(57)【要約】      （修正有）【課題】建物の内部のスペースを使用することなく取付可能で、発熱量が大きい発熱体を収納する建物であっても、低消費電力かつ低コストで建物の内部の空気を効率的に冷却することができる冷却装置および冷却システムを提供する。【解決手段】冷却装置４は、循環手段と熱交換器１２と冷房手段１３とを一体的に有し、発熱体３を収納した建物２の外側面に沿って取り付けられている。循環手段は、建物２の上部の排気口２ｂから、収納室２ａの空気を吸い込み、熱交換器１２と冷房手段１３とを経由させて、建物２の下部の供給口２ｃから収納室２ａに戻すよう構成されている。熱交換器１２は、循環手段で吸い込んだ収納室２ａの空気を、建物２の外部の空気と熱交換して冷却するよう構成されている。冷房手段１３は、熱交換器１２で冷却された空気をさらに冷却可能に構成されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
建物の内部を冷却するための冷却装置であって、
前記建物の外部に設けられる循環手段と熱交換器と冷房手段とを有し、
前記循環手段は、前記建物の上部から前記建物の内部の空気を吸い込み、前記熱交換器と前記冷房手段とを経由させて、前記建物の下部から前記建物の内部に戻すよう構成され、
前記熱交換器は、前記循環手段で吸い込んだ前記建物の内部の空気を、前記建物の外部の空気と熱交換して冷却するよう構成され、
前記冷房手段は、前記熱交換器で冷却された空気をさらに冷却可能に構成されていることを
特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記冷房手段は、前記熱交換器で冷却された空気が所定の温度より高いとき、その空気を前記所定の温度まで冷却し、前記熱交換器で冷却された空気が前記所定の温度以下のとき、その空気を冷却することなく通過させるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記循環手段と前記熱交換器と前記冷房手段とを一体的に有し、前記建物の外側面に沿って取付可能であることを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】
建物と発熱体と請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却装置とを有し、
前記建物は、内部の空気を排出するための排気口を上部に有し、外部の空気を供給するための供給口を下部に有し、
前記発熱体は前記建物の内部に設けられ、
前記冷却装置は、前記建物の内部の空気を、前記循環装置により前記排気口から吸い込み、前記供給口から前記建物の内部に戻すよう、前記建物の外側面に沿って取り付けられていることを
特徴とする冷却システム。
【請求項５】
前記建物の内部に、前記発熱体により温められた空気を集めて前記排気口に誘導する暖気誘導手段が設けられていることを特徴とする請求項４記載の冷却システム。
【請求項６】
前記発熱体は、冷却用の空気を吸い込む吸気口を有し、
前記建物の内部に、前記供給口から前記建物の内部に戻される空気を前記吸気口に誘導する冷気誘導手段が設けられていることを特徴とする請求項４記載の冷却システム。
【請求項７】
前記発熱体は、冷却用の空気を吸い込む吸気口を有し、
前記循環手段は、前記供給口から前記建物の内部に空気を戻すとき、その空気を前記吸気口に向かって吹き付けるよう構成されていることを
特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記発熱体は、熱を発する電子機器または、太陽光発電システムもしくは燃料電池システムで使用されるパワーコンディショナーであることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の冷却システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、発熱体を収納する建物等の冷却装置および冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器などの発熱体を収納する建物では、発熱体により内部の空気が温められて室温が高くなってしまうため、建物の内部を冷却して、電子機器などの性能を維持する必要がある。そこで、従来、このような建物の内部を冷却するものとして、熱交換器が多く利用されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。また、市販のエアコン（例えば、特許文献４参照）や換気扇を利用することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４９５９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２４７９６６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１５３７６号公報
【特許文献４】特開２００２−１７１２１２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１乃至３に記載のように、熱交換器を利用する場合には、比較的発熱量の小さい電子機器などを収納する建物では、低消費電力および低コストで建物の内部の空気を冷却することができる。しかし、太陽光発電システムや燃料電池システムなどで使用されるパワーコンディショナーなどの、発熱量が大きい発熱体を収納する建物では、夏季などの暑い時期でも冷却できるようにするために、大型で高性能の熱交換器を使用する必要があり、主に設備費が嵩むという課題があった。
【０００５】
また、特許文献４に記載のように、エアコンを利用する場合には、発熱量が大きい発熱体を収納する建物では、消費電力が大きくなるため、主に運転費が嵩むという課題があった。また、建物の内部にエアコンの室内機を設置する必要があるため、発熱体などの設置スペースが狭くなってしまうという課題もあった。
【０００６】
本考案は、このような課題に着目してなされたもので、建物の内部のスペースを使用することなく取付可能で、発熱量が大きい発熱体を収納する建物であっても、低消費電力かつ低コストで建物の内部の空気を効率的に冷却することができる冷却装置、およびその冷却装置を取り付けた冷却システム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】
上記目的を達成するために、本考案に係る冷却装置は、建物の内部を冷却するための冷却装置であって、前記建物の外部に設けられる循環手段と熱交換器と冷房手段とを有し、前記循環手段は、前記建物の上部から前記建物の内部の空気を吸い込み、前記熱交換器と前記冷房手段とを経由させて、前記建物の下部から前記建物の内部に戻すよう構成され、前記熱交換器は、前記循環手段で吸い込んだ前記建物の内部の空気を、前記建物の外部の空気と熱交換して冷却するよう構成され、前記冷房手段は、前記熱交換器で冷却された空気をさらに冷却可能に構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本考案に係る冷却装置は、熱交換器と冷房手段とにより、建物の内部の空気を冷却することができる。このとき、冷却の負担を、熱交換器と冷房手段とに分散することができるため、発熱量が大きい発熱体を収納する建物の内部を冷却する場合であっても、大型で高性能の熱交換器を使用する必要がなく、設備費を低減することができる。また、消費電力が小さい熱交換器で冷却した後、必要に応じて冷房手段で冷房すればよいため、冷房手段の消費電力を抑えることができ、運転費を低減することができる。このように、本考案に係る冷却装置は、発熱量が大きい発熱体を収納する建物であっても、低消費電力かつ低コストで建物の内部の空気を効率的に冷却することができる。
【０００９】
本考案に係る冷却装置は、循環手段により、建物の上部から建物の内部の温度の高い空気を吸い込み、冷却した後、建物の下部から戻すため、建物の内部の空気を効率良く冷却することができる。また、循環手段と熱交換器と冷房手段とを、建物の内部のスペースを使用することなく、建物の外部に取り付けることができ、建物の内部に発熱体を設置する際の邪魔にならない。
【００１０】
本考案に係る冷却装置で、熱交換器は、沸騰冷却式や空冷式など、いかなる方式のものであってもよく、市販のものであってもよい。冷房手段は、いかなるものであってもよいが、設備費を低減するためには、市販のエアコンから成ることが好ましい。循環手段は、建物の内部の空気を吸い込んで循環可能であれば、いかなるものであってもよい。例えば、熱交換器や冷房手段に内蔵されたファンや、通気路の途中に設置されたファンであってもよい。建物は、発熱体を収納するものであることが好ましく、例えば、局舎やシェルター、機器収容箱、機器収容函、機器収納用パッケージなどが好ましい。発熱体は、例えば、熱を発する電子機器や、太陽光発電システムや燃料電池システムなどで使用されるパワーコンディショナーなどである。
【００１１】
本考案に係る冷却装置で、前記冷房手段は、前記熱交換器で冷却された空気が所定の温度より高いとき、その空気を前記所定の温度まで冷却し、前記熱交換器で冷却された空気が前記所定の温度以下のとき、その空気を冷却することなく通過させるよう構成されていることが好ましい。この場合、季節や日照、天気の変化などにより、建物の内部から吸い込む空気の温度が変化しても、所定の温度まで冷却して建物の内部に戻すことができる。また、熱交換器により冷却された空気の温度に応じて、効率よく冷房手段を運転させることができ、消費電力を低減することができる。特に、建物の内部から吸い込んだ空気が、熱交換器の冷却のみで所定の温度以下になったとき、冷房手段を停止させておくことができ、消費電力をさらに低減することができる。
【００１２】
本考案に係る冷却装置は、前記循環手段と前記熱交換器と前記冷房手段とを一体的に有し、前記建物の外側面に沿って取付可能であることが好ましい。この場合、循環手段と熱交換器と冷房手段とを一体のものとして運搬し、取り付けることができ、効率的に設置することができる。また、循環手段と熱交換器と冷房手段との間の配管や配線なども一体的に内蔵することができ、これらを外部で取り回す必要がないため、故障しにくい。また、建物の外側面に沿って取り付けることができるため、建物との間の配管や配線を極力少なくすることができ、建物への取り付けが容易である。
【００１３】
本発明に係る冷却システムは、建物と発熱体と前述の本発明に係る冷却装置とを有し、前記建物は、内部の空気を排出するための排気口を上部に有し、外部の空気を供給するための供給口を下部に有し、前記発熱体は前記建物の内部に設けられ、前記冷却装置は、前記建物の内部の空気を、前記循環装置により前記排気口から吸い込み、前記供給口から前記建物の内部に戻すよう、前記建物の外側面に沿って取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る冷却システムは、本発明に係る冷却装置により、発熱体の発熱量が大きくても、低消費電力かつ低コストで建物の内部の空気を効率的に冷却することができる。また、冷却装置を建物の外部に取り付けることができ、建物の内部に発熱体を設置する際に、冷却装置が邪魔にならない。
【００１５】
本発明に係る冷却システムは、前記建物の内部に、前記発熱体により温められた空気を集めて前記排気口に誘導する暖気誘導手段が設けられていてもよい。この場合、暖気誘導手段により、発熱体により温められた空気を、建物の内部の他の大部分の空気と混合させることなく、排気口に誘導することができる。このため、他の大部分の空気が発熱体により温められるのを防止するとともに、主に温められた空気のみを冷却することができ、冷却効率が高い。暖気誘導手段は、例えば、発熱体の暖気排出口から排気口まで接続された排気ダクトや、発熱体により温められた空気を回収可能に、発熱体の暖気排出口に近接して設けられ、排気口に接続されたチャンバーや二重天井の小屋裏空間などである。
【００１６】
また、前記発熱体は、冷却用の空気を吸い込む吸気口を有し、前記建物の内部に、前記供給口から前記建物の内部に戻される空気を前記吸気口に誘導する冷気誘導手段が設けられていてもよい。この場合、冷気誘導手段により、冷却装置により冷却された空気を、建物の内部の空気と混合させることなく、発熱体の吸気口に直接誘導することができる。このため、主に冷却された空気のみで、発熱体を冷却することができ、発熱体の冷却効率が高い。また、これにより、建物の内部の空気の温度上昇を抑制することができ、冷却装置の消費電力を抑えることができる。冷気誘導手段は、例えば、供給口から発熱体の吸気口まで接続された供給ダクトや、供給口から戻される冷却された空気を貯留可能に、供給口と発熱体の吸気口とに接続されたチャンバーや二重床の床下空間などである。
【００１７】
本発明に係る冷却システムで、前記発熱体は、冷却用の空気を吸い込む吸気口を有し、前記循環手段は、前記供給口から前記建物の内部に空気を戻すとき、その空気を前記吸気口に向かって吹き付けるよう構成されていてもよい。この場合、冷却装置により冷却され、発熱体の吸気口に直接吹き付けられた空気により、発熱体を効率良く冷却することができる。これにより、建物の内部の空気の温度上昇を抑制することができ、冷却装置の消費電力を抑えることができる。
【考案の効果】
【００１８】
本考案によれば、建物の内部のスペースを使用することなく取付可能で、発熱量が大きい発熱体を収納する建物であっても、低消費電力かつ低コストで建物の内部の空気を効率的に冷却することができる冷却装置、およびその冷却装置を取り付けた冷却システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の実施の形態の冷却システムを示す（ａ）建物の外壁を一部切り欠いた斜視図、（ｂ）建物の内部を示す正面図、（ｃ）建物の内部を示す左側面図である。
【図２】本考案の実施の形態の冷却装置を示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面図、（ｃ）底面図である。
【図３】本考案の実施の形態の冷却システムの（ａ）二重天井の変形例、（ｂ）排気ダクトを有する変形例の、建物の内部を示す正面図である。
【図４】本考案の実施の形態の冷却システムの（ａ）二重床の変形例、（ｂ）供給ダクトを有する変形例の、建物の内部を示す正面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本考案の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本考案の実施の形態の冷却装置および冷却システムを示している。
図１に示すように、冷却システム１は、建物２と発熱体３と冷却装置４とを有している。
【００２１】
建物２は、内部に発熱体３を収納するための収納室２ａを有し、収納室２ａの空気を排出するための排気口２ｂを上部に有し、外部の空気を収納室２ａに供給するための供給口２ｃを下部に有している。排気口２ｂは、１つの側壁の上部に設けられ、供給口２ｃは、排気口２ｂと同じ側壁の下部に設けられている。
【００２２】
発熱体３は、稼働するときに熱を発する電子機器などから成り、建物２の収納室２ａに収納されている。図１に示す具体的な一例では、発熱体３は、太陽光発電システムや燃料電池システムなどで使用されるパワーコンディショナーから成っている。発熱体３は、発生した熱を排出するための暖気排出口３ａを上部に有し、自身を冷却するための空気を吸い込むための吸気口３ｂを正面下部に有している。
【００２３】
図２に示すように、冷却装置４は、循環手段１１と熱交換器１２と冷房手段１３とを一体的に有している。冷却装置４は、外形が上下方向に長い立方体形状を成し、上部に熱交換器１２が、下部に冷房手段１３が配置されている。冷却装置４は、１つの側面の上部に空気を吸い込むための吸込口１４を有し、底面に空気を吹き出すための吹出口１５を有している。冷却装置４は、吸込口１４から熱交換器１２と冷房手段１３とを経由して吹出口１５まで伸びる通気路を有している。
【００２４】
図１に示すように、冷却装置４は、建物２の外側面に沿って取り付けられている。冷却装置４は、吸込口１４を建物２の排気口２ｂに合わせ、吹出口１５と建物２の供給口２ｃとをダクト１６で接続して取り付けられている。
【００２５】
図２に示すように、循環手段１１は、ファンから成り、吸込口１４の下流側に設けられている。循環手段１１は、吸込口１４から吸い込んだ空気を、通気路を通して吹出口１５から吹き出すよう構成されている。すなわち、循環手段１１は、吸気口３ｂを通して、建物２の排気口２ｂから収納室２ａの空気を吸い込み、熱交換器１２と冷房手段１３とを経由させ、吹出口１５からダクト１６を通して建物２の供給口２ｃから、収納室２ａに戻すよう構成されている。
【００２６】
熱交換器１２は、市販の沸騰冷却式のものから成り、循環手段１１で吸い込んだ収納室２ａの空気を、建物２の外部の空気と熱交換して冷却するよう構成されている。冷房手段１３は、市販のエアコンから成り、熱交換器１２で冷却された空気をさらに冷却可能になっている。冷房手段１３は、制御基板１３ａを有し、熱交換器１２で冷却された空気があらかじめ設定された設定温度より高いとき、その空気を設定温度まで冷却し、熱交換器１２で冷却された空気が設定温度以下のとき、運転を停止して、その空気を冷却することなく通過させるよう構成されている。設定温度は、例えば３０℃である。なお、図１に示す具体的な一例では、熱交換器１２は、冷房能力が３．６ｋＷ、定格消費電力が０．１５ｋＷである。冷房手段１３は、冷房能力が７ｋＷ、定格消費電力が２．４ｋＷである。
【００２７】
次に、作用について説明する。
冷却システム１は、冷却装置４の熱交換器１２と冷房手段１３とにより、建物２の収納室２ａの空気を冷却することができる。このとき、冷却の負担を、熱交換器１２と冷房手段１３とに分散することができるため、発熱量が大きい発熱体３を収納する収納室２ａを冷却する場合であっても、大型で高性能の熱交換器１２を使用する必要がなく、設備費を低減することができる。また、消費電力が小さい熱交換器１２で冷却した後、必要に応じて冷房手段１３で冷房すればよいため、冷房手段１３の消費電力を抑えることができ、運転費を低減することができる。このように、冷却システム１は、発熱量が大きい発熱体３を収納する建物２であっても、低消費電力かつ低コストで収納室２ａの空気を効率的に冷却することができる。図１に示す具体的な一例では、冷却装置４は、エアコンのみで冷却する場合と比べて、１／５の消費電力で建物２の収納室２ａを冷却することができる。
【００２８】
冷却システム１は、循環手段１１により、建物２の上部の排気口２ｂから収納室２ａの温度の高い空気を吸い込み、冷却した後、建物２の下部の供給口２ｃから戻すため、収納室２ａの空気を効率良く冷却することができる。また、循環手段１１と熱交換器１２と冷房手段１３とを、収納室２ａのスペースを使用することなく、建物２の外部に取り付けるため、収納室２ａに発熱体３を設置する際の邪魔にならない。
【００２９】
冷却システム１は、季節や日照、天気の変化などにより、収納室２ａから吸い込む空気の温度が変化しても、設定温度まで冷却して収納室２ａに戻すことができる。また、熱交換器１２により冷却された空気の温度に応じて、効率よく冷房手段１３を運転させることができ、消費電力を低減することができる。特に、収納室２ａから吸い込んだ空気が、熱交換器１２の冷却のみで設定温度以下になったとき、冷房手段１３を停止させておくことができ、消費電力をさらに低減することができる。例えば、暑い夏季には、収納室２ａから吸い込む空気の温度も高くなるため、冷房手段１３を運転させる必要があるが、涼しい秋季や春季、寒い冬季には、ほとんど冷房手段１３を運転させることなく、収納室２ａを冷却することができ、消費電力を低減することができる。
【００３０】
冷却システム１は、循環手段１１と熱交換器１２と冷房手段１３とを一体のものとして冷却装置４を運搬し、取り付けることができ、効率的に冷却装置４を設置することができる。また、循環手段１１と熱交換器１２と冷房手段１３との間の配管や配線なども一体的に冷却装置４に内蔵することができ、これらを外部で取り回す必要がないため、故障しにくい。また、冷却装置４を建物２の外側面に沿って取り付けることができるため、建物２との間の配管や配線を極力少なくすることができ、建物２への冷却装置４の取り付けが容易である。
【００３１】
なお、冷却システム１は、循環手段１１により供給口２ｃから収納室２ａに空気を戻すとき、その空気を発熱体３の吸気口３ｂに向かって吹き付けるよう構成されていてもよい。この場合、冷却装置４により冷却され、発熱体３の吸気口３ｂに直接吹き付けられた空気により、発熱体３を効率良く冷却することができる。これにより、収納室２ａの空気の温度上昇を抑制することができ、冷却装置４の消費電力を抑えることができる。
【００３２】
また、図３に示すように、冷却システム１は、発熱体３により温められた空気を集めて排気口２ｂに誘導するよう、収納室２ａに設けられた暖気誘導手段２１を有していてもよい。図３（ａ）に示す一例では、暖気誘導手段２１は、排気口２ｂを含むよう、収納室２ａの上部を間仕切りの天井板２２で仕切って設けられた、二重天井の小屋裏空間から成っている。天井板２２は、発熱体３により温められた空気を回収可能に、発熱体３の暖気排出口３ａの上方に開口２３を有している。また、図３（ｂ）に示す一例では、暖気誘導手段２１は、発熱体３の暖気排出口３ａから排気口２ｂまで接続された排気ダクト２４から成っている。
【００３３】
この暖気誘導手段２１を有する場合、暖気誘導手段２１により、発熱体３により温められた空気を、収納室２ａの他の大部分の空気と混合させることなく、排気口２ｂに誘導することができる。このため、他の大部分の空気が発熱体３により温められるのを防止するとともに、主に温められた空気のみを冷却することができ、冷却効率が高い。
【００３４】
また、図４に示すように、冷却システム１は、供給口２ｃから収納室２ａに戻される空気を発熱体３の吸気口３ｂに誘導するよう、収納室２ａに設けられた冷気誘導手段３１を有していてもよい。図４（ａ）に示す一例では、冷気誘導手段３１は、供給口２ｃを含むよう、収納室２ａの下部を間仕切りの床板３２で仕切って設けられた、二重床の床下空間から成っている。二重床の床下空間には、供給口２ｃから戻される冷却された空気を貯留可能である。床板３２は、その冷却された空気を発熱体３の吸気口３ｂに供給可能に、吸気口３ｂに対応する位置に開口３３を有している。また、図４（ｂ）に示す一例では、冷気誘導手段３１は、供給口２ｃから発熱体３の吸気口３ｂまで接続された供給ダクト３４から成り、冷却された空気を発熱体３の吸気口３ｂに向かって吹き付けるよう構成されている。
【００３５】
この冷気誘導手段３１を有する場合、冷気誘導手段３１により、冷却装置４により冷却された空気を、収納室２ａの空気と混合させることなく、発熱体３の吸気口３ｂに直接誘導することができる。このため、主に冷却された空気のみで、発熱体３を冷却することができ、発熱体３の冷却効率が高い。また、これにより、収納室２ａの空気の温度上昇を抑制することができ、冷却装置４の消費電力を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  冷却システム
２  建物
２ａ  収納室
２ｂ  排気口
２ｃ  供給口
３  発熱体
３ａ  暖気排出口
３ｂ  吸気口
４  冷却装置
１１  循環手段
１２  熱交換器
１３  冷房手段
１４  吸込口
１５  吹出口
１６  ダクト
２１  暖気誘導手段
２２  天井板
２３  開口
２４  排気ダクト
３１  冷気誘導手段
３２  床板
３３  開口
３４  供給ダクト
【図１】
0003197279.tif 000003
【図２】
0003197279.tif 000004
【図３】
0003197279.tif 000005
【図４】
0003197279.tif 000006