JPH03217761A - 水冷却装置 - Google Patents

水冷却装置

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JPH03217761A
JPH03217761A JP2013904A JP1390490A JPH03217761A JP H03217761 A JPH03217761 A JP H03217761A JP 2013904 A JP2013904 A JP 2013904A JP 1390490 A JP1390490 A JP 1390490A JP H03217761 A JPH03217761 A JP H03217761A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水冷却装置に関し、更に詳しくは大型コンピ
ュータの冷却に好適な水冷却装置に関するものである。
[従来の技術コ コンピュータは、周知のように多数の半導体から構成さ
れており、半導体は発熱するのでこれを冷却する必要が
ある。そこでコンピュータの半導体を直接冷却すること
が試みられている。この種のコンピュータの冷却装置が
、例えば昭和63年4月19日発行の電波新聞に開示さ
れている。この冷却装置は、独立モジュールを採用し、
バックアノプ機能を強化したもので、制御回路もモジュ
ール単位で独立しており、またバックアップ自動・手動
切替えスイッチにより、予備機を常時運転できるのでコ
ンピュータの入れ替えなど一時的な負荷の増大にも対応
できるなどの特徴を備えている。
[発明が解決しようとする課題コ しかしなが′ら、上記従来技術は冷却負荷が極端に少な
くなる場合については充分に配慮がされておらず,冷却
負荷が少ない場合などには、冷水温度が低くなりすぎた
り、或は停止することにより、水温変化が激しくなると
いう問題が有る。
したがって、本発明は、水冷却装置の能力範囲内のあら
ゆる負荷に対して一定水温の冷水すなわち設定水温内に
保持された冷水を供給することのできる水冷却装置を提
供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明の水冷却装置は、特許請求の範囲の各請求項記載
の特徴を有する。
[作   用] 冷却温度を設定温度にするに必要な全冷却能力に対応す
る全冷却モジュール圧縮器の所要容量値が算出され、こ
れを実現するに必要な冷却モジュールの運転台数が決定
される。そして、これら運転される圧縮器の間で上記算
出所要容量が均等分担される。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を第1〜3図によって説明する。
第1図に示す如く、本実施例に係わる水冷却装置は、制
御モジュール1と、冷却モジュール2,3とから構成さ
れている。
制御モジュール1は、ポンプ5、水温検知センサ6及び
制御モジュールコントローラ15を含んでいる。コント
ローラ15は、冷却モジュールコントローラ1fE,1
7との間にシリアル伝送により種々のデータを送受侶し
、また水温検知センサ6で検知された冷水温度と冷水温
度設定値(これはコントローラ15の中に設定されてい
る)との偏差により、後記の如く、冷却モジュールの運
転台数を算出し、更には圧縮機の容量値すなわち圧縮器
恥動用インバータの周波数も算出する。
冷却モジュール2,3の各構成要素である圧縮機8,1
2、凝縮器9,13、膨張機構10.14及び蒸発器7
,1lは、それぞれ同じ仕様であり、したがって各冷却
モジュール2,3は同じ仕様であり、その冷却能力定格
値も等しい。圧縮機8,12はインバータ周波数制御に
よる回転数制御で容量制御されるが、それは制御モジュ
ール1から信号に基づいて、冷却モジュールコントロー
ラ16.17によってなされる。
各冷却モジュール2,3の圧縮器8,12の夫々の卵動
周波数の上限値はa(Hz).下限値はb(臘)である
。なお、冷却モジュールの運転台数の切換において冷却
能力に連続性を持たせるため2b≦aの関係にあるもの
とする。
次に上記実施例の作用を、主として第2,第3図によっ
て説明する。
制御モジュール1では、ボンプ5により、被冷却体4と
の間に冷水を循環させている。また、被冷却体4に送出
する冷水温度を水温検知センサ6により検出しており,
これと設定水温との差に応じて冷却モジュール2,3内
の圧縮機のコントローラ16.17に与える周波数を算
出する。被冷却体4を通って暖められた水と、冷却モジ
ュールにて冷やされて合流器20から来た冷水とがポン
プ5に吸入、撹拌され、被冷却体4へ送出されると共に
分流器21を介して各冷却モジュール2,3に送出され
、被冷却体4に流れる冷水により被冷却体4を冷却する
。又、冷却モジュール2,3に流れる水は再度冷却され
再び合流器2oを通ってポンプ5に吸入される。このよ
うに閉路内を冷却された水が循環しながら被冷却体4を
冷却する。
冷却モジュール2の圧縮機8は、制御モジュール1から
の運転指令(運転・停止の指令)と指示周?数により運
転さ,れる。圧縮機8にて圧縮さ九た冷媒ガスは、凝縮
器9、膨張弁10、蒸発器7の順路を流れ、状態変化を
くり返し,蒸発器7にてボンプ5より送呂された水と熱
交換を行ない水を冷却する。冷却モジュール3において
も冷却モジュール2と同様の動作が行なわれ、水を冷却
する。
負荷が冷却モジュール2台の最高冷却能力の範囲内であ
れば(すなわち2台の冷却モジュールの圧縮機運転可能
最高周波数aHzの2倍の範囲内であれば)、冷水温度
が設定水温になるように冷却作用を与えることが可能で
あることになる。
通常運転中は、制御モジュール1内のコントローラ15
にて、一定のサンプリング時間毎に設定水温と水温検知
センサ6により検出される水温との差に応じて冷却モジ
ュール2,3の圧縮機の運転周波数(インバータ周波数
)の合計(これをFとする)が算出されて出力される(
ステップS■)。
次に、現在運転されている冷却モジュールの台数を判断
する(ステップSZ)。2台運転中であって、且つステ
ップS3でF≧2bと判定されたら、2台の冷却モジュ
ール2,3に算出周波数Fは等分して出力される(ステ
ップS4)。
ところで,冷却負荷が低下し,制御モジュールにて算出
する周波数Fが2bl{z以下となると、冷却モジュー
ル2台運転では冷却負荷に比尺で冷却能力が大きくなっ
て冷水水温を設定水温に制御できなくなる。そこで、算
出周波数F<2bHzとなったとき、検出水温が(設定
水温一ΔT)以上であるか又はそれ未満かをステップS
5で判断し(ΔTは許容温度誤差),以上であれば夫々
運転可能周波数の最低周波数bHzで2台の冷却モジュ
ール2,3を運転する(ステップSS)が、未満であれ
ば、冷却モジュールの1台を停止し、残りの1台のみを
運転する(ステップS7)。かくて制御モジュール1の
コントローラ15で算出される周波数が1台の冷却モジ
ュールのみに出力されるようになり、この1台の冷却モ
ジュールがbl{z〜a&の間で制御されて、冷水温度
は(設定水温一ΔT)より高くなり設定値に近づくよう
制御することが可能となる。
?テップS2において1台の冷却モジュールが現在運転
中と判定されたとき、算出周波数Fが最大周波数aHI
.未満であれば(ステップS,),そのまま1台の冷却
モジュールに算出周波数Fを出力し、1台のみ運転する
(ステップS9)。算出周波数Fが最大周波数aHzを
越えている場合には、検出水温が(設定水温+ΔT)以
上か未満かを判定し(ステップS1。)、以上であれば
最大周波数aHzで1台のみ運転を続行し(ステップS
よ■)、未満であれば2台の冷却モジュールに算出周波
数Fを2等分して出力し、運転台数を2台とする(ステ
ップSエ2)。この場合,運転周波数は最大2aHzと
なり、冷却能力〉負荷となって冷水温度は設定値に近づ
くよう制御される。ここで、1台、2台運転の冷却能力
に連続性をもたせるために2 b < aの関係をもた
せておくことは前述のとおりである。
本実施例では冷却モジュールが2台の場合について説明
したが、負荷に応じて更に冷却モジュールの台数を3台
、4台と増やして使用すれば、より広範囲な負荷に対応
できることは明らかである7以上のように、本実施例に
よれば、負荷のイレギュラーな変動に対しても冷却能力
が可変となり精度の高い水温制御が可能となる効果があ
る。
「発明の効果] 以上詳述したように、本発明によると冷却モジュールの
構成要素が同一仕様で,各モジュールの冷却能力が同一
であると共に、構成要素の一つである圧縮機が容量制御
され、しかも冷却モジュールの運転台数が、制御モジュ
ールによって算出される冷水設定値と冷水温度との偏差
の関数としての全所要容量値に応じ変更されるので、冷
却能力が変更でき、広範囲な冷却負荷に対して精度の高
い冷水温度の制御が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す模式構成図、第2図は
同実施例の動作を説明するためのタイムチャート図、第
3図はその制御フローチャート図である。 1・・・制御モジュール 2,3・・・冷却モジュール  5 ボンプ6・・・水
温検知センサ    8,12・・圧縮機15・・・制
御モジュールコントローラ16.17・・冷却モジュー
ルコントローラ(他1名) 第 1 図 10. 14・・・膨張弁 安1ト五 たI+1日 曇1+I冨

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張機構等から成る冷凍
    サイクルを各々有する複数台の冷却モジュールと、前記
    冷却モジュールの蒸発器で冷却された冷水を被冷却体に
    供給する水ポンプ、該冷水温度の検知器および水温制御
    装置を有する制御モジュールとから成る水冷却装置にお
    いて、前記各冷却モジュールに搭載された圧縮機、凝縮
    器、蒸発器等は同一仕様であり、前記各冷却モジュール
    の圧縮機は上限容量と下限容量との間の範囲で容量制御
    可能であり、(従って、各冷却モジュールの可能冷却能
    力範囲は同一であり)、前記制御モジュールの水温制御
    装置により、冷水設定値と前記検知器で検知した冷水温
    度との偏差の関数として全冷却モジュールの圧縮器に要
    求される全所要容量値を算出し、この全所要容量値と各
    冷却モジュールの圧縮器の上限容量および下限容量とを
    勘案して冷却モジュールの運転台数を制御すると共に、
    運転される各冷却モジュールの圧縮器は前記算出された
    全所要容量値を冷却モジュール運転台数で均等配分した
    容量値と成るように容量制御されることを特徴とする水
    冷却装置。 2 圧縮機の容量制御が圧縮器の回転数を制御するイン
    バータ周波数制御でなされ、前記の全所要容量値は、全
    冷却モジュールの圧縮器に対する全インバータ周波数と
    して算出される請求項1記載の水冷却装置。
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