JP5824648B2

JP5824648B2 - 発熱体収納装置用冷却システム

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Publication number: JP5824648B2
Application number: JP2010183581A
Authority: JP
Inventors: 晃一石川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: JP2012042122A

Description

本発明は、発熱体が収納された発熱体収納装置を冷却するために、冷媒を用いたヒートポンプ式空調機を主冷却装置として、空気熱交換形空調機を補助冷却装置とする冷却シス
テムにおいて、主冷却装置と補助冷却装置の動作の連動に関し、主冷却装置の故障時における補助冷却装置の動作を確実にさせ得るものである。

従来、この種の発熱体収納装置用冷却システムとして、補助冷却装置が空気熱交換形空調機ではないが、発熱体収納装置壁面に設けた外気排気開口部の電動ダンパーと吸気ファンによる外気導入方式の補助冷却装置において、主冷却装置が発熱体収納装置内の室内温度と発熱体収納装置外の外気温度を加味して、補助冷却装置を連動させるという方法があり、図１２に示したものなどが一般的であった。（先行文献として特許文献１を参照）。

以下、その発熱体収納装置用冷却システムについて図１２および図１３を参照しながら説明する。

図１２に示すように、発熱体収納装置１０１内には、熱負荷を発生する通信機１０２と、主冷却装置としてのヒートポンプ式空調機の室内機１０３が設置され、この発熱体収納装置１０１外にコンプレッサーを備えたヒートポンプ式空調機の室外機１０４が設置されている。この室外機１０４と室内機１０３は冷媒配管１０５で接続され、前記発熱体収納装置１０１内の室内温度を検知する室温センサー１０６と温度を判断する制御装置１０７が前記室内機１０３内に備えられ、前記室外機１０４に備えた前記発熱体収納装置１０１外の外気温度を検知する外気温センサー１０８が前記冷媒配管１０５に沿って設けられた回路線１０９で前記制御装置１０７に接続されている。また、前記発熱体収納装置１０１の外壁に備えた外気導入用の吸気ファン１１０とこの導入された外気を排気する外気開口部に備えられた電動ダンパー１１１が前記制御装置１０７に信号線１１２で接続され、外気導入方式の補助冷却装置を構成している。信号線１１２には室内機１０３から吸気ファン１１０および電動ダンパー１１１を動作させるための駆動指令信号／停止指令信号からなる２値信号が送信されている。また、前記制御装置１０７には室内機１０３および室外機１０４を運転させる室内温度の運転閾値温度Ｔ１と停止させる室内温度の停止閾値温度Ｔ２が予め設定されている。さらに、室内機１０３および室外機１０４が停止して、且つ、外気温度が室内温度を下回った場合には、前記駆動指令信号が、室内機１０３および室外機１０４が運転する場合でも、前記停止指令信号が前記吸気ファン１１０および電動ダンパー１１１に送信されるようになっている。

上記構成において、通信機１０２を運転させると、その発熱のため、発熱体収納装置１０１内の室内温度は徐々に上昇してくる。室温センサー１０６の検知した室温Ｔ_ＩＮが運転閾値温度Ｔ１を超えない範囲で、且つ、外気温センサー１０８の検知した外気温度Ｔ_ＯＵＴの温度差ΔＴがＴ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴの状態であると制御装置１０７で判断すると、室内機１０３から駆動指令信号が信号線１１２を通じて送信され、電動ダンパー１１１を開状態とし、吸気ファン１１０を駆動することにより室内温度より低い外気の導入をはかり、発熱体収納装置１０１内を冷却する。しかして、前記通信機１０２の発熱量が大きく外気導入による冷却能力が不足すると発熱体収納装置１０１の室内温度は上昇し、室温Ｔ_ＩＮが運転閾値温度Ｔ１を超えたと制御装置１０７が判断すると室内機１０３および室外機１０４が運転を開始し、発熱体収納装置１０１内を冷却するとともに、前記停止指令信号が信号線１１２を通じて送信され、電動ダンパー１１１を閉状態とし、吸気ファン１１０を停止させ、主冷却装置により冷却して発熱体収納装置１０１の室内温度を下げる。主冷却装置の冷却により、あるいは、通信機１０２の発熱量の低下に伴い、室内温度Ｔ_ＩＮが停止閾値温度Ｔ２以下になったと制御装置１０７が判断し、室内機１０３および室外機１０４を停止させ、同時に、外気温度Ｔ_ＯＵＴの温度差ΔＴがＴ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴの状態であると前記制御装置１０７が判断した場合は、室内機１０３から駆動指令信号が信号線１１２を通じて送信され、電動ダンパー１１１を開状態とし、吸気ファン１１０を駆動することにより外気導入をはかり、発熱体収納装置１０１内を冷却する。そして、気象状況により
外気温Ｔ_ＯＵＴが上昇する、あるいは、通信機１０２の発熱量が大きく外気導入による冷却能力が不足すると発熱体収納装置１０１の室内温度は上昇をし、室温Ｔ_ＩＮが運転閾値温度Ｔ１を超えたと制御装置１０７が判断すると室内機１０３および室外機１０４が運転を開始し、発熱体収納装置１０１内を冷却するとともに、前記停止指令信号が信号線１１２を通じて送信され、電動ダンパー１１１を閉状態とし、吸気ファン１１０を停止させることで外気導入による冷却を停止させる。

以上のように、主冷却装置から駆動指令信号／停止指令信号という簡単な２値信号の送信を使い補助冷却装置を連動動作させることにより、図１３で示すところの主冷却装置と補助冷却装置の冷却動作温度領域を明確に区分して冷却動作する。これにより、発熱体収納装置１０１の室温Ｔ_ＩＮはある一定の温度範囲を保持し、主冷却装置と補助冷却装置の冷却動作が重複することなく消費電力が抑制された省エネルギーな発熱体収納装置用冷却システムとなっていた。

特開２０００−１２１１３０号公報

このような従来の発熱体収納装置用冷却システムにおいては、補助冷却装置は主冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号をもって運転することとなるので、主冷却装置の室温サーミスターの温度の誤検知あるいは主冷却装置自身の故障などにより正しい駆動指令信号／停止指令信号が送信されない場合は、補助冷却装置の正しい冷却動作とはならず、発熱体収納装置の内部温度が急激に上昇し、通信機などの発熱体装置を停止、最悪の場合は、発熱体装置の故障などの２次障害を招くことがあり、主冷却装置に異常が生じても、少しでも長く、できれば主冷却装置の故障メンテを行うまでに冗長的に補助冷却装置が発熱体収納装置の冷却を行うことが求められている。また、通信機などの発熱体装置は、精密機器である場合が多く、粉塵や埃あるいは湿気による回路短絡事故や誤動作が起こらないように粉塵や埃の多い外気を直接導入したり水分が浸入することのない冷却システムも求められている。また、主冷却装置の故障発報時に、正しく補助冷却装置が主冷却装置の故障を推測して動作をしていることが、発熱体収納装置を訪れるサービスマンや遠隔地の操作オペレーターに識別されることも求められている。さらには、主冷却装置と補助冷却装置の冷却動作が重複することなく消費電力が抑制された省エネルギーで、低コストな冷却システムを提供することも求められている。

このような発熱体収納装置用冷却システムにおいて、補助冷却装置は防塵性や防湿性に優れた冷却装置であって、主冷却装置の故障時に、補助冷却装置が発熱体収納装置の冗長的な冷却動作を行うとともに発熱体収納装置や遠隔地でも補助冷却装置が冗長的な冷却動作状態であることを報知することができ、低コストな発熱体収納装置用冷却システムを提供することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するめに本発明は、発熱体が収納された発熱体収納装置の内部を冷却する主冷却装置として冷媒を用いたヒートポンプ式空調機と、補助冷却装置として空気熱交換形空調機と、前記主冷却装置と前記補助冷却装置を信号線で接続し、前記主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号により前記補助冷却装置を動作する冷却システムにおいて、
前記補助冷却装置には、送風手段と、この送風手段に運転／停止指示を行う運転指示手段と、発熱体収納装置内の室内温度を検知する室内温度検知手段と、発熱体収納装置外の外
気温度を検知する外気温度検知手段と、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段による温度情報を、入力し、前記運転指示手段に対し、前記補助冷却装置の運転温度条件あるいは停止温度条件を送付する温度判断手段を備え、
前記温度判断手段は、外気温度が室内温度より低い場合に前記運転温度条件と判断し、外気温度が室内温度より高い場合に前記停止温度条件と判断し、さらに、前記主冷却装置の動作する運転閾値温度より高い第１の閾値温度を予め設定しておき、前記主冷却装置から前記停止指令信号が来ている場合に、前記温度判断手段が前記運転温度条件と判断した状態で、且つ、室内温度がこの第１の閾値温度を上回ったと前記温度判断手段が判断した場合に、前記補助冷却装置を動作させることを特徴とする発熱体収納装置用冷却システム。こととしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

また、発熱体収納装置内の室内温度を検知する室内温度検知手段と、手段発熱体収納装置外の外気温度を検知する外気温度検知手段を補助冷却装置に備え、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段による温度情報を、常時、温度判断手段に入力し、外気温度が室内温度より低いと前記温度判断手段が判断した場合は補助冷却装置の運転温度条件、外気温度が室内温度より高いと前記温度判断手段が判断した場合は補助冷却装置の停止温度条件、とこの温度判断手段が判断し、補助冷却装置に備えた送風手段に運転／停止指示を行う運転指示手段にこれら運転温度条件あるいは停止温度条件を送付することにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、発熱体が収納された発熱体収納装置の内部を冷却する主冷却装置として冷媒を用いたヒートポンプ式空調機と、補助冷却装置として空気熱交換形空調機と、前記主冷却装置と前記補助冷却装置を信号線で接続し、前記主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号により前記補助冷却装置を動作する冷却システムにおいて、
前記補助冷却装置には、送風手段と、この送風手段に運転／停止指示を行う運転指示手段と、発熱体収納装置内の室内温度を検知する室内温度検知手段と、発熱体収納装置外の外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段による温度情報を、入力し、前記運転指示手段に対し、前記補助冷却装置の運転温度条件あるいは停止温度条件を送付する温度判断手段を備え、
前記温度判断手段は、外気温度が室内温度より低い場合に前記運転温度条件と判断し、外気温度が室内温度より高い場合に前記停止温度条件と判断し、さらに、前記主冷却装置の動作する運転閾値温度より高い第１の閾値温度を予め設定しておき、前記主冷却装置から前記停止指令信号が来ている場合に、前記温度判断手段が前記運転温度条件と判断した状態で、且つ、室内温度がこの第１の閾値温度を上回ったと前記温度判断手段が判断した場合に、前記補助冷却装置を動作させるという構成にしたことにより、主冷却装置からの駆動指令信号／停止指令信号に関わらず発熱体収納箱内外の温度を認識することとなるので、主冷却装置が故障時などにより間違った駆動指令信号／停止指令信号を送信しても補助冷却装置自身の判断で発熱体収納装置の冷却を行うことができる。また、発熱体収納装置の室温が主冷却装置により冷却されるであろう想定室温を越える室温の上昇であることを認識することとなるので、主冷却装置が故障したことを推定して、補助冷却装置自身の判断で冷却動作を行い発熱体収納装置の室温が上昇することを抑制できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１の発熱体収納装置冷却システムの構成を示す図同実施の形態１の制御装置の構成を示すブロック図同実施の形態１の時間経過における室内温度変化の一例を表すグラフ同実施の形態１の時間経過における室内温度変化の一例を表す別のグラフ本発明の実施の形態２の制御装置の構成を示すブロック図同実施の形態２の時間経過における室内温度変化の一例を表すグラフ本発明の実施の形態３の制御装置の構成を示すブロック図同実施の形態３の時間経過における室内温度変化の一例を表すグラフ本発明の実施の形態４の制御装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態５の発熱体収納装置冷却システムの構成を示す図同実施の形態５の制御装置の構成を示すブロック図従来の発熱体収納装置冷却システムの構成を示す図同従来例の時間経過における室内温度変化の一例を表すグラフ

本発明の請求項１記載の発熱体収納装置用冷却システムは、発熱体が収納された発熱体収納装置の内部を冷却する主冷却装置として冷媒を用いたヒートポンプ式空調機と、補助冷却装置として空気熱交換形空調機と、前記主冷却装置と前記補助冷却装置を信号線で接続し、前記主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号により前記補助冷却装置を動作する冷却システムにおいて、
前記補助冷却装置には、送風手段と、この送風手段に運転／停止指示を行う運転指示手段と、発熱体収納装置内の室内温度を検知する室内温度検知手段と、発熱体収納装置外の外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段による温度情報を、入力し、前記運転指示手段に対し、前記補助冷却装置の運転温度条件あるいは停止温度条件を送付する温度判断手段を備え、
前記温度判断手段は、外気温度が室内温度より低い場合に前記運転温度条件と判断し、外気温度が室内温度より高い場合に前記停止温度条件と判断し、さらに、前記主冷却装置の動作する運転閾値温度より高い第１の閾値温度を予め設定しておき、前記主冷却装置から前記停止指令信号が来ている場合に、前記温度判断手段が前記運転温度条件と判断した状態で、且つ、室内温度がこの第１の閾値温度を上回ったと前記温度判断手段が判断した場合に、前記補助冷却装置を動作させるという構成を有する。これにより、主冷却装置からの駆動指令信号／停止指令信号に関わらず発熱体収納装置内外の温度を認識することとなるので、主冷却装置が故障時などにより間違った駆動指令信号／停止指令信号を送信しても補助冷却装置自身の判断で発熱体収納装置の冷却を行うことができるという効果を奏する。また、発熱体収納装置の外気温度がこの発熱体収納装置の室内温度より低いという補助冷却装置の冷却動作条件を満足しているか否かを補助冷却装置自身で判断することとなるので、主冷却装置から送信される補助冷却装置への駆動指令信号／停止指令信号の妥当性を補助冷却装置自身で判断できるという効果を奏する。また、発熱体収納装置の室温が主冷却装置により冷却されるであろう想定室温を越える室温の上昇であることを認識することとなるので、主冷却装置が故障したことを推定して、補助冷却装置自身の判断で冷却動作を行い発熱体収納装置の室温が上昇することを抑制できるという効果を奏する。

また、温度判断手段が運転温度条件と判断した状態で、主冷却装置からの駆動指令信号が停止指令信号に変わり補助冷却装置が停止した際の室内温度を初期室内温度として温度判断手段に保存し、同時に補助冷却装置に備えた計時手段の計時を開始し、この計時手段に予め設定した計測時間が経過したことを前記計時手段が前記温度判断手段に伝え、この温度判断手段で計測時間が経過した際の室内温度と初期室内温度の温度差を求め、前記温度判断手段に予め設定している温度差閾値より高いと温度判断手段が判断した場合に、補助冷却装置を動作させるという構成にしてもよい。これにより、予め設定した時間内に予想を超える室温の上昇が起こっている、すなわち発熱体収納装置の室温が主冷却装置により冷却されるであろう想定室温を越える室温の急激な上昇であることを認識することとなるので、主冷却装置が故障して冷却能力が不足していることを推定して、補助冷却装置自身の判断で冷却動作を行い発熱体収納装置の室温が上昇することを抑制できるという効果を奏する。

また、温度判断手段が運転温度条件と判断した状態で、主冷却装置からの駆動指令信号が停止指令信号に変わり補助冷却装置が停止した際の室内温度を初期室内温度として温度判断手段に保存し、同時に補助冷却装置に備えた計時手段の計時を開始し、前記温度判断手段が初期室内温度に対し、この温度判断手段に予め設定した設定計測温度差を越えたことを前記計時手段に伝え、この計時手段で設定計測温度差を越えた際の計測時間をこの計時手段に予め設定した設定時間と比較し、この計測時間が設定時間より短いと前記計測手段が判断した場合に、補助冷却装置を動作させるという構成にしてもよい。これにより、予め設定した室温の上昇が想定時間より早く室温の上昇が起こっている、すなわち発熱体収納装置の室温が主冷却装置により冷却されるであろう想定室温を越える室温の急激な上昇であることを認識することとなるので、主冷却装置が故障して冷却能力が不足していることを推定して、補助冷却装置自身の判断で冷却動作を行い発熱体収納装置の室温が上昇することを抑制できるという効果を奏する。

また、温度判断手段に主冷却装置の停止する停止閾値温度より低い第２の閾値温度を予め設定しておき、温度判断手段が運転温度条件と判断した状態で、主冷却装置からの駆動指令信号が来ない場合に、前記第２の閾値温度を室内温度が下回ったと前記温度判断手段が判断した場合、補助冷却装置を動作させるという構成にしてもよい。これにより、補助冷却装置の運転温度条件であるにも関わらず主冷却装置により駆動指令信号が送信されていないということを認識することとなるので、主冷却装置が故障時などにより間違った停止指令信号が送信されても補助冷却装置自身の判断で冷却動作を行い発熱体収納装置内の適切な冷却動作を行うことができるという効果を奏する。

また、温度判断手段に主冷却装置の停止する停止閾値温度より高い第３の閾値温度を予め設定しておき、温度判断手段が停止温度条件と判断した状態で、主冷却装置から駆動指令信号が来た場合、前記第３の閾値温度を室外温度が上回ったと前記温度判断手段が判断した場合、補助冷却装置を停止させた状態とするという構成にしてもよい。これにより、補助冷却装置の停止温度条件であるにも関わらず主冷却装置により駆動指令信号が送信されているということを認識することとなるので、主冷却装置が故障時などにより間違った駆動指令信号が送信されても補助冷却装置自身の判断で動作を停止し、発熱体収納装置内の室温の不用意な上昇を抑制することができるという効果を奏する。

また、主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号に対し、前記補助冷却装置の動作が異なる場合に、この補助冷却装置に備えた視覚報知手段を用いて発報するという構成にしてもよい。これにより、視覚的に発報手段を有することとなるので、主冷却装置からの駆動指令信号／停止指令信号に対し、補助冷却装置の動作が指令と異なる動作を行っていることが外部から識別できるという効果を奏する。

また、主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号に対し、前記補助冷却装置の動作が異なる場合に、この補助冷却装置に備えた遠隔地に動作状態を発報する発報送信手段としてのスイッチ手段をある一定期間の間にオン、オフ、オンという意図的な信号を発報することという構成にしてもよい。これにより、遠隔地に発報する手段を有することとなるので、主冷却装置からの駆動指令信号／停止指令信号に対し、補助冷却装置の動作が指令と異なる動作を行っていることを遠隔地で知ることができるという効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、発熱体収納装置１０１内には、熱負荷を発生する通信機
１０２と、主冷却装置としてのヒートポンプ式空調機の室内機１０３が設置され、この発熱体収納装置１０１外にコンプレッサーを備えたヒートポンプ式空調機の室外機１０４が設置されている。この室外機１０４と前記室内機１０３は冷媒配管１０５で接続され、前記発熱体収納装置１０１内の室内温度を検知する室温センサー１０６と温度を判断する制御装置１０７が前記室内機１０３内に備えられ、前記室外機１０４に備えた前記発熱体収納装置１０１外の外気温度を検知する外気温センサー１０８が前記冷媒配管１０５に沿って設けられた回路線１０９で前記制御装置１０７に接続されている。前記発熱体収納装置１０１の外壁に補助冷却装置としての空気熱交換形空調機１が備えられ、この空気熱交換形空調機１は、外気（第１環境）用の第１吸気口２と第１吐出口３および発熱体収納装置１０１内（第２環境）用の第２吸気口４と第２吐出口５を有する本体ケース６と、この本体ケース６内に設けられた外気（第１環境）用の第１の送風ファン７および発熱体収納装置１０１内（第２環境）用の第２の送風ファン８と、前記本体ケース６内において外気（第１環境）の空気と発熱体収納装置１０１内（第２環境）の空気を直接入り交じること無く熱交換を行う熱交換器９とを備え、第１の送風ファン７と第２の送風ファン８を制御する補助冷却制御装置１０を備え、発熱体収納装置１０１内の室温を計測するべく第２吸気口４内に補助冷却室温センサー１１と発熱体収納装置１０１外の外気温度を計測するべく第１吸気口２内に補助冷却外気温センサー１２を備えて、前記補助冷却室温センサー１１と前記補助冷却外気温センサー１２がそれぞれ補助冷却制御装置１０に接続されるとともに、前記制御装置１０７と補助冷却制御装置１０が信号線１１２で接続され、駆動指令信号／停止指令信号からなる２値信号が送信されている。また、前記制御装置１０７には室内機１０３および室外機１０４を運転させる室内温度の運転閾値温度Ｔ１と前記室内機１０３および前記室外機１０４を停止させる室内温度の停止閾値温度Ｔ２が予め設定され、これら室内機１０３および室外機１０４が停止して、且つ、外気温度が室内温度を下回ったと前記制御装置１０７が判断した場合には、前記駆動指令信号が、室内機１０３とおよび室外機１０４が運転する場合には、前記停止信号が補助冷却制御装置１０に送信されるようになっている。さらに、この補助冷却制御装置１０には前記運転閾値温度Ｔ１より若干高い第１の閾値温度Ｔ３と前記停止閾値温度Ｔ２より若干低い第２の閾値温度Ｔ４と前記停止閾値温度Ｔ２より若干高い第３の閾値温度Ｔ５が予め設定されている。

また、この補助冷却制御装置１０には、図２に示すように、補助冷却制御装置１０内でコントロール基板１３と前記第１の送風ファン７と第２の送風ファン８を駆動制御する第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に接続され、前記補助冷却室温センサー１１および補助冷却外気温センサー１２は前記コントロール基板１３に備えた室内温度検知手段１６および外気温度検知手段１７に接続されている。このコントロール基板１３には、室内温度検知手段１６と外気温度検知手段１７が接続された温度判断手段１８を備え、室内機１０３からの駆動指令信号／停止指令信号を受信する受信装置１９と前記温度判断手段１８からの信号を入力し、前記第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行う運転指示手段２０が接続されている。

このような構成によれば、通信機１０２を運転させると、その発熱のため、発熱体収納装置１０１内の室内温度は徐々に上昇してくる。室温センサー１０６の検知した室内温度Ｔ_ＩＮが運転閾値温度Ｔ１（例えば２８℃）を超えない範囲で、且つ、外気温センサー１０８の検知した外気温度Ｔ_ＯＵＴの温度差ΔＴがＴ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴの状態であると制御装置１０７で判断すると、室内機１０３から駆動指令信号が信号線１１２を通じて送信され、受信装置１９でこの駆動指令信号を受信し、運転指示手段２０にこの駆動指令信号を送信する。一方、補助冷却室温センサー１１を通じて発熱体収納装置１０１内の室温Ｔ_ＩＮを室内温度検知手段１６にて常時読み取り、温度判断手段１８に伝えている。同様に、補助冷却外気温センサー１２を通じて発熱体収納装置１０１外の外気温Ｔ_ＯＵＴを外気温度検知手段１７にて常時読み取り、温度判断手段１８に伝えている。温度判断手段１８では、Ｔ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴであることと、Ｔ_ＩＮ＜Ｔ１であり（例えば、Ｔ_ＩＮが２０℃、Ｔ_Ｏ
_ＵＴが１５℃で条件が成立する。）、空気熱交換形空調機１の運転温度条件であることを確認し、運転指示手段２０に運転温度条件情報を送信する。運転指示手段２０では、室内機１０３からの駆動指令信号と温度判断手段１８からの運転温度条件情報を受けて、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行い、第１の送風ファン７および第２の送風ファン８を駆動させて、熱交換器９の伝熱作用により発熱体収納装置１０１内を外気側と室内側を遮蔽した状態で冷却する。そして、この空気熱交換形空調機１だけが運転している状態で、外気温Ｔ_ＯＵＴが気象状況により上昇したり、通信機１０２の発熱量が増大すると必然と室温Ｔ_ＩＮも上昇し、運転閾値温度Ｔ１を超えることなった場合に、制御装置１０７では主冷却装置を運転すべき状態と判断し室内機１０３および室外機１０４を運転させて、発熱体収納装置１０１内を冷却すると同時に、空気熱交換形空調機１に対して停止指令信号を送信する。受信装置１９でこの停止指令信号を受信し、運転指示手段２０にこの停止指令信号を送信する。一方、温度判断手段１８に常時伝えられている室温Ｔ_ＩＮと外気温Ｔ_ＯＵＴより、温度判断手段１８では、Ｔ_ＩＮ＞Ｔ１であり（例えば、Ｔ_ＩＮが２９℃で条件が成立する。）、空気熱交換形空調機１の停止温度条件であることを確認し、運転指示手段２０に停止温度条件情報を送信する。運転指示手段２０では、室内機１０３からの停止指令信号と温度判断手段１８からの停止温度条件情報を受けて、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に停止指示を行い、第１の送風ファン７および第２の送風ファン８を停止させる。主冷却装置の冷却により、あるいは、通信機１０２の発熱量の低下に伴い、室内温度Ｔ_ＩＮが停止閾値温度Ｔ２（例えば２６℃）以下になったと制御装置１０７が判断し、室内機１０３および室外機１０４を停止させ、同時に、外気温度Ｔ_ＯＵＴの温度差ΔＴがＴ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴの状態であると前記制御装置１０７が判断した場合は、室内機１０３から駆動指令信号が信号線１１２を通じて空気熱交換形空調機１に送信され、受信装置１９でこの駆動指令信号を受信し、運転指示手段２０にこの駆動指令信号を送信する。一方、温度判断手段１８に常時伝えられている室温Ｔ_ＩＮと外気温Ｔ_ＯＵＴより、温度判断手段１８では、Ｔ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴであることと、Ｔ_ＩＮ＜Ｔ１であり（例えば、Ｔ_ＩＮが２０℃、Ｔ_ＯＵＴが１５℃で条件が成立する。）、空気熱交換形空調機１の運転温度条件であることを確認し、運転指示手段２０に運転温度条件情報を送信する。運転指示手段２０では、室内機１０３からの駆動指令信号と温度判断手段１８からの運転温度条件情報を受けて、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行い、第１の送風ファン７および第２の送風ファン８を駆動させて、熱交換器９の伝熱作用により発熱体収納装置１０１内を外気側と室内側を遮蔽した状態で冷却する。

以上の動作を繰り返しながら発熱体収納装置１０１内の室温Ｔ_ＩＮはある一定の温度範囲を保持するようになっている。

ここで、室内機１０３からの停止指令信号が空気熱交換形空調機１に送付され続けている状態で、室内温度検知手段１６と外気温度検知手段１７で検知される室温Ｔ_ＩＮと外気温Ｔ_ＯＵＴと予め設定された第１の閾値温度Ｔ３（例えば３０℃）の関係が、Ｔ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴであり、Ｔ_ＩＮ＞Ｔ３になった場合は、主冷却装置の故障停止状態と推測した空気熱交換形空調機１の運転温度条件と温度判断手段１８が判断し、運転温度条件情報を運転指示手段２０に送信する。運転指示手段２０では、停止指令信号に対して、運転温度条件情報を入手したために、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行い、Ｔ_ＩＮ＜Ｔ_ＯＵＴとなる停止温度条件が整うまで第１の送風ファン７よび第２の送風ファン８を運転し続け、図３に示すように、主冷却装置の故障により本来の冷却作用による室温Ｔ_ＩＮの変化を示す破線ではなく、一点鎖線で示すような室温Ｔ_ＩＮの急上昇となるところを防ぎ、実線で示す室温Ｔ_ＩＮの緩やかな上昇となり通信機１０２の発熱量が少ない場合は、あわよくば室温Ｔ_ＩＮの均衡を保つような動作を行う。

また、室内機１０３からの停止指令信号が空気熱交換形空調機１に送信されている状態
で、温度判断手段１８に常時伝えられている室温Ｔ_ＩＮと外気温Ｔ_ＯＵＴと予め設定された第２の閾値温度Ｔ４（例えば２５℃）の関係が、Ｔ_ＩＮ＞Ｔ_ＯＵＴであり、Ｔ_ＩＮ＜Ｔ４になった場合は、空気熱交換形空調機１の運転温度条件であることを確認し、運転指示手段２０に運転温度条件情報を送信する。運転指示手段２０では、室内機１０３からの停止指令信号と温度判断手段１８からの運転温度条件情報を受けて、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行い、第１の送風ファン７および第２の送風ファン８を駆動させて、発熱体収納装置１０１内を冷却する。すなわち、図４に示すように、室内機１０３からの駆動指令信号が来ないために空気熱交換形空調機１が駆動できない場合は一点鎖線で示すような室温の上昇となり、直ぐに室内機１０３と室外機１０４が運転する温度に到達してしまうのを防ぎ、実線で示すように空気熱交換形空調機１の動作により実線に示すような室温Ｔ_ＩＮの温度変化で抑えることができる。

また、特に図示しないが、室内機１０３からの駆動指令信号が空気熱交換形空調機１に送付され、温度判断手段１８に常時伝えられている外気温Ｔ_ＯＵＴと予め設定された第３の閾値温度Ｔ５（例えば２７℃）の関係が、Ｔ_ＯＵＴ＞Ｔ５である場合は、空気熱交換形空調機１が動作をしても室温Ｔ_ＩＮは外気温Ｔ_ＯＵＴ以下にはならない特性上、空気熱交換形空調機１の停止温度条件と温度判断手段１８が判断し、停止温度条件情報を運転指示手段２０に送信する。運転指示手段２０では、駆動指令信号に対して、停止温度条件情報を入手したために、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５を停止指示のままとして、第１の送風ファン７および第２の送風ファン８を停止のままとし、空気熱交換形空調機１の運転温度条件が整うまで続ける。

以上のように、主冷却装置から駆動指令信号／停止指令信号という簡単な２値信号の送信を使い補助冷却装置としての空気熱交換形空調機１を連動動作させ、この空気熱交換形空調機１に備えた熱交換器９により発熱体収納装置１０１の内外空気を遮蔽することで防塵、防湿性能の優れた効果を発揮しながら、主冷却装置と補助冷却装置の冷却動作温度領域を明確に区分して、冷却動作が重複することなく消費電力が抑制された省エネルギーで低コストな発熱体収納装置用冷却システムを実現できる。また、空気熱交換形空調機１内に発熱体収納装置１０１内外の温度を認識する温度判断手段１８を設けたことにより、主冷却装置としての室内機１０３からの駆動指令信号／停止指令信号に関わらず、主冷却装置が故障時などに間違った駆動指令信号／停止指令信号を送信しても発熱体収納装置１０１の冷却性能を維持するために空気熱交換形空調機１の判断により、補助冷却装置としての空気熱交換形空調機１が発熱体収納装置１０１内の冗長的な冷却動作を行うことができる。

なお、補助冷却装置を空気式熱交換式空調機で説明しているが、防塵性能および防湿性能の優れたフィルターを用いた外気導入式冷却装置を用いても作用効果に差はなく、以下の実施の形態でも同じである。

また、運転閾値温度Ｔ１と停止閾値温度Ｔ２に対して、第１の閾値温度Ｔ３、第２の閾値温度Ｔ４と第３の閾値温度Ｔ５に若干の温度差を設けているのは、設置場所の差や計測誤差による温度差を加味して設けたもので、温度差については、発熱体収納装置の大きさや主冷却装置や補助冷却装置の設置場所により一概には決めることはできず、本実施の形態ではあくまで参考例として記載しており、以下の実施の形態でも同じである。

（実施の形態２）
さて、本実施の形態では、図５および図６に示すとおり、実施の形態１において、計時手段２１をコントロール基板１３に備え、受信装置１９から運転指示手段２０へ送信する信号をこの計時手段２１および温度判断手段１８に入力するようにして、前記計時手段２１の出力信号を前記温度判断手段１８に接続したものである。また、第１の閾値温度Ｔ３
の代わりに、温度差閾値ΔＴＯを予め温度判断手段１８に、前記計時手段２１に計測時間ｔ_Ｓを予め設定されている。なお、実施の形態１と同一構成部分については、同一符号を用いてその詳細な説明は省略する。

これにより、室内機１０３からの駆動指令信号から停止指令信号が空気熱交換形空調機１に変化して送付された際に、計時手段２１が計時を開始する一方、温度判断手段１８でも、室内温度検知手段１６により常時伝えられている室温Ｔ_ＩＮをこの駆動指令信号から停止指令信号に変化した際の室温ＴＡを記憶する。前記計時手段２１では計時を開始してから予め設定した計測時間ｔ_Ｓ（例えば１分）が経過したことを前記温度判断手段１８に伝え、この時の室温ＴＢと先に記憶した室温ＴＡの差分を直ちに計算（ΔＴ＝ＴＢ−ＴＡ）し、予め設定されている温度差閾値ΔＴＯ（例えば２℃）と比較し、ΔＴ＞ΔＴＯとなった場合は、主冷却装置の故障停止状態と推測した空気熱交換形空調機１の運転温度条件と温度判断手段１８が判断し、運転温度条件情報を運転指示手段２０に送信する。運転指示手段２０では、停止指令信号に対して、運転温度条件情報を入手したために、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行い、Ｔ_ＩＮ＜Ｔ_ＯＵＴとなる停止温度条件が整うまで第１の送風ファン７よび第２の送風ファン８を運転し続け、図６に示すように、主冷却装置の故障により本来の冷却作用による室温Ｔ_ＩＮの変化を示す破線ではなく、一点鎖線で示すような室温Ｔ_ＩＮの急上昇となるところを防ぎ、実線で示す室温Ｔ_ＩＮの緩やかな上昇となり通信機１０２の発熱量が少ない場合は、あわよくば室温Ｔ_ＩＮの均衡を保つような動作を行う。

以上のように、主冷却装置から駆動指令信号／停止指令信号という簡単な２値信号の送信を使い補助冷却装置としての空気熱交換形空調機１を連動動作させ、この空気熱交換形空調機１に備えた熱交換器９により発熱体収納装置１０１の内外空気を遮蔽することで防塵、防湿性能の優れた効果を発揮しながら、主冷却装置と補助冷却装置の冷却動作温度領域を明確に区分して、冷却動作が重複することなく消費電力が抑制された省エネルギーで低コストな発熱体収納装置用冷却システムを実現できる。また、空気熱交換形空調機１内に発熱体収納装置１０１内外の温度を認識する温度判断手段１８と駆動指令信号から停止指令信号に変化した際から計時する計時手段２１を設けたことにより、主冷却装置としての室内機１０３からの駆動指令信号／停止指令信号に関わらず、主冷却装置が故障時などに間違った駆動指令信号／停止指令信号を送信しても発熱体収納装置１０１の冷却性能を維持するために空気熱交換形空調機１の判断により、補助冷却装置としての空気熱交換形空調機１が発熱体収納装置１０１内の冗長的な冷却動作を行うことができる。

（実施の形態３）
さて、本実施の形態では、図７および図８に示すとおり、実施の形態１において、計時手段２１をコントロール基板１３に備え、受信装置１９から運転指示手段２０へ送信する信号をこの計時手段２１および温度判断手段１８に入力するようにし、この温度判断手段１８の出力を前記運転指示手段２０と計時手段２１に接続し、前記計時手段２１の出力を前記運転指示手段２０に接続したものである。また、第１の閾値温度Ｔ３の代わりに、設定計測温度差ΔＴＯを予め温度判断手段１８に設定し、設定時間Δｔ_０を予め計時手段２１に設定されている。なお、実施の形態１と同一構成部分については、同一符号を用いてその詳細な説明は省略する。

これにより、室内機１０３からの駆動指令信号から停止指令信号が空気熱交換形空調機１に変化して送付された際に、計時手段２１が計時を開始する一方、温度判断手段１８でも、室内温度検知手段１６により常時伝えられている室温Ｔ_ＩＮをこの駆動指令信号から停止指令信号に変化した際の室温ＴＡを記憶する。そして、この室温ＴＡに対して予め温度判断手段１８に設定した設定計測温度差ΔＴＯ（例えば２℃）が加算された室温Ｔ_ＩＮ（Ｔ_ＩＮ＝ＴＡ＋ΔＴＯ）になったことを前記計時手段２１に伝え、この時の計時時間ｔ
が予め計時手段２１に設定されている設定時間Δｔ_０（例えば１分）と比較し、ｔ＜Δｔ_０となった場合は、主冷却装置の故障停止状態と推測した空気熱交換形空調機１の運転温度条件と温度判断手段１８が判断し、運転温度条件情報を運転指示手段２０に送信する。運転指示手段２０では、停止指令信号に対して、運転温度条件情報を入手したために、第１のインバーター１４および第２のインバーター１５に運転指示を行い、Ｔ_ＩＮ＜Ｔ_ＯＵＴとなる停止温度条件が整うまで第１の送風ファン７よび第２の送風ファン８を運転し続け、図８に示すように、主冷却装置の故障により本来の冷却作用による室温Ｔ_ＩＮの変化を示す破線ではなく、一点鎖線で示すような室温Ｔ_ＩＮの急上昇となるところを防ぎ、実線で示す室温Ｔ_ＩＮの緩やかな上昇となり通信機１０２の発熱量が少ない場合は、あわよくば室温Ｔ_ＩＮの均衡を保つような動作を行う。

（実施の形態４）
さて、本実施の形態では、図９に示すとおり、実施の形態１において、コントロール基板１３に視覚報知手段２２を備え、ＬＥＤ２３を使って発光させるものである。なお、実施の形態１と同一構成部分については、同一符号を用いてその詳細な説明は省略する。

これにより、室内機１０３から空気熱交換形空調機１に送付される駆動指令信号あるいは停止指令信号に対し、空気熱交換形空調機１がこれら指令信号と同一の動作をしている場合には、ＬＥＤ２３は消灯させておき、室内機１０３から空気熱交換形空調機１に送付される駆動指令信号あるいは停止指令信号に対し、空気熱交換形空調機１がこれら指令信号と同一の動作をしている場合には、点灯させる。

このように、空気熱交換形空調機１内のコントロール基板１３上に視覚報知手段２２であるＬＥＤ２３を備えたので、主冷却装置である室内機１０３からの駆動指令信号／停止指令信号に対し、補助冷却装置である空気熱交換形空調機１の動作がこれら指令と異なる動作を行っていることが外部から識別できる。

なお、ここでは、室内機１０３から空気熱交換形空調機１に送付される駆動指令信号あるいは停止指令信号に対し、空気熱交換形空調機１がこれら指令信号と同一の動作をしている場合には消灯させ、同一でない動作の場合を点灯としたが、点灯と消灯、あるいは、点灯と点滅など、明らかな発光方法に違いが認められれば、作用効果に差はない。

（実施の形態５）
さて、本実施の形態では、図１０および図１１に示すとおり、実施の形態１において、空気熱交換形空調機１に接続した発報通信線２４に、コントロール基板１３に発報送信手段２５を備え、スイッチ手段として無電圧リレー接点２６を用いるものである。なお、実施の形態１と同一構成部分については、同一符号を用いてその詳細な説明は省略する。

これにより、室内機１０３から空気熱交換形空調機１に送付される駆動指令信号あるいは停止指令信号に対し、空気熱交換形空調機１がこれら指令信号と同一の動作をしている場合には、無電圧リレー接点２６は開状態とさせておき、室内機１０３から空気熱交換形空調機１に送付される駆動指令信号あるいは停止指令信号に対し、空気熱交換形空調機１がこれら指令信号と同一の動作をしている場合には、無電圧リレー接点２６は閉状態とさせておき、さらには、定期的に、例えば１０秒毎に、無電圧リレー接点２６を開状態、閉状態を繰り返して意図的に接点の開閉が繰り返すことを示す。これにより、一般の空気熱交換形空調機１の異常状態と示す無電圧リレー接点２６の開状態と識別できるようにしておく。

このように、空気熱交換形空調機１内のコントロール基板１３上に発報送信手段２５であるスイッチ手段の無電圧リレー接点２６備え、空気熱交換形空調機１に発報通信線２４を接続したので、主冷却装置である室内機１０３からの駆動指令信号／停止指令信号に対し、補助冷却装置である空気熱交換形空調機１の動作がこれら指令と異なる動作を行っていることを遠隔地で知ることができる。

本発明にかかる発熱体収納装置用冷却システムは、発熱体が収納された発熱体収納箱を冷却する主冷却装置として冷媒を用いたヒートポンプ式空調機と、補助冷却装置として空気熱交換式の冷却装置と、前記主冷却装置と前記補助冷却装置を信号線で接続し、前記主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号により前記補助冷却装置を動作する冷却システムにおいて、前記補助冷却装置に備えた温度判断手段により、前記補助冷却装置を自主的に動作させるという構成を有する。これにより、主冷却装置からの駆動指令信号／停止指令信号に関わらず発熱体収納箱内外の温度を認識することとなるので、主冷却装置が故障時などの間違った駆動指令信号／停止指令信号を無視して補助冷却装置自身で発熱体収納箱の冷却を行うことができる。従って、例えば、通信機器の基地局や、その他屋外設置機器における冷却設備としてきわめて有用なものとなる。

１空気熱交換形空調機
２第１吸気口
３第１吐出口
４第２吸気口
５第２吐出口
６本体ケース
７第１の送風ファン
８第２の送風ファン
９熱交換器
１０補助冷却制御装置
１１補助冷却室温センサー
１２補助冷却外気温センサー
１３コントロール基板
１４第１のインバーター
１５第２のインバーター
１６室内温度検知手段
１７外気温度検知手段
１８温度判断手段
１９受信装置
２０運転指示手段
２１計時手段
２２視覚報知手段
２３ＬＥＤ
２４発報通信線
２５発報送信手段
２６無電圧リレー接点
１０１発熱体収納装置
１０２通信機
１０３室内機
１０４室外機
１０５冷媒配管
１０６室温センサー
１０７制御装置
１０８外気温センサー
１０９回路線
１１０吸気ファン
１１１電動ダンパー
１１２信号線

Claims

発熱体が収納された発熱体収納装置の内部を冷却する主冷却装置として冷媒を用いたヒートポンプ式空調機と、
補助冷却装置として空気熱交換形空調機と、
前記主冷却装置と前記補助冷却装置を信号線で接続し、
前記主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号により前記補助冷却装置を動作する冷却システムにおいて、
前記補助冷却装置には、
送風手段と、
この送風手段に運転／停止指示を行う運転指示手段と、
発熱体収納装置内の室内温度を検知する室内温度検知手段と、
発熱体収納装置外の外気温度を検知する外気温度検知手段と、
前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段による温度情報を、入力し、前記運転指示手段に対し、前記補助冷却装置の運転温度条件あるいは停止温度条件を送付する温度判断手段を備え、
前記温度判断手段は、
外気温度が室内温度より低い場合に前記運転温度条件と判断し、
外気温度が室内温度より高い場合に前記停止温度条件と判断し、
さらに、前記主冷却装置の動作する運転閾値温度より高い第１の閾値温度を予め設定しておき、前記主冷却装置から前記停止指令信号が来ている場合に、前記温度判断手段が前記運転温度条件と判断した状態で、且つ、室内温度がこの第１の閾値温度を上回ったと前記温度判断手段が判断した場合に、前記補助冷却装置を動作させることを特徴とする発熱体収納装置用冷却システム。
温度判断手段が運転温度条件と判断した状態で、主冷却装置からの駆動指令信号が停止指令信号に変わり補助冷却装置が停止した際の室内温度を初期室内温度として温度判断手段に保存し、
同時に補助冷却装置に備えた計時手段の計時を開始し、
この計時手段に予め設定した計測時間が経過したことを前記計時手段が前記温度判断手段に伝え、
この温度判断手段で計測時間が経過した際の室内温度と初期室内温度の温度差を求め、
前記温度判断手段に予め設定している温度差閾値より高いと温度判断手段が判断した場合に、補助冷却装置を動作させることを特徴とする請求項１記載の発熱体収納装置用冷却システム。
温度判断手段が運転温度条件と判断した状態で、主冷却装置からの駆動指令信号が停止指令信号に変わり補助冷却装置が停止した際の室内温度を初期室内温度として温度判断手段に保存し、
同時に補助冷却装置に備えた計時手段の計時を開始し、
前記温度判断手段が初期室内温度に対し、この温度判断手段に予め設定した設定計測温度差を越えたことを前記計時手段に伝え、
この計時手段で設定計測温度差を越えた際の計測時間をこの計時手段に予め設定した設定時間と比較し、
この計測時間が設定時間より短いと前記計測手段が判断した場合に、補助冷却装置を動作させることを特徴とする請求項１記載の発熱体収納装置用冷却システム。
温度判断手段に主冷却装置の停止する停止閾値温度より低い第２の閾値温度を予め設定しておき、温度判断手段が運転温度条件と判断した状態で、主冷却装置からの駆動指令信号が来ない場合に、前記第２の閾値温度を室内温度が下回ったと前記温度判断手段が判断した場合、補助冷却装置を動作させることを特徴とする請求項１乃至３いずれかひとつに記載の発熱体収納装置用冷却システム。
温度判断手段に主冷却装置の停止する停止閾値温度より高い第３の閾値温度を予め設定しておき、
温度判断手段が停止温度条件と判断した状態で、主冷却装置から駆動指令信号が来た場合、前記第３の閾値温度を室外温度が上回ったと前記温度判断手段が判断した場合、補助冷却装置を停止させた状態とすることを特徴とする請求項１乃至４いずれかひとつに記載の発熱体収納装置用冷却システム。
主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号に対し、前記補助冷却装置の動作が異なる場合に、この補助冷却装置に備えた視覚報知手段を用いて発報することを特徴とする請求項１乃至５いずれかひとつに記載の発熱体収納装置用冷却システム。
主冷却装置より送信される補助冷却装置の駆動指令信号／停止指令信号に対し、前記補助冷却装置の動作が異なる場合に、この補助冷却装置に備えた遠隔地に動作状態を発報する発報送信手段としてのスイッチ手段をある一定期間の間にオン、オフ、オンという意図的な信号を発報することを特徴とする請求項１乃至６いずれかひとつに記載の発熱体収納装置用冷却システム。