(57)【要約】  冷却装置を制御する方法は、所望の冷却容量の指示を受取ることと、運転パラメータの複数の可能な組を与えることと、推定冷却出力の複数の組を決定することとを含み、推定冷却出力の各組は運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応し、当該方法はさらに、運転パラメータの複数の可能な組から運転パラメータの１つの組を選択することを含み、運転パラメータの１つの組は、所望の冷却容量に合致する、複数の組の推定冷却出力のうちの１つの組の推定冷却出力に対応する。他の実施例および装置が開示される。
2010534885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却装置を制御する方法であって、
所望の冷却容量の指示を受取ることと、
運転パラメータの複数の可能な組を与えることと、
推定冷却出力の複数の組を決定することとを含み、推定冷却出力の各組は前記運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応し、前記方法はさらに、
前記運転パラメータの複数の可能な組から運転パラメータの１つの組を選択することを含み、前記運転パラメータの１つの組は、前記推定冷却出力の複数の組のうち、前記所望の冷却容量に合致する推定冷却出力の組に対応する、方法。
【請求項２】
前記選択された運転パラメータの１つの組を用いて、運転するよう冷却装置を制御することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記冷却装置を制御することは、前記冷却装置における冷媒の蒸発温度を調節することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記蒸発温度を調節することは、前記冷却装置における冷媒の圧力を調節することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記所望の冷却容量の指示は、少なくとも１つの計測された条件の指示を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータの各組は異なるそれぞれの冷媒蒸発温度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記推定冷却出力の複数の組を決定することは、前記推定冷却出力の複数の組を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記推定冷却出力の複数の組を計算することは、
推定冷却出力の各組について少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を行なうことと、
推定冷却出力の各組について少なくとも１つの圧力計算を行なうことと、
推定冷却出力の各組について少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうこととを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記推定冷却出力の複数の組を計算することはさらに、
少なくとも１つのそれぞれのε−ＮＴＵ計算、少なくとも１つのそれぞれの圧力計算、および少なくとも１つのそれぞれのエンタルピー計算に少なくとも部分的に基づき、前記運転パラメータの複数の可能な組の各々について前記推定冷却出力の複数の組の推定冷却出力のそれぞれの組を決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算は、前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、前記冷却装置の蒸発器の少なくとも１つの効率を決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの圧力計算は、前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、前記冷却装置の蒸発器が用いる冷媒の少なくとも１つの圧力を決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのエンタルピー計算は、前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、前記冷却装置の蒸発器が用いる冷媒の少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのエンタルピー計算は、前記少なくとも１つの圧力計算および前記少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算に少なくとも部分的に基づき、少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記推定冷却出力の複数の組を計算することはさらに、前記少なくとも１つのエンタルピー計算の結果得られる少なくとも１つのエンタルピー値の少なくとも一部を有界範囲の中に制限することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記推定冷却出力の複数の組の各組は、それぞれの推定された出力冷却容量を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
推定冷却出力の組が前記所望の冷却容量と同様の値を有するそれぞれの推定された出力冷却容量を含む場合、前記推定冷却出力の組は前記所望の冷却容量に合致する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの運転条件のその後の指示を受取ることと、
前記少なくとも１つの運転条件に少なくとも部分的に基づき、運転パラメータの現在の組を調節することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの運転条件は、空気の温度、冷媒温度、および空気の質量流量の少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記運転パラメータの現在の組を調節することは、前記少なくとも１つの運転条件に少なくとも部分的に基づき、第２の推定冷却出力の第２の複数の組を計算することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つのマシン読取可能媒体を含み、前記少なくとも１つのマシン読取可能媒体は複数のマシンインストラクションを格納し、前記複数のマシンインストラクションはともに、請求項１に記載の方法を実行するよう少なくとも１つのコンピュータシステムを制御することが可能である、装置。
【請求項２１】
冷媒を用いて空気の冷却を行なうよう構成される蒸発器と、
前記冷媒を供給するよう構成される冷媒供給要素と、
少なくとも１つの特性を計測するよう構成される少なくとも１つのセンサと、
少なくとも１つのコントローラとを含み、前記少なくとも１つのコントローラは、
少なくとも１つの計測された特性に少なくとも部分的に基づき推定冷却出力の複数の組を決定するよう構成され、前記推定冷却出力の複数の組の各組は運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応し、前記少なくとも１つのコントローラはさらに、
前記運転パラメータの複数の可能な組から運転パラメータの１つの組を選択するよう構成され、前記運転パラメータの１つの組は、所望の冷却容量に合致する推定冷却出力の組に対応し、前記少なくとも１つのコントローラはさらに、
前記選択された運転パラメータの１つの組を用いて運転するよう前記冷却装置を制御するよう構成される、冷却装置。
【請求項２２】
空気を供給するよう構成される空気移動要素をさらに含む、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項２３】
前記冷却装置を制御することは、前記冷媒供給要素のパラメータおよび前記蒸発器のパラメータの少なくとも１つを調節することを含む、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの計測された特性は、冷媒供給温度、空気の質量流量、および空気帰還温度の少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項２５】
前記コントローラはさらに、前記少なくとも１つの計測された特性に少なくとも部分的に基づき、前記所望の冷却容量を決定するよう構成される、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項２６】
前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータの各組は異なるそれぞれの冷媒蒸発温度を含む、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項２７】
前記コントローラは、前記複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を行い、前記複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つの圧力計算を行い、前記複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうよう構成される、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項２８】
前記コントローラは、少なくとも１つのそれぞれのε−ＮＴＵ計算、少なくとも１つのそれぞれの圧力計算、および少なくとも１つのそれぞれのエンタルピー計算に少なくとも部分的に基づき、前記推定冷却出力の複数の組の推定冷却出力のそれぞれの組を決定するよう構成される、請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算は、前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて運転する前記冷却装置の蒸発器の少なくとも１つの効率を決定することを含む、請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの圧力計算は、前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて冷媒の流れの少なくとも１つの冷媒の圧力を決定することを含む、請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項３１】
前記少なくとも１つのエンタルピー計算は、前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、前記冷媒の流れの少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含む、請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項３２】
前記コントローラは、前記少なくとも１つの圧力計算および前記少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算に少なくとも部分的に基づき、前記少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうよう構成される、請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項３３】
前記コントローラは、少なくとも１つのエンタルピー計算の結果得られる少なくとも１つのエンタルピー値の少なくとも一部を有界範囲内に制限するよう構成される、請求項２７に記載の冷却装置。
【請求項３４】
前記推定冷却出力の複数の組の各組はそれぞれの推定された出力冷却容量を含む、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項３５】
推定冷却出力の組は、推定冷却出力の組が前記所望の冷却容量と同様の値を有するそれぞれの推定された出力冷却容量を含む場合、前記所望の冷却容量に合致する、請求項３４に記載の冷却装置。
【請求項３６】
前記コントローラはさらに、少なくとも１つのその後の運転条件の指示を受取るとともに、前記少なくとも１つのその後の運転条件に少なくとも部分的に基づき運転パラメータの現在の組を調節するよう構成される、請求項３５に記載の冷却装置。
【請求項３７】
前記コントローラは、前記少なくとも１つのその後の運転パラメータに少なくとも部分的に基づき、第２の推定冷却出力の第２の複数の組を計算するよう構成される、請求項３６に記載の冷却装置。
【請求項３８】
前記推定冷却出力の複数の組を決定することは前記推定冷却出力の複数の組を計算することを含む、請求項２１に記載の冷却装置。
【請求項３９】
冷媒を用いて空気を冷却するよう構成される蒸発器と、
前記冷媒を供給するよう構成される冷媒供給部と、
少なくとも１つの環境特性を計測するよう構成される少なくとも１つのセンサと、
推定冷却出力の各組が運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応する推定冷却出力の複数の組を、少なくとも１つの計測された特性に少なくとも部分的に基づき決定し、
所望の冷却容量に合致する推定冷却出力の組に対応する運転パラメータの１つの組を前記運転パラメータの複数の可能な組から選択し、
前記選択された運転パラメータの１つの組を用いて、冷却装置を運転するように制御する手段とを含む、冷却装置。
【請求項４０】
前記運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータの各組は異なるそれぞれの冷媒蒸発温度を含む、請求項３９に記載の冷却装置。
【請求項４１】
前記手段は、前記複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を行い、前記複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つの圧力計算を行い、前記複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうよう構成される、請求項３９に記載の冷却装置。
【請求項４２】
前記手段は、少なくとも１つのそれぞれのε−ＮＴＵ計算、少なくとも１つのそれぞれの圧力計算、および少なくとも１つのそれぞれのエンタルピー計算に少なくとも部分的に基づき、前記推定冷却出力の複数の組の推定冷却出力のそれぞれの組を決定するよう構成される、請求項４１に記載の冷却装置。
【請求項４３】
前記手段は、少なくとも１つのその後の運転条件の指示を受取るとともに、前記少なくとも１つのその後の運転条件に少なくとも部分的に基づき運転パラメータの現在の組を調節するよう構成される、請求項３９に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
実施例は一般的に冷却器を制御することに関する。具体的には、実施例は、冷却機器を制御するために冷却機器の推定冷却出力を計算することに関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術の議論
電子機器から生じる熱は、機器の性能、信頼性、および使用寿命に悪影響を与え得る。何年にもわたって、電子機器がより高速に、より小型に、かつより多くの電力を消費するようになるにつれて、このような機器によってさらに多くの熱が生じるようになり、短期および長期の信頼性のある運転のために熱の管理がより重要なものになった。
【０００３】
熱の管理が重要であり得る典型的な環境には、サーバおよびＣＰＵといった、電子機器のラックを含むデータセンターが含まれる。処理能力の要求が増加するにつれ、データセンターは大きさが増加し、そのため典型的なデータセンターは現在このようなラックを何百も含み得る。さらに、電子機器のサイズが減少するにつれて、各ラックにおける電子機器の量および当該機器の電力消費が増加している。ある例示的な業界標準のラックは、高さが約６〜６．５フィート、幅が約２４インチ、奥行きが約４０インチである。このようなラックは、米国電子工業会（Electronics Industries Association）のＥＩＡ−３１０−Ｄ規格によって規定されるように、「１９インチ」ラックと一般的に呼ばれる。
【０００４】
現代のデータセンターのラックに搭載された電子機器のような電子機器によって生じる熱に対処するために、当該電子機器に冷気の流れを提供するよう空気冷却装置が用いられている。データセンター環境においては、これらの冷却装置は典型的に、コンピュータルーム・エアーコンディショナー（computer room air conditioner；「ＣＲＡＣ」）ユニットと呼ばれる。このようなＣＲＡＣユニットは、データセンターから暖気を取込み、より冷たい空気をデータセンターに出力する。このようなＣＲＡＣユニットが取込み、出力する空気の温度は、データセンターの冷却必要性および配置に依存して変動し得る。一般的には、このようなＣＲＡＣユニットは、約７２°Ｆの室温の空気を取込み、それより冷たい約６０°Ｆの空気を排出する。
【０００５】
典型的なラックにおける電子機器は、冷気がラックの中に機器にわたるよう引込まれると、冷却される。このプロセスによってこの空気は加熱され、ラックから排気される。データセンターは、当該データセンターの目的に依存してさまざまな構成に配され得る。いくつかの構成には、一般的に冷気がデータセンタールームに出力されるというルーム本位の構成が含まれる。他の構成には、ＣＲＡＣユニットおよび機器のラックが、暖気および冷気通路を作り出すよう配されるという列本位の構成が含まれる。さらに別の構成には、各ラックが専用のＣＲＡＣユニットを有するというラック本位の構成が含まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
一局面は冷却装置を制御する方法を含む。いくつかの実施例では、この方法は、所望の冷却容量の指示を受取ることと、運転パラメータの複数の可能な組を与えることと、推定冷却出力の複数の組を決定することとを含み、推定冷却出力の各組は当該運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応し、当該方法はさらに、当該運転パラメータの複数の可能な組から運転パラメータの１つの組を選択することを含み、当該運転パラメータの１つの組は、当該推定冷却出力の複数の組のうち、当該所望の冷却容量に合致する推定冷却出力の組に対応する。
【０００７】
いくつかの実施例では、この方法は、当該選択された運転パラメータの１つの組を用いて、運転するよう冷却装置を制御することをさらに含む。いくつかの実施例では、冷却装置を制御することは、当該冷却装置における冷媒の蒸発温度を調節することを含む。いくつかの実施例では、当該蒸発温度を調節することは、当該冷却装置における冷媒の圧力を調節することを含む。いくつかの実施例では、当該所望の冷却容量の指示は、少なくとも１つの計測された条件の指示を含む。
【０００８】
いくつかの実施例では、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータの各組は異なるそれぞれの冷媒蒸発温度を含む。いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組を決定することは、当該推定冷却出力の複数の組を計算することを含む。いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組を計算することは、推定冷却出力の各組について少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を行なうことと、推定冷却出力の各組について少なくとも１つの圧力計算を行なうことと、推定冷却出力の各組について少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうこととを含む。
【０００９】
いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組を計算することはさらに、少なくとも１つのそれぞれのε−ＮＴＵ計算、少なくとも１つのそれぞれの圧力計算、および少なくとも１つのそれぞれのエンタルピー計算に少なくとも部分的に基づき、当該運転パラメータの複数の可能な組の各々について当該推定冷却出力の複数の組の推定冷却出力のそれぞれの組を決定することを含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算は、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、当該冷却装置の蒸発器の少なくとも１つの効率を決定することを含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つの圧力計算は、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、当該冷却装置の蒸発器が用いる冷媒の少なくとも１つの圧力を決定することを含む。
【００１０】
いくつかの実施例では、当該少なくとも１つのエンタルピー計算は、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、当該冷却装置の蒸発器が用いる冷媒の少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つのエンタルピー計算は、当該少なくとも１つの圧力計算および当該少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算に少なくとも部分的に基づき、少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含む。いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組を計算することはさらに、当該少なくとも１つのエンタルピー計算の結果得られる少なくとも１つのエンタルピー値の少なくとも一部を有界範囲の中に制限することを含む。
【００１１】
いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組の各組は、それぞれの推定された出力冷却容量を含む。いくつかの実施例では、推定冷却出力の組が当該所望の冷却容量と同様の値を有するそれぞれの推定された出力冷却容量を含む場合、当該推定冷却出力の組は当該所望の冷却容量に合致する。いくつかの実施例は、少なくとも１つの運転条件のその後の指示を受取ることと、当該少なくとも１つの運転条件に少なくとも部分的に基づき、運転パラメータの現在の組を調節することとをさらに含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つの運転条件は、空気の温度、冷媒温度、および空気の質量流量の少なくとも１つを含む。いくつかの実施例では、当該運転パラメータの現在の組を調節することは、当該少なくとも１つの運転条件に少なくとも部分的に基づき、第２の推定冷却出力の第２の複数の組を計算することを含む。
【００１２】
いくつかの実施例は、少なくとも１つのマシン読取可能媒体を含む装置を含む。当該少なくとも１つのマシン読取可能媒体は複数のマシンインストラクションを格納し、当該複数のマシンインストラクションはともに、上記の方法を実行するよう少なくとも１つのコンピュータシステムを制御することが可能である。
【００１３】
一局面は冷却装置を含む。いくつかの実施例では、冷却装置は、冷媒を用いて空気の冷却を行なうよう構成される蒸発器と、当該冷媒を供給するよう構成される冷媒供給要素と、少なくとも１つの特性を計測するよう構成される少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのコントローラとを含み、当該少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つの計測された特性に少なくとも部分的に基づき推定冷却出力の複数の組を決定するよう構成され、当該推定冷却出力の複数の組の各組は運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応し、当該少なくとも１つのコントローラはさらに、当該運転パラメータの複数の可能な組から運転パラメータの１つの組を選択するよう構成され、当該運転パラメータの１つの組は、所望の冷却容量に合致する推定冷却出力の組に対応し、当該少なくとも１つのコントローラはさらに、当該選択された運転パラメータの１つの組を用いて運転するよう当該冷却装置を制御するよう構成される。
【００１４】
いくつかの実施例は、空気を供給するよう構成される空気移動要素をさらに含む。いくつかの実施例では、当該冷却装置を制御することは、当該冷媒供給要素のパラメータおよび当該蒸発器のパラメータの少なくとも１つを調節することを含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つの計測された特性は、冷媒供給温度、空気の質量流量、および空気帰還温度の少なくとも１つを含む。いくつかの実施例では、当該コントローラはさらに、当該少なくとも１つの計測された特性に少なくとも部分的に基づき、当該所望の冷却容量を決定するよう構成される。いくつかの実施例では、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータの各組は異なるそれぞれの冷媒蒸発温度を含む。いくつかの実施例では、当該コントローラは、当該複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を行い、当該複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つの圧力計算を行い、当該複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうよう構成される。
【００１５】
いくつかの実施例では、当該コントローラは、少なくとも１つのそれぞれのε−ＮＴＵ計算、少なくとも１つのそれぞれの圧力計算、および少なくとも１つのそれぞれのエンタルピー計算に少なくとも部分的に基づき、当該推定冷却出力の複数の組の推定冷却出力のそれぞれの組を決定するよう構成される。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算は、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて運転する当該冷却装置の蒸発器の少なくとも１つの効率を決定することを含む。いくつかの実施例では、当該少なくとも１つの圧力計算は、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて冷媒の流れの少なくとも１つの冷媒の圧力を決定することを含む。
【００１６】
いくつかの実施例では、当該少なくとも１つのエンタルピー計算は、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータのそれぞれの組を用いて、当該冷媒の流れの少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含む。いくつかの実施例では、当該コントローラは、当該少なくとも１つの圧力計算および当該少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算に少なくとも部分的に基づき、当該少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうよう構成される。いくつかの実施例では、当該コントローラは、少なくとも１つのエンタルピー計算の結果得られる少なくとも１つのエンタルピー値の少なくとも一部を有界範囲内に制限するよう構成される。いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組の各組はそれぞれの推定された出力冷却容量を含む。いくつかの実施例では、推定冷却出力の組は、推定冷却出力の組が当該所望の冷却容量と同様の値を有するそれぞれの推定された出力冷却容量を含む場合、当該所望の冷却容量に合致する。
【００１７】
いくつかの実施例では、当該コントローラはさらに、少なくとも１つのその後の運転条件の指示を受取るとともに、当該少なくとも１つのその後の運転条件に少なくとも部分的に基づき運転パラメータの現在の組を調節するよう構成される。いくつかの実施例では、当該コントローラは、当該少なくとも１つのその後の運転パラメータに少なくとも部分的に基づき、第２の推定冷却出力の第２の複数の組を計算するよう構成される。いくつかの実施例では、当該推定冷却出力の複数の組を決定することは当該推定冷却出力の複数の組を計算することを含む。
【００１８】
一局面は、冷媒を用いて空気を冷却するよう構成される蒸発器と、当該冷媒を供給するよう構成される冷媒供給部と、少なくとも１つの環境特性を計測するよう構成される少なくとも１つのセンサと、推定冷却出力の各組が運転パラメータの複数の可能な組のそれぞれ１つの組に対応する推定冷却出力の複数の組を、少なくとも１つの計測された特性に少なくとも部分的に基づき決定し、所望の冷却容量に合致する推定冷却出力の組に対応する運転パラメータの１つの組を当該運転パラメータの複数の可能な組から選択し、当該選択された運転パラメータの１つの組を用いて、冷却装置を運転するように制御する手段とを含む冷却装置を含む。
【００１９】
いくつかの実施例では、当該運転パラメータの複数の可能な組の運転パラメータの各組は異なるそれぞれの冷媒蒸発温度を含む。いくつかの実施例では、当該手段は、当該複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を行い、当該複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つの圧力計算を行い、当該複数の推定冷却出力の各組について少なくとも１つのエンタルピー計算を行なうよう構成される。いくつかの実施例では、当該手段は、少なくとも１つのそれぞれのε−ＮＴＵ計算、少なくとも１つのそれぞれの圧力計算、および少なくとも１つのそれぞれのエンタルピー計算に少なくとも部分的に基づき、当該推定冷却出力の複数の組の推定冷却出力のそれぞれの組を決定するよう構成される。いくつかの実施例では、当該手段は、少なくとも１つのその後の運転条件の指示を受取るとともに、当該少なくとも１つのその後の運転条件に少なくとも部分的に基づき運転パラメータの現在の組を調節するよう構成される。
【００２０】
実施例は、添付の図面、詳細な説明、および特許請求の範囲の参照の後、より完全に理解されるであろう。
【００２１】
添付の図面は尺度決めされて描かれるよう意図されていない。当該図面では、さまざまな図において例示される各同一またはほぼ同一の構成要素は、同様の数字によって示される。明確さのために、各図においてすべての構成要素に符号が振られているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】いくつかの実施例の冷却ユニットの斜視図である。
【図２】いくつかの実施例に従った蒸発器の一部分を示す図である。
【図３】いくつかの実施例に従った冷却装置の構成要素の図を示す図である。
【図４】運転パラメータを決定するとともに冷却装置を制御するよういくつかの実施例において行なわれ得る例示的なプロセスを示す図である。
【図５】運転パラメータの複数の組の運転パラメータの各組について行なわれ、当該運転パラメータの組について推定された冷却出力を決定し得る例示的なプロセスを示す図である。
【図６】いくつかの実施例に従った、蒸発器の運転の間の例示的な熱伝達のグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
詳細な説明
実施例は、それらの用途において、以下の説明および図面に記載される構成要素の構造および配置の詳細に限定されない。実施例は、さまざまな態様で実施または実行されることが可能である。さらに、本明細書中で用いられる語句および用語は、説明目的であり、限定的であるとみなされるべきではない。本明細書における、「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「伴う」、およびそれらの変形した語の使用は、その前に並べられる事項およびその均等物ならびに付加的な事項を包含するよう意図される。
【００２４】
一局面において、所望の運転パラメータの組は、熱力学および熱伝達の概念を用いることにより、冷却装置について決定され得るということが認識される。いくつかの実施例では、このように所望の運転パラメータの組を決定することにより、冷却需要および／または他の運転上の必要性における変化に対応するよう冷却装置が素早く調節され得る。いくつかの実施例では、所望の運転パラメータの組を決定するよう、運転パラメータの複数の可能な組での予測冷却出力が計算され得る。所望の冷却出力に合致する予測された冷却出力を作り出すよう決定される運転パラメータの組が選択され得る。冷却装置は次いで、選択された運転パラメータの組を用いて運転するよう制御され得る。
【００２５】
いくつかの実施例では、冷却装置は、運転パラメータの選択された組にて運転することによって１つ以上の物体を冷却するよう用いられ得る。これらの物体は、１つ以上のスタンダードな電子機器ラックにおけるコンピュータ機器といった電子機器を含み得る。
【００２６】
いくつかの実施例では、冷却装置はＣＲＡＣユニットを含み得る。ＣＲＡＣユニットの例は、２００６年１月１９日に出願された「冷却装置および方法（COOLING SYSTEM AND METHOD）」という名称を持つ米国特許出願番号第１１／３３５，８７４号、２００６年１月１９日に出願された「冷却装置および方法（COOLING SYSTEM AND METHOD）」という名称を持つ米国特許出願番号第１１／３３５，８５６号、２００６年１月１９日に出願された「冷却装置および方法（COOLING SYSTEM AND METHOD）」という名称を持つ米国特許出願番号第１１／３３５，９０１号、２００６年８月１５日に出願された「冷却のための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR COOLING）」という名称を持つ米国特許出願番号第１１／５０４，３８２号、および２００６年８月１５日に出願された「冷却のための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR COOLING）」という名称を持つ米国特許出願番号第１１／５０４，３７０号に詳細に開示され、これらはこの開示の譲受人に所有されるとともに本明細書中に参照により援用される。ＣＲＡＣユニット１０１の一実施例が図１に示される。示されるように、ＣＲＡＣユニット１０１は、以下に記載される態様でＣＲＡＣユニット１０１の構成要素を収容するよう構成されるラック１０３を含み得る。
【００２７】
いくつかの実現例では、ＣＲＡＣユニット１０１は、ロードアイランド州、ウエストキングストン（West Kingston）のアメリカン・パワー・コンバーション（American Power Conversion）Ｃｏｒｐ．から入手可能なＩｎｆｒａＳｔｒｕＸｕｒｅ冷却ユニットおよび／または任意のほかの加熱もしくは高精度冷却機器を含み得る。
【００２８】
一実施例では、ＣＲＡＣユニット１０１は空気流を冷却するよう構成される蒸発器１０５を含み得る。図２は、より詳細にこの蒸発器１０５の一部分を示す。図２に示される部分は、蒸発器コイルまたはスラブ２０１と呼ばれ得る。蒸発器１０５は、任意の態様（たとえば、互いの上に重ねられる）で配される任意の数のこのようなスラブ２０１を含み得る。図示されるように、スラブ２０１は上板２０３および底板２０５を含み得る。各板を横切るマイクロチャネル２０７の中を冷媒が上板および底板を通って流れ得る。一実現例では、板２０３，２０５はアルミニウムといった任意の金属から作られ得、マイクロチャネル２０７は、任意の所望のパターンで、一端から他端まで当該金属にわたって開口部を含み得る。マイクロチャネル２０７は任意の構成にあり得る。たとえば、一実現例では、マイクロチャネル２０７は、図２に示される蒸発器の左から右に冷媒を水平方向に方向付けるよう配されてもよい。入力および排気要素（図示せず）がそれぞれの側に配置され得、これにより冷媒をマイクロチャネル２０７に供給するとともに当該冷媒をＣＲＡＣユニット１０１の残りに戻す。本明細書中での議論において、冷媒にはＲ１３４ａまたはテトラフルオロエタンが用いられるが、他の実施例では任意の冷媒が用いられてもよいということが理解されるべきである。Ｒ１３４ａは、毒性が低く、オゾン減少要因がゼロであり、他の一般的なＨＦＣと比較して地球温暖化の可能性が低く、運転圧力が低く、伝導性が低く、蒸発における潜熱がかなり高いので、用いられ得る。
【００２９】
スラブ２０１はさらに、周りを空気が流れ得る複数のフィン２０９をさらに含み得る。空気は、フィン２０９同士の間のギャップを通って引込まれ得る。フィン２０９は、熱交換表面積を増加させることにより、空気と冷媒との間の熱伝達を増加させ得る。空気が蒸発器のフィン２０９にわたってまたはそこを通って引込まれると、空気は冷媒によって冷却され得る（たとえば、マイクロチャネル２０７におけるフィン２０９および板２０３，２０５を介する冷媒への熱伝達）。逆に、冷媒は空気によって暖められ得、これにより冷媒がマイクロチャネル２０７において蒸発することになる。スラブ２０１はただ例として与えられただけであって、さまざまな実施例において任意の配置またはタイプのスラブまたは蒸発器が用いられてもよいということは認識されるべきである。
【００３０】
いくつかの実施例では、空気は蒸発器１０５にわたって、図１において１０７で示される１つ以上のファンによって引込まれ得る。ファン１０７は、矢印Ａで示される方向からＣＲＡＣユニット１０１の中に暖気を引込み、空気が冷却されるように蒸発器１０５にわたって空気を移動させ、次いで矢印Ｂで示される方向に冷却された空気をＣＲＡＣユニット１０１から排気するよう配され得る。図１に示されるように、複数のファン１０７、たとえば３つ、がＣＲＡＣユニット１０１を通って空気を引込むよう用いられ得る。
【００３１】
ファン１０７は、蒸発器１０５にわたってＣＲＡＣユニット１０１を通って取込まれる空気の量を増加または減少させるよう、自身のスピードを調節またはそうでなければ変動させるよう構成され得る。ファンスピードが増加すると、ＣＲＡＣユニット１０１を通って、より質量流量の大きな空気が引込まれ得る。逆にファンスピードが減少すると、引込まれる空気の質量流量がより小さくなり得る。ファンのスピードは、ＣＲＡＣユニット１０１に結合されるコントローラによって制御可能であり得る。
【００３２】
一実施例では、ＣＲＡＣユニット１０１は、凝縮器１０９にわたって冷気が取込まれると冷媒を冷却するよう構成される凝縮器１０９をさらに含み得る。凝縮器１０９は、凝縮器１０９に対して大きな動作表面積を与えるよう、複数の凝縮器コイルを含み得る。冷媒はガス状にてこの凝縮器１０９（たとえば凝縮器コイルの中）を流れ得る。凝縮器１０９にわたって空気が取込まれると（たとえば凝縮器コイルにわたってまたはそこを通って）、冷媒は当該空気によって冷却され得、これにより当該冷媒が凝縮される。凝縮器にわたって取込まれる空気は、冷媒によって暖められ得、ＣＲＡＣユニット１０１から排気される。一実施例では、矢印Ｃに沿ってプレナムを通ってＣＲＡＣユニット１０１の中に空気が取込まれ得、これにより矢印Ｄによって規定される空気の通路に沿って当該空気を凝縮器１０９にわたって動かしユニットの外部へ動かす。ファンは、上述したように凝縮器１０９にわたる空気の流れを達成するよう与えられ得る。いくつかの他の実施例では、凝縮器１０９は、ＣＲＡＣユニットとは別個に、たとえば冷却されるルームの外に配置され得る。
【００３３】
蒸発器１０５と凝縮器１０９とを通る冷媒の流れ、および蒸発器１０５と凝縮器１０９との間の冷媒の流れは、一実施例では、コンプレッサ１１１によって促進され得る。コンプレッサ１１１は、冷媒が空気を冷却する際に蒸発器１０５において暖められるとともに、当該冷媒が空気を暖める際に凝縮器１０９において冷却されるように、コンプレッサ１１１を蒸発器１０５および凝縮器１０９に結合するパイプを通じて冷媒をポンプ移送し得る。
【００３４】
いくつかの実施例では、蒸発器１０５にポンプ移送される冷媒がより多いと、蒸発器１０５にわたって流れる空気から蒸発器１０５が取除く熱の量がより多くなり得る。蒸発器１０５にポンプ移送される冷媒がより少ない場合は、蒸発器１０５にわたって流れる空気から蒸発器１０５が取除く熱の量がより少なくなり得る。
【００３５】
いくつかの実現例では、コンプレッサ（たとえば１１１）は、最小の冷媒流量と最大の冷媒流量との間で完全に変動可能であり得る。流量の制御は、任意の態様で促進され得る。一実施例では、コンプレッサ（たとえば１１１）は、当該流量をそれぞれ増加または減少させるよう、より速い速度またはより遅い速度で運転され得る。他の実施例では、当該コンプレッサを冷却装置の他の構成要素に接続するチューブの中に１つ以上のバルブが配置され得る。これらのバルブは、所望の冷媒流量および／または圧力を提供するレベルにまで開かれ得る。たとえば、１つのバルブは、冷媒の入力速度を制御する蒸発器供給バルブを含み得、１つのバルブは、蒸発器内において冷媒が蒸発する圧力を制御する蒸発器圧力調整バルブを含み得る。実施例は、如何なる具体的なコンプレッサ構成にも限定されないことが理解されるべきである。
【００３６】
一実施例では、ＣＲＡＣユニット１０１は、ＣＲＡＣユニット１０１を通る空気の流れおよび／またはＣＲＡＣユニットを通って流れる冷媒の１つ以上の物理的特性を計測するよう、１つ以上のセンサ１１３を含むか、またはそれらに結合され得る。センサ１１３は、相対湿度センサ、温度センサ（たとえば湿球および／または乾球温度センサ）、圧力センサ、絶対湿度センサ、および／または任意の他の所望のセンサを含み得る。センサ１１３は、図１に示されるように、一般的にはデータセンターの中、蒸発器、凝縮器、もしくは冷媒供給パイプの中、および／または電子機器ラックの中において、ＣＲＡＣユニット１０１を通る空気流の中に配置され得る。センサ１１３の目的は、実施例の説明が進むにつれて明らかになるであろう。
【００３７】
上述したように、図１に示されるＣＲＡＣユニット１０１のようなＣＲＡＣユニットは、典型的にデータセンタールームに配置される。ＣＲＡＣユニットは、データセンタールームの縁の近くに配置され得、任意の配置で、機器のラックの列で充填されるルーム全体を全般的に冷却する。ＣＲＡＣユニットは、あるＣＲＡＣユニットがある機器のラックに結合され、その特定の機器のラックに専用の冷却を与えるラックベースの構成で配置されてもよい。ＣＲＡＣユニットは、機器ラックが暖気通路および冷気通路を形成する列ベースの構成で配置されてもよい。機器ラック内に点在するＣＲＡＣユニットは、機器ラックが排出した暖気を暖気通路から吸入し、冷気を冷気通路に出力して機器ラックを冷却する。このような構成において、機器ラックおよびＣＲＡＣユニットは、任意の比（たとえば各ＣＲＡＣユニット１つに対して２つの機器ユニットなど）で配されてもよい。ＣＲＡＣユニットはラック内に配され得てもよく、または他のところ、たとえば床もしくは天井に沿って配置されてもよい。
【００３８】
ＣＲＡＣユニット１０１およびＣＲＡＣユニット配置の上記の説明は、例として与えられるのみであるということが理解されるべきである。実施例は、ＣＲＡＣユニットの任意の特定の配置または任意の特定のＣＲＡＣユニットに限定されない。さらに、実施例は、ＣＲＡＣユニットに限定されず、任意の物体を冷却するよう構成される任意の冷却装置を含み得る。
【００３９】
図３は、いくつかの実施例において用いられる冷却装置３００（ＣＲＡＣユニット１０１または他の何らかの冷却装置であり得る）のいくつかの構成要素の図を示す。図３に示されるように、冷却装置３００は、コントローラ３０１、１つ以上の制御される装置３０３，３０５，３０７、１つ以上のセンサ３０９，３１１，３１３，３１５、および１つ以上の入力装置３１７，３１９を含み得る。制御される装置３０３，３０５，３０７、センサ３０９，３１１，３１３，３１５、入力装置３１７，３１９、およびコントローラ３０１は通信ネットワークによって結合され得る。通信ネットワークは、内部の冷却装置のバス、ローカルエリアネットワーク、および／またはワイドエリアネットワークを含み得る。当該ネットワークは、有線部分（たとえば２点の間の機械的な接続を含む部分）および／または無線部分（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉネットワークといった２つの点の間の機械的接続なしの部分）を含み得る。実施例は、図３の例示された構成要素に限定されず、かつ冷却装置の他の配置がさまざまな実施例において用いられ得るということが理解されるべきである。
【００４０】
いくつかの実施例では、コントローラ３０１は単一の冷却装置（たとえばＣＲＡＣユニット１０１）に専用であり得る。他の実施例では、コントローラ３０１は複数の冷却装置を制御し得る。さらに、いくつかの実現例では、コントローラ３０１は冷却装置の一部ではなく、メインデータセンター制御システムの一部であり得る。一実施例では、コントローラ３０１は、ニューヨーク州、ニューヨークのフィリップス・エレクトロニクス・コーポレーション・ノースアメリカ（Phillips Electronics Corporation North America）から商業的に入手可能であるPhilips XAG49マイクロプロセッサを含み得る。コントローラ３０１は、実行可能なプログラム（たとえばマシンインストラクション）およびコントローラ３０１によって利用可能な他のデータといった情報を格納し得る、揮発性メモリ、スタティックメモリ、または他の何らかのマシン読取可能媒体を含み得る。コントローラ３０１は、コントローラ３０１によって利用可能な実行可能なプログラムおよび他のデータを同様に格納し得るハードディスクドライブ（図示せず）といった外部のメモリ装置に結合され得る。
【００４１】
いくつかの実施例では、制御される装置３０３，３０５，３０７は、ファン３０３と、バルブ３０５および３０７といった蒸発器／コンプレッサ制御要素とを含み得る。一実現例では、バルブ３０５は、冷媒の供給流量を制御し得る供給バルブを含み得る。一実現例では、バルブ３０７は、（たとえば、ガス状の冷媒の一部を蒸発器から出るようにすることにより）蒸発器内の冷媒の圧力を制御し得る膨張バルブを含み得る。コントローラ３０１は、制御される装置３０３，３０５，３０７と通信し、ファンスピード、冷媒の流量、膨張バルブの位置などといった制御される装置３０３，３０５，３０７のパラメータを調節し得る。
【００４２】
一実施例では、コントローラ３０１は、制御される装置３０３，３０５，３０７をどのように制御するか決定するよう１つ以上のプロセスを実行し得る。これらのプロセスは、いつ制御信号を送信するか、およびどの制御信号をどの制御される装置に送信するべきかを決定するよう、コントローラ３０１のファームウェアまたは他のメモリに書込まれた１つ以上のマシンインストラクションを実行することを含み得る。制御信号は、冷却装置が所望の運転パラメータの組に従って運転するように１つ以上の運転パラメータ（たとえば、ファンスピード、コンプレッサスピード、バルブ位置など）を調節するよう送信され得る。
【００４３】
運転パラメータの適切な制御を促進するよう、一実施例では、コントローラ３０１は１つ以上のセンサ３０９，３１１，３１３、および３１５に結合され得る。センサ３０９、３１１、３１３、および３１５は、どの制御信号を制御される装置（たとえば３０５，３０７）に送るかを決定することに関する物理的特性またはその他の情報を計測し、当該計測された特性の代表値を通信ネットワークを通じてコントローラ３０１に送信する。センサ３０９、３１１、３１３、および３１５は、温度センサ３０９、相対湿度センサ３１１、圧力センサ３１３、および冷却装置の制御に関する任意の物理的特性を計測し得る任意の他のセンサ３１５を含み得る。温度センサ３０９は、乾球空気温度センサ、湿球空気温度センサ、および／または冷媒温度センサを含み得る。センサ３０９、３１１、３１３、および３１５は、一般的にはデータルームにある冷却される機器ラック内もしくは任意の他の所望の位置にあるＣＲＡＣユニット（たとえば１０１）または他の冷却装置に配置され得る。
【００４４】
いくつかの実施例では、入力装置３１７，３１９はたとえば１つ以上の制御パネルを含み得る。入力装置３１７，３１９は、ファンスピード、空気の温度、および／または任意の他の所望の運転条件といった所望の運転条件をコントローラ３０１に対して示し得る。一実現例では、入力装置３１７は、ユーザ（たとえばデータルームの管理者）が所望のファン設定を入力し得るファンコントローラを含み得る。ファンスピードは、入力設定に合致するよう制御され得、これにより空気の質量流量を決定する。質量流量は、入力されたファンスピードに基づき、ルックアップテーブルまたは他の格納された値を参照することにより決定され得る。一実現例では、入力装置３１９は、ユーザ（たとえばデータルームの管理者）が所望の出力空気温度を入力し得る温度コントローラを含み得る。このような所望の出力空気温度は、以下に示すように、冷却装置の運転パラメータを決定するのに用いられ得る。
【００４５】
一局面では、冷却装置３００についての運転パラメータは、冷却装置３００が所望の冷却出力を作り出すように、１つ以上の計測された入力特性に基づきコントローラ３０１によって計算され得るということが認識される。いくつかの実施例では、これらの運転パラメータは、少なくとも部分的に、熱力学および熱伝達理論に基づき計算され得る。
【００４６】
このような運転パラメータを決定するとともに冷却装置を制御するよういくつかの実施例で（たとえばコントローラ３０１によって）実行され得る例示的なプロセス４００が図４に示される。プロセス４００はブロック４０１にて始まり得る。
【００４７】
ブロック４０３に示されるように、プロセス４００は、所望の冷却容量の指示を受取ることを含み得る。この指示は、たとえば、プロセス４００を実行しているコントローラ（たとえばコントローラ３０１）が行なう別個のプロセス、１つ以上の他のプロセスを行なう別のコントローラ、データルームの管理者、コントローラに結合される別の入力源、１つ以上のセンサ、および／または任意の他の源から値は受取られ得る。所望の冷却容量は、ある物体を冷却するよう冷却装置から出力されるのが望ましい冷却レベルを含み得る。たとえば、所望の冷却容量は、冷却される電子機器が安全な運転温度範囲内に維持されるように、冷却装置の蒸発器にわたって通過する空気から伝達されることになる熱の量であり得る。
【００４８】
所望の冷却容量の指示は、所望の冷却容量が決定され得る任意の情報を含み得る。たとえば、指示は、１つ以上の計測された特性（たとえば、センサの１つ以上によって計測された特性）の指示を含み得る。一実施例では、所望の冷却容量は以下のように決定され得る。
【００４９】
【数１】
2010534885.tif 000003
【００５０】
式中、ＣＦＭは、冷却装置を通る空気の質量流量（たとえば、蒸発器を通って流れる時間あたりの空気の体積）を指し、帰還温度（以下のＴair（６０７）と同じであり得る）は冷却装置の中に入る空気の温度を指し、供給温度（以下のＴair（６０１）と同じであり得る）は冷却装置によって供給されることになる空気の温度を指し、ρairは標準状態での空気の密度を指し、空気比熱は標準状態での空気の比熱を指す。このような実施例では、空気の密度および空気の比熱は既知の標準的な値であり得る（たとえば、空気の密度は約０．０７１０６ｌｂ／ｆｔ3であり得、空気の比熱は０．２４４４Ｂｔｕ／ｌｂ・°Ｆであり得る）。帰還温度は（たとえばセンサの１つ以上によって計測された）計測値であり得、供給温度は上述したように入力装置から受取られるか、推定されるか、任意の他の態様で決定され得、ＣＦＭは入力ファンスピードに基づく既知の値か、または同様に任意の他の態様で決定され得る。いくつかの実現例では、供給温度はデータセンターの管理者によって確定される目標値を含み得、これによりデータセンターにおいて運転する電子機器について最適化されたレベルにデータセンターの空気の温度を維持する（たとえば約７０°Ｆ）。
【００５１】
ブロック４０５にて示されるように、プロセス４００は少なくとも１つの計測された条件の少なくとも１つの指示を受取ることを含み得る。いくつかの実現例では、当該少なくとも１つの指示は、１つ以上のセンサおよび／または１つ以上の他のコントローラから受取られ得る。いくつかの実現例では、当該少なくとも１つの指示は複数の指示を含み得、当該少なくとも１つの計測された条件は複数の計測された条件を含み得る。このような複数の指示の中の各指示は、複数の異なる計測された条件のそれぞれのものを示し得る。このような実現例では、各計測された条件は、それぞれの計測された条件の指示を送信するよう構成されるそれぞれのセンサによって計測され得る。いくつかの実現例では、少なくとも１つの計測された条件の少なくとも１つの指示を受取ることは、所望の冷却容量の指示を受取ることの一部として含まれ得る。たとえば、上述したように、計測された条件は、所望の冷却容量を決定するよう用いられ得る（たとえば上記式における帰還温度）。
【００５２】
いくつかの実施例では、当該少なくとも１つの計測された条件は、所望の冷却容量を示さず、および／または他のこと／他の目的のために有用なことを示す付加的な計測された条件を含み得る。たとえば、いくつかの実現例では、当該少なくとも１つの計測された条件は、蒸発器に入る冷媒の温度、冷媒の質量流量、冷却装置の蒸発温度、空気の温度、冷却装置に入る空気の露点、冷却装置に入る空気の湿度、ならびに／または空気および／もしくは冷媒の１つ以上の圧力計測値を含み得る。
【００５３】
ブロック４０７にて示されるように、プロセス４００は、運転パラメータの複数の可能な組での冷却出力の１つ以上の組（すなわちそれらの１つ以上）を計算することを含み得る。可能な運転パラメータは、冷却装置が運転するよう設定され得る１つ以上の運転パラメータ（たとえば、ファンスピード、コンプレッサスピード、蒸発温度、冷媒の圧力など）を含み得る。冷却出力は、たとえば、冷却装置が運転パラメータの複数の可能な組のうちの運転パラメータのそれぞれの組で運転する場合に、推定出力冷却容量を含み得る。
【００５４】
いくつかの実現例では、運転パラメータの複数の組の各々は１つ以上の変動可能な条件を含み得る。たとえば、一実現例では、運転パラメータの複数の組の運転パラメータの各組は異なる蒸発温度変数を含み得る。蒸発温度は、冷媒が蒸発器の中で蒸発する温度を示し得る。蒸発温度は、蒸発器の中における冷媒のタイプおよび冷媒の圧力に部分的に依存し得、たとえば上述したように蒸発器圧力調節バルブを調節することにより制御可能であり得る。いくつかの実現例では、このような変数の異なる値は、推定される／可能な値の範囲に及び得る。たとえば、一実現例では、運転パラメータの組は、可能または推定される可能な値の範囲に及ぶ異なる蒸発温度、たとえば５６°Ｆ〜６２°Ｆを含む複数の運転パラメータを含み得る。いくつかの実現例では、運転パラメータの複数の可能な組は、低い可能な蒸発温度と高い可能な蒸発温度との間の複数の段階を示す蒸発温度を含み得る（たとえば、１度ずつ、１０分の１度ずつなど）。いくつかの実現例では、複数の変数が運転パラメータの各組の間で異なり得るとともに、本実施例は非限定的な例を与えるのみであるということが理解されるべきである。
【００５５】
図５は、運転パラメータの複数の組の運転パラメータの各組について行なわれ、当該運転パラメータの組についての推定冷却出力を決定し得るプロセス５００を示す。プロセス５００は、たとえば、プロセス４００の１つ以上の運転を行なう同じまたは異なるコントローラによって行なわれ得る。プロセス５００は、運転パラメータの複数の組の運転パラメータの各組について一度行なわれ得る。プロセス５００はブロック５０１にて始まり得る。
【００５６】
図６は、プロセス５００のいくつかの実施例を理解する際に助けとなり得る、蒸発器の運転の間の例示的な熱伝達のグラフ６００を示す。グラフ６００の左側の軸は温度を示し、その底軸は蒸発器の中の位置を示す（すなわち、蒸発器を通って移動する距離）。グラフ６００は、例示的な蒸発器を通る空気の流れおよび冷媒の流れの例示的な状態を示す。
【００５７】
冷媒は、基準点６０１にて、センサの１つ以上によって計測され得る初期供給温度を有して蒸発器の中に入り得る。基準点６０１と基準点６０３との間では、冷媒は冷媒のすべてまたは実質的にすべてが液体である過冷却状態にあり得る。基準点６０３では当該冷媒は、蒸発し始める温度に到達し得る。基準点６０３と６０５との間では、冷媒は実質的に一定な温度（たとえば蒸発温度）にある間に蒸発し得る。基準点６０５では、冷媒のすべてまたは実質的にすべてが蒸発し得るとともに、当該冷媒は再び温度が増加し始め得る。基準点６０５と６０７との間では、冷媒は、当該冷媒のすべてまたは実質的にすべてがガス状である過熱状態にあり得、当該ガス状の冷媒の温度が増加する。基準点６０７では、当該冷媒は（たとえば凝縮器での）再冷却のために蒸発器を出得る。
【００５８】
基準点６０７では、空気は、冷却のために蒸発器の中に入り、蒸発器によって冷媒が供給されると冷媒によって基準点６０１まで冷却される。冷却のために入る空気の温度は、いくつかの実現例では、センサの１つ以上によって計測され得る。
【００５９】
空気の流れ、冷媒、熱伝達有効率、および他の特性の１つ以上のさまざまな特性は、グラフ６００のそれぞれの基準点の間で変動し得る。以下の数式において、１つ以上の基準点を特定する下付き文字を有する変数は、当該変数が下付き文字の数字に対応する基準点にある変数を指すということを示す。１つ以上の基準点を指す下付き文字の範囲を有する変数は、示された基準点の間の実質的に一定である変数を指す。
【００６０】
図５のプロセス５００に戻ると、ブロック５０３にて示されるように、プロセス５００は、運転パラメータの組および既知の特性に少なくとも部分的に基づき、少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算を実行し得ることを含み得る。ε−ＮＴＵ計算は、熱伝達の有効率の周知の熱力学計算である。いくつかの実施例では、ε−ＮＴＵ計算はスカラー変数ε（有効率）と、冷却装置内における熱伝達特性を示し得るＮＴＵ（伝熱単位の数）とを与え得る。
【００６１】
ε−ＮＴＵ計算は、公知の流体力学理論に従って、冷却装置の蒸発器における空気および冷媒の各々についてレイノルズ数を決定することを含み得る。レイノルズ数は、空気の流れおよび冷媒の流れの各々における粘性力に対する慣性力の比を示し得る。レイノルズ数は以下の式に従って計算され得る。
【００６２】
【数２】
2010534885.tif 000004
【００６３】
式中、Ｒｅairは、蒸発器を通って流れる空気についてのレイノルズ数を示し、Ｒｅrefは、当該蒸発器を通って流れる冷媒についてのレイノルズ数を示す。ρairは、空気の密度を示し、これはいくつかの実現例では約０．０７１０６ｌｂ／ｆｔ3の一定の値であり得、他の実現例では計測された値であり得る。ＳＣＦＭは、センサの１つ以上から決定され得る空気の流量、およびコントローラが（たとえばブロック４０５にて）受取り得るその指示を指す。いくつかの実現例では、ＳＣＦＭは、既知の方法に従って設定される標準状態に関する空気の流れを反映するよう調節され得る。いくつかの実現例では、空気についてのレイノルズ数は約２８０〜約６００の範囲にあり得る。冷媒についてのレイノルズ数は約２６０〜約１３００の範囲にあり得る。これらはただ例示的な範囲であって、どのような態様でも限定的であることを意図しないということが認識されるべきである。
【００６４】
Ａslabは、蒸発器スラブ全体の面積を指し、冷却装置の既知の特性であり得る。１つの例示的な実現例では、これは約７１６．４８平方インチであり得る。ｄfinは、冷却装置の既知の特性である、蒸発器の各フィンの水力直径を指し、たとえば０．１２６インチであり得る。μairは、蒸発器上を流れる空気の動的粘性を示し、これは冷却装置の運転パラメータにてほぼ一定の値であり得る（たとえば、約０．０４５３１ｌｂ／（ｈｒ・ｆｔ）に等しい）。ｍrefは、供給される冷媒の質量流量を示し得、これは所望の冷却容量値と、与えられた冷媒の質量ごとの与えられた冷却容量に関する既知の値（たとえば、冷媒Ｒ１３４ａについては９０Ｂｔｕ／ｌｂ）とから、たとえば各質量値ごとに既知の冷却容量で、時間値ごとの所望の冷却容量を除算することによって決定され得る。ｄtubeは、冷却装置の既知の特性である、冷媒が流れる各マイクロチャネルの水力直径を示し、たとえば０．０５１０９インチであり得る。そして、μrefは、蒸発器を流れる液体状の冷媒の動的粘性を示し、これはほぼ一定の値（たとえば０．５３２５ｌｂｓ／ｆｔ・ｈｒ）であり得る。
【００６５】
定数１２および６０はインチおよび分からの単位変換であり得る。定数３９は、スラブの数を指す蒸発器の形状特性であり得る。定数１１はさらに、各スラブにおける開口部（たとえばマイクロチャネル）の数を指す蒸発器の形状パラメータであり得る。
【００６６】
計算されたレイノルズ数を用いて、ヌッセルト数が空気および冷媒の各々について計算され得る。ヌッセルト数は対流および伝導を考慮する値へと、伝導のみを考慮する熱力学式の理論値を調節し得る。ヌッセルト数は、例示的な冷却装置について、以下の式に従ってそれぞれのレイノルズ数に比例し得る。
【００６７】
【数３】
2010534885.tif 000005
【００６８】
式中、Ｎｕｓｓｅｌｔair（６０３，６０５）は、空気についてのヌッセルト数を指し、Ｎｕｓｓｅｌｔref（６０３，６０５）は、冷媒についてのヌッセルト数を指す。指数および定数は、冷却装置によって変動し得る。これらの変数は、蒸発サイクルの間中、運転パラメータを変動させるとともに空気および冷媒の温度を計測することにより、特定の蒸発器について実験によって決定され得る。次いで、記録されたデータに曲線をフィッティングさせ、これにより既知の態様でヌッセルト式を決定し得る。いくつかの実現例では、空気についてのヌッセルト数は約５．５〜約１３の範囲であり得、冷媒についてのヌッセルト数は約８〜約３５の範囲であり得る。これらは例示的な範囲であるだけであって、如何なる態様でも限定的であると意図されるわけではないということが認識されなければならない。
【００６９】
決定されたヌッセルト数を用いて、蒸発器について境膜係数が計算され得る。境膜係数は、空気または冷媒と蒸発器との間のそれぞれの熱伝達に対する抵抗の指示であり得る。以下の式が、それぞれの境膜係数を決定するよう用いられ得る。
【００７０】
【数４】
2010534885.tif 000006
【００７１】
式中ＨＴＣairは、蒸発器に対する空気の境膜係数を指す。ＨＴＣrefは蒸発器に対する冷媒の境膜係数を指す。ｋairは空気の熱伝導率、すなわち冷却装置における典型的な温度の変動に対してほぼ一定であり得る既知の値（たとえば０．１４４Ｂｔｕ／ｈｒ・Ｆｔ・°Ｆ）を指す。ｋrefは、冷媒の熱伝導率を指し、さらに冷媒の状態条件に依存する値であり得、Ｒ１３４ａの場合は約０．０７２１Ｂｔｕ／Ｈｒ・Ｆｔ・°Ｆから約０．００４Ｂｔｕ／Ｈｒ・Ｆｔ・°Ｆの範囲であり得る。いくつかの実現例では、空気についての境膜係数は約８〜約１９の範囲であり得、冷媒についての境膜係数は約１００〜約４００の範囲であり得る。これらは例示的な範囲であるだけであって、いかなる態様でも限定的であると意図されるわけではないということが認識されるべきである。
【００７２】
決定された境膜係数の値を用いて、蒸発器を通過する空気および冷媒の温度を変化させる蒸発器の能力の計測値であるＮＴＵ（すなわち伝熱単位の数）の値が決定され得る。以下の２つの式は、さまざまな既知の数学的方法の任意のものにおいて連携して解かれ得、これにより未知の変数ＮＴＵおよびＵＡ（すなわち効率の計測値）について解くことによってＮＴＵの値が決定される。
【００７３】
【数５】
2010534885.tif 000007
【００７４】
式中Ａfin_totalは、空気が上を流れる蒸発器のフィンの合計面積を指し、一実現例では約２６４．１５ｆｔ2であり得る。Ａreftotalは、冷媒が流れる合計面積を指す。Ｃｐairは、供給空気の露点温度での空気の等圧比熱を指す。露点温度は、（たとえば上述した１つ以上のセンサによって計測される）乾球および湿球温度の計測値から公知の方法に従って決定され得る。一実現例では、乾球および湿球温度は、これらの値から空気の露点温度を決定するよう設計されるプログラムの変数として用いられ得る。いくつかの実現例において用いられ得る１つのこのようなプログラムは、ウィスコンシン州、マディソン（Madison）のＦ−チャート・ソフトウェアＩｎｃ（F-Chart Software, Inc）からのエンジニアリング・イクエージョン・ソルバ・ソフトウェア（Engineering Equation Solver software）を含む。当該露点温度での等圧比熱は、既知の値であり得る特定された露点温度での等圧比熱を示すルックアップテーブルへの参照によって決定され得る。ｍairは空気の質量流量を指す。これは計測された値であるか、または上述したように既知のファンスピードから決定され得る。いくつかの実現例では、ＵＡは約１６００〜約３８００の範囲であり得、ＮＴＵ（603,605）は約１．０６〜約１．１５の範囲であり得る。これらは例示的な範囲であるのみであって、いかなる態様においても限定的であるということを意図しないということが認識されるべきである。
【００７５】
ＮＴＵの値を用いて、εまたは有効率の値が以下の式に従って解かれ得る。
【００７６】
【数６】
2010534885.tif 000008
【００７７】
いくつかの実現例では、εは約０．６５〜約０．７０の範囲にあり得る。これらは例示的な範囲であるのみであって、いかなる態様においても限定的であると意図されないと認識されるべきである。
【００７８】
いくつかの実現例では、形状に関連付けられる変数およびその他の変数は、各ε−ＮＴＵ計算の前に事前に計算され得、上述したようにルックアップテーブルに格納されるのではなく、任意の他の方法で計測され、または決定され得る。いくつかの実現例では、粘性および密度といった変数は温度および／または圧力の変化により変動可能であり得る。いくつかの実施例では、いくつかの計算について、推定される平均値、標準値、ならびに／または露点温度での値および／もしくは圧力での値が、このような変数のために用いられ得、これらはたとえば事前に決定されてルックアップテーブルに格納され得る。
【００７９】
実施例は、ε−ＮＴＵ計算を行なう任意の特定の方法に限定されず、かつ上述した実施例は単に非限定的な例として与えられるということが認識されるべきである。
【００８０】
ブロック５０５で示されるように、プロセス５００のいくつかの実施例は、入力された運転パラメータの組および既知または所定のパラメータに少なくとも部分的に基づき少なくとも１つの圧力計算を実行することを含み得る。いくつかの実現例では、圧力計算は特定の冷媒のレイノルズ数および／または特性に基づき得る。たとえば、Ｒ１３４ａの場合、例示的な蒸発器における入口から出口までの圧力変化は以下の式によって決定され得る。
【００８１】
【数７】
2010534885.tif 000009
【００８２】
上記のヌッセルト式と同様に、この圧力の式は異なるタイプの蒸発器の間で異なり得る。式は、たとえば配置の前に蒸発器にわたって圧力変化を計測することにより、各蒸発器のタイプについて作成され得る。いくつかの実現例では、ＰＤhxは、約５０ｐｓｉｇから約６５ｐｓｉｇの範囲にあり得る。これらは例示的な範囲であるだけであって、いかなる態様においても限定的であるということが意図されるわけではないということが認識されるべきである。
【００８３】
グラフ６００の基準点６０１と６０３との間の圧力の比は以下のように与えられ得る。
【００８４】
【数８】
2010534885.tif 000010
【００８５】
Ｔref（６０１）は、１つ以上のセンサによって計測される冷媒の供給温度を指し得る。Ｔevapは、蒸発温度（すなわち、運転パラメータの複数の組の各々の間で変動し得る運転パラメータの組の１つ）を指し得る。この圧力式も、異なるタイプの蒸発器の間で異なり得る。式は、たとえば、配置の前に蒸発器にわたって圧力変化を計測することにより、各蒸発器タイプごとに作成され得る。いくつかの実現例では、Ｒａｔｉｏsubcoolは、約０％〜約３％の範囲にあり得る。これらは例示的な範囲であるだけであって、いかなる態様においても限定的であるとは意図されないということが認識されるべきである。
【００８６】
基準点６０５と６０７とでの圧力の比は以下のように与えられ得る。
【００８７】
【数９】
2010534885.tif 000011
【００８８】
Ｔref（６０７）は、空気流を冷却するために用いられた後、蒸発器から戻った冷媒の温度を示す。Ｔref（６０７）は、いくつかの実現例では推定された値であり得、または他の任意の所望の方法で決定され得る。たとえば、一実現例では、Ｔref（６０７）は、以下に示されるように、既知の値であり得る冷媒の蒸発温度（すなわちＴevap）を華氏２または３度上回ると推定され得る。上記の圧力式は異なるタイプの蒸発器の間で異なり得る。式は、たとえば配置の前に蒸発器にわたって圧力変化を計測することにより、各蒸発器タイプごとに作成され得る。いくつかの実現例では、Ｒａｔｉｏsubheatは、約１．３％〜約７．５％の範囲であり得る。これらは例示的な範囲であるだけであって、いかなる態様においても限定的であるということを意図しないということが認識されるべきである。
【００８９】
したがって、グラフ６００における各基準点での圧力変化は、以下の式を解くことにより計算され得る。
【００９０】
【数１０】
2010534885.tif 000012
【００９１】
Ｐevapは、蒸発温度（たとえば運転パラメータの組の１つ）で用いられる冷媒（たとえばＲ１３４ａ）の定格蒸発圧力を指し、たとえば既知の値のルックアップテーブルから決定され得る。
【００９２】
ブロック５０７で示されるように、プロセス５００のいくつかの実施例は、少なくとも１つの圧力計算および少なくとも１つのε−ＮＴＵ計算に少なくとも部分的に基づき少なくとも１つのエンタルピー値を決定することを含み得る。
【００９３】
エンタルピー値は、既知の温度、圧力、および冷媒の状態特性（すなわち品質）での特定の冷媒について既知であり得る。したがって、ルックアップテーブルはグラフ６００の基準点にて冷媒のエンタルピーを決定するよう用いられ得る。たとえば、特定の圧力、温度、および品質の組合せでのＲ１３４ａ冷媒についての値は既知であり、これらの値と適切なルックアップテーブルとを相互参照することにより得られ得る。他の実施例では、エンタルピーを決定する他の方法が用いられ得る。
【００９４】
いくつかの実現例では最初に、冷媒について４つのエンタルピー値ｈref(601)、ｈref(603)、ｈref（605)、およびｈref(max)が決定され得る。ｈref(601)は、冷媒（たとえばＲ１３４ａ）の圧力がＰref(601)であり、温度がＴref(601)であり、約１００％液体であるときの基準点６０１でのエンタルピーを指し得る。ｈref(603)は、圧力がＰref(603)であり、冷媒がその蒸発温度にあり、冷媒が約１００％液体であるときの基準点６０３での冷媒のエンタルピーに対応し得る。ｈref(605)は、冷媒が蒸発温度にあり、圧力がＰref(605)であり、かつ約１００％ガス状であるときの基準点６０５での計算されたエンタルピーを指し得る。そして、ｈref(max)は、基準点６０７での、冷媒が蒸発器を出ているときの最大エンタルピーであり得る。Ｈref(max)を決定する場合、入力される空気の温度が用いられ得る。なぜならば、入力される空気の温度は、その温度を超えると冷媒がもはや空気を冷却し得ない、既知および容易に計測可能な特性であるからである。次いで、ｈref(max)は、冷媒の約１００％がガス状であるときには、入力された空気の温度および圧力Ｐref(607)での冷媒のエンタルピーであり得る。いくつかの実現例では、入力された空気の温度ではなく、入力された温度を下回る緩衝量である温度が用いられ得る（たとえば入力された空気の温度を華氏１．５度下回る）。
【００９５】
いくつかの実現例では、空気についてのエンタルピー値は、約１５Ｂｔｕ／ｌｂ〜約２６Ｂｔｕ／ｌｂの範囲であり得、冷媒についてのエンタルピー値は約２６Ｂｔｕ／ｌｂから約１２０Ｂｔｕ／ｌｂの範囲であり得る。これらは例示的な範囲であるのみであって、いかなる態様においても限定的であるということを意図しないということが認識されるべきである。
【００９６】
決定されたエンタルピーおよび他の決定された値を用いて、グラフ６００の基準点６０３および６０５での空気の温度が、変数Ｔair(603)およびＴair(605)についての以下の対の式を解くことにより決定され得る。
【００９７】
【数１１】
2010534885.tif 000013
【００９８】
いくつかの実現例では、Ｔair(603)の値は約７０〜約９５°Ｆの範囲であり得、Ｔair(605)についての値は約６０〜約７５°Ｆの範囲であり得る。これらは例示的な範囲であるのみであって、いかなる態様においても限定的であり得ることを意図しないということが認識されるべきである。
【００９９】
計算された温度の値および他の解かれた変数を用いて、基準点６０７でのエンタルピーの値が、以下の式においてｈref(607)について解かれることにより決定され得る。
【０１００】
【数１２】
2010534885.tif 000014
【０１０１】
ブロック５０９にて示されるように、プロセス５００は１つ以上の決定されたエンタルピー値および温度値を調節することを含み得る。このような調節はたとえば、物理的に可能または物理的に推定される値に計算を限定することを助ける境界値内に、決定されたエンタルピー値および温度値の１つ以上を配置し得る。たとえば、Ｔair(605)は、計算されたＴair(607)値以下である値に限定され得る。基準点６０７でのエンタルピーは、基準点６０１でのエンタルピーと少なくとも同じ値であって、計算された最大値以下の値に設定され得る。基準点６０５での温度は、基準点６０７での温度と少なくとも同じになるように設定され得る。そして、基準点６０５でのエンタルピーは、基準点６０７でのエンタルピー以下に限定され得る。
【０１０２】
ブロック５１１にて示されるように、プロセス５００はエンタルピー、圧力、およびε−ＮＴＵ計算に少なくとも部分的に基づき、１つ以上の冷却出力を計算することを含み得る。１つの冷却出力は、推定された冷却容量を含み得る。推定された冷却容量出力は以下の式に従って計算され得る。
【０１０３】
【数１３】
2010534885.tif 000015
【０１０４】
式中、Ｑは推定された出力冷却容量を示し、６０および３４１２は、分およびＢＴＵに関する単位変換値である。他の熱出力は、以下の式をＴair（６０１）について解くことにより計算される空気温度出力（Ｔair（６０１））を含み得る。
【０１０５】
【数１４】
2010534885.tif 000016
【０１０６】
いくつかの実現例では、冷媒の温度出力はルックアップテーブルへの参照により決定され得る。たとえば、ｈref(607)の決定された値に等しいエンタルピーを有し、Ｐref(607)に等しい圧力の冷媒（たとえばＲ１３４ａ）に対応する温度は、このような既知の値を格納するルックアップテーブルへの参照により決定され得る。さらに、いくつかの実現例は、たとえばルックアップテーブルへの参照により決定され得る出力された冷媒の品質といった他の任意の所望の冷却出力を決定することを含み得る。
【０１０７】
プロセス５００は例としてのみ与えられるということが認識されるべきである。他の実施例は、冷却出力を決定するための付加的および／または代替的な運転を含み得る。プロセス５００または代替的なプロセスは、運転パラメータの各可能な組について行なわれ得るとともに、冷却出力の組を出力し得る。
【０１０８】
図４を再び参照して、プロセス４００はブロック４０９にて続き得る。ブロック４０９にて示されるように、プロセス４００は、運転パラメータの複数の組の間から運転パラメータの組を選択することを含み得る。運転パラメータの組を選択することは、所望の冷却容量および／または任意の他の所望の出力冷却パラメータに合致する計算された冷却出力を与える運転パラメータの組を選択することを含み得る。たとえば、いくつかの実施例は、所望の冷却容量に最も近い出力冷却容量を含む冷却出力を与えるよう決定される運転パラメータの組を選択し得る。いくつかの実現例では、冷却容量および／または所望の冷却容量と少なくとも同じである供給空気温度を与える運転パラメータの組が選択され得る。
【０１０９】
ブロック４１１にて示されるように、プロセス４００は、選択された運転パラメータで運転するよう１つ以上の冷却装置を制御することを含み得る。制御は、コントローラ（たとえば３０１）から制御される装置（たとえば３０３，３０５，３０７）に１つ以上の電子信号を送信することを含み得る。いくつかの実現例では、制御は蒸発器の中に蒸発圧力を作り出すよう１つ以上のバルブを調節すること、および／または任意の所望の装置を調節することを含み得る。
【０１１０】
一実現例では、たとえば、運転パラメータの組はバルブ位置および／または他の制御される装置への調節といった１つ以上のパラメータを含み得る。このような位置および調節は、たとえば、１つ以上のルックアップテーブルの中に格納され得る。他の実現例では、このような位置および／または調節は、たとえば、１つ以上の式を用いるといったような任意の他の方法で決定され得る。
【０１１１】
いくつかの実施例において、プロセス４００はブロック４１３にて終わり得る。いくつかの実施例では、プロセス４００は図４において点線で示されるようにブロック４０５にループされ得、冷却出力値の第２の組を計算し、調節を行ない、および／または運転パラメータの新しい組を選択する。プロセス４００のループによるその後の反復においては、計測された値は更新された計測値（すなわち現在の運転条件）を示し得る。このような更新された計測値を用いることにより、選択された運転パラメータは変化する計測された条件に基づき変化し得る。いくつかの実現例では、計測された条件に対するこのような変化は前回の繰返しからの運転パラメータへの変化によって部分的に引起される変化を反映し得る。当該ループによる次の通過（pass）を行なうことにより、このような変化は新しい運転パラメータを選択することにおいて考慮され得、安定した値へと集束し得る。
【０１１２】
いくつかの実現例では、新しい所望の冷却容量が受取られると、プロセス４００は再びブロック４０１にて開始し得る。このような新しい所望の冷却容量はたとえば、冷却されている電子機器の運転における変化（たとえばデータセンターの高需要期間）、管理者による変更、または任意の他の変化を反映し得る。
【０１１３】
プロセス４００は例としてのみ与えられるということが認識されるべきである。他の実施例は任意の順番で付加的および／または代替的な運転を含み得る。
【０１１４】
１つの具体的な非限定的な例示的実現例は、ｄtube＝０．０５１０９インチ、ｄfin＝０．１２６インチ、Ａcoil＝４．９７６ｆｔ2、Ａfin_total＝２６４．１ｆｔ2、およびＡreftotal＝４３．５２ｆｔ2といった形状パラメータ（たとえば上述した式に含まれるもの）を有する熱交換器を含み得る。このような例示的な実現例は、１つ以上の推定された、既知の、計測されたパラメータ、入力、またはそうでなければ、上述したような決定されたパラメータ、もしくはそうでなければ、ｋｒｅｆ＝０．０５０８５  Ｂｔｕ／ｈｒ・ｆｔ・°Ｆ、μｒｅｆ＝０．５３２５  ｌｂ／ｈｒ・ｆｔ、ｋａｉｒ＝０．１５０２  Ｂｔｕ／ｈｒ・ｆｔ・°Ｆ、μａｉｒ＝０．０４５３１  ｌｂ／ｈｒ・ｆｔ、ρａｉｒ＝０．０７１０６  ｌｂ／ｆｔ３、Ｔｄｅｗａｉｒ＝５５°Ｆ、Ｔｒｅｆ（６０７）＝５９．２８°Ｆ、およびＣρａｉｒ＝０．２４４４  Ｂｔｕ／ｌｂ・°Ｆを用いて推定される冷却出力を決定し得る。
【０１１５】
ｍａｉｒ＝１２１６６  ｌｂ／ｈｒ、Ｔａｉｒ（６０７）＝８８．９°Ｆに対応する２７２０スタンダード立方フィート毎分のＳＣＦＭと、所望の供給空気温度、推定供給空気温度、および／または約７０°Ｆの計測供給空気温度とを示す入力が受取られ得る。これらの値および上述した既知の値から、１５．６８ｋＷの所望の冷却容量が決定され得る（たとえば式１から）。
【０１１６】
いくつかの実現例では、このような熱交換器における可能な運転条件の第１の組は、ｍref＝１１．８８ｌｂ／分、Ｒ１３４ａが冷媒として用いられる場合５７．４６ＰｓｉｇのＰevapに対応するＴevap＝６０°Ｆ、およびＴref(601)＝５８°Ｆを含み得る。１つ以上の推定冷却出力はこの組について決定され得る。
【０１１７】
このような例示的な実現例において、空気のレイノルズ数は（たとえば上述した式２を用いて）５４０に等しいと決定され得、冷媒のレイノルズ数は（たとえば上述した式３を用いて）９３３．６に等しいと決定され得る。これらのレイノルズ数を決定すると、空気のヌッセルト数は（たとえば式４を用いて）１１．５７に等しいと決定され得、冷媒のヌッセルト数は（たとえば式５を用いて）２３．４に等しいと決定され得る。
【０１１８】
境膜係数は、ヌッセルト数およびレイノルズ数に基づき決定され得る。この例示的な計算では、空気についての境膜係数が（たとえば式６を用いて）、１６．５６  Ｂｔｕ／ｈｒ・ｆｔ２・Ｆに等しいと決定され得、冷媒についての境膜係数は（たとえば式７を用いて）２７９．４  Ｂｔｕ／ｈｒ・ｆｔ２・Ｆに等しいと決定され得る。
【０１１９】
ε−ＮＴＵ計算は、εおよびＮＴＵについて式８、９、および１０を解くことにより完了し得る。例示的な計算では、熱伝達単位の数（ＮＴＵ）が、（たとえば式８および９をともに解くことにより）１．０８２に等しいと決定され得る。いくつかの実現例では、ＵＡ（すなわち全体の効率の計測値）はさらに、（たとえば３２１８  Ｂｔｕ／ｈｒ・°Ｆとなる例示的な計算において）式８および９を解くと決定され得る。次いで、εは（式１０を用いて）０．６６１１に等しいと決定され得る。
【０１２０】
εは、上述したように１つ以上の圧力計算を行なうよう用いられる。例示的な計算では、ＰＤhxが（たとえば式１１から）１．８４６Ｐｓｉｇに等しいと決定され得る。Ｒａｔｉｏsubcoolは、（たとえば式１２から）０．００８に等しいと決定され得る。Ｒａｔｉｏsupheatは（たとえば式１３から）０．００１０３２に等しいと決定され得る。Ｐref(601)、Ｐref(603)、Ｐref(605)およびＰref(607)は、（たとえば式１１、１２、１３、および１４を解くことにより）それぞれ、５８．３９Ｐｓｉｇ、５８．３７Ｐｓｉｇ、５６．５４Ｐｓｉｇ、および５６．５４Ｐｓｉｇに等しいと決定され得る。
【０１２１】
さまざまなエンタルピー値は、圧力値が決定された後、たとえば決定された／推定された温度、圧力値および品質値を用いて、１つ以上のルックアップテーブルを参照することにより、決定され得る。冷媒Ｒ１３４ａが用いられる例示的な計算では、ｈref(601)は、３０．７９  Ｂｔｕ／ｌｂであると決定され得、ｈref(603)は、３１．６６  Ｂｔｕ／ｌｂであると決定され得、ｈref(605)は、１１１．４  Ｂｔｕ／ｌｂであると決定され得、ｈref(max)は、１１１．４  Ｂｔｕ／ｌｂであると決定され得る。
【０１２２】
これらのエンタルピー値がわかると、Ｔair(603)およびＴair(605)は、（たとえば式１５および１６を解くことにより）６９．８°Ｆおよび８８．９°Ｆに等しいと決定され得る。これらの温度値を用いて、ｈref(607)は（たとえば式１７を解くことにより）、１１１．４  Ｂｔｕ／ｌｂに等しいと決定され得る。
【０１２３】
１つ以上の付加的な冷却出力は、上述した計算された値に基づき決定され得る。たとえば、例示的な計算において、１６．８３ｋＷの合計出力冷却容量（Ｑ）および６９．５９°Ｆの出力空気温度（Ｔair(607)）が（たとえば式１８および１９を解くことにより）決定され得る。
【０１２４】
いくつかの実現例では、同様の計算が、運転条件の複数の可能な組について行なわれ得る。たとえば、運転条件の第２の組は、ｍref＝１１．８８ｌｂ／分、Ｔevap＝６０°Ｆ、およびＴref(601)＝５８°Ｆを含み得る。このような運転条件の組により、冷却出力はＱ＝１５．２７ｋＷとなり得、７１．３８°Ｆの出力空気温度（Ｔair(607)）が計算される。これらの冷却出力の１つ以上は、上記からの１５．６８の所望の冷却容量出力と、事前に計算された冷却出力と比較され得る。この比較に基づき、冷却パラメータの第１の組が選択され得る。なぜならば、第１の組は所望の出力冷却容量に合致する（たとえば少なくとも同じ大きさである）推定冷却容量を与えるからである。冷却装置は次いで、可能な運転条件の第１の組で運転され得る。さらに、その後計測され、推定され、入力され、またはそうでなければ決定された値（たとえば計測された出力空気温度および供給空気温度など）を用いて、推定がより正確に実際の出力を示し得るように計算が行なわれ得る。
【０１２５】
例示的な計算は、ただ非限定的な例示的な計算として与えられるということが認識されるべきである。
【０１２６】
データセンター環境において電子機器を冷却することに関する実施例が記載されてきたが、実施例はこれに限定されないということが認識されるべきである。むしろ、実施例はいかなる環境においても、どのような物体および／または空間でも冷却するよう用いられ得る。たとえば、実施例は、野外環境またはシェルタ、電気通信データセンター、および／または携帯電話無線ベースステーションにおける電気通信機器とともに用いられ得る。実施例は、芸術作品、本、歴史的な遺物、および文書といった貴重なもの、ならびに／または出土した生物学的物体とともに（たとえば、保存の目的で）用いられ得る。実施例は、肉、ワイン、酒、食べ物、薬、生物学的標本およびサンプル、ならびに／または他の有機物質の保存のために用いられ得る。さらなる実施例は、生物学的環境、化学的環境、温室環境、および／または他の農業環境におけるプロセスの最適化のために用いられ得る。さらなる他の実施例は、構造物（たとえば、ビル、橋、または大きな構造物）の腐蝕および／または酸化に対する保護のために用いられ得る。
【０１２７】
さらに、数式の特定の組を参照して実施例が記載されてきたが、他の実施例は本明細書中での数式のいかなるものも含むまたは含まない、冷却出力を決定する任意の所望の方法を用い得る。たとえば当該方法は、ルックアップテーブル、他の格納された値への参照、または他の任意の方法である。
【０１２８】
このように少なくとも１つの実施例のさまざまな局面が説明されたが、さまざまな変形例、修正例、および改善例が当業者には容易に思いつくであろうということが理解される。このような変形例、修正例、および改善例はこの開示の部分であることが意図され、この発明の精神および範囲内にあると意図される。したがって、上記の説明および図面は例示目的であるのみである。
【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６】
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【国際調査報告】
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