JP5017088B2 - Electronic equipment cooling device - Google Patents
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Description
本発明は、キャビネットに収容された電子機器に付設したファンで送風される空気を冷却する電子機器冷却装置に関する。 The present invention relates to an electronic device cooling apparatus for cooling air blown by a fan attached to an electronic device housed in a cabinet.
一般に、電子機器が収容されるためのキャビネットの空気出口側に空気−水熱交換器を配置し、キャビネットに収容された電子機器に付設したファンで送風される空気を上記空気−水熱交換器で冷却して室内に戻す電子機器冷却装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の電子機器冷却装置はコンピュータルームに設置され、コンピュータルームに設置されるサーバやネットワーク機器を冷却する。
ところで、電子機器は水に弱いため、コンピュータルームには水を持ち込まないことが望ましい。しかし、従来のものでは、空気−水熱交換器は、電子機器の近傍に配置してあるため、この空気−水熱交換器にチラー水を循環する経路の一部からでも水漏れが生じると、この水によって電子機器が損傷するといったおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、水を使用することなく電子機器を効果的に冷却することができる電子機器冷却装置を提供することにある。
By the way, since electronic devices are vulnerable to water, it is desirable not to bring water into the computer room. However, since the air-water heat exchanger is disposed in the vicinity of the electronic device in the conventional device, if water leaks even from a part of the path through which the chiller water circulates in the air-water heat exchanger. This water may damage the electronic equipment.
Then, the objective of this invention is providing the electronic device cooling device which can cool an electronic device effectively, without using water.
上記課題を解決するため、本発明は、ファン付きの複数の電子機器を収納するための前面及び後面が開口したキャビネットを備え、該キャビネットの後面の開口には通気可能なリアドアを設け、前記ファンにより送風される前記電子機器の排熱を含む空気を、このリアドアを通して室内に戻す電子機器冷却装置において、前記キャビネットの前面の開口に通気可能なフロントドアを設け、このフロントドアには冷凍サイクルを構成する第1蒸発器と、膨張弁と、該膨張弁制御用の電装箱とを一体に備え、該フロントドアの内面に前記第1蒸発器を覆うように配置された通気可能なカバー材を備え、室内の空気を前記フロントドアを通して吸込み、この空気を前記フロントドアの第1蒸発器で冷却して前記電子機器に送ることを特徴とする。
この構成によれば、フロントドアに配置される第1蒸発器には、冷凍サイクルを循環する冷媒が供給されるため、万一冷媒が循環する経路から漏れが生じたとしても、この冷媒による電子機器のショートもしくは漏電といった損傷を防止することができる。また、フロントドアに第1蒸発器と膨張弁と電装箱とを一体に配置したため、当該第1蒸発器、膨張弁及び電装箱を1つのユニットとして取り扱うことができ、このユニットを、例えば、冷凍サイクルを構成する熱源機に接続することにより、簡単に電子機器の発する熱を冷却することができる。
さらに、室内の空気をフロントドアを通して吸込み、この空気を第1蒸発器で冷却して電子機器に送る構成としたため、室内空間全体を冷却する必要がなく、第1蒸発器を通過して電子機器に供給される空気を当該電子機器を冷却できる程度に冷却すれば良い。従って、容量の小さな蒸発器でも十分に電子機器を冷却することができ、第1蒸発器の小型化を図ることができ、製造コストの低減化を実現できる。
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a cabinet having front and rear openings for housing a plurality of electronic devices with a fan, and a rear door that can be ventilated is provided in the opening on the rear face of the cabinet. In the electronic device cooling apparatus that returns the air including the exhaust heat of the electronic device blown by the air to the room through the rear door, a front door that can be ventilated is provided in the opening on the front surface of the cabinet, and a refrigeration cycle is provided on the front door. An air-permeable cover member that is integrally provided with a first evaporator, an expansion valve, and an electrical box for controlling the expansion valve, and is disposed on the inner surface of the front door so as to cover the first evaporator. And indoor air is sucked through the front door, and the air is cooled by the first evaporator of the front door and sent to the electronic device.
According to this configuration, since the refrigerant that circulates in the refrigeration cycle is supplied to the first evaporator disposed in the front door, even if leakage occurs from the path through which the refrigerant circulates, It is possible to prevent damage such as a short circuit or leakage of equipment. In addition, since the first evaporator, the expansion valve, and the electrical box are integrally disposed on the front door, the first evaporator, the expansion valve, and the electrical box can be handled as a single unit. By connecting to the heat source machine which comprises a cycle, the heat which an electronic device emits can be cooled easily.
Further, since the indoor air is sucked through the front door, and this air is cooled by the first evaporator and sent to the electronic device, there is no need to cool the entire indoor space, and the electronic device passes through the first evaporator and passes through the electronic device. What is necessary is just to cool the air supplied to the extent which can cool the said electronic device. Accordingly, the electronic device can be sufficiently cooled even with an evaporator having a small capacity, the first evaporator can be downsized, and the manufacturing cost can be reduced.
この構成において、前記第1蒸発器を前記フロントドアの略全域に配置し、前記第1蒸発器につながる冷媒管及び前記膨張弁を前記フロントドアのヒンジ側にまとめて配置し、前記電装箱を前記フロントドアの下方域に配置した構成としても良い。
また、前記第1蒸発器は、複数の蒸発部に分割され、各蒸発部に冷媒を選択的に流通可能に形成された構成としても良い。また、前記第1蒸発器と並列に接続されて前記冷凍サイクルを構成する第2蒸発器を前記リアドアに配置し、前記電子機器の排熱を含む空気を当該第2蒸発器で冷却して室内に戻す構成としても良い。
In this configuration, the first evaporator is disposed over substantially the entire area of the front door, the refrigerant pipe connected to the first evaporator and the expansion valve are collectively disposed on the hinge side of the front door, and the electrical box is provided. It is good also as a structure arrange | positioned in the downward area of the said front door.
In addition, the first evaporator may be divided into a plurality of evaporators, and may be configured so that a refrigerant can be selectively distributed to each evaporator. In addition, a second evaporator connected in parallel with the first evaporator and constituting the refrigeration cycle is disposed in the rear door, and air containing exhaust heat of the electronic device is cooled by the second evaporator to be indoors. It is good also as a structure returned to.
本発明によれば、ファン付きの複数の電子機器を収納するための前面及び後面が開口したキャビネットを備え、該キャビネットの後面の開口には通気可能なリアドアを設け、前記ファンにより送風される前記電子機器の排熱を含む空気を、このリアドアを通して室内に戻す電子機器冷却装置において、前記キャビネットの前面の開口に通気可能なフロントドアを設け、このフロントドアには冷凍サイクルを構成する第1蒸発器と、膨張弁と、該膨張弁制御用の電装箱とを一体に備え、室内の空気を前記フロントドアを通して吸込み、この空気を前記フロントドアの第1蒸発器で冷却して前記電子機器に送る構成としたため、水を使用することなく電子機器を効果的に冷却することができる。 According to the present invention, a cabinet having front and rear surfaces for storing a plurality of electronic devices with a fan is provided, and a rear door that can be ventilated is provided at an opening on the rear surface of the cabinet, and the fan is blown by the fan. In the electronic device cooling apparatus for returning the air containing the exhaust heat of the electronic device to the room through the rear door, a front door that can be ventilated is provided in the opening on the front surface of the cabinet, and the first evaporation constituting the refrigeration cycle is provided on the front door. And an expansion valve, and an electrical box for controlling the expansion valve, and sucks indoor air through the front door and cools the air by the first evaporator of the front door to the electronic device. Since it was set as the structure which sends, an electronic device can be cooled effectively, without using water.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図1は本発明の一実施形態に係る電子機器冷却システムを示す図である。
この電子機器冷却システム1は、コンピュータルーム2に配設される複数の電子機器3(図2参照)を冷却するシステムである。このコンピュータルーム2は、二重床に構成され、この二重床の上にサーバラック10が床置きされる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an electronic device cooling system according to an embodiment of the present invention.
The electronic device cooling system 1 is a system that cools a plurality of electronic devices 3 (see FIG. 2) disposed in a
図2はサーバラック10を示す図である。サーバラック10は、前面及び後面が開口したキャビネット11を備え、このキャビネット11内に複数の電子機器3がその背面をキャビネット11後面に向けて上下に段積み配置される。また、このキャビネット11の後面には、後面開口65を閉塞自在に開閉する片開きのリアドア12、及び、当該キャビネット11の前面には、前面開口64を閉塞自在に開閉する片開きのフロントドア14が設けられ、これらリアドア12及びフロントドア14は、それぞれ通気自在に構成されるとともに、当該フロントドア14の内部に電子機器冷却ユニット20が構成される。また、サーバラック10の底にはキャスタ13が設けられ、サーバラック10を容易に移動可能にしている。
FIG. 2 is a diagram showing the
上記電子機器3は、サーバやネットワーク機器であり、一般に、この種の電子機器は冷却用のファン4を付設したファン付き電子機器であり、機器内の温度が所定温度を超えるとファン4を駆動し、機器内に外気を導入して機器背面から排出する強制空冷機能を備えている。このため、電子機器3をその背面をキャビネット11背面に向けて配置することで、図2に冷却風の流れを破線矢印で示すように、電子機器3に付設したファン4により室内空気がキャビネット11のフロントドア14を通過してキャビネット11に吸い込まれ、電子機器3を冷却してリアドア12を通過して室内に戻る。また、これらリアドア12及びフロントドア14を開けることによって、キャビネット11内の電子機器3へのアクセスが容易になる。
The
電子機器冷却ユニット20は、サーバラック10のフロントドア14と一体に構成され、複数(本例では3台)のサーバラック10に設けられた電子機器冷却ユニット20が、一台の熱源機30(図1参照)から延びるメイン冷媒配管31(図1参照)に並列に接続される。すなわち、この複数(3台)の電子機器冷却ユニット20と、これら電子機器冷却ユニット20が配管接続される熱源機30とによって電子機器冷却装置40が構成される。なお、図1に示す例では、コンピュータルーム2に12台のサーバラック10を配置し、3台のサーバラック10内の電子機器冷却ユニット20を一台の熱源機30に各々接続した一系統の電子機器冷却装置40を4系統配設した場合を示している。
The electronic
電子機器冷却ユニット20は、熱源機30と配管接続されることによって冷凍サイクルを行う冷凍回路を構成するユニットであり、図2に示すように、蒸発器(第1蒸発器)21を備え、電子機器3から排出された空気がフロントドア14内の蒸発器21を流通した際に、蒸発器21によってこの空気を冷却して室内に戻す。この蒸発器21は、フロントドア14の略上下に渡って延在し、上下略中間部を境に上側蒸発部22と下側蒸発部23とに分割され、キャビネット11上半分の電子機器3の冷却を上側蒸発部22が受け持ち、下半分の電子機器3の冷却を下側蒸発部23が受け持つように構成される。
本構成では、電子機器冷却ユニット20の蒸発器21には、冷凍サイクルを循環する冷媒が供給されるため、万一冷媒が循環する経路から冷媒の漏れが生じたとしても、この冷媒は即座に蒸発し、電子機器3のショートもしくは漏電といった損傷を防止することができる。
The electronic
In this configuration, since the refrigerant circulating in the refrigeration cycle is supplied to the
図3は電子機器冷却装置40の回路構成を示す図である。この図に示すように、電子機器冷却ユニット20は、熱源機30から延びるメイン冷媒配管31を構成するメイン液管31A及びメインガス管31Bに対し、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26を介して並列に接続される。フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26は、柔軟性及び冷媒不透過性を有するフレキシブルチューブが適用され、フレキシブル液管25は比較的小径のチューブが適用され、フレキシブルガス管26は比較的大径のチューブが適用される。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the electronic
熱源機30から延びるメイン液管31A及びメインガス管31Bにフレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26の一端がそれぞれ接続される。フレキシブル液管25の他端は、電子機器冷却ユニット20の液管接続部PINに接続される。この液管接続部PINから延びる冷媒配管(液管)27は2つに分岐し、一方の液分岐管27Aは膨張弁28Aを介して上側蒸発部22の入口に接続され、他方の液分岐管27Bは膨張弁28Bを介して下側蒸発部23の入口に接続される。
各蒸発部22、23の出口は1本の合流冷媒配管(ガス管)29に配管接続され、この合流冷媒配管29の端部に設けたガス管接続部POUTにフレキシブルガス管26が接続される。これによって、電子機器冷却ユニット20内の各蒸発部22、23に冷媒を選択的に流通可能に冷媒配管が接続される。
このように、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26を介して電子機器冷却ユニット20の蒸発器21を接続したため、この蒸発器21が内蔵されるフロントドア14を開閉した際に上記フレキシブル配管25、26が撓んでフロントドア14の開閉を妨げない。また、これら配管を接続したままでもサーバラック10の位置の微調整が可能である。
One end of the flexible
The outlets of the
Thus, since the
ここで、メイン液管31A及びメインガス管31Bは、図1に示すように、コンピュータルーム2の上床2Aと下床2Bとの間の床下空間内を引き回され、このメイン液管31A及びメインガス管31Bにつながるフレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26は、上床2Aの開口穴2C(図2参照)を通ってフロントドア14内の蒸発器21につながる。このため、図2に示すように、フレキシブル液管25及びフレキシブルガス管26が蒸発器21から下方に延びた後に床下空間内で緩やかに曲がるように引き回され、これらフレキシブル配管25、26の長さに余裕を持たせておくことによってフロントドア14の開閉時にフレキシブル配管25、26だけがフロントドア14の動きに合わせて移動する。従って、フロントドア14開閉時に他の配管に力が作用することがなく、他の配管、例えば、メイン液管31A及びメインガス管31Bに鋼管を適用することが可能である。
Here, as shown in FIG. 1, the main
この電子機器冷却ユニット20には、蒸発器21の下方に電装ユニット(電装箱)51と、この電装ユニット51につながるリモートコントローラ52が設けられている。この電装ユニット51は、上側蒸発部22の入口冷媒温度L1及び出口冷媒温度G1と、下側蒸発部23の入口冷媒温度L2及び出口冷媒温度G2とを、4つの温度センサ(冷媒温度検出手段)29A〜29Dを介して各々検出し、各蒸発部22、23の出入り口温度差(L1−G1、L2−G2)に基づいて適正な過熱度になるように各々の膨張弁28A、28Bの制御を行うと共に、熱源機30と通信する機能を備えている。
In the electronic
リモートコントローラ52は、コンピュータルーム2のサーバラック10の側面或いは背面などに配置され、フロントドア14内の電装ユニット51に有線或いは無線で接続される。このリモートコントローラ52には、図示は省略するが、室内温度センサ、操作ボタン、表示部、ブザー(報音部)などが設けられ、このリモートコントローラの操作に従って、電子機器冷却装置40の運転開始/停止、設定温度T0の変更、各種エラーメッセージの報知(表示及びブザー音出力)などが行われる。ここで、設定温度T0は、電子機器冷却ユニット20の目標温度であり、通常、コンピュータルーム2の室内目標温度が設定される。そして、この電子機器冷却装置40においては、キャビネット11の前面側開口から入る空気、或いは、蒸発器21を通過した空気の温度が、該設定温度T0になるように各部の制御が実行される。
The remote controller 52 is disposed on the side surface or the back surface of the
熱源機30は、室外に設置され、概略的には、冷媒を圧縮する圧縮機32、オイルセパレータ33、四方弁34、熱源側熱交換器(凝縮器)35、膨張弁36及びレシーバタンク37の順に配管接続され、このレシーバタンク37にメイン液管31Aが接続されると共に、圧縮機32入口につながる低圧側配管41にアキュムレータ38を介してメインガス管31Bが接続される。
圧縮機32は、定速運転用のAC圧縮機(能力一定型の圧縮機)32Aと、周波数可変運転用のインバータ圧縮機(能力可変型の圧縮機)32Bとを有し、これらは並列に接続され、冷却の負荷に応じてこれら圧縮機32A、32Bの運転のオンオフ制御及び圧縮機32Bの運転周波数を可変制御することによって熱源機30全体の冷却能力が可能に構成される。
The
The
より具体的に説明すると、各圧縮機32A、32Bの吐出側には、逆止弁42A、42Bが各々設けられ、各逆止弁42A、42Bの下流で合流する高圧側配管42にオイルセパレータ33、逆止弁43、四方弁34、熱源側熱交換器35、膨張弁36及びレシーバタンク37が順に接続される。また、各圧縮機32A、32Bの吸込側につながる低圧側配管41は、アキュムレータ38の下流でつながり、このアキュムレータ38の上流で四方弁34につながり、この四方弁34を介してメインガス管31Bにつながる。なお、この四方弁34の切換は行われず、図3の状態に固定される。
また、高圧側配管42には、膨張弁36と並列に逆止弁44が接続され、この逆止弁44により熱源側熱交換器35からレシーバタンク37への流れを許容すると共に逆方向の流れを禁止する。また、上記逆止弁42A、42Bとオイルセパレータ33の間には、冷媒戻し管45が接続され、この冷媒戻し管45の先端は圧縮機32A、32Bの吸込側に接続される。この冷媒戻し管45には開閉弁46が設けられ、この開閉弁46を開けることによって圧縮機32A、32Bから吐出された冷媒の一部を圧縮機32A、32Bの吸込側に戻すことができ、圧縮機32A、32Bの吐出能力を低減することができる。
More specifically,
Further, a
なお、高圧側配管42は、液側サービスバルブ47を介してメイン液管31Aに接続され、低圧側配管41は、ガス側サービスバルブ48を介してメインガス管31Bに接続される。また、オイルセパレータ33によって分離されたオイルは、オイル戻し管49を通って圧縮機32A、32Bの吸込側に戻される。また、一方の圧縮機32A、32Bの高圧側と他方の圧縮機32B、32Aの低圧側とはオイル戻し管32C、32Dで互いに接続され、各圧縮機32A、32B内のオイル量が適正に調整される。また、各圧縮機32A、32Bの吐出側には高圧スイッチ5A、5Bが各々設けられ、高圧スイッチ5、6により圧縮機32A、32Bの吐出圧が許容範囲の上限を超えた場合に各圧縮機32A、32Bの運転が停止される。
The high
また、熱源機30は、電装ユニット61を有し、この電装ユニット61は、内外通信線62を介して当該熱源機30に接続される電子機器冷却ユニット20の電装ユニット51と通信可能に接続される。この電装ユニット61は、各電子機器冷却ユニット20の電装ユニット51との間で制御信号や運転信号を送受信すると共に、電子機器冷却ユニット20側に設けられたリモートコントローラ52の操作を入力し、これらによって電子機器冷却装置40の各部の制御を行う。
The
この電子機器冷却装置40にあっては、熱源機30の電装ユニット51の制御の下、圧縮機32A、32Bが運転される。この場合、電装ユニット51は、図示せぬ温度センサで検出した室外温度T2とリモートコントローラ52で検出した室内温度T1との差の温度(差温)などに基づき、各圧縮機32A、32Bの運転のオン/オフ及び運転周波数を制御すると共に、熱源側熱交換器35の出入り口温度を図示せぬ温度センサにより検出し、この出入り口温度差が適正範囲になるように膨張弁36の弁開度を制御する。
この場合、圧縮機32A、32Bから吐出された高温高圧冷媒は、熱源側熱交換器35で凝縮されて液化された後、熱源機30から延びるメイン液管31Aを通ってコンピュータルーム2内の電子機器冷却ユニット20に供給される。
In the electronic
In this case, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the
各電子機器冷却ユニット20では、メイン液管31Aを流れる液冷媒がフレキシブル液管25を通って液管27を流れ、ここで二系統に分流されて、一方が膨張弁28Aを通って上側蒸発部22を流れると共に、他方が膨張弁28Bを通って下側蒸発部23を流れ、各蒸発部22、23で蒸発してガス化し、各蒸発部22、23での冷媒蒸発熱により各蒸発部22、23を通過する空気が冷却される。
そして、各蒸発部22、23でガス化した冷媒は、ガス管29で合流した後にフレキシブルガス管26を通ってメインガス管31Bに流れ、熱源機30に戻る。以上のようにして冷凍サイクルが行われる。
In each electronic
The refrigerant gasified in each of the
次に、サーバラックについて説明する。
図4はサーバラックの外観図であり、図5はフロントドアを開いた状態を示す斜視図である。サーバラック10は、電子機器3(図2参照)を収納するためのキャビネット11と、このキャビネット11の後面開口65を閉塞自在に開閉するリアドア12と、当該キャビネット11の前面開口64を閉塞自在に開閉するフロントドア14とを備える。
キャビネット11は、収納される電子機器の規格に合致した大きさを有し、板金性の天板11A、底板11B及び側板11C、11Dを備えて矩形状に形成されている。このキャビネット11の前面及び後面にはそれぞれ前面開口64及び後面開口65(図2参照)が形成され、これら開口64、65を通じてキャビネット11内にコンピュータルーム2の室内空気が流通する。また、キャビネット11は、天板11Aと底板11Bとの間に、これら天板11A及び底板11Bと略平行に配置された仕切り板(棚部)11Eを備える。この仕切り板11Eは、キャビネット11内を区分けするものであり、仕切り板11E上に電子機器3が配置される。この仕切り板11Eは、両側板11C、11Dに形成された支持部(不図示)によって支持されており、この支持部は上下方向に所定間隔ごとに複数設けられている。これによって、仕切り板11Eを所望の位置の支持部に配置したり、複数の当該仕切り板11Eをキャビネット11内に配置することができる。
Next, the server rack will be described.
FIG. 4 is an external view of the server rack, and FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the front door is opened. The
The
リアドア12は、金属(例えば、アルミニウム)板を折り曲げて形成されており、このリアドア12の一端側はヒンジ101を介してキャビネット11に連結され、他端側に当該リアドア12を開閉する際に操作されるハンドル102(図1参照)が形成されている。また、リアドア12の外面の略中央部には、パンチングメタル加工等により通気孔が形成された表面材(不図示)が配置されて通気可能に構成されている。
The
一方、フロントドア14は、上記リアドア12と同様に金属(例えば、アルミニウム)板を折り曲げて形成されており、このフロントドア14の一端側はヒンジ66を介してキャビネット11に連結され、他端側に当該フロントドア14を開閉する際に操作されるハンドル67が形成されている。このハンドル67を操作して当該ハンドル67を手前側に引くと、図5に示すように、フロントドア14は、ヒンジ66を中心に回動してキャビネット11の前面開口64が開放されるようになっている。また、リアドア12の外面の略中央部には、図4に示すように、開口部14Aが形成されており、この開口部14Aには、所定径の通気孔68が略一面に形成された表面材69が配置されている。この表面材69は、各通気孔68を通じてフロントドア14を通気可能とするとともに、このフロントドア14の内部に配置される蒸発器21を外部に露出させないように機能し、サーバラック10の美観の向上を図っている。
ここで、上記表面材69の各通気孔68は、通風を阻害しないように開口率が例えば60パーセント以上となるように形成されている。さらに、この通気孔68孔の径は、人の手指よりも小さな径に設定されている。これによれば、例えば、サーバラック10に配置される電子機器3のオペレータがこの通気孔68を通じて蒸発器21に触れることが防止され、この蒸発器21のフィンで手指をけがするといった事故を防ぐことができる。
On the other hand, the
Here, each
フロントドア14の内面には、図6に示すように、このフロントドア14の略全域に配置される蒸発器21と、この蒸発器21に繋がる液分岐管27A、27Bに設けられる各膨張弁28A、28Bと、これら膨張弁28A、28Bの開度を制御するための電装ユニット51とを一体的に備えている。このように、蒸発器21、膨張弁28A、28B及び電装ユニット51をフロントドア14の内面に一体的に配置することにより、これらを一体の電子機器冷却ユニット20として取り扱うことができ、この電子機器冷却ユニット20を熱源機30に接続することにより、簡単に電子機器3の発する熱を冷却することができる。
蒸発器21は、図6及び図7に示すように、上下方向の略中間部を境に上側蒸発部22と下側蒸発部23とに分割されている。上側蒸発部22及び下側蒸発部23は、それぞれ各蒸発部22、23に繋がる細径の液分岐管27A、27Bと、太径のガス管29とを備え、これら液分岐管27A、27B及びガス管29は、フロントドア14のヒンジ66側にまとめて配置されている。本構成では、図6に示すように、ガス管29を液管27(液分岐管27A、27B)よりもフロントドア14のヒンジ66側に配置されている。このため、ガス管29のガス管接続部POUTに繋がる太径のフレキシブルガス管26は、ヒンジ66のより近い位置に配置されるため、フロントドア14を開閉する際に、フレキシブルガス管26の撓み量を小さく抑えることができ、このフロントドア14を小さな力で開閉することができる。
蒸発器21は、図7に示すように、冷媒が流れる冷媒管70と、この冷媒管70に積層配置される複数の放熱用のフィン71とを備えて構成されるフィンチューブ型の熱交換器であり、この蒸発器21の両端には、フィン71を押さえる管板72が配置されている。この管板72は、蒸発器21をフロントドア14(図6参照)に配置する場合に、このフロントドア14側に当該フロントドア14と略平行に延びる取付部72Aを備えて略L字状に形成されている。本実施形態では、この取付部72Aを用いてフロントドア14にねじ止めされることにより、蒸発器21がフロントドア14内に固定されている。
On the inner surface of the
As shown in FIGS. 6 and 7, the
As shown in FIG. 7, the
電装ユニット51は、図6に示すように、蒸発器21の下方領域に配置されている。これによれば、蒸発器21で冷却された空気の一部が下降することにより、電装ユニット51を冷却するため、この電装ユニット51自体に冷却機器を設ける必要がない。さらに、電装ユニット51を蒸発器21の下方に配置したため、この電装ユニット51と熱源機30の電装ユニット61(図3参照)とを接続する内外通信線62(図3参照)は、フレキシブル配管25、26とともに、開口穴2Cを通って上床2Aと下床2Bとの間の床下空間内を引き回されるため、当該内外通信線62の長さを短縮することができる。このため、この内外通信線62がノイズを拾うことが防止され、電子機器冷却ユニット20、すなわち蒸発器21に繋がる各膨張弁28A、28Bを安定して動作させることができる。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態では、フロントドア14の内面には、図5及び図6に示すように、蒸発器21を覆うように、所定径の通気孔73が略一面に形成されたカバー材74が配置されている。このカバー材74は、上記表面材69と同様にパンチングメタル加工が施された板材で形成されており、各通気孔73を通じてフロントドア14を通風可能としている。
カバー材74は、フロントドア14を開放した場合であっても、電子機器冷却ユニット20のサービスマン以外が誤って蒸発器21のフィンに触れることを防止するものである。このカバー材74は、周囲に形成されたねじ孔(不図示)を通じてフロントドア14にねじ止めで固定されている。ここで、ねじ孔の一部をダルマ孔として、カバー材74をフロントドア14に仮止めしたねじに引掛けられるようにすることが望ましい。これによれば、メンテナンス時にカバー材74をフロントドア14に仮固定することができるため、このカバー材74をフロントドア14に容易に着脱することができる。
また、カバー材74は、このカバー材74を取り扱うための一対のハンドル75を備える。このハンドル75は、カバー材74の高さ方向の略中央の縁部にそれぞれ取り付けられており、通風を阻害するものではない。
また、カバー材74には、図5に示すように、このカバー材74をフロントドア14に取り付けた際に、膨張弁28A、28Bに相当する位置に開口76が形成されている。この開口76は、カバー材74を取り外すことなく、膨張弁28A、28Bをメンテナンスするためのものであり、例えば、膨張弁28A、28Bの動作を確認したり、当該膨張弁28A、28Bのコイル部が不良の場合には、この開口76を通じてコイル部の交換が可能である。
また、蒸発器21の下部には、図5及び図6に示すように、蒸発器21から流下したドレン水を受けるドレンパン77が設けられている。このドレンパン77は電装ユニット51の上方に位置しており、上記ドレン水が電装ユニット51に落ちることを防止している。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a
Even when the
The
Further, as shown in FIG. 5, the
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a
次に、電子機器冷却装置40が電子機器3を冷却する動作について説明する。
電子機器3は、機器3内の温度が所定温度を超えるとファン4を駆動し、当該機器3内にコンピュータルーム2の室内空気を取り込む。この場合、室内空気は、電子機器冷却装置40のフロントドア14内側に配置された蒸発器21を通過する際に当該蒸発器21で冷却され、この冷却された空気が電子機器3内に供給されるため、この電子機器3が冷却される。そして、電子機器3の排熱により温められた空気はリアドア12を通じてコンピュータルーム2に排出される。
一般に、電子機器3を収納した複数のサーバラック10が配置されるコンピュータルーム2では、各電子機器3の動作を監視するためにサーバ管理者等がコンピュータルーム2に常駐することはない。このため、コンピュータルーム2は、室内温度が高く(例えば、30℃)ても、電子機器3に導入される空気温度さえ、所定の温度(例えば、25℃)に冷却しておけば、電子機器3は冷却されて安定して動作する。
本実施形態では、キャビネット11の前面の開口64に通気可能なフロントドア14を設け、このフロントドア14には冷凍サイクルを構成する蒸発器21と、28A、28Bと、膨張弁制御用の電装ユニット51とを一体に備え、コンピュータルーム2内の空気をフロントドア14を通して吸込み、この空気をフロントドア14の蒸発器21で冷却して電子機器に送る構成としている。このため、コンピュータルーム2全体を冷却する必要がなく、電子機器3に供給される空気を当該電子機器3を冷却できる程度にまで冷却すれば良い。従って、容量の小さな蒸発器21でも十分に電子機器3を冷却することができ、蒸発器21の小型化を図ることができ、製造コストの低減化を実現できる。
Next, an operation in which the electronic
When the temperature in the
In general, in a
In this embodiment, the
本実施形態によれば、ファン4付きの複数の電子機器3を収納するための前面及び後面が開口したキャビネット11を備え、このキャビネット11の後面の開口65には通気可能なリアドア12を設け、上記ファン4により送風される電子機器3の排熱を含む空気を、このリアドア12を通してコンピュータルーム2に戻す電子機器冷却装置40において、キャビネット11の前面の開口64に通気可能なフロントドア14を設け、このフロントドア14には冷凍サイクルを構成する蒸発器21と、膨張弁28A、28Bと、膨張弁制御用の電装ユニット51とを一体に備えたため、当該蒸発器21、膨張弁28A、28B及び電装ユニット51を1つの電子機器冷却ユニット20として取り扱うことができ、この電子機器冷却ユニット20を、冷凍サイクルを構成する熱源機30に接続することにより、簡単に電子機器3の発する熱を冷却することができる。
また、フロントドア14に配置される蒸発器21には、冷凍サイクルを循環する冷媒が供給されるため、万一冷媒が循環する経路から漏れが生じたとしても、この冷媒によって電子機器3のショートもしくは漏電といった損傷を防止することができる。従って、本実施形態によれば、水を使用することなく電子機器3を効果的に冷却することができる。
According to this embodiment, the front and rear surfaces for housing a plurality of
Moreover, since the refrigerant | coolant which circulates through a refrigerating cycle is supplied to the
また、本実施形態によれば、蒸発器21をフロントドア14の略全域に配置し、蒸発器21につながる液管27、ガス管29及び液管27に設けられる膨張弁28A、28Bをフロントドア14のヒンジ66側にまとめて配置し、電装ユニット51をフロントドア14の下方域に配置したため、上記蒸発器21、膨張弁28A、28B及び電装ユニット51をフロントドア14にまとまりよく配置することができる。さらに、電装ユニット51は、フロントドア14の下方域、すなわち蒸発器21の下方に配置されているため、この蒸発器21で冷却された空気の一部が下降して電装ユニット51を冷却する。このため、電装ユニット51を冷却するための機器を別個に設ける必要が無く、電装ユニット51の構成を簡素化することができる。
In addition, according to the present embodiment, the
本実施形態によれば、蒸発器21は、複数の蒸発部22、23に分割され、各蒸発部22、23に冷媒を選択的に流通可能に形成されているため、例えば、熱負荷の大きいエリアに相当する蒸発部22に流れる冷媒量を多くし、熱負荷の小さいエリアに相当する蒸発部23に流れる冷媒量を少なくするように、各蒸発部22、23に流れる冷媒量を調整することができ、キャビネット11内に段積みで収納された電子機器3を効果的に冷却することができる。
According to the present embodiment, the
以上、一実施形態に基づいて、本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、フロントドア14の内側に蒸発器21を有する電子機器冷却ユニット20を配置した構成について説明したが、図8に示すように、フロントドア14に加えてリアドア12にも蒸発器121(第2蒸発器)を有する電子機器冷却ユニット120を配置しても良い。このリアドア12の内側に配置される電子機器冷却ユニット120は、上記したフロントドア14の内側に配置される電子機器冷却ユニット20と略同様の構成を備えるため、説明を省略する。
蒸発器121は、フレキシブル配管125、126を介して、蒸発器21と並列に冷凍サイクルを構成するメイン冷媒配管31に接続されている。このため、熱源機30の圧縮機32から吐出された冷媒は、メイン冷媒配管31を通じて各蒸発器21、121に供給される。
この実施形態では、電子機器3の排熱を含んだ空気がリアドア12の蒸発器121を通過する際に、当該蒸発器121で冷却されてコンピュータルーム2に排出されるため、コンピュータルーム2の室温が過剰に上昇することや室内に温度分布が発生することが防止される。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, the configuration in which the electronic
The
In this embodiment, when the air containing the exhaust heat of the
また、本実施形態では、蒸発器21を上側蒸発部22及び下側蒸発部23とに分割する場合について説明したが、これに限らず、分割しなくてもよく、また、3つ以上に分割する構成としても良い。具体的には、キャビネット11内の仕切り板11Eが3段の構成であれば、これら仕切り板11Eを境に蒸発器を上下方向に3分割し、また、キャビネット11内の仕切り板11Eが6段の構成であれば、これら仕切り板11Eを境に蒸発器21を上下方向に6分割し、これら複数に分割された各蒸発部にそれぞれ膨張弁をつないで仕切り板11Eの段数に対応した冷媒を流れ制御を行う構成としても良い。
また、本実施形態では、キャビネット11内を上下に2分割する仕切り板11Eを境に蒸発器21を上側蒸発部22と下側蒸発部23との2つに分割する構成について記載したが、これら上側蒸発部22及び下側蒸発部23を更にそれぞれ複数の蒸発部に分割し、これら各蒸発部にそれぞれ膨張弁をつなぐ構成としても良い。この構成によれば、キャビネット11内に収納された電子機器3の稼動状態に合わせて、より細かな冷媒の流れ制御を実施することができ、熱源機30での消費エネルギの低減化を図ることができる。
更に、本実施形態では、キャビネット11内に収納される電子機器3が横長であったため、仕切り板11Eを水平に配置し、キャビネット11の内部を上下方向に分割する構成について説明したが、例えば、縦長の電子機器(不図示)をキャビネット内に収納する場合には、仕切り板を垂直配置して、キャビネット内部を左右方向に分割した構成としても良い。この場合、蒸発器は垂直配置された仕切り板を境に左右方向に分割することが望ましい。
Further, in the present embodiment, the case where the
Further, in the present embodiment, the configuration in which the
Furthermore, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、空冷式の熱源機30を使用する場合について説明したが、これに限らず、水冷式の熱源機を使用してもよい。水冷式の熱源機を使用する場合は、クーリングタワーから延びる水配管とに熱源機を配管接続する構成を採るため、複数の熱源機を重ねて配置でき、熱源機の配置スペースが小さくなる。また、熱源機30から延びるメイン冷媒配管31に空気調和装置を接続し、この空気調和装置によりコンピュータルーム2内の空調を行う構成としてもよい。
また、上記した熱源機30は、四方弁34を有しない冷房(冷却)サイクル専用機の構成としても良い。また、上記熱源機30が備える圧縮機32は、電動機で駆動される形式、いわゆるEHP(電気式ヒートポンプ)形式のものであったが、これに限るものではなく、ガスエンジンの駆動によって圧縮機を駆動させるGHP(ガスヒートポンプ)形式の熱源機としても良い。
また、本実施形態では、サーバラック10が備えるリアドア12及びフロントドア14は片開きのドアであったが、これに限るものではなく、両開きのドアを用いる構成としても良い。この構成によれば、例えば、電子機器の横幅が大きくなることに伴い、キャビネットの幅が広くなったとしても、片開きのものに比べてドアの可動範囲を小さくすることができるため、メンテナンス時の作業を容易に行うことができる。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the air-cooling type
Further, the
In the present embodiment, the
1 電子機器冷却システム
2 コンピュータルーム
2A 上床
2B 下床
2C 開口穴
3 電子機器
4 ファン
10 サーバラック
11 キャビネット
12 リアドア
14 フロントドア
20 電子機器冷却ユニット
21 蒸発器(第1蒸発器)
28A、28B 膨張弁
30 熱源機
40 電子機器冷却装置
51 電装ユニット(電装箱)
64 前面開口
65 後面開口
66 ヒンジ
121 蒸発器(第2蒸発器)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic
28A,
64
Claims (4)
前記キャビネットの前面の開口に通気可能なフロントドアを設け、このフロントドアには冷凍サイクルを構成する第1蒸発器と、膨張弁と、該膨張弁制御用の電装箱とを一体に備え、該フロントドアの内面に前記第1蒸発器を覆うように配置された通気可能なカバー材を備え、室内の空気を前記フロントドアを通して吸込み、この空気を前記フロントドアの第1蒸発器で冷却して前記電子機器に送ることを特徴とする電子機器冷却装置。 A cabinet having front and rear surfaces opened to accommodate a plurality of electronic devices with fans is provided, and a rear door that can be ventilated is provided at the rear surface opening of the cabinet, so that the heat exhausted by the fans is exhausted. In the electronic device cooling apparatus that returns the air containing it to the room through the rear door,
The ventable front door provided on a front face of the opening of the cabinet, comprising a first evaporator constituting a refrigeration cycle for the front door, and the expansion valve, and an electrical component box for controlling the expansion valve integrally, the The front door is provided with a breathable cover member arranged so as to cover the first evaporator, sucks indoor air through the front door, and cools the air with the first evaporator of the front door. An electronic apparatus cooling apparatus, wherein the electronic apparatus cooling apparatus is sent to the electronic apparatus.
前記第1蒸発器につながる冷媒管及び前記膨張弁を前記フロントドアのヒンジ側にまとめて配置し、前記電装箱を前記フロントドアの下方域に配置したことを特徴とする請求項1に記載の電子機器冷却装置。 Disposing the first evaporator over substantially the entire front door;
The refrigerant pipe and the expansion valve connected to the first evaporator are arranged together on the hinge side of the front door, and the electrical box is arranged in a lower area of the front door. Electronic equipment cooling device.
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