　つまり、上記構成では、三方弁１５における分配比率を制御することにより（２つの流出口の各弁の弁開度を制御することにより）、凝縮器１２に流入される冷水の温度を調整することができ、この冷水によって冷却される冷媒の温度を調整することができる。

　そして、例えば、凝縮器１２側から戻される上記温水の温度が（冷水の温度でもよい）所定の温度未満であった場合、三方弁１５の弁開度を制御して短絡管２４側の弁開度を増加する等して、上記温水等の送出管２２への流入量を大きくすることで、冷水温度を上昇させて、冷水温度を目標値に近づける制御を実行する。

　この制御は、例えば、冷水温度が目標値に達するまで、三方弁１５の弁開度を徐々に増加（又は減少）させる制御を行うものである。例えば、上記の例のように冷水温度が低すぎる場合、三方弁１５における短絡管２４側の弁の弁開度を所定量ずつ大きくする（例えば弁開度を１０％ずつ増加させる）。尚、その際、三方弁１５における冷熱源４側の弁の弁開度も、連動制御してもよい（例えば弁開度を１０％ずつ減少させる）。

　なお、三方弁の設置位置は図１の例に限らず、例えば図８（ｂ）のように設置しても構わない。この場合、三方弁１５は、２方向からの流入口と１方向への流出口とを具えるタイプ（管路を合流させるタイプ）である。

　図８（ｂ）に示す例の場合、まず、戻り管２３は途中で冷熱源４側の戻り管２３’と短絡管２４に分岐している。そして、三方弁１５は送出管２２の途中に設けられており、２つの流入口は、一方は冷熱源４側の送出管２２に接続しており、他方は短絡管２４に接続している。また、流出口は、凝縮器１２側の送出管２２に接続している。つまり、三方弁１５において、短絡管２４からの温水と冷熱源４からの冷水とを合流させて、この混合液を凝縮器１２側へ流出可能な構造となっている。

　図８（ｂ）に示す例の三方弁１５の上記２つの流入口それぞれには、弁が設けられており、制御装置１６が、これら各弁の弁開度を調整制御できる構成となっている。この制御方法と作用は、上記図１に示す構成例と殆ど同様であり、例えば混合液の温度を上昇させたい場合には短絡管２４側の弁の弁開度を増加させればよい。尚、短絡管２４側の弁を完全に閉じた場合には、凝縮器１２側から戻される温水は全て冷熱源４に流入し、凝縮器１２には冷熱源４から送出される冷水のみが流入することになる。

　尚、図８（ａ）には図１に示す冷却回路Ｂ２１の構成例の抜粋図を示す。

　更に、三方弁自体の設置箇所は図８（ａ）または図８（ｂ）と同じだが、その制御方法が異なる例を、図８（ｃ）、図８（ｄ）に示し、以下に説明する。

　図１（図８（ａ））や図８（ｂ）の三方弁１５の制御方法は、凝縮器１２から戻る冷却液（温水）の一部を冷熱源４を介さずに凝縮器１２に還流する。これに対し、図８（ｃ）や図８（ｄ）の三方弁１５の制御方法は、冷熱源４から送出する冷却液の一部を凝縮器１２に送らずに冷熱源４に還流する。つまり、冷熱源４の出力（例えば、コンプレッサーの回転数）を変えなくても（減少させなくても）、凝縮器１２への冷却液の流入量を変える（減少させる）ことができる。

　まず、図８（ｃ）の例について説明する。

　この例では三方弁１５の設置位置は図８（ａ）の例と同じであるが、その構成は図８（ｂ）の例と同じである。すなわち、本例の三方弁１５の設置位置は戻り管２３の途中であり、その構成は２方向からの流入口と１方向への流出口とを具えるタイプ（管路を合流させるタイプ）である。

　そして、２つの流入口の一方は凝縮器１２側の戻り管２３に接続しており、他方は短絡管２４に接続している。尚、短絡管２４における液の流れる方向が図８（ａ）や図８（ｂ）とは逆になることから、図示のように短絡管２４’と記すものとする。これは後述する図８（ｄ）についても同様である。また、１つの流出口は冷熱源４側の戻り管２３’に接続している。また、この例では、送出管２２は途中で凝縮器１２側の送出管２２と短絡管２４’側とに分岐している。

　上記構成において、三方弁１５において少なくとも短絡管２４’に接続した流入口には弁が設けられており、制御装置１６が、この弁の弁開度を調整制御できる構成となっている。この弁を完全に閉じた状態では、冷熱源４から送出される冷却液は１００％凝縮器１２に流入する。

　一方、この弁が開いた状態では、その弁開度に応じて、冷熱源４から送出される冷却液の一部が、三方弁１５と戻り管２３’を介して、冷熱源４に戻される。換言すれば、冷熱源４から送出される冷却液は、１００％凝縮器１２に流入するのではなく、その一部が凝縮器１２に流入することになる。つまり、冷熱源４の出力（コンプレッサーの回転数）を減少させなくても、凝縮器１２への冷却液の流入量を減少させることができる。これによって、図８（ａ）、(ｂ)の例のように、凝縮器１２への冷却液の温度を上昇させる場合と同様の効果が得られる。つまり、凝縮器１２における冷却性能が低下し、蒸発器８への冷媒の温度を上昇させることができる。

　次に、図８（ｄ）の例について説明する。

　この例では三方弁１５の設置位置は図８（ｂ）の例と同じであるが、その構成は図８（ａ）の例と同じである。すなわち、本例の三方弁１５の設置位置は送出管２２の途中であり、その構成は２方向への流出口と１方向からの流入口とを具えるタイプ（管路を分流させるタイプ）である。

　本例では、三方弁１５は送出管２２の途中に設けられおり、２つの流出口は、一方は凝縮器１２側の送出管２２に接続しており、他方は短絡管２４’に接続している。短絡管２４’の他方は、戻り管２３に接続している。また、三方弁１５の流入口は、冷熱源４側の送出管２２に接続している。

　一方、この弁が開いた状態では、その弁開度に応じて、冷熱源４から送出される冷却液の一部が、三方弁１５、短絡管２４’、戻り管２３’を介して、冷熱源４に戻される。換言すれば、冷熱源４から送出される冷却液は、１００％凝縮器１２に流入するのではなく、その一部が凝縮器１２に流入することになる。つまり、冷熱源４の出力（例えば、コンプレッサーの回転数）を減少させなくても、凝縮器１２への冷却液の流入量を減少させることができる。これによって、上記図８（ｃ）の場合と同様の効果が得られる。

　以上説明したように、冷却回路Ｂ２１を、図８（ｃ）や図８（ｄ）に示す構成とすることにより、凝縮器１２に流入する冷却液の流量を減らす調整が可能になり、冷熱源４の出力の制御を行うことなく凝縮器１２における冷却能力の調整を行うことが可能である。

　この様に、本構成例では、例えば負荷変動等に対して、冷媒供給装置１４の回転数の制御を行ったり、冷熱源４の出力の制御を行うことなく、三方弁１５の制御によってある程度は対応可能となっている。

　尚、逐一説明しないが、当然、各種温度データを測定する温度計が存在し、制御装置６，１６等はこれら温度計による温度データを収集できる構成となっている。

　制御装置１６は、当該局所冷却システム全体を制御する装置でありマイコン等を有し、予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムをＣＰＵが実行することにより、既存の一般的な各種制御（例えば膨張弁７の弁開度や送風装置１０の送風量の制御等）を実行し、更に後述する本手法に係わる処理を実行するものであってもよい。

　制御装置１６は、例えば指令装置１７からの指示に応じて、あるいは何らかの処理結果に応じて、例えば冷却ユニット２に指令を送信して電子膨張弁７の弁開度や送風装置１０の送風量等の制御を実行させたり、冷媒供給装置１４の回転数の制御を行ったり、三方弁１５の弁開度の制御を行う。

　尚、冷媒による暖気冷却に係わる構成は、凝縮器１２、受液器１３、冷媒供給装置１４、冷却回路Ａ２０、及び冷媒が通る配管等より成る。図示の例では、冷却回路Ａ２０は１点鎖線の箇所が該当し、電子膨張弁７、蒸発器８、及び冷媒が通る配管等より成る。また、冷水等の冷却液による冷媒冷却に係わる構成は、冷熱源４、凝縮器１２、冷却回路Ｂ２１、及び冷却液が通る配管等より成る。図示の例では、冷却回路Ｂ２１は１点鎖線の箇所が該当し、三方弁１５、及び冷却液が通る各配管（２２，２３，２４）等から成る。

　図２に、実施例１における制御装置１６のフローチャート図を示す。

　まず、制御装置１６による基本的な制御処理について説明する。制御装置１６は、例えば吸入暖気の温度や吹出口１１から送出される冷気の温度等の各種温度や冷媒の流量／温度、あるいは電子膨張弁７の弁開度や冷媒ポンプ（冷媒供給装置１４）の回転数等の各種データを収集している（ステップＳ１１）。

　そして、収集したデータに基づいて、吸入暖気の温度の変動（負荷変動）に応じて、基本的には電子膨張弁７の弁開度を調整する制御を行う。負荷変動に応じた電子膨張弁７の弁開度調整制御方法自体は、従来と略同様であってよく、ここでは特に説明しない。但し、これは、電子膨張弁７の弁開度が所定の範囲内（上限閾値以下、且つ下限閾値以上）にある場合である。すなわち、電子膨張弁７の弁開度が所定の上限閾値以下であり（ステップＳ１２，ＮＯ）、且つ所定の下限閾値以上である（ステップＳ１３，ＮＯ）、図には示していないが電子膨張弁７の弁開度の調整制御を行うことで、負荷変動に対応する。

　電子膨張弁７が全開、もしくは、全開に近い弁開度で運転している場合は、更に電子膨張弁７の弁開度を上げて温調制御を行うのは難しくなる。同様に、電子膨張弁７が全閉、もしくは、全閉に近い弁開度で運転している場合は、更に電子膨張弁７の弁開度を下げて温調制御を行うのは難しくなる。そして、何れの場合でも、急激な負荷変動には対応できなくなる。

　そこで、本手法では、電子膨張弁と冷媒ポンプの協調制御を行うことで、実質的に電子膨張弁による制御幅を拡大させることができ、急激な負荷変動にも対応できるようにする。尚、本例では、更に三方弁の協調制御も加わるが、これは必ずしも必要なものではない。

　すなわち、電子膨張弁７の弁開度が所定の下限閾値未満となった場合には（所定の下限閾値を下回った場合には）（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、冷媒供給装置１４の回転数を減少させる（ステップＳ１４）。この減少量は、例えば予め所定の減少量を任意に決めて設定しておけばよい。ポンプ回転数が減少することによって、既存の弁開度調整制御によって電子膨張弁７の弁開度が増加していくことになり、電子膨張弁７の弁開度が所定の下限閾値以上の状態になり、再び電子膨張弁７の弁開度の調整制御による負荷変動への対応が可能な状態になる。つまり、上記の通り、実質的に電子膨張弁による制御幅を拡大させることができる。

　また、例えば後に図３に示すような負荷変動の例、すなわち緩やかな負荷変動に対しては、ポンプ回転数制御で対応することで電子膨張弁７の弁開度を所定の範囲内に収め、それによって、急激な負荷変動があった場合でも、電子膨張弁による制御で対応できるようになる。

　尚、上記既存の弁開度調整制御としては、例えば参考文献（特開２００８－０１４５４５号公報）に記載の制御手法を用いてよいが、この例に限らない。参考文献の手法では、蒸発器に流入する（蒸発器入口の）冷媒の温度Ｔ１を測定する温度センサと、蒸発器出口の冷媒の温度Ｔ２を測定する温度センサを用いて、この各温度Ｔ１，Ｔ２に基づいて、Ｔ１とＴ２の温度差が所定範囲に収束するように、電子膨張弁の弁開度を制御している。尚、参考文献は、オープンショーケースに係わる発明であり、それ故に例えば制御温度帯が空調装置とは異なる等の理由により、冷媒ポンプが無い一方で圧縮機が設けられている等の構成の違いはあるが、電子膨張弁の制御自体は、略同様であってよい。

　あるいは、参考文献に記載の従来技術のように、冷却対象空間の温度（この従来技術では収納庫の内部温度；本例ではラックやラック間の通路等の温度あるいは吹出口１１の冷気温度等）が、設定温度よりも低くなった場合には電子膨張弁の開度を縮小させ、冷却対象空間の温度が設定温度よりも高くなった場合には電子膨張弁の開度を拡大させることで、冷却対象空間の温度が、所望の設定温度になるように制御してもよい。

　一方、上限に関しても同様の制御を行っても良いが、本例では上記の通り三方弁の協調制御も加わる。すなわち、冷媒ポンプの回転数を上げると増エネ（消費エネルギー（電力）増大）となるため、三方弁１５にて冷媒温度を下げることが可能な状態であれば三方弁の弁開度制御を優先する。すなわち、電子膨張弁７の弁開度が所定の上限閾値を上回った場合には（ステップＳ１２，ＹＥＳ）、冷水温度を低下させるように（それによって冷媒温度を低下させるように）三方弁１５の弁開度を調整制御する（例えば、凝縮器１２側の弁開度を増加し、短絡管２４側の弁開度は減少）（ステップＳ１５）。

　そして、三方弁１５の弁開度が１００％未満であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。この判定における“弁開度”とは、冷熱源４側の流出口への温水の分配率を意味するものとし、よって弁開度が１００％の状態とは、凝縮器１２側から戻される上記温水等を１００％冷熱源４側に送っている状態（そして、短絡管２４へ送出する温水量が‘０’である状態）を意味する。よって、弁開度１００％の状態（ステップＳ１６，ＮＯ）では、これ以上は三方弁１５にて冷媒温度を下げることは出来ないことを意味する。

　“弁開度”が１００％未満の場合には（ステップＳ１６，ＹＥＳ）ステップＳ１２の処理に戻る。上記三方弁１５の弁開度の調整制御によって、凝縮器１２へ流入する冷水の温度が下がることになり、これによって冷媒の温度が下がることになり、上記既存の電子膨張弁７弁開度調整制御によって電子膨張弁７の弁開度が減少していくことになる。これによって、電子膨張弁７の弁開度が所定の上限閾値未満になれば（ステップＳ１２，ＮＯ）、再び電子膨張弁７の弁開度の調整制御による負荷変動への対応が可能な状態になる。

　一方、電子膨張弁７の弁開度が所定の上限閾値未満にならなければ（ステップＳ１２，ＹＥＳ）、再び上記ステップＳ１５，Ｓ１６の処理を行う。この様にして、三方弁１５の上記“弁開度”が１００％にならない限りは、三方弁１５の弁開度を調整することで対応し、それでもステップＳ１２の判定がＮＯにならないまま三方弁１５の弁開度が１００％に達した場合には（ステップＳ１６，ＮＯ）、すなわち、これ以上は三方弁１５による制御の余地が無い場合には、今度は冷媒供給装置１４の制御により対応する。すなわち、冷媒供給装置１４のポンプ回転数を増加させる（ステップＳ１７）。

　この場合も、上記下限閾値の場合と同様に、上記既存の弁開度調整制御によって電子膨張弁７の弁開度が減少していくことになり、これによって電子膨張弁７の弁開度が所定の上限閾値未満の状態になり、再び電子膨張弁７の弁開度の調整制御による負荷変動への対応が可能な状態になる。

　上記のようにして、本手法では、実質的に電子膨張弁による制御幅を拡大させることができる。そして、電子膨張弁７の弁開度が常に所定の範囲内（上限閾値と下限閾値との間）にあるので、常に急激な負荷変動にも対応可能となる。

　尚、上記上限閾値とは、上記“全開”を意味するものではなく、“全開”または“全開”に近い状態よりも低い（ある程度のマージンを持たせた）任意の値を、閾値として設定するものである。これより、例えば、“全開”や“全開”に近い状態に達するよりも少し前に、上記制御を行うことになる。これは、下限閾値についても同様である。尚、この点については、図３に具体例を示してある。

　また、尚、上記電子膨張弁７の弁開度の閾値判定に関しては、“所定の閾値を越えた場合”と表現してもよい。“所定の閾値を越えた場合”とは、電子膨張弁７の弁開度が所定の上限閾値を上回った場合、または所定の下限閾値を下回った場合を意味する。

　また、尚、電子膨張弁７が複数ある場合は、全ての電子膨張弁７の弁開度の平均を用いて、ステップＳ１２，Ｓ１３の判定を行えばよい。

　上記の様に三方弁１５を用いた制御を行う場合には、例えば制御装置１６は、三方弁１５の２つの流出口の各弁の弁開度を、冷却液（温水等）の温度に応じて制御することで、凝縮器１２に流入させる冷却液（冷水等）の温度を調整することで、凝縮器１２により得られる冷媒の温度を調整する三方弁制御機能を有し、図２の処理を行う機能部（協調制御機能という）は、電子膨張弁７の弁開度が上限閾値を上回ったと判定した場合には、上記三方弁制御機能による三方弁の各弁開度の制御により冷媒温度を下げることが可能な場合には、冷媒供給装置１４の回転数を所定量分増加させる制御は行わずに、三方弁制御機能の制御により冷媒温度を下げる処理機能を有することになる。

　図３に、上記図２の処理、すなわち電子膨張弁７と冷媒供給装置１４の協調制御に係わる具体例を示す。

　図３には、上段には負荷変動の一例を示し、中段と下段には、それぞれ、この負荷変動に対応して上記図２の制御を行った場合の冷媒供給装置１４の回転数、電子膨張弁７の弁開度の一例を示す。尚、本例では、三方弁の協調制御は行っていない。

　まず、図上左側のように負荷が緩やかに上昇中の状態で且つ電子膨張弁７の弁開度が所定の範囲内（上記上限閾値と下限閾値との間）にある状態では、この負荷に応じた電子膨張弁７の弁開度制御（既存技術）により電子膨張弁７の弁開度を増加させていくが、この弁開度が上記上限閾値に達した場合には、図示の通り冷媒供給装置１４のポンプ回転数を予め決められている所定量分だけ増加させる。これにより、図示の通り、電子膨張弁７の弁開度が減少することになり、上記所定の範囲内に戻る。図示の例では、その後に再び、三度、電子膨張弁７の弁開度が上記上限閾値に達し、その都度、ポンプ回転数を増加させている。

　そして、図上中央付近に示すように、負荷が減少していくと、この負荷変動に応じた電子膨張弁７の弁開度制御（既存技術）により電子膨張弁７の弁開度が減少していくが、冷媒ポンプ回転数は変わらない（電子膨張弁７の弁開度が上記所定の範囲内にあるので）。そして、電子膨張弁７の弁開度が上記下限閾値に達した場合には、図示の通り冷媒ポンプ回転数を予め決められている所定量分だけ減少させる。これにより、図示の通り、電子膨張弁７の弁開度が増加することになり、上記所定の範囲内に戻る。

　上述した実施例１では、上記の通り三方弁１５による制御は必須ではない。よって、実施例１は２つの実施例より成ると考えることもでき、ここでは実施例１（その１）、実施例１（その２）と記すものとする。実施例１（その１）では、電子膨張弁の弁開度と冷媒ポンプの回転数との協調制御を行うことで、電子膨張弁による制御幅を実質的に増やすことができ、急激な負荷変動があった場合にも常に電子膨張弁による制御で対応できるようにできる。勿論、従来でも、急激な負荷変動発生時に、偶然、電子膨張弁による制御が可能な状態であることもあり得るが、電子膨張弁７が全開／全閉、もしくは、全開／全閉に近い弁開度で運転している状態で急激な負荷変動が発生した場合には、電子膨張弁７による制御で対応できなくなる。一方、本手法では、電子膨張弁７の弁開度は、常に上限／下限閾値の間の所定の範囲内となっているので、急激な負荷変動発生時に、常に、電子膨張弁による制御で対応可能となる。

　また、実施例１（その２）は、上記実施例１（その１）の特徴に加えて、更に、上述した三方弁１５による制御も行うことで、冷媒供給装置１４の回転数を増加させることで増エネ（消費エネルギー（電力）増大）となる事態を抑止することができる。よって、上記実施例１（その１）の効果に加えて、更に局所冷却装置の省エネ効果が得られる。

　次に、以下、実施例２について説明する。

　実施例２は、基本的には、上記実施例１（その１）または／及び実施例１（その２）の特徴に加えて、更に以下に説明するファン制御を行うものである。これより、実施例２では、上記実施例１（その１）または／及び実施例１（その２）の効果に加えて、更に、効率的なファン制御による省エネ効果が得られる。但し、この例に限らず、以下に説明する実施例２の特徴のみを有するものであってもよい。

　実施例２は、効率的なファン制御により、局所的な高負荷（高発熱）に対応しつつ省エネ効果が得られるものである。

　実施例２では、例えば特許文献３等に示されるように、例えばラック間の通路空間毎に、複数の冷却ユニット２が設けられた構成を前提とする。これは、例えばラック１台に１台の冷却ユニットを設置する等してよい。何れにしても、各冷却ユニット２には、それぞれ、１台または２台の自己に“隣接する”冷却ユニット２が存在することを前提とする。そして、実施例２では、図１に示す通り、送風装置１０が複数台（本例では４台）設けられている。なお、以降の説明では送風装置１０の一例としてファンを用いたものを説明する。

　実施例２では、例えば図１の構成例を用いて説明するならば、例えば制御装置１６が、通信線を介して上記複数の冷却ユニット２それぞれから各種温度データ等を収集して、この収集した温度データ等に基づいて後述する処理を行い、各冷却ユニット２のファン制御を行う。

　これは、基本的には、温度データにより高負荷（高発熱）を検知した場合に、ファンの台数制御により風量を増やすものである。高負荷と判断する為の温度データは、例えば吸込口９付近の空気（暖気）の温度を測定する温度計（上記温度計１８等）のデータを用いればよいが、この例に限るものではない。

　以下、実施例２（その１）、実施例２（その２）について説明する。

　尚、実施例２では、通常時は複数個（本例では４個）のファンの一部、あるいは全てのファンを停止状態とするが、本例では全てのファンを停止状態とする場合を例にする。勿論、この例に限らない。

　まず、図４、図５を参照して、実施例２（その１）について説明する。

　実施例２（その１）は、高負荷地点優先制御であり、高負荷（高温）を検知した地点に対応した局所空調機（冷却ユニット２）（基本的には高負荷地点の直上にあると考えられる）のファンを順次起動していく。これは、高負荷状態が解消されるまで、順次起動していく。そして、最大数起動しても高負荷状態が解消されない場合には、この冷却ユニット２に隣接する冷却ユニット２のファンを順次起動していく。これも、高負荷状態が解消されるまで、順次起動していく。

　但し、この例に限らない。すなわち、隣接する冷却ユニット２のファンの起動制御は行わず、高負荷（高温）を検知した地点に対応した冷却ユニット２のみ、ファンの起動制御（上記の通り、高負荷状態が解消されるまで、ファンを順次起動していく）を行うようにしてもよい。

　図４は、実施例２（その１）における局所的高負荷対応処理フローチャート図である。また、図５には、実施例２（その１）におけるファン制御の具体的一例を示す。

　図４において、例えば制御装置１６は、定期的に各冷却ユニット２から上記温度計１８等の温度データを収集しており（ステップＳ２１）、収集した温度データに基づいて、各冷却ユニット２について高負荷状態か否かを判定する（ステップＳ２２）。これは、例えば、収集した暖気温度（温度計１８の温度データ等）を、予め設定される閾値と比較して、「暖気温度＞閾値」（暖気温度が閾値を超えた場合）、高負荷状態検知と判定し（ステップＳ２２、ＹＥＳ）、ステップＳ２３の処理へ移行する。一方、全ての冷却ユニット２が高負荷状態ではない場合には（ステップＳ２２、ＮＯ）、本処理を終了し、所定時間後に再び本処理を実行する。

　ステップＳ２３の処理では、高負荷状態検知と判定した冷却ユニット２に関して、現在のファン起動数と予め設定される最大数（本例では４台）とに基づいて、「ファン起動数＜最大数」（ファン起動数が既に最大数に達しているか）を判定し（ステップＳ２３）、未だ最大値に達していない場合には（ステップＳ２３，ＹＥＳ）、この高負荷地点の冷却ユニット２のファンを更に１台起動する（起動指令を、この高負荷地点の冷却ユニット２に送って、起動させる）。そして、制御装置１６が記憶・管理する不図示のファン起動台数管理テーブルにおいて、この高負荷地点の冷却ユニット２のファン起動数を更新する（ファン起動数＋１）（ステップＳ２４）。

　一方、起動済みの（運転中の）ファンの台数が最大値に達している場合には（ステップＳ２３，ＮＯ）、この高負荷地点の冷却ユニット２に隣接する他の冷却ユニット２のファンを更に１台起動する。そして、上記ファン起動台数管理テーブルにおいて、この隣接冷却ユニット２のファン起動数を更新する（ファン起動数＋１）（ステップＳ２５）。尚、隣接冷却ユニット２が２つある場合には、例えば両方とも起動させる。但し、この例に限らず、例えば２つの隣接冷却ユニット２のファンを片方ずつ起動するようにしてもよい。

　以上の処理を、高負荷状態が解消されるまで（ステップＳ２２でＮＯと判定されるまで）、繰り返し実行する。

　図５に示す一例では、図示の空調Ｎｏ．＝“No.2”の冷却ユニット２が、高負荷状態検知と判定した場合である。この例では、図示の通り、まずこの“No.2”の冷却ユニット２に関して、そのファン起動数が１台ずつ増加していく。そして、ファン起動数が最大値：４に達した後には、“No.2”の両側の空調Ｎｏ．の冷却ユニット２、すなわち、空調Ｎｏ．＝“No.１”と“No.3”の２台の冷却ユニット２を、上記隣接冷却ユニット２として、これら各々について図示の通り、ファンを１台ずつ起動していく。

　次に、図６、図７を参照して、実施例２（その２）について説明する。

　実施例２（その２）は、高負荷地点（任意のラック）の熱が、その隣のラックに影響を与えるような場合（例えば、ラックが密閉されていない場合等）に対応するものであり、高負荷地点の冷却ユニット２のファン起動数と、その隣接冷却ユニット２のファン起動数との差を小さくするような起動順序とする（図７に示す一例では、このファン起動数の差を２以下とした場合を示す）。

　図６は、実施例２（その２）における局所的高負荷対応処理フローチャート図である。また、図７には、実施例２（その２）におけるファン制御の具体的一例を示す。

　実施例２（その２）においても、基本的には実施例２（その１）と同様に、高負荷状態が検知された場合には、高負荷状態が解消されるまで、ファンを順次起動していくことになる。

　図６に示すステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３４の処理は、それぞれ、上記図４のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４の処理と略同様であってよく、ここでの説明は省略する。図６の処理は、図４のステップＳ２３の処理の代わりに、ステップＳ３３の処理を実行する点で、図４の処理と異なる。また、ステップＳ３５の処理はステップＳ２５の処理に相当するものであってもよいし、一部処理が異なるものであってもよい。

　以下の説明ではステップＳ３５の処理はステップＳ２５の処理と同じであるものとして説明するが、この例に限らない。また、この例の場合、ファン起動数の推移は、図７に示す例の通りにはならない。すなわち、図７に示す例では、高負荷状態検知された冷却ユニット２である空調Ｎｏ．＝“No.2”の隣接ユニットである空調Ｎｏ．＝“No.１”と“No.3”の２台の冷却ユニット２だけでなく、更に“No.3”に隣接する“No.４”、“No.４”に隣接する“No.５”というように、“No.2”に近接する全ての冷却ユニット２に影響を与えて順次ファン起動数を増加させていく。一方、ステップＳ３５の処理がステップＳ２５の処理と同じであるものとした場合には、図７における“No.１”と“No.2”と“No.3”の３つに関しては、そのファン起動数の推移は図示の通りとなるが、“No.４”、“No.５”に関してはファンは一切起動されない。

　ステップＳ３３では、ステップＳ３２で高負荷状態検知と判定した冷却ユニット２のファン起動数と、その上記隣接冷却ユニット２のファン起動数との差（以下、“起動台数差”という）が、予め設定される所定値δ（本例では、δ＝２とする）以下であるか否かを判定する。

　そして、上記“起動台数差”が所定値δ未満であった場合には（ステップＳ３３，ＹＥＳ）、ステップＳ３４の処理を実行する（ステップＳ２４と同様、高負荷状態検知された冷却ユニット２のファンを追加起動する。但し、既に最大数に達していた場合には起動しないか、もしくはステップＳ３５の処理を行う）。一方、“起動台数差”が所定値δ未満ではない場合には（ステップＳ３３，ＮＯ）、ステップＳ３５の処理を実行する（ステップＳ２５と同様、隣接冷却ユニット２のファンを追加起動する）。

　図７に示す例では、図５の例と同様、空調Ｎｏ．＝“No.2”が高負荷状態検知された冷却ユニット２であり、空調Ｎｏ．＝“No.１”と“No.3”の２台の冷却ユニット２が、その隣接冷却ユニット２である。

　この例において、最初は“No.１”“No.2”“No.3”の全ての冷却ユニット２において、ファン起動数＝０となっている。よって、上記“起動台数差”が‘０’であることから、“起動台数差”（＝０）＜δ（＝２）であり、ステップＳ３３の判定はＹＥＳとなり、“No.2”の冷却ユニット２のファンを追加起動して、そのファン起動数＝１となる。

　次に図６の処理を行うときには、“起動台数差”が‘１’であることから、“起動台数差”（＝１）＜δ（＝２）であり、ステップＳ３３の判定はＹＥＳとなり、“No.2”の冷却ユニット２のファンを追加起動して、そのファン起動数＝２となる。

　その次に図６の処理を行うときには、“起動台数差”が‘２’であることから、“起動台数差”（＝２）＝δ（＝２）であり、ステップＳ３３の判定はＮＯとなり、今度は“No.１”と“No.3”の冷却ユニット２のファンを追加起動し、そのファン起動数＝１となる。以降、同様にして、“起動台数差”が最大で‘２’になるように（‘３’以上にならないように）制御することになる。つまり、高負荷状態検知された冷却ユニット２のファン起動数とその隣接ユニット２のファン起動数との差が、予め決められる所定値以上とならないように（あまり差が大きくならないように）、制御することになる。

　以上、ステップＳ３５の処理がステップＳ２５の処理に相当するものである場合を例にして説明したが、既に述べたように一部処理が異なる場合もあってよく、これについて以下に説明する。

　これについては、特にフローチャート図等は示さないが、図６において、ステップＳ３５の処理は、ステップＳ２５と同様の処理に加えて、更にステップＳ３３、Ｓ３５の処理が加わると考えてよい（尚、この場合、ステップＳ３３の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ３４の処理を行うことなく、処理終了する）。つまり、所謂“入れ子”の処理となっている。更に、この“入れ子”の処理が３重、４重等となってもよい。つまり、上記図６に示すステップＳ３５に含まれるステップＳ３５の処理も、ステップＳ２５と同様の処理に加えて、更にステップＳ３３、Ｓ３５の処理が加わると考えてよい。

　つまり、“No.2”に関してステップＳ３３でＮＯとなりステップＳ３５の処理を実行すると、“No.１”と“No.3”のファン起動数＋１となると共に、“No.１”と“No.3”それぞれに関してステップＳ３３、Ｓ３５の処理を実行することになる。ここでは、“No.3”を例にすると、まずステップＳ３３の判定は、“No.3”のファン起動数と“No.3”の隣接ユニットである“No.４”のファン起動数とに基づいて判定されることになる。尚、“No.3”の隣接ユニットは、“No.４”だけでなく“No.２”もあるが、自己より上位のユニット（既に処理実行したユニット、あるいは自己よりも高負荷状態検知されたユニットに近いユニット）は、対象外とする。

　そして、もし“No.３”に関してステップＳ３３でＮＯとなりステップＳ３５の処理を実行すると、“No.４”のファン起動数＋１となると共に、今度は“No.４”に関してステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ３５の処理を実行することになる。“No.４”に関しても上記“No.３”の場合と同様であり、特に説明しない。

　例えば上述したような処理を行った場合、ファン起動数の推移は例えば図７に示す例のようになる。すなわち、高負荷状態検知された冷却ユニット２に隣接するユニットだけでなく、近接する全ての冷却ユニット２に影響を与えるものとなる。

　尚、図５、図７は、例えば、上記ファン起動台数管理テーブルの具体的な内容の推移を示すと考えることもできる。すなわち、図示の例では、ファン起動台数管理テーブルは“No.１”～“No.6”の６台の冷却ユニット２のファン起動数を記憶・管理している。そして、このファン起動台数管理テーブルの内容は、負荷の大きさに応じて、図示の低→高までの最大７段階推移する可能性がある。すなわち、高負荷状態検知される状態であっても、そのなかで比較的負荷が低い場合もあれば、比較的負荷が高い場合もある。

　最も負荷が高い場合、１段階目から６段階目までの各段階を経て、最終的には７段階目の状態となる。すなわち、“No.２”の冷却ユニット２に関してはファン４台、“No.１”と“No.3”の冷却ユニット２に関してはファン３台が起動された状態になって初めて、ステップＳ２２等の判定がＮＯとなる状態になる（局地的高負荷（高温）状態が解消される）。

　最も負荷が低い場合、１段階目の状態にしたとき、すなわち、“No.２”の冷却ユニットのみファン１台が起動された状態にしたとき、ステップＳ２２等の判定がＮＯとなる状態になる（局地的高負荷（高温）状態が解消される）。

　尚、図５、図７は一例を示しているが、この例に限らない。例えば、図５、図７に示す例では、高負荷状態検知されない状態（正常な状態）では、各冷却ユニット２のファン起動数は‘０’とすることを前提としているが、正常な状態ではファン起動数を‘１’とすることも考えられる。

　以上説明したように、実施例２では、まず基本的には、局所冷却ユニット（冷却ユニット２）は、蒸発器８により冷却された空気（冷気）を吹出口１１から送出する為のファンを複数個備えるようにし、制御装置６または制御装置１６は、通常時は該複数個のファンの一部又は全てのファンを停止状態とし、高負荷状態を検知した場合、高負荷状態が解消されるまで、停止状態のファンを順次起動していく（つまり、全体的なファン風量を増やしていく）。

　これによって、通常時は運転状態のファン数が少なくて済む（または全て停止）ので省エネを図ることができ、局所的な高負荷状態となった場合には、運転状態のファン数を、高負荷状態解消に必要な程度まで増やしていくことで対応可能となり、局所的な高負荷（高発熱）に対応しつつ、効率のよい冷却が行えるようになる（省エネ効果が得られる）。

　更に、局所的な高負荷（高発熱）発生地点の冷却ユニット２のみでは対応できない場合でも、それに隣接する他の冷却ユニット２のファン制御を行ってファン風量を増やしていくことで、高負荷状態に対応可能となる。

　また、ファン制御のみによって高負荷状態に対応可能であれば、例えば冷媒供給装置１４の回転数を増大させる制御（消費エネルギーが増大する）等は必要なく（またはその頻度を下げることができ）、この点からも省エネ効果が得られる。

　本発明の局所冷却システム等によれば、電子膨張弁の弁開度と冷媒ポンプの回転数との協調制御を行うことで、電子膨張弁による制御幅を実質的に増やすことができ、急激な負荷変動があった場合でも電子膨張弁による制御で対応できるようにでき、更に、省エネ効果を奏する。これは例えば三方弁を用いることで冷媒ポンプ回転数増大を抑止することによる省エネ化を実現し、あるいはファン制御による省エネ化を実現することができる。

Claims

　蒸発器の冷媒入口側に設けられる電子膨張弁と、第１の冷媒を送出する冷媒供給装置と、該電子膨張弁の弁開度、該冷媒供給装置の回転数を制御する制御装置を有し、機器収納用ラック内を冷却する局所冷却システムであって、
　前記制御装置は、
　少なくとも前記ラック内の負荷状態を示す温度と前記電子膨張弁の弁開度とを収集するデータ収集手段と、
　前記データ収集手段によって収集された各種データに基づき、前記温度に応じて前記電子膨張弁の弁開度を制御すると共に、該電子膨張弁の弁開度が予め設定されている所定の閾値を上回ったか、或いは下回ったかを判定し、閾値を上回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を変更制御する協調制御手段と、
を有することを特徴とする局所冷却システム。
　前記所定の閾値は上限閾値と下限閾値とから成り、
　前記協調制御手段は、
　前記電子膨張弁の弁開度が前記上限閾値を上回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を増加させ、
　前記電子膨張弁の弁開度が前記下限閾値を下回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を減少させることで、
　前記電子膨張弁の弁開度を前記上限閾値と下限閾値との間の範囲内に収めることを特徴とする請求項１記載の局所冷却システム。
　前記局所冷却システムは、
　前記蒸発器、前記電子膨張弁を有する局所冷却ユニットと、
　前記蒸発器から戻される前記第１の冷媒を第２の冷媒により冷却する凝縮器と、
　該凝縮器により得られる前記第１の冷媒を前記局所冷却ユニットに対して送出する前記冷媒供給装置を有する冷熱源ユニットと、
　前記凝縮器へ送出管を介して前記第２の冷媒を送出する冷熱源と、
　前記凝縮器から戻される前記第２の冷媒の一部を前記冷熱源を介さずに前記送出管に送出させる弁装置と、を更に備え、
　前記制御装置は、
　前記弁装置の各弁の弁開度を、前記冷熱源に還流した前記第２の冷媒の温度に応じて制御することで、前記凝縮器に流入させる前記第２の冷媒の温度を調整する弁装置制御手段を更に有し、
　前記協調制御手段は、
　前記電子膨張弁の弁開度が前記上限閾値を上回ったと判定した場合で、
　前記弁装置の弁開度の制御により前記第２の冷媒温度を下げることが可能な場合には、前記冷媒供給装置の回転数を増加させる制御は行わずに、前記弁装置制御手段の制御により前記凝縮器に流入させる前記第２の冷媒の温度を下げることによって前記第１の冷媒温度を下げることを特徴とする請求項２記載の局所冷却システム。
　前記局所冷却システムは、
　前記蒸発器、前記電子膨張弁を有する局所冷却ユニットと、
　前記蒸発器から戻される前記第１の冷媒を第２の冷媒により冷却する凝縮器と、
　該凝縮器により得られる前記第１の冷媒を前記局所冷却ユニットに対して送出する前記冷媒供給装置を有する冷熱源ユニットと、
　前記凝縮器へ送出管を介して前記第２の冷媒を送出する冷熱源と、
　該冷熱源からは送出される前記第２の冷媒の一部を前記凝縮器を介さずに該冷熱源に送出させる弁装置と、を更に備え、
　前記制御装置は、
　前記弁装置の各弁の弁開度を、前記冷熱源に還流した前記第２の冷媒の温度に応じて制御することで、前記凝縮器に流入させる前記第２の冷媒の温度を調整する弁装置制御手段を更に有し、
　前記協調制御手段は、
　前記電子膨張弁の弁開度が前記上限閾値を上回ったと判定した場合で、
　前記弁装置の弁開度の制御により前記第２の冷媒温度を下げることが可能な場合には、前記冷媒供給装置の回転数を増加させる制御は行わずに、前記弁装置制御手段の制御により前記凝縮器に流入させる前記第２の冷媒の温度を下げることによって前記第１の冷媒温度を下げることを特徴とする請求項２記載の局所冷却システム。
　前記局所冷却システムは、前記蒸発器、前記電子膨張弁を有する局所冷却ユニットを有し、
　該局所冷却ユニットは、前記蒸発器により冷却された空気を吹出口から送出する為のファンを複数個備え、
　前記制御装置は、
　通常時は該複数個のファンの一部又は全てのファンを停止状態とし、
　前記温度が高温度状態と検知した場合、該高温度状態が解消されるまで、停止状態のファンを順次起動していくファン制御手段を更に有することを特徴とする請求項１または２記載の局所冷却システム。
　前記局所冷却システムは、前記蒸発器、前記電子膨張弁を有し、隣接して配列された複数の機器収納用ラックにそれぞれ対応して配置される局所冷却ユニットを有し、
　該各局所冷却ユニットは、前記蒸発器により冷却された空気を吹出口から送出する為のファンを複数個備え、
　前記制御装置は、
　通常時は該複数個のファンの一部又は全てのファンを停止状態とし、
　任意の前記局所冷却ユニットに係わる前記温度が高温度状態と検知した場合、該高温度状態が解消されるまで、該高温度状態が検知された局所冷却ユニットにおける停止状態のファンを順次起動していき、
　全てのファンを運転状態にしても該高温度状態が解消されない場合には、該高温度状態が検知された局所冷却ユニットに隣接する局所冷却ユニットのファンを、該高温度状態が解消されるまで停止状態のファンを順次起動していくファン制御手段を更に有することを特徴とする請求項１または２記載の局所冷却システム。
　前記局所冷却システムは、前記蒸発器、電子膨張弁を有する局所冷却ユニットを複数台有し、
　該各局所冷却ユニットは、前記蒸発器により冷却された空気を吹出口から送出する為のファンを複数個備え、
　前記制御装置は、
　任意の前記局所冷却ユニットに係わる前記温度が高温度状態と検知した場合、該温度状態が解消されるまで、該高温度状態が検知された局所冷却ユニットと該局所冷却ユニットに隣接する局所冷却ユニットにおける停止状態のファンを、該高温度状態が検知された局所冷却ユニットにおけるファン起動数が、該隣接局所冷却ユニットにおけるファン起動数を上回らないように、停止状態のファンを順次起動していくファン制御手段を更に有することを特徴とする請求項１または２記載の局所冷却システム。
　蒸発器の冷媒入口側に設けられる電子膨張弁と、冷媒を送出する冷媒供給装置と、該電子膨張弁の弁開度、該冷媒供給装置の回転数を制御する制御装置を有し、機器収納用ラック内を冷却する局所冷却システムにおける前記制御装置であって、
　少なくとも前記ラック内の負荷状態を示す温度と前記電子膨張弁の弁開度とを収集するデータ収集手段と、
　前記データ収集手段によって収集された各種データに基づき、前記温度に応じて前記電子膨張弁の弁開度を制御すると共に、該電子膨張弁の弁開度が予め設定されている所定の閾値を上回ったか、或いは下回ったかを判定し、閾値を上回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を変更制御する協調制御手段と、
　を有することを特徴とする局所冷却システムの制御装置。
　蒸発器の冷媒入口側に設けられる電子膨張弁と、冷媒を送出する冷媒供給装置と、該電子膨張弁の弁開度、該冷媒供給装置の回転数を制御する制御装置を有し、機器収納用ラック内を冷却する局所冷却システムにおける前記制御装置のコンピュータを、
　少なくとも前記ラック内の負荷状態を示す温度と前記電子膨張弁の弁開度とを収集するデータ収集手段と、
　前記データ収集手段によって収集された各種データに基づき、前記温度に応じて前記電子膨張弁の弁開度を制御すると共に、該電子膨張弁の弁開度が予め設定されている所定の閾値を上回ったか、或いは下回ったかを判定し、閾値を上回った場合には前記冷媒供給装置の回転数を変更制御する協調制御手段、
　として機能させる為のプログラム。