(57)【要約】【課題】空調機と併用し、発熱体の発熱量が増加しても、空調機の消費電力の増大を抑制できる冷却装置を提供することを目的としている。【解決手段】発熱体収納箱２の内部の空気は、発熱体収納箱２の内部に設置された送風手段（図示せず）の作用により、発熱体収納箱２の天面における長手方向の略中央部分に開口した内気吹出口１０から冷却装置１の内部に吹出され、ケーシング１１の内部に設けた熱交換器２４と外気送風機１９と内外仕切板１５と外気区画仕切板１８で構成した冷却装置１の、外気区画仕切板１８を中心線として左右対称に「ハ」の字型に設置された熱交換器２４により冷却される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納室内に、背面を前記収納室内壁面に平行に近接させて設置された発熱体収納箱からの排熱を処理し前記収納室内空間を冷却する冷却装置であって、
前記発熱体収納箱の上面に載せるよう設置されたケーシングの内部に熱交換器、外気送風機および内外仕切板を設け、
前記熱交換器は凝縮器と蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒気管、及び冷媒液管で構成し冷媒サイクルを形成し、
前記内外仕切板は前記ケーシングの内部にそれぞれ独立した、下側の内気区画と上側の外気区画を形成し、
前記内気区画のケーシングの前面の両側に室内空気吹出口を、
前記外気区画のケーシングの上面に外気吸込口と外気吹出口を設け、
前記内気区画には内気送風機により送風された空気が流通し、前記内気区画内に前記蒸発器を設け、
前記外気区画には前記外気送風機により送風された空気が流通し、前記外気区画内に前記凝縮器を設けたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記熱交換器を２個設け、外気区画はケーシングの長手方向の中央部に設けた外気区画仕切板で分けられ、分けられた前記外気区画のそれぞれには少なくとも１つの外気送風機を設け、
前記２個の熱交換器は、前記外気区画仕切板を中心線として、左右対称にハの字型に設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記内気送風機によって前記内気区画内に流通した空気が前記蒸発器を通過する前の前記内気区画の高さは、前記蒸発器を通過した後の前記内気区画の高さよりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記外気送風機によって前記外気区画内に流通した空気が前記凝縮器を通過する前の前記外気区画の高さは、前記凝縮器を通過した後の前記外気区画の高さよりも高いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パワーコンディショナー等の発熱体を収納した発熱体収納箱の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーコンディショナーは太陽光発電システム等で使用され、直流電流を交流電流に変換する発熱体であり、冷却する必要がある。
【０００３】
そのため、配電盤内にパワーコンディショナーを配置した場合には、冷却ファンをパワーコンディショナーの上側に設け、冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
またパワーコンディショナー内部に排気ファンを有し、内部発熱を外部空間に放出する場合、パワーコンディショナーが設けられた外部空間内を冷却するため、空調機が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４６９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように空調機を設けて、パワーコンディショナーが設置された外部空間を冷却する場合、発熱体の発熱量が増加すれば、空調機の消費電力も増大するという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するものであり、空調機と併用し、発熱体の発熱量が増加しても、空調機の消費電力の増大を抑制できる冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明の冷却装置は、収納室内に、背面を前記収納室内壁面に平行に近接させて設置された発熱体収納箱からの排熱を処理し前記収納室内空間を冷却する冷却装置であって、
前記発熱体収納箱の上面に載せるよう設置されたケーシングの内部に熱交換器、外気送風機および内外仕切板を設け、
前記熱交換器は凝縮器と蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒気管、及び冷媒液管で構成し冷媒サイクルを形成し、
前記内外仕切板は前記ケーシングの内部にそれぞれ独立した、下側の内気区画と上側の外気区画を形成し、
前記内気区画のケーシングの前面の両側に室内空気吹出口を、
前記外気区画のケーシングの上面に外気吸込口と外気吹出口を設け、
前記内気区画には内気送風機により送風された空気が流通し、前記内気区画内に前記蒸発器を設け、
前記外気区画には前記外気送風機により送風された空気が流通し、前記外気区画内に前記凝縮器を設けたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発熱体収納箱内部の発熱体の発熱量が増加した場合には、発熱体収納箱の天面に冷却装置を設置することで、空調機の消費電力の増加を抑制して発熱体の発熱量の増加に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の発熱体収納箱と冷却装置とを設置した収納室の斜視図
【図２】同発熱体収納箱と冷却装置の内部を透視した斜視図
【図３】同冷却装置の断面を示す構成図
【図４】同蒸発器の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（実施の形態１）
図１から図４に冷却装置の一実施形態を示す。
【００１３】
図１に示すように、冷却装置１は発熱体収納箱２の上部に設置されている。そして、冷却装置１および発熱体収納箱２は収納室３の内部に設置されている。発熱体収納箱２にはパワーコンディショナー等の発熱体（図示せず）が収納されている。
【００１４】
収納室３の内部は床面と天井面と壁面とにより囲まれた気密性を有する空間である。収納室３の内部に設置された室内機４と収納室３の外部に設置された室外機５により空調機６を構成している。
【００１５】
発熱体収納箱２の背面は収納室３の内壁面にほぼ平行に近接している。
【００１６】
発熱体収納箱２の前面に室内空気吸込口７が開口しており、収納室３の内部の空気を発熱体収納箱２の内部に吸込んでいる。
【００１７】
冷却装置１の上部には外気吸気ダクト８と外気排気ダクト９が設置されている。収納室３の外部の空気、すなわち外気は冷却装置１の内部に外気吸気ダクト８を通して吸込まれている。冷却装置１に吸込まれた外気は外気排気ダクト９を通して収納室３の外部に排出されている。
【００１８】
図２に発熱体収納箱２と冷却装置１の内部を透視した斜視図を示す。
【００１９】
図２および図３において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２０】
図２および図３に示すように、発熱体収納箱２の天面における長手方向の略中央部分に丸孔形状の内気吹出口１０が開口している。発熱体収納箱２の内部の空気は、発熱体収納箱２の例えば上面に設置された送風手段（内気送風機３１）の作用により、内気吹出口１０から冷却装置１の内部に吹出されている。
【００２１】
冷却装置１はケーシング１１の内部に設けた熱交換器２４と外気送風機１９と内外仕切板１５と外気区画仕切板１８で構成されている。
【００２２】
外気区画仕切板１８を中心線として熱交換器２４は左右対称に設置されている。すなわち、外気区画仕切板１８を中心線として熱交換器２４は左右対称に「ハ」の字型に設置されている。ここで「ハ」の字型とは、中心線から遠ざかるにつれて、斜め下に下がる形状を意味する。すなわち「ハ」の字型とは、中心線の左側においては左下に下がる形状となり、中心線の右側においては右下に下がる形状を意味する。
【００２３】
ケーシング１１の上面には外気吸気ダクト８と接続される外気吸込口１２が備えられ、外気排気ダクト９と接続される外気吹出口１３が備えられている。
【００２４】
ケーシング１１の前面の両側に室内空気吹出口１４が開口している。冷却装置１の内部の空気が室内空気吹出口１４から収納室３の内部に吹出している。
【００２５】
図３に冷却装置の断面を示す構成図を示す。
【００２６】
図３において、図１及び図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
図３に示すように、冷却装置１の内部には内外仕切板１５が設けられている。内外仕切板１５により下側の内気区画１６と上側の外気区画１７に分割されている。さらに外気区画１７の内部に外気区画仕切板１８が設けられている。外気区画仕切板１８により外気区画１７は左右の２区画に分割されている。
【００２８】
外気区画１７の内部には外気送風機１９と凝縮器２０が設置されている。内気区画１６の内部には蒸発器２１が設置されている。凝縮器２０と蒸発器２１は冷媒気管２２および冷媒液管２３で接続して熱交換器２４を形成している。
【００２９】
そして内部に冷媒を封入することで冷媒サイクル、すなわちサーモサイフォンを形成している。冷媒気管２２と冷媒液管２３は内外仕切板１５を貫通しており、その貫通部をガスケット等（図示せず）で封止することで内気区画１６と外気区画１７の独立性が確保されている。
【００３０】
なお、凝縮器２０と蒸発器２１はそれぞれ３列で構成され、冷媒気管２２と冷媒液管２３は凝縮器２０と蒸発器２１の最上列同士、中央列同士、最下列同士を接続しているが、図３では、最上列同士を接続している冷媒気管２２と冷媒液管２３のみ記載している。
【００３１】
図４に蒸発器２１（凝縮器２０）の構成を示す。
【００３２】
２本のヘッダー２５間に一定間隔で複数のチューブ２６を配置し、チューブ２６間に波型のフィン２７を挿入し、チューブ２６とフィン２７の多数の接触部を溶接している。この多数の接触部を溶接することによりチューブ２６とフィン２７の良好な伝熱性を有している。
【００３３】
上記構成において、パワーコンディショナー等の発熱体が作動すると発熱すると、発熱体収納箱２の例えば上面に設けられた内気送風機３１により、内気吹出口１０から内気区画１６へ加熱された空気が流入する。なお、内気吹出口１０は左側の蒸発器２１Ａと右側の蒸発器２１Ｂとの間に設けられる。
【００３４】
内気区画１６へ流入した空気は、左右に分かれ蒸発器２１を通過することにより冷却される。冷却された空気は左右の両側に設けた室内空気吹出口１４から収納室３内に吹出される。右側の空気の流れを図３の実線矢印で示している。
【００３５】
このとき、蒸発器２１は蒸発器２１Ａと蒸発器２１Ｂが左右対称に設けられているので、流入した空気がほぼ均等に分配され、蒸発器２１Ａと蒸発器２１Ｂにほぼ同風量の空気が通過する。
【００３６】
また、図４に示すように内気吹出口１０から流入した空気は、蒸発器２１（凝縮器２０）の波型のフィン２７間（図の略三角形空間）を通過するため、積層した熱交換素子に比べて圧力損失が低いので、内気区画１６内に送風機を設けず発熱体収納箱２内の送風機を利用できる。
【００３７】
また、図３に示すように外気区画１７内では外気送風機１９の作用により外気吸気ダクト８を通過して外気吸込口１２に外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は図３に示す破線矢印のように凝縮器２０を通過し、加熱される。加熱された外気は外気吹出口１３から外気排気ダクト９を通過して室外に排出される。
【００３８】
蒸発器２１の内部において冷媒は流入した空気から吸熱することで蒸発し、冷媒気管２２を通って凝縮器２０へ流入する。蒸発器２１にて冷媒の蒸発に伴う吸熱作用により冷却された流入した空気は、左右の両側に設けた室内空気吹出口１４から収納室３内に吹出されるので、発熱体の冷却を行うことができる。
【００３９】
凝縮器２０において、冷媒は外気への放熱により凝縮し、冷媒液管２３を通って再び蒸発器２１へ流入する。凝縮器２０にて冷媒との熱交換により昇温された外気は外気吹出口１３から外気排気ダクト９を通過してより屋外へ排出される。
【００４０】
すなわち、熱交換器２４は、冷媒が発熱体収納箱２の内気からの熱を吸熱することで蒸発し、屋外外気へ放熱することで凝縮する作用を示し、気相状態と液相状態を繰り返し変化する冷媒が密度差により熱交換器２４の内部を循環することで熱搬送を行うサーモサイフォンである。
【００４１】
ここで、熱交換器２４は外気区画仕切板１８を中心線として左右対称にハの字型に設けられており、さらに本実施形態では、蒸発器２１と凝縮器２０が２０度の傾斜角度で設置されている。
【００４２】
この構成により発熱体収納箱２の天面と収納室３の天面の間の限られた空間内に冷却装置１を設置することができる。すなわち冷却装置１の高さを低くすることができるため、発熱体の発熱量が増加した場合に後付けにより容易に冷却装置１を追加設置することが可能である。
【００４３】
蒸発器２１と凝縮器２０の傾斜角度は、１５度から２５度が好ましく、傾斜角度が１５度よりも小さい場合は圧力損失が増大し、傾斜角度が２５度よりも大きい場合は冷却装置１の高さが高くなってしまう。
【００４４】
なお、本実施の形態では熱交換器２４を２個設けたが、熱交換器２４の数量は発熱体の発熱量に応じて増減すればよく、熱交換器２４を１個設ける場合もある。
【００４５】
なお、本実施の形態では一つの熱交換器２４に対して外気送風機１９を２個設けたが、外気送風機１９の数量は発熱体の発熱量に応じて増減すればよく、外気送風機１９を１個設ける場合もある。
【００４６】
なお、本実施の形態では、凝縮器２０は、外気区画仕切板１８を中心線として凝縮器２０Ａと凝縮器２０Ｂが左右対称に設けられることが好ましい。外気区画仕切板１８によって、凝縮器２０Ａを通過した空気と凝縮器２０Ｂを通過した空気は互いに干渉することなく外気吹出口１３から室外に排出される。このため、空気が凝縮器２０をスムーズに通過することができるので、熱交換器２４の熱交換効率を高めることができる。
【００４７】
なお、図３において、内気送風機３１によって内気吹出口１０から吹き出された空気が蒸発器２１を通過する前の内気区画１６の高さ１６ａは、蒸発器２１を通過した後の内気区画１６の高さ１６ｂよりも高いことが好ましい。この構成によれば、より広い空間から蒸発器２１に向かって良好に空気が当たることになるため、熱交換器２４の熱交換効率をさらに高めることができる。
【００４８】
なお、図３において、外気送風機１９によって外気吸込口１２から吸い込まれた空気が凝縮器２０を通過する前の外気区画１７の高さ１７ａは、凝縮器２０を通過した後の外気区画１７の高さ１７ｂよりも高いことが好ましい。この構成によれば、より広い空間から凝縮器２０に向かって良好に空気が当たることになるため、熱交換器２４の熱交換効率をさらに高めることができる。
【００４９】
以上により、発熱体収納箱２内部の発熱体の発熱量が増加した場合でも、発熱体収納箱２の天面に冷却装置１を設置することで、空調機の消費電力の増加を抑制して発熱体の発熱量の増加に対応することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の冷却装置は、併用する空調機の消費電力の増加を抑制して発熱量の増加に対応することができる発熱体収納箱の冷却装置として有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１    冷却装置
２    発熱体収納箱
３    収納室
４    室内機
５    室外機
６    空調機
７    室内空気吸込口
８    外気吸気ダクト
９    外気排気ダクト
１０    内気吹出口
１１    ケーシング
１２    外気吸込口
１３    外気吹出口
１４    室内空気吹出口
１５    内外仕切板
１６    内気区画
１６ａ，１６ｂ    高さ
１７    外気区画
１７ａ，１７ｂ    高さ
１８    外気区画仕切板
１９    外気送風機
２０，２０Ａ，２０Ｂ    凝縮器
２１，２１Ａ，２１Ｂ    蒸発器
２２    冷媒気管
２３    冷媒液管
２４    熱交換器
２５    ヘッダー
２６    チューブ
２７    フィン
３１    内気送風機
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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