专利名称：冷却系统的异常时运转装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却系统的异常时运转装置，尤其涉及使制冷剂在用于对配设于服务器室等机器室内的计算机、服务器等电子设备进行局部冷却的蒸发器和冷凝器中自然循环的冷却系统的异常时运转装置。
背景技术：
近年来，随着信息处理技术的提高和网络环境的发展，所需要的信息处理量增大。用于对各种信息进行大量处理的数据处理中心作为商业引人注目。在该数据处理中心、例如服务器室内，电子设备例如服务器以集约状态设置有很多，昼夜连续地工作。由于服务器要求精密动作，因此，配置有服务器的服务器室需要维持在服务器的使用标准温度的温度环境中。以往，通过利用空调机对服务器室内整体进行冷却，对从服务器放出的热量进行冷却，从而维持适合于服务器的温度环境。但是，近来的服务器的处理速度、处理能力急速提高，来自服务器的发热量越发增力口，对于仅利用空调机对服务器室整体进行冷却的方式而言，不能充分地冷却服务器。鉴于上述背景，如下的冷却系统被采用:通过使制冷剂在蒸发器和冷凝器之间循环，利用蒸发器对服务器进行局部冷却。即，前面具有空气的吸入口、背面具有空气的排出口的服务器被层积收纳在服务器室内的服务器架上，在多个服务器架彼此之间配设有多个蒸发器。而且，吸入热空气的蒸发器的吸气口和服务器的排出口面对相同的空间侧地形成热空间(温熱空間)，吹出冷空气的蒸发器的吹出口和服务器的吸入口面对相同的空间侧地形成冷空间(冷熱空間)。在如上所述排列有服务器架和蒸发器的局部冷却的冷却系统中，从多个架向热空间排出的服务器的热空气，从多个蒸发器的吸气口被吸入并被冷却后，从蒸发器的吹出口作为冷空气向冷空间吹出。然而，在上述冷却系统中，若多个蒸发器中的例如一台蒸发器的冷却能力降低，则被吸入到了蒸发器中的热空间的热空气未被充分冷却地向冷空间吹出。由此，热空间的热再循环到冷却空间。其结果是，冷空间的温度上升而导致空调环境恶化，从而使得服务器从吸入口吸入暖和的空气，成为服务器误工作的原因。专利文献I提出如下技术:为了防止热空间的热能在服务器室内流动并再循环到冷空间，沿架的高度方向设置可伸缩的分隔板。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-25451号公报
发明内容
发明要解决的课题像专利文献I那样沿架的高度方向设置分隔板，可以防止热空间的热能在服务器室流动并再循环到冷空间。但是，在蒸发器的冷却能力降低的异常运转时，不能防止因冷却不足的暖和的空气从蒸发器被吹出而引起的热空气的再循环。从而使得其他的正常的蒸发器的冷却负荷增大，随着时间的经过，导致机器室整体的温度环境恶化。本发明是鉴于上述状况而作出的，其目的在于提供一种冷却系统的异常时运转装置，能够可靠地把握多个蒸发器中的冷却能力产生了异常的蒸发器，并抑制从电子设备排出的热空气在机器室内再循环，因此，可以减轻其他的正常运转的蒸发器的冷却负荷，防止机器室整体的空调环境恶化。用于解决课题的方案为了实现上述目的，在本发明的冷却系统的异常时运转装置中，所述冷却系统具有:多个蒸发器，所述多个蒸发器利用风扇吸入从设置于机器室内的多个电子设备排出的热空气，并通过与在冷却盘管内流动的制冷剂之间的热交换对所述热空气进行冷却后向所述机器室内吹出冷空气；冷凝器，所述冷凝器设置在所述多个蒸发器的上方，对在其与所述蒸发器之间自然循环的制冷剂进行冷却，所述冷却系统通过调节流量调节阀的开度来进行从所述蒸发器吹出的吹出温度的调节，所述流量调节阀对在所述冷却盘管内流动的制冷剂流量进行调节，所述冷却系统的异常时运转装置的特征在于，具有:偏差信息检测构件，所述偏差信息检测构件对所述多个蒸发器的每一个依次检测该蒸发器的最大冷却能力和运转中的现状冷却能力之间的偏差信息；风扇控制构件，所述风扇控制构件针对所述多个蒸发器中的、所述偏差信息超过了预先设定的异常设定值的蒸发器，使所述风扇的转速降低或停止。根据本发明，对多个蒸发器的每一个依次检测该蒸发器的最大冷却能力和运转中的现状冷却能力之间的偏差信息，针对偏差信息超过了预先设定的异常设定值的蒸发器，使蒸发器的风扇转速降低或停止。由此，若多个蒸发器中的例如一台蒸发器的冷却能力检测到异常，则使检测到了异常的蒸发器的风扇转速降低或停止。因此，即便从电子设备排出到了机器室的热空气被吸入到检测到异常的蒸发器，也不会导致未被充分冷却地从蒸发器向机器室吹出。其结果是，可以防止从电子设备排出的热空气在机器室内再循环，因此，一台蒸发器的异常不会影响到其他的正常运转的蒸发器的冷却负荷，不会导致机器室整体的温度环境恶化。在本发明中，优选为，所述风扇控制构件使所述风扇的转速与基于所述偏差信息的所述蒸发器的冷却能力降低率对应地降低，并且，在所述冷却能力降低率超过了阈值时使所述风扇停止。像这样，若根据蒸发器的冷却能力降低率使风扇转速降低，则可以将与现状的冷却能力相当的量的热空气吸入蒸发器并进行冷却。由此，即便在蒸发器产生了异常的情况下，蒸发器也能够以与产生异常前相同的吹出温度向机器室吹出冷空气。而且，在冷却能力降低率过于降低而超过了阈值时，使蒸发器的风扇停止。由此，可以抑制从电子设备排出的热空气在机器室内再循环。在该情况下，阈值根据与其他正常运转着的蒸发器的冷却能力的剩余量的关系进行设定即可。在本发明中，优选为，所述偏差信息检测构件具有:检测所述吹出温度的吹出温度检测构件和检测所述流量调节阀的开度的阀开度检测构件，在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。在此，流量调节阀的开度在全开附近指的是发挥蒸发器的最大冷却能力所需的阀开度，将例如70%以上的阀开度时设定为全开附近，但更优选为80%以上的阀开度。像这样，在从蒸发器吹出的吹出温度为电子设备的规格温度范围的上限以上且流量调节阀的开度在全开附近的情况下，使风扇转速降低或停止，因此，不会将蒸发器的正常运转误认为异常运转而使风扇转速降低或停止。由此，可以高精度地把握蒸发器的冷却能力降低情况并将风扇的转速控制在与冷却能力相应的转速。即，本发明的冷却系统是通过调节对在蒸发器的冷却盘管内流动的制冷剂流量进行调节的流量调节阀的开度来进行从蒸发器吹出的吹出温度的调节的结构，因此，存在从阀开度调节开始到吹出温度变化为止的响应延迟(延时)。例如，即便蒸发器的冷却能力正常，若因干扰(例如从电子设备排出的热空气温度暂时上升的情况)等而导致蒸发器的冷却负荷上升，则也会因上述的响应延迟而存在蒸发器的吹出温度超过规格温度范围的上限的情况。因此，在蒸发器未达到最大冷却能力的状态下，仅根据吹出温度的异常来控制风扇转速时，导致将正常运转误认为异常运转并对风扇转速进行控制，从而不能高精度地把握蒸发器的冷却能力降低情况。在本发明中，优选为，所述偏差信息检测构件还具有对向所述冷却盘管供给的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度检测构件，在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近、并且所述制冷剂温度为用于发挥最大冷却能力的设计温度以下的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。像这样，除吹出温度检测构件和阀开度检测构件之外，还设置有制冷剂温度检测构件，因此，可以更高精度地监视蒸发器的冷却能力的降低情况。即，即便吹出温度为规格温度范围的上限以上且阀开度在全开附近，若制冷剂温度处于设计温度以下，则冷凝器仍正常工作以发挥最大冷却能力。因此，蒸发器的冷却能力的降低可认为是因干扰等而引起的临时变动，因此，在蒸发器未达到最大冷却能力的状态下根据干扰等使风扇转速降低或停止这反而成为误控制的原因。另外，制冷剂温度是自然循环方式的冷却系统是否正常起作用的指标，通过设置制冷剂温度检测构件，可以对自然循环方式的冷却系统自身进行监视。在本发明中，优选为，所述偏差信息检测构件还具有对向所述冷却盘管供给的制冷剂的压力进行检测的制冷剂压力检测构件，在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近、并且所述制冷剂压力为用于发挥最大冷却能力的设计压力以上的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。上述结构是代替制冷剂温度检测构件而设置了制冷剂压力检测构件的结构，其作用效果是相同的。在本发明中，优选为，所述偏差信息检测构件还具有对被吸入所述蒸发器的热空气的吸入温度进行检测的吸入温度检测构件，在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近、并且所述吸入温度和所述吹出温度之间的温度差为用于发挥最大冷却能力的设计温度差以上的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。
像这样，除吹出温度检测构件和阀开度检测构件之外，还设置有吸入温度检测构件，因此，可以更高精度地监视蒸发器的冷却能力的降低情况。即，通过对吸入温度和吹出温度之间的温度差进行监视，可以对蒸发器的冷却能力发挥到哪种程度进行监视。因此，即便吹出温度为规格温度范围的上限以上且阀开度在全开附近，若吸入温度和吹出温度之间的温度差是用于发挥最大冷却能力的设计温度差以下，则冷却能力足够，冷却能力的降低可认为是因干扰而引起的临时变动。因此，在蒸发器未达到最大冷却能力的状态下使风扇转速降低或停止这反而成为误控制的原因。在本发明中，优选为，所述电子设备被层积收纳于前面形成有吸入口并且背面形成有排出口的架上，在多个架彼此之间配设有所述蒸发器，所述蒸发器的所述吸气口和所述架的排出口面对相同的空间侧地形成热空间，所述蒸发器的吹出口和所述架的吸入口面对相同的空间侧地形成冷空间。在上述那样的架和蒸发器的排列的情况下，若多个蒸发器中的例如一台蒸发器的冷却能力降低，则热空间的空气向冷却空间再循环，因此，本发明的异常时运转装置特别有效。发明的效果如以上说明所述，根据本发明的冷却单元的异常时运转装置，能够可靠地把握多个蒸发器中的冷却能力产生了异常的蒸发器，并可以抑制从电子设备排出的热空气在机器室内再循环，因此，可以减轻其他的正常运转的蒸发器的冷却负荷，可以防止机器室整体的温度环境恶化。
图1是说明本发明的冷却系统的整体结构的概念图。图2是说明将服务器层积收纳的服务器架的配置及蒸发器的配置的立体图。图3是图2的俯视图。图4是说明蒸发器的构造及异常时运转装置的第一形态的说明图。图5是说明异常时运转装置的第二形态的说明图。图6是说明异常时运转装置的第三形态的说明图。
具体实施例方式以下，按照附图对本发明的冷却系统的异常时运转装置的优选实施方式进行详细说明。在本实施方式中，作为电子设备，以配置在服务器室的服务器为例进行说明。图1是表示制冷剂自然循环的自然循环方式的冷却系统10的整体结构的概念图。该图所示的冷却系统10如下所述作为对从设置于上下两层的服务器室12的服务器14排出的热风进行局部冷却的系统而构成。另外，在以下的说明中，标在附图标记后的X是与下层的服务器室12X相关的冷却系统的部件，Y是与上层的服务器室12Y相关的冷却系统的部件。首先，对层积收纳有服务器14的架13和蒸发器15的排列进行说明。如图1、图2及图3 (尤其参照图2及图3)所示，在各服务器室12 (12X、12Y)的地板面11上，层积收纳(例如3层)有服务器14的多个服务器架13呈横向一列地设置，并且，在服务器架13彼此之间配置有多个蒸发器15。由此，形成排列有服务器架13和蒸发器15的单元列16，该单元列16隔着规定间隔平行地配置有多个。另外，蒸发器15的配置位置不限于服务器架13彼此之间，关于多个蒸发器15中的一部分蒸发器15，也可以将其配置在单元列16的左右端部。另外，在图2及图3中示出了 2列单元列16，但在实际的服务器室12内设置有很多单元列16。另外，服务器架13的数量和蒸发器15的数量可以任意设定。层积收纳于各服务器架13的服务器14具有空气的吸入口 14A及排出口 14B，并且在内部具有风扇14C，通过驱动该风扇14C，从吸入口 14A吸入服务器室12内的冷空气，从排出口 14B排出伴随着服务器14的排热的热空气。而且，相同的单元列16的蒸发器15的热空气的吸气口 15A和服务器14的排出口14B面对相同的空间侧地形成热空间21，蒸发器15的冷空气的吹出口 15B和服务器14的吸入口 14A面对相同的空间侧地形成冷空间23。另外，在图3中，白箭头表示蒸发器15的空气的流动方向，黑箭头表示服务器14的空气的流动方向。接着，对作为冷却系统的主要结构的蒸发器15和冷凝器22进行说明。如图1所示，蒸发器15经由作为制冷剂液体的流路的液体配管24和作为制冷剂气体的流路的气体配管26与冷凝器22连接。由此，在蒸发器15和冷凝器22之间形成有供制冷剂循环的循环路径。另外，在本实施方式中，作为冷凝器22，以冷却塔22为例进行说明，但也可以将冷冻机和热交换器进行组合。蒸发器15是如下装置:吸入从服务器14排出到了服务器室12内的热空气，在蒸发器内进行冷却后向服务器室12吹出，由此，将服务器室12的温度环境调节成适合于服务器14的规格温度的温度。如图4所示，在蒸发器15的壳体17的相对的侧面中的一个侧面上形成有吸气口15A，并且，在另一个侧面上形成有设置有风扇15C的吹出口 15B。这些吸气口 15A和吹出口15B在壳体17的高度方向上形成有多个(在本实施方式中为三个)。另外，如图4所示，在壳体17内设置有冷却盘管18。冷却盘管18的一端与从上述液体配管24向各层分支的分支液体配管24X、24Y连接，另一端与从上述气体配管26向各层分支的分支气体配管26Χ、26Υ连接。而且，如图1所示，气体配管26的上端与冷却塔22内的热交换盘管28的入口连接，液体配管24的上端与冷却塔22内的热交换盘管28的出口连接。另外，如图4所示，在蒸发器15的各吹出口 15Β附近，设置有对从吹出口 15Β吹出的吹出温度进行检测的吹出温度检测构件25，从各吹出口 15Β吹出的吹出温度被依次输入到控制器27。另外，在向冷却盘管18供给制冷剂液体的液体配管24的蒸发器15入口，设置有对制冷剂液体的流量进行调节的流量调节阀20。而且，控制器27基于吹出温度，按照例如I秒周期对流量调节阀20的开度进行PID控制。在该情况下，控制器27将从各吹出口 15Β吹出的吹出温度的平均吹出温度作为用于控制的吹出温度而使用。另外，对流量调节阀20的开度进行控制的周期不限于I秒周期，控制方式也不限于PID控制。另一方面，冷却塔22是使由蒸发器15气化了的制冷剂气体冷却并使其冷凝的装置，该冷却塔22设置在比蒸发器15高的位置、例如设置在服务器室12的建筑物屋顶等。
如图1所示，冷却塔22的冷却塔主体(壳体)30呈卧式配设，在冷却塔主体30的一端侧形成有取入室外空气的取入口 30A，在另一端侧形成有室外空气的排气口 30B。在冷却塔主体30内设置有热交换盘管28，该热交换盘管28的入口与如上所述从蒸发器15返回的制冷剂气体流动的气体配管26连接，热交换盘管28的出口与向蒸发器15供给的制冷剂液体流动的液体配管24连接。另外，在热交换盘管28的取入口 30A侧设置有洒水机34，并且，在洒水机34的更靠近取入口 30A侧的位置设置有送风风扇36。而且，利用送风风扇36将从冷却塔主体30的取入口 30A被取入的室外空气向热交换盘管28吹送，并且，从洒水机34向热交换盘管28散水。由此，在热交换盘管28内流动的制冷剂气体，被室外空气和喷洒的水冷却并冷凝，液化成制冷剂液体。另一方面，被取入到了冷却塔主体30内的室外空气，从在热交换盘管28内流动的制冷剂气体吸热而温度上升，从排出口 30B作为排出气体被排出。另外，在冷却塔22设置有用于将热交换盘管28出口的制冷剂液体的温度恒定地维持在规定值的冷却塔控制装置42。冷却塔控制装置42由制冷剂液体温度传感器44、送风量调节构件36A和控制器46构成，该制冷剂液体温度传感器44对热交换盘管28出口处的制冷剂液体的温度进行测量，该送风量调节构件36A通过改变送风风扇36的转速来调节从送风风扇36向热交换盘管28吹送的送风量，该控制器46基于制冷剂液体温度传感器44的测量温度控制送风量调节构件36A。另外，在本实施方式中，仅利用冷却塔22将热交换盘管28出口处的制冷剂液体的温度维持在规定值。但是，在像夏季等那样室外空气温度变高、仅利用冷却塔22不能将热交换盘管28出口处的制冷剂液体的温度维持在规定温度的情况下，也可以与冷却塔22并列设置热交换器(未图示)，利用冷冻机(未图示)对流向热交换器的一次冷水进行冷却。通过如上所述构成冷却系统10，在蒸发器15中，利用从服务器14排出的热空气和在冷却盘管18内流动的液体制冷剂之间的热交换，液体制冷剂气化。气化的制冷剂气体在气体配管26中上升并自然输送到冷却塔22中，在冷却塔22中被液化后，液化的液体制冷剂在液体配管24中流下并再次自然输送到蒸发器15中。由此，进行制冷剂的自然循环。在该制冷剂的自然循环中，控制器27基于由吹出温度检测构件25检测到的吹出温度，调节在蒸发器15入口的液体配管24中设置的流量调节阀20的开度，从而调节向蒸发器15的冷却盘管18供给的制冷剂流量。由此，将从服务器14排出到了热空间21中的高温(例如40°C)的热空气吸入到蒸发器15中，将其冷却到服务器14的规格温度范围(例如10°C 30°C)的上限以下(例如25°C以下)并向冷空间23吹出。其结果是，可以将服务器室12的温度环境调节成适合于服务器14的工作环境的温度。另外，作为自然循环的制冷剂，可以公共使用氟利昂或者作为氟利昂代用品的HFC (氢氟碳化合物)等。但是，尤其是在通过单元列16来形成热空间21和冷空间23并进行局部冷却的情况下，若多个蒸发器15中的例如一台蒸发器15的冷却能力产生异常(冷却能力降低)，则被吸入到了蒸发器15中的热空间21的热空气未被充分冷却地向冷空间23吹出。从而使得热空间21的热能再循环到冷空间23。其结果是，冷空间23的温度上升而导致温度环境恶化，从而使得服务器14从吸入口 14A吸入暖和的空气，成为服务器14误工作的原因。因此，如图4所示，在本实施方式中，使由偏差信息检测构件50和风扇控制构件52构成的异常时运转装置的功能附加在前述的控制器27的功能上，所述偏差信息检测构件50对多个蒸发器15的每一个依次检测最大冷却能力和运转中的现状冷却能力之间的偏差信息，所述风扇控制构件52针对多个蒸发器15中的、偏差信息超过了预先设定的异常设定值的蒸发器15,使风扇15C的转速降低或停止。而且，风扇控制构件52使风扇15C的转速与由偏差信息检测构件50检测到异常的蒸发器15的冷却能力降低率对应地降低，并且，在冷却能力降低率超过了阈值时，使风扇15C停止。由此，若多个蒸发器15中的例如一台蒸发器15的冷却能力检测到异常，则使检测到了异常的蒸发器15的风扇15C的转速降低或停止，因此，不存在从服务器14被吸入到了检测到异常的蒸发器15的热空气未被充分冷却地向冷空间23吹出的情况。因此，可以抑制从服务器14排出的热空气从热空间21向冷空间23再循环，因此，可以减轻其他的正常运转的蒸发器15的冷却负荷，不会导致服务器室12整体的空调环境恶化。另外，若根据蒸发器15的冷却能力降低率使风扇15C的转速降低，则可以将与现状的冷却能力相当的量的热空气吸入蒸发器15并进行冷却。由此，即便在蒸发器15产生了异常的情况下，蒸发器15也能够以与产生异常前相同的吹出温度向冷空间23吹出冷空气。而且，在冷却能力降低率过于降低而超过了阈值时，使蒸发器15的风扇停止。关于阈值，根据与其他正常运转着的蒸发器15的冷却能力的剩余量的关系进行适当设定即可。即，在正常运转着的其他蒸发器15的冷却能力的剩余量大的情况下，可以在检测到异常的蒸发器15的冷却能力降低率小的阶段设定阈值。在其他蒸发器15的冷却能力的剩余量小的情况下，由于即便只是一点点仍需要使用检测到异常的蒸发器15，因此，在冷却能力降低率大的阶段设定阈值。顺便说一下，在具有压缩机、使制冷剂强制循环这种方式的情况下，在改变了蒸发器15的风扇转速时，若不同时调节压缩机，则存在蒸发器15产生结露的危险，因此，需要根据蒸发器15的异常检测情况进行压缩机的调节，这导致控制系统变得复杂。但是，若是使制冷剂自然循环的方式，则即便改变蒸发器15的风扇15C的转速，也不担心结露，因此，可以构建仅实施风扇转速控制的简单的异常时控制系统。接着，作为如上所述构成的异常时运转装置的偏差信息检测构件50和风扇控制构件52的优选的具体形态，说明三种形态。(异常时运转装置的第一形态)如图4所示，偏差信息检测构件50由上述的吹出温度检测构件25和检测流量调节阀20的开度的阀开度检测构件54构成。而且，在吹出温度为服务器14的规格温度范围的上限以上且流量调节阀20的开度在全开附近的情况下，风扇控制构件52使风扇15C的转速降低或停止。另外，作为阀开度检测构件54，可以采用例如编码器。即，可以利用编码器检测流量调节阀20的阀转速，根据阀转速和阀开度之间的关系求出阀开度，可以将例如阀开度70%以上设定为全开附近。更优选将阀开度80%以上设为全开附近。因此，在第一形态中，在服务器14的规格温度范围例如是10°C 30°C的情况下，当吹出温度超过30°C且阀开度为70%以上时，使蒸发器15的风扇15C的转速降低或停止。像这样，作为偏差信息检测构件50，不仅采用吹出温度检测构件25，而且采用阀开度检测构件54，从而不会将蒸发器15的正常运转误认为异常运转而使风扇15C的转速降低或停止。由此，可以高精度地检测蒸发器15的冷却能力降低情况并将风扇15C的转速控制在与冷却能力相应的转速。
S卩，如上所述制冷剂自然循环的冷却系统10基于来自蒸发器15的吹出温度调节流量调节阀20的开度以便控制向冷却盘管18内流动的制冷剂流量，从而将从蒸发器15吹出的吹出温度调节到例如25°C。因此，存在从对阀开度进行调节开始到吹出温度进行变化为止的响应延迟(延时)。例如，即便蒸发器15的冷却能力正常，若从服务器14排出的热空气的温度暂时上升而使得蒸发器15的冷却负荷上升，则也会因上述的响应延迟而存在蒸发器15的吹出温度暂时上升并超过规格温度范围的上限的情况。在这种情况下，若仅根据吹出温度使风扇15C的转速降低或停止，则导致将正常运转误认为异常运转并对风扇转速进行控制。(异常时运转装置的第二形态)如图5所示，偏差信息检测构件50除具有第一形态的吹出温度检测构件25和阀开度检测构件54之外，还具有检测向冷却盘管18供给的制冷剂的温度的制冷剂温度检测构件56。而且，在吹出温度为服务器14的规格温度范围的上限以上且流量调节阀20的开度在全开附近、并且制冷剂温度在用于发挥最大冷却能力的设计温度以下的情况下，风扇控制构件52使风扇15C的转速降低或停止。另外，虽然如上所述在冷却塔22的热交换盘管28出口也设置有对制冷剂液体的温度进行检测的制冷剂液体温度传感器44，但由于在从冷却塔22开始到蒸发器15为止的液体配管24中制冷剂温度或多或少变化，因此，制冷剂温度检测构件56优选设置在蒸发器15的入口。在异常时运转装置的第二形态中，除吹出温度检测构件25和阀开度检测构件54之外，还设置有制冷剂温度检测构件56，因此，可以更高精度地监视蒸发器15的冷却能力的降低情况。即，即便蒸发器15的吹出温度为规格温度范围的上限以上且流量调节阀20的阀开度在全开附近，若制冷剂温度处于用于发挥最大冷却能力的设计温度以下，则冷却塔22仍正常工作，冷却能力降低可认为是因干扰等而引起的临时变动。因此，尽管蒸发器15未达到最大冷却能力仍根据干扰等使风扇15C的转速降低或停止这反而成为误控制的原因。另外，向蒸发器15供给的制冷剂的制冷剂温度是自然循环方式的冷却系统10是否正常起作用的指标，通过设置制冷剂温度检测构件56，可以对自然循环方式的冷却系统10整体是否存在异常进行监视。另外，也可以将制冷剂温度检测构件56替换为制冷剂压力检测构件(未图示)。制冷剂压力检测构件的设置场所只要在流量调节阀20出口和蒸发器15出口之间即可，可以设置在任意位置。(异常时运转装置的第三形态)如图6所示，偏差信息检测构件50除具有第一形态的吹出温度检测构件25和阀开度检测构件54之外，还具有对被吸入到蒸发器15的吸气口 15A的热空气的吸气温度进行检测的吸气温度检测构件58。而且，在吹出温度为服务器14的规格温度范围的上限以上且流量调节阀20的开度在全开附近、并且蒸发器15的吸气温度和吹出温度之间的温度差为用于发挥最大冷却能力的设计温度差以上的情况下，风扇控制构件52使风扇15C的转速降低或停止。例如，在蒸发器15的正常运转中，在蒸发器15存在将40°C的吸气温度冷却到25°C的吹出温度这种冷却能力的情况下，设计温度差为15°C。因此，在吹出温度为服务器14的规格温度范围的上限以上且流量调节阀20的开度在全开附近的情况下，若吸气温度和吹出温度之间的设计温度差达到15°C以上，则使风扇15C的转速降低或停止。S卩，通过对蒸发器15的吸气温度和吹出温度之间的温度差进行监视，可知蒸发器的冷却能力发挥到哪种程度。因此，即便吹出温度为规格温度范围的上限以上且阀开度在全开附近，若吸气温度和吹出温度之间的温度差是用于发挥最大冷却能力的设计温度差以下，则冷却能力足够，冷却能力的降低可认为是因干扰而引起的临时变动。因此，在蒸发器15未达到最大冷却能力的状态下使风扇转速降低或停止这反而成为误控制的原因。像这样，根据本发明的实施方式，能够可靠地把握多个蒸发器15中的冷却能力产生了异常的蒸发器15，并可以抑制从服务器14排出的热空气再循环到冷空间，因此，可以减轻其他的正常运转的蒸发器15的冷却负荷，可以防止服务器室12整体的温度环境恶化。另外，在本实施方式中，作为电子设备的例子，说明了服务器14，但也可以适用于例如像半导体制造设备等那样需要精密的温度控制并且其自身的发热量大的电子设备的整个冷却系统。附图标记说明10冷却系统、11地板面、12服务器室、13架、14服务器、14A吸入口、14B排出口、14C风扇、15蒸发器、15A吸气口、15B吹出口、15C风扇、16单元列、18冷却盘管、20流量调节阀、21热空间、22冷却塔(冷凝器)、23冷空间、24液体配管、24X、24Y分支管、25吹出温度检测构件、26气体配管、26X、26Y分支管、28热交换盘管、30冷却塔主体、34洒水机、36送风风扇、36A送风量调节构件、42控制机构、44制冷剂液体温度传感器、46控制器、50偏差信息检测构件、52风扇控制构件、54阀开度检测构件、56制冷剂温度检测构件、58吸气温度检测构件
权利要求
1.一种冷却系统的异常时运转装置，该冷却系统具有: 多个蒸发器，所述多个蒸发器利用风扇吸入从设置于机器室内的多个电子设备排出的热空气，并通过与在冷却盘管内流动的制冷剂之间的热交换对所述热空气进行冷却后向所述机器室内吹出冷空气； 冷凝器，所述冷凝器设置在所述多个蒸发器的上方，对在其与所述蒸发器之间自然循环的制冷剂进行冷却， 所述冷却系统通过调节流量调节阀的开度来进行从所述蒸发器吹出的吹出温度的调节，所述流量调节阀对在所述冷却盘管内流动的制冷剂流量进行调节， 所述冷却系统的异常时运转装置的特征在于，具有: 偏差信息检测构件，所述偏差信息检测构件对所述多个蒸发器的每一个依次检测该蒸发器的最大冷却能力和运转中的现状冷却能力之间的偏差信息； 风扇控制构件，所述风扇控制构件针对所述多个蒸发器中的、所述偏差信息超过了预先设定的异常设定值的蒸发器，使所述风扇的转速降低或停止。
2.如权利要求1所述的冷却系统的异常时运转装置，其特征在于， 所述风扇控制构件使所述风扇的转速与基于所述偏差信息的所述蒸发器的冷却能力降低率对应地降低，并且，在所述冷却能力降低率超过了阈值时使所述风扇停止。
3.如权利要求1或2所述的冷却系统的异常时运转装置，其特征在于， 所述偏差信息检测构件具有:检测所述吹出温度的吹出温度检测构件和检测所述流量调节阀的开度的阀开度检测构件， 在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。
4.如权利要求3所述的冷却系统的异常时运转装置，其特征在于， 所述偏差信息检测构件还具有对向所述冷却盘管供给的制冷剂的温度进行检测的制冷剂温度检测构件， 在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近、并且所述制冷剂温度为用于发挥最大冷却能力的设计温度以下的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。
5.如权利要求3所述的冷却系统的异常时运转装置，其特征在于， 所述偏差信息检测构件还具有对向所述冷却盘管供给的制冷剂的压力进行检测的制冷剂压力检测构件， 在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近、并且所述制冷剂压力为用于发挥最大冷却能力的设计压力以上的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。
6.如权利要求3所述的冷却系统的异常时运转装置，其特征在于， 所述偏差信息检测构件还具有对被吸入所述蒸发器的热空气的吸入温度进行检测的吸入温度检测构件， 在所述吹出温度为所述电子设备的规格温度范围的上限以上且所述流量调节阀的开度在全开附近、并且所述吸入温度和所述吹出温度之间的温度差为用于发挥最大冷却能力的设计温度差以上的情况下，所述风扇控制构件使所述风扇转速降低或停止。
7.如权利要求1 6中任一项所述的冷却系统的异常时运转装置，其特征在于，所述电子设备被层积收纳于前面形成有吸入口并且背面形成有排出口的架上，在多个架彼此之间配设有所述蒸发器， 所述蒸发器的所述吸气口和所述架的排出口面对相同的空间侧地形成热空间，所述蒸发器的吹出口和所述架的吸 入口面对相同的空间侧地形成冷空间。
全文摘要
一种冷却系统的异常时运转装置，该冷却系统具有多个蒸发器，其利用风扇吸入从设置于机器室内的多个电子设备排出的热空气，并通过与在冷却盘管内流动的制冷剂之间的热交换对所述热空气进行冷却后向所述机器室内吹出冷空气；冷凝器，其设置在所述多个蒸发器的上方，该冷凝器对在其与所述蒸发器之间自然循环的制冷剂进行冷却，所述冷却系统通过调节流量调节阀的开度来进行从所述蒸发器吹出的吹出温度的调节，所述流量调节阀对在所述冷却盘管内流动的制冷剂流量进行调节。所述冷却系统的异常时运转装置具有偏差信息检测构件，其对所述多个蒸发器的每一个依次检测该蒸发器的最大冷却能力和运转中的现状冷却能力之间的偏差信息；风扇控制构件，其针对所述多个蒸发器中的、所述偏差信息超过了预先设定的异常设定值的蒸发器，使所述风扇的转速降低或停止。
文档编号F24F11/02GK103154624SQ20118004893
公开日2013年6月12日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年8月10日
发明者头岛康博, 伊藤润一, 吉田伴博, 仙田昌克, 三上照夫, 泽本英雄, 出居昭男, 古谷野宏一 申请人:株式会社日立工业设备技术, 株式会社日立制作所