WO2023073877A1 - 冷却装置および冷却装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、冷却対象に応じて冷却能力を調整することができる装置、および製造方法を提供する。　本発明の冷却装置は、受熱ユニット（１）と、受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニット（２）と、圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニット（３）との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを有し、受熱した冷媒を圧縮ユニット（２）へ供給する第１ヘッダー配管（４）と、放熱した冷媒を受熱ユニット（１）へ供給する第２ヘッダー配管（５）とを備え、第１ヘッダー配管（４）は、受熱ユニット（１）が接続可能な複数の第１分岐接続部（６Ａ）と、圧縮ユニットが接続可能な複数の第２分岐接続部（６Ｂ）とを備え、第２ヘッダー配管（５）は、放熱ユニット（１）が接続可能な複数の第３分岐接続部（７Ａ）と、受熱ユニット（１）が接続可能な複数の第４分岐接続部（７Ｂ）とを備える。

Description

冷却装置および冷却装置の製造方法

　本発明は、冷却装置および冷却装置の製造方法に関する。

　従来、多数のサーバを備えるデーターセンター等にあっては、前記サーバが設置されたサーバルームを空調装置によって適温に維持するとともに、前記サーバルームの空調装置とは別の局所冷却装置によって、前記サーバが複数搭載されたサーバラック毎に冷却空気を供給することにより、各サーバラックに搭載されたサーバの温度を所定範囲に維持することが行われている。
　前記局所冷却装置は、サーバから排出された空気から受熱する受熱器、該受熱器で受熱した冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮された冷媒を放熱する放熱器を主要な構成要素としている。前記局所冷却装置の仕様は、サーバルームに設置されるサーバ（サーバラック）の台数、各サーバの負荷（各サーバの負荷とその台数とから予測される平均、およびピークの発熱量）から必要な冷却容量を見積もり、見積もられた冷却容量を満足するに足る台数の受熱器、圧縮機、放熱器の設置を見込んで決定される。

　本発明に関連する特許文献１には、多室空調システムに関する技術が開示されている。この多室空調システムは、圧縮機と放熱器とを備えた一のまたは複数の室外機から、受熱器を備えた複数の室内機へ冷媒を供給することにより、複数の室内を冷房している。

特開２０００－０３５２５４号公報

　しかしながら、特許文献１は、要求される冷却容量を得るべく、室内機と室外機とを必要な台数ずつ組み合わせた冷却システムを例示するに過ぎない。
　すなわち、データーセンターのように終日にわたる連続運転に適した信頼性を担保することができ、しかも、季節的、時間的要因や、突発的な要因による冷却負荷の変動に対応することや、システムの拡張性が求められるサーバルームの冷却装置には、前記特許文献１に記載されたような住宅やオフィスを対象とする空調システムを直ちに適用することができるものではない。

　この発明は、冷却対象の状況に応じて柔軟に冷却能力を調整することができる冷却装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を提案している。
　第１の態様にかかる冷却装置は、対象物の熱を冷媒へ吸収させる受熱ユニットと、該受熱ユニットで受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、該圧縮ユニットで圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニットとの間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷却装置であって、前記受熱ユニットで受熱した冷媒を前記圧縮ユニットへ供給する第１ヘッダー配管と、前記放熱ユニットで放熱した冷媒を前記受熱ユニットへ供給する第２ヘッダー配管とを備え、前記第１ヘッダー配管は、それぞれ前記受熱ユニットが接続可能な複数の第１分岐接続部と、それぞれ前記圧縮ユニットが接続可能な複数の第２分岐接続部とを備え、前記第２ヘッダー配管は、それぞれ前記放熱ユニットが接続可能な複数の第３分岐接続部と、それぞれ前記受熱ユニットが接続可能な複数の第４分岐接続部とを備えることを特徴とする。

　第２の態様にかかる冷却装置の製造方法は、対象物の熱を冷媒へ吸収させる受熱ユニットと、該受熱ユニットで受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、該圧縮ユニットで圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニットとの間で冷媒を循環させる冷凍サイクルであって、前記冷凍サイクルが、さらに、前記受熱ユニットで受熱した冷媒を前記圧縮ユニットへ供給する第１ヘッダー配管と、前記放熱ユニットで放熱した冷媒を前記受熱ユニットへ供給する第２ヘッダー配管とを備える冷却装置の製造方法であって、冷却容量を見積もる工程と、見積もられた冷却容量を越える冷却容量を得るために必要な受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの台数を見積もる工程と、
見積もられた台数の受熱ユニットおよび圧縮ユニットを前記第１ヘッダー配管に接続する工程と、見積もられた台数の放熱ユニットおよび受熱ユニットを前記第２ヘッダー配管に接続する工程とを有することを特徴とする。

　本発明によれば、冷却装置の冷却能力を柔軟に調整することができる。

本発明の最小構成例にかかる冷却装置の配管系統図である。 本発明の最小構成例にかかる冷却装置の製造方法の工程図である。本発明の第１実施形態の全体の概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態にかかる冷却装置の配管系統図である。 図３の圧縮ユニットの一構成例の配管図である。 図３の放熱ユニットの一構成例の配管図である。 図３のヘッダーとユニットとの接続部の詳細を示す正面図である。 第２実施形態にかかる冷却装置の配管系統図である。 第３実施形態にかかる冷却装置の配管系統図である。 図８の圧縮ユニットの配管図である。 図８の放熱ユニットの配管図である。 フランジ部の変形例を示す縦断面図である。

　本発明の最小構成にかかる形態の冷却装置の構成について図１を参照して説明する。
　第１の態様にかかる冷却装置は、対象物の熱を冷媒へ吸収させる受熱ユニット１と、該受熱ユニット１で受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニット２と、該圧縮ユニット２で圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニット３との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷却装置であって、前記受熱ユニット１で受熱した冷媒を前記圧縮ユニット２へ供給する第１ヘッダー配管４と、前記放熱ユニット３で放熱した冷媒を前記受熱ユニット１へ供給する第２ヘッダー配管５とを備え、前記第１ヘッダー配管４は、それぞれ前記受熱ユニット１が接続可能な複数の第１分岐接続部６Ａと、それぞれ前記圧縮ユニット２が接続可能な複数の第２分岐接続部６Ｂとを備え、前記第２ヘッダー配管５は、それぞれ前記放熱ユニット３が接続可能な複数の第３分岐接続部７Ａと、それぞれ前記受熱ユニット１が接続可能な複数の第４分岐接続部７Ｂとを備えることを特徴とする。

　上記構成によれば、対象物の冷却に必要な数の受熱ユニット１を前記第１分岐接続部６Ａによって第１ヘッダー配管４へ接続することができるとともに、必要な数の圧縮ユニット２を前記第２分岐接続部６Ｂによって第１ヘッダー配管４へ接続することができる。また、必要な放熱量に応じた数の放熱ユニット３を第３分岐接続部７Ａによって第２ヘッダー配管５へ接続することができるとともに、該第２ヘッダー配管５を第４分岐接続部７Ｂによって前記受熱ユニット１へ接続することができる。

　このように受熱ユニット１と圧縮ユニット２と放熱ユニット３とを接続した冷却装置にあっては、複数の受熱ユニット１で冷却対象から熱を吸収した気相冷媒が第１ヘッダー配管４で合流し、この第１ヘッダー配管４から各圧縮ユニット２へそれぞれ吸入されて圧縮される。放熱ユニット３で放熱することにより液相となった冷媒は、前記第２ヘッダー配管５で合流し、前記受熱ユニット１へ再度分配される。すなわち、前記受熱ユニット１～圧縮ユニット２～放熱ユニット３により構成された冷凍サイクルを冷媒が循環することにより、冷却対象から吸収した熱を冷凍サイクルの系外へ放出することができる。
　また、前記第１ヘッダー配管４は、複数の第１分岐接続部９Ａと第２分岐接続部６Ｂとを備え、これらの一部に受熱ユニット１、圧縮ユニット２が接続されて残りが余剰となっていることから、また、第２ヘッダー配管５は、複数の第３分岐接続部７Ａと第４分岐接続部７Ｂとを備え、これらの一部に放熱ユニット３、受熱ユニット１が接続されて残りが余剰となっていることから、冷却容量の増大等に伴い、前記受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３を増設し、あるいは、冷却容量の減少に伴って削減することができる。

　本発明の最小構成にかかる冷却装置の製造方法について、図１、図２を参照して説明する。
　この製造方法は、対象物の熱を冷媒へ吸収させる受熱ユニット１と、該受熱ユニット１で受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニット２と、該圧縮ユニット２で圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニット３との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルであって、前記冷凍サイクルが、さらに、前記受熱ユニット１で受熱した冷媒を前記圧縮ユニット２へ供給する第１ヘッダー配管４と、前記放熱ユニット３で放熱した冷媒を前記受熱ユニット１へ供給する第２ヘッダー配管５とを備える冷却装置の製造方法であって、冷却容量を見積もる工程ＳＰ１と、見積もられた冷却容量を越える冷却容量を得るために必要な受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３の台数を見積もる工程ＳＰ２と、見積もられた台数の受熱ユニット１および圧縮ユニット２を前記第１ヘッダー配管４に接続する工程ＳＰ３と、見積もられた台数の放熱ユニット３および受熱ユニット１を前記第２ヘッダー配管５に接続する工程ＳＰ４とを有することを特徴とする。

　上記構成によれば、対象物の増設、対象物で発生する熱量の変動に際し、見積もられた冷却容量に応じて第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５に接続される受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３の台数を調整することにより、所望の冷却能力を得ることができる。

　図３～図６を参照して本発明の第１実施形態を説明する。なお図３～図６において、図１と共通の構成には同一符号を付し、説明を簡略化する。
　第１実施形態の冷却装置は、第１ヘッダー配管４が４つの第１分岐接続部６Ａを備えるとともに４つの第２分岐接続部６Ｂを備える。
　前記受熱ユニット１は、第１分岐接続部６Ａのうち二つにそれぞれ接続されて、第１ヘッダー配管４に接続され、前記圧縮ユニット２は、第２分岐接続部６Ｂのうち二つにそれぞれ接続されて、第１ヘッダー配管４に接続されている。

　前記圧縮ユニット２には、それぞれ放熱ユニット３が接続されており、これら二つの放熱ユニット３は、第３分岐接続部７Ａを介して第２ヘッダー配管５に接続されている。さらに、前記第２ヘッダー配管５は、第４分岐接続部７Ｂを介して前記受熱ユニット１へ接続されている。
　なお第１実施形態における、前記第１分岐接続部６Ａ、第２分岐接続部６Ｂ、第３分岐接続部７Ａ、第４分岐接続部７Ｂは、それぞれ４個所に設けられ、うち２個所ずつに前記受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３が接続されているが、残りはバルブや穴のないフランジ等によって閉鎖されている。

　前記受熱ユニット１は、例えば、サーバラックと天井との間に配置されてサーバラックからの排気を吸い込むファンと該ファンによりダクト等に吸入されたサーバの排気を冷媒と熱交換する熱交換器とを備える。
　前記圧縮ユニット２は、例えば図４に示すように、冷却対象の熱を吸収して受熱ユニット１から第１ヘッダー配管４に排出された冷媒を吸入して所定の圧縮比で圧縮し、昇圧させる圧縮機２０を有する。この圧縮機２０は、搬送可能なコンテナ２１に、吸入配管、吐出配管といった接続配管等や電源装置等ともに一体に格納され、例えばサーバルームを有するデーターセンター等の建物の床上に設置される。

　前記圧縮機２０は、吸入配管２３と吐出配管２４とを備える。これら吸入配管２３、吐出配管２４の端部は、いずれも、他の機器との接続を考慮して、前記コンテナ２１の外に露出して設けられ、先端には、フランジ等の継手２７を備える。また前記吸入配管２３，吐出配管２４は、バルブ（図示略）を備え、このバルブを必要に応じて操作することにより、圧縮機２０を冷凍サイクルから遮断し、あるいは冷凍サイクルに接続することができるよう構成されている。

　　前記放熱ユニット３の詳細について図５を参照して説明する。
　　この放熱ユニット３は、前記圧縮機２０で圧縮された冷媒を大気との熱交換により放熱して液相とするもので、冷媒が流れる伝熱管と放熱フィンとにより構成された熱交換器３０と、該熱交換器３０へ外気を供給するファン３１とを有する。これら熱交換器３０とファン３１とは、一体に搬送可能なコンテナ３２に格納されて、例えばデーターセンター等の建物の屋上、あるいは建物の周辺の屋外等、冷却空気の取り込みが容易な個所に配置されている。なお、熱交換器３０として水冷方式を採用する場合には、冷却水の給水および排水が容易な個所に設置される。

　前記熱交換器３０は、流入配管３３と流出配管３４とを備える。なお図５の例では、流出配管３４が合流配管３５を備えている。この合流配管３５は、例えば、前記熱交換器３０が並列に複数設けられている場合に、各熱交換器３０から流出した冷媒を一の管路に合流させるべく設けられる。また、前記流入配管３３、流出配管３４の端部は、先端に、第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５と接続するためのフランジ等の継手３６を備える。

　前記放熱ユニット３の流出配管３４は、膨張弁３７を備える。この膨張弁３７は、受熱ユニット１に送り込む液相冷媒を減圧、膨張させる機能を有する。この第１実施形態では、各ユニットの設置条件、配管の引き回し条件等を考慮した上で、熱交換器３０と共通のコンテナ３２に放熱ユニット３の一部の機器として格納しているが、この放熱ユニット３に代えて、例えば、圧縮ユニット２と共通のコンテナ２１に格納し、あるいは、受熱ユニット１近くのサーバルーム内に設けても良い。

　図６は、前記受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３（図６では包括的にユニットＵで示す）と前記第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５との接続個所の具体的な構造を示すものである。
　前記第１、第２ヘッダー配管４、５が備える複数の分岐接続部６Ａ、６Ｂ（図示例に限られず、他の分岐接続部７Ａ、７Ｂ、後述する第２、第３実施形態の分岐接続部９Ａ、９Ｂも含む）は、具体的には、前記第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５に連通して分岐した枝状の管であって、一端が第１、第２ヘッダー配管４、５に接続され、他端がフランジ部ＦＬ１を有する。また前記ユニットＵは、内部の機器に接続された接続配管（説明の便宜上、圧縮ユニット２の吸入配管、吐出配管と共通の符号２３、２４を付す）を有し、その端部には、フランジ部ＦＬ２を備える。前記フランジ部ＦＬ１、ＦＬ２は、ボルト１０とナット１１とによって脱着可能な管継手である。また、前記フランジ部ＦＬ１とＦＬ２との間には、変形可能な材料により構成された平面視円環状のシートからなるパッキン４０が挟まれていて、この接続部をシールしている。

　前記分岐接続部６Ａ、６Ｂは、バルブ１２を備え、このバルブ１２を開閉することによって、第１、第２ヘッダー配管４、５に連通、あるいは遮断されるようになっている。
　また前記接続配管２３、２４は、バルブ１３を備え、このバルブ１３を開閉することによって、ユニットＵに連通あるいは遮断されるようになっている。さらに、前記接続配管２３、２４は、前記フランジＦＬ２とバルブ１３との間にチャージバルブ、等のサービスポート（外部から配管へアクセスするための分岐接続部）を備え、ユニット着脱時の冷媒充填／回収、真空引き、等の用途に利用することができる。

　上記構成の冷却装置は、下記の工程にしたがって製造することができる。
　ステップＳＰ１
　冷却対象となるサーバルームの規模、具体的には、それぞれ受熱ユニット１を設けるべきサーバラックの台数、当該サーバラックに格納されるサーバの台数、およびその排熱量と、一台の受熱ユニット１の冷却容量とから、冷却容量を見積もる。
　ステップＳＰ２
　見積もられた冷却容量を越える冷却容量を得るために必要な受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３の台数（必要な冷却容量を満たすに足る台数）を見積もる。第１実施形態にあっては、図３に示すように、受熱ユニット１を２台、圧縮ユニット２を２台、放熱ユニット３を２台と見積もり、見積もった台数を準備する。なお各ユニットの台数の見積もりに際し、機器の故障～切り離し～修理～再稼働に際して稼働させるための予備のユニットの台数（例えば１台）を加えた台数を見積もるようにしても良い。また前記第１分岐接続部６Ａ、６Ｂ、第２分岐接続部７Ａ、７Ｂは、現在、あるいは、将来の冷却負荷に対応して増設が見込まれる受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３の最大の台数より十分に多く設けておくことが望ましい。また前記第１分岐接続部６Ａ、６Ｂ、第２分岐接続部７Ａ、７Ｂを前記第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５の外周の一方向のみならず、多様な方向へ向けて配置することにより、第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５に対して、前記受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３を多様な配置で設けることができる。

　ステップＳＰ３
　２台の受熱ユニット１の出口側の配管（図３の上向きの配管であって、熱を吸収した冷媒が流出する流路となる）を前記第１ヘッダー配管４に接続する。すなわち、２台の受熱ユニット１を準備し、図８に示すように、受熱ユニットＵ（１）のフランジＦＬ２と第１分岐接続部６ＡのフランジＦＬ１とをボルト１０とナット１１とによって接続する。なお、この例では、図３に示す４つの第１分岐接続部６Ａの内二つに、前記受熱ユニット１がそれぞれ接続されている。

　同様に、受熱ユニット１の入口側の配管（図３の下向きの配管であって、冷媒が流入する流路となる）を第２ヘッダー配管の４つの第２分岐接続部７Ｂのうち二つに接続する。
　ここで、既設の配管設備であって、第１ヘッダー配管４（あるいは第２ヘッダー配管５）に既に冷媒が存在している場合には、バルブ１２を閉じておく。また、受熱ユニットＵ（１）についても、内部の熱交換器、配管等を予め減圧し、バルブ１３を開いた状態で、真空引き等の処理によって減圧状態にした後にバルブ１３を閉じて減圧状態を維持して前記フランジＦＬ１、ＦＬ２を接続し、接続後にバルブ１２，１３を開いて第１ヘッダー配管４（あるいは第２ヘッダー配管５）に接続する。

　ステップＳＰ５
　２台の圧縮ユニット２の入口側の接続配管２３（図３の上向きの配管であって、熱を吸収した冷媒が流入りする流路となる）を前記第１ヘッダー配管４に接続する。すなわち、２台の圧縮ユニット２を準備し、図８に示すように、受熱ユニットＵ（１）のフランジＦＬ２と第１分岐接続部６ＢのフランジＦＬ１とをボルト１０とナット１１とによって接続する。なお、この例では、図３に示す４つの第１分岐接続部６Ｂの内二つに、前記圧縮ユニット２がそれぞれ接続されている。

　また２台の前記圧縮ユニット２の出口側の接続配管２４（図３の下向きの配管であって、圧縮機により圧縮された冷媒が流出する配管）にそれぞれ放熱ユニット３の入口側の流入配管３３（図３の上向きの配管であって、圧縮ユニット２で圧縮された冷媒が流入する配管）を接続する。さらに、前記放熱ユニット３の出口側の流出配管３４（図３の下向きの配管であって、放熱ユニット３で放熱して液相となった冷媒が流入する）を第２ヘッダー配管５の第２分岐接続部７Ａに接続する。なお、この放熱ユニット３の接続に際しても、前記圧縮ユニット２の場合と同様、第２分岐接続部６Ｂ、第３分岐接続部７Ａ、流入配管３３、流出配管３４に設けたバルブ１３を予め閉じておくことにより、第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５内に冷媒が存在している場合にも放熱ユニット３を取り付けることができる。

　以上、ステップＳＰ１～ＳＰ４の工程により、第１ヘッダー配管４と第２ヘッダー配管５とに二つの受熱ユニット１と、二つの圧縮ユニット２と、二つの放熱ユニット３とを接続して、冷却装置を製造（あるいは増設改造）することができる。すなわち、予め見積もった冷却負荷に応じた数の受熱ユニット１、圧縮ユニット２、放熱ユニット３により、冷却装置を構成することができる。
　なお前記圧縮ユニット２、第１ヘッダー配管４には、圧縮ユニット２に吸入される冷媒を気液分離して気相のみを吸入させるための気液分離器（冷媒を一時貯留することにより気相と液相とを分離するタンク）を設けることが望ましい。また、前記第２ヘッダー配管５から受熱ユニット１へ冷媒を圧送するポンプを設ける場合には、膨張弁２２から受熱ユニット１へ到る流路のいずれかの個所に配置する。

　上記第１実施形態にあっては、前記受熱ユニット１で受熱した気相冷媒を第１ヘッダー配管４を経由して圧縮ユニット２へ送り込んで圧縮し、放熱ユニット３で放熱して液相とし、第２ヘッダー配管５を経由して前記受熱ユニット１へ循環させて再度受熱させることにより、冷却対象となるサーバ排気（サーバルーム内の空気）を冷却することができる。

　図７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお図７中、図１～図６と共通の構成要素には同一符号を付し、説明を簡略化する。
　前記第１実施形態にあっては、圧縮ユニット２と放熱ユニット３とが一対一の関係にあったが、この第２実施形態は、圧縮ユニット２と放熱ユニット３との間に第３ヘッダー配管８を備える。
　前記第３ヘッダー配管８は、前記圧縮ユニット２で圧縮された冷媒が流入する第５分岐接続部９Ａと、該第５分岐接続部９Ａから流入した冷媒を前記放熱ユニット３へ送り込む第６分岐接続部９Ｂとを備える。なお、前記第５分岐接続部９Ａ、第６分岐接続部９Ｂは、いずれも図６に示す第１実施形態の各ユニットの詳細構成と同様、フランジＦＬ１、バルブ１２を備え、前記圧縮ユニット２，放熱ユニット３に着脱可能に接続される。
　上記第２実施形態にあっては、第５分岐接続部９Ａ、第６分岐接続部９Ｂを複数備えているので、前記圧縮ユニット２と放熱ユニット３との台数の様々な組み合わせに対応することができる。

　図８～１０を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお図８～１０において、図１～図７と共通の構成要素には同一符号を付し、説明を簡略化する。
　この第３実施形態は、前記放熱ユニット３で放熱して液相となった冷媒を前記受熱器１へ循環させる第２ヘッダー配管を第２ヘッダー配管（低圧配管）５Ａと第２ヘッダー配管（高圧配管）５Ｂとに分離した構成を有する。
　また圧縮ユニット２Ａは、図９に示すように、コンテナ２１内に、圧縮機２０とともに、放熱ユニット３Ａで放熱し液相となった冷媒を減圧、膨張させる膨張弁２２を有する。なお、前記圧縮ユニット２Ａが膨張弁２２を備えることから、第３実施形態の放熱ユニット３Ａは、図１０に示すように、流出配管３４の途中（換言すれば受熱ユニット１へ向かう配管の途中）に膨張弁を備えていない。

　前記膨張弁２２は、前記放熱ユニット３Ａの流出配管３４に接続された高圧配管５Ｂの第４分岐接続部７Ｂに接続される流入配管２５と、低圧配管５Ａの第４分岐接続部７Ｂに接続される流出配管２６とを備え、これら流入配管２５、流出配管２６の端部は、それぞれフランジ２７を備える。
　すなわち、前記圧縮ユニット２Ａは、一般にサーバルームの床上等の室内に設置される圧縮機２０と膨張弁２２とをコンテナ２１内に格納して一体に搬送、据え付け可能としたものである。
　この圧縮ユニット２Ａによれば、前記圧縮機２を前記第１ヘッダー配管４の第２分岐接続部６Ｂと、第３ヘッダー配管８の第５分岐接続部９Ａとに接続し、前記膨張弁２２を前記第２ヘッダー配管（高圧配管）５Ｂの第４分岐接続部７Ｂと、前記第２ヘッダー配管（低圧配管）５Ａの第４分岐接続部７Ｂとに接続することにより、前記第１ヘッダー配管４、第２ヘッダー配管５に接続することができる。

　なお前記膨張弁２２を圧縮ユニット２Ａに搭載したことから、図１０に示すように、放熱ユニット３Ａには膨張弁がなく、合流配管３５から流出配管３４へ流出した冷媒が第３分岐接続部７Ｂを経由して減圧されることなく第２ヘッダー配管（高圧配管）５Ｂに流入する。

　図１１は、ヘッダー配管と分岐配管との接続部等に設けられるフランジＦＬ１、ＦＬ２の間のシールに用いられるパッキンの変形例を示すものである。
　このパッキン４０Ａは、平面視円環状をなし、中央の連通穴４１の周囲に、平面視で環状をなすリブ４２を有する。
　このパッキン４０Ａは、通常の平面視円環状のシート状のパッキンの上面、下面に環状に突出するリブ４２を有するので、フランジＦＬ１、ＦＬ２をボルト締めすることにより、リブ４２に締め付け力を集中させることができ、高い密閉性を得ることができる。
　また、リブ４２を設けることより、リブ４２の存在により接触点に厚みがあるため、この部分の弾性変形によって、フランジＦＬ１、ＦＬ２の取り付け角度や平面度についての公差を吸収することができる。またリブ４２が半径方向内方、外方の両方へ容易に変形することができるので、例えば、季節的に配管内が大気圧に対して正圧になる場合、負圧になる場合にも、反対方向への圧力変化に応じてシール性を維持することができる。
　またリブ４２が弾性変形することにより、リブのないシート状のパッキンと比較し、対面への振動の伝達をより抑えることができる。
　すなわち、様々なユニットの組み合わせにより多くの継手を備える本発明の冷却装置の各所で振動の伝達を抑制することができる。

　なお、前記各実施形態では、受熱ユニット１、圧縮ユニット２、２Ａ、放熱ユニット３、３Ａをコンテナ２１等に格納する構成としたが、一体に搬送が可能な共通の基台（プラットフォーム）に各機器を搭載して一体に搬送することができる構成とすれば、必ずしも、箱状のコンテナへ格納することは必要ではない。
　前記放熱ユニットで放熱された液相冷媒を減圧、膨張させる膨張弁に代えて、同様の減圧効果を有するオリフィス（単なる絞り）、キャピラリ（コイル状に成形された所定の長さの細い管であって、断面積の小さい流路を流すことによって流体に抵抗を与える）等を採用しても良い。
　前記ヘッダー配管、受熱ユニットの配管等の継手には、フランジのみならず、他の管継手を使用しても良い。
　前記冷却対象は、実施形態のサーバに限らず、電源装置や他の電子機器等、種々の発熱装置の冷却に利用することができる。

　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、冷却システムおよび冷却装置の製造方法に利用することができる。

　１　受熱ユニット
　２、２Ａ　圧縮ユニット
　３、３Ａ　放熱ユニット
　４　第１ヘッダー配管
　５　第２ヘッダー配管
　５Ａ　第２ヘッダー配管（低圧配管）
　５Ｂ　第２ヘッダー配管（高圧配管）
　６Ａ　第１分岐接続部（分岐接続部）
　６Ｂ　第２分岐接続部（分岐接続部）
　７Ａ　第３分岐接続部（分岐接続部）
　７Ｂ　第４分岐接続部（分岐接続部）
　８　第３ヘッダー配管
　９Ａ　第５分岐接続部（分岐接続部）
　９Ｂ　第６分岐接続部（分岐接続部）
　１２、１３　バルブ
　２０　圧縮機
　２１　コンテナ
　２２　膨張弁
　２３　吸入配管（接続配管）
　２４　吐出配管（接続配管）
　２５　流入配管（接続配管）
　２６　流出配管（接続配管）
　２７　継手（フランジ）
　３０　熱交換器
　３１　ファン
　３２　コンテナ
　３３　流入配管
　３４　流出配管
　３５　合流配管
　３６　継手（フランジ）
　３７　膨張弁
　４０、４０Ａ　パッキン
　４２　リブ
　Ｕ　ユニット
ＦＬ１、ＦＬ２　フランジ

Claims (10)

1. 　対象物の熱を冷媒へ吸収させる受熱ユニットと、該受熱ユニットで受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、該圧縮ユニットで圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニットとの間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを有する冷却装置であって、
   　前記受熱ユニットで受熱した冷媒を前記圧縮ユニットへ供給する第１ヘッダー配管と、
   　前記放熱ユニットで放熱した冷媒を前記受熱ユニットへ供給する第２ヘッダー配管と、
   を備え、
   　前記第１ヘッダー配管は、それぞれ前記受熱ユニットが接続可能な複数の第１分岐接続部と、それぞれ前記圧縮ユニットが接続可能な複数の第２分岐接続部とを備え、
   　前記第２ヘッダー配管は、それぞれ前記放熱ユニットが接続可能な複数の第３分岐接続部と、それぞれ前記受熱ユニットが接続可能な複数の第４分岐接続部とを備える、
   冷却装置。
2. 　前記第１分岐接続部は、前記受熱ユニットを着脱可能に接続し、
   　前記第２分岐接続部は、前記圧縮ユニットを着脱可能に接続し、
   　前記第３分岐接続部は、前記放熱ユニットを着脱可能に接続し、
   　前記第４分岐接続部は、前記受熱ユニットを着脱可能に接続する、
   請求項１に記載の冷却装置。
3. 　前記圧縮ユニットで圧縮された冷媒を受け入れるとともに、前記放熱ユニットへ供給する第３ヘッダー配管を備え、
   　該第３ヘッダー配管は、それぞれ前記圧縮ユニットが接続される複数の第５分岐接続部と、それぞれ前記放熱ユニットが接続される複数の第６分岐接続部とを有する、
   請求項１または２のいずれか１項に記載の冷却装置。
4. 　前記第５分岐接続部は、前記圧縮ユニットを着脱可能に接続し、
   　前記第６分岐接続部は、前記放熱ユニットを着脱可能に接続する、
   請求項３に記載の冷却装置。
5. 　前記放熱ユニットは、圧縮された冷媒を放熱する熱交換器と、放熱により液相となった冷媒を膨張させる膨張機とを備える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 　前記圧縮ユニットは、前記受熱ユニットで受熱した気相冷媒を圧縮する圧縮機と、前記放熱ユニットで放熱した液相冷媒を減圧して膨張させる膨張機とを備える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の冷却装置。
7. 　前記受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットは、それぞれ、一体で搬送可能な構造物に搭載された、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の冷却装置。
8. 　前記第１ヘッダー配管、第２ヘッダー配管は、前記受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの少なくともいずれかが接続される分岐接続部を複数備え、
   　これら複数の分岐接続部の一部に前記受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットが接続された請求項１～７のいずれか１項に記載の冷却装置。
9. 　対象物の熱を冷媒へ吸収させる受熱ユニットと、該受熱ユニットで受熱した冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、該圧縮ユニットで圧縮された冷媒を放熱する放熱ユニットとの間で冷媒を循環させる冷凍サイクルであって、
   　前記冷凍サイクルが、さらに、前記受熱ユニットで受熱した冷媒を前記圧縮ユニットへ供給する第１ヘッダー配管と、前記放熱ユニットで放熱した冷媒を前記受熱ユニットへ供給する第２ヘッダー配管とを備える冷却装置の製造方法であって、
   　冷却容量を見積もる工程と、
   　見積もられた冷却容量を越える冷却容量を得るために必要な受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの台数を見積もる工程と、
   　見積もられた台数の受熱ユニットおよび圧縮ユニットを前記第１ヘッダー配管に接続する工程と、
   　見積もられた台数の放熱ユニットおよび受熱ユニットを前記第２ヘッダー配管に接続する工程と、
   を有する冷却装置の製造方法。
10. 　さらに、
    　冷却容量を見積もる工程と、
    　見積もられた冷却容量を超える冷却容量を得るために必要な受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの台数を見積もる工程と、
    　見積もられた受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの台数と、既存の受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの台数との差分を求める工程と、
    　差分に相当する台数の受熱ユニット、圧縮ユニット、放熱ユニットの少なくともいずれかを第１のヘッダー配管、第２ヘッダー配管の少なくともいずれかに増設し、あるいは切り離す工程と、
    を有する請求項９に記載の冷却装置の製造方法。

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