特許ウォッチ

公開番号2025027790
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2023132923
出願日2023-08-17
発明の名称液浸冷却装置及びその制御方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G06F 1/20 20060101AFI20250220BHJP(計算;計数)
要約【課題】冷却液の冷却系の機器トラブルに対して対応することができる液浸冷却装置を提供する。
【解決手段】液浸冷却装置1は、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータ11と、ラジエータ11で冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換するCDU7と、ラジエータ11とCDU7との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、CDU7で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器5と、CDU7と液浸容器5との間で冷却液が循環される冷却液循環系統9と、を備え、ラジエータ11、CDU7、冷却水循環系統、液浸容器5、及び、冷却液循環系統9が、並列に複数設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、
前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、
前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、
前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、
前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、
を備え、
前記ラジエータ、及び／又は、前記液浸用熱交換器、及び／又は、前記冷却水循環系統、及び／又は、前記液浸容器、及び／又は、前記冷却液循環系統が、並列に複数設けられている液浸冷却装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記液浸用熱交換器が並列に複数設けられ、
前記冷却水循環系統は、複数の前記液浸用熱交換器のそれぞれに分岐された冷却水配管への流れを切り換える切換弁を有する分岐ヘッダ部を備え、
前記分岐ヘッダ部は所定領域に集約されている請求項１に記載の液浸冷却装置。
【請求項３】
前記液浸用熱交換器が並列に複数設けられ、
同時に使用する前記液浸用熱交換器の数を制御する制御部を備えている請求項１に記載の液浸冷却装置。
【請求項４】
前記ラジエータが並列に複数設けられ、
同時に使用する前記ラジエータの数を制御する制御部を備えている請求項１に記載の液浸冷却装置。
【請求項５】
前記冷却水循環系統に設けられた冷却水ポンプ、及び／又は、前記冷却液循環系統に設けられた冷却液ポンプは、流量可変とされている請求項１に記載の液浸冷却装置。
【請求項６】
冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、
前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、
前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、
前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、
前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、
を備え、
前記ラジエータ及び前記液浸用熱交換器が、並列に複数設けられ、
前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を、外気温度を第１軸とし、冷却される電子機器の発熱量を第２軸とした場合のマップに表した制御マップを有し、運転時の外気温度及び電子機器の発熱量に基づいて、前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を前記制御マップから決定する制御部を備えている液浸冷却装置。
【請求項７】
各前記ラジエータに対応して設けられたファンと、
各前記ラジエータに対応して設けられ、冷却水を該ラジエータに供給する複数のラジエータ用ポンプと、
複数の前記冷却水循環系統に設けられた複数の冷却水ポンプと、
複数の前記冷却液循環系統に設けられた複数の冷却液ポンプと、
を備え、
前記制御部は、前記ファンの風量、及び／又は、前記ラジエータ用ポンプの使用数、及び／又は、前記冷却水ポンプの使用数、及び／又は、前記冷却液ポンプの使用数を、マップに表した前記制御マップを有し、運転時の外気温度及び電子機器の発熱量に基づいて、前記ファンの風量、及び／又は、前記ラジエータ用ポンプの使用数、及び／又は、前記冷却水ポンプの使用数、及び／又は、前記冷却液ポンプの使用数を前記制御マップから決定する請求項６に記載の液浸冷却装置。
【請求項８】
前記ラジエータと、
前記ラジエータで冷却された冷却水を貯留する冷却水タンクと、
前記液浸用熱交換器から返送された冷却水を貯留するとともに前記ラジエータに返送する前の冷却水を貯留する冷却水戻りタンクと、
が共通の設置盤に設けられている請求項１に記載の液浸冷却装置。
【請求項９】
冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、
前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、
前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、
前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、
前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、
を備え、
前記ラジエータ、及び／又は、前記液浸用熱交換器、及び／又は、前記冷却水循環系統、及び／又は、前記液浸容器、及び／又は、前記冷却液循環系統が、並列に複数設けられた液浸冷却装置の制御方法であって
前記ラジエータ、及び／又は、前記液浸用熱交換器、及び／又は、前記冷却水循環系統、及び／又は、前記液浸容器、及び／又は、前記冷却液循環系統の切り換えを行う液浸冷却装置の制御方法。
【請求項１０】
冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、
前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、
前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、
前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、
前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、
を備え、
前記ラジエータ及び前記液浸用熱交換器が、並列に複数設けられた液浸冷却装置の制御方法であって、
前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を、外気温度を第１軸とし、冷却される電子機器の発熱量を第２軸とした場合のマップに表した制御マップとし、
運転時の外気温度及び電子機器の発熱量に基づいて、前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を前記制御マップから決定する液浸冷却装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばデータセンタのサーバの冷却に用いられて好適な液浸冷却装置及びその制御方法に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、データセンタにおいてサーバやストレージ等の電子機器を冷却液中に浸漬して冷却することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６５８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の液浸冷却システムは、冷却液の冷却系が１系統とされており、冷却液の冷却系の機器トラブルが発生した場合、冷却液が発熱し、サーバが停止してしまうおそれがある。
【０００５】
また、データセンタでは電力使用効率を表す指標でPUE（Power Usage Effectiveness：施設の全消費電力／IT機器の消費電力）を下げることが求められている。PUEを下げるためには、冷却系の運転を最適化する必要があるが、液浸型データセンタは運転実績が少なく、運転方法の最適化手段が定められていない。例えば、液浸冷却装置の目標温度を１点の目標としてフィードバック制御する手法では、調整パラメータ（冷媒流量やファンの回転数など）が多岐にわたり、制御システムの機器構成が複雑となり、制御トラブルの発生確率が上がるおそれがある。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、冷却液の冷却系の機器トラブルに対して対応することができる液浸冷却装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
また、本開示は、液浸冷却装置の目標温度を簡便に制御できる液浸冷却装置及びその制御方法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】
【０００７】
本開示の一態様に係る液浸冷却装置は、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、を備え、前記ラジエータ、及び／又は、前記液浸用熱交換器、及び／又は、前記冷却水循環系統、及び／又は、前記液浸容器、及び／又は、前記冷却液循環系統が、並列に複数設けられている。
【０００８】
本開示の一態様に係る液浸冷却装置は、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、
前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、を備え、前記ラジエータ及び前記液浸用熱交換器が、並列に複数設けられ、前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を、外気温度を第１軸とし、冷却される電子機器の発熱量を第２軸とした場合のマップに表した制御マップを有し、運転時の外気温度及び電子機器の発熱量に基づいて、前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を前記制御マップから決定する制御部を備えている。
【０００９】
本開示の一態様に係る液浸冷却装置の制御方法は、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、を備え、前記ラジエータ、及び／又は、前記液浸用熱交換器、及び／又は、前記冷却水循環系統、及び／又は、前記液浸容器、及び／又は、前記冷却液循環系統が、並列に複数設けられた液浸冷却装置の制御方法であって前記ラジエータ、及び／又は、前記液浸用熱交換器、及び／又は、前記冷却水循環系統、及び／又は、前記液浸容器、及び／又は、前記冷却液循環系統の切り換えを行う。
【００１０】
本開示の一態様に係る液浸冷却装置の制御方法は、冷却水を外気と熱交換して冷却するラジエータと、前記ラジエータで冷却された冷却水が導かれて冷却液と熱交換する液浸用熱交換器と、前記ラジエータと前記液浸用熱交換器との間で冷却水が循環される冷却水循環系統と、前記液浸用熱交換器で冷却された冷却液が導かれ、電子機器を浸漬して冷却する冷却液が内部に貯留される液浸容器と、前記液浸用熱交換器と前記液浸容器との間で冷却液が循環される冷却液循環系統と、を備え、前記ラジエータ及び前記液浸用熱交換器が、並列に複数設けられた液浸冷却装置の制御方法であって、前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を、外気温度を第１軸とし、冷却される電子機器の発熱量を第２軸とした場合のマップに表した制御マップとし、運転時の外気温度及び電子機器の発熱量に基づいて、前記ラジエータの使用数と前記液浸用熱交換器の使用数を前記制御マップから決定する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許