(57)【要約】      （修正有）【課題】外気温度が低い冬場であっても、蒸発器での冷却能力の低下を防止できる冷却システムを提供する。【解決手段】蒸発器と冷却塔２２との間で冷媒を循環させる冷却塔システムにおいて、冷却塔２２は、外気の取込口３０Ａと排気口３０Ｂとが形成された冷却塔本体３０と、冷却塔本体３０内に設けられ、出入口が蒸発器に接続する熱交換コイル２８と、熱交換コイル２８に散水する散水機３４と、取込口３０Ａから取り込んだ外気を熱交換コイル２８に送風すると共に排気口３０Ｂから排気させる送風機３６と、排気口３０Ｂから排気される排気外気の一部を取込口３０Ａ近傍に戻して取込口３０Ａからの取込み外気と混合させる循環ダクト３８と、循環ダクト３８を流れる排気外気の風量を調節するダンパー装置４０と、熱交換コイル２８で凝縮される冷媒ガスの凝縮圧力が所定圧力になるように、ダンパー装置４０を制御する制御機構４２と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を気化させる蒸発器と、該蒸発器で気化された冷媒を液化させる凝縮器との間で冷媒を循環させると共に、前記凝縮器として冷却塔を用いた冷却システムにおいて、
前記冷却塔は、
外気の取込口と排気口とが形成された冷却塔本体と、
前記冷却塔本体内に設けられ、入口が前記蒸発器から戻る冷媒ガスが流れるガス配管に接続し、出口が前記蒸発器に供給する冷媒液体が流れる液配管に接続する熱交換コイルと、
前記熱交換コイルに散水する散水機と、
前記取込口から外気を取り込んで前記熱交換コイルに送風すると共に前記排気口から排気させる送風機と、
前記排気口から排気される排気外気の一部を前記取込口近傍に戻して前記取込口からの取込み外気と混合させる循環ダクトと、
前記循環ダクトを流れる排気外気の風量を調節する風量調節手段と、
前記熱交換コイルで凝縮される冷媒ガスの凝縮圧力が所定圧力になるように、前記風量調節手段を制御する制御機構と、を備えたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記制御機構は、
前記熱交換コイル入口の冷媒ガスの圧力を測定する冷媒圧力センサと、
前記冷媒圧力センサの測定圧力が前記所定圧力になるように前記風量調整手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１の冷却システム。
【請求項３】
前記制御機構は、
前記送風機によって前記熱交換コイルに送風する送風外気の温度を測定する送風外気温度センサと、
前記熱交換コイルで凝縮される冷媒ガスの凝縮圧力を所定圧力にするための送風外気の設定温度が予め入力されており、前記送風外気温度センサの測定温度が前記設定温度になるように前記風量調節手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１の冷却システム。
【請求項４】
前記制御機構は、
前記熱交換コイル出口の冷媒液体の温度を測定する冷媒液体温度センサと、
前記熱交換コイル入口の冷媒ガスの圧力を所定圧力にするための冷媒液体の設定温度が予め入力されており、前記冷媒液体温度センサの測定温度が前記設定温度になるように前記風量調節手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１の冷却システム。      
【請求項５】
前記冷却システムは、サーバルームに配設された電子機器を冷却するシステムであって、前記蒸発器は、前記電子機器からの排熱空気との熱交換によって冷媒を気化させると共に前記サーバルーム内に排気される前記排熱空気を冷却することを特徴とする請求項１〜４の何れか１の冷却システム。
【請求項６】
前記冷却塔を前記蒸発器よりも高所に配置して前記冷媒を自然循環させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却システムに係り、特に、サーバルームに配設されたコンピュータやサーバ等の電子機器を、蒸発器と凝縮器との間で冷媒を循環させることにより局所的に冷却するための冷却システムであって、凝縮器として外気と散水とを利用した冷却塔を用いる場合の冷却システムの技術改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーバルームには、コンピュータやサーバ等の電子機器が集約された状態で多数設置される。電子機器は一般にラックマウント方式、すなわち、電子機器を機能単位別に分割して収納するラック（筐体）をキャビネットに段積みする方式で設置され、キャビネットはサーバルームの床上に多数整列配置される。
【０００３】
これらの電子機器は、正常な動作をするために一定の温度環境が必要とされ、高温状態になるとシステム停止等のトラブルを引き起こすおそれがある。このため、サーバルームは空調機によって一定の温度環境に管理されている。しかし、近年では、電子機器の処理速度や処理能力の急激な上昇に伴い、電子機器からの発熱量が上昇の一途をたどっており、空調機のランニングコストも大幅に増加している。
【０００４】
このような背景から、電子機器を効率的に冷却するための様々な技術が提案されている。たとえば特許文献１の冷却システムは、蒸発器と、この蒸発器よりも高所の凝縮器とを、ガス配管及び液配管で接続することによって構成されている。そして蒸発器で気化された冷媒気体がガス配管を介して凝縮器に送られ、凝縮器で液化された冷媒液体が液配管を介して蒸発器に送られることによって、冷媒が自然循環され、蒸発器で冷却作用を得ることができる。このような冷媒自然循環型の冷却システムを、サーバの局所冷却に適用することによって、前述したランニングコストを削減することが期待される。たとえば、蒸発器をサーバの排気口の近傍に配置するとともに、凝縮器として建屋の屋上に冷却塔を設置し、この冷却塔で外気を利用して冷媒を冷却することによって、ランニングコストを大幅に削減することが可能となる。
【０００５】
また、冷媒を凝縮させる凝縮器として、特許文献２にみられるように、外気や散水を利用した冷却塔タイプのものを用いた方法がある。特許文献２には、アンモニア冷媒を用いて圧縮機、凝縮器であるエバコン（冷却塔タイプのもの）、膨張弁、蒸発器などの冷凍サイクルを形成するアンモニア冷却ユニットが記載される。そして、エバコンは外気と散水を利用して冷媒ガスを凝縮して冷媒液体にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２７３１５号公報
【特許文献２】特許３９９０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のエバコンは、外気温度が低下すると、熱交換コイルで冷媒ガスを凝縮させる凝縮圧力が低下する。このために、エバコン内部の熱交換コイルに冷媒液体が滞留し、蒸発器に供給する冷媒量が低減するので、蒸発器での冷却能力が低下するという問題がある。特に、蒸発器と凝縮器との間で冷媒を自然循環させる場合には、エバコンの熱交換コイル内に冷媒液体が滞留することにより、液配管内の自然循環の駆動力となる液柱が低くなるために蒸発器に冷媒液体が供給されず、蒸発器での冷却能力が低下する。
【０００８】
したがって、外気温度が低下する冬場は、エバコンでの熱量を制御する必要があり、送風機による外気の取り入れ風量を少なくする方法が考えられる。しかし、外気温度が低下した場合には、風量を少なくしても熱交換コイルに接触する外気温度は低いままなので、凝縮圧力の低下が生じる。また、散水機から熱交換コイルに散水する散水量を少なくすることも考えられるが、外気温度が低い場合には、熱量制御に殆ど効果がない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、冷却塔を凝縮器とし、凝縮器と蒸発器との間に冷媒を循環、特に自然循環させる場合、外気温度が低い冬場であって冷却塔の簡単な構造改良で凝縮圧力を必要以上に下げないようにできるので、蒸発器での冷却能力の低下を防止できる冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、冷媒を気化させる蒸発器と、該蒸発器で気化された冷媒を液化させる凝縮器との間で冷媒を循環させると共に、前記凝縮器として冷却塔を用いた冷却システムにおいて、前記冷却塔は、外気の取込口と排気口とが形成された冷却塔本体と、前記冷却塔本体内に設けられ、入口が前記蒸発器から戻る冷媒ガスが流れるガス配管に接続し、出口が前記蒸発器に供給する冷媒液体が流れる液配管に接続する熱交換コイルと、前記熱交換コイルに散水する散水機と、前記取込口から外気を取り込んで前記熱交換コイルに送風すると共に前記排気口から排気させる送風機と、前記排気口から排気される排気外気の一部を前記取込口近傍に戻して前記取込口からの取込み外気と混合させる循環ダクトと、前記循環ダクトを流れる排気外気の風量を調節する風量調節手段と、前記熱交換コイルで凝縮される冷媒ガスの凝縮圧力が所定圧力になるように、前記風量調節手段を制御する制御機構と、を備えたことを特徴とする冷却システムを提供する。
【００１１】
本発明の請求項１によれば、外気と散水とを利用した従来の冷却塔に、上記の循環ダクトと、風量調節手段と、制御機構と、を備えるようにした。これにより、冷却塔本体の取込口から取り込まれた外気は、熱交換コイルに散水された水を蒸発させて熱交換コイル内を流れる冷媒を冷却する一方、自らは温度上昇して排気口から排気される。この温度上昇した排気外気の一部を循環ダクトにより冷却塔本体の取込口近傍に循環させて取込み外気と混合することにより、熱交換コイルに送風する送風外気の温度を取込口から取込まれる外気の温度よりも高くすることができる。どの位高くするかは、風量調節手段により循環ダクトを流れる排気外気の循環量を調整することで制御できる。
【００１２】
そして、冷却システムにおける冷媒の安定循環に必要な液配管内の液柱を得るための凝縮圧力を所定圧力としたときに、凝縮圧力が所定圧力になるように制御機構で混合外気の温度を制御する。これにより、外気温度が低い冬場であって冷却塔の簡単な構造改良で凝縮圧力を必要以上に下げないようにできるので、蒸発器での冷却能力の低下を防止できる。
【００１３】
請求項２は請求項１において、前記制御機構は、前記熱交換コイル入口の冷媒ガスの圧力を測定する冷媒圧力センサと、前記冷媒圧力センサの測定圧力が前記所定圧力になるように前記風量調整手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２は、凝縮圧力を所定圧力に制御するための制御機構の一態様を示したものであり、冷媒圧力センサで熱交換コイル入口の冷媒ガスを直接測定し、コントローラは測定圧力が所定圧力になるように風量調整手段を制御する。
【００１５】
これにより、熱交換コイルによる冷媒ガスの凝縮圧力を所定圧力に制御することができる。
【００１６】
請求項３は請求項１において、前記制御機構は、前記送風機によって前記熱交換コイルに送風する送風外気の温度を測定する送風外気温度センサと、前記熱交換コイルで凝縮される冷媒ガスの凝縮圧力を所定圧力にするための送風外気の設定温度が予め入力されており、前記送風外気温度センサの測定温度が前記設定温度になるように前記風量調節手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３は、凝縮圧力を所定圧力に制御するための制御機構の別の態様を示したものであり、送風外気温度センサで送風外気の温度を測定し、熱交換コイル入口の冷媒ガスの圧力を所定圧力にするための送風外気の設定温度が予め入力されているコントローラが、送風外気温度センサの測定温度が設定温度になるように風量調節手段を制御する。
【００１８】
これにより、熱交換コイルによる冷媒ガスの凝縮圧力を所定圧力に制御することができる。
【００１９】
請求項４は、請求項１において、前記制御機構は、前記熱交換コイル出口の冷媒液体の温度を測定する冷媒液体温度センサと、前記熱交換コイル入口の冷媒ガスの圧力を所定圧力にするための冷媒液体の設定温度が予め入力されており、前記冷媒液体温度センサの測定温度が前記設定温度になるように前記風量調節手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４は、凝縮圧力を所定圧力に制御するための制御機構の更に別の態様を示したものであり、冷媒液体温度センサで熱交換コイル出口の冷媒液体を所定圧力にするための冷媒液体の設定温度が予め入力されているコントローラが冷媒液体温度センサの測定温度が設定温度になるように風量調節手段を制御する。
【００２１】
これにより、熱交換コイルによる冷媒ガスの凝縮圧力を所定圧力に制御することができる。
【００２２】
請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記冷却システムは、サーバルームに配設された電子機器を冷却するシステムであって、前記蒸発器は、前記電子機器からの排熱空気との熱交換によって冷媒を気化させると共に前記サーバルーム内に排気される前記排熱空気を冷却することを特徴とする。
【００２３】
請求項５は、本発明の冷却システムを、サーバルームに配設された電子機器を蒸発器で冷却するためのシステムに適用することが特に有効だからである。
【００２４】
請求項６は請求項１〜５の何れか１において、前記冷却塔を前記蒸発器よりも高所に配置して前記冷媒を自然循環させることを特徴とする。
【００２５】
本発明の冷却システムは、蒸発器と冷却塔との間で冷媒を自然循環するタイプのものに適用することが特に有効だからである。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明の冷却システムによれば、冷却塔を凝縮器とし、凝縮器と蒸発器との間に冷媒を循環、特に自然循環させる場合、外気温度が低い冬場であって冷却塔の簡単な構造改良で凝縮圧力を必要以上に下げないようにできる。これにより、蒸発器での冷却能力の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の冷却システムの全体構成を説明する概念図
【図２】冷却塔の構造及び制御機構の一態様を説明する説明図
【図３】制御機構の別の態様を説明する説明図
【図４】制御機構の更に別の態様を説明する説明図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って本発明に係る冷却システムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００２９】
本実施の形態では、本発明の冷却システムを、電子機器の冷却システムに適用した例で以下に説明すると共に、冷媒を自然循環する自然循環サイクルで説明する。
【００３０】
図１は、電子機器の冷却システム１０の全体構成を示す概念図である。
【００３１】
同図に示す冷却システム１０は、上下２階のサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに設けられたサーバ１４の近傍を局所的に冷却するシステムである。尚、以下の説明で符号に付すＸは下層階の冷却システムに係わる部材であり、Ｙは上層階の冷却システムに係わる部材である。また、図１では、各サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに、１台のサーバ１４を図示しているが、実際には、多数のサーバ１４が配置されている。更に、サーバ１４は通常、サーバラック（図示せず）に段積み収納されることによって、サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙ内に設置される。
【００３２】
サーバ１４は、エアの吸引口１４Ａ及び排気口１４Ｂを備えるとともに、内部にファン１４Ｃを備え、このファン１４Ｃを駆動することによって、吸引口１４Ａからエアが吸引され、排気口１４Ｂからサーバ１４の排熱を伴った排熱空気が排気される。これにより、サーバ１４を冷却することができる。一方、排熱空気をそのままサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに排気すると、サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙの室温が上昇し、サーバ１４に吸い込む空気温度が高くなってしまう。したがって、排熱空気を蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで冷却してからサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに排気する必要がある。
【００３３】
各サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙの床面１３の下には床下チャンバ１８Ｘ、１８Ｙが形成されており、床面１３に形成された複数の吹出口（不図示）を介して床下チャンバ１８Ｘ、１８Ｙとサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙが連通される。床下チャンバ１８Ｘ、１８Ｙには、パッケージ空調機等（不図示）で冷却された空調エアが給気され、この空調エアが吹出口からサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに吹き出される。尚、吹出口は、サーバ１４の吸引口１４Ａの近傍に形成されており、この空調エアがサーバ１４に吸引されることによって、サーバ１４を効率よく冷却することができる。
【００３４】
更に、サーバ１４は、冷却システム１０によって局所的に冷却される。
【００３５】
冷却システム１０は、主として蒸発器２０Ｘ、２０Ｙ、凝縮器としての冷却塔２２、冷媒液体が流れる液配管２４、冷媒ガスが流れるガス配管２６からなる冷媒の自然循環サイクルを構成する。
【００３６】
蒸発器２０Ｘ、２０Ｙはそれぞれ、サーバ排気口１４Ｂの近傍に設けられ、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙの内部には不図示のコイルが設けられる。このコイルの外側を、サーバ排気口１４Ｂから排出された排熱空気が流れ、コイルの内側を冷媒液体が流れて熱交換される。この結果、コイル内の冷媒液体が排熱空気から気化熱を奪って蒸発するので、サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに排気される排気空気が冷却される。これにより、吹出口からサーバルーム１２Ｘ、１２Ｙに吹き出される空調エアと相まって、サーバルーム１２Ｘ、１２Ｙの温度環境を、サーバ１４が正常に動作をするために必要な温度環境に設定できる。
【００３７】
冷却塔２２は、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで気化した冷媒を冷却して凝縮させる装置であり、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙよりも高い位置、例えばサーバルーム１２の建屋屋上等に設置される。なお、図１に示す冷却塔２２は概略図なので、詳しい構造については図２〜図４で説明する。
【００３８】
蒸発器２０Ｘ、２０Ｙと冷却塔２２は、液配管２４（分岐管２４Ｘ、２４Ｙを含む）とガス配管２６（分岐管２６Ｘ、２６Ｙを含む）によって接続される。ガス配管２６の上端は冷却塔２２内の熱交換コイル２８の入口に接続されており、ガス配管２６の下端は、分岐管２６Ｘ、２６Ｙに分岐され、その分岐管２６Ｘ、２６Ｙが蒸発器２０Ｘ、２０Ｙのコイル（不図示）の一端に接続されている。一方、液配管２４の上端は、冷却塔２２内の熱交換コイル２８の出口に接続されており、液配管２４の下端は、分岐管２４Ｘ、２４Ｙに分岐され、その分岐管２４Ｘ、２４Ｙが蒸発器２０Ｘ、２０Ｙのコイル（不図示）の他端に接続されている。したがって、蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで気化された冷媒ガスはガス配管２６を上昇して冷却塔２２に自然に送られ、この冷却塔２２で液化された後、液化された冷媒は液配管２４を流下して蒸発器２０Ｘ、２０Ｙに自然に送られる。これにより、冷媒の自然循環が行われる。
【００３９】
循環する冷媒としては、フロン、あるいは代替フロンとしてのＨＦＣ（ハイドロフロロカーボン）等を使用することができる。また、大気圧よりも低い圧力で使用するならば、水を使用することも可能である。
【００４０】
そして、自然循環する冷媒の流量を制御することにより、サーバ１４から排気された高温空気を蒸発器２０Ｘ、２０Ｙで冷却した後の空気温度（サーバ１４から蒸発器２０Ｘ、２０Ｙを介してサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙに排気される排気空気の温度）を冷却し、サーバルーム１２Ｘ，１２Ｙをサーバ１４に適した温度環境に維持する。すなわち、各蒸発器２０Ｘ、２０Ｙからサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙに排気される排気空気２１の出口近傍には、温度センサ２３Ｘ，２３Ｙが設けられると共に、液配管２４の分岐管２４Ｘ、２４Ｙには、冷媒液体の流量を調整する流量調整バルブ２５Ｘ，２５Ｙが設けられる。そして、温度センサ２３Ｘ，２３Ｙで測定された測定温度はコントローラ１７に入力され、コントローラ１７は測定温度に基づいて流量調整バルブ２５Ｘ，２５Ｙの開度をそれぞれ制御する。これにより、上層階と下層階の高さのことなる蒸発器２０Ｘ、２０Ｙに対して排気空気温度が同じになるための適切な冷媒流量を供給することができる。この結果、サーバ１４から蒸発器２０Ｘ、２０Ｙを介してサーバルーム１２Ｘ，１２Ｙに排気される排気温度をサーバ１４の運転に適した温度環境に調整することができる。
【００４１】
次に、図２により、本発明における冷却塔２２の構造を説明する。
【００４２】
図２に示すように、冷却塔２２は、冷却塔本体（ケーシング）３０が横型に配設され、冷却塔本体３０の一端側に外気を取り込む取込口３０Ａが形成され、他端側に外気の排気口３０Ｂが形成される。冷却塔本体３０内には熱交換コイル２８が設けられ、熱交換コイル２８の入口が蒸発器２０Ｘ，２０Ｙから戻る冷媒ガスが流れるガス配管２６に接続し、熱交換コイル２８の出口が蒸発器２０Ｘ，２０Ｙに供給する冷媒液体が流れる液配管２４に接続する。熱交換コイル２８とガス配管２６及び液配管２４は連結部材３２を介して連結される。また、熱交換コイル２８の取込口３０Ａ側には散水機３４が設けられると共に、散水機３４の更に取込口３０Ａ側には送風ファン３６が設けられる。そして、送風ファン３６によって冷却塔本体３０の取込口３０Ａから取り込まれた外気を熱交換コイル２８に送風すると共に、散水機３４から熱交換コイル２８に散水する。これにより、熱交換コイル２８を流れる冷媒ガスが外気や散水により冷却されて凝縮し、冷媒液体に液化される。一方、冷却塔本体３０内に取り込まれた取込み外気Ｘは、熱交換コイル２８を流れる冷媒ガスから熱を奪って温度が上昇し、排気口３０Ｂから排気外気Ｙとして排出される。
【００４３】
また、冷却塔本体３０の取込口３０Ａ側の側面に連結孔３０Ｃが開口されると共に、排気口３０Ｂの一部と連結孔３０Ｃとが循環ダクト３８によって連結される。これにより、排気口３０Ｂから排気される温度上昇した排気外気Ｙの一部が循環ダクト３８を通って取込口３０Ａ近傍に循環されるので、排気外気Ｙと取込み外気Ｘとが混合される。この結果、送風ファン３６によって、熱交換コイル２８に送風される送風外気Ｚの外気温度が上昇する。
【００４４】
また、循環ダクト３８の途中にはダンパー装置４０が設けられ、ダンパー装置４０の開度を調節（開度ゼロも含む）することにより、取込み外気Ｘに混合される排気外気Ｙの混合量（混合量ゼロも含む）が調整される。
【００４５】
更に、冷却塔２２には、熱交換コイル２８で凝縮される冷媒ガスの凝縮圧力が所定圧力になるように、ダンパー装置４０により循環ダクト３８を流れる排気外気Ｙの風量を制御する制御機構４２が設けられる。ここで、所定圧力とは、例えば、本発明の冷却システムにおいて、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙと冷却塔２２との間を冷媒が安定して循環するのに必要な液柱を得るための凝縮圧力とすることができる。
【００４６】
制御機構４２は、熱交換コイル２８入口における冷媒ガスの圧力を測定する冷媒圧力センサ４４と、冷媒圧力センサ４４の測定圧力が所定圧力になるようにダンパー装置４０を制御するコントローラ４６と、で構成することができる。このコントローラ４６としては、図１で示したコントローラ１７を兼用してもよく、図２のように、冷却塔２２のためのコントローラ４６を別途設けてもよい。本実施の形態では、別途設けた場合で説明する。
【００４７】
次に、上記の如く構成された冷却システムにおける冷却塔２２の作用について説明する。
【００４８】
なお、上述したように、取込み外気Ｘ、排気外気Ｙ、送風外気Ｚの３種類の外気が登場するが、以下のように使い分けることにする。すなわち、取込み外気Ｘは、取込口３０Ａから取り込まれたままの外気を言う。送風外気Ｚは、送風ファン３６で熱交換コイル２８に送風される外気を言い、取込み外気Ｘのみと、取込み外気Ｘと排気外気Ｙとの混合された外気との両方を含む。排気外気Ｙとは、送風外気Ｚが熱交換コイル２８に接触して熱交換した後の温度上昇した外気を言う。
【００４９】
冷却システム１０の運転開始前は、ダンパー装置４０の開度をゼロ（閉成状態）の状態にしておき、この状態で運転を開始する。すなわち、ガス配管２６によって蒸発器２０Ｘ，２０Ｙから冷却塔２２に戻る冷媒ガスは、冷却塔２２内の熱交換コイル２８を流れつつ、送風ファン３６によって取込口３０Ａから取り込まれた取込み外気Ｘと散水機３４からの散水によって冷却されて凝縮する。これにより、冷媒ガスは液化して冷媒液体となり、液配管２４を流れて蒸発器２０Ｘ，２０Ｙに供給される。一方、熱交換コイル２８に接触した送風外気Ｚは、冷媒ガスから熱を奪って温度上昇し、排気外気Ｙとなって排気口３０Ｂから排気される。
【００５０】
また、熱交換コイル２８内の冷媒ガスは、熱交換コイル２８入口で冷媒圧力センサ４４により測定され、測定圧力がコントローラ４６に逐次送信される。コントローラ４６は、冷媒ガスの測定圧力が所定圧力よりも低い場合には、ダンパー装置４０を開いて、温度上昇した排気外気Ｙの一部を循環ダクト３８を介して取込口３０Ａ近傍に循環して取込み外気Ｘに混合すると共に、ダンパー装置４０の開度制御により、冷媒圧力センサ４４により測定される測定圧力が所定圧力になるように、循環ダクト３８を流れる排気外気Ｙの風量を制御する。すなわち、冷媒ガスの測定圧力を大きく上昇させたい場合には、ダンパー装置４０の開度を大きくし、小さく上昇させたい場合には、ダンパー装置４０の開度を小さくする。
【００５１】
これにより、外気温度が低い冬場であって冷却塔２２の簡単な構造改良で、冷却塔２２における凝縮圧力を必要以上に下げないようにできるので、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙでの冷却能力の低下を防止できる。
【００５２】
図３は、制御機構４２の別態様を示すものである。なお、図２と同様の部材や装置には同符号を付して説明する。  
【００５３】
図３に示すように、取込み外気Ｘと排気外気Ｙとが混合した後の送風外気Ｚの温度を測定する送風外気温度センサ４８が設けられる。また、コントローラ４６には、前述した熱交換コイル２８入口における冷媒ガスの所定圧力と送風外気Ｚの設定温度との相関データ、すなわち送風外気Ｚを何度にしたら冷媒ガスが所定圧力になるかの相関データが予め入力されている。相関データの作成は予備試験等により求めることができる。
【００５４】
そして、コントローラ４６は、相関データに基づいて送風外気温度センサ４８の測定温度が設定温度になるようにダンパー装置４０の開度を制御する。
【００５５】
これにより、外気温度が低い冬場であって冷却塔２２の簡単な構造改良で、冷却塔２２における凝縮圧力を必要以上に下げないようにできるので、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙでの冷却能力の低下を防止できる。
【００５６】
図４は、制御機構の更に別態様を示すものである。なお、図２及び図３と同様の部材や装置には同符号を付して説明する。
【００５７】
図４に示すように、熱交換コイル２８で液化した冷媒液体の温度を測定する冷媒液体温度センサ４５が熱交換コイル２８出口に設けられ、測定温度が逐次コントローラ４６に送信される。また、コントローラ４６には、冷媒の圧力と温度との相関データが予め入力されている。相関データは冷凍空調便覧等を参考とすることができる。そして、コントローラ４６は、相関データに基づいて冷媒液体温度センサ４５の測定温度が設定温度になるようにダンパー装置４０の開度を制御する。
【００５８】
これにより、外気温度が低い冬場であっても冷却塔２２の簡単な構造改良で、冷却塔２２における凝縮圧力を必要以上に下げないようにできるので、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙでの冷却能力の低下を防止できる。
【００５９】
図３及び図４の制御機構４２は、所定圧力に制御したい熱交換コイル２８入口の冷媒ガスの圧力を、送風外気の温度や冷媒液体の温度を測定することにより間接的に制御するものである。
【００６０】
なお、本実施の形態では、冷媒が自然循環を行う冷却システム１０の例で説明したが、冷媒を強制循環させる冷却システムにも適用できる。また、蒸発器２０Ｘ，２０Ｙで冷却する対象物はサーバ等の電子機器に限定されず、冷却する必要のある発熱体に適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…電子機器の冷却システム、１２Ｘ、１２Ｙ…サーバルーム、１３…床面、１４…サーバ、１５…冷却装置、１７…コントローラ、１８Ｘ、１８Ｙ…床下チャンバ、２０Ｘ、２０Ｙ…蒸発器、２２…凝縮器、２３Ｘ，２３Ｙ…温度センサ、２４…液配管、２４Ｘ、２４Ｙ…分岐管、２５Ｘ、２５Ｙ…流量調整バルブ、２６…ガス配管、２６Ｘ、２６Ｙ…分岐管、２８…熱交換コイル、３０…冷却塔本体、３２…連結手段、３４…散水機、３６…送風ファン、３８…循環ダクト、４０…ダンパー装置、４２…制御機構、４４…冷媒圧力センサ、４５…冷媒液体温度センサ、４６…コントローラ、４８…送風外気温度センサ、５０…冷媒ガス熱量測定手段、５２…演算手段、Ｘ…取込み外気、Ｙ…排気外気、Ｚ…送風外気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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