(57)【要約】ワークステーション冷却ユニット（１２）は、伝熱流体が入れられ、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、ワークステーション（４０）を冷却する熱交換器（３６）と、を有する。このように、ワークステーション（４０）、たとえばデスクや他の作業領域を直接冷却することができる。伝熱流体は二酸化炭素を含んでよい。
2009543241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱流体が入れられ、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、
ワークステーションを冷却する熱交換器と、を有するワークステーション冷却ユニット。
【請求項２】
前記伝熱流体は揮発性流体を含む、請求項１に記載の冷却ユニット。
【請求項３】
前記伝熱流体は二酸化炭素を含む、請求項２に記載の冷却ユニット。
【請求項４】
前記熱交換器は前記ワークステーションに設けられるようになっている、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項５】
前記熱交換器は、少なくとも部分的に前記ワークステーションに設けられるようになっている、請求項４に記載の冷却ユニット。
【請求項６】
前記熱交換器はフィン付きコイルを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項７】
伝熱流体の漏れを検出する漏れ検出装置をさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項８】
前記熱交換器の上方に空気を移動させるようになっているファンをさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項９】
前記熱交換器は空気流路内に配置されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項１０】
前記空気流路内にファンが設けられている、請求項９に記載の冷却ユニット。
【請求項１１】
複数の空気流路を含む、請求項９または１０に記載の冷却ユニット。
【請求項１２】
前記熱交換器は空気チャンバ内に設けられ、前記装置は、前記空気チャンバを分割して複数の空気流路を形成する分割部材をさらに有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項１３】
空気入口および空気出口を有するハウジングをさらに含み、前記ファンが、空気を前記入口から前記出口まで移動させるように構成されている、請求項８から１２のいずれか一項に記載の冷却ユニット。
【請求項１４】
前記ユニットは、空気方向付け構造をさらに含む、請求項１から１３のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項１５】
前記空気方向付け構造は、空気を方向付けるダクトを含む、請求項１４に記載の冷却ユニット。
【請求項１６】
前記ダクトは入口形成部をさらに含み、前記入口形成部は、前記機器の出口を囲むようになっている、請求項１５に記載の冷却ユニット。
【請求項１７】
前記ダクトは、前記機器の複数の出口領域を囲む複数の入口形成部を含む、請求項１６に記載の冷却ユニット。
【請求項１８】
前記ダクトは可とう性のホースを有する、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項１９】
前記ダクト内に配置されたファンを含む、請求項１５から１８のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項２０】
前記熱交換器は前記ワークステーションの下方に設けられるようになっている、請求項１から１９のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項２１】
前記熱交換器は、床面あるいは床面の直上に設けられるようになっている、請求項１から２０のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項２２】
ケーブル管理構造をさらに有する、請求項１から２１のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項２３】
前記熱交換器は、複数のワークステーションを冷却するようになっている、請求項１から２２のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項２４】
冷却システムの二次伝熱循環路で用いられるようになっている、請求項１から２３のいずれか１項に記載の冷却ユニット。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれか１項に記載の冷却ユニットと、二次伝熱循環路を形成する前記伝熱経路に連結され、一次伝熱循環路によって冷却されるようになっている凝縮器と、を有する冷却装置。
【請求項２６】
一次伝熱循環路と、
二次伝熱流体、前記一次伝熱循環路によって冷却されるようになっている二次凝縮器、および前記ワークステーションを冷却する二次熱交換器を含む二次伝熱循環路と、を有するワークステーション冷却システム。
【請求項２７】
請求項１から２４のいずれか１項に記載の複数の冷却ユニットを有する、請求項２７に記載のワークステーション冷却システム。
【請求項２８】
ワークステーションを冷却する冷却ユニットであって、空気入口と、空気出口と、空気ダクトと、二次伝熱循環路の一部を形成する熱交換器と、を含む冷却ユニット。
【請求項２９】
請求項１から２４のいずれか１項に記載の冷却ユニットを収納するようになっているワークステーション。
【請求項３０】
前記冷却ユニットを収納するコンパートメントを含み、前記冷却ユニットの少なくとも一部が前記コンパートメント内に設けられる、請求項２９に記載のワークステーション。
【請求項３１】
前記コンパートメントに発熱機器が収納されるようになっている、請求項３０に記載のワークステーション。
【請求項３２】
発熱機器を有し、好ましくは前記発熱機器はコンピュータ機器を有する、請求項３１に記載のワークステーション。
【請求項３３】
前記コンパートメントは、前記冷却ユニットおよび機器が前記コンパートメント内に収納されるときに、実質的に密止されるようになっている、請求項３１または３２に記載のワークステーション。
【請求項３４】
前記コンパートメントは断熱材を有する、請求項３１から３３のいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項３５】
冷却される機器と、前記機器を冷却する冷却ユニットと、を有するワークステーションであって、前記ユニットは、
伝熱流体が入れられ、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、
前記機器を冷却する熱交換器と、を有するワークステーション。
【請求項３６】
前記伝熱流体は、揮発性流体、好ましくは二酸化炭素である、請求項３５に記載のワークステーション。
【請求項３７】
前記熱交換器は、前記機器の下方に設けられる、請求項３５または請求項３６に記載のワークステーション。
【請求項３８】
前記機器はコンピュータ機器を有する、請求項２９から３７のいずれか１項に記載のワークステーション。
【請求項３９】
ワークステーション領域の下方に設けられる床ユニットであって、伝熱流体が入れられ、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、
前記ワークステーション領域を冷却する熱交換器と、を有する床ユニット。
【請求項４０】
ワークステーションを冷却する装置内の伝熱流体における揮発性流体の利用。
【請求項４１】
前記伝熱流体は二酸化炭素を含む、請求項４０に記載の利用。
【請求項４２】
ワークステーションを冷却する方法であって、
前記ワークステーションと隣接または前記ワークステーションの内に配置された熱交換器へ、伝熱循環路を通じて流体を循環させることを含む、方法。
【請求項４３】
ワークステーションを冷却する方法であって、
前記ワークステーションから熱を除去するように配置された熱交換器へ、伝熱循環路を通じて流体を循環させることを含む、方法。
【請求項４４】
前記流体は揮発性流体、好ましくは二酸化炭素である、請求項４２または請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記伝熱循環路は、二次凝縮器を有する二次伝熱循環路を含み、
前記方法は、一次伝熱循環路を通して流体を循環させ、前記二次凝縮器を冷却することをさらに含む、請求項４２から４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
実質的に、添付の図面のうちの任意の１つまたは２つ以上の図面を参照して本明細書で説明されているような冷却ユニット。
【請求項４７】
実質的に、添付の図面のうちの任意の１つまたは２つ以上の図面を参照して本明細書で説明されているような冷却装置または冷却システム。
【請求項４８】
実質的に、添付の図面のうちの任意の１つまたは２つ以上の図面を参照して本明細書で説明されているようなワークステーション。
【請求項４９】
任意にワークステーションまたはコンピュータ機器を冷却する冷却方法であって、実質的に本明細書で説明されているような方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却方法および冷却装置に関する。特に、本発明の態様は、情報技術分野における冷却装置および冷却方法に関するが、これに限定されるわけではない。本発明の態様の好ましい例は、情報技術装置、特にパーソナルコンピュータおよび／またはサーバなどのコンピュータ機器の冷却に関し、特に、ワークステーションの領域に配置されたコンピュータおよび／またはサーバの冷却に関する（ただし、これらに限定されない）。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、オフィス環境では、パーソナルコンピュータをワークステーションまたはデスクに収納することが一般的であり、オフィスにおいて、各作業員のコンピュータ機器は作業員のデスクの下方に収納されることが少なくない。オフィス環境によっては、いくつかのコンピュータ機器が各々のデスクまたはワークステーションの下方に収納されることがある。たとえば、銀行取引のフロア環境では、各ワークステーションがいくつかのコンピュータを収納することが少なくない。このようなコンピュータ機器は動作時に熱を発生させ、その熱が、機器が取り付けられたワークステーションの下方に、集中することがある。
【０００３】
典型的なオフィス環境では、空調システムが、頭上の分散システムから冷却空気を供給する。この分散システムは、通常、ダクトまたは配管を通じてワークステーションが配置された部屋に送られる空気または水を用いる。
【０００４】
しかし、発熱機器をワークステーションの下方に配置することによって、その機器自体が、空調システムから機器への冷却空気の供給を妨げることがある。ワークステーション自体が、機器への冷却空気の供給を阻害することがある。この問題は、機器から発生し、現在、ワークステーション、たとえばデスク当たり１．５ｋＷまたは場合によっては５ｋＷに達することがあり、ワークステーションの下方に閉じ込められて高温のチャンバを形成する可能性のある熱のために深刻化する恐れがある。
【０００５】
機器に冷却空気を適切に供給するために、床下送風システムが用いられている。このような構成では、上方から空気が供給されるのではなく、床下張内のグリルから機器に空気が供給される。たとえば、オフィス冷却システムは、一次冷却材として水、二次冷却剤として空気を用いる複合された空気／水システムを有することがある。冷却された空気は、ファンによって機器の下方の床の空隙に送り込まれ、床の周りに適切に配されたグリルを通って部屋内に放出される。空気は、電気的に無害であって本来安全であり、このようなシステムで使用可能な極めて魅力的な冷却剤である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、トランジスタが小形化され、チップ容量が大きくなるにつれて、ＩＴまたはコンピューティング機器の電力散逸の要求が増大している。現代の機器は、所望の冷却を実現するために大量の空気を必要とする。したがって、これらのシステムの欠点は、所望の冷却を実現するために、システムが、床および踵のレベルで過剰な気流速度を生じさせる場合があることにある。これによって、作業を行ううえで好ましくない環境になる。気圧が保たれた床置プレナム形内に床を通った大量の空気を受け入れるには、揚床の空隙を増やす必要もある。機器によっては熱出力が高いことを考慮すると、機器を十分に冷却するためには空冷が適切ではないことがあり、機器内の電子構成部品の誤動作および／または安全性の問題が生じる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各態様は、上述の欠点のうちの１つまたは２つ以上を軽減する冷却装置を提供することである。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、伝熱流体が入れられて、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、ワークステーションを冷却する熱交換器と、を有するワークステーション冷却ユニットが提供される。
【０００９】
本発明のこの態様によれば、ワークステーションの直接的な冷却を実現することができる。
【００１０】
本明細書で参照される、本発明の各態様の特に好ましい例では、ワークステーションは、機器、特に発熱機器であり、たとえばデスクや他の作業領域に配置されたコンピュータ機器を有する。本明細書でワークステーションなる用語が引用される場合、この用語は、（文脈からそうでないことが明らかでないかぎり）デスクまたは他の作業領域、特に発熱機器を含むデスクまたは作業領域、を含むものと解釈される。特定の構成では、機器が、デスクまたは作業領域において、１人または少数のユーザによって使用されるように、ワークステーションは構成される。これは、例えば、特別作業室、例えばサーバルームに配置されるコンピュータ機器の場合とは対照的である。このような部屋は、ほとんどのワークステーションとは対照的に、メンテナンス中を除いてユーザが立ち入ることはまれであることに留意されたい。
【００１１】
本明細書では、ＩＴおよびコンピュータ機器、特に、パーソナルコンピュータが特に参照されるが、本発明の各態様が他の機器の冷却に適用可能であることが理解されよう。特定の好ましい例は、オフィス機器の冷却に関する。
【００１２】
したがって、本発明の各態様による構成は、個々のユーザの作業領域を冷却するために使用することができる。以下でより詳しく説明する好ましい例は、複数の別個のワークステーションまたはワークステーション群を冷却する冷却システムを含む。
【００１３】
いくつかのそのような構成では、各冷却ユニットは別個のワークステーションを冷却するように配置されてよく、たとえば、各ワークステーションに対する別個の熱交換器を設けられていてよい。他の構成では、各ユニットが、いくつかのワークステーションを冷却するように配置されてよい。
【００１４】
本明細書でワークステーションの冷却が参照される場合は、（文脈からそうでないことが明らかでないかぎり）好ましくは、ワークステーションの一部の冷却および／またはワークステーションもしくはその一部に設けられた機器の冷却を含む。
【００１５】
伝熱流体は揮発性流体を含むことが好ましい。本発明の態様によれば、冷却水を利用する局所的な冷却システムは、改善された冷却を実現するために用いることができる。このような構成では、冷却水が、ワークステーションの近くの適切な位置にある熱交換器に配管を通って送られる（任意に、ファンを用いて空気を低温の配管に吹き付けて冷却能力を向上させても良い）。このような構成は、空気によるシステムによって同等の冷却を実施するのに必要な空気ダクトと比べると、配管のサイズが小さくてよいため、空気に基づく解決策より優れている。しかし、オフィス環境内、特に電気機器の近くにおいて、冷却材として冷却水を使用することは、いくつかの点で不利とみなされる。水は、導電体であるため、水漏れした結果として、機器に対して危険な状況または危険と思われる状況を生じさせる。
【００１６】
さらに、伝熱流体として揮発性流体を使用することによって、ワークステーションをより効率的に冷却することができる。揮発性流体の蒸発を利用することによって、不揮発性流体の使用と比較すると、より効果的な冷却効果が得られる。
【００１７】
伝熱流体は二酸化炭素を含むことが好ましい。二酸化炭素を冷却流体として使用することは公知である。二酸化炭素を二次冷却流体として使用することが公知であり、英国特許出願第２２５８２９８号に記載されている。しかし、従来では、ワークステーションの冷却への適用について検討されていない。
【００１８】
揮発性流体、たとえば二酸化炭素は、電気的に無害であり、高圧が必要とされるにもかかわらず、ワークステーションを冷却する用途において比較的安全に用いられる。二酸化炭素の場合、本明細書で説明する例では、必要な流体圧力は５０バール（５ＭＰａ）程度である。この場合、約１４℃の流体循環温度を実現することができる。この構成によると、流体は配管上に凝縮物がほとんど形成されない温度であるため、通常の動作条件では、システムは「乾燥した状態で」動作する。いくつかの他の用途では、冷却効率を向上させるために、より低い動作温度を選択することができるが、必要に応じて、結果として生じる凝縮物に対応する手段を講じる必要がある。たとえば、受け皿およびそれに関する排水路やポンプが設けられてもよい。
【００１９】
揮発性流体として二酸化炭素を使用すると、非常にエネルギー効率の高い冷却を行うことができる。さらに、他の冷却材、たとえば空気や水を用いたシステムと比べて、冷却システムの管径および熱交換の表面積のサイズを小さくすることができる。本明細書で説明する構成は、最大でワークステーション当たり約５ｋＷの負荷を実現することができる。
【００２０】
他の揮発性流体が用いられてもよい。たとえば、揮発性流体はアンモニアまたはＨＦＣ−１３４ａを含んでよい。
【００２１】
熱交換器はワークステーションに設けられるようになっていることが好ましい。いくつかの例では、冷却ユニットは、ワークステーションに配置された熱交換器を有する。熱交換器は、直接ワークステーションを冷却できるように構成されることが好ましい。構成によっては、熱交換器は、ワークステーション、たとえばワークステーションの発熱機器の近く、に設けられるようになっている。
【００２２】
熱交換器がワークステーション自体に設けられることによって、様々な改良を施すことができる。たとえば、ワークステーションにある機器から熱を直接除去することができる。
【００２３】
構成によっては、熱交換器はワークステーションの近くに設けられ、他の構成では、熱交換器はワークステーション内に設けられる。
【００２４】
熱交換器は、ワークステーションの側方、上方、または下方のいずれに位置してよい。熱交換器は、ワークステーションの一側方、またはすべての側方に位置させることができる。
【００２５】
構成によっては、熱交換器は、少なくとも部分的にワークステーション内に設けられるようになっている。このようにして、ワークステーションを効果的に冷却すると共に、コンパクトな構成を実現することができる。熱交換器は、ほぼ全体をワークステーション内に設けられてもよい。
【００２６】
冷却ユニットは、ワークステーションの近く、ワークステーション内、またはワークステーションに隣接して設けられ、たとえば、床の中（床の上もしくは下）、天井の中、天井の上方もしくは下方、またはその他の場所に設けられる。
【００２７】
熱交換器は、ワークステーションの近くに設けられるようになっている。
【００２８】
ある好ましい構成では、熱交換器は、ワークステーション自体から離れた位置に設けられてもよい。ある好ましい構成では、熱交換器は、ワークステーションの下方の床またはワークステーションの上方の天井の中に設けられる。ほとんどの実用的な構成では、以下にさらに詳しく述べるように、熱交換器を横切って空気を移動させるファンまたはその他の手段を設ける必要がある。しかし、構成によっては、ファンを含まなくてもよい。
【００２９】
１つまたは２つ以上の位置、たとえばデスクの下、床または天井に搭載可能になるように、冷却ユニットは、適切なケーシングを有するように構成されても良い。ケーシングは、冷却ユニットの設置を助ける取り付け部を含んでよい。冷却ユニットが床搭載型ユニットとして用いられる場合、冷却ユニットは、設置時に１つまたは複数のフロアタイルに代えられることができるよう構成されてよく、好ましくは、通常のオフィスの床の荷重に耐えられるように構成される。
【００３０】
熱交換器はフィン付きコイルを含むことが好ましい。熱交換器に適切な構成は、たとえば熱交換器の所望の動作圧力に応じて選択される。構成によっては、アルミニウム製フィンを有する銅製配管が用いられる。コイル内の流体の圧力をより高くすべき構成では、アルミニウム製フィンを有するステンレススチール製配管またはアルミニウム製フィンを有するアルミニウム製リボン押し出し品を用いることができる。コイルは、５０バール（５ＭＰａ）の動作圧で動作するようになっている構成では、１００（１０ＭＰａ）バールまたはそれより高い圧力で圧力試験されてもよい。より高い動作圧、たとえば１００バール（１０ＭＰａ）、で動作するようになっている構成では、コイルは約２００バール（２０ＭＰａ）で圧力試験されてもよい。蒸発器は、二重配管と組み合わされたコイルを有していて良い。
【００３１】
二酸化炭素は比較的安全な物質であるが、濃度が高いと危険であることがある。
【００３２】
冷却ユニットは、伝熱流体の漏れを検出する漏れ検出装置をさらに含むことが好ましい。漏れ検出装置はガス検出監視チャンバを含むことが好ましい。チャンバは、熱交換器および／または配管および／または冷却ユニットの他の部品の正常性を監視できるよう構成されることが好ましい。システムは、冷却ユニットへの二酸化炭素の供給の遮断、ならびに／あるいはコンピュータ機器に対する適切な処置、たとえば、その機器の停止および／または警告メッセージの送信を行う、自動遮断安全装置を備えることが好ましい。
【００３３】
冷却ユニットは、空気を熱交換器に移動させるファンをさらに含むことが好ましい。一般に、ファンを含むことが好ましい選択肢であるが、ファンを含めない構成も考えられる。
【００３４】
空気を熱交換器に移動させるファンが設けられることで、より効果的な冷却を行うことができる。さらに、熱交換器に直接隣接しないように配置された機器を冷却することが可能である。
【００３５】
熱交換器は空気流路内に配置されることが好ましい。熱交換器は、流路内の空気流の方向に対して、角度を付けて配置されることが好ましい。このようにして、空気が、熱交換器を通過、たとえば熱交換器のコイルを通過するようにされ、それによって、より効率的な冷却を実現される。
【００３６】
ファンは、空気を流路に沿って移動させ、好ましくは、高温の空気を流路に沿って流すように構成されることが好ましい。
【００３７】
構成によっては、ファンが空気流路内に設けられる。この方法によって、空気は、空気流路を通って効率的に移動することができる。しかし、他の構成では、ファンは流路の外側に設けられてもよい。
【００３８】
ユニットは、複数の空気流路を含んでよい。この特徴は、装置内の空気の方向を定めることに関して自由度が高く、したがって、より効率的な冷却を実現することができる。好ましい構成では、熱交換器は、いくつかの空気流路を通って延びてよい。
【００３９】
ある構成において、熱交換器は空気チャンバ内に設けられ、装置は、空気チャンバを分割して複数の空気流路を形成する分割部材をさらに有する。好ましくは、分割部材は、空気チャンバの一部を区画して空気流路を形成するために用いられるプレートを有する。
【００４０】
構成によっては、ユニットは、空気入口および空気出口を有するハウジングをさらに含み、ファンは入口から出口まで空気を移動させるように構成される。
【００４１】
ユニットは、空気方向付け構造をさらに含むことが好ましい。空気方向付け構造は、熱交換器から発熱機器の方へ延びることが好ましい。好ましい構成では、空気方向付け構造の末端が熱源に隣接するが、好ましくは熱源に固定されない。このように、発熱機器からの高温の空気は熱交換器により効果的に方向付けされる。熱交換器が流路またはハウジング内に配置される場合、空気方向付け構造は、空気を機器から流路またはハウジングの入口の領域に向けるようになっていることが好ましい。
【００４２】
空気方向付け構造は空気の方向を定めるダクトを含むことが好ましい。空気方向付け構造、たとえばダクトまたはホースは、発熱機器の空気出口に結合し、および／または空気出口に隣接して設けられ、空気を熱交換器の方へ向けるように構成されてもよい。ダクトは入口形成部をさらに含み、入口形成部は、機器の出口を囲むようになっていることが好ましい。このようにして、機器から出てダクトに入る高温の空気を、効率的に収集することができる。入口形成部は、空気の方向を定める通風筒を含んでよい。ホースの端部または通風筒は、熱源を密止しないように形作られることが好ましい。これによって、たとえば、熱源に関する空気流量が吸込ファンデューティより少ないときに、必要に応じて、さらなる空気が装置に流入することを可能にする。この代わりにまたはこの他に、オリフィスまたは空気穴が、ダクトおよび／または空気をダクトに流入するための入口形成部の一部、に含まれてよい。このような構成では、入口形成部を熱源に対して密止してもしなくてもよい。ダクトは、機器の複数の出口領域を囲む複数の入口形成部を含んでよい。
【００４３】
ダクトは可とう性のホースを有してよい。このように、ダクトは、入口形成部が機器の出口領域を容易に囲むことができ、かつある範囲の様々な機器構成に対応できるように構成することができる。
【００４４】
ファンはダクト内に配置することができる。ファンが複数のファン部材を有してよいことを理解されたい。ファンは、熱交換器が取り付けられた領域に空気を向け、したがって、機器からの高温の空気が熱交換器を横切る方向に向けられるように構成されてもよい。
【００４５】
空気が熱交換器の上方を通過すると、空気を、機器を越えて再循環させることができ、および／または大気中に排出することができる。他の空気方向付け構造またはダクトを使用して、熱交換器の上方を通過した冷却空気の方向を定めることができる。
【００４６】
構成によっては、空気、好ましくは低温の空気を（大気または冷却システムから）機器、たとえば機器の空気入口に向けるように、他の空気方向付け構造またはダクトが構成されてもよい。
【００４７】
ファンは、空気をワークステーション内の空洞もしくは床の空洞に向け、および／または空気を大気中に向けることができる。
【００４８】
熱交換器はワークステーションの下方に設けられるようになっていることが好ましい。好ましい構成では、熱交換器は、ワークステーションの下方の床の空洞内あるいは床の空洞に隣接して設けられる。
【００４９】
ワークステーションの下方に熱交換器を配置することによって、空間を効率的に使用することができる。熱交換器ユニットはフロアタイル交換ユニットを有することが好ましい。
【００５０】
熱交換器は、床面あるいは床面の直上に取り付けられるように構成されてもよい。ワークステーション環境では、フロアタイルの下方の領域は、ケーブルおよびワークステーションへの他の電力供給部材用に利用されることが少なくない。状況によっては、床下領域内の利用可能な空間が、熱交換器が設けられるには不十分であることが考えられる。熱交換器を床面にあるいは床面の直上に取り付けることによって、床の下方の利用可能な空間が狭くなる。好ましい構成では、流体供給部は床下に設けられ、熱交換器は床面の直上であってワークステーションの直下に設けられる。
【００５１】
熱交換器ユニットは、標準的なフロアタイルを対象とする空間内に設けられることができるようになっていることが好ましい。したがって、個々のフロアタイルを熱交換器ユニットと交換することができ、その場合、ワークステーションは床の上に位置する。いくつかのワークステーションが、たとえば一列に配置される場合、対応する一列のフロアタイルを、ワークステーションの下方に配置された熱交換器ユニットと交換することができる。
【００５２】
他の例では、熱交換器ユニットは、ワークステーションの上方に設けられるようになっている。この構成では、熱交換器は、標準的な天井タイルを対象とする空間内に設けられることができるようになっていることが好ましい。熱交換器は、屋根形天井の直上の空間内に設けられることが好ましい。ダクトは、空気を機器から熱交換器に向けるように、設けられてもよい。
【００５３】
冷却ユニットは、ケーブル管理構造をさらに有してよい。このような構造を使用してワークステーション環境内で電気ケーブルまたは他のケーブルの方向を定めることができる。冷却ユニットは、多数のケーブルを備えたデスクまたは他のワークステーション領域に容易に組み込まれ、しかもうまくケーブル同士の調和を図ることを可能にするような、前もって作られているケーブルチャネルを含んでよい。
【００５４】
熱交換器は、複数のワークステーションを冷却するように構成されてよい。構成によっては、各熱交換器が複数の機器を冷却することができる。熱交換器は、複数のワークステーションの近くに位置するように延びていることが好ましい。構成によっては、いくつかのワークステーション環境を冷却する空気方向付け構造および／またはダクトが配列される。各配列に１つまたは２つ以上の熱交換ユニットを設けることができる。
【００５５】
冷却ユニットは、冷却システムの二次伝熱循環路で使用できるようになっていることが好ましい。一次循環路は、蒸発器、膨張装置、凝縮器、および圧縮器を含むことが好ましい。二次循環路は、熱交換器、ポンプ、凝縮器、および膨張装置を含むことが好ましい。
【００５６】
本発明は、本明細書で説明する冷却ユニットと、伝熱経路に連結されて二次伝熱循環路を形成し、一次伝熱循環路によって冷却されるようになっている凝縮器と、を有する冷却装置も提供する。二次伝熱循環路には、使用時に、揮発性流体、好ましくは二酸化炭素を含む二次伝熱流体が入れられる。
【００５７】
二次循環路は、２５バール（２．５ＭＰａ）より高い気圧で動作可能であってよい。より好ましいことには、二次循環路は５０バール（５ＭＰａ）で動作可能である。構成によっては、二次循環路が最大１００バール（１０ＭＰａ）で動作可能であることが好ましい。このシステムが一次循環路のみを有する場合、循環路は約１００バール（１０ＭＰａ）で動作可能である。
【００５８】
揮発性流体は二酸化炭素であることが好ましい。二次熱交換器に受け入れられる二酸化炭素の温度は、０℃から３０℃の範囲であってよく、１２℃から１６℃の範囲であるとより好ましく、好ましくはほぼ１４℃であり、その場合、二次循環路は、コイル上の凝縮物の形成が抑制される通常の動作条件の下で「乾燥した状態で」動作するように構成される。いくつかの他の用途では、冷却効率を向上させるために、より低い動作温度が選択されてもよいが、必要に応じて、結果として生じる凝縮物を処理する手段を講じる必要がある。たとえば、受け皿ならびにそれに関連する排水路およびポンプが設けられてもよい。
【００５９】
二次伝熱循環路は、ポンプをさらに含むかまたは重力で送るようにされてもよい。
【００６０】
ユニットは、一体化された二酸化炭素の送り分散配管および戻り分散配管を受け入れることができ、あるいはそのような配管をユニットのハウジングまたはケーシングの外側に配置することができる。
【００６１】
本発明の他の態様によれば、一次伝熱循環路と、二次伝熱流体、当該一次伝熱循環路によって冷却されるようになっている二次凝縮器およびワークステーションを冷却する二次熱交換器を含む二次伝熱循環路と、を有するワークステーション冷却システムが提供される。
【００６２】
二次伝熱流体は揮発性流体を有することが好ましい。二次伝熱流体は二酸化炭素を含むことが好ましい。好ましい例では、一次伝熱循環路の一次伝熱流体は二酸化炭素ではなく、冷却水、空気、または他の冷却材、たとえばアンモニアであってよい。
【００６３】
各熱交換器は、１つまたは２つ以上のワークステーションを冷却するように構成されることができる。このようにして、ワークステーションが互いに間隔を置いて配置される場合でも、多数のワークステーションを効率的に冷却することができる。
【００６４】
ワークステーション冷却システムは、本明細書で説明する複数の冷却ユニットを有することが好ましい。複数の冷却ユニットは、単一の二次伝熱循環路または複数のそのような循環路あるいはこれらの構成の組み合わせに、含まれてもよい。
【００６５】
冷却ユニットを使用するワークステーションを局所的に冷却することによって、ワークステーションを効率的に冷却し、好ましい実施形態では、機器の安全な動作温度を実現することができる。一方で、高い空気流量を用いて冷却が行われる構成で生じ得る、ワークステーションに配置されたユーザの不快感を、解消することができる。
【００６６】
本発明の他の態様によれば、ワークステーションを冷却する冷却ユニットであって、空気入口と、空気出口と、空気ダクトと、二次伝熱循環路の一部を構成する熱交換器と、を含む冷却ユニットが提供される。
【００６７】
使用時に、伝熱循環路内を流れる伝熱流体は、揮発性流体であることが好ましい。
【００６８】
本発明は、本明細書で説明する冷却ユニットを収納するようになっているワークステーションも提供する。ワークステーションは、冷却ユニットを収納するコンパートメントを含み、冷却ユニットの少なくとも一部がコンパートメント内に設けられることが好ましい。
【００６９】
構成によっては、ユニットの少なくとも熱交換器がコンパートメント内に設けられることが好ましい。コンパートメントは発熱機器を収納するようになっていることが好ましい。
【００７０】
コンパートメントは、その機器が少なくとも部分的にコンパートメント内に設けられるようなになっていることが好ましい。
【００７１】
ワークステーションは発熱機器を有することが好ましく、発熱機器はコンピュータ機器を有することが好ましい。
【００７２】
コンパートメントは、冷却ユニットおよび発熱機器がコンパートメント内に収納されるときに、実質的に密止されるようになっていてよい。コンパートメントは、いくぶんかの熱を密止する機能を提供することができる。このようにして、機器から発生した熱は、ある程度コンパートメント内に閉じ込められ、したがって、冷却ユニットを用いることによって、より効率的に除去される。
【００７３】
このような構成では、コンパートメントは密止されるが、気密状態ではないことが好ましい。したがって、熱負荷は、熱が液体二酸化炭素によってうまく吸収されるように、概念的に密止されたユニット内に閉じ込められる。
【００７４】
他の構成では、コンパートメントはワークステーションに隣接して、たとえば床の空洞内に設けられる。
【００７５】
コンパートメントは断熱材を有してよい。熱負荷絶縁スクリーンがそのようなコンパートメントを形成するために用いられる。スクリーンは、たとえば、連続気泡フォームまたは独立気泡フォームや、上塗りされた鉱質綿パネルや、プラスターボードや、他の適切なパネルで形成することができる。
【００７６】
ユニットをコンパートメント内に取り付けることによって、機器を物理的な損傷から保護することもできる。
【００７７】
本発明の一態様によれば、冷却すべき機器と当該機器を冷却する冷却ユニットとを含むワークステーションであって、当該ユニットは、伝熱流体が入れられ、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、当該機器を冷却する熱交換器とを有している、ワークステーションも提供される。
【００７８】
伝熱流体は揮発性流体であることが好ましい。
【００７９】
熱交換器は、ワークステーションの下方に設けられてもよい。
【００８０】
機器はコンピュータ機器を含んでよい。
【００８１】
本発明の他の態様は、ワークステーション領域の下方に設けられる床ユニットであって、伝熱流体が入れられ、凝縮器に連結されて伝熱循環路を形成するようになっている伝熱経路と、ワークステーション領域を冷却する熱交換器と、を有する床ユニットを提供する。
【００８２】
本発明では、ワークステーションを冷却する装置内の伝熱流体に対する、揮発性流体の使用法も提供される。伝熱流体は二酸化炭素を含むことが好ましい。
【００８３】
本発明は、ワークステーションを冷却する方法であって、ワークステーションからの熱を除去するように配置された熱交換器まで、伝熱循環路を通して流体を循環させることを含む方法も提供する。
【００８４】
ワークステーションの冷却が参照される場合、その参照はワークステーション環境に配置された機器の冷却を含むことが好ましい。
【００８５】
伝熱循環路は、二次凝縮器を有する二次伝熱循環路を有し、上記の方法は、二次凝縮器を冷却するための一次伝熱循環路を通して流体を循環させることをさらに含むことが好ましい。
【００８６】
本発明では、実質的に、添付の図面のうちの任意の１つまたは２つ以上の図面を参照して本明細書で説明するような冷却ユニット、冷却装置、冷却システム、またはワークステーションも提供される。
【００８７】
本発明は、実質的に本明細書で説明する、任意にワークステーションまたはコンピュータ機器を冷却する冷却方法も提供する。
【００８８】
本発明の一態様における任意の特徴は、本発明の他の態様に、任意に適切に組み合わされて適用されることが可能である。特に、方法の態様が装置の態様に適用されてもよく、その逆も同様に適用されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】単一の一次冷却システムの一例に対する概略流れ図である。
【図２】一次および二次冷却システムの一例に対する概略流れ図である。
【図３】ワークステーションの斜視図である。
【図４】図３に示されたタイプのワークステーションの概略断面図である。
【図５】ワークステーション冷却ユニットの他の構成を示す図である。
【図６ａ】床下に設けられた熱交換器を有するワークステーションの構成の一例を示す図である。
【図６ｂ】床下に設けられた熱交換器を有するワークステーションの構成の一例を示す図である。
【図６ｃ】床下に設けられた熱交換器を有するワークステーションの構成の一例を示す図である。
【図７】他の熱交換器ユニットの構成を示す図である。
【図８】熱交換器ユニットのさらに別の例を示す図である。
【図９】熱交換器が天井の空隙内に設けられる構成を示す図である。
【図１０ａ】二酸化炭素が複数の熱交換器コイルに流れる構成の一例を示す図である。
【図１０ｂ】二酸化炭素が複数の熱交換器コイルに流れる構成の一例を示す図である。
【図１０ｃ】二酸化炭素が複数の熱交換器コイルに流れる構成の一例を示す図である。
【図１１ａ】図６ａ、図６ｂ、および図６ｃの冷却ユニットに対する、さらに別の冷却ユニット構成を示す図である。
【図１１ｂ】図６ａ、図６ｂ、および図６ｃの冷却ユニットに対する、さらに別の冷却ユニット構成を示す図である。
【図１１ｃ】図６ａ、図６ｂ、および図６ｃの冷却ユニットに対する、さらに別の冷却ユニット構成を示す図である。
【図１２ａ】コンピュータ機器のアレイを冷却する冷却構成を示す図である。
【図１２ｂ】コンピュータ機器のアレイを冷却する冷却構成を示す図である。
【図１３ａ】コンピュータ機器のアレイを冷却する別の冷却構成を示す図である。
【図１３ｂ】コンピュータ機器のアレイを冷却する別の冷却構成を示す図である。
【図１３ｃ】コンピュータ機器のアレイを冷却する別の冷却構成を示す図である。
【図１３ｄ】コンピュータ機器のアレイを冷却する別の冷却構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９０】
本発明の好ましい特徴を、単に一例として、添付の図面を参照して説明する。
【００９１】
図１は、一次のみの冷却システムの一般的な動作を概略的に示し、特に伝熱循環路２０の周りの流体の流れを示している。伝熱循環路は、任意の適切な方法によって冷却される凝縮器３０と、流体を循環させるポンプ３２と、伝熱流体を目的の蒸気圧まで低下させる膨張装置３４と、熱交換器３６と、以下に詳しく説明するようにワークステーションにおける機器１０を冷却するワークステーション冷却ユニット１２に含まれる、１つまたは複数のファン３８と、を有している。循環している流体は、熱交換器内の流体の周囲から熱を取り込み、凝縮器３０に戻る。そのようにして、循環路が完成する。ポンプ３２の代わりに、循環路は重力で送るようにされても良い。
【００９２】
図２は、二次冷却システムの一般的な動作を概略的に示し、特に一次伝熱循環路１８および二次伝熱循環路２０の周りの流体の流れを示している。一次伝熱循環路１８は、圧縮器２２と、一次凝縮器２４と、一次膨張装置２６と、蒸発器２８と、を有している。一次循環路で使用される伝熱流体は、従来の組成をもつ揮発性の一次冷媒である。たとえば、冷却水、冷媒（たとえば、アンモニア）、または他の冷却媒体が一次冷媒として使用されて良い。
【００９３】
二次伝熱循環路２０は、蒸発器２８によって冷却される二次凝縮器３０と、流体を循環させるポンプ３２と、伝熱流体を目的の蒸気圧まで低下させる二次膨張装置３４と、熱交換器３６と、を有しており、以下に詳しく説明するようにワークステーションで機器１０を冷却するワークステーション冷却ユニット１２に含まれる、１つまたは複数のファン３８を任意に有している。循環流体は、熱交換器内の流体の周囲から熱を取り込み、二次凝縮器３０に戻る。そのようにして、循環路が完成される。ポンプ３２の代わりに、二次循環路は重力で送るようにされても良い。
【００９４】
この例では、伝熱循環路２０内を循環する伝熱流体は、加圧された二酸化炭素である。二酸化炭素を使用する利点は、容易に入手可能で、安価で、比較的毒性が低く、汚染性が無いことである。しかし、最も重要な点は、空気のような従来の不揮発性の冷却媒体の比熱が比較的低いのに対し、二酸化炭素の潜熱が高いため、空気のような不揮発性の二次伝熱流動体を使用するシステムと比べて、同じ冷却効果を生じさせるのに必要な二酸化炭素の質量流量がかなり低いことである。
【００９５】
二酸化炭素は、表面領域を冷却して熱交換を行うのに適した、局所温度よりも十分に低い温度で、揮発状態で熱交換器に到達する。その温度は、管およびコイル上での凝縮を避けるために、２０℃の乾球温度で４５％〜５５％の相対湿度を有する環境（典型的なオフィス環境）において、１４℃の範囲であることが好ましい。用途によっては、水がたとえば電気機器の近くに垂れる虞があるため、このような凝縮を避けることが望ましい。
【００９６】
揮発性流体としての二酸化炭素の利点は、容易に入手可能で、安価であり、比較的毒性が低く、汚染性が無いからである。二酸化炭素の重要な特性は、不揮発性媒体の比熱が比較的低いことに対し、二酸化炭素の潜熱が高いため、空気や水のような不揮発性媒体と比べて、同じ冷却効果を生じさせるのに必要な二酸化炭素の質量流量がかなり低いことである。
【００９７】
好ましい例では、システムの動作圧力は５０バール（５ＭＰａ）の範囲である。ただし、システムの構成および必要な冷却能力に応じて、これより高くても低くてもよい。
【００９８】
二酸化炭素を二次冷却流体として使用することが公知であり、英国特許第２２５８２９８号に記載されている。しかし、空冷は電気的に良性であり本質的に安全であるために、ＩＴワークステーションの分野が誕生してからずっと空冷が支配的であったＩＴワークステーションの局所冷却に対し、二酸化炭素の使用が適していると、以前は考えられていなかった。二酸化炭素は電気的に良性だが、本質的に安全なわけではない。十分に用心しない場合、二酸化炭素は、健康および安全上の問題を生じさせることがある。前述の構成では、二酸化炭素の量は少ないが、二酸化炭素は揮発性であり、高圧で使用され、かつ密止空間または狭い空間で使用されることも少なくない。高圧での二酸化炭素の使用に伴う主な危険性は、（ａ）窒息特性と、（ｂ）漏れた流体に伴って局所温度が非常に低くなることである（近くの人または機器に悪影響を与えることがある）。
【００９９】
さらに、冷却システムの劣化または故障の監視は、場合によっては、冷却システムが局所的に故障した場合に、オーバーヒートによる機器の損傷を回避し、保守作業および回復措置の対策を実施するうえで重要である。装置は、たとえば、同時係属中の英国特許出願第０５１５３９９．４号に記載されたものと同様な、漏れを検出するガス検出装置を含んでよい。冷却を効果的にするために、二酸化炭素は、効果的な冷却のために、一般に高圧で（５０バール（５ＭＰａ）以上で）使用されるので、漏れが問題になることがある。冷却媒体システムには、漏れ検出手段および生命の安全のための遮断手段が、漏れた物質を安全に処理する排除システムとともに組み込まれている。
【０１００】
冷却ユニットは、ワークステーションの下方または上方、たとえば床下（揚床構成内または床の空隙内）や天井の上方、たとえば、天井の空隙内に配置されて良い。
【０１０１】
図３は、ワークステーション４０の各部の斜視図である。図示されたワークステーションは、２つのデスク作業面４２、４４および２つのフットウェル４６、４８を有しており、作業者は、互いに向きあって、作業面４２、４４のそれぞれに座る。フットウェル４６、４８同士の間に、フットウェル４６、４８および側壁５６、５８に面する前部壁５２および後部壁５４を有するコンピュータ機器コンパートメント５０が位置している。前部壁、後部壁、および側壁は、コンピュータ機器のコンパートメントを規定している。各壁は、以下に詳しく説明するように絶縁されていて良い。
【０１０２】
図４は、図３に示されたタイプのワークステーションの概略断面図を示している。コンパートメント内に、パーソナルコンピュータ６０が設けられている。ワークステーション冷却ユニット１２は、作業面４２、４４の下方のコンパートメントの頂部であり、パーソナルコンピュータ６０の上方に設けられている。
【０１０３】
図４に概略的に示されているように、ワークステーション冷却ユニットは、熱交換器３６とファン構成３８とを有しており、ここではファン構成３８は１つのファンを含むよう示されているが、いくつのファンを含んでもよい。使用時に、コンピュータ６０は、通常コンパートメント５０に閉じ込められる熱を放出する。管（図４には示されていない）は、熱交換器３６へＣＯ2を供給し、熱交換器からＣＯ2を受け取る。冷却ユニット１２は空気入口６２および空気出口６４を含み、ファン構成３８は熱交換器３６を横切って空気を送り出し、低温のＣＯ2はコンパートメント５０から熱を除去する。この構成では、空気はコンパートメント内を循環する。
【０１０４】
図５は、ワークステーション冷却ユニット１２の他の構成を示している。同様の構成部材には、図４と同じ参照番号が付けられている。この構成では、冷却ユニット１２は、コンピュータ機器コンパートメント５０から作業面を通ってデスクの上方まで延びるように設けられている。さらに、入口管および出口管６６は、床下からチャンバ５０を通って冷却ユニット１２に至っており、二酸化炭素を熱交換器３６に供給する。この構成では、空気を、コンパートメント５０から空気入口６２に通して、熱交換器３６の上方を通過させ、空気出口６４を通して上方に送り出すように、ファン３８が構成されている。（または、ファンは、コンパートメントを通って下向きに床の方へ空気を吹き付けるように構成される。）空気をワークスペースから離れる方向へ送るため、空気出口６４は空気ダクトと連結されていても良いと考えられるが、図示した例では、空気はデスク作業面４２、４４の上方の空間に放出される。この構成の空気出口６４は、作業面から上方約８０ｍｍの位置に配されている。
【０１０５】
構成によっては、たとえば、コンピュータ機器の空気放出特性を考慮して、冷却ユニット１２が空気流取り出しダクトを有してよい。このようなダクトは、ユニットの空気入口６２および／またはコンピュータ機器の空気出口と連携して、機器から出る熱い空気を冷却ユニットの方へ向かせる。ダクトのデザインは、コンピュータの空気出口の構成に依存する。構成によっては、特定のダクトが特定の機器のために設計されても良い。しかし、ダクトのデザインによって、ダクトの寸法を変更可能にできることが好ましい。たとえば、ダクトは、コンピュータ機器の空気出口の近くから冷却ユニットの方へ延びることができるようにされてよい。ダクトまたはシュノーケルは、剛性材料から構成されるか、または、たとえばホースの形をした可とう性の材料を含んでよく、その場合、コンピュータ機器の空気出口の方を向くように、シュノーケルを操作可能にすることができる。シュノーケルは、一定の長さを有するか、または伸長可能であってよく、たとえば伸縮可能であってよい。シュノーケルの一方の端部は、空気入口の近くにおいて、冷却ユニットに取り付け可能であってよい。シュノーケルの他方の端部は、コンピュータ機器の空気出口の領域に位置させることができる。
【０１０６】
取り出された空気は、シュノーケル当たり１個のユニット、あるいはバックアップユニットおよび／または余剰物でファンシステムを構成する複数のユニットであるファンを用いて、冷却ユニットから送り出されてもよい。複数のファンは、直列または並列に設けられてよい。並列のファン組立体には、ファンユニット同士の間での不十分な循環を避けるように、逆止弁が組み込まれてよい。空気は、液体の二酸化炭素が供給される熱交換器を横切って、吸い込まれ、または吹き出されることができる。
【０１０７】
好ましい構成では、ＣＯ2の圧力は５０バール（５ＭＰａ）であり、循環温度は１４℃である。構成によっては、ワークステーション当たり５ｋＷまでの負荷に対処することができる。この構成で、空気出口６４から放出される空気は室温に近いことも判っている。このことは、たとえば適切な二酸化炭素の流量および／または圧力を選択することによって実現される。構成によっては、放出された空気の温度を求める温度センサを設けると有利であることがあり、このセンサの出力を使用して、所望の温度を維持するように流量および／または圧力を調整することができる。
【０１０８】
図５に示す構成を用いた他の例では、ファン構成３８を用いて、ワークステーションの上方からコンパートメント５０内に（すなわち、図５に示されている構成では下向きに）、空気が吹き込まれる。ワークステーションの下方のコンピュータ機器の近くに空気を排出するために、グリル（不図示）が、床の、コンパートメントのベースに設けられている。
【０１０９】
図５の構成では、前部壁５２および後部壁５４が絶縁体６８を含んでいる。この場合、絶縁体は独立気泡フォームを含んでいるが、他の材料を用いてよい。絶縁体は、側壁にも設けられる（不図示）。壁および絶縁体は、床からデスク作業面の下面まで延び、密止された絶縁コンパートメント５０を形成している。したがって、コンピュータ６０から発生した熱は、このコンパートメント内に概ね保持されて、冷却ユニット１２によって除去される。
【０１１０】
二酸化炭素の伝熱容量によって、より小さい熱交換器を使用することが可能になる。したがって、冷却ユニットは、冷却水を用いた類似のユニットで可能であった同様な構成のものより、小さくなり得る。このような、より小さいユニットサイズは、空間が限られており、通常、配線およびケーブルが密集するオフィス環境でそのユニットを使用する場合に有利である。
【０１１１】
構成によっては、いくつかのユニットが一緒に設けられてもよい。たとえば、一連の冷却ユニット１２が並べて設けられてもよい。冷却ユニットが一連のものの部分として設けられる場合、各部分はたとえば５メートルの長さであってよい。ただし、必要に応じて、これより長いまたは短い部分が用いられてよい。
【０１１２】
ユニットは、ガス検出監視チャンバを有している。このチャンバ内のガスを監視することによって、二酸化炭素の存在を検出することができ、したがって、熱交換器の正常性を監視することができる。冷却ユニットへの二酸化炭素の供給を遮断する自動遮断安全装置が設けられてもよい。報知装置は、ガス流に関するあらゆる問題をユーザに知らせることができる。
【０１１３】
冷却ユニットには、二酸化炭素の送り分散配管および戻り分散配管に連結可能な連結チャンバが組み込まれてよい。チャンバには、いくつかまたはすべての制御弁と、ガス検出監視機器と、が組み込まれてよい。ガス検出監視機器を設けることによって、二酸化炭素の配管連結部および／または制御弁に関連する漏れを、効率的に検出することができる。
【０１１４】
ガス検出監視機器は、引用によって本明細書に組み込まれる同時係属中の英国特許出願第０５１５３９９．４号に記載されている。
【０１１５】
英国特許出願第０５１５３９９．４号に記載されたものと同様なガス検出監視機器を、本明細書に記載された冷却機器の例のいずれかに組み込むことができることが理解されよう。
【０１１６】
図６ａ、図６ｂ、および図６ｃは、他のワークステーションの構成を示している。図６ａは、コンピュータ機器３６０と、関連する冷却ユニットと、を含むデスクの側方断面図である。この例では、冷却ユニットの一部は揚床３４０の下方に設けられている。ワークステーションは、２つの作業面３４２および３４４を含むデスクを有している。この場合、デスクは２人のユーザ用の背中合わせの構成を有し、両方のデスク用のコンピュータ機器３６０を収納するコンパートメントがデスクの下方に配置されている。しかし、単一のデスクに同様の構成が用いられてよい。
【０１１７】
コンパートメントは、図示の屋根３７１および壁３５４、３５６を有している。壁は、屋根３７１から床３４０の上方の位置まで下向きに延びる熱負荷スクリーンを有している。壁と床との隙間は、換気用の隙間を形成している。コンパートメント内の揚床３４０には、コンパートメントと床下の空洞３６２との間の換気を行う換気グリル３７０が設けられている。
【０１１８】
コンピュータ機器３６０は、揚床上に立てられており、揚床の下方の床の空洞３６２内に、二酸化炭素用のコイルを含む熱交換器３３６が設けられている。この構成は、図６ｂの平面図に詳しく示されている。
【０１１９】
コンピュータ機器３６０の空気出口３７２に、ファン３７６を含むシュノーケル装置３７４が配置されている。シュノーケル装置３７４は、空気出口３７２から床グリル３７０の入口穴３８０まで延びている。ファンが作動すると、空気が、コンピュータ３６０の空気出口３７２からシュノーケル装置３７４を通って（ファン３７６をこえて）、入口穴３８０を通って床空洞３６２に引き込まれ、そこで熱交換器３３６の上方を通過し、次にグリル３７０を通って床空洞から出る。シュノーケル装置は、機器上のいくつかの出口位置から空気を収集するいくつかの入口を有するよう構成されてよい。
【０１２０】
図６ｃは、シュノーケル装置３７４およびコンピュータ３６０構成の背面図を示している。
【０１２１】
図６ｂから分かるように、熱交換器３３６は、いくつかのワークステーションの下方を延びて、いくつかのコンピュータ機器を冷却している。この構成では、各デスクの下方に２つまたは３つ以上のコンピュータ機器があってもよく、熱交換器３３６はこれらのコンピュータ機器の両方を冷却することができる。さらに、いくつかのワークステーションが一緒に配置される場合、熱交換器はいくつかのワークステーションを横切って延び、いくつかのワークステーションを冷却することができる。
【０１２２】
マニフォルドチャンバ３９０は、各コイルの端部に設けられ、英国特許出願第０５１５３９９．４号に記載されたものと同様なガス検出装置を含んでいる。
【０１２３】
一体的なファンを示すいずれも例においても、ダクト付き換気システムを通って各ワークステーションに連結することができる。
【０１２４】
図７は、（図６ａの構成の床下とは異なり、）熱交換コイル４００が床面に配置される他の熱交換器ユニット４１０の構成を示している。
【０１２５】
熱交換器ユニット４１０は、床台４１４上の床内に容易に設けられるように、標準的なフロアタイル４１２と同様のサイズを有するように形成されている。熱交換器ユニットは、ベース４１６と、側壁４１８と、中央のソリッド部４２０およびそのユニットの屋根の２つの側面に沿って延びる互いに平行な２つのグリル部４２２を有する当該屋根と、を有している。熱交換器は、ユニット内のソリッド部４２０の下方に設けられている。二酸化炭素は、床空隙４２６内に設けられた送り管および戻り管によって、コイルに供給される。二酸化炭素の供給管４２８は、損傷から保護するために、鋼製カバー４３０を備えている。
【０１２６】
熱交換器は、平面がユニットのベースに対して傾斜するように取り付けられた平面コイルを有している。このように、ユニットはワークステーションのシュノーケルの下方に取り付けられ、ファン構成は、高温の空気を機器からグリル４２２の１つを通してユニットに吹き込み、傾斜したコイルの上方を通過させ、他のグリル４２２を通して排出するように構成されている。このようにして、機器からの高温の空気を冷却することができる。
【０１２７】
図８は、熱交換器ユニットの他の例を示している。この構成は、図７の構成に類似しており、同じ部品は同じ符号で示されている。しかし、図８の構成では、二酸化炭素供給管４２８が、ユニット４１０のベース４１６の直下に配置されている。したがって、この二酸化炭素の供給管４２４はより短く、ユニットの作用が床の空隙４２６まで届かない。このことは、床の空隙内にすでに存在している電力供給部材、たとえばケーブルと干渉する可能性がほとんどないという利点がある。しかし、図８のユニットの高さが図７のユニットの高さより大きく、図７の構成が好ましい用途もあることが理解されよう。
【０１２８】
また、図８の構成では、特にシュノーケル装置（たとえば図６ａ参照）から空気を流入させる入口４３２が、グリルの１つに設けられている。ユニットを通る空気の流れは矢印で示されている。
【０１２９】
図９は、熱交換器が天井の空隙内に設けられる構成を示している。この構成において、床は、この場合も、床台６１４上に設けられた床下張６１２を有してよいが、この構成では、床の空隙を冷却装置から分離して、たとえばケーブル用の空間を広くすることができる。
【０１３０】
この構成では、コンピュータ機器６６０は、ワークステーション６１０におけるデスク６００の下方に配置されている。ダクト６１２は、デスク６００の下方のコンピュータ機器６６０に隣接する位置から、デスク頂部６１４を通って上向きに天井６１５まで延びている。入口形成部６１８は、ダクト６１２の下端に設けられ、コンピュータ機器６６０の出口からダクト６１２に空気を送る。
【０１３１】
天井６１５は、天井の空隙６２０の下方に、屋根形天井６１６を有している。天井の空隙６２０内に熱交換器コイル６２２が設けられている。送り管６２４および戻り管６２５は、上述の方法と同様の方法で、コイル６２２に二酸化炭素を供給する。ダクトは、屋根形天井６１６を通ってコイル６２２まで、上向きに延びている。ファン構成６２６は、ダクト６１２の頂部に、コイル６２２に隣接して設けられている。空気を、コンピュータ機器６６０から上向きにダクト６１２を通し、コイル６２２の上方から天井空隙６２０内に送り込むように、ファン構成６２６は構成されている。空気は、コイル６２２の上方を通過する際に冷却される。
【０１３２】
図１０ａ、図１０ｂ、および図１０ｃは、複数の熱交換器コイルに二酸化炭素を供給し、複数の熱交換器コイルから二酸化炭素を受け取る、３つの異なる構成を示している。
【０１３３】
図１０ａ、図１０ｂ、および図１０ｃの構成では、二酸化炭素の送り管７００および二酸化炭素の戻り管７０２は、複数の伝熱コイル７１０に二酸化炭素を供給する。弁７２０および７２１は、システム内の二酸化炭素の流れを制御するために設けられている。図１０ａの構成では、弁の配置によって、二重コイルユニットを並列に配置することができ、これによって他のコイルを直列に配置することができる。図１０ｂおよび図１０ｃは他の構成を示している。
【０１３４】
図１１ａは、図６ａに示す冷却ユニット構成に対する、代わりの冷却ユニットの構成を示している。図１１の構成では、シュノーケルまたはダクト３７４’は、機器の出口領域５０４を囲む入口形成部５０２からファン構成３７６まで延びる可とう性のホース５００を有している。
【０１３５】
ケーブル経路エンクロージャ５０６は、ワークステーションの下方でコイルの上方に配置され、機器、冷却ユニット、および／または他のケーブルからケーブルを受け取るようになっている。コイル上に凝縮した水を除去する排水点５０８が熱交換器の下方に設けられてもよい。
【０１３６】
図１１ｂでは、図６ｂとは異なり、様々なシュノーケル位置を可能にし、したがってワークステーションにおける機器の配置に関して融通を利かせ、および／または各機器に２つ以上のシュノーケルまたはホース構成を設けて冷却を向上させるように、グリル３７０に他の入口３８０が設けられていることが分かる。
【０１３７】
図１２ａおよび図１２ｂは、コンピュータ機器のアレイを冷却する冷却構成を示している。
【０１３８】
図１２ａは、デスク（不図示）の下方に並べて配置された８つのコンピュータ機器８００のアレイの概略平面図を示している。デスクの幅は例えば１６００ｍｍ（Ａ）であってよく、デスクの深さ（Ｂ）は６００ｍｍであってよい。
【０１３９】
図１２ａおよび図１２ｂの構成において、コンピュータ機器８００を冷却する冷却構成は、たとえば図６ａ〜図６ｃの冷却構成と同様であってよい。
【０１４０】
図６ｃを参照すると、コイルユニットは８つのコンピュータ機器８００のアレイ全体の下方を延びており、コンピュータ機器は換気グリル同士の間に設けられている。
【０１４１】
図１２ｂは、コンピュータ機器８００の下方に設けられた熱交換器コイル８１０の側面図を示している（この構成において、コイルは、より効率的な冷却を可能にするよう傾斜している）。たとえば、図８に示されている構成と同様に、コンピュータ機器からの高温の空気は、コイル８１０の上方の換気グリル８２０の１つを通過し、反対側の換気グリル８４０を通って出る。
【０１４２】
多くの場合、空気入口および空気出口は各コンピュータ機器について同じ方向であるが、この構成において、空気入口グリルおよび空気出口グリルは相互に交換可能である。したがって、この構成においては、空気流の方向がコイル８１０を横切るいずれの方向であってもよい。このことは、コンピュータ機器をユーザに最も好都合な向きに配置することができ、すなわち、機器の空気出口がグリル８２０またはグリル８４０に向けられるという利点を有する。
【０１４３】
さらに、図１２ａおよび図１２ｂの構成に示されているように、コイル８１０の特定の部分に対して、空気流を制御できるように１つまたは２つ以上の駆動部材を設けることができる。
【０１４４】
図１２ａの構成では、２つのコンピュータ機器の間に分割プレート８５０が設けられている。プレートは、熱交換器コイル８１０を含む通路を通ってほぼ垂直方向に延びており、さらに好ましくは、コンピュータ機器を含むデスクの下方のコンパートメントを通って延びる。図１２ｂに示されている構成では、コイルはプレート８５０を通過している。
【０１４５】
分割プレート８５０の２つの側方で空気流を分離することによって、２つの側方の空気流は異なることがある。図１２ａに示されているように、分割プレートの一方の側の空気流は、他方の側の空気流と逆方向であってよい。したがって、プレート８５０の一方の側では、グリルは、機器Ｅ１〜Ｅ４から生ずる高温の空気のための空気入口グリル８２０である。プレート８５０の他方の側では、グリルは、機器Ｅ５〜Ｅ８のための空気出口グリル８４０’である。同様に、プレートの一方の側では、他のグリルは、空気出口グリル８４０または機器Ｅ１〜Ｅ４からの高温の空気であり、他方の側では、グリルは機器Ｅ５〜Ｅ８用の空気入口グリル８２０’を構成している。
【０１４６】
したがって、分割プレートは、互いに逆方向の流れを可能にし、したがって、機器をすべて同じ方向に向けることを不要にする。機器は通常、ユーザの方に向けられるので、分割プレートを使用すると、様々なデスクワークステーションのレイアウトの可能性に対して、より融通を利かせることができる。
【０１４７】
他の分割プレートを使用して空気流をさらに変化させることで、冷却ユニットに対する機器の配置に関してさらに融通を利かせることができることが理解されよう。
【０１４８】
図１３ａ〜図１３ｄは、コンピュータ機器のアレイを冷却する冷却構成を示している。図１３ａおよび図１３ｂはそれぞれ、デスク９１０を含み、２人のユーザがデスク９１０で互いに向かい合って仕事ができるように配置されたワークステーション９００の斜視図および側面断面図を示している。デスクの作業面９１２の下方に、複数のコンピュータ機器９１６が設けられた絶縁コンパートメント９１４が位置している。コンパートメント９１４の構成は、上述の図４に示された例における構成と類似している。この構成では、熱負荷スクリーンを含む二重壁構成が用いられる。
【０１４９】
図１３ａの斜視図および図１３ｃに示されている本構成の平面図から、コンパートメント９１４は、デスク９１０の幅を横切って延び、８つのコンピュータ機器９１６Ａ〜９１６Ｈを収納していることが分かる。
【０１５０】
空気の方向を定める空気方向付け構造がデスク内に設けられていないことを除いて、冷却装置の構造は、図６および図１１の構成に類似している。複数のフロアタイル交換ユニット（６００ｍｍ四方）を有する冷却ユニット９１８が、コンパートメント９１４の下方に設けられている。冷却ユニット９１８は、デスク９１０の幅を横切って（任意に越えて）延び、垂直方向に設けられた熱交換器コイル９２０およびファン９２２が設けられた空気流路９１９を含んでいる。二酸化炭素供給管９２３はコイル９２０に二酸化炭素を供給する。マニフォルドチャンバは、コイルの各端部に設けられ、ガス検出装置を含んでいる。
【０１５１】
冷却ユニット９１８の空気流路は、空気入口および出口グリル９２４、９２６を介してコンパートメントの内側と連通している。コンピュータ機器は、コンパートメント９１４の床および少なくとも部分的にグリル９２４、９２６の上方に設けられ、突出し穴の開いたプラットフォーム９２８上に置かれている。したがって、グリルへの空気流が、コンピュータ機器９１６によって妨げられることはほとんどない。突出したプラットフォームは、空気が床下プレナムに進入することを可能にする。
【０１５２】
図１３ａを参照すると、ファンが作動すると、空気はコンパートメント９１４と空気流路９１９との間を循環する。具体的には、コンピュータの空気出口９３０から出た高温の空気が、コンパートメント９１４を通って空気入口グリル９２４に至り、ファン９２２によって空気流路９１９内に引き込まれ、コイル９２０の上方を通って、そこで空気が冷却される。
【０１５３】
このようにして、機器を効果的に冷却することができる。たとえば、上述したものと同様の構成においては、出口９３０から出た空気は３０℃から３５℃の温度を有することがあり、コンパートメント９１４に流入する冷却された空気は約１５℃の温度を有することができる。構成によっては、空気流路９１９内のコイル９２０の上流側に他のファンを設けてもよい。
【０１５４】
図１３ｃを参照すると、図１２の構成の方法と同様に、コンパートメントの、機器９１６Ａ〜９１６Ｄを冷却する部分で、機器９１６Ｅ〜９１６Ｈに対して逆方向の空気流を実現できるように、空気流路内に分割プレート９３２が設けられていることが分かる。したがって、分割プレートはデスクの下方に２つの空気流路を形成し、コイルは両方の空気流路を通って延びている。
【０１５５】
この構成は、冷却ユニット９１８の各部の概略斜視図である図１３ｄに示されている。
【０１５６】
図１３ｃおよび１３ｄから、機器のアレイを横切って単一のコイルが設けられ、それぞれ対のコンピュータ機器ごとに１つのファン構成が設けられていることが分かる。他の構成が可能であることが理解されよう。たとえば、（たとえば、各流路内に１つのファンのみが設けられるように）他の空気流路を形成し、および／またはコンパートメント９１４を分割してさらに空気流の方向を定めるための他の分割プレートが設けられてもよい。
【０１５７】
この構成では、デスクで互いに向かい合って座っている２人のユーザは、それぞれ、ユーザの方を向いた複数のコンピュータ機器を有することができる。一方、共通の冷却ユニット構成を使用して、そのワークステーションのすべての機器を冷却することによって効率を高めることができることが理解されよう。
【０１５８】
本発明について、単に一例として説明したこと、および本発明の範囲内で細部を修正可能であることが理解されよう。
【０１５９】
説明ならびに（必要に応じて）特許請求の範囲および図面に開示された各特徴は、独立してまたは任意に適切に組み合わせて提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１３ｄ】
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【国際調査報告】
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