JPH0452624B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0452624B2 JPH0452624B2 JP59159783A JP15978384A JPH0452624B2 JP H0452624 B2 JPH0452624 B2 JP H0452624B2 JP 59159783 A JP59159783 A JP 59159783A JP 15978384 A JP15978384 A JP 15978384A JP H0452624 B2 JPH0452624 B2 JP H0452624B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- cooled
- water
- cooling
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被冷却体に液体冷媒を循環供給する冷
却装置に関し、特に、液体冷媒の温度を制御しつ
つ冷却する冷却装置に関する。
却装置に関し、特に、液体冷媒の温度を制御しつ
つ冷却する冷却装置に関する。
情報処理装置等電子機器は、集積回路素子を多
数個搭載した基板を複数枚、架に実装し、この架
に取り付けたフアンにより強制空冷する構造が一
般的である。しかしながら近年の集積回路技術の
進展に伴ない、回路素子は大規模高密度化され、
また、装置の高性能・小型化を図る為、装置の実
装密度も大巾に増大しており、結果として素子パ
ツケージレベルから装置レベルに至るすべての実
装階層において、発熱密度が増大し、前記強制空
冷構造では十分な冷却を行うことが困難となりつ
つある。この為、熱容量の大きな水を主体とした
液体冷媒を発熱源である素子の近傍を循環させ、
該素子からの熱を伝導によつて冷媒に伝える形態
のいわゆる直接液冷方式や、装置架内に液体一空
気の熱交換器を実装し強制空冷と併用した間接液
冷方式等が実用化されてきた。従来、この種の液
体冷媒を被冷却体である情報処理装置に循環供給
し被冷却体からの熱を排熱する液体冷却装置で
は、液体冷媒の供給側温度が一定となるように温
度制御が行われていた。
数個搭載した基板を複数枚、架に実装し、この架
に取り付けたフアンにより強制空冷する構造が一
般的である。しかしながら近年の集積回路技術の
進展に伴ない、回路素子は大規模高密度化され、
また、装置の高性能・小型化を図る為、装置の実
装密度も大巾に増大しており、結果として素子パ
ツケージレベルから装置レベルに至るすべての実
装階層において、発熱密度が増大し、前記強制空
冷構造では十分な冷却を行うことが困難となりつ
つある。この為、熱容量の大きな水を主体とした
液体冷媒を発熱源である素子の近傍を循環させ、
該素子からの熱を伝導によつて冷媒に伝える形態
のいわゆる直接液冷方式や、装置架内に液体一空
気の熱交換器を実装し強制空冷と併用した間接液
冷方式等が実用化されてきた。従来、この種の液
体冷媒を被冷却体である情報処理装置に循環供給
し被冷却体からの熱を排熱する液体冷却装置で
は、液体冷媒の供給側温度が一定となるように温
度制御が行われていた。
しかしながら、上記従来の制御方法では、例え
ば被冷却体の雰囲気の温湿度が変化した場合、液
体冷媒を通す配管や、素子を実装したパツケージ
等実装構造物表面に結露が発生し易く、これが例
えば部品の劣化やコネクタの接触不良の原因とな
る。この為、上記従来の冷却方式をとる情報処理
装置においては、該装置の温湿度環境を厳しく管
理する手段又は液体冷媒供給温度を、例えば30℃
程度と比較的高温に設定する手段等がとられてき
たが、前者は、情報処理装置を設置する部屋全体
を空調する施設上の難点があり、また後者は、情
報処理装置内に多数個使用されている集積回路素
子の信頼度が温度に依存し高温になる程信頼度は
低下するといつた周知の事実から見て、好ましい
ものでないと云つた夫々の欠点を有する。
ば被冷却体の雰囲気の温湿度が変化した場合、液
体冷媒を通す配管や、素子を実装したパツケージ
等実装構造物表面に結露が発生し易く、これが例
えば部品の劣化やコネクタの接触不良の原因とな
る。この為、上記従来の冷却方式をとる情報処理
装置においては、該装置の温湿度環境を厳しく管
理する手段又は液体冷媒供給温度を、例えば30℃
程度と比較的高温に設定する手段等がとられてき
たが、前者は、情報処理装置を設置する部屋全体
を空調する施設上の難点があり、また後者は、情
報処理装置内に多数個使用されている集積回路素
子の信頼度が温度に依存し高温になる程信頼度は
低下するといつた周知の事実から見て、好ましい
ものでないと云つた夫々の欠点を有する。
本発明の目的は、上記欠点を排し、結露を生じ
させない冷却装置を提供することにある。
させない冷却装置を提供することにある。
この目的のために本発明は、熱交換ユニツト
と、ポンプと、膨張タンクとを含んで構成され被
冷却体に液体冷媒を循環供給する冷却装置におい
て、前記被冷却体の雰囲気温度を検出する手段
と、前記液体冷媒の供給側温度を検出する手段
と、これら各検出手段からの温度の差分により前
記熱交換ユニツトの能力を可変して温度の差分を
一定に保つ制御回路とを有して構成したものであ
る。
と、ポンプと、膨張タンクとを含んで構成され被
冷却体に液体冷媒を循環供給する冷却装置におい
て、前記被冷却体の雰囲気温度を検出する手段
と、前記液体冷媒の供給側温度を検出する手段
と、これら各検出手段からの温度の差分により前
記熱交換ユニツトの能力を可変して温度の差分を
一定に保つ制御回路とを有して構成したものであ
る。
次に、本発明を、図面を参照して実施例につき
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す冷却装置の機能
ブロツク図であるが、本冷却装置１は、被冷却体
である情報処理装置１００に液体冷媒として水を
循環供給するもので、規定量の冷却水を貯蔵でき
かつ水流、水温等の細かい変動に対処する為の膨
張タンク１３と、冷却水を循環させる為のポンプ
１２と、前記被冷却体から奪つた熱を排熱する為
の熱交換ユニツト１１と、これら各構成ユニツト
を直列に接続し冷却水の送・受水口１４，１５に
導く配管類（図中、太線で示す）と、制御回路２
０とを含んで構成される。冷却水は、冷却装置の
送水口１４に接続された配管１０１を通つて情報
処理装置１００に供給され、装置内で熱を奪い装
置内の熱量に応じた規定の温度上昇を伴ない配管
１０２を通り、冷却装置の受水口１５に戻り、前
記膨張タンク１３、ポンプ１２、熱交換ユニツト
１１をそれぞれ通つて外部に排熱されると云つた
閉ループで循環する。
ブロツク図であるが、本冷却装置１は、被冷却体
である情報処理装置１００に液体冷媒として水を
循環供給するもので、規定量の冷却水を貯蔵でき
かつ水流、水温等の細かい変動に対処する為の膨
張タンク１３と、冷却水を循環させる為のポンプ
１２と、前記被冷却体から奪つた熱を排熱する為
の熱交換ユニツト１１と、これら各構成ユニツト
を直列に接続し冷却水の送・受水口１４，１５に
導く配管類（図中、太線で示す）と、制御回路２
０とを含んで構成される。冷却水は、冷却装置の
送水口１４に接続された配管１０１を通つて情報
処理装置１００に供給され、装置内で熱を奪い装
置内の熱量に応じた規定の温度上昇を伴ない配管
１０２を通り、冷却装置の受水口１５に戻り、前
記膨張タンク１３、ポンプ１２、熱交換ユニツト
１１をそれぞれ通つて外部に排熱されると云つた
閉ループで循環する。
ここで熱交換ユニツト１１は、例えば第２図に
示す如く、その熱交換能力が制御回路２０によつ
て可変できうる構造のものである。すなわち、第
２図は水−水の水冷式熱交換ユニツトの例である
が、被冷却体である情報処理装置１００内を循環
して温度上昇した冷却水は、水冷式熱交換器３１
内の放熱パイプ３２に導びかれる。熱交換器３１
には、５〜10℃程度に冷却された冷水が外部より
供給されており、前記放熱パイプ３２の中を通る
循環冷却水との間で熱交換を行つて循環冷却水の
温度を下げる。この温度の低下量すなわち熱交換
量は、熱交換器に供給する冷水量により可変で
き、本実施例では、冷水供給側に設けられかつ制
御回路２０の出力信号により回転角が制御できる
サーボモータ３３で駆動される混合三方弁３４に
より、熱交換器３１に供給する冷水量の一部をバ
イパスすることで実現している。ここで、上記制
御を行う制御回路２０は、被冷却体の情報処理装
置１００の内部又は近傍の空気温度を検出する測
温抵抗体等の温度センサー２２と、冷却装置の供
給側水温を検出する同様の温度センサー２１とを
備え、該両センサーの検出した温度の差分に比例
し、該温度差分を予め規定した温度差になるよう
混合三方弁３４を駆動して制御するサーボモータ
３３への制御電圧を出力する。例えば、前記被冷
却体の雰囲気検出温度が冷却装置の供給側水温よ
りも低い場合には、熱交換器３１への冷水量を増
し、又逆の場合には、冷水のバイパス量を増加さ
せる方向である。
示す如く、その熱交換能力が制御回路２０によつ
て可変できうる構造のものである。すなわち、第
２図は水−水の水冷式熱交換ユニツトの例である
が、被冷却体である情報処理装置１００内を循環
して温度上昇した冷却水は、水冷式熱交換器３１
内の放熱パイプ３２に導びかれる。熱交換器３１
には、５〜10℃程度に冷却された冷水が外部より
供給されており、前記放熱パイプ３２の中を通る
循環冷却水との間で熱交換を行つて循環冷却水の
温度を下げる。この温度の低下量すなわち熱交換
量は、熱交換器に供給する冷水量により可変で
き、本実施例では、冷水供給側に設けられかつ制
御回路２０の出力信号により回転角が制御できる
サーボモータ３３で駆動される混合三方弁３４に
より、熱交換器３１に供給する冷水量の一部をバ
イパスすることで実現している。ここで、上記制
御を行う制御回路２０は、被冷却体の情報処理装
置１００の内部又は近傍の空気温度を検出する測
温抵抗体等の温度センサー２２と、冷却装置の供
給側水温を検出する同様の温度センサー２１とを
備え、該両センサーの検出した温度の差分に比例
し、該温度差分を予め規定した温度差になるよう
混合三方弁３４を駆動して制御するサーボモータ
３３への制御電圧を出力する。例えば、前記被冷
却体の雰囲気検出温度が冷却装置の供給側水温よ
りも低い場合には、熱交換器３１への冷水量を増
し、又逆の場合には、冷水のバイパス量を増加さ
せる方向である。
このような構成をとることにより、冷却装置か
ら被冷却体への供給冷却水温は、被冷却体雰囲気
温度に追従することになり、例えば、前記制御回
路２０内で設定する温度差分規定値（被冷却体雰
囲気温度に対する冷却水温の差）を０〜２℃程度
に設定しておけば、定常状態での結露は皆無であ
り、またかなり大きい被冷却体雰囲気の温湿度変
動に対しても、結露の心配はなくなる。また、雰
囲気温度が低い場合には、水温も追従して低くな
り、被冷却体に使用されている集積回路素子等も
低い温度に保つことができることから、高信頼度
の装置を実現することが可能である。以上述べた
実施例は、能力を可変できる熱交換ユニツト１１
を水−水の水冷式熱交換器を使用した場合につい
ての例であるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、空気−水の空冷式熱交換器であつても
よく、また、能力を可変する手段も熱交換器の種
類により、周知の最適手段を選択してよいことは
いうまでもない。
ら被冷却体への供給冷却水温は、被冷却体雰囲気
温度に追従することになり、例えば、前記制御回
路２０内で設定する温度差分規定値（被冷却体雰
囲気温度に対する冷却水温の差）を０〜２℃程度
に設定しておけば、定常状態での結露は皆無であ
り、またかなり大きい被冷却体雰囲気の温湿度変
動に対しても、結露の心配はなくなる。また、雰
囲気温度が低い場合には、水温も追従して低くな
り、被冷却体に使用されている集積回路素子等も
低い温度に保つことができることから、高信頼度
の装置を実現することが可能である。以上述べた
実施例は、能力を可変できる熱交換ユニツト１１
を水−水の水冷式熱交換器を使用した場合につい
ての例であるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、空気−水の空冷式熱交換器であつても
よく、また、能力を可変する手段も熱交換器の種
類により、周知の最適手段を選択してよいことは
いうまでもない。
本発明は以上説明したように、冷却装置の供給
側水温を被冷却体の雰囲気温度に追従して可変す
る方式の冷却装置を構成したことにより、特別な
空調施設を必要とすることなく結露の発生しない
高信頼度の装置を提供できる効果を有する。
側水温を被冷却体の雰囲気温度に追従して可変す
る方式の冷却装置を構成したことにより、特別な
空調施設を必要とすることなく結露の発生しない
高信頼度の装置を提供できる効果を有する。
第１図は本発明の実施例を示す冷却装置の構成
ブロツク図、第２図は前記冷却装置に使用する熱
交換ユニツトの構成例を示す概略図である。 １……冷却装置、１１……熱交換ユニツト、１
２……ポンプ、１３……膨張タンク、１４，１５
……冷却水の送受水口、２０……制御回路、２
１，２２……温度センサー、３１……水冷式熱交
換器、３２……放熱パイプ、３３……サーボモー
タ、３４……混合三方弁、１００……情報処理装
置（被冷却体）。
ブロツク図、第２図は前記冷却装置に使用する熱
交換ユニツトの構成例を示す概略図である。 １……冷却装置、１１……熱交換ユニツト、１
２……ポンプ、１３……膨張タンク、１４，１５
……冷却水の送受水口、２０……制御回路、２
１，２２……温度センサー、３１……水冷式熱交
換器、３２……放熱パイプ、３３……サーボモー
タ、３４……混合三方弁、１００……情報処理装
置（被冷却体）。
Claims (1)
- １ 熱交換ユニツトと、ポンプと、膨張タンクと
を含んで構成され、被冷却体に液体冷媒を循環供
給する冷却装置において、前記被冷却体の雰囲気
温度を検出する手段と、前記液体冷媒の供給側温
度を検出する手段と、これらの各検出手段からの
温度の差分により前記熱交換ユニツトの能力を可
変し温度の差分を一定に保つ制御回路とを有する
ことを特徴とする冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15978384A JPS6138381A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15978384A JPS6138381A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138381A JPS6138381A (ja) | 1986-02-24 |
| JPH0452624B2 true JPH0452624B2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=15701171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15978384A Granted JPS6138381A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138381A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2937406B2 (ja) * | 1990-04-26 | 1999-08-23 | 甲府日本電気株式会社 | 冷却装置 |
| JP5206483B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2013-06-12 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置の冷却システム |
| FR2978871B1 (fr) * | 2011-08-02 | 2013-07-19 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de refroidissement muni d'un capteur thermoelectrique |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5315652A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-13 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Brine cooler |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15978384A patent/JPS6138381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6138381A (ja) | 1986-02-24 |
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