JP2013096641A - Cooling device and air conditioner with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機の制御部品を冷却する冷却装置、およびそれを備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to a cooling device that cools control components of an air conditioner, and an air conditioner including the same.
従来、圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管を有する空気調和機において、制御基板などの制御部品は例えば粉塵や水などから保護するために制御ボックス内に収容してある。その際、制御部品が安定して動作するのを保証するために、制御部品の冷却を考慮する必要があった。そこで、制御ボックス内の温度と制御部品の温度を検知して、冷却装置を駆動するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in an air conditioner having a compressor, an outdoor heat exchanger, a pressure reducing device, an indoor heat exchanger, and a pipe through which refrigerant flows by connecting them, control components such as a control board are protected from, for example, dust or water It is housed in a control box for this purpose. At that time, in order to guarantee that the control component operates stably, it is necessary to consider cooling of the control component. In view of this, a device that detects the temperature in the control box and the temperature of the control component and drives the cooling device has been proposed (for example, see Patent Document 1).
図5は、前記特許文献1に記載された従来の冷却装置を示すものである。図5に示すように発熱体1を収納した電気品箱2と、圧縮機3と凝縮器4と膨張弁5と蒸発器6にて構成された冷凍サイクル7と、この冷凍サイクル7中の低温冷媒にて放熱器12を介して前記発熱体1を冷却する冷却機構8と、前記発熱体1の温度を検出する発熱体温度検出手段9と、前記電気品箱2内の温度を検出する空気温度検出手段10と、前記発熱体温度検出手段9で検出した発熱体温度と前記空気温度検出手段10で検出した電気品箱内空気温度とを比較し前記発熱体温度が前記電気品箱内空気温度以上の所定の温度幅域の上限に達すると前記冷却機構8を作動し、前記所定の温度幅域の下限に達すると前記冷却機構8を停止する制御手段11とから構成されている。 FIG. 5 shows a conventional cooling device described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 5, a refrigeration cycle 7 comprising an electrical component box 2 containing a heating element 1, a compressor 3, a condenser 4, an expansion valve 5 and an evaporator 6, and a low temperature in the refrigeration cycle 7 A cooling mechanism 8 that cools the heating element 1 with a refrigerant through a radiator 12, heating element temperature detection means 9 that detects the temperature of the heating element 1, and air that detects the temperature in the electrical component box 2 The temperature detection means 10 and the heating element temperature detected by the heating element temperature detection means 9 are compared with the air temperature in the electrical component box detected by the air temperature detection means 10, and the heating element temperature is the air in the electrical component box. The cooling mechanism 8 is operated when the upper limit of a predetermined temperature range above the temperature is reached, and the control unit 11 stops the cooling mechanism 8 when the lower limit of the predetermined temperature range is reached.
しかしながら、特許文献1に記載の空気調和機の場合、冷却装置(冷却機構)が制御部品(発熱体)を十分に冷却できない場合に、制御部品の温度が所定以上の温度になって制御部品を破損させる恐れがあるという課題を有していた。 However, in the case of the air conditioner described in Patent Document 1, when the cooling device (cooling mechanism) cannot sufficiently cool the control component (heating element), the temperature of the control component becomes a predetermined temperature or higher. There was a problem of fear of damage.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、仮に冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品を破損させることのない冷却装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a cooling device that does not damage a control component even if the cooling device cannot sufficiently cool the control component.
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定の温度以上の温度を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としてある。 In order to solve the above-described conventional problems, a cooling device according to the present invention is arranged in a state separated from a control component in a control box and cools the air in the control box by heat exchange with the refrigerant, and a control A fan that stirs the air in the box, a control box temperature detection unit that detects a temperature in the control box, and a frequency control unit that controls a driving frequency of the compressor that circulates the refrigerant. The frequency control means lowers the frequency when the detection means detects a temperature equal to or higher than a predetermined temperature.
これによって、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を下げて制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能となる。 Accordingly, even if the cooling unit cannot sufficiently cool the control component, the control component can be protected by lowering the drive frequency of the compressor so that the control component does not reach a predetermined temperature or higher.
本発明の冷却装置によれば、仮に冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能で、高い信頼性を備える冷却装置および空気調和機を実現することができる。 According to the cooling device of the present invention, even when the cooling device cannot sufficiently cool the control component, the control component can be protected so that the control component does not reach a predetermined temperature or more, and the cooling with high reliability is achieved. An apparatus and an air conditioner can be realized.
第1の発明は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としたもので、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling unit that is disposed in a state separated from the control component in the control box and that cools the air in the control box by heat exchange with the refrigerant, a fan that stirs the air in the control box, and a control Control box temperature detection means for detecting the temperature in the box and frequency control means for controlling the drive frequency of the compressor for circulating the refrigerant, and frequency control when the control box temperature detection means detects a temperature above a predetermined level The control part is configured to reduce the frequency, and even if the cooling unit cannot sufficiently cool the control part, the control frequency is lowered to a predetermined level so that the control part does not reach a predetermined temperature. Can be prevented from being damaged, and higher reliability can be secured.
第2の発明は、第1の発明においてファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としてあり、ファンの回転数が何らかの原因で小さくなって制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。 According to a second aspect of the present invention, there is further provided a fan rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the fan according to the first invention, wherein the frequency control means decreases the frequency when the fan rotational speed detecting means detects a rotational speed below a predetermined value. Even if the rotation speed of the fan is reduced for some reason and the control components cannot be cooled sufficiently, the control frequency is lowered so that the drive frequency of the compressor does not reach a predetermined level and the control components do not reach a predetermined temperature. It can be prevented from being damaged, and higher reliability can be secured.
第3の発明機は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機に流れる電流を制御する電流制御手段を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると電流制御手段が電流値を下げる構成としたもので、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機に流れる電流値を下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。 The third invention machine is arranged in a state separated from the control component in the control box, a cooling unit for cooling the air in the control box by heat exchange with the refrigerant, a fan for stirring the air in the control box, A control box temperature detection means for detecting the temperature in the control box; and a current control means for controlling a current flowing in the compressor for circulating the refrigerant. When the control box temperature detection means detects a temperature higher than a predetermined value, the current The control means is configured to reduce the current value. Even if the cooling unit cannot sufficiently cool the control part, the current value flowing to the compressor is lowered so that the control part does not reach a predetermined temperature or more. Can be prevented from being damaged, and higher reliability can be secured.
第4の発明は、第3の発明においてファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると電流制御手段が電流値を下げる構成としてあり、ファンの回転数が何らかの原因で小さくなって制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機に流れる電流を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。 The fourth invention further comprises fan rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan in the third invention, and the current control means decreases the current value when the fan rotation speed detection means detects a rotation speed less than a predetermined value. Even if the rotation speed of the fan is reduced for some reason and the control component cannot be cooled sufficiently, the current flowing to the compressor is reduced below a predetermined level so that the control component does not reach a predetermined temperature or higher. Can be prevented from being damaged, and higher reliability can be secured.
第5の発明は、第1〜第4の発明において、その冷却ユニットは複数のフィンを有するフィン構造体と、前記フィン構造体の前記フィンとは反対側面に装着した冷媒配管とで構成し、かつ、前記フィンと冷媒配管装着用の溝とは同じ方向に形成した構成としてあり、フィン構造体を引き抜き成形または押し出し成形によって安価に作製することができる。 According to a fifth invention, in the first to fourth inventions, the cooling unit includes a fin structure having a plurality of fins and a refrigerant pipe attached to a side surface opposite to the fins of the fin structure. And the said fin and the groove | channel for refrigerant | coolant piping mounting | wearing are set as the structure formed in the same direction, A fin structure can be produced cheaply by pultrusion molding or extrusion molding.
第6の発明は、第1〜第5の発明において、その冷却ユニットは制御部品の下方に配置し、当該冷却ユニットの下方に水受け皿を配置した構成としてあり、仮に結露水が発生したとしてもこの結露水によって制御部品が濡れるのを防止することができる。 6th invention is set as the structure which has arrange | positioned the cooling unit in the 1st-5th invention below the control component, and has arrange | positioned the water receiving tray under the said cooling unit, Even if condensed water generate | occur | produces, This dew condensation water can prevent the control component from getting wet.
第7の発明は、第1〜第6の発明において、その冷却ユニットは制御部品の一部となる制御基板の適所に複数のフィンを有するフィン構造体を直接取り付け、このフィン構造体のフィンは冷却ユニットを内蔵した制御ボックスの外部に露出する構成としてあり、制御基板上の特に高熱を発する発熱素子設置部分に前記フィン構造体を設けることによって効果的に冷却することができる。 According to a seventh invention, in the first to sixth inventions, the cooling unit directly attaches a fin structure having a plurality of fins to an appropriate position of a control board that is a part of the control component. It is configured to be exposed to the outside of the control box having a built-in cooling unit, and can be effectively cooled by providing the fin structure at a heating element installation portion that generates particularly high heat on the control board.
第8の発明は、制御ボックス内の空気を攪拌するファンは冷却ユニットのフィン構造体に向かって送風する配置構成としてあり、冷却ユニットによって冷却された空気が制御ボックス内全体に拡散して冷却効果が向上すると同時に、冷却ユニットまわりの空気の流れが速くなって冷却ユニットの表面に結露水発生し難くなり結露水発生を効果的に防止できる。 According to an eighth aspect of the invention, the fan that stirs the air in the control box is arranged to blow air toward the fin structure of the cooling unit, and the cooling effect is obtained by diffusing the air cooled by the cooling unit throughout the control box. At the same time, the flow of air around the cooling unit becomes faster and it becomes difficult for condensed water to be generated on the surface of the cooling unit, so that the generation of condensed water can be effectively prevented.
第9の発明は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器と、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機であって、当該空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置として、上記第1〜第8のいずれかの発明に記載の冷却装置を用いた空気調和機としてあり、安価な構成で結露を防止しつつ制御部品の冷却が可能で高い信頼性を有する空気調和機が実現できる。 A ninth invention is an air conditioner having a compressor, an outdoor heat exchanger, a pressure reducing device, an indoor heat exchanger, and a pipe through which refrigerant flows by connecting them, the air conditioner As a cooling device for cooling the control components housed in the control box, an air conditioner using the cooling device according to any one of the first to eighth inventions is provided, and condensation is prevented with an inexpensive configuration. However, it is possible to realize a highly reliable air conditioner capable of cooling the control components.
第10の発明は、第9の空気調和機においてその冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、減圧装置と室内熱交換器との間の配管を流れる冷媒としてあり、減圧装置によって低圧にされた冷媒が流れるので低振動化できるとともに配管の薄肉化によるコスト抑制もでき、かつ、冷却ユニット専用の冷媒通路を別途設ける必要がなく、空気調和機の構成の簡素化をはかることができる。 According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth air conditioner, the refrigerant of the cooling unit that cools the air in the control box in the cooling device is a refrigerant that flows through a pipe between the decompression device and the indoor heat exchanger, Since the low-pressure refrigerant flows by the device, vibrations can be reduced and the cost can be reduced by reducing the thickness of the pipe. Also, there is no need to provide a separate refrigerant passage dedicated to the cooling unit, and the configuration of the air conditioner can be simplified. be able to.
第11の発明は、第9の空気調和機においてその冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器とで構成される冷凍サイクルの一部から分流する冷媒としてあり、空気調和機の冷房能力の低下を抑制しつつ結露防止と制御部品の冷却が可能となる。 In an eleventh aspect of the invention, in the ninth air conditioner, the refrigerant of the cooling unit that cools the air in the control box of the cooling device includes a compressor, an outdoor heat exchanger, a decompression device, an indoor heat exchanger, As a refrigerant diverted from a part of the refrigeration cycle, it is possible to prevent dew condensation and cool control components while suppressing a decrease in the cooling capacity of the air conditioner.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(実施の形態1)
図1は本発明に係る冷却装置と空気調和機の構成を概略的に示す図である。また図2は本発明の実施の形態に係る制御ボックスの内部構成を概略的に示す図である。また図3は本発明の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a cooling device and an air conditioner according to the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the control box according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of the cooling unit according to the embodiment of the present invention.
図1に示すように、空気調和機20は、圧縮機22、室外熱交換器24、減圧装置26、室内熱交換器28、およびこれらを接続する冷媒配管30、32、34、36を有する。減圧装置26としては、膨張弁や銅製の毛細管であるキャピラリーチューブを採用することができる。なお、空気調和機20は、圧縮機22、室外熱交換器24、および減圧装置26を収容する室外機と、室内熱交換器28を収容する室内機とに分かれている。 As shown in FIG. 1, the air conditioner 20 includes a compressor 22, an outdoor heat exchanger 24, a decompression device 26, an indoor heat exchanger 28, and refrigerant pipes 30, 32, 34, and 36 connecting them. As the decompression device 26, an expansion valve or a capillary tube which is a copper capillary tube can be employed. The air conditioner 20 is divided into an outdoor unit that houses the compressor 22, the outdoor heat exchanger 24, and the decompression device 26, and an indoor unit that houses the indoor heat exchanger 28.
空気調和機20は、冷媒が、冷媒配管30、32、34、36を介して、圧縮機22から順に、室外熱交換器24、減圧装置26、後述する制御ボックス42の冷却ユニット44、室内熱交換器28を経て再び圧縮機22に戻る冷凍サイクルを実現するように構成さ
れている。
In the air conditioner 20, the refrigerant flows in order from the compressor 22 through the refrigerant pipes 30, 32, 34, and 36, the outdoor heat exchanger 24, the decompression device 26, the cooling unit 44 of the control box 42 described later, the indoor heat. A refrigeration cycle that returns to the compressor 22 through the exchanger 28 is realized.
冷凍サイクルにおいて、冷媒は、圧縮機22によって圧縮された後、気相状態で室外熱交換器24に向かって冷媒配管30内を流れる。次に、冷媒は、室外熱交換器24を介する室外空気との熱交換によって熱を奪われて液相状態になり、減圧装置26に向かって冷媒配管32を流れる。続いて、冷媒は、減圧装置26によって膨張されて圧力が低下し、後述する制御ボックス42の冷却ユニット44を介し室内熱交換器28に向かって冷媒配管34を流れる。そして、冷媒は、室内熱交換器28を介して室内空気から熱を奪って気相状態になり、圧縮機22に向かって冷媒配管36を流れる。 In the refrigeration cycle, the refrigerant flows through the refrigerant pipe 30 toward the outdoor heat exchanger 24 in a gas phase after being compressed by the compressor 22. Next, the refrigerant is deprived of heat by heat exchange with outdoor air via the outdoor heat exchanger 24, enters a liquid phase state, and flows through the refrigerant pipe 32 toward the decompression device 26. Subsequently, the refrigerant is expanded by the decompression device 26 to reduce the pressure, and flows through the refrigerant pipe 34 toward the indoor heat exchanger 28 via the cooling unit 44 of the control box 42 described later. Then, the refrigerant takes heat from the indoor air via the indoor heat exchanger 28 to be in a gas phase, and flows through the refrigerant pipe 36 toward the compressor 22.
また、空気調和機20は、冷凍サイクルを制御する制御部品(制御基板と制御基板上に搭載されている各種電子部品を含む)40と、制御部品40を保護する制御ボックス42とを有する。なお、制御ボックス42は、室外機に設けられている。 The air conditioner 20 includes a control component 40 (including a control board and various electronic components mounted on the control board) 40 that controls the refrigeration cycle, and a control box 42 that protects the control component 40. The control box 42 is provided in the outdoor unit.
なお、本発明で言う「制御部品」は、空気調和機20の制御に使用されるための部品、例えば圧縮機22の出力や減圧装置26としての膨張弁の絞り量を制御する電子部品であって、複数の電子部品が実装された制御基板に限定されず、部分的にまたは全体が発熱するために冷却が必要な部品を言う。 The “control component” referred to in the present invention is a component used for controlling the air conditioner 20, for example, an electronic component that controls the output of the compressor 22 and the throttle amount of the expansion valve as the pressure reducing device 26. Thus, it is not limited to a control board on which a plurality of electronic components are mounted, and refers to a component that needs to be cooled because it generates heat partially or entirely.
制御部品40は、制御ボックス42内に収容されることにより、例えば粉塵や水などから保護されている。そのために制御ボックス42は、その内部に粉塵や水が浸入しないように密閉するように構成されている。例えば制御ボックス42において、制御部品40から制御ボックス42の外部に延びるケーブル(図示せず)が通過する穴はシールされている。また制御ボックス42は、上面が開口した本体と、本体の上面を覆う蓋とから構成されていることがメンテナンス性の面から望ましく、さらに本体と蓋との間もシールされていることが望ましい。なお、このようなシールには、EPTシートなどのスポンジ状の樹脂材料を用いることができる。 The control component 40 is protected from, for example, dust or water by being accommodated in the control box 42. Therefore, the control box 42 is configured to be sealed so that dust and water do not enter the inside thereof. For example, in the control box 42, a hole through which a cable (not shown) extending from the control component 40 to the outside of the control box 42 passes is sealed. The control box 42 is preferably composed of a main body whose upper surface is open and a lid that covers the upper surface of the main body from the standpoint of maintainability, and is preferably sealed between the main body and the lid. For such a seal, a sponge-like resin material such as an EPT sheet can be used.
制御部品40は、制御ボックス42内に密閉して収容されているため、冷却を必要とする。そのために、制御ボックス42内に冷却ユニット44が設けられている。 Since the control component 40 is hermetically housed in the control box 42, it needs to be cooled. For this purpose, a cooling unit 44 is provided in the control box 42.
冷却ユニット44は、冷凍サイクルの冷媒との熱交換により制御ボックス42内の空気を冷却するように構成され、図2に示すように、冷媒配管34と、冷媒配管34に取り付けられたフィン構造体46とから構成される。 The cooling unit 44 is configured to cool the air in the control box 42 by heat exchange with the refrigerant of the refrigeration cycle, and as shown in FIG. 2, the refrigerant pipe 34 and the fin structure attached to the refrigerant pipe 34. 46.
具体的には、図1に示すように冷媒配管34の一部分が制御ボックス42内を通過し、図2に示すように制御ボックス42内の冷媒配管34の部分に板形状の複数のフィン46aを備えるフィン構造体46が取り付けられている。冷却ユニット44は、制御部品40とは離れた位置に設けてあり、フィン構造体46を介して制御ボックス42内の空気と冷媒配管34内を流れる冷媒との間で熱交換することにより、制御ボックス42内の空気を冷却する。このような冷却ユニット44により、制御部品40は空気を介して冷却される。 Specifically, a part of the refrigerant pipe 34 passes through the control box 42 as shown in FIG. 1, and a plurality of plate-shaped fins 46a are provided in the part of the refrigerant pipe 34 in the control box 42 as shown in FIG. A fin structure 46 is provided. The cooling unit 44 is provided at a position away from the control component 40, and is controlled by exchanging heat between the air in the control box 42 and the refrigerant flowing in the refrigerant pipe 34 via the fin structure 46. The air in the box 42 is cooled. With such a cooling unit 44, the control component 40 is cooled via air.
なお、冷却ユニット44の一部を構成する冷媒配管は、減圧装置26と室内熱交換器28とを接続する冷媒配管34が好ましい。冷媒配管34を有効的に利用することにより、制御ボックス42内の空気の冷却のためだけに、制御ボックス42内を通過して冷媒が流れる配管を別途設ける必要がなくなる。 The refrigerant pipe constituting a part of the cooling unit 44 is preferably a refrigerant pipe 34 connecting the decompression device 26 and the indoor heat exchanger 28. By effectively using the refrigerant pipe 34, it is not necessary to separately provide a pipe through which the refrigerant flows through the control box 42 only for cooling the air in the control box 42.
また、冷媒配管34は、減圧装置26によって低圧にされた冷媒が流れるので、図1に示す他の冷媒配管30、32、36に比べて作用する圧力や発生する振動が小さい。その
ため、冷媒配管34を、制御ボックス42内に配設した方が、他の冷媒配管30、32、36を配設する場合に比べて振動を抑制することができる。また、その結果として制御ボックス42内へ配設する配管を薄肉化することが可能となり、使用する材料を低減できてコストを抑えることができるという副次的なメリットも有する。さらに、別の理由としては、冷媒配管34を流れる冷媒は元々低圧であるため、制御ボックス42を経由することによる(長尺化による)圧力損失の影響が小さいことがある。
Further, since the refrigerant pipe 34 is supplied with the refrigerant whose pressure is reduced by the decompression device 26, the pressure acting and the generated vibration are small compared to the other refrigerant pipes 30, 32, 36 shown in FIG. Therefore, it is possible to suppress vibration when the refrigerant pipe 34 is provided in the control box 42 as compared with the case where the other refrigerant pipes 30, 32, 36 are provided. Further, as a result, it is possible to reduce the thickness of the piping disposed in the control box 42, and there is a secondary merit that the material used can be reduced and the cost can be suppressed. Furthermore, as another reason, since the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 34 is originally at a low pressure, the influence of the pressure loss due to the passage through the control box 42 (due to the lengthening) may be small.
冷却ユニット44のフィン構造体46は、例えば、図3に示すように、アルミなどの金属によって一体的に形成されている。板形状の複数のフィン46aが、フィン構造体46の本体部46bの一方の表面に、互いに平行に等間隔をあけて並んで設けられている。また、フィン構造体46は、フィン46aが設けられた表面と反対側の表面に、蛇行形状に成形された冷媒配管34の部分と係合する複数の溝46cを備えている。 For example, as shown in FIG. 3, the fin structure 46 of the cooling unit 44 is integrally formed of metal such as aluminum. A plurality of plate-shaped fins 46 a are provided on one surface of the main body portion 46 b of the fin structure 46 so as to be arranged in parallel with each other at equal intervals. Further, the fin structure 46 includes a plurality of grooves 46c that are engaged with the portion of the refrigerant pipe 34 that is formed in a meandering shape on the surface opposite to the surface on which the fins 46a are provided.
図3に示すように、フィン構造体46の複数の溝46cは、複数のフィン46aの並列方向と同じ方向に延びるように形成されている。これにより、フィン構造体46を、引き抜き成形または押し出し成形によって作製することができ、他の作製方法(例えば切削加工)に比べて安価に作製することができる。 As shown in FIG. 3, the plurality of grooves 46c of the fin structure 46 are formed so as to extend in the same direction as the parallel direction of the plurality of fins 46a. Thereby, the fin structure 46 can be produced by pultrusion molding or extrusion molding, and can be produced at a lower cost than other production methods (for example, cutting).
なお、可能であれば、冷却ユニット44は図2に示すように、制御部品40と離れた状態で且つ該制御部品40の下方に配置されるのが好ましい。これは制御部品40が、冷却ユニット44の表面(具体的にはフィン構造体46の表面と冷媒配管34の表面)に発生した結露水によって濡れるのを確実に防ぐようにするためである。 If possible, it is preferable that the cooling unit 44 be disposed apart from the control component 40 and below the control component 40 as shown in FIG. This is to ensure that the control component 40 is prevented from getting wet by the condensed water generated on the surface of the cooling unit 44 (specifically, the surface of the fin structure 46 and the surface of the refrigerant pipe 34).
冷却ユニット44の表面に発生した結露水が滴下する場合に備えて、結露水を受ける皿形状の水受け皿48を冷却ユニット44の下方に設けるのが好ましい。これにより、冷却ユニット44の下方に位置する空気調和機20の構成要素が結露水によって濡れることを防止することができる。なお、図2に示すように、水受け皿48内の結露水を制御ボックス42の外部に排出するための排水管49を、水受け皿48の底に接続してもよい。 It is preferable to provide a dish-shaped water receiving tray 48 that receives the condensed water below the cooling unit 44 in case the condensed water generated on the surface of the cooling unit 44 drops. Thereby, it can prevent that the component of the air conditioner 20 located under the cooling unit 44 gets wet with dew condensation water. As shown in FIG. 2, a drain pipe 49 for discharging condensed water in the water tray 48 to the outside of the control box 42 may be connected to the bottom of the water tray 48.
また、この冷却装置は、冷却ユニット44に加えて、別の制御部品40(制御基板の別の部分)を冷却するための手段がいくつか設けられている。 In addition to the cooling unit 44, this cooling device is provided with several means for cooling another control component 40 (another part of the control board).
冷却ユニット44のフィン構造体46とは別のフィン構造体52が、制御部品40に、特に制御部品40の一部である制御基板の高熱を発する部分(例えば発熱素子設置部分)に直接取り付けられている。このフィン構造体52は、制御部品40と制御ボックス42の外部の空気との間で熱交換するように構成されている。 A fin structure 52, which is different from the fin structure 46 of the cooling unit 44, is directly attached to the control component 40, particularly to a portion that generates high heat (for example, a heating element installation portion) of the control board that is a part of the control component 40. ing. The fin structure 52 is configured to exchange heat between the control component 40 and the air outside the control box 42.
具体的には、フィン構造体52は、冷却ユニット44のフィン構造体46と同様に、例えばアルミなどから作製されており、複数のフィン52aを備える。フィン構造体52のフィン52aは、制御ボックス42の外部に露出するように構成されている。また、フィン52aは、室外熱交換器24まわりの空気を室外機の外部に排出するためのファン(図示せず)の風下に位置するように設けられている。このようなフィン構造体52を介することにより、制御部品40は室外機のファン(図示せず)によって冷却される。 Specifically, like the fin structure 46 of the cooling unit 44, the fin structure 52 is made of, for example, aluminum and includes a plurality of fins 52a. The fins 52 a of the fin structure 52 are configured to be exposed to the outside of the control box 42. The fins 52a are provided so as to be located leeward of a fan (not shown) for discharging the air around the outdoor heat exchanger 24 to the outside of the outdoor unit. Through such a fin structure 52, the control component 40 is cooled by a fan (not shown) of the outdoor unit.
また、制御ボックス42の空気を強制的に攪拌するファン54が、制御ボックス42内に設けられている。このファン54は、制御ボックス42内の空気を攪拌することにより、該制御ボックス42内の温度分布を一様にし、制御部品40の冷却効率を高める役割をする。ファン54の駆動は制御部品40に取り付けたファン駆動制御手段56によって制御される。 A fan 54 for forcibly stirring the air in the control box 42 is provided in the control box 42. The fan 54 agitates the air in the control box 42 to make the temperature distribution in the control box 42 uniform and increase the cooling efficiency of the control component 40. The drive of the fan 54 is controlled by fan drive control means 56 attached to the control component 40.
ファン54はまた、制御ボックス42内の空気を強制的に攪拌することにより、冷却ユニット44の表面に結露水が発生することを抑制することができる。具体的に説明すると、ファン54によって冷却ユニット44周辺の空気が移動するため、ファン54が存在しない場合に比べて、冷却ユニット44の表面に結露水が発生し難く、また結露水が発生しても大きく成長し難い。 The fan 54 can also suppress the generation of condensed water on the surface of the cooling unit 44 by forcibly stirring the air in the control box 42. More specifically, since the air around the cooling unit 44 is moved by the fan 54, the condensed water is less likely to be generated on the surface of the cooling unit 44 than when the fan 54 is not present, and the condensed water is generated. It is difficult to grow greatly.
なおファン54は、図2に示すように、冷却ユニット44のフィン構造体46に向かって送風するように配置するのが好ましい。ファン54がフィン構造体46に向かって送風することにより、冷却ユニット44によって冷却された空気が制御ボックス42内全体に拡散する。また、冷却ユニット44まわりの空気の流れが速くなり、冷却ユニット44の表面に結露水がさらに発生し難くなる。 As shown in FIG. 2, the fan 54 is preferably arranged so as to blow air toward the fin structure 46 of the cooling unit 44. When the fan 54 blows air toward the fin structure 46, the air cooled by the cooling unit 44 is diffused throughout the control box 42. Further, the flow of air around the cooling unit 44 becomes faster, and condensed water is less likely to be generated on the surface of the cooling unit 44.
さらに、制御ボックス42の内部への外部からの熱の移動を抑制するために、制御ボックス42の内部空間は断熱材(図示せず)によって断熱されるのが好ましい。断熱材は、例えば制御ボックス42の外側表面に設けられる。この断熱材により、冷却ユニット44による制御部品40に対する冷却効果が、断熱材がない場合に比べて向上する。なお、断熱材は、制御ボックス42の外側表面に設けられることが制御ボックス42内の空間の有効利用の点から望ましいが、制御ボックス42の内側表面に設けてもよい。 Furthermore, in order to suppress the movement of heat from the outside to the inside of the control box 42, the internal space of the control box 42 is preferably insulated by a heat insulating material (not shown). The heat insulating material is provided on the outer surface of the control box 42, for example. By this heat insulating material, the cooling effect with respect to the control component 40 by the cooling unit 44 improves compared with the case where there is no heat insulating material. The heat insulating material is preferably provided on the outer surface of the control box 42 from the viewpoint of effective use of the space in the control box 42, but may be provided on the inner surface of the control box 42.
なお、断熱材として、グラスウールなどの繊維系断熱材、ウレタンフォームなどの発泡系断熱材、真空断熱材などが挙げられる。断熱材に比べて断熱性能が高い真空断熱材を使用するのが好ましい。真空断熱材として、例えば、ガラス繊維をラミネートフィルムでパッキングし、その内部圧力を減圧してなるものが挙げられる。 Examples of the heat insulating material include fiber heat insulating materials such as glass wool, foam heat insulating materials such as urethane foam, and vacuum heat insulating materials. It is preferable to use a vacuum heat insulating material having higher heat insulating performance than the heat insulating material. Examples of the vacuum heat insulating material include those obtained by packing glass fibers with a laminate film and reducing the internal pressure thereof.
制御部品40には、図1に示すようにファン駆動制御手段56以外に、制御ボックス42内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段60と、圧縮機22の周波数を制御する周波数制御手段62と、圧縮機22に流れる電流を制御する電流制御手段64が備えられている。 As shown in FIG. 1, in addition to the fan drive control means 56, the control component 40 includes a control box temperature detection means 60 that detects the temperature in the control box 42, and a frequency control means 62 that controls the frequency of the compressor 22. Current control means 64 for controlling the current flowing through the compressor 22 is provided.
制御ボックス42内の温度が所定温度T1以上となると、制御ボックス内温度検知手段60がこれを検知して、周波数制御手段62が圧縮機22の周波数を所定の値もしくはそれ以下に下げる。これにより、例えばファン54が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして、ファン54ならびに冷却ユニット44からなる冷却装置が制御部品40を十分に冷却できない場合でも、圧縮機22の駆動周波数を下げて、制御部品40の発熱量を小さくし、その温度を低くするようにして、制御部品40を破損させないようにすることができる。この動作は、ファン駆動制御手段56がきちんと機能してファン44が駆動している場合でも実施する。すなわち、ファン54による制御部品40の冷却が何らかの理由でできなくなったり、冷却ができていてもその冷却度合いが悪い場合には周波数制御手段62が圧縮機22の周波数を所定の値もしくはそれ以下に下げ、制御部品40の発熱量を抑制してその破損を防止する。そして、制御ボックス内温度検知手段60が、上記T1とは異なる別の所定温度T2以下を検知すると、周波数制御手段62は圧縮機22の周波数を所定の値まで上げるか、もしくは元の周波数まで上げて運転を行う。 When the temperature in the control box 42 becomes equal to or higher than the predetermined temperature T1, the control box internal temperature detection means 60 detects this, and the frequency control means 62 lowers the frequency of the compressor 22 to a predetermined value or lower. Thereby, for example, even when the fan 54 has its rotational speed lowered or stopped for some reason, and the cooling device including the fan 54 and the cooling unit 44 cannot sufficiently cool the control component 40, the drive frequency of the compressor 22 is reduced. It is possible to reduce the heat generation amount of the control component 40 and lower the temperature thereof so that the control component 40 is not damaged. This operation is performed even when the fan drive control means 56 functions properly and the fan 44 is driven. That is, if the control component 40 cannot be cooled by the fan 54 for some reason, or if it is cooled, but the degree of cooling is poor, the frequency control means 62 sets the frequency of the compressor 22 to a predetermined value or less. The heat generation amount of the control component 40 is suppressed and the breakage is prevented. When the control box internal temperature detection means 60 detects a temperature lower than the predetermined temperature T2 different from T1, the frequency control means 62 increases the frequency of the compressor 22 to a predetermined value or increases it to the original frequency. Drive.
圧縮機22の周波数を変更するための温度閾値として、異なる2つの温度T1、T2を設けているのは、T1とT2が同じ温度の場合、制御ボックス42内の温度がわずかな温度変化を繰り返すと、周波数を下げる動作と上げる動作を頻繁に繰り返すこととなり、空気調和機20の運転が短時間で頻繁に変化するのを繰り返すことにつながるが、これを避けるためである。 Two different temperatures T1 and T2 are provided as temperature thresholds for changing the frequency of the compressor 22. When T1 and T2 are the same temperature, the temperature in the control box 42 repeats a slight temperature change. In order to avoid this, the operation of lowering the frequency and the operation of raising the frequency are frequently repeated, and the operation of the air conditioner 20 is frequently repeated in a short time.
また、制御部品40の温度上昇を抑える別の手段として、制御ボックス42内の温度が
所定温度T3以上となると、制御ボックス内温度検知手段60がこれを検知して、電流制御手段64が圧縮機22に流れる電流を所定の値もしくはそれ以下に下げる。これにより、例えばファン54が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして、ファン54ならびに冷却ユニット44からなる冷却装置が制御部品40を十分に冷却できない場合でも、圧縮機22に流れる電流を下げて、制御部品40の発熱量を小さくし、その温度を低くするようにして、制御部品40を破損させないようにすることができる。そして、制御ボックス内温度検知手段60が、上記T3とは異なる別の所定温度T4以下を検知すると、電流制御手段64は圧縮機22に流れる電流を所定の値まで上げるか、もしくは元の電流まで上げて運転を行う。
Further, as another means for suppressing the temperature rise of the control component 40, when the temperature in the control box 42 becomes equal to or higher than the predetermined temperature T3, the control box internal temperature detection means 60 detects this, and the current control means 64 causes the compressor. The current flowing through 22 is reduced to a predetermined value or less. Thus, for example, even if the fan 54 has its rotational speed lowered or stopped for some reason, and the cooling device including the fan 54 and the cooling unit 44 cannot sufficiently cool the control component 40, the current flowing through the compressor 22 is reduced. It is possible to reduce the heat generation amount of the control component 40 and lower the temperature thereof so that the control component 40 is not damaged. When the control box internal temperature detection means 60 detects a predetermined temperature T4 or lower that is different from T3, the current control means 64 increases the current flowing through the compressor 22 to a predetermined value or returns to the original current. Raise and drive.
圧縮機22に流れる電流を変更するための温度閾値として、異なる2つの温度T3、T4を設けているのは、T3とT4が同じ温度の場合、制御ボックス42内の温度がわずかな温度変化を繰り返すと、圧縮機22に流れる電流を下げる動作と上げる動作を頻繁に繰り返すこととなり、空気調和機20の運転が短時間で頻繁に変化するのを繰り返すことにつながるが、これを避けるためである。 Two different temperatures T3 and T4 are provided as temperature thresholds for changing the current flowing through the compressor 22. When T3 and T4 are the same temperature, the temperature in the control box 42 changes slightly. If it repeats, it will repeat the operation | movement which lowers | hangs the electric current which flows into the compressor 22, and the operation | movement raised frequently, and it will lead to repeating operation | movement of the air conditioner 20 frequently in a short time, but it is for avoiding this. .
本実施の形態によれば、仮にファン54が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして冷却装置が制御部品40を十分に冷却できない場合でも、圧縮機22の駆動周波数を下げたり、圧縮機22に流れる電流を下げて制御部品40の温度を下げるようにして制御部品40を破損させないようにすることができる。 According to the present embodiment, even if the fan 54 has its rotational speed lowered or stopped for some reason and the cooling device cannot sufficiently cool the control component 40, the drive frequency of the compressor 22 is reduced or compressed. The current flowing through the machine 22 can be lowered to lower the temperature of the control component 40 so that the control component 40 is not damaged.
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。 Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、冷却ユニット44は、制御ボックス42内において、図2に示すように制御部品40の下方に配置されるが、ファン54による制御ボックス42内の空気の強制攪拌によって冷却ユニット44の表面に滴下するような結露水が発生しないのであれば、冷却ユニット44を制御部品40の上方に配置可能である。しかしながら、この場合、冷却ユニット44と制御部品40の間に水受け皿48を配置するのが好ましい。 For example, the cooling unit 44 is disposed below the control component 40 in the control box 42 as shown in FIG. 2, but dropped on the surface of the cooling unit 44 by the forced stirring of the air in the control box 42 by the fan 54. If such condensed water does not occur, the cooling unit 44 can be disposed above the control component 40. However, in this case, it is preferable to arrange the water tray 48 between the cooling unit 44 and the control component 40.
また、上述では、冷媒が、圧縮機22、室外熱交換器24、減圧装置26、室内熱交換器28と順に流れる空気調和機20、すなわち冷房運転を実行する空気調和機20について説明したが、本発明はこれに限らない。冷媒が、圧縮機22、室内熱交換器28、減圧装置26、室外熱交換器24と順に流れる空気調和機20、すなわち暖房運転を実行する空気調和機20に対しても、本発明は適用可能である。 In the above description, the air conditioner 20 in which the refrigerant flows in the order of the compressor 22, the outdoor heat exchanger 24, the decompression device 26, and the indoor heat exchanger 28, that is, the air conditioner 20 that performs the cooling operation has been described. The present invention is not limited to this. The present invention is also applicable to the air conditioner 20 in which the refrigerant flows in the order of the compressor 22, the indoor heat exchanger 28, the decompression device 26, and the outdoor heat exchanger 24, that is, the air conditioner 20 that performs the heating operation. It is.
さらに、上述の実施の形態の場合、冷却ユニット44は、冷媒配管34内を流れる冷媒全てを利用して制御ボックス42内の空気を冷却するように構成されているが、本発明はこれに限らない。冷媒配管30、32、34、36のいずれか1つに流れる冷媒の一部を、制御ボックス42内の空気の冷却に利用してもよい。 Furthermore, in the case of the above-described embodiment, the cooling unit 44 is configured to cool the air in the control box 42 using all the refrigerant flowing in the refrigerant pipe 34, but the present invention is not limited thereto. Absent. A part of the refrigerant flowing in any one of the refrigerant pipes 30, 32, 34, 36 may be used for cooling the air in the control box 42.
例えば、減圧装置26の下流側近傍の冷媒配管34の部分から分枝し、制御ボックス42内を通過し、そして室内熱交換器28の上流側近傍の冷媒配管34の部分に至る、バイパスする配管を設け、このバイパス配管にフィン構造体を取り付けて、冷却ユニット44を構成してもよい。この場合、上述の実施の形態に比べて、制御部品40に対する冷却能力は低下するものの、空気調和機20の冷房能力は向上する。 For example, a bypass pipe that branches from the refrigerant pipe 34 near the downstream side of the decompression device 26, passes through the control box 42, and reaches the refrigerant pipe 34 near the upstream side of the indoor heat exchanger 28. And the cooling unit 44 may be configured by attaching a fin structure to the bypass pipe. In this case, the cooling capacity of the air conditioner 20 is improved, although the cooling capacity of the control component 40 is reduced as compared with the above-described embodiment.
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に
含まれると理解されるべきである。
Although the present invention has been fully described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications are to be understood as being included therein, so long as they do not depart from the scope of the present invention according to the appended claims.
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。図4において66は、ファン54の回転数を検知するファン回転数検知手段である。以下、実施の形態1と異なる部分についてのみ記載する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an air conditioner according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 66 denotes fan rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the fan 54. Only the parts different from the first embodiment will be described below.
ファン回転数検知手段66が所定以下の回転数を検知すると、圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段62が周波数を所定の値、もしくはそれ以下にするもので、ファン44の回転数が何らかの原因で小さくなって、あるいはファン44の回転が止まって、制御部品40を十分に冷却できない場合でも圧縮機22の駆動周波数を下げることで、制御部品40の温度が所定温度以上にならないようにして保護することができ、より高い信頼性が確保できる。なおファン44の回転数が、上記とは異なる所定以上の回転数となると、周波数の値は上げられる、もしくは元の周波数に戻される。 When the fan rotation speed detection means 66 detects a rotation speed below a predetermined value, the frequency control means 62 that controls the drive frequency of the compressor sets the frequency to a predetermined value or lower, and the rotation speed of the fan 44 is Even if it becomes small due to the cause or the rotation of the fan 44 stops and the control component 40 cannot be cooled sufficiently, the drive frequency of the compressor 22 is lowered so that the temperature of the control component 40 does not exceed a predetermined temperature. It can be protected, and higher reliability can be secured. When the rotational speed of the fan 44 reaches a predetermined rotational speed different from the above, the frequency value is increased or returned to the original frequency.
また、ファン回転数検知手段66が所定以下の回転数を検知すると、圧縮機22に流れる電流を制御する電流制御手段64が電流を所定の値もしくはそれ以下にするもので、ファン44の回転数が何らかの原因で小さくなって、あるいはファン44が止まって、制御部品40を十分に冷却できない場合でも圧縮機22に流れる電流を下げることで、制御部品40の温度が所定以上にならないようにして保護することができ、より高い信頼性が確保できる。なお、ファン44の回転数が上記とは異なる所定以上の回転数となると、電流値は上げる、もしくは元の電流値に戻される。 Further, when the fan rotation speed detection means 66 detects a rotation speed below a predetermined value, the current control means 64 for controlling the current flowing through the compressor 22 sets the current to a predetermined value or lower. Is reduced for some reason, or even if the fan 44 stops and the control component 40 cannot be cooled sufficiently, the current flowing through the compressor 22 is reduced to protect the temperature of the control component 40 from exceeding a predetermined level. Higher reliability can be ensured. When the rotational speed of the fan 44 reaches a predetermined rotational speed different from the above, the current value is increased or returned to the original current value.
本発明は、冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能で、高い信頼性を備える冷却装置および空気調和機を実現することができ、冷媒を用いて制御ボックス内の空気を冷却するものであれば空気調和機に限らず、例えば冷蔵庫などの冷媒を扱うものにも適用可能である。 The present invention provides a highly reliable cooling device and air conditioner that can protect a control component so that the control component does not reach a predetermined temperature or more even when the cooling device cannot sufficiently cool the control component. It can be realized and can be applied not only to an air conditioner but also to a refrigerant handling refrigerant such as a refrigerator as long as the air in the control box is cooled using the refrigerant.
22 圧縮機
24 室外熱交換器
26 減圧装置
28 室内熱交換器
28 室内熱交換器
40 制御部品
42 制御ボックス
44 冷却ユニット
54 ファン
56 ファン駆動制御手段
60 制御ボックス内温度検知手段
62 周波数制御手段
64 電流制御手段
66 ファン回転数検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Compressor 24 Outdoor heat exchanger 26 Pressure reducing device 28 Indoor heat exchanger 28 Indoor heat exchanger 40 Control part 42 Control box 44 Cooling unit 54 Fan 56 Fan drive control means 60 Control box temperature detection means 62 Frequency control means 64 Current Control means 66 Fan speed detection means
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