(57)【要約】【課題】圧縮機を保護を実現しながら、熱負荷の変動がある発熱体の発熱量に追随して冷却制御することを可能とする冷却装置を提供する。【解決手段】制御装置４０は、収納室４内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に圧縮機２２の運転を開始し、収納室４内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に圧縮機２２の運転を停止すると共に、圧縮機２２が停止してからの所定の再起動禁止時間を有し、圧縮機２２の停止後、再起動禁止時間が経過する以前に収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、冷却停止設定温度を初期冷却停止設定温度より下げる補正を行う冷却停止設定温度補正モードを実行する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を収容する収納室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された冷却ユニットとを備え、前記蒸発器と熱交換した冷気を送風機により前記収納室内に循環することにより、前記発熱体を冷却する冷却装置であって、
前記収納室内の空気温度に基づいて前記圧縮機の運転を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、前記収納室内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に前記圧縮機の運転を開始し、前記収納室内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に前記圧縮機の運転を停止すると共に、前記圧縮機が停止してからの所定の再起動禁止時間を有し、前記圧縮機の停止後、前記再起動禁止時間が経過する以前に前記収納室内の空気温度が前記冷却開始設定温度に上昇した場合、前記冷却停止設定温度を初期冷却停止設定温度より下げる補正を行う冷却停止設定温度補正モードを実行することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記制御装置は前記冷却停止設定温度を下げる補正を行う場合に、前記再起動禁止時間が経過した時点での前記収納室内の温度と前記冷却開始設定温度との差Ｔ１、及び／又は、前記収納室内の温度が前記冷却停止設定温度から前記冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１に基づき、前記差Ｔ１が大きい程前記冷却停止設定温度の下げ幅を大きくし、前記経過時間ｔ１が長い程前記冷却停止設定温度の下げ幅を小さくする方向で当該下げ幅を決定することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記制御装置は前記冷却設定温度を下げる補正を行った後、前記圧縮機の停止から前記再起動禁止時間が経過しても前記収納室内の空気温度が前記冷却開始設定温度まで上昇しない場合、前記冷却停止設定温度を上げる補正を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記制御装置は前記冷却停止設定温度を上げる補正を行う場合に、前記再起動禁止時間が経過した時点での前記冷却開始設定温度と前記収納室内の温度との差Ｔ２、及び／又は、前記収納室内の温度が前記再起動禁止時間が経過した時点から前記冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２に基づき、前記差Ｔ２が大きい程前記冷却停止設定温度の上げ幅を大きくし、前記経過時間ｔ２が短い程前記冷却停止設定温度の上げ幅を小さくする方向で当該上げ幅を決定することを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
発熱体を収容する収納室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された冷却ユニットとを備え、前記蒸発器と熱交換した冷気を送風機により前記収納室内に循環することにより、前記発熱体を冷却する冷却装置であって、
前記収納室内の空気温度に基づいて前記圧縮機と送風機の運転を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、前記収納室内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に前記圧縮機の運転を開始し、前記収納室内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に前記圧縮機の運転を停止すると共に、
前記発熱体の発熱量が所定の値以上である場合は、前記収納室内の空気温度が前記冷却停止設定温度に低下しても前記圧縮機の運転を停止すること無く、前記送風機による前記収納室内の循環風量を初期循環風量より減少させる風量制御モードを実行することを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記収納室内の空気温度の変化率、及び／又は、外気温度に基づいて前記発熱体の発熱量を推定することを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記制御装置は前記循環風量を減少させた後、前記収納室内の空気温度が前記冷却開始設定温度に上昇した場合、前記送風機による前記収納室内の循環風量を前記初期循環風量に戻すことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記制御装置は前記循環風量を減少させた後、前記収納室内の空気温度が前記冷却開始設定温度に上昇する以前に、前記蒸発器における冷媒の蒸発温度が所定の下限温度に低下した場合、前記圧縮機の運転を停止し、前記送風機による前記収納室内の循環風量を前記初期循環風量に戻すことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れかに記載の冷却装置。
【請求項９】
前記制御装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の前記冷却停止設定温度補正モードと請求項５乃至請求項８の何れかに記載の前記風量制御モードを組み合わせて実行することを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＣＰＵやＬＳＩ等の集積回路素子が実装された電子装置などの発熱体を所定の温度に冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数の半導体等を備えた素子や内部配線を特殊な方法で一つの固体として結合した超小型電子回路を備えたＣＰＵやＬＳＩ等の半導体集積回路素子が多用されるようになってきている。この超小型電子回路を備えた集積回路素子は、作動する過程で大量の熱を発生する。この集積回路素子の温度が上昇すると、それ自体の動作が不安定となる不具合が発生してしまい、更に温度が上昇すると半導体が破壊してしまう。そのため、放熱板を集積回路素子に取り付けて放熱板と空気とを熱交換させ、集積回路素子の熱を空気中に放出して集積回路素子を冷却し、ＣＰＵやＬＳＩ等の集積回路素子が高温による動作不安定や熱破壊に至ることを防止していた。
【０００３】
一方、通信回線を用いたデータ通信ネットワークや、建物内や敷地内などの限定された範囲内で施設の回線を用いた高速データ転送を行うコンピュータネットワーク（ＬＡＮ）においては、上記の如き集積回路素子を用いた電子装置が多数設けられたサーバが使用されている。
【０００４】
即ち、このようなサーバでは、多数の集積回路素子の動作によって著しい温度上昇が生じるため、例えば、特許文献１に示す如き電子機器収納家具にサーバを収納し、当該電子機器収納家具内に配設される循環ファンや空調機又は熱交換器によって、集積回路素子を冷却する方法が採られていた。
【特許文献１】特開２０００−１６５０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した如き従来の電子機器収納家具は、集積回路素子が配設されたサーバは、外部の空気の流入を一切遮断したラック本体内に収納され、空調機や熱交換器によって冷却された空気を循環ファンによって本体内を循環させることによって、サーバを所定の温度に冷却制御するものであった。
【０００６】
例えば、空調機は、図１４に示すように、本体内を循環する空気温度が所定の冷却開始温度に上昇した場合に、該空調機を構成する圧縮機の運転を開始し、該空気温度が所定の冷却停止温度に低下した場合に、圧縮機の運転を停止する制御を行っている。
【０００７】
これに対し、空調機を構成する圧縮機は、該圧縮機の保護を目的として、圧縮機の運転を停止してから所定の時間、例えば１分〜３分程度は、再起動を禁止する制御を実行している。
【０００８】
そのため、ラック本体内の熱負荷が、増大傾向である場合であっても、図１５に示すように、圧縮機を停止してから所定時間は圧縮機の再起動が禁止されているため、本体内の空気温度が冷却開始温度にまで上昇しても、圧縮機を再起動することができない。これにより、当該再起動を禁止する時間が経過するまでの間に、サーバ等の発熱体の発熱や、設置環境の影響などにより、例えば、冷却停止温度から１０℃程度上昇することもある。従って、再起動禁止時間が経過した後、圧縮機を再起動可能となった時点では、既に、本体内の空気温度が、目的とする空気温度を著しく上回ることとなり、発熱体としてのサーバが、高温による動作不安定や熱破壊に至るおそれがある。
【０００９】
そこで、当該ラック本体内に収容されるサーバ等の発熱体の最大発熱量に応じてラック本体内の冷却温度を設定することも考えられるが、サーバ等の発熱体による熱負荷は、該サーバ等の使用状況に応じて異なることから、熱負荷が小さい場合に、最大発熱量に応じた冷却制御を行うと、ラック本体内が必要以上に冷却されることとなり、結露の発生を招く問題が招来する。
【００１０】
そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、圧縮機を保護を実現しながら、熱負荷の変動がある発熱体の発熱量に追随して冷却制御することを可能とする冷却装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冷却装置は、発熱体を収容する収納室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された冷却ユニットとを備え、蒸発器と熱交換した冷気を送風機により収納室内に循環することにより、発熱体を冷却するものであって、収納室内の空気温度に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置を備え、該制御装置は、収納室内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に圧縮機の運転を開始し、収納室内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に圧縮機の運転を停止すると共に、圧縮機が停止してからの所定の再起動禁止時間を有し、圧縮機の停止後、再起動禁止時間が経過する以前に収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、冷却停止設定温度を初期冷却停止設定温度より下げる補正を行う冷却停止設定温度補正モードを実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明の冷却装置は、上記発明において、制御装置は冷却停止設定温度を下げる補正を行う場合に、再起動禁止時間が経過した時点での収納室内の温度と冷却開始設定温度との差Ｔ１、及び／又は、収納室内の温度が冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１に基づき、差Ｔ１が大きい程冷却停止設定温度の下げ幅を大きくし、経過時間ｔ１が長い程冷却停止設定温度の下げ幅を小さくする方向で当該下げ幅を決定することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明の冷却装置は、上記各発明において、制御装置は冷却設定温度を下げる補正を行った後、圧縮機の停止から再起動禁止時間が経過しても収納室内の空気温度が冷却開始設定温度まで上昇しない場合、冷却停止設定温度を上げる補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明の冷却装置は、上記発明において、制御装置は冷却停止設定温度を上げる補正を行う場合に、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と収納室内の温度との差Ｔ２、及び／又は、収納室内の温度が再起動禁止時間が経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２に基づき、差Ｔ２が大きい程冷却停止設定温度の上げ幅を大きくし、経過時間ｔ２が短い程冷却停止設定温度の上げ幅を小さくする方向で当該上げ幅を決定することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明の冷却装置は、発熱体を収容する収納室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された冷却ユニットとを備え、蒸発器と熱交換した冷気を送風機により収納室内に循環することにより、発熱体を冷却するものであって、収納室内の空気温度に基づいて圧縮機と送風機の運転を制御する制御装置を備え、該制御装置は、収納室内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に圧縮機の運転を開始し、収納室内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に圧縮機の運転を停止すると共に、発熱体の発熱量が所定の値以上である場合は、収納室内の空気温度が冷却停止設定温度に低下しても圧縮機の運転を停止すること無く、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量より減少させる風量制御モードを実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明の冷却装置は、上記発明において、制御装置は、収納室内の空気温度の変化率、及び／又は、外気温度に基づいて発熱体の発熱量を推定することを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明の冷却装置は、請求項５又は請求項６の発明において、制御装置は循環風量を減少させた後、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量に戻すことを特徴とする。
【００１８】
請求項８の発明の冷却装置は、請求項５乃至請求項７の何れかの発明において、制御装置は循環風量を減少させた後、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する以前に、蒸発器における冷媒の蒸発温度が所定の下限温度に低下した場合、圧縮機の運転を停止し、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量に戻すことを特徴とする。
【００１９】
請求項９の発明の冷却装置は、制御装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の冷却停止設定温度補正モードと請求項５乃至請求項８の何れかに記載の風量制御モードを組み合わせて実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発熱体を収容する収納室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された冷却ユニットとを備え、蒸発器と熱交換した冷気を送風機により収納室内に循環することにより、発熱体を冷却する冷却装置であって、収納室内の空気温度に基づいて圧縮機の運転を制御する制御装置を備え、該制御装置は、収納室内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に圧縮機の運転を開始し、収納室内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に圧縮機の運転を停止すると共に、圧縮機が停止してからの所定の再起動禁止時間を有し、圧縮機の停止後、再起動禁止時間が経過する以前に収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、冷却停止設定温度を初期冷却停止設定温度より下げる補正を行う冷却停止設定温度補正モードを実行することにより、収納室内の発熱体等による負荷変動が生じ、収納室内の空気温度の上昇傾向が大きい場合に、冷却停止設定温度を初期の設定温度よりも下げる補正を行うことで、圧縮機を保護するために設けられる再起動禁止時間の経過以前に収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する時間を遅延させることが可能となる。
【００２１】
これにより、圧縮機の再起動禁止時間の経過する以前に収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する不都合を抑制することが可能となり、収納室内温度が著しく上昇することで、内部に収容される発熱体に悪影響を及ぼす不都合を抑制、若しくは、回避することが可能となる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、上記発明において、制御装置は冷却停止設定温度を下げる補正を行う場合に、再起動禁止時間が経過した時点での収納室内の温度と冷却開始設定温度との差Ｔ１、及び／又は、収納室内の温度が冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１に基づき、差Ｔ１が大きい程冷却停止設定温度の下げ幅を大きくし、経過時間ｔ１が長い程冷却停止設定温度の下げ幅を小さくする方向で当該下げ幅を決定するので、収納室内の負荷による収納室内の空気温度の変化に基づき、当該変化の傾向に応じて冷却停止設定温度を補正することが可能となる。
【００２３】
これにより、冷却停止設定温度の補正を収納室内の空気温度変化に基づいた適切なものとすることが可能となり、収納室内が必要以上に冷却されることによる結露の発生等の不都合や、冷却不足といった不都合を効果的に回避することが可能となる。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば、上記各発明において、制御装置は冷却設定温度を下げる補正を行った後、圧縮機の停止から再起動禁止時間が経過しても収納室内の空気温度が冷却開始設定温度まで上昇しない場合、冷却停止設定温度を上げる補正を行うことにより、収納室内の発熱体等による負荷が減少することで、冷却負荷が減少した場合に、冷却停止設定温度を上げることが可能となり、当該収納室内が必要以上に冷却されることによる不都合を効果的に回避することが可能となる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、上記発明において、制御装置は冷却停止設定温度を上げる補正を行う場合に、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と収納室内の温度との差Ｔ２、及び／又は、収納室内の温度が再起動禁止時間が経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２に基づき、差Ｔ２が大きい程冷却停止設定温度の上げ幅を大きくし、経過時間ｔ２が短い程冷却停止設定温度の上げ幅を小さくする方向で当該上げ幅を決定するので、冷却停止設定温度に到達し、圧縮機を停止した時点から、再起動禁止時間が経過した時点までの間の収納室内の負荷による収納室内の空気温度の変化、及び／又は、再起動禁止時間が経過した時点から冷却開始設定温度に到達するまでの収納室内の負荷による収納室内の空気温度の変化に基づき、当該変化の傾向に応じて冷却停止設定温度を上昇させる方向に補正することが可能となる。
【００２６】
これにより、冷却停止設定温度の補正が行われた後、収納室内の空気温度変化に基づいて適切なものに再度補正することが可能となり、収納室内が必要以上に冷却されることによる結露の発生等の不都合や、冷却不足といった不都合を効果的に回避することが可能となる。
【００２７】
請求項５の発明によれば、発熱体を収容する収納室と、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器などから冷媒回路が構成された冷却ユニットとを備え、蒸発器と熱交換した冷気を送風機により収納室内に循環することにより、発熱体を冷却する冷却装置であって、収納室内の空気温度に基づいて圧縮機と送風機の運転を制御する制御装置を備え、該制御装置は、収納室内の空気温度が所定の冷却開始設定温度に上昇した場合に圧縮機の運転を開始し、収納室内の空気温度が所定の冷却停止設定温度に低下した場合に圧縮機の運転を停止すると共に、発熱体の発熱量が所定の値以上である場合は、収納室内の空気温度が冷却停止設定温度に低下しても圧縮機の運転を停止すること無く、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量より減少させる風量制御モードを実行することにより、収納室内の発熱体の発熱量が所定の値以上である場合に、冷却停止設定温度に低下した後、送風機による収納室内の循環風量を減少させることで、圧縮機を停止させることなく、収納室内の温度が冷却停止設定温度よりも低下することを回避することが可能となる。
【００２８】
そのため、圧縮機を停止させた場合には、当該圧縮機の保護を図るため、所定の再起動禁止時間が経過するまでは収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に到達した場合であっても、圧縮機を再起動させることができないこととなるが、本発明では、圧縮機を停止させることなく、収納室内の循環風量を減少させることで、収納室内の空気温度が冷却停止設定温度よりも低下することを回避することが可能となる。
【００２９】
また、上記発明において、請求項７の発明の如く制御装置は循環風量を減少させた後、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量に戻すことにより、前記循環風量を減少させていた際に蒸発器において蓄冷されていた空気を収納室内に循環させることが可能となり、効果的に収納室内を冷却することが可能となる。
【００３０】
従って、発熱体の発熱量が所定の値以上である場合に、当該風量制御モードを実行することで、短時間、例えば圧縮機の再起動禁止時間の経過に要する時間で、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度よりも上昇する場合であっても、送風機による収納室内の循環風量を制御することで、適切に収納室内の冷却制御を行うことが可能となる。これにより、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に達しているにもかかわらず、圧縮機の再起動禁止時間の経過を待機する必要がなくなり、収納室内温度が著しく上昇することで、内部に収容される発熱体に悪影響を及ぼす不都合を抑制、若しくは、回避することが可能となる。
【００３１】
また、請求項６の発明によれば、上記発明において、制御装置は、収納室内の空気温度の変化率、及び／又は、外気温度に基づいて発熱体の発熱量を推定することから、収納室内に収容される発熱体の発熱量を具体的に測定することなく、収納室内の空気温度の変化率、及び／又は、外気温度に基づいて発熱体の発熱量を推定して、上記風量制御モードを実行することが可能となる。これにより、適切な冷却制御を実現することが可能となる。
【００３２】
請求項８の発明によれば、請求項５乃至請求項７の何れかの発明において、制御装置は循環風量を減少させた後、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する以前に、蒸発器における冷媒の蒸発温度が所定の下限温度に低下した場合、圧縮機の運転を停止し、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量に戻すことから、蒸発器における冷媒の蒸発温度が所定の下限温度に低下し、冷却負荷が減少することにより生じる圧縮機への液戻りや結露の発生を未然に回避することが可能となる。
【００３３】
また、圧縮機の運転を停止した後、送風機による収納室内の循環風量を初期循環風量に戻すことにより、前記循環風量を減少させていた際に蒸発器において蓄冷されていた空気を収納室内に循環させることが可能となり、効果的に収納室内を冷却することが可能となる。
【００３４】
請求項９の発明によれば、制御装置は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の冷却停止設定温度補正モードと請求項５乃至請求項８の何れかに記載の風量制御モードを組み合わせて実行することにより、圧縮機の起動−停止回数及び送風機の起動−停止回数を調整することが可能となり、収納室内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する不都合を抑制しながら、圧縮機及び送風機の耐久性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した冷却装置１の正面図、図２は冷却装置１の縦断側面図、図３は冷却装置１の冷気の流れを説明する図をそれぞれ示している。
【００３６】
本実施例の冷却装置１は、例えばネットワークに接続されたコンピュータへ各種のサービスを提供する中心となるサーバ２などの発熱体を冷却するための装置である。発熱体としては当該サーバ２に限定されるものではなく、それ自体が発熱するものであり、当該発熱によって機能不良や機能不全が発生するもの、更には、結露水などの浸入を嫌うものの冷却に適したものである。尚、本実施例では、発熱体としてＬＳＩやＣＰＵ等の半導体集積回路素子が複数実装された回路基板を有する単一若しくは複数のサーバ２を冷却するものを対象とする。
【００３７】
冷却装置１は、前面及び後面に開口するキャビネット３により本体が構成されている。尚、本実施例におけるキャビネット３は、冷却対象となるサーバ２の冷却設定温度を＋３０℃程度とすることから、外気温との関係から放熱効率を考慮して、特に、断熱性を有するものでなくても良いものとする。
【００３８】
そして、キャビネット３内には、前面及び後面に開口する収納室４が形成され、当該収納室４内には、複数のサーバ２・・・が上下に渡って収容可能とされる。収納室４内には、例えば左右内壁に図示しない支柱が立設されており、当該支柱にネジなどによって、各サーバ２が独立して固定可能とされている。そして、この収納室４の前面及び後面の開口は、いずれも内部を透視可能なガラスを備えた前扉５及び後扉６（図１では省略しており、図２のみ図示する）により開閉自在に閉塞されている。当該扉５、６は、内部に収容されるサーバ２等が管理人以外のものが操作できないものとする等の安全管理のために施錠機構を備えたものであっても良いものとする。
【００３９】
キャビネット３の底面には、所定の高さを有する台脚アングル７が取り付けられており、当該台脚アングル７の両側面は、キャビネット３の両側面と共に化粧パネル８にて被覆されている。これにより、キャビネット３の下方に機械室９が形成される。尚、この機械室９底部を固定する台脚アングル７の前後下辺には、一対の固定部材１０が取り付けられている。また、キャビネット３の底壁３Ａには、上下に貫通する冷気吐出口１２と冷気吸込口１１とが前後にそれぞれ形成されている。
【００４０】
機械室９の天井となるキャビネット３の底壁３Ａ下面には、上面に開口を有する断熱性を有する冷却箱１４が当接して設けられる。この冷却箱１４の内部には、冷却室１５が形成され、後述する圧縮機２２と共に冷却ユニットＲを構成する蒸発器１６及び蒸発器１６の冷気流出側には、冷気循環ファン１７が配設される。尚、この冷却箱１４の上面開口には、図示しない仕切板により冷却箱１４側の冷気吐出口１９及び冷気吸込口１８が形成されている。これら冷気吐出口１９及び冷気吸込口１８は、それぞれキャビネット３の底壁３Ａに形成された前記冷気吐出口１２及び冷気吸込口１１にそれぞれ対応する。また、この冷却箱１４開口縁には、キャビネット３の底壁３Ａ下面と密着して当接するための図示しないシール材が取り付けられている。
【００４１】
他方、キャビネット３の前面を構成する前扉５と、当該収納室４内に収容される各サーバ２の前壁との間には、所定の間隔を存することで前面ダクト２７が形成されており、底壁３Ａに形成された冷気吐出口１２から冷気循環ファン１７により吐出された冷気は、前面ダクト２７を上昇する構成とされている。これにより、収納室４内に冷気の供給が効率的に行われる。
【００４２】
また、各サーバ２の前面には、図示しない通気口が形成されており、当該通気口には前面から空気を吸い込み、後方に空気を吐出する送風機２Ａがそれぞれ取り付けられている。各サーバ２の送風機２Ａはそれぞれ独立して運転制御可能とされており、該送風機２Ａが運転されることにより、前面ダクト２７を上昇した冷気を該送風機２Ａが設けられるサーバ２内に通風することが可能となる。
【００４３】
そのため、冷却装置１は、冷却室１５内から吐出された冷気は、図３に示されるように前面ダクト２７を上昇しながら、各送風機２Ａの運転により各サーバ２内に通過し、該サーバ２の後方から吐出された後、キャビネット３の背面を構成する後扉６と各サーバ２の背面との間を流下し、キャビネット３下方に形成される冷却室１５内に配設される冷気循環ファン１７によって冷却室１５内に各冷気吸込口１１及び１８を介して帰還する。これにより、収納室４内に収容された発熱体としてのサーバ２が冷却される。尚、本実施例では、収納室４内の温度を検出する手段としての庫内温度センサ３２が、当該収納室４側に位置する冷気吸込口１１近傍に取り付けられているものとする。
【００４４】
一方、前記機械室９内には、冷却ユニットＲの底部を構成する取付台２１が収納されると共に、この取付台２１には前記蒸発器１６と共に環状の冷媒回路を構成する圧縮機２２、凝縮器２３及び凝縮器用送風機２４と、コントロールボックス２５等が設けられている。この取付台２１の下面四隅には、キャスター２１Ａが取り付けられている。また、機械室９の前面には開閉可能なパネル２６が取り付けられ、機械室９を隠蔽する。尚、このパネル２６には、凝縮器２３の前方に対応して複数の図示しない通気孔が形成されている。
【００４５】
ここで、冷却箱１４内の蒸発器１６は、取付台２１上の圧縮機２２や凝縮器２３等と共に、図４の冷媒回路図に示されるように、圧縮機２２、凝縮器２３、電子膨張弁（膨張弁）２８、蒸発器１６とを順次環状に配管接続することにより、冷媒回路２９を形成する。そして、この冷媒回路２９内には、所定量の冷媒が封入されている。これにより、周知の冷媒回路が構成される。
【００４６】
また、蒸発器１６の冷媒入口側及び冷媒出口側にはそれぞれの冷媒温度を検出するための蒸発器入口温度センサ３０及び蒸発器出口温度センサ３１が設けられている。尚、本実施例において、蒸発器１６の冷媒入口側の温度とは、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度である。また、これら蒸発器入口温度と蒸発器出口温度の差（蒸発器出口温度−蒸発器入口温度）は、過熱度を表す。この過熱度が大きいということは当該過熱度の大きさ分だけ冷媒が蒸発器１６内で良く蒸発しており、負荷が大きい状態をいう。また、この過熱度が小さいということは、冷媒が蒸発器１６内においてあまり蒸発しておらず、負荷が小さい状態をいう。
【００４７】
電子膨張弁２８は、冷媒回路２９内を流れる冷媒の流量の制御して、凝縮後の冷媒を減圧させるものであり、冷却負荷、即ち、上述した如き蒸発器１６における過熱度に応じて弁開度が調整される。
【００４８】
また、本実施例における圧縮機２２は、格別に回転数を制御可能とするインバータ方式の圧縮機ではなく、後述する制御装置４０によって、収納室４内の空気温度、即ち、庫内温度に基づくＯＮ−ＯＦＦ制御により運転−停止を制御することが可能とされる定速圧縮機である。
【００４９】
尚、本実施例における凝縮器２３には、凝縮器用送風機２４によって機械室９内に吸い込まれ、該凝縮器２３と熱交換した後の空気の温度を検出するための凝縮器出口温度センサ３３が設けられている。
【００５０】
次に、図５の電気ブロック図を参照して、本実施例における冷却装置１を制御する制御装置４０について説明する。制御装置４０は、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、入力側には、蒸発器１６の冷媒入口温度（蒸発器における冷媒の蒸発温度）を検出する蒸発器入口温度センサ３０と、蒸発器１６の冷媒出口温度を検出する蒸発器出口温度センサ３１と、収納室４内の温度を検出する庫内温度センサ３２と、凝縮器２３から流出した後の温度を検出する凝縮器出口温度センサ３３が接続されている。また、出力側には、電子膨張弁２８と、圧縮機２２と、冷気循環ファン１７と、凝縮器用送風機２４が接続されている。また、この制御装置４０の入力側には、図示しないコントロールパネルが接続されているものとする。
【００５１】
ここで、本実施例における圧縮機２２は、上述したように定速圧縮機であり、凝縮器用送風機２４と共に、ＡＣ電源３５に並列に接続され、制御装置４０からの出力に基づきＯＮ−ＯＦＦ制御されるスイッチ３６により制御される。これにより、制御装置４０からの出力に基づき、圧縮機２２と凝縮器用送風機２４は、同期して運転制御される。他方、冷却室１５に設けられる冷気循環ファン１７は、インバータ３７を介して接続される。そのため、制御装置４０からの出力に基づき、冷気循環ファン１７は、圧縮機２２等とは独立して回転数制御が行われる。
【００５２】
以上の構成により、前記コントロールパネルを操作することで、冷却装置１の運転が開始されると、制御装置４０は、庫内温度センサ３２の出力、蒸発器入口温度センサ３０及び蒸発器出口温度センサ３１の出力に基づき、圧縮機２２及び凝縮器用送風機２４、冷気循環ファン１４を運転制御する。
【００５３】
具体的には、本実施例における冷却装置１は、収納室４内に発熱体としてのサーバ２を収容するものであり、当該サーバ２からの発熱を効率的に冷却しつつ、当該サーバ２への結露を発生を防止するため、収納室４内の冷却設定温度は例えば、＋３０℃であるものとする。
【００５４】
そのため、制御装置４０は、庫内温度センサ３２の出力に基づき、収納室４内の温度が所定の冷却開始設定温度、例えば＋３３℃を検出した場合には、圧縮機２２、凝縮器用送風機２４を運転し、所定の冷却停止設定温度、例えば＋２７℃を検出した場合には、圧縮機２２及び凝縮器用送風機２４の運転を停止するものとする。これにより、収納室４内は＋３０℃前後の温度に維持することが可能となる。尚、当該圧縮機２２は、該圧縮機の保護を目的として、停止してから所定の再起動禁止時間、例えば３分は、再起動を禁止する制御を実行するものとする。また、制御装置４０は、庫内温度センサ３２により検出される温度が＋３５℃以上である場合には、ブザーやランプなどにより構成される高温警報手段により、庫内温度が異常に上昇していることを使用者に報知するものとする。
【００５５】
これに対し、収納室４内に収容される発熱体としてのサーバ２は、使用状況に応じて発熱量が変動する。そのため、冷却運転中に急激にサーバ２の使用量が増大すると、冷却負荷が増大することで、冷却効率が悪くなり、冷却停止設定温度にまで到達する時間が遅延する。それにもかかわらず、制御装置４０は、庫内温度が冷却停止設定温度に到達すると、圧縮機２２の運転を停止してしまうため、圧縮機２２を再起動させるためには、上記再起動禁止時間の経過を待たなければならず、当該待機中に庫内温度が冷却開始設定温度に到達しても、圧縮機２２を再起動することができない状況が発生してしまう。
【００５６】
この状況に鑑み、本実施例における制御装置４０は、庫内温度（収納室４内の空気温度）が初期の冷却停止設定温度（本実施例では＋２７℃）に低下し、圧縮機２２の運転を停止する以前の冷却運転中や圧縮機２２の運転を停止した後において、急激にサーバ２の使用量が増大することによって、上記再起動禁止時間が経過する以前に庫内温度が冷却開始設定温度（本実施例では＋３３℃）に上昇した場合（図６を参照）には、冷却停止設定温度補正モードを実行する。
【００５７】
尚、収納室４内の負荷は、当該発熱体としてのサーバ２による使用状況によってのみ変動されるものではなく、例えば、設置環境による日照や外気温の上昇などによっても変動される。また、当該補正モードにおいて、庫内温度が設定温度に低下した若しくは、上昇したとは、当該設定温度を超えた、或いは、設定温度より低下した場合と、設定温度以上、或いは設定温度以下になった場合のいずれの場合であっても良いものとする。
【００５８】
この冷却停止設定温度補正モードでは、制御装置４０は、圧縮機２２の再起動禁止時間における庫内温度の上昇傾向に基づき、初期の冷却停止設定温度を所定温度だけ下げる補正を行い、圧縮機２２を再起動した後における該圧縮機２２の停止条件は、補正後の冷却停止設定温度に基づき行われる。
【００５９】
具体的には、図７に示す如く圧縮機２２の再起動禁止時間が経過した時点での庫内温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１と、庫内温度が冷却停止設定温度（この場合＋２７℃）から冷却開始設定温度（この場合＋３３℃）に上昇するまでの経過時間ｔ１に基づき、冷却停止設定温度を下げる補正温度を決定する。
【００６０】
図８は、冷却停止設定温度補正モードにおける差Ｔ１と、経過時間ｔ１から決定される補正温度の表を示している。例えば、再起動禁止時間が経過した時点での庫内温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１が１℃（即ち、本実施例では、実際の再起動禁止時間が経過した時点における庫内温度が＋３４℃）であった場合であって、冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１が１分であった場合、制御装置４０は、冷却停止設定温度を３℃下げる補正を行い、本実施例では、補正冷却停止設定温度が＋２４℃となる。
【００６１】
また、再起動禁止時間が経過した時点での庫内温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１が５℃（即ち、本実施例では、実際の再起動禁止時間が経過した時点における庫内温度が＋３８℃）であった場合であって、冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１が１分であった場合、制御装置４０は、冷却停止設定温度を７℃下げる補正を行い、本実施例では、補正冷却停止設定温度が＋２０℃となる。尚、この場合、庫内温度は、＋３５℃以上であるため、制御装置４０は、前述した高温警報手段により、庫内温度が異常に上昇していることを使用者に報知する。
【００６２】
このように、再起動禁止時間が経過した時点での庫内温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１が大きい程冷却停止設定温度の下げ幅を大きくする補正を行う。
【００６３】
これにより、収納室４内の発熱体としてのサーバ２による負荷や設置環境による負荷などによって、収納室４内の空気温度の上昇傾向が大きい場合に、庫内温度が冷却停止設定温度に低下し圧縮機２２が停止した後、冷却停止設定温度を初期の設定温度よりも下げる補正を行うことで、圧縮機２２を保護するために設けられる再起動禁止時間の経過以前に収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する時間を遅延させることが可能となる。
【００６４】
そのため、圧縮機２２の再起動禁止時間の経過する以前に収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する不都合を抑制することが可能となり、収納室４内温度が著しく上昇することで、内部に収容される発熱体としてのサーバ２に悪影響を及ぼす不都合を抑制、若しくは、回避することが可能となる。
【００６５】
特に、冷却停止設定温度を下げる補正は、上述したように、再起動禁止時間が経過した時点での庫内温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１が大きい程冷却停止設定温度の下げ幅を大きくする補正を行うことから、冷却停止設定温度に到達し、圧縮機を停止した時点から、再起動禁止時間が経過するまでの間の収納室４の負荷による収納室４内の空気温度の変化に基づき、当該変化の傾向に応じて冷却停止設定温度を補正することが可能となる。
【００６６】
これにより、サーバ２による発熱負荷が大きい程、冷却停止設定温度を下げる補正幅を大きくすることで、次回、庫内温度が冷却停止設定温度に低下し、圧縮機２２を停止した際における再起動禁止時間の経過以前に、庫内温度が冷却開始設定温度にまで上昇してしまう不都合を抑制することが可能となる。
【００６７】
また、本実施例では、再起動禁止時間が経過した時点での庫内温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１が１℃であって、冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１が１分であった場合、制御装置４０は、冷却停止設定温度を３℃下げる補正を行い、該差Ｔ１が同様に１℃であって、冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１が３分であった場合、制御装置４０は、冷却停止設定温度を１℃下げる補正を行う。
【００６８】
このように、収納室４内の空気温度が冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１が長い程冷却停止設定温度の下げ幅を小さくする補正を行う。
【００６９】
これにより、庫内温度が冷却停止設定温度に低下し圧縮機２２が停止した後、収納室４内の負荷の変動により、収納室４内の空気温度の上昇傾向が大きくなった場合であって、収納室４内の空気温度が冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１が長ければ長い程、冷却停止設定温度を下げる補正幅を小さくすることで、上記差Ｔ１により補正される冷却停止設定温度の下げ幅を上昇時間に基づいて調整することが可能となる。
【００７０】
そのため、冷却停止設定温度に到達し、圧縮機２２を停止した時点から、再起動禁止時間が経過するまでの間及び冷却開始設定温度に上昇するまでの間の収納室内の空気温度の変化に基づき、当該変化の傾向に応じて冷却停止設定温度を補正することが可能となる。
【００７１】
これにより、冷却停止設定温度の補正を収納室４内の空気温度変化に基づいた適切なものとすることが可能となり、収納室４内が必要以上に冷却されることによる結露の発生等の不都合や、冷却不足といった不都合を効果的に回避することが可能となる。
【００７２】
一方、上述した如く上昇した庫内温度に基づく冷却停止設定温度を下げる補正を行った後、例えば、収納室４内に収容される発熱体としてのサーバ２の発熱量が減少した場合、庫内温度は、冷却停止設定温度を下げる補正が行われていることから、目標とする庫内温度、本実施例では＋３０℃よりも低下することとなる。そこで、制御装置４０は、補正後の冷却停止設定温度（補正冷却停止設定温度）を再度補正する。
【００７３】
制御装置４０は、庫内温度が補正冷却停止設定温度に低下したことで圧縮機２２が停止してから再起動禁止時間が経過しても庫内温度が冷却開始設定温度まで上昇しない場合、当該庫内温度が補正冷却停止設定温度から冷却開始設定温度にまで上昇する上昇傾向に基づき、補正冷却停止設定温度を所定温度だけ上げる補正を行い、圧縮機２２を再起動した後における該圧縮機２２の停止条件は、当該温度を上げた補正後の冷却停止設定温度に基づき行われる。
【００７４】
具体的には、図９に示す如く圧縮機２２の再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と庫内温度との差Ｔ２と、庫内温度が再起動禁止時間を経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２に基づき、冷却停止設定温度を上げる補正温度を決定する。
【００７５】
図１０は、冷却停止設定温度補正モードにおける差Ｔ２と、経過時間ｔ２から決定される補正温度の表を示している。例えば、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度（本実施例では＋３３℃）と、庫内温度との差Ｔ２が５℃（即ち、本実施例では、実際の再起動禁止時間が経過した時点における庫内温度が＋２８℃）であった場合であって、庫内温度が再起動禁止時間を経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２が１分であった場合、制御装置４０は、補正冷却停止設定温度を３℃上げる補正を行う。
【００７６】
また、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度（本実施例では＋３３℃）と、庫内温度との差Ｔ２が１℃（即ち、本実施例では、実際の再起動禁止時間が経過した時点における庫内温度が＋３２℃）であった場合であって、庫内温度が再起動禁止時間を経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２が１分であった場合、制御装置４０は、補正冷却停止設定温度を０℃上げる補正、即ち、補正を行わず、前回決定された補正冷却停止設定温度を維持する。
【００７７】
このように、圧縮機２２の再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と庫内温度との差Ｔ２が大きい程冷却停止設定温度の上げ幅を大きくする補正を行う。但し、当該冷却停止設定温度を上げる補正を行う場合において、決定された補正幅により、冷却停止設定温度が初期の冷却停止設定温度、本実施例では＋２７℃を上回る場合には、当該上げる補正後の冷却停止設定温度の上限温度は、初期の冷却停止設定温度であるものとする。
【００７８】
これにより、冷却停止設定温度を下げる補正を行った後、収納室４内の負荷により収納室４内の空気温度の低下傾向が大きい場合に、補正後の冷却停止設定温度を再度上げる補正を行うことで、例えば、収納室４内の発熱体としてのサーバ２の使用状況や、設置環境に応じ、収納室４内の冷却負荷が減少した場合には、冷却停止設定温度を上げることが可能となり、当該収納室４内が必要以上に冷却されることによる不都合を効果的に回避することが可能となる。
【００７９】
特に、冷却停止設定温度を上げる補正は、上述したように、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と庫内温度との差Ｔ２が大きい程冷却停止設定温度の上げ幅を大きくする補正を行うことから、冷却停止設定温度に到達し、圧縮機を停止した時点から、再起動禁止時間が経過するまでの間の収納室４の負荷による収納室４内の空気温度の変化に基づき、当該変化の傾向に応じて冷却停止設定温度を上げる補正することが可能となる。
【００８０】
これにより、冷却停止設定温度を下げる補正をした後において、サーバ２による発熱負荷が減少すればする程、冷却停止設定温度を上げる補正幅を大きくすることで、次回、庫内温度が冷却停止設定温度に低下し、再度圧縮機２２を運転した場合における冷却制御をより収納室４内の状況に応じたものとすることが可能となる。そのため、例えば、発熱体による発熱負荷が減少しているにもかかわらず、冷却停止設定温度が低く補正されてることによって、庫内が冷え込み、発熱体等に結露を生じる不都合が発生することを未然に回避することが可能となる。
【００８１】
また、本実施例では、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度（本実施例では＋３３℃）と、庫内温度との差Ｔ２が２℃（即ち、本実施例では、実際の再起動禁止時間が経過した時点における庫内温度が＋３１℃）であった場合であって、庫内温度が再起動禁止時間を経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２が１分であった場合、制御装置４０は、補正冷却停止設定温度を０℃上げる補正、即ち、補正を行わず、前回決定された補正冷却停止設定温度を維持する。
【００８２】
これに対し、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と、庫内温度との差Ｔ２が上記同様、２℃であった場合であって、庫内温度が再起動禁止時間を経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２が３分であった場合、制御装置４０は、補正冷却停止設定温度を２℃上げる補正を行う。
【００８３】
このように、制御装置４０は、庫内温度が再起動禁止時間を経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２が短い程冷却停止設定温度の上げ幅を小さくする補正を行う。
【００８４】
これにより、冷却停止設定温度を下げる補正をした後において、収納室４内の負荷により収納室４内の空気温度の低下傾向が大きい場合であって、収納室４内の空気温度が再起動禁止時間を経過した後、冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２が短ければ短い程、冷却停止設定温度を上げる補正幅を小さくすることで、上記差Ｔ２により補正される冷却停止設定温度の上げ幅を上昇時間に基づいて調整することが可能となる。
【００８５】
そのため、冷却停止設定温度に到達し、圧縮機２２を停止した時点から、再起動禁止時間が経過した時点までの間の収納室４内の負荷による収納室４内の空気温度の変化、及び再起動禁止時間が経過した時点から冷却開始設定温度に到達するまでのサーバ２の負荷変動による収納室４内の空気温度の変化に基づき、当該変化の傾向に応じて冷却停止設定温度を上昇させる方向に補正することが可能となる。
【００８６】
これにより、冷却停止設定温度を下げる補正が行われた後、収納室４内の空気温度変化に基づいてより適切なものに再度補正することが可能となり、収納室４内が必要以上に冷却されることによる結露の発生等の不都合や、冷却不足といった不都合を効果的に回避することが可能となる。
【００８７】
また、本実施例では、上述したように冷却停止設定温度を上げる補正を行う場合において、当該補正幅によって冷却停止設定温度が初期の冷却停止設定温度（本実施例では＋２７℃）を上回る場合には、当該補正後の冷却停止設定温度の上限温度を、初期の冷却停止設定温度とすることで、庫内温度が設定温度よりも高くなる不都合を回避することが可能となる。
【００８８】
尚、本実施例では、冷却停止設定温度補正モードにおいて、庫内温度に基づき、冷却停止設定温度を下げる補正を行う場合に、再起動禁止時間が経過した時点での収納室４内の温度と、冷却開始設定温度との差Ｔ１と、収納室４内の温度が冷却停止設定温度から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ１に基づき、補正幅を決定しているが、これに限定されるものではなく、差Ｔ１又は経過時間ｔ１の何れか一方に基づいて補正幅を決定しても良いものとする。
【００８９】
また、同様に、当該冷却停止設定温度補正モードにおいて、庫内温度に基づき、冷却停止設定温度を上げる補正を行う場合に、再起動禁止時間が経過した時点での冷却開始設定温度と収納室４内の温度との差Ｔ２と、収納室４内の温度が再起動禁止時間が経過した時点から冷却開始設定温度に上昇するまでの経過時間ｔ２に基づき、補正幅を決定しているが、これに限定されるものではなく、差Ｔ２又は経過時間ｔ２の何れか一方に基づいて補正幅を決定しても良いものとする。
【００９０】
他方、制御装置４０は、詳細は上述した如き冷却停止設定温度補正モードに代わって、詳細は以下に説明する如き風量制御モードを実行しても良いものとする。
【００９１】
この風量制御モードは、収納室４内に収容される発熱体としてのサーバ２の発熱量が大きい場合に実行するものであり、制御装置４０は、先ず、庫内温度の低下傾向と、凝縮器出口温度との関係から収納室４内の発熱量を推定する。
【００９２】
具体的には、庫内温度センサ３３により検出される収納室４内の温度が１分間当たり低下する温度Ｔと、凝縮器出口温度センサ３３により検出される凝縮器出口温度Ｃとの関係から発熱量を推定する。図１１は一実施例としての庫内温度低下傾向と、凝縮器出口温度との関係から発熱量を推定する表を示している。
【００９３】
これによると、１分間当たりの低下庫内温度Ｔが１℃（冷却負荷が大きい場合）であって、凝縮器出口温度Ｃが＋３０℃である場合には、凝縮器出口温度Ｃが比較的低いにもかかわらず、冷却効率が悪い（実質的な冷却負荷が大きい）ものと判断され、収納室４内の発熱体による発熱量が大きいもの（本実施例では２０００Ｗ）と推定される。同様に１分間当たりの低下庫内温度Ｔが１℃（冷却負荷が大きい場合）であっても、凝縮器出口温度Ｃが＋４０℃である場合には、外気温度が収納室４内の冷却効率に悪影響を及ぼしているものと考えられるため、収納室４内の発熱体による発熱量が比較的小さいもの（本実施例では１０００Ｗ）と推定される。
【００９４】
また、１分間当たりの低下庫内温度Ｔが３℃（冷却負荷が小さい場合）であって、凝縮器出口温度Ｃが＋３０℃である場合には、凝縮器出口温度Ｃが比較的低く、冷却効率が比較的良い（実質的な冷却負荷が小さい）ことから、収納室４内の発熱体による発熱量が小さいもの（本実施例では１０００Ｗ）と推定される。
【００９５】
従って、庫内温度低下傾向が大きい程、また、凝縮器出口温度Ｃが高い程、即ち、冷却負荷が小さい程、発熱量が小さいものと推定される。尚、本実施例では、凝縮器出口温度Ｃに基づき発熱量を推定しているが、これに限定されるものではなく、外気温度を検出する外気温度センサに基づいて発熱量を推定しても良いものとする。
【００９６】
本実施例では、上述した如く推定される発熱量が例えば１０００Ｗ以上である場合には、収納室４内の発熱体としてのサーバ２による発熱量が大きいものとして、風量制御モードを実行する。以下、図１２及び図１３を参照して風量制御モードについて詳述する。図１２は風量制御モードにおける温度変化を示す図、図１３は冷却制御のフローチャート図を示している。
【００９７】
先ず初めに、制御装置４０は、ステップＳ１において、庫内温度センサ３２により検出される温度が冷却開始設定温度よりも高いか否かを判断する。本実施例では、庫内温度を＋３０℃を目標とするため、冷却開始設定温度は＋３３℃であるものとする。尚、本実施例では、冷却開始設定温度よりも高いか否かを判断しているが、これに限定されるものではなく、冷却開始設定温度以上の場合であっても良いものとする。
【００９８】
庫内温度センサ３２により検出された温度が冷却開始設定温度である＋３３℃よりも高い場合（以上の場合であっても良い）には、ステップＳ２に進み、＋３３℃以下である場合（より低い場合であっても良い）には、再びステップＳ１に戻る。
【００９９】
ステップＳ２において、制御装置４０は、庫内温度が冷却開始設定温度に上昇したとして、圧縮機２２を運転し、蒸発器１６の近傍に配設される冷気循環ファン１７の回転数を最大とし、循環風量（初期循環風量）が多い制御を実行する。そして、ステップＳ３に進み、制御装置４０は、庫内温度が冷却停止設定温度よりも低いか否かを判断する。本実施例では、庫内温度を＋３０℃を目標とするため、冷却停止設定温度は＋２７℃であるものとする。尚、本実施例では、冷却停止設定温度よりも低いか否かを判断しているが、これに限定されるものではなく、冷却停止設定温度以下の場合であっても良いものとする。
【０１００】
庫内温度センサ３２により検出された温度が冷却停止設定温度である＋２７℃よりも低い場合（以下の場合であっても良い）には、ステップＳ４に進み、＋２７℃以上である場合（より高い場合であっても良い）には、再びステップＳ１に戻る。
【０１０１】
ステップＳ４において、制御装置４０は、庫内温度が冷却停止設定温度に低下したとして、圧縮機２２を運転したまま、冷気循環ファン１７の回転数を低下させて運転を行う。尚、本実施例では、冷気循環ファン１７の回転数を低下させることで、一定期間における総風量の減少を行っているが、これに限定されるものではなく、冷気循環ファン１７による総風量を減少させるものであれば、例えば、間欠運転を行うことにより、総風量を減少させても良いものとする。
【０１０２】
これにより、冷気循環ファン１７によって収納室４内に循環される冷気量が減少することから、庫内温度は再び上昇し始める（図１２参照）。これに対し、蒸発器１６に流通する空気量が減少することで、蒸発器１６付近の空気温度は更に低下していき、冷熱が蓄積された状態となる。
【０１０３】
尚、制御装置４０は、冷気循環ファン１７による循環風量を減少する制御が実行されている際に、電子膨張弁２８の弁開度を制御することで、蒸発器１６における蒸発温度を低下させ該蒸発器１６における蓄冷効果を向上させ、冷却効率の向上を図っても良いものとする。
【０１０４】
その後、制御装置４０は、ステップＳ５に進み、蒸発器温度、即ち、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度、実際には、蒸発器入口温度センサ３１により検出される温度が＋１℃より低いか否かを判断する。また、蒸発器入口温度センサ３１と蒸発器出口温度センサ３２により検出される温度に基づき、これら蒸発器入口温度、即ち、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度と、蒸発器出口温度との差を演算することで、過熱度を取得し、当該過熱度が本実施例では、５ｄｅｇより小さいか否かを判断する。
【０１０５】
蒸発器１６の温度が＋１℃以上であって、過熱度が５ｄｅｇ以上場合には、ステップＳ６に進み、制御装置４０は、庫内温度センサ３２により検出される庫内温度が前記冷却開始設定温度（本実施例では＋３３℃）よりも高いか否かを判断する。即ち、庫内温度が冷却開始設定温度以下である場合には、ステップＳ５に戻り、継続して圧縮機２２を運転すると共に、冷気循環ファン１７の回転数を低減した状態の運転を行う。
【０１０６】
そして、冷気循環ファン１７による回転数を低減した状態の運転が行われることで、庫内温度は次第に上昇していき、冷却開始設定温度に上昇した時点で、制御装置４０は、ステップＳ２に戻り、圧縮機２２の運転を継続したまま、冷気循環ファン１７の回転数を元の最大回転数（初期循環風量）として運転を行う。
【０１０７】
これにより、収納室４内に収容される発熱体としてのサーバ２の発熱量が所定の値以上である場合には、収納室４内の空気温度が冷却停止設定温度に低下しても圧縮機２２の運転を停止すること無く、冷気循環ファン１７による収納室４内の循環風量を初期循環風量より減少させる風量制御モードを実行することで、冷却停止設定温度に低下した後、冷気循環ファン１７による収納室４内の循環風量を減少させることで、圧縮機２２を停止させることなく、収納室４内の温度が冷却停止設定温度よりも低下することを回避することが可能となる。
【０１０８】
そのため、圧縮機２２を停止させた場合には、当該圧縮機２２の保護を図るため、所定の再起動禁止時間が経過するまでは収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に到達した場合であっても、圧縮機２２を再起動させることができないこととなるが、当該風量制御モードが実行されることで、圧縮機２２を停止させることなく、収納室４内の循環風量を減少させることで、収納室４内の空気温度が冷却停止設定温度よりも低下することを回避することが可能となる。
【０１０９】
また、上記の場合において、制御装置４０は、循環風量を減少させた後、収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇した場合、冷気循環ファン１７による収納室４内の循環風量を初期循環風量に戻すことにより、循環風量を減少させていた際に蒸発器１６において蓄冷されていた空気を収納室４内に循環させることが可能となり、効果的に収納室４内を冷却することが可能となる。
【０１１０】
従って、発熱体としてのサーバ２の発熱量が所定の値以上である場合に、当該風量制御モードを実行することで、短時間、例えば圧縮機２２の再起動禁止時間の経過に要する時間で、収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度よりも上昇する場合であっても、冷気循環ファン１７による収納室４内の循環風量を制御することで、適切に収納室４内の冷却制御を行うことが可能となる。
【０１１１】
これにより、収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に達しているにもかかわらず、圧縮機２２の再起動禁止時間の経過を待機する必要がなくなり、収納室４内温度が著しく上昇することで、内部に収容される発熱体としてのサーバ２に悪影響を及ぼす不都合を抑制、若しくは、回避することが可能となる。
【０１１２】
他方、上記ステップＳ５において、蒸発器１６の温度が所定の下限値、例えば、＋１℃より低く、過熱度が所定の下限値、例えば、５ｄｅｇより小さいの場合には、ステップＳ７に進み、制御装置４０は、圧縮機２２の運転を停止し、冷気循環ファン１７の回転数を最大（初期循環風量）とし、その後、ステップＳ１に戻る。尚、冷気循環ファン１７の回転数を減少させる制御を行っている際に、上述した如く電子膨張弁２８の弁開度が調整され、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度を低下する制御がなされている場合には、当該ステップＳ７において、初期の弁開度に戻すものとする。
【０１１３】
これにより、制御装置４０は冷気循環ファン１７の回転数を減少させることで、循環風量を減少させた後、収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する以前に、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度が所定の下限温度に低下した場合、若しくは、蒸発器１６における過熱度が所定の下限値に低下した場合、圧縮機２２の運転を停止し、冷気循環ファン１７による収納室４内の循環風量を初期循環風量に戻すことから、蒸発器１６における冷媒の蒸発温度が所定の下限温度に低下し、冷却負荷が減少することにより生じる圧縮機２２への液戻りや結露の発生を未然に回避することが可能となる。
【０１１４】
また、圧縮機２２の運転を停止した場合であっても、冷気循環ファン１７による収納室４内の循環風量を初期循環風量に戻すことにより、前記循環風量を減少させていた際に蒸発器１６において蓄冷されていた空気を収納室４内に循環させることが可能となる。そのため、圧縮機２２の運転が停止されることで、圧縮機２２の再起動は再起動禁止時間経過後でなければ、行うことができないが、蒸発器１６において蓄冷されていた空気によって、庫内温度の上昇時間を遅延させることが可能となり、効果的な収納室４内の冷却を実現することが可能となる。
【０１１５】
尚、本実施例では、蒸発器温度及び過熱度は、所定の下限値以上の場合ステップＳ６に進み、所定の下限値より低い（小さい）場合ステップＳ７に進むとしているが、これに限定されるものではなく、蒸発器温度及び過熱度は、所定の下限値より大きい（高い）の場合ステップＳ６に進み、所定の下限値より以下場合ステップＳ７に進むとしても良いものとする。
【０１１６】
上述したように、風量制御モードは、予め制御装置４０によって、収納室４内の空気温度の変化率、及び／又は、凝縮器出口温度（若しくは、外気温度）に基づいて収納室４内の発熱体としてのサーバ２の発熱量を推定することから、収納室４内に収容されるサーバ２の発熱量を具体的に測定することなく、収納室４内の空気温度の変化率、及び／又は、凝縮器出口温度（外気温度）に基づいてサーバ２の発熱量を推定し、該発熱量が所定量以上である場合に実行されるため、適切な冷却制御を実現することが可能となる。
【０１１７】
尚、本実施例では、制御装置４０は、上述した如き冷却停止設定温度補正モードと、風量制御モードとを、交互に実行するものとする。これにより、冷却停止設定温度補正モードを実行することで、毎回、風量制御モードを実行する場合に比して冷気循環ファン１７の起動−停止回数を低減することが可能となると共に、風量制御モードを実行することで、毎回、冷却停止設定温度補正モードを実行する場合に比して圧縮機２２の起動−停止回数を低減することが可能となる。
【０１１８】
そのため、これら各モードを交互に実行することにより、圧縮機２２及び冷気循環ファン１７の起動−停止回数を調整することが可能となり、収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する不都合を抑制しながら、圧縮機２２及び冷気循環ファン１７の耐久性の向上を図ることが可能となる。
【０１１９】
また、各モードを実行する組合せとしては、上述した如き交互に行うものに限定されるものではなく、収納室４内の発熱体としてのサーバ２の発熱量と、各モードにおける冷却制御の冷却性能とのバランスを取りながら、各モードを選択して行うことが好ましい。例えば、収納室４内に収容される発熱体としてのサーバ２の推定発熱量に基づき、推定発熱量が中程度、例えば１０００Ｗ乃至１５００Ｗ等である場合には、風量制御モードを実行し、大程度、例えば２０００Ｗ以上等である場合には、冷却停止設定温度補正モードを実行するものとしても良いものとする。
【０１２０】
これによっても、圧縮機２２及び冷気循環ファン１７の起動−停止回数を調整することが可能となり、収納室４内の空気温度が冷却開始設定温度に上昇する不都合を抑制しながら、圧縮機２２及び冷気循環ファン１７の耐久性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明を適用した冷却装置の正面図である。
【図２】冷却装置の縦断側面図である。
【図３】冷却装置の冷気の流れの説明図である。
【図４】冷却装置の冷媒回路図である。
【図５】冷却装置の電気ブロック図である。
【図６】冷却装置の発熱体の発熱負荷増大時の庫内温度変化を示す図である。
【図７】補正冷却停止設定温度の下げ幅を決定する方法を説明する図である。
【図８】冷却停止設定温度を下げる補正温度を決定するための一例としての表である。
【図９】補正冷却停止設定温度の上げ幅を決定する方法を説明する図である。
【図１０】冷却停止設定温度を上げる補正温度を決定するための一例としての表である。
【図１１】発熱量を推定するための一例としての表である。
【図１２】風量制御モードにおける庫内温度の変化を示す図である。
【図１３】風量制御モードにおける制御フローチャート図である。
【図１４】従来の冷却装置の通常時の庫内温度の変化を示す図である。
【図１５】従来の冷却装置に収容される発熱体の発熱負荷増大時の庫内温度の変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
Ｒ    冷却ユニット
１    冷却装置
２    サーバ（発熱体）
２Ａ  送風機
３    キャビネット
４    収納室
５    前扉
６    後扉
９    機械室
１１  冷気吸込口（キャビネット側）
１２  冷気吐出口（キャビネット側）
１４  冷却箱
１５  冷却室
１６  蒸発器
１７  冷気循環ファン
１８  冷気吸込口（冷却箱側）
１９  冷気吐出口（冷却箱側）
２２  圧縮機
２３  凝縮器
２４  凝縮器用送風機
２８  電子膨張弁（膨張弁）
３０  蒸発器入口温度センサ
３１  蒸発器出口温度センサ
３２  庫内温度センサ
３３  凝縮器出口温度センサ
４０  制御装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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