(57)【要約】【課題】被冷却機器の温度に基づいてヒートポンプのコンプレッサが一時的に停止させる場合でも、被冷却機器の周囲における相対湿度の上昇を有効に抑制し、被冷却機器での結露発生を防止する電子機器冷却システム及び電子機器冷却方法，プログラムを提供する。【解決手段】被冷却機器３の温度を測定する温度センサ４１からその測定温度をコントローラ４０が入力し、コントローラ４０は、その測定温度が下限閾値を下回ったことに対応してヒートポンプ１０のコンプレッサ１１を停止させると同時に、冷却側熱交換器１４を通ってくるキャビネット１内への冷風出力を停止させる。【選択図】図１
2011029341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ，このコンプレッサで圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器，この放熱側熱交換器で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁，及び、この膨張弁で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサへ送る冷却側熱交換器を有するヒートポンプと、被冷却機器を収納したキャビネット内の空気を吸入し前記冷却側熱交換器に通して冷風とし当該キャビネット内へ出力する冷風出力機構とを備えた電子機器冷却システムであって、
前記被冷却機器の温度を測定する温度センサと、
この温度センサの測定温度が予め設定された下限閾値を下回った時に前記コンプレッサを停止させ、当該測定温度が予め設定された上限閾値を上回った時に当該コンプレッサを起動させるコンプレッサ駆動制御機能を有するコントローラとを備え、
前記冷風出力機構は、当該機構の冷風出力動作の停止又は稼働を切り換える切換機能を有しており、
前記コントローラは、前記コンプレッサ駆動制御機能による前記コンプレッサの停止制御に連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を停止させる冷風出力制御機能を有したことを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項２】
前記請求項１に記載された電子機器冷却システムにおいて、
前記コントローラの前記冷風出力制御機能は、前記コンプレッサ駆動制御機能により前記コンプレッサを起動させるのに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を起動させる機能を含むことを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項３】
前記請求項２に記載された電子機器冷却システムにおいて、
前記冷風出力機構は、冷風出力用の送風機を有し、
前記コントローラの前記冷風出力制御機能は、前記冷風出力用の送風機を停止又は起動させる機能であることを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項４】
前記請求項３に記載された電子機器冷却システムにおいて、
前記キャビネット内の空気を循環させるキャビネット内送風機を備え、
前記コントローラは、前記コンプレッサ駆動制御機能による前記コンプレッサの停止制御に連動して前記キャビネット内送風機を起動させ、前記コンプレッサの起動制御に連動して前記キャビネット内送風機を停止させる機能を備えたことを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項５】
前記請求項２に記載された電子機器冷却システムにおいて、
前記冷風出力機構は、前記キャビネット内の空気を前記冷却側熱交換器に導いて再び当該キャビネット内に送り出すような形状の冷却側通風管と、この冷却側通風管の冷風送出口に設置され前記キャビネット内へ風を送る冷却側送風機とを有すると共に、
前記冷却側通風管の冷風送出口を前記キャビネット内に突出させ、この突出部分の一部を利用して当該一部に冷風出力通路開閉用のダンパーを設けたことを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項６】
前記請求項５に記載された電子機器冷却システムにおいて、
前記冷風出力機構は、前記冷風出力通路開閉用のダンパーを開閉駆動するダンパー駆動モータを有し、
前記コントローラの前記冷風出力制御機能は、前記ダンパー駆動モータの動作を制御する機能であることを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれか一項に記載された電子機器冷却システムにおいて、
前記キャビネット外の空気を前記ヒートポンプの放熱側熱交換器へ送って当該キャビネット外へ出力する放熱側送風機を備え、
前記コントローラは、前記コンプレッサ駆動制御機能による前記コンプレッサの停止制御に連動して前記放熱側送風機を停止させる機能を備えたことを特徴とする電子機器冷却システム。
【請求項８】
冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ，このコンプレッサで圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器，この放熱側熱交換器で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁，及びこの膨張弁で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサへ送る冷却側熱交換器を有するヒートポンプと、被冷却機器を収納したキャビネット内の空気を吸入し前記冷却側熱交換器を通して冷風とし当該キャビネット内へ出力する機能とこの冷風出力動作の停止又は稼働を切り換える機能とを有した冷風出力機構と、前記被冷却機器の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定温度に基づいて前記コンプレッサ及び前記冷風出力機構の動作を制御するコントローラとを備えた電子機器冷却システムにあって、
前記温度センサから入力した測定温度を前記コントローラが予め設定された下限閾値と比較し、
前記測定温度が前記下限閾値を下回っていた場合に、前記コントローラが前記コンプレッサを停止させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を停止させ、
前記コンプレッサが停止した後に、前記温度センサの測定温度を前記コントローラが入力し、
この入力した測定温度を前記コントローラが予め設定された上限閾値と比較し、
前記測定温度が前記上限閾値を上回っていた場合に、前記コントローラが前記コンプレッサを起動させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を起動させることを特徴とする電子機器冷却方法。
【請求項９】
冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ，このコンプレッサで圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器，この放熱側熱交換器で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁，及び、この膨張弁で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサへ送る冷却側熱交換器を有するヒートポンプと、被冷却機器を収納したキャビネット内の空気を吸入し前記冷却側熱交換器に通して冷風とし当該キャビネット内へ出力する機能とこの冷風出力動作の停止又は稼働を切り換える機能とを有する冷風出力機構と、前記被冷却機器の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定温度に基づいて前記コンプレッサ及び前記冷風出力機構の動作を制御するコントローラとを備えた電子機器冷却システムにあって、
前記温度センサの測定温度を順次入力する機能と、
この入力された測定温度と予め設定された上限閾値及び下限閾値と比較し、当該測定温度が当該上限閾値を上回っているか否かと、当該測定温度が当該下限閾値を下回っているか否かを判定する機能と、
前記測定温度が前記下限閾値を下回っていると判定した場合に、前記コンプレッサを停止させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を停止させる機能と、
前記測定温度が前記上限値を上回っていると判定した場合に、前記コンプレッサを起動させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を起動させる機能と、
を前記コントローラが装備したコンピュータに実行させることを特徴とする電子機器冷却用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプを利用して電子装置を冷却する電子機器冷却システム及び電子機器冷却方法，プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で発熱量の大きい電子機器は強制空冷による冷却が必要であり、これに対する技術として、高い放熱効果と除湿効果を得るためにヒートポンプを用いて被冷却機器を冷却する技術が知られている。
【０００３】
これに関連して、ヒートポンプを用いた技術が特許文献１及び２に開示されている。特許文献１に開示された技術は、ヒートポンプを用いた空気調和機において、タイマー運転完了時にヒートポンプの圧縮機と室外送風機とを停止させてから、その後一定時間遅延して室内送風機を停止させることにより、空気調和機のタイマー運転が終了した後の急激な室内温度変化を防止する技術である。
【０００４】
特許文献２に開示された技術は、電子機器を冷却する２つの冷却サイクルを有し、これら２つの冷却サイクルを交互に運転することで、一方の冷却サイクルが故障しても他方の冷却サイクルを運転して電子機器の冷却を継続できる技術である。
【０００５】
また、これらに関連する周知技術として、被冷却機器の温度をモニタし、その温度が設定温度を保つようにヒートポンプの稼働／停止を切り換え制御する技術がある。
【０００６】
ここで、この周知技術について、図８及び図９に基づいて説明する。
【０００７】
図８は、キャビネット１００内の電子機器３００を冷却するための周知の冷却システムの一例の概略構成を示す図である。図８に示すように、周知の冷却システムは、被冷却機器３００を収納するキャビネット１００と、キャビネット１００内の空気を冷却する冷却装置２００とからなり、冷却装置２００は、コンプレッサ１３０、放熱側熱交換器１２０、膨張弁１４０、冷却側熱交換器１５０を有するヒートポンプ１１０と、放熱側送風機１６０と、冷風出力用送風機１７０と、コントローラ１８０と、電子機器３００の温度を測定する温度センサ１９０とを備えている。そして、コントローラ１８０が、温度センサ１９０の測定温度に応じてコンプレッサ１３０を起動／停止させる機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−２８０３４２号公報
【特許文献２】特開平４−３５９３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した図８の周知技術では、ヒートポンプ１１０のコンプレッサ１３０が稼働している時には、冷却側熱交換器１５０で冷やされた空気中の水蒸気量が飽和量に達して結露が発生し空気中の水蒸気量が減少するため、電子機器３００へ相対湿度が低くて冷たい空気を供給するが、コンプレッサ１３０が停止している間は、冷却側熱交換器１５０で生じた結露の水分によって、冷却側熱交換器１５０とキャビネット１００内とを循環する空気が加湿されるので、被冷却機器３００へ相対湿度の高い空気が供給されてしまい、冷たくなっている電子機器３００で結露が生じる恐れがある、という問題があった。以下、この問題について詳しく説明する。
【００１０】
図９は、図８に示した冷却システムにおける温度及び相対湿度の変化を示すグラフである。図９（ａ）は、図８中のＥ点，Ｆ点，Ｇ点（温度センサ１９０の測定位置）で測定した温度の変化を示すグラフであり、図９（ｂ）は、図８中のＥ点，Ｆ点，Ｇ点で測定した相対湿度の変化を示すグラフであり、図９（ｃ）は、コントローラ１８０から出力されるコンプレッサ制御信号を示す図である。
【００１１】
図９（ａ）に示すように、冷風出力用送風機１７０が出力した直後の空気（図８のＥ点）の相対湿度は、コンプレッサ１３０が作動している期間（図９のａ１，ａ２，ａ３，ａ４）に、冷却側熱交換器１５０で結露が生じて徐々に低下するが、コンプレッサ１３０が停止している期間（図９のｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）は、冷却側熱交換器１５０で生じた結露の水分を吸収し１００％近くまで上昇する。これは、コンプレッサ１３０の作動・停止に関わらず冷風出力用送風機１７０が作動し、常に冷風出力用送風機１７０からの送風がキャビネット１００及び被冷却機器３００内を循環するためである。
【００１２】
被冷却機器３００に当たる直前の空気（図８のＦ点）の相対湿度と被冷却機器３００内（図８のＧ点）の相対湿度は、冷風出力用送風機１７０の出力直後の相対湿度と強い相関を有しており、このため、コンプレッサ１３０が停止してＥ点の相対湿度が１００％近くに上昇するｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３の期間には、Ｇ点の相対湿度も相対的に高い値となり、被冷却機器３００に結露が発生する恐れがあった。
【００１３】
被冷却機器３００を構成する金属部品表面で結露が生じてしまうと、錆が発生し被冷却機器３００の外観や機能が劣化する恐れがあり、さらに、被冷却機器３００に含まれる電気回路上で結露が生じてしまうと、回路の短絡、回路の腐食が発生する恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明は、上記関連技術が有する問題を解消し、被冷却機器の温度に基づいてヒートポンプのコンプレッサを一時的に停止させる場合でも、被冷却機器の周囲における相対湿度の上昇を抑制し、被冷却機器での結露発生を防止する電子機器冷却システム及び電子機器冷却方法，プログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の電子機器冷却システムは、冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ，このコンプレッサで圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器，この放熱側熱交換器で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁，及び、この膨張弁で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサへ送る冷却側熱交換器を有するヒートポンプと、被冷却機器を収納したキャビネット内の空気を吸入し前記冷却側熱交換器に通して冷風とし当該キャビネット内へ出力する冷風出力機構とを備えた電子機器冷却システムであって、前記被冷却機器の温度を測定する温度センサと、この温度センサの測定温度が予め設定された下限閾値を下回った時に前記コンプレッサを停止させ、当該測定温度が予め設定された上限閾値を上回った時に当該コンプレッサを起動させるコンプレッサ駆動制御機能を有するコントローラとを備え、前記冷風出力機構は、当該機構の冷風出力動作の停止又は稼働を切り換える切換機能を有しており、前記コントローラは、前記コンプレッサ駆動制御機能による前記コンプレッサの停止制御に連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を停止させる冷風出力制御機能を有したことを特徴とする。
【００１６】
次に、本発明の電子機器冷却方法は、冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ，このコンプレッサで圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器，この放熱側熱交換器で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁，及びこの膨張弁で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサへ送る冷却側熱交換器を有するヒートポンプと、被冷却機器を収納したキャビネット内の空気を吸入し前記冷却側熱交換器を通して冷風とし当該キャビネット内へ出力する機能とこの冷風出力動作の停止又は稼働を切り換える機能とを有した冷風出力機構と、前記被冷却機器の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定温度に基づいて前記コンプレッサ及び前記冷風出力機構の動作を制御するコントローラとを備えた電子機器冷却システムにあって、前記温度センサから入力した測定温度を前記コントローラが予め設定された下限閾値と比較し、前記測定温度が前記下限閾値を下回っていた場合に、前記コントローラが前記コンプレッサを停止させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を停止させ、前記コンプレッサが停止した後に、前記温度センサの測定温度を前記コントローラが入力し、この入力した測定温度を前記コントローラが予め設定された上限閾値と比較し、前記測定温度が前記上限閾値を上回っていた場合に、前記コントローラが前記コンプレッサを起動させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を稼働させることを特徴とする。
【００１７】
次に、本発明の電子機器冷却用プログラムは、冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ，このコンプレッサで圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器，この放熱側熱交換器で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁，及び、この膨張弁で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサへ送る冷却側熱交換器を有するヒートポンプと、被冷却機器を収納したキャビネット内の空気を吸入し前記冷却側熱交換器に通して冷風とし当該キャビネット内へ出力する機能とこの冷風出力動作の停止又は稼働を切り換える機能とを有する冷風出力機構と、前記被冷却機器の温度を測定する温度センサと、前記温度センサの測定温度に基づいて前記コンプレッサ及び前記冷風出力機構の動作を制御するコントローラとを備えた電子機器冷却システムにあって、前記温度センサの測定温度を順次入力する機能と、この入力された測定温度と予め設定された上限閾値及び下限閾値と比較し、当該測定温度が当該上限閾値を上回っているか否かと、当該測定温度が当該下限閾値を下回っているか否かを判定する機能と、前記測定温度が前記下限閾値を下回っていると判定した場合に、前記コンプレッサを停止させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を停止させる機能と、前記測定温度が前記上限値を上回っているか判定した場合に、前記コンプレッサを起動させると共にこれに連動して前記冷風出力機構の冷風出力動作を稼働させる機能と、を前記コントローラが装備したコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上のように構成したため、これにより、被冷却機器の温度が下限閾値を下回ったときにヒートポンプのコンプレッサが停止し、これと同時に冷却側熱交換器を通ってくる送風が停止するので、被冷却機器に高相対湿度の冷却風が供給されることが無く、被冷却機器の周囲における相対湿度の上昇を有効に抑制し、被冷却機器での結露発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる第１実施形態の電子機器冷却システムの概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）図１に開示した実施形態の電子機器冷却システム内の温度変化を表すグラフである。（ｂ）図１に開示した実施形態の電子機器冷却システム内の相対湿度変化を表すグラフである。（ｃ）図１に開示した実施形態の電子機器冷却システムにおけるコントローラが出力する制御信号を表す図である。
【図３】図１に開示した実施形態の電子機器冷却システムにおけるコントローラの処理動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明にかかる第２実施形態の電子機器冷却システムの概略構成を示す図である。
【図５】（ａ）図４に開示した実施形態の電子機器冷却システム内の温度変化を表すグラフである。（ｂ）図４に開示した実施形態の電子機器冷却システム内の相対湿度変化を表すグラフである。（ｃ）図４に開示した実施形態の電子機器冷却システムにおけるコントローラが出力する制御信号を表す図である。
【図６】図４に開示した実施形態の電子機器冷却システムにおけるコントローラの処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明にかかる第３実施形態の電子機器冷却システムの概略構成を示す図である。
【図８】周知の電子機器冷却システムの概略構成を示す図である。
【図９】（ａ）図８に開示した周知の電子機器冷却システム内の温度変化を表すグラフである。（ｂ）図８に開示した周知の電子機器冷却システム内の相対湿度変化を表すグラフである。（ｃ）図８に開示した周知の電子機器冷却システムにおけるコントローラが出力する制御信号を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明にかかる第１実施形態の電子機器冷却システムの概略構成を示す構成図である。図１に示すように、本第１実施形態の電子機器冷却システムは、電子機器３（以下、被冷却機器３とする）を収納したキャビネット１と、キャビネット１内の空気を冷却する冷却装置２とから構成されている。キャビネット１は、開閉ドアを有し、密閉型の形状である。
【００２２】
本第１実施形態における冷却装置２は、冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ１１，このコンプレッサ１１で圧縮された冷媒に放熱させる放熱側熱交換器１２，この放熱側熱交換器１２で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張弁１３，この膨張弁１３で減圧された冷媒に吸熱させてこの冷媒を前記コンプレッサ１１へ送る冷却側熱交換器１４を有するヒートポンプ１０と、キャビネット１内の空気を吸入して冷却側熱交換器１４に通し冷風として当該キャビネット１内へ出力する冷風出力機構２０と、キャビネット１外の空気を放熱側熱交換器１２へ送る放熱機構３０と、被冷却機器３の温度を測定する温度センサ４１と、温度センサ４１の測定温度に基づいてコンプレッサ１１，冷風出力機構２０の動作を制御するコントローラ４０とを備えている。
【００２３】
ヒートポンプ１０は、冷媒が通る閉ループ状のパイプに、冷媒を圧縮して送り出すコンプレッサ１１，冷媒の放熱により周囲を加熱する放熱側熱交換器１２，冷媒を膨張させる膨張弁１３，減圧された冷媒の吸熱により周囲を冷却する冷却側熱交換器１４が順に設けられた構成であり、一般に知られているヒートポンプである。ここで、図１においては、ヒートポンプ１０における冷媒の流れる向きを小さい矢印で示している。
【００２４】
冷風出力機構２０は、キャビネット１内の空気をヒートポンプ１０の冷却側熱交換器１４に導いて再びキャビネット１内に送り出すような形状の冷却側通風管２１と、冷却側通風管２１内の空気を流すための冷風出力用送風機２２とから構成されている。放熱機構３０は、キャビネット１外の空気をヒートポンプ１０の放熱側熱交換器１２に導いて再びキャビネット１外に送るような形状の放熱用通風管３１と、放熱用通風管３１内の空気を流すための放熱側送風機３２とから構成されている。ここで、図１においては、冷風出力用送風機２２及び放熱側送風機３２が稼働しているときの空気の流れる向きを白抜きの矢印で示している。
【００２５】
このような構成により、ヒートポンプ１０のコンプレッサ１１が動作すると、冷却側熱交換器１４でキャビネット１内の空気が冷却され、さらに放熱側熱交換器１２でキャビネット１外の空気が加熱されることで、キャビネット１内の被冷却機器３が発した熱がキャビネット１外に放熱される。
【００２６】
冷風出力用送風機２２は、キャビネット１に収納された被冷却機器３と冷却側熱交換器１４の間でキャビネット１内の空気を循環させ、被冷却機器３が発した熱量をキャビネット１内を介して冷却側熱交換器１４に送り込み、冷媒に吸熱させて、この冷却された空気を被冷却機器３側へ送る。ここで、冷風出力用送風機２２の配置位置は、冷却側通風管２１内に空気を流せる位置であれば、冷却側通風管２１の内外のどこであってもよい。
【００２７】
また、放熱側送風機３２は、キャビネット１外の空気を放熱側熱交換器１２に送り、冷媒から熱を吸収した空気を、キャビネット１外に出力する。ここで、放熱側送風機３２の配置位置は、放熱側通風管３１内に空気を流せる位置であれば、放熱側通風間３１の内外のどこであってもよい。
【００２８】
コントローラ４０は、温度センサ４１から測定温度を入力する機能と、この入力した測定温度に基づいてコンプレッサ１１の稼働又は停止を切り換え制御するコンプレッサ駆動制御機能を備えている。コントローラ４０のコンプレッサ駆動制御機能は、温度センサ４１の測定温度が予め設定された下限閾値を下回った場合にコンプレッサ１１を停止させ、測定温度が予め設定された上限閾値を上回った場合に当該コンプレッサ１１を起動させる機能である。これにより、被冷却機器３の温度を一定範囲内を保つように制御することができる。
【００２９】
また、本第１実施形態におけるコントローラ４０は、コンプレッサ駆動制御機能によるコンプレッサ１１の停止制御に連動して、冷風出力用送風機２２の動作を停止させ、冷風出力機構２０の冷風出力動作を停止させる冷風出力制御機能を備えている。このコントローラ４０の冷風出力制御機能は、コンプレッサ駆動制御機能によってコンプレッサ１１を起動させた場合は、これに連動して冷風出力用送風機２２を起動させて、冷風出力機構２０の冷風出力動作を稼働させる機能である。
【００３０】
このコントローラ４０の冷風出力制御機能により、コンプレッサ１１動作時には、被冷却機器３が発した熱が冷却側熱交換器１４で吸熱される際、冷却側熱交換器１４付近の空気の温度が低下して相対湿度が上昇し水蒸気量が飽和に達するため冷却側熱交換器１４の表面に結露が生じて付着し、除湿された空気が被冷却装置３に供給される。
【００３１】
一方、コンプレッサ１１停止時には、連動して冷却側熱交換器１４を通ってくる風の出力を停止するので、コンプレッサ１１動作時に冷却及び除湿されたキャビネット１内の空気が冷却側熱交換器１４の表面に付着している結露で加湿されることはなく、被冷却機器３に相対湿度が高い冷却風が供給されることが無くなり、被冷却機器３の周囲の相対湿度上昇を有効に抑制することができる。
【００３２】
ここで、被冷却機器３が給排気口と冷却ファンを内蔵している場合、コンプレッサ１１が停止している間は、キャビネット１内部で空気が循環することになる。
【００３３】
図２は、本第１実施形態の電子機器冷却システムにおけるキャビネット１内の温度及び相対湿度の変化と、コントローラ４０から出力される制御信号を示すグラフである。図２（ａ）は、図１中に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点（温度センサ４１の測定位置）の温度の変化を示すグラフであり、図２（ｂ）は、図１中に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点の相対湿度の変化を示すグラフであり、図２（ｃ）は、コントローラ４０からコンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２を制御するために出力される制御信号を示す図である。
【００３４】
図２（ａ）及び図２（ｂ），図２（ｃ）に示すように、本第１実施形態では、コントローラ４０は、温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）が上限閾値に達すると、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２へ動作信号を送信して、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２を起動する。これにより、冷風出力用送風機２２の出力側の温度（Ａ点の温度）と、被冷却機器３の周囲の温度（Ｂ点の温度）と、温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）とが、共に下降していき、これに伴って、冷風出力用送風機２２の出力側の相対湿度（Ａ点の相対湿度）と、被冷却機器３の周囲の相対湿度（Ｂ点の相対湿度）と、被冷却機器３内部の相対湿度（Ｃ点の相対湿度）とが、相関して下降していく。
【００３５】
そして、温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）が下限閾値に達すると、コントローラ４０は、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２へ停止信号を送信して、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２を停止する。これにより、冷風出力用送風機２２の出力側の温度（Ａ点の温度）と、被冷却機器３の周囲の温度（Ｂ点の温度）と、温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）とが共に上昇し、冷風出力用送風機２２の出力側の相対湿度（Ａ点の相対湿度）が急激に上昇するが、被冷却機器３の周囲の相対湿度（Ｂ点の相対湿度）と、被冷却機器３内部の相対湿度（Ｃ点の相対湿度）は、上昇せず緩やかに下降していく。
【００３６】
その後、再び温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）が上限閾値に達すると、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２が同時に起動し、冷却側通風管２１内に滞留していた高い相対湿度の空気がキャビネット１内に送り込まれるので、被冷却機器３の周囲の相対湿度（Ｂ点の相対湿度）、及び被冷却機器３内部の相対湿度（Ｃ点の相対湿度）が、急激に上昇するが、すぐに除湿されるため、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点の相対湿度は共に下降する。
【００３７】
このように、本第１実施形態の冷却システムにおいては、被冷却機器３に当たる直前の空気（図１のＢ点）の相対湿度と被冷却機器３内（図１のＣ点）の相対湿度は、コンプレッサ１１が停止してＡ点の相対湿度が１００％近くに上昇するｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３の期間であっても上昇することはなく、その他の期間でも１００％近くにまで上昇することはない。
【００３８】
よって、本実施形態の電子機器冷却システムによれば、複雑な機器や機構を設けることなくコンプレッサ１１の停止時の被冷却機器３の周囲における空気の相対湿度の上昇を抑制することができ、被冷却機器３での結露発生を防止することができる。
【００３９】
次に、本第１実施形態の電子機器冷却システムのコントローラ４０の処理動作について説明する。ここで、以下の動作説明は、本発明の電子機器冷却方法の実施形態となる。
【００４０】
図３は、本第１実施形態におけるコントローラ４０の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、本第１実施形態のコントローラ４０は、まず、温度センサ４１の測定温度を入力し（図３のステップＳ１）、この入力した測定温度を上限閾値及び下限閾値と比較し、上限閾値以上か下限閾値以下か、または上限閾値と下限閾値の間なのかを判定する（図３のステップＳ２）。温度センサ４１の測定温度が上限閾値と下限閾値の間であった場合は終了する。
【００４１】
温度センサ４１の測定温度が下限閾値を下回っていると判定した場合、コンプレッサ１１に停止信号を送信して、コンプレッサ１１を停止させ、これに連動して、冷風出力用送風機２２に停止信号を送信して、冷風出力用送風機２２を停止させる（図３のステップＳ３）。
【００４２】
一方、温度センサ４１の測定温度が上限閾値を上回っていると判定した場合、コンプレッサ１１に動作信号を送信して、コンプレッサ１１を起動させ、これに連動して、冷風出力用送風機２２に動作信号を送信して、冷風出力用送風機２２を起動させる（図３のステップＳ４）。
【００４３】
このように、本第１実施形態におけるコントローラ４０は、温度センサ４１の測定温度が下限閾値に達したと判断すると、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２を同時に停止させるので、キャビネット１内に高相対湿度の空気が流れ込むことを防止することができる。
【００４４】
ここで、上述したコントローラ４０については、その機能内容をプログラム化して、コンピュータに実行させるように構成してもよい。
【００４５】
以上のように、本第１実施形態の電子機器冷却システムによれば、コントローラ４０が、温度センサ４１の測定温度が下限閾値を下回ったことに応じてコンプレッサ１１を停止させたときに、冷風出力用送風機２２を停止させて冷風出力機構２０の冷風出力動作を停止させるため、冷却側熱交換器１４付近で加湿された空気がキャビネット１内へ流入するのを防ぐことができ、被冷却機器３の周囲の相対湿度上昇を有効に抑制し、被冷却機器３での結露発生を防止することができる。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４７】
図４は、本第２実施形態の電子機器冷却システムの概略構成を示す構成図である。図４では、図１に示す第１実施形態の冷却システムと同じ機能を有する構成要素には、図１と同一の符号を付している。
【００４８】
図４に示すように、本第２実施形態の電子機器冷却システムは、被冷却機器３が収納されるキャビネット１と、冷却装置４とから構成されており、冷却装置４は、上述した第１実施形態の冷却システムと同様に、コンプレッサ１１，放熱側熱交換器１２，膨張弁１３，冷却側熱交換器１４を有するヒートポンプ１０と、冷却側通風管２１，冷風出力用送風機２２からなる冷風出力機構２０と、放熱側通風管３１，放熱側送風機３２からなる放熱機構３０と、被冷却機器３の温度を測定する温度センサ４１とを備えている。
【００４９】
本第２実施形態における冷却装置４は、温度センサ４１の測定温度に対応してコンプレッサ１１の稼働／停止を制御するコンプレッサ駆動制御機能とこのコンプレッサ１１の稼働／停止制御に連動して冷風出力用送風機２２の動作を制御する冷風出力制御機能とを有するコントローラ５０と、さらに、キャビネット１内の空気を循環させるためのキャビネット内送風機５１を備えている。ここで、キャビネット内送風機５１は、被冷却機器３に内蔵されていてもよい。
【００５０】
コントローラ５０のコンプレッサ駆動制御機能は、温度センサ４１の測定温度を入力し、この入力した測定温度を予め設定された上限閾値及び下限閾値と比較し、測定温度が下限閾値に達したと判断した場合にコンプレッサ１１を停止させ、上限閾値に達したと判断した場合コンプレッサ１１を起動させる機能である。コントローラ５０の冷風出力制御機能は、コンプレッサ駆動制御機能によりコンプレッサ１１を停止させた場合に連動して冷風出力用送風機２２を停止させ、冷風出力機構２０の冷風出力動作を停止させると共に、コンプレッサ１１を起動させた場合に連動して冷風出力用送風機２２を起動させ、冷風出力機構２０の冷風出力動作を作動させる機能である。
【００５１】
本第２実施形態におけるコントローラ５０は、さらに、コンプレッサ駆動制御機能によりコンプレッサ１１を停止させた場合に連動して放熱側送風機３２を停止させて放熱機構３０の排気出力を停止させると共に、コンプレッサ１１を起動させた場合に連動して放熱側送風機３２を起動させて放熱機構３０の排気出力を作動させる放熱制御機能を有している。
【００５２】
このように、コンプレッサ１１が停止して冷却装置４が冷却動作を行っていないときに、放熱側送風機３２を停止することにより、冷却装置４の消費電力を低減させる効果が期待できる。また、放熱側送風機３２の動作により相対湿度の高いキャビネット１外の空気がキャビネット１内部に混入し、キャビネット１内の空気の相対湿度が上昇することを防止する。
【００５３】
また、本第２実施形態におけるコントローラ５０は、さらに、コンプレッサ駆動制御機能によりコンプレッサ１１を停止させた場合に連動してキャビネット内送風機５１を起動させ、コンプレッサ１１を起動させた場合に連動してキャビネット内送風機５１を停止させる機能を有している。これにより、コンプレッサ１１の停止時に、冷却側熱交換器１４を通って高相対湿度になった空気が被冷却機器３側に流れてこないようにキャビネット１内の空気を循環させることができる。
【００５４】
図５は、本第２実施形態の冷却システムにおける温度及び相対湿度の変化を表すグラフと、コントローラ５０から出力される制御信号を示す図である。図５（ａ）は、図４中に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点（温度センサ４１の測定位置）の温度の変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、図４中に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点の相対湿度の変化を示すグラフであり、図５（ｃ）は、コントローラ５０からコンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２を制御するために出力される制御信号を示す図である。
【００５５】
図５に示すように、本第２実施形態では、コントローラ５０は、温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）が上限閾値に達すると、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２，放熱側送風機３２へ動作信号を送信して、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２，放熱側送風機３２を起動する。これにより、Ａ点とＢ点とＣ点との温度が共に下降していき、これに伴って、Ａ点とＢ点とＣ点との相対湿度が、相関して下降していく。そして、温度センサ４１の測定温度（Ｃ点の温度）が下限閾値に達すると、コントローラ５０は、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２，放熱側送風機３２へ停止信号を送信して、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２，放熱側送風機３２を停止する。
【００５６】
次に、本第２実施形態の電子機器冷却システムにおけるコントローラ５０の処理動作について説明する。ここで、以下の動作説明は、本発明の電子機器冷却方法の実施形態となる。
【００５７】
図６は、本第２実施形態におけるコントローラ５０の処理動作を示すフローチャートである。図６に示すように、本第２実施形態のコントローラ５０は、まず、温度センサ４１の測定温度を入力し（図６のステップＳ６１）、この入力した測定温度を上限閾値及び下限閾値と比較し、上限閾値以上か下限閾値以下か、または上限閾値と下限閾値の間なのかを判定する（図６のステップＳ６２）。温度センサ４１の測定温度が上限閾値と下限閾値の間であった場合は終了する。
【００５８】
温度センサ４１の測定温度が下限閾値を下回っていると判定した場合、コンプレッサ１１，冷風出力用送風機２２，放熱側送風機３２に停止信号を送信して、コンプレッサ１１，冷風出力機構２０の冷風出力動作，放熱機構３０の排気出力それぞれを同時に停止させると共に、これに連動して、キャビネット内送風機５１に動作信号を送信して、キャビネット内送風機５１を起動させ（図６のステップＳ６３）、キャビネット１内で空気を循環させて、被冷却機器３の温度上昇を軽減させる。
【００５９】
一方、温度ンサ４１の測定温度が上限閾値を上回っていると判定した場合、コンプレッサ１１，冷風出力用送風機２２，放熱側送風機３２に動作信号を送信して、コンプレッサ１１，冷風出力機構２０の冷風出力動作，放熱機構３０の排気出力それぞれを同時に起動させると共に、これに連動して、キャビネット内送風機５１に停止信号を送信して、キャビネット内送風機５１を停止させる（図６のステップＳ６４）。
【００６０】
このように、本第２実施形態におけるコントローラ５０は、温度センサ４１の測定温度が下限閾値に達したと判断すると、コンプレッサ１１及び冷風出力用送風機２２，放熱側送風機２２を同時に停止させ、これに連携して、キャビネット内送風機５１を起動させるので、コンプレッサ１１の停止中にキャビネット１内に高相対湿度の空気が流れ込むことが無くなり、尚且つ、キャビネット１内の空気の循環が止まることも無く、被冷却機器３内の温度及び相対湿度の上昇を有効に抑制することができる。
【００６１】
ここで、本第２実施形態におけるコントローラ５０については、この機能内容をプログラム化してコンピュータに実行させるように構成してもよい。
【００６２】
［第３実施形態］
次に、本発明にかかる第３実施形態について説明する。
【００６３】
図７は、本第３実施形態の電子機器冷却システムの概略構成を示す構成図である。図７では、図１に示す第１実施形態の冷却システムと同じ機能を有する構成要素には、図１と同一の符号を付している。
【００６４】
図７に示すように、本第３実施形態の電子機器冷却システムは、キャビネット１と、冷却装置５とからなり、冷却装置５は、コンプレッサ１１，放熱側熱交換器１２，膨張弁１３，冷却側熱交換器１４を有するヒートポンプ１０と、冷却側通風管２１，冷却側送風機２３，ダンパー２４からなる冷風出力機構２５と、放熱側通風管３１，放熱側送風機３２からなる放熱機構３０と、被冷却機器３の温度を測定する温度センサ４１と、コントローラ６０とを備えている。
【００６５】
本第３実施形態の電子機器冷却システムの特徴は、冷風出力機構２５の構成にあり、この冷風出力機構２５は、キャビネット１内の空気を冷却側熱交換器に導いて再びキャビネット１内へ送り出すような形状の冷却側通風管２１と、この冷却側通風管２１の送出口に設置され冷却側通風管２１内の空気を吸い出してキャビネット１内へ送出する冷却側送風機２３とを有すると共に、冷却側通風管２１の送出口をキャビネット１内に突出させ、この突出した部分の一部を利用して当該一部に冷風出力通路開閉用のダンパー２４を設け、このダンパー２４を開閉駆動するダンパー駆動用モータ２６を設けた構成である。
【００６６】
このように、本第３実施形態における冷風出力機構２５は、ダンパー２４の開閉によって冷風出力動作の稼働／停止を切り換える機能を有している。ダンパー２４が図７のＸの状態になると冷風を出力し、ダンパー２４が図７のＹの状態になると冷風出力を停止する。
【００６７】
これにより、コントローラ６０は、温度センサ４１の測定温度に基づいてコンプレッサ１１の稼働／停止を制御するコンプレッサ駆動制御機能と、このコンプレッサ駆動制御機能によるコンプレッサ１１の動作制御に連動してダンパー２４の開閉を制御し冷風出力機構２５の冷風出力動作の作動／停止を制御する冷風出力制御機能を備えている。
【００６８】
コントローラ６０の冷風出力制御機能は、コンプレッサ１１を起動させたときにはダンパー２４をＸの状態にし、キャビネット１内に冷却側熱交換器１４を通過した冷風を送出させ、コンプレッサ１１を停止させたときにはダンパー２４をＹの状態にし、キャビネット１内に冷却側熱交換器１４を通過した空気を出力させない機能である。
【００６９】
このように、本第３実施形態では、ダンパー２４を設け、このダンパー２４が冷風出力通路を閉めることによって、冷却側熱交換器１４を通った空気のキャビネット１内への出力を停止するように構成されているので、上述した第１実施形態のように、送風機の動作を制御する場合よりも、確実で迅速に冷風出力動作を停止することができる。
【００７０】
また、本第３実施形態における冷却側送風機２３は、温度センサ４１の測定温度に応じて停止／起動を切り換えることは無く、第２実施形態における冷風出力用送風機２２とキャビネット内送風機５１との両方の機能を兼ね備えていることとなる。
【００７１】
ここで、本第３実施形態のコントローラ６０は、上述した第２実施形態におけるコントローラ５０のように、コンプレッサ駆動制御機能によるコンプレッサ１１の停止に連動して温度放熱側送風機３２を停止させる機能を有するように構成してよい。また、本第３実施形態におけるコントローラ６０については、この機能内容をプログラム化してコンピュータに実行させるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、ヒートポンプを利用して電子機器を冷却するシステムに適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  キャビネット
２，４，５  冷却装置
３  被冷却機器
１０  ヒートポンプ
１１  コンプレッサ
１２  放熱側熱交換器
１３  膨張弁
１４  冷却側熱交換器
２０，２５  冷風出力機構
２１  冷却側通風管
２２  冷風出力用送風機
２３  冷却側送風機
２４  ダンパー
２６  ダンパー駆動モータ
３０  放熱機構
３１  放熱側通風管
３２  放熱側送風機
４０，５０，６０  コントローラ
４１  温度センサ
５１  キャビネット内送風機
【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６】
2011029341.tif 000008
【図７】
2011029341.tif 000009
【図８】
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【図９】
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