(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数の発熱する電子機器とその電子機器を冷却する冷却装置とを備えているデータセンタの補助用冷却装置において、
前記電子機器に熱伝達可能に接触させられたコールドプレートと、
前記コールドプレートを介して前記電子機器の熱が伝達される熱輸送媒体と、
前記冷却装置で冷却される他の熱輸送媒体と、
それら熱輸送媒体と他の熱輸送媒体との間で熱交換をおこなう熱交換器と、
前記コールドプレートと前記熱交換器との間で前記熱輸送媒体を循環させる第１の熱循環回路と、
熱媒体を貯留するとともに外部に対して断熱されたタンクと前記熱媒体の温度に比較して前記外部の温度が低温かつ所定温度以下の場合に前記熱媒体の熱を外気に放熱することにより前記熱媒体を凝固させて蓄冷する熱輸送方向が一方向のヒートパイプとを有する蓄冷部と、
前記熱交換器と前記冷却装置との間で前記他の熱輸送媒体を循環させる第２の熱循環回路と、
前記第２の熱循環回路に介装され前記熱交換器に対する冷熱の供給源を前記冷却装置から前記蓄冷部に切り換える切換手段と、
その切換手段を介して前記熱交換器と前記蓄冷部との間で前記他の熱輸送媒体を循環させる第３の熱循環回路と、
前記第２の熱循環回路における前記冷却装置から前記熱交換器に向けた前記他の熱輸送媒体の流動方向で前記切換手段よりも前記熱交換器側に介装されたポンプと、
前記電子機器の温度変化と前記冷却装置の運転状態との少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出した前記電子機器の温度変化と前記冷却装置の運転状態との少なくともいずれか一方に基づいて前記冷却装置に不具合が生じていると判断された場合に、前記第３の熱循環回路を前記他の熱輸送媒体が循環するように前記切換手段を操作する制御手段とを備えていることを特徴とするデータセンタの補助用冷却装置。
【請求項２】
前記蓄冷部における前記タンクは、コンクリートによって構成されて地中に設けられることを含み、
前記熱媒体は、水を含み、
前記ヒートパイプは、その蒸発部が前記タンクの内部に貯留される前記水に浸漬されるとともに、その凝縮部が地上に露出されるように鉛直に配置されたサーモサイホン式ヒートパイプを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のデータセンタの補助用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データセンタを冷却するための冷却装置に不具合が生じた場合に、その冷却装置に換わってデータセンタを冷却する補助用冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データセンタの補助用冷却装置として、チラーユニットを主要な構成とした装置が知られている。この種の装置は、チラーユニットに不具合が生じた場合に備えてデータセンタを冷却するための冷水を多量に、かつ常時確保する必要があることから、その装置全体の構成が大型化したり、またその維持管理あるいはチラーユニットを継続運転するための費用が増大する。そのため、補助用冷却装置のいわゆるランニングコストを低減することが望まれる。
【０００３】
例えば特許文献１には、地上建屋内または地下空間内に製氷ピットを設け、この製氷ピットにヒートパイプによって冬季の冷熱を蓄冷するように構成された発明が記載されている。すなわち、冬季の冷熱によって製氷して蓄冷し、その蓄冷熱によって地上に設けられた低温倉庫内の温度を低温にすることにより、低温倉庫内のチラーユニットのランニングコストを低減するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−２０７８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載されているように、蓄冷熱によって低温倉庫内を冷却すれば、チラーユニットのランニングコストを低減できる。しかしながら、特許文献１に記載された技術は、飽くまでも蓄冷熱を利用することによりチラーユニットによる庫内の冷却を補助あるいは低減するための技術である。したがって、チラーユニットに不具合が生じた場合には庫内を冷却できない虞がある。
【０００６】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、データセンタを冷却するための冷却装置に不具合が生じた場合に、データセンタを冷却することができ、かつ従来に比較してランニングコストを抑制できるデータセンタの補助用冷却装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、少なくとも複数の発熱する電子機器とその電子機器を冷却する冷却装置とを備えているデータセンタの補助用冷却装置において、前記電子機器に熱伝達可能に接触させられたコールドプレートと、前記コールドプレートを介して前記電子機器の熱が伝達される熱輸送媒体と、前記冷却装置で冷却される他の熱輸送媒体と、それら熱輸送媒体と他の熱輸送媒体との間で熱交換をおこなう熱交換器と、前記コールドプレートと前記熱交換器との間で前記熱輸送媒体を循環させる第１の熱循環回路と、熱媒体を貯留するとともに外部に対して断熱されたタンクと前記熱媒体の温度に比較して前記外部の温度が低温かつ所定温度以下の場合に前記熱媒体の熱を外気に放熱することにより前記熱媒体を凝固させて蓄冷する熱輸送方向が一方向のヒートパイプとを有する蓄冷部と、前記熱交換器と前記冷却装置との間で前記他の熱輸送媒体を循環させる第２の熱循環回路と、前記第２の熱循環回路に介装され前記熱交換器に対する冷熱の供給源を前記冷却装置から前記蓄冷部に切り換える切換手段と、その切換手段を介して前記熱交換器と前記蓄冷部との間で前記他の熱輸送媒体を循環させる第３の熱循環回路と、前記第２の熱循環回路における前記冷却装置から前記熱交換器に向けた前記他の熱輸送媒体の流動方向で前記切換手段よりも前記熱交換器側に介装されたポンプと、前記電子機器の温度変化と前記冷却装置の運転状態との少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出した前記電子機器の温度変化と前記冷却装置の運転状態との少なくともいずれか一方に基づいて前記冷却装置に不具合が生じていると判断された場合に、前記第３の熱循環回路を前記他の熱輸送媒体が循環するように前記切換手段を操作する制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蓄冷部における前記タンクは、コンクリートによって構成されて地中に設けられることを含み、前記熱媒体は、水を含み、前記ヒートパイプは、その蒸発部が前記タンクの内部に貯留される前記水に浸漬されるとともに、その凝縮部が地上に露出されるように鉛直に配置されたサーモサイホン式ヒートパイプを含むことを特徴とするデータセンタの補助用冷却装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、蓄冷部は、その内部に貯留される熱媒体の温度に比較して蓄冷部の外部の温度が低温かつ所定温度以下の場合に作動し、その熱輸送方向が一方向のヒートパイプによって、言い換えれば、ヒートパイプのいわゆる熱ダイオード特性によって受動的に熱媒体の熱を熱輸送して外気に放熱し、熱媒体を凝固させることにより冷熱を蓄えるように構成されている。言い換えれば、このヒートパイプはその熱ダイオード特性により、蓄冷部の内部に貯留される熱媒体の温度に比較して外気温が高い場合には、受動的に熱輸送を停止するように構成されている。またこの蓄冷部は、データセンタを冷却する冷却装置に並列に設けられており、切換手段を操作することによって、データセンタに冷熱を供給するいわゆる冷熱源を冷却装置から蓄冷部に切り換えられるように構成されている。すなわち、蓄冷部は、ヒートパイプの熱輸送方向が一方向であるから、いわゆる熱の逆流を防止もしくは抑制され、その外部からその内部に熱が輸送されることにより蓄冷した冷熱を損失することを防止もしくは抑制できる。蓄冷部は、熱媒体を凝固させて蓄冷し、その凝固潜熱によってデータセンタを冷却するように構成されているので、例えば冷水によって蓄冷する場合に比較して、蓄冷部の大きさを小さくでき、その建設コストを低減できる。言い換えれば、蓄冷部は、例えば冷水によって蓄冷する場合に比較して、その装置全体の大きさを小さくできる。そして、蓄冷部はヒートパイプのいわゆる熱ダイオード特性によって受動的に冷熱を蓄えるように構成されているので、チラーユニットなどの機械装置を用いた補助用冷却装置に比較して、そのランニングコストを低減できる。また、これにより、チラーユニットなどの機械装置を用いた補助用冷却装置に比較して、いわゆる二酸化炭素の排出量を低減できる。さらにまた、ヒートパイプは、熱の流れが一方向に制御されているので、蓄冷部の内部に貯留される熱媒体の温度に比較して外気温が高い場合には、ヒートパイプは受動的に熱輸送を停止し、いわゆる熱の逆流を防止もしくは抑制し、冷熱の損失を防止もしくは抑制できる。さらに、熱媒体を貯留するタンクは断熱されているので、冷熱の損失を防止もしくは抑制できる。
【００１０】
またこの発明によれば、蓄冷部は、サーモサイホン式ヒートパイプによって水を冷却し、氷結させることにより蓄冷するように構成されている。また、その水を貯留するタンクはコンクリートによって構成されるとともに地中に設けられている。したがって、蓄冷部は、水の凝固潜熱によってデータセンタを冷却するので、チラーユニットなどの機械装置を用いた補助用冷却装置に比較して、装置全体の大きさを小さくすることができる。また、蓄冷部を地上に設ける場合に比較してその断熱性を向上させることができる。さらにまた、タンクはコンクリートによって構成されるので、従来の補助用冷却装置に比較して、建設コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係るデータセンタの補助用冷却装置の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎにこの発明を更に具体的に説明する。この発明は、データセンタを冷却するチラーユニットなどの冷却装置にいわゆる不具合が生じた場合に、そのチラーユニットなどの冷却装置に換わってデータセンタを冷却する補助用冷却装置に関するものである。そのチラーユニットの不具合は、例えばデータセンタにおける冷却不良などであり、例えばデータセンタにおける温度変化を検出したり、チラーユニットの運転状態をモニターするなど適宜の手段によって検出される。この発明に係る補助用冷却装置は、ヒートパイプとそのヒートパイプによって外気の冷熱を熱輸送し、熱媒体を凝固させることにより冷熱を蓄える蓄冷部とを備えている。このヒートパイプは、サーモサイホン式ヒートパイプなどの熱輸送の方向が一方向に制御あるいは限定されたいわゆる熱ダイオード特性を有するものであればよい。そのヒートパイプは、例えば、気密性のある中空のコンテナの内部に加熱されて蒸発し、かつ放熱して凝縮することにより、潜熱の形で熱を輸送する作動流体が封入されて構成されている。
【００１３】
コンテナは、要は、気密性のある中空の容器であり、例えば中空管が使用される。このコンテナは、その内部と外部との間で熱を伝達する必要があるので、熱伝導率の高い素材で構成されていることが好ましく、例えば銅管を使用することが好ましい。
【００１４】
作動流体は加熱されて蒸発し、かつ放熱して凝縮することにより、潜熱の形で熱を輸送する流体である。この発明では、前述した熱媒体を凝固させる必要があるので、その一例を挙げると、作動流体は、その沸点が１０℃以下のアンモニアあるいはＲ−２３４ａなどの代替フロンなどを使用することが好ましい。この作動流体は、コンテナの内部から空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で、コンテナの内部に封入される。
【００１５】
前述した蓄冷部は、所定のタンクを備え、その内部に所定の熱媒体が貯留されている。そして、その熱媒体に前述したヒートパイプが鉛直に設けられており、その一方の端部が浸漬され、他方の端部が大気中に露出されて構成されている。したがって、タンクの内部に貯留される熱媒体の熱をヒートパイプによって熱輸送して大気中に放熱することにより、熱媒体を冷却あるいは状態変化、すなわち凝固させることにより蓄冷するように構成されている。言い換えれば、前述したように、このヒートパイプは、熱ダイオード特性を有しているので、タンク内部に貯留される熱媒体の温度に比較してタンク外部の温度が高い場合には、タンク外部からタンク内部に熱輸送できないようになっている。このタンクは、冷熱をいわゆる非常時に備えて蓄えるものであるから、外部に対して熱伝導率の低い素材で構成されていることが好ましい。その一例を挙げると、そのタンクは、例えばコンクリートによって形成される。熱媒体は、前述したように冷却あるいは凝固させられて冷熱を蓄えるものであり、その一例を挙げると、水あるいは水に所定量かつ任意の防錆剤を溶解させた水溶液などを使用できる。
【００１６】
また、データセンタと蓄冷部との間には、例えば熱輸送媒体を循環させる熱循環回路が形成されており、これらの間で熱交換できるようになっている。その熱輸送媒体を循環させる回路には例えば中空管が使用される。熱輸送媒体は、熱交換することにより熱を輸送する流体であり、その一例を挙げると、水あるいは水に所定量かつ任意の防錆剤を溶解させた水溶液、エチレングリコールあるいは塩化カルシウムなどを主成分とし、凝固点が摂氏０℃以下になるように調整されたいわゆるブライン（不凍液と呼ばれることがある）などが使用される。なお、データセンタとチラーユニットとの間には、同様に熱循環回路が形成されており、これらの間で熱交換できるようになっている。データセンタと蓄冷部との間の熱循環回路は、データセンタとチラーユニットとの間の熱循環回路に対して並列に設けられている。
【００１７】
また、この発明では、チラーユニットにいわゆる不具合が生じた場合に、データセンタに冷熱を供給する冷熱源をチラーユニットから蓄冷部に切り換える切換手段が設けられている。この切換手段は、データセンタとチラーユニットとの間の熱循環回路をデータセンタと蓄冷部との間の熱循環回路に切り換えるものであり、具体的には、データセンタとチラーユニットとの間の熱循環回路を閉じて、データセンタと蓄冷部との間の熱循環回路を開くことにより、データセンタと蓄冷部との間で熱輸送媒体を循環流動させて熱交換できるようになっている。この切換手段には、例えば熱輸送媒体の流動する経路をデータセンタとチラーユニットとの間の熱循環回路からデータセンタと蓄冷部との間の熱循環回路に切り換える切替弁などが挙げられる。さらにまたこの発明では、熱循環回路における切替弁よりもデータセンタ側に、その熱循環回路に熱輸送媒体を流動させるためのポンプが設けられている。すなわち、熱循環回路における切替弁よりもデータセンタ側にポンプを設けることにより、複数のポンプを設けることなく、一つのポンプで熱輸送媒体を送液できるようになっている。
【００１８】
したがって、この発明に係るデータセンタの補助用冷却装置では、蓄冷部に貯留される熱媒体に比較して外気の温度が低くなり、かつその外気温が所定温度以下になると、前述したヒートパイプは、その熱ダイオード特性により受動的に蓄冷を開始する。これとは反対に、蓄冷部に貯留される熱媒体に比較して外気の温度が高くなったり、外気温が所定温度以上になると、ヒートパイプは、受動的に蓄冷を停止する。その結果、ヒートパイプのいわゆる熱ダイオード特性によって受動的に蓄冷部に冷熱を蓄えるので、チラーユニットなどを主要な構成とした補助用冷却装置に比較して、いわゆる平常時における補助用冷却装置のランニングコストを低減できる。具体的には、いわゆる非常時に備えて、水などの熱媒体を冷却するための工程を省くことができる。また、これにより、チラーユニットなどを主要な構成とした補助用冷却装置に比較して、いわゆる二酸化炭素の排出量を低減できる。この発明では、熱媒体を凝固させ、その凝固潜熱によってデータセンタを冷却するので、冷水を蓄える補助用冷却装置に比較して蓄冷部の大きさを小さくでき、その建設コストを低減できる。言い換えれば、小さな補助用冷却装置とすることができる。そして、データセンタを冷却するチラーユニットにいわゆる不具合が生じた場合には、蓄冷部を冷熱源として機能させ、その凝固潜熱によってデータセンタを冷却できる。
【００１９】
つぎにこの発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１に、この発明に係るデータセンタの補助用冷却装置の一例を模式的に示してある。図１に示す例では、データセンタ１は、所定の建屋２を備え、その室内に少なくとも複数のサーバラック３が設けられている。この建屋２は、要は、サーバラック３を収容するためのいわゆる中空の容器であり、したがって、例えば建設建物あるいは輸送用コンテナなど適宜のものであってよい。各サーバラック３には、少なくとも複数のサーバ４が収容されている。各サーバ４は、少なくとも複数のＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリなどの発熱する電子部品５が配設された基板を備えており、各電子部品５は、熱交換によりこれらを直接的に冷却するコールドプレート６に熱伝達可能に接触されている。
【００２０】
コールドプレート６は、例えば中空のプレート状に形成され、その中空の内部を熱輸送媒体が流通するようになっている。また、コールドプレート６は、熱交換機７に熱伝達可能に接続されており、コールドプレート６と熱交換機７とは、例えば所定の管路によって接続されており、その管路に熱輸送媒体を循環させることにより第一の熱循環回路が形成されている。言い換えれば第一の熱サイクルが形成されている。この管路は例えば中空管によって構成されていて、その途中にポンプ８が介装されている。このポンプ８は、管路に熱輸送媒体を流動させるためのものであり、熱輸送媒体は、ポンプ８によって送液されてコールドプレート６と熱交換機７との間を循環するようになっている。
【００２１】
熱交換機７は、要は、相対的に高温の流体と相対的に低温の流体との間で熱の交換をおこなうものであり、プレート型熱交換機など適宜の熱交換機を使用することができる。また、熱輸送媒体は、熱を輸送する流体であり、その一例を挙げると、水あるいは水に所定量かつ任意の防錆剤を溶解させた水溶液、エチレングリコールあるいは塩化カルシウムなどを主成分とし、凝固点が摂氏０℃以下になるように調整されたいわゆるブライン（不凍液と呼ばれることがある）などが使用される。
【００２２】
したがって、熱交換機７から、熱交換により低温にされた熱輸送媒体がコールドプレート６に送液され、コールドプレート６においてその低温の熱輸送媒体と電子部品５とが熱交換することにより電子部品５が冷却されるようになっている。そして、その熱交換によってその温度が高くなった熱輸送媒体は、熱交換機７に戻されるとともに熱交換され、その温度が低下させられてコールドプレート６に送液されるようになっている。
【００２３】
熱交換機７は、チラーユニット９に熱伝達可能に接続されている。すなわち、前述したコールドプレート６において高温にされた熱輸送媒体と、チラーユニット９から送液された低温の熱輸送媒体とを熱交換することにより前述したコールドプレート６において高温にされた熱輸送媒体を冷却するようになっている。これらの熱交換機７とチラーユニット９とは、所定の管路によって接続されており、その管路に熱輸送媒体を循環させることにより第二の熱循環回路が形成されている。言い換えれば、第二の熱サイクルが形成されている。その管路は例えば中空管によって構成されており、その途中にポンプ１０が介装されている。したがって、熱輸送媒体はポンプ１０によって送液されてその中空管の内部を流動し、熱交換機７とチラーユニット９との間で循環されながら熱を輸送するようになっている。
【００２４】
チラーユニット９は、要は、代替フロンなどの冷媒の圧縮・膨張にともなう潜熱によって熱を移動させるいわゆるヒートポンプである。チラーユニット９は、その主要な構成として、冷媒を加圧して圧縮する圧縮機１１と、その圧縮された冷媒の熱を外部に対して放熱させる凝縮器１２と、凝縮されるとともに放熱されて低温にされた冷媒を膨張させる膨張弁１３と、膨張することにより低温になった冷媒に周囲の熱を吸熱させる蒸発器１４とを備えている。したがって、熱交換機７で熱交換され、高温になった熱輸送媒体は、ポンプ１０によって送液されてチラーユニット９に供給され、チラーユニット９の蒸発器１４においてその熱が冷媒に吸熱されることにより冷却されるようになっている。これとは反対に、チラーユニット９で熱交換され、低温になった熱輸送媒体は、ポンプ１０によって熱交換機７に供給され、熱交換機７において電子部品５の熱を奪った熱輸送媒体と熱交換するようになっている。すなわち、第一の熱サイクルと第二の熱サイクルとの間で熱交換するようになっている。
【００２５】
チラーユニット９の凝縮器１２は、図１に示す例では、外部に設けられた冷却塔１５に熱伝達可能に接続されている。より具体的には、これらの間を冷却水がポンプ１６によって循環流動するようになっており、前述した冷媒の熱をその冷却水に対して放熱するようになっている。冷却水に伝達された熱は冷却塔１５においてファン１７などによって大気中に放熱されるようになっている。
【００２６】
また、前述した熱交換機７に対してチラーユニット９と並列に、この発明に係る蓄冷部１８が熱伝達可能に接続されている。すなわち、熱交換機７において、前述したコールドプレート６において高温にされた熱輸送媒体と、蓄冷部１８から送液された低温の熱輸送媒体とを熱交換することにより前述したコールドプレート６において高温にされた熱輸送媒体を冷却するようになっている。これらの熱交換機７と蓄冷部１８とは、所定の管路によって接続されており、その管路に熱輸送媒体を循環させることにより第三の熱循環回路が形成されている。言い換えれば、第三の熱サイクルが形成されている。
【００２７】
図１に示す例では、蓄冷部１８は、所定のタンク１９とサーモサイホン式ヒートパイプ２０とを備えている。タンク１９は、要は中空の容器であり、その内部には、冷熱を蓄える所定の熱媒体が貯留されている。また、タンク１９は、その内部に熱媒体の凝固潜熱により冷熱を蓄えるものであり、したがって外部に対して断熱あるいは熱伝導率の低い素材で構成されていることが好ましく、例えばコンクリートによって構成される。タンク１９に貯留される熱媒体は、要は、冷熱を凝固潜熱の形で蓄えるものであり、したがって、コストなどの観点から例えば水あるいはその水に所定量かつ任意の防錆剤を溶解させた水溶液が好ましい。
【００２８】
また、サーモサイホン式ヒートパイプ２０は、前述したように、熱の流れが一方向に制御あるいは限定されたいわゆる熱ダイオード特性を有するものであり、例えば蒸発部において加熱されて蒸発した作動流体が相対的に低温、低圧力の凝縮部に移動して凝縮され、その凝縮した作動流体が重力により蒸発部に還流されるように構成されている。より具体的に説明すると、サーモサイホン式ヒートパイプ２０は、例えば気密性のある所定の中空の容器の内部に空気などの非凝縮性ガスを脱気した状態で作動流体が封入されて構成されている。その容器は、例えば中空管であり、またその内部と外部との間で熱を伝達する必要があるので、その中空管は熱伝導率の高い素材で構成されていることが好ましく、例えば銅管を使用することが好ましい。作動流体は加熱されて蒸発し、かつ放熱して凝縮することにより、潜熱の形で熱を輸送する流体であり、この発明では、前述した水などの熱媒体を凝固させる必要があるので、作動流体は、その沸点が１０℃以下のアンモニアあるいはＲ−２３４ａなどの代替フロンなどを使用することが好ましい。また、この発明では、サーモサイホン式ヒートパイプ２０の内部に封入される作動流体の量は、その内容積の約２０〜３０ｖｏｌ％にすることが好ましい。
【００２９】
サーモサイホン式ヒートパイプ２０の一方の端部は、タンク１９の内部に貯留される水あるいは防錆剤を溶解させた水溶液に浸漬されており、他方の端部は、タンク１９の外部であって、大気中に露出されている。したがって、サーモサイホン式ヒートパイプ２０の一方の端部が、作動流体が加熱されて蒸発するいわゆる蒸発部２０ａになっており、他方の端部が蒸発した作動流体の潜熱を大気中に放熱させることにより作動流体を凝縮させる凝縮部２０ｂになっている。その他方の端部２０ｂには、複数の放熱用フィン２１が設けられている。また、サーモサイホン式ヒートパイプ２０は、その長手方向が地表に対して垂直になるように設けられており、凝縮部２０ｂにおいて凝縮した作動流体が重力によって蒸発部２０ａに還流するようになっている。したがって、いわゆるトップヒートモードでは作動しないようになっている。
【００３０】
前述したように構成された蓄冷部１８の作用について説明すると、タンク１９の内部に貯留される水の温度に比較してタンク１９の外部における温度が低くなり、かつ外気温が所定温度以下になると、サーモサイホン式ヒートパイプ２０は、タンク１９内に貯留される例えば水の熱を受動的に熱輸送し、凝縮部２０ｂから大気中に放熱する。すなわち、タンク１９内の水の熱によってサーモサイホン式ヒートパイプ２０の蒸発部２０ａにおいて作動流体が受動的に加熱されて蒸発し、その蒸気化した作動流体は、相対的に低温、低圧力の凝縮部２０ｂに移動し、潜熱の形で輸送した水の熱を大気中に放熱して凝縮する。その結果、タンク１９の内部に貯留される水は、サーモサイホン式ヒートパイプ２０によって受動的に冷却され、また氷結させられる。すなわち凝固潜熱の形で蓄冷するようになっている。これとは反対に、タンク１９の内部に貯留される水の温度に比較して外気の温度が高くなったり、その外気温が所定温度以上になると、サーモサイホン式ヒートパイプ２０は受動的に熱輸送を停止するようになっている。すなわち、熱のいわゆる逆流が防止もしくは抑制されるようになっている。
【００３１】
また、図１に示す例では、熱交換機７からチラーユニット９に向けて高温の熱輸送媒体を送液する管路の途中には切替弁２２が介装されており、その切替弁２２のポートを切り換えることにより熱交換機７からの高温の熱輸送媒体が蓄冷部１８に供給されるようになっている。また、チラーユニット９から熱交換機７に向けて低温の熱輸送媒体を送液する管路の途中には切替弁２３が介装されており、その切替弁２３のポートを切り換えることにより蓄冷部１８において冷却された低温の熱輸送媒体が熱交換機７に供給されるようになっている。すなわち、切替弁２２，２３のポートを切り換えることによって、第二の熱循環回路から第三の熱循環回路に切り換えるようになっている。
【００３２】
切替弁２２，２３は、要は、熱輸送媒体が流動する管路を切り換えるものであり、電磁制御式の三方向バルブなどの任意の切替弁を使用することができる。これらの切替弁２２，２３は、例えばデータセンタ１における温度変化あるいはチラーユニット９の運転状態をモニターするなどによりチラーユニット９にいわゆる不具合を検出した場合に、熱輸送媒体の流路を切り換え、蓄冷部１８をチラーユニット９に換えて冷熱源として機能させるように構成されていればよい。すなわち、これらの切替弁２２，２３は、前述したチラーユニット９の不具合を検出した場合に、例えば図示しない制御装置によって、それらのポートが切り換えられるように構成されていればよい。
【００３３】
また、図１に示す例では、前述した管路における切替弁２２，２３よりも熱交換機７側に、言い換えれば電子部品５側に前述したポンプ１０が介装されている。したがって、熱循環回路における切替弁２２，２３よりもデータセンタ１側にポンプ１０を設けることにより、複数のポンプを設けることなく、一つのポンプで熱輸送媒体を送液できるようになっている。
【００３４】
したがって、前述した構成では、例えばチラーユニット９などにいわゆる不具合が生じると、切替弁２２，２３が操作され、データセンタ１を冷却するいわゆる冷熱源がチラーユニット９から凝縮潜熱によってデータセンタ１を冷却する蓄冷部１８に切り換えられる。この蓄冷部１８は、前述したように、サーモサイホン式ヒートパイプ２０の熱ダイオード特性によりタンク１９の内部に貯留される水などの熱媒体を受動的に冷却し、氷結させて蓄冷するように構成されている。すなわち、この発明に係るデータセンタ１の補助用冷却装置は、熱媒体の温度に比較して蓄冷部の外部の温度が低くかつ所定温度以下の場合にヒートパイプ２０の熱ダイオード特性により受動的に凝縮潜熱の形で冷熱を蓄えるので、チラーユニット９などを主要な構成とした補助用冷却装置に比較して、いわゆる平常時における補助用冷却装置のランニングコストを低減できる。具体的には、いわゆる平常時に、水などの熱媒体を冷却するための工程を省くことができる。また、これにより、いわゆる二酸化炭素の排出量を低減できる。さらにまた、冷水を貯留する場合に比較して、熱媒体を凝固させることによって冷熱を蓄えるので、タンクを小さくでき、その建設コストを低減できる。言い換えれば、熱媒体を凝固させることによって冷熱を蓄え、その凝固潜熱によってデータセンタ１を冷却するように構成されているので、従来に比較して装置全体の大きさを小さくできる。
【符号の説明】
【００３５】
１…データセンタ、  ５…電子部品、  ９…チラーユニット、  １８…蓄冷部、  ２０…ヒートパイプ。
【図１】
0005523180.tif 000002