沸腾冷却装置的制作方法

专利名称：沸腾冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却箱体的内部空气的沸腾冷却装置，涉及例如控制便携 电话通信网络基地站的办公室内的空气温度的沸腾冷却装置。
背景技术：
例如，在便携电话通信网基地站，收容在其办公室内的通信设备等电 子仪器的热，必须排出到办公室的外面。并且，为了保护电子仪器免受热 冲击等的温度威胁，要求将办公室内形成为温度变化少的稳定的环境。
鉴于此，以往，为了冷却办公室的内部空气，例如，如特开2005-140464 号公报、特许第3082669号公报所记载的，在办公室安装沸腾冷却装置， 还有，例如，特许第3082669号公报所记载，利用沸腾冷却装置的控制装 置，对应办公室内的温度，通过控制外部空气用送风机(下面，简称外气 风扇)的转速，改变沸腾冷却装置的冷却能力，实现办公室内的温度变化 少的目的。
此外，这里所谓的外气风扇的转速控制，包含使外气风扇转速增减的 控制以及将风扇的工作状态切换到ON与OFF的任何一方的ON-OFF控 制的两方面，特别是，为了增加办公室内部温度下限的工作区域，通过外 气风扇的ON-OFF控制，达到对应的措施。
可是，在外气温度降低时，由于来自办公室的自然放热量增加，因此 沸腾冷却装置要处理的热量会降低，而在沸腾冷却装置的原理方面，冷却 能力却要增加。也就是说，例如，在办公室内的温度保持一定，外气温度 下降的情况下，由于办公室内外的温度差增大，所以，从办公室向外气的 自然放热量就会增加，办公室内的温度就会降低。另一方面，在沸腾冷却 装置中，由于制冷剂的向外气的放热量增加，所以，沸腾冷却装置的冷却 能力增加。
因此，在外气温度降低时，利用降低风扇转速的控制方法，即使降低了风扇转速依然会导致沸腾冷却装置的冷却能力超过沸腾冷却装置要处 理的热量，所以，恐怕会使办公室内处于过冷却状态，出现了不能将办公 室内维持在所希望的温度上的问题。同样，在外气温度降低时风扇处于
OFF状态，根据办公室内的温度，在切换风扇的ON-OFF状态的ON-OFF 控制中，当风扇工作时，由于办公室内处于过冷却状态，所以，会产生办 公室内的温度变动增大的问题。
此外，虽然也考虑缩短ON-OFF周期进行应对的方法，但是，每次风 扇的ON-FF动作的切换都会产生风扇的蜂鸣噪音，所以，这种方法的缺 点是，会招致噪音弊端等其他问题的发生。
另外，在极端寒冷时，虽然对办公室内进行加热，但是，在沸腾冷却 的原理方面，会通过制冷剂的自然循环将热排出到办公室外，产生升温滞 后的弊端。也就是说，例如，在办公室内的温度降低到低于规定温度时， 电子仪器停止，还有，为了起动已经停止的电子仪器，将会处于要用加热 器将办公室内加热的控制场合，在将加热器配置在蒸发器的空气流的上游 侧的情况下，在被加热器加热的空气通过蒸发器时，由于其热会被制冷剂 夺取，因此，会出现办公室内温度到达起动电子仪器的温度需要一定时间 的问题。

发明内容
本发明就是鉴于上述问题提出的，其第一目的是，提供一种即使在箱 体的外部温度变成极其低温的情况下，也能使箱体内温度变化小的沸腾冷 却装置。另外，本发明的第二目的是，提供一种能防止通过加热器加热箱 体内的情况下所产生的热损失的沸腾冷却装置。
为了实现上述目的，本发明的第一特征是，第一、第二制冷剂回路， 其相互独立地构成且分别具有蒸发器(12)、冷凝器(13)及制冷剂配管 (14、 15)，所述蒸发器(12)通过制冷剂与内部空气之间的热交换使制 冷剂沸腾气化，由此对内部空气进行冷却，所述冷凝器(13)通过制冷剂 与外部空气之间的热交换使制冷剂冷凝，由此将制冷剂的热量放出到外部 空气中，所述制冷剂配管(14、 15)构成使制冷剂在所述蒸发器与所述冷 凝器之间进行循环的路径；制冷剂流量调整装置(33a)，其设置在所述第一、第二制冷剂回路的至少一方上，调整所述制冷剂回路的制冷剂流量； 内气温度检测装置(35)，其检测所述箱体的内部空气温度；控制装置(37)， 其在所述内气温度检测装置的检测温度降低的情况下，控制所述制冷剂流 量调整装置，使所述第一、第二制冷剂回路一方的制冷剂流量比另一方的 制冷剂流量减少。
在本发明中，采用这种结构，在箱体的内部空气温度下降的情况下， 通过控制装置进行使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方 的制冷剂流量减少的控制，由此，与使第一、第二制冷剂回路一方的制冷 剂流量与另一方的制冷剂流量相比不减少的情况相比，能以微小的冷却能 力，使沸腾冷却装置连续地工作。
由此，可提供一种即使由于箱体的外部温度处于极其低温，箱体的内 部空气温度下降的环境状况下，也能使箱体内的温度变化变小的沸腾制冷 装置。
在本发明中，例如，作为制冷剂流量调整装置，采用使制冷剂的循环 停止的制冷剂循环停止装置，控制装置采用这样的构成在内气温度检测 装置的检测温度下降的情况下，对制冷剂循环停止装置进行控制，使第一、 第二制冷剂回路中的一方处于制冷剂的循环已停止的状态、另一方处于制 冷剂进行循环的状态。
另外，例如，优选，构成第一、第二制冷剂回路的冷凝器以第一制冷
剂回路的冷凝器(13a)比第二制冷剂回路的冷凝器(13b)位于外部空气
流的上游侧的方式相对外部空气流串联地配置，在该情况下，制冷剂流量
调整装置(33a)设置在第一制冷剂回路上。在这种情况下，能以更微小
的冷却能力进行工作。
另外，在本发明中，可用控制装置进行以下所示的控制。
例如，在内气温度检测装置的检测温度变为第一阈值温度(Tl)以下
的情况下，使外部空气用送风机停止，并且，通过制冷剂流量调整装置，
使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少。
而且，在该状态下，在内气温度检测装置的检测温度变为比第一阈值 温度高的第二阈值温度(T2)以上的情况下，维持使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少的状态，同时，使上述 外部空气用送风机处于工作状态，
进而，在该状态下，在内气温度检测装置的检测温度变为比第二阈值 温度高的第三阈值温度(T3)以上的情况下，通过制冷剂流量调整装置进 行控制，使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量为增加的状态。
另外，作为其他例子，在内气温度检测装置的检测温度变为第一阈值 温度(Tl)以下的情况下，使第一、第二外部空气用送风机停止，并且， 通过制冷剂流量调整装置进行控制，使第一、第二制冷剂回路的一方的制 冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少。
而且，在该状态下，在内气温度检测装置的检测温度变为比第一阈值
温度高的第二阈值温度(T2)以上的情况下，维持使第一、第二制冷剂回
路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少的状态，同时，使第一、
第二外部空气用送风机的一方(17a)为工作的状态。
进而，在该状态下，在内气温度检测装置的检测温度变为比第二阈值 温度高的第三阈值温度(T3)以上的情况下，通过制冷剂流量调整装置进 行控制，使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量为增加的状态。
进而，在该状态下，在内气温度检测装置的检测温度变为比第三阈值 温度高的第四阈值温度(T4)以上的情况下，使第一、第二外部空气用送 风机(17a、 17b)为工作的状态。
另外，在本发明中，其第二特征是，箱体在内气温度检测装置的检测 温度低于规定温度的情况下，通过加热器(34)对内部空气加热，控制装 置(37)，在通过加热器对内部空气加热的情况下，通过制冷剂流量调整 装置或制冷剂循环停止装置进行控制，使第一、第二制冷剂回路的至少一 方处于制冷剂的循环已停止的状态。
这样，可提供一种具有下述特点的沸腾冷却装置，即，在通过加热器 对内部空气加热的情况下，通过控制装置，进行使第一、第二制冷剂回路 的至少一方的制冷剂循环处于停止的状态的控制，加热后的内部空气的热 量通过制冷剂回路的制冷剂向外部的放出得到了抑制，因此，可防止加热 器对箱体内加热的情况下产生的热损失。
此外，在权利要求的范围及其记载的各装置的括号内的符号，仅仅是表示与后述实施方式记载的具体装置的对应关系的一个例子。


图1是表示本发明第一实施方式的冷却装置的整体构成的示意图，(a) 是冷却装置的主视透视图，(b)、 (c)是(a)中的冷却装置的侧视透视图，(d) 是(a)中的冷却装置的俯视透视图。
图2是表示图1中的冷却装置的向办公室的设置状态的示意图。
图3是表示第一电磁阀33a的开闭状态及外气用风扇17a、 17b的转 速与吹出温度的关系的示意图。
图4是用于说明第一电磁阀33a的幵闭及外气用风扇17a、 17b的动 作的示意图。
图5是用于说明第一实施方式的比较例的外气用风扇17a、 17b的动 作的示意图。
图6是表示图1中的加热器34和第一、第二电磁阀33a、 33b的动作 状态与吹出温度的关系的示意图。
图7是用于说明图1中的第一电磁阀33a的开闭及外气用风扇17a、 17b的动作的示意图，是表示减少制冷剂流量程度的阀关闭时的吹出温度 变化的示意图。
具体实施例方式
(第一实施方式)
在本实施方式中，以冷却收容有通信设备等的便携电话基地站的办公 室内的基地站用沸腾冷却装置为例进行说明。
在图l(a) (d)中，示出了本发明第一实施方式的冷却装置的整体构 成。另外，图2表示冷却装置向办公室的设置状态。此外，图l(a)是表示 从外气一侧正面观察冷却装置时的内部构成的示意图，图l(b)、 (c)分别是 表示从箭头A、 B方向观察图l(a)中的冷却装置时的内部构成的示意图， 图1 (d)是从上方观察冷却装置时的内气侧热交换器12与外气侧热交换器 13的配置的示意图。另外，在图l(a) (c)及图2中，图的上下方向均为 冷却装置的顶底方向。如图2所示，本实施方式的冷却装置1安装在作为箱体的办公室2的
门3上。办公室2在门3被关闭时，处于密闭状态。另外，在办公室2的 内部，容纳有通过天线4与便携电话5或附近交换站等进行通信的通信设 备6，由于该通信设备6的工作，通信设备6会发热，办公室2的内气温 度上升。
本实施方式的冷却装置1是利用了热虹吸原理的沸腾冷却装置，如图 l(a) (c)所示，主要备有本体壳体ll;容纳在本体壳体ll内部的内
气侧热交换器12;外气侧热交换器13;气体配管14;液体配管15;内气
用风扇16和外气用风扇17。
本体壳体11如图l(a) (d)所示是长方体，如图l(a)、 (d)所述，从 正面观察本体壳体ll，具有前面21、位于前面21里侧的背面22、位于前 面21左侧的左侧面23、位于前面21右侧的右侧面24、位于前面21上侧 的上面25及位于前面21下侧的下面26。
另外，该本体壳体11在图l(a)中深度方向的宽度，也就是说，垂直 于前面21和背面22的方向的宽度小于本体壳体11其他方向的宽度，以 下，将垂直于前面21和背面22的方向称作本体壳体11的厚度方向。另 外，将图1(a)中朝向前面21的左右方向称作本体壳体ll的左右方向。
在本实施方式中，如图1 (d)所示，本体壳体11的横截面形状，做 成使该本体壳体11的厚度方向的长度短于垂直该厚度方向的本体壳体11 左右方向的长度的形状。此外，所谓本体壳体11的横截面，意味着垂直 于本体壳体ll的上下方向、也就是说垂直于顶底方向的截面。
另外，如图2所示，以本体壳体ll的背面22面向办公室2的内部， 前面21面向办公室2的外部，将冷却装置1安装在办公室2的门3上。 也就是说，本体壳体11的厚度方向为冷却装置1的相对办公室2的安装 方向。
另夕卜，如图l(a)、图(d)所示，本体壳体ll的内部由隔壁27在本体壳 体11的左右方向划分为两个区域。该隔壁27作为沿着本体壳体11内部 的形状，为大致长方形的大体平板。隔壁27以平行于垂直方向的方式， 相对本体壳体ll的前面21、背面22、上面25及下面26垂直地配置。
另外，在本实施方式中，本体壳体11的内部空间中的、图l(a)中的左侧是内气侧区域31，作为办公室2的内气流通的内气流路，图l(a)中的 右侧是外气侧区域32，作为办公室2的外部空气流通的外部空气流路。 这种配置也可以左右相反。
而且，如图l(a)所示，在内气侧区域31中，在本体壳体ll的下侧配 置有内气侧热交换器12，在本体壳体ll上侧配置有内气用风扇16。另一 方面，在外气侧区域32中，在本体壳体11的上侧配置有外气侧热交换器 13，在本体壳体11的下侧配置外气用风扇17。
另外，如图l(b)、图2所示，.在本体壳体ll的背面22中的、相对内 气用风扇16的位置和相对内气侧热交换器12的位置，分别设有作为内气 吸入口和内气排出口的开口部22a、 22b。
另外，如图l (c)所示，本体壳体ll的前面21中的、相对外气用风 扇17的位置和相对外气侧热交换器13的位置，分别设有作为外气吸入口 和外气排出口的开口部21a、 21b。
内气侧热交换器12例如是铝等热传导率高的金属组成的多孔管的长 度方向两端侧用容器堵塞的、在管之间配置有翘片结构的多流道型的翘片 管热交换器，如图l(b)所示，在内气侧区域31中配置有两个。
外气侧热交换器13与内气侧热交换器12同样地，例如是铝等热传导 率高的金属组成的多孔管的长度方向两端侧用容器堵塞的、在管之间配置 有翘片结构的多流道型的翘片管热交换器，如图1 (c)所示，在外气侧区 域32中配置有两个。
两个内气侧热交换器12相对内气流串联重叠地配置，两个外气侧热 交换器13也相对外气流串联重叠地配置。在此，所谓重叠地配置，意味 着在两个内气侧热交换器12彼此之间及两个外气侧热交换器13彼此之间 无间隔地配置。
另夕卜，在内气侧区域31中，如图l(a)、图l(b)所示，配置有两个气体 配管14， 一个气体配管14与一个内气侧热交换器12及一个外气侧热交换 器13连接。另一方面，在外气侧区域32中，如图l(a)、图l (c)所示， 配置有两个液体配管15， 一个液体配管15与一个内气侧热交换器12及一 个外气侧热交换器13连接。通过这些气体配管14和液体配管15，在内气 侧热交换器12和外气侧热交换器13之间实现制冷剂循环。此外，流过配管14、 15的制冷剂，例如，可以采用氟里昂气体，还可以采用其他制冷 剂。
这样，本实施方式的冷却装置l，通过内气侧热交换器12、外气侧热
交换器13、气体配管14及液体配管15形成密闭的制冷剂回路，将这种独 立的制冷剂回路保持为双系统。具有重叠地配置的外气侧热交换器13中 的、配置在外气流上游侧的外气侧热交换器13a的制冷剂回路是第一制冷 剂回路，具有配置在外气流下游侧的外气侧热交换器13b的制冷剂回路是 第二制冷剂回路。
在这些制冷剂回路中，在内气侧热交换器12，通过翘片，在比外气高 温的内气和管内的液相制冷剂之间进行热交换。由此，使内气的热量移动 到液相制冷剂中，液相制冷剂沸腾，变成气相制冷剂，对内气进行冷却。
另一方面，在外气侧热交换器13，通过翘片，在比内气低温的外气和 管内的气相制冷剂之间进行热交换。由此，对气相制冷剂冷凝，使其变成 液相制冷剂，使制冷剂的热放出到外气中。
这时，由于外气侧热交换器13比内气侧热交换器12配置在上侧，所 以，通过气相制冷剂与液相制冷剂的密度差，制冷剂回路内的制冷剂按照 内气侧热交换器12—气体配管14—外气侧热交换器13—液体配管15—内 气侧热交换器12的顺序进行自然循环。
这样，本实施方式的冷却装置1利用内气侧热交换器12、外气侧热交 换器13中的制冷剂热交换循环(沸腾冷却循环)，在使办公室2的内气与 外气不会混合的情况下，对内气进行冷却。此外，内气侧热交换器l2、外 气侧热交换器13分别相当于发明的蒸发器和冷凝器。
另外，在本实施方式中，作为内气用风扇16，使用一个轴流风扇，如 图1(b)、图2所示，将内气从位于本体壳体11上方的内气吸入口 22a吸入， 使其从上往下在内气侧区域31流动，从位于本体壳体11下方的内气排出 口22b排出。因此，办公室2的内气如图2所示，在冷却装置l的内部以 U型转变方向，在办公室2的内部流动。此外，在图l所示的冷却装置l 中，作为内气用风扇16，虽然使用轴流风扇，但是，还可以代替轴流风扇， 使用离心风扇。
另外，在本实施方式中，作为外气用风扇17，使用两个离心风扇，如图1 (c)所示，将外气从位于本体壳体11下方的外气吸入口 21a吸入， 使其从下往上在外气侧区域32流动，并从位于本体壳体11上方的外气排 出口 21b排出。于是，外气用风扇17从水平方向吸入空气，形成在垂直 方向排出的空气流。此外，在图1所示的冷却装置1中，作为外气用风扇， 虽然使用了离心风扇，但是，还可以代替离心风扇，使用轴流风扇。
另外，如图l(a)、图1 (c)所示，本实施方式的冷却装置1备有设 置在第一制冷剂回路的液体配管15中的第一电磁阀33a和设置在第二制 冷剂回路的液体配管15中的第二电磁阀33b。
第一、第二电磁阀33a、 33b是使第一、第二制冷剂回路的制冷剂的 循环停止的制冷剂循环停止装置，通过关闭而停止制冷剂的循环，通过打 开而解除循环的停止。这些电磁阀33a、 33b使阀体开闭，阀体通过以电 磁力变位的可移动元件来切断制冷剂回路。此外，制冷剂进行循环的状态 是沸腾冷却循环运行的状态，制冷剂循环停止的状态是沸腾冷却循环停止 的状态。
另外，如图l(a)、图l(b)所示，在内气侧区域31中，在两个内气侧热 交换器12的内气流的上游侧，在相对内气侧热交换器12比内气侧热交换 器12的中心靠图中上方侧，配置有作为加热器的加热器34。该加热器34 对内气温度进行加热，使办公室2的内气温度变为0。C等下限温度以上。
另外，在两个内气侧热交换器12的内气流的下游侧，在本体壳体ll 的内气排出口 22的附近配置有内气用温度传感器35。内气用传感器35 检测从本体壳体11的内气排出口吹出的内气吹出温度。
另外，如图l(a)、图1 (c)所示，在外气侧区域32中，在比外气用 风扇15靠外气流的下游侧，在比外气侧热交换器13靠外气流的上游侧， 配置有外气用温度传感器36。外气用温度传感器36检测流入外气侧区域 32中的外气的温度。
另外，如图l(a)、图l(b)所示，在内气侧区域31中，配置有作为控制 沸腾冷却装置工作的控制装置的控制基板37。在控制基板37中，输入内 气用温度传感器35和外气用温度传感器36的检测温度，控制基板37如 后述，基于这些检测温度，进行内气用风扇16及外气用风扇17的转速控 制和第一、第二电磁阀33a、 33b的开闭所引起的沸腾冷却循环的工作数控制以及加热器34的工作控制。此夕卜，控制基板37是由含有CPU、 ROM 及RAM等构成的周知的微型计算机和其外围回路构成的，根据存储在 ROM中的控制程序，进行各种运算、处理。
下面，说明控制基板37执行的内气用风扇16及外气用风扇17a的转 速控制及第一、第二电磁阀33a、 33b的开闭所引起的沸腾冷却循环的工 作数控制。此外，在此，为简便起见，设定通信设备6的发热量为恒定的 情况。
首先，说明沸腾冷却装置进行冷却工作的情况。
关于内气用风扇16的工作控制，通常使其工作，关于其转速，例如， 预先设定与吹出温度成比例的大小，基于该设定，以使转速变成与内气用 温度传感器35检测的吹出温度所对应的转速的方式，迸行增减转速的控 制。
另外，关于第二电磁阀33b，通常，进行成为打开状态的控制。 图3表示第一电磁阀33a的开闭状态及外气用风扇17a、 17b转速与 吹出温度的关系。另外，图4是针对图3所示的第一电磁阀33a与外气用 风扇17a、 17b的动作状态而将横轴变更为时间时的图。此外，图3的横 轴中的第一 第四阈值温度T1 T4是预先设定的温度，其大小关系是 T1<T2<T3<T4。
控制基板37在沸腾冷却装置的冷却工作中，对应于内气温度，进行 第一电磁阀33a的开闭控制及外气用风扇17a、 17b的转速控制。使内气 温度成为基准的目的在于，沸腾冷却装置将办公室内的温度保持为恒定， 因为办公室2的内气温度受外气温度的影响而变动。
如图3所示，关于第二电磁阀33a，如果内气用温度传感器35检测的 吹出温度在第三阈值温度T3以上，则为打幵状态，变成第一制冷剂回路 的制冷剂可循环的状态。也就是说，变成第一、第二制冷剂回路双方的沸 腾冷却循环工作的状态。
而且，在第一电磁阀33a打开的状态下，内气温度降低，在内气用温 度传感器35检测的吹出温度为第一阈值温度T1以下的情况下，打开第一 电磁阀33a，在第一制冷剂回路中，变成制冷剂循环停止的状态，成为第 一、第二制冷剂回路中只有第二制冷剂回路的制冷剂循环的状态。也就是说，第一制冷剂回路的沸腾冷却循环停止，变成第二制冷剂回路的沸腾冷 却循环工作的状态。另一方面，在第一电磁阀33a关闭的状态下，内气温度上升，在内气 用温度传感器35检测的吹出温度为第三阈值温度T3以上的情况下，打开 第一电磁阀33a，变成第一制冷剂回路的制冷剂可循环的状态。也就是说， 成为第一、威二制冷剂回路双方的沸腾冷却循环工作的状态。另外，关于外气用风扇17a、 17b，如果内气用温度传感器35检测的 吹出温度为第四阈值温度T4以上，则两个外气用风扇17a、 17b工作。这 时，两个外气用风扇17a、 17b的转速例如，如图3所示，被预先设定成 与吹出温度成比例的大小，基于该设定，根据内气用温度传感器35检测 的吹出温度进行增减。而且，在两个外气用风扇17a、 17b工作的状态下，内气温度降低， 在内气用温度传感器35检测的吹出温度为第一阈值温度Tl以下的情况 下，两个外气用风扇17a、 17b停止。另一方面，在两个外气用风扇17a、 17b处于停止的状态下，内气温 度上升，在内气用温度传感器35检测的吹出温度为第二阈值温度T2以上 的情况下，变成两个外气用风扇17a、 17b中只有一个外气用风扇17a工 作的状态，进而，在内气用温度传感器35检测的吹出温度为第四阈值温 度T4以上的情况下，另一个外气用风扇17b工作，也就是说，外气用风 扇17a、 17b双方处于工作状态。若举出具体例子，则例如设置有办公室的环境温度为-4(TC +5(TC、办公室内的目标温度为0。C 65。C的情况下，如果吹出温度在30。C以上， 控制基板37就让第一电磁阔33a变成打开状态，使两个外气用风扇17a、 17b工作。另外，在外气温度降低时，随着外气温度的降低，由于来自办公室2 的自然放热增加，所以，从冷却装置l的内气排出口22b吹出的内气吹出 温度要降低。这时，在吹出温度为15度以下的情况下，在打开第一电磁 阀33a的同时，使两个外气用风扇17a、 17b停止。阀的关闭在 Tll(TkTlkT2)进行时更有效果。在吹出温度达到15度以下之后，利用通信设备6的发热，使办公室2的内气温度上升，在吹出温度变成25。C的情况下，起动一个外气用风扇17a，使其在对应吹出温度的转速下工作。再者，办公室2的内气温度上 升，在吹出温度变成28t:的情况下，打开第一电磁阀33a，并且，在吹出 温度变成3(TC的情况下，起动另一个外气用风扇17b，使其在对应吹出温 度的转速下工作。这样，在本实施方式中，在吹出温度处于第一阈值温度Tl (例如15 °C)以下之后，在吹出温度超过第二阈值温度T2 (例如25"C)的情况下， 在吹出温度于不足第三阈值温度T3且超过第一阈值温度Tl的范围内(例 如15°C<T<28°C)进行温度变化时，两个沸腾冷却循环中的一个停止，在 该状态下，通过两个外气用风扇17a、 17b中的一个外气用风扇17a的转 速控制，调整沸腾冷却装置的冷却能力。进而，在吹出温度超过第三阈值温度T3 (例如28。C)的情况下，在 吹出温度于不足第四阈值温度T4且超过第一阈值温度Tl的范围内(例如 15°C<T<30°C)进行温度变化时，两个沸腾冷却循环工作，在该状态下， 通过一个外气用风扇的转速控制，调整沸腾冷却装置的冷却能力。这样，在本实施方式中，办公室2的内气温度下降的情况下，通过关 闭第一电磁阀33a，使控制基板37进行使第一、第二制冷剂回路中的一方 处于制冷剂的循环停止的状态、另一方处于制冷剂进行循环的状态的控 制，由此，与使第一、第二制冷剂回路双方的制冷剂始终处于循环的状态 的情况相比，能以微小的冷却能力，使沸腾冷却装置连续地工作。因此，能够提供如下的沸腾制冷装置，即，即使由于办公室2的外部 温度处于极其低温、从而办公室2的内气温度下降的环境状态下，也能使 办公室2内的温度变化小。此外，在本实施方式中，如图3所示，在办公室2的内气温度下降的 情况下，在内气用温度传感器35检测的吹出温度变为第一阈值温度T1以 下的情况下，在打开第一电磁阀33a的同时，两个外气用风扇17a、 17b 停止，但是，也可以在两个外气用风扇17a、 17b停止前，打开第一电磁 阀33a。在这种情况下，如图3所示，在内气用温度传感器35检测的吹出 温度变为第一阈值温度T1和第二阈值温度T2之间的温度T11以下的情况 下，打开第一电磁阀33a，在变为第一阈值温度T1以下的情况下，两个外气用风扇17a、 17b停止。由此，可提高效率。在这里，图5表示用于说明本实施方式的比较例的两个外气用风扇 17a、 17b动作的示意图。如图5所示，在上述构成的沸腾冷却装置1中， 第一、第二电磁阀33a、 33b处于常开状态，通过变更两个外气用风扇17a、 17b的工作台数，也可以调整沸腾冷却装置的冷却能力。也就是说，当吹 出温度变为15t:以下时，两个外气用风扇17a、 17b停止，之后，温度上 升，当超过25'C时，起动一个外气用风扇17a，当超过3(TC时，起动另一 个外气用风扇17b，通过进行这种控制，与特许第3082669号公报中的两 个外气用风扇17a、 17b同时进行ON-OFF控制的情况相比，能使吹出温 度的变化变小。而且，根据本实施方式，比较图4及图5可以看出，由于吹出温度的 倾斜变缓，与图5的情况相比，能减小温度变化，能以微小冷却能力连续 工作。另外，根据本实施方式，比较图4及图5可以看出，由于外气用风 扇17a的ON-OFF周期变长，所以，每次风扇的ON-FF动作的切换所产 生的噪音得到抑制。此外，在本实施方式中，打开第一电磁阀33a，在两个外气用风扇17a、 17b停止后的办公室2内的温度上升时，虽然打开第一电磁阀33a的定时 在第二个外气用风扇17b动作之前，但是，也可以在第二个外气用风扇17b 起动之后或第一个外气用风扇17a起动之前，进行变更。但是，在两个沸腾冷却循环工作的状态下， 一个外气用风扇17动作 时的情况，在一个沸腾冷却循环工作的状态下，与两个外气用风扇17动 作时的情况相比，冷却效率变缓慢，也就是说，以微小的冷却能力进行的 工作是可能的。因而，从以微小冷却能力进行连续工作的观点出发，与打 开第一电磁阀33a的定时在第二个外气用风扇17b起动之后的情况相比， 如本实施方式所示，在使第二个外气用风扇17b动作之前更好。下面，说明将办公室2内部加热的沸腾冷却装置1的制暖工作时的控制。图6示出了加热器34及第一、第二电磁阀33a、 33b的动作状态与吹 出温度的关系。此外，图6的横轴中的第五、第六阈值温度T5、 T6是预 先设定的温度，其大小关系是T5〈T6。如图6所示，控制基板34在加热器34停止的状态下，内气用温度传 感器35检测的吹出温度变为第五阈值温度T5 (例如0t:)以下的情况下， 使加热器34工作，在该状态，在内气温度上升，内气用温度传感器35检 测的吹出温度变为第六阈值温度T6 (例如15°C)以上的情况下，进行停 止加热器34的控制。另外，控制基板34在内气用温度传感器35检测的吹出温度变为第五 阈值温度T5以下的情况下，第一、第二电磁阀33a、 33b双方处于关闭的 状态，在该状态下，内气温度上升，在内气用温度传感器35检测的吹出 温度变为第六阈值温度T6以上的情况下，进行控制，使第一、第二电磁 阀33a、 33b双方变成打开的状态。这样，在本实施方式中，加热器34对办公室2的内气加热时，由于 第一、第二电磁阀33a、 33b双方成为关闭状态，所以，可对加热后内气 的热通过制冷剂回路的制冷剂向外部的放出进行控制。也就是说，可防止 加热器34对办公室2内加热时产生的热损失。进而可提高制暖效率。此外，在图6中，虽然使第一、第二电磁阀33a、 33b关闭的定时与 加热器34的加热开始时相同，但是，也可以在获得上述效果的范围内进 行变更。也就是说，至少可以在通过加热器34对内气加热期间停止制冷 剂循环，也可以在加热器34加热开始前关闭第一、第二电磁阀33a、 33b。 (其他实施方式)(1) 在上述实施方式中，虽然将电磁阀33a、 33b设置在液体配管15 上，但是，如果可以停止制冷剂的循环，则设置在制冷剂回路的其他位置 也是可行的。例如，可以设置在气体配管14或热交换器和配管的连接部 等上。(2) 在上述实施方式中，虽然说明了在沸腾冷却装置1的冷却工作 时，将设置在第一制冷剂回路中的第一电磁阀33a关闭所进行的控制，但 是，代替第一电磁阀33a，也可以进行将设置在第二制冷剂回路的第二电 磁阀33b关闭的控制。但是，从以微小冷却能力进行工作的观点出发，优选进行将第一制冷 剂回路的第一电磁阀33a关闭的控制。这其中的原因是，由于第一制冷剂 回路的外气侧热交换器Ba比第二制冷剂回路的外气侧热交换器13b配置在外气流的上游侧，因此，与第二制冷剂回路的外气侧热交换器13b相比， 来自制冷剂的向外气的散热量多，第一制冷剂回路的冷却能力比第二制冷 剂回路高。此外，在上述实施方式中，虽然在第一、第二制冷剂回路的双方上设有电磁阀33a、 33b，但是，也可以不在第一、第二制冷剂回路的双方上设 置，而将电磁阀仅设置在使制冷剂的循环停止的制冷剂回路中。(3) 在上述实施方式中，虽然说明了在沸腾冷却装置1的冷却工作 时，关闭电磁阀，停止制冷剂的循环的情况，但是，也可以代替对电磁阀 的完全关闭，而是将电磁阀关闭到能减少制冷剂流量的程度。在这种情况 下，这些电磁阀相当于本发明的制冷剂流量调整装置。即使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流 量减少，在制冷剂流量减少的一方的制冷剂回路中，由于冷却能力降低， 所以，即使这样，也能以微小冷却能力连续工作。在这种情况下，通过用 电磁阀来调整制冷剂流量，可进一步进行冷却能力的微调整。在这种情况下，与仅进行阀开闭的操作相比，也能减缓吹出温度的时 间变化。这些在图7中示出。(4) 在上述实施方式中，作为停止制冷剂循环的制冷剂循环停止装 置，使用了阀体动作方式利用电磁力的方式即电磁阔，但是，如果用控制 基板37进行动作控制，也可以釆用其他动作方式的阀。(5) 在上述实施方式中，虽然说明了制冷剂回路的制冷剂自然循环 的情况，但是，在制冷剂回路上设置泵，通过该泵使制冷剂强制循环，并 且调整制冷剂流量，使泵停止，由此停止制冷剂循环的构成也是可行的。 在这种情况下，泵相当于本发明的制冷剂流量调整装置、制冷剂循环停止 装置。(6) 在上述实施方式中，虽然使用了两台外气用风扇17，但也可以 使用3台以上的外气用风扇。另外，使用一台外气用风扇17也是可行的。这是由于，与外气用风扇17的工作运转台数无关，通过将工作的沸 腾冷却循环的数量从两个变更为一个，与两个沸腾冷却循环始终为相同工 作状态的情况相比，能以微小冷却能力进行工作。此外，在上述实施方式中，两个外气用风扇17a、 17b的工作控制虽然不同，但也可以进行相同的动作控制。也就是说，也可以将两个外气用
风扇17a、 17b同时起动、停止。
(7) 在上述实施方式中，在用加热器34加热时，两个电磁阀33a、 33b关闭，两个制冷剂回路的制冷剂循环停止，但是，关闭一个电磁阀， 停止一个制冷剂回路的制冷剂循环也是可行的。其原因是，即使这样，与 双方制冷剂回路中制冷剂循环为可能的状态的情况相比，可减少对办公室 2内加热时产生的通过制冷剂向外气散热所引起的热损失。
此外，在这种情况下，优选关闭第二制冷剂回路的第二电磁阀33b， 该第二制冷剂回路具有相对内气流串联配置的两个内气侧热交换器12a、 12b中的、内气流上游侧一方的蒸发器12b (参照图l(b))。
(8) 在上述实施方式中，虽然说明了加热器34为沸腾冷却装置1的 构成部的情况，但是，沸腾冷却装置和加热器也可以单独构成，即使沸腾 冷却装置不具备加热器的情况下，只要是对于办公室2设置沸腾冷却装置 和加热器的情况，则也可以采用本发明。
(9) 在上述实施方式中，虽然在冷却工作时和制暖工作时进行关闭 阀的控制，但是，也可以在冷却工作时和制暖工作时至少一个中，进行关 闭阀的控制。
(10) 在上述实施方式中，虽然以备有两个制冷剂回路的沸腾冷却装 置为例进行了说明，但是，还可以将制冷剂回路的个数变更到3个以上。 在这种情况下，也可以至少在两个制冷剂回路中，进行上述实施方式说明 的工作控制。
(11) 在上述各实施方式中，作为冷却装置的本体壳体，虽然采用了 在其内部沿着本体壳体11的左右方向并列有内气侧区域31和外气侧区域 32的结构的本体壳体11，但是，也可以使用内气侧区域31和外气侧区域 32的配置与本实施方式不同的本体壳体。例如，可以采用这样的本体壳体: 将本体壳体的内部用隔壁主要分成上半侧部分和下半侧部分的区域，外气 在本体壳体内的上半侧部分流动。
权利要求
1.一种沸腾冷却装置，其安装在作为冷却对象的箱体(2)上，通过所述箱体的内部空气与外部空气之间的经由制冷剂的热交换，对所述箱体的内部空气进行冷却，所述沸腾冷却装置的特征在于，包括第一、第二制冷剂回路，其相互独立地构成且分别具有蒸发器(12)、冷凝器(13)及制冷剂配管(14、15)，所述蒸发器(12)通过制冷剂与内部空气之间的热交换使制冷剂沸腾气化，由此对内部空气进行冷却，所述冷凝器(13)通过制冷剂与外部空气之间的热交换使制冷剂冷凝，由此将制冷剂的热量放出到外部空气中，所述制冷剂配管(14、15)构成使制冷剂在所述蒸发器与所述冷凝器之间进行循环的路径；制冷剂流量调整装置(33a)，其设置在所述第一、第二制冷剂回路的至少一方上，调整所述制冷剂回路的制冷剂流量；内气温度检测装置(35)，其检测所述箱体的内部空气温度；控制装置(37)，其在所述内气温度检测装置的检测温度降低的情况下，控制所述制冷剂流量调整装置，使所述第一、第二制冷剂回路一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少。
2. 根据权利要求1所述的沸腾冷却装置，其特征在于， 所述制冷剂流量调整装置是使制冷剂的循环停止的制冷剂循环停止装置，所述控制装置在所述内气温度检测装置的检测温度降低的情况下，控 制所述制冷剂循环停止装置，使所述第一、第二制冷剂回路中的一方处于 制冷剂的循环停止的状态，另一方处于制冷剂进行循环的状态。
3. 根据权利要求1或2所述的沸腾冷却装置，其特征在于， 构成所述第一、第二制冷剂回路的所述冷凝器以所述第一制冷剂回路的所述冷凝器U3a)比所述第二制冷剂回路的所述冷凝器(13b)位于外 部空气流的上游侧的方式相对外部空气流串联地配置，所述制冷剂流量调整装置(33a)设置在所述第一制冷剂回路上。
4. 根据权利要求l所述的沸腾冷却装置，其特征在于， 还包括外部空气用送风机(17)，所述外部空气用送风机(17)将外部空气送给所述冷凝器，并且由所述控制装置进行工作停止控制，所述控制装置在所述内气温度检测装置的检测温度成为第一阈值温度(Tl)以下的情况下，使所述外部空气用送风机停止，并且，通过所述制冷剂流量调整装置形成为使所述第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量比另 一方的制冷剂流量减少的状态，在该状态下，在所述内气温度检测装置的检测温度变为比所述第一阈值温度高的第二阈值温度(T2)以上的情况下，维持使所述第一、第二制 冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少的状态，同时使 所述外部空气用送风机处于工作状态，在该状态下，在所述内气温度检测装置的检测温度变为比所述第二阈 值温度高的第三阈值温度(T3)以上的情况下，通过所述制冷剂流量调整 装置形成为使所述第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量增加的状 态。
5.根据权利要求l所述的沸腾冷却装置，其特征在于，还包括第一、第二外部空气用送风机(17a、 17b)，所述第一、第二 外部空气用送风机(17a、 17b)将外部空气送给所述冷凝器，并且由所述 控制装置独立地进行工作停止控制，所述控制装置在所述内气温度检测装置的检测温度变为第一阈值温 度(Tl)以下的情况下，使所述第一、第二外部空气用送风机停止，并且， 通过所述制冷剂流量调整装置形成为使所述第一、第二制冷剂回路的一方 的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少的状态，在该状态下，在所述内气温度检测装置的检测温度变为比所述第一阈 值温度高的第二阈值温度(T2)以上的情况下，维持使所述第一、第二制 冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少的状态，同时， 使所述第一、第二外部空气用送风机的一方(17a)处于工作状态，在该状态下，在所述内气温度检测装置的检测温度变为比所述第二阈 值温度高的第三阈值温度(T3)以上的情况下，通过所述制冷剂流量调整 装置形成为使所述第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量增加的状 态，在该状态下，在所述内气温度检测装置的检测温度变为比所述第三阈值温度高的第四阈值温度(T4)以上的情况下，形成为使所述第一、第二 外部空气用送风机双方(17a、 17b)工作的状态。
6. 根据权利要求l所述的沸腾冷却装置，其特征在于， 所述箱体在所述内气温度检测装置的检测温度低于规定温度的情况下，由加热器(34)对内部空气进行加热，所述控制装置(37)在通过所述加热器对内部空气进行加热的情况下， 通过所述制冷剂流量调整装置进行如下控制，即，使所述第一、第二制冷 剂回路的至少一方的制冷剂流量为0，形成为制冷剂的循环已停止的状态。
7. —种沸腾冷却装置，其安装在作为冷却对象的箱体(2)上，通过 所述箱体的内部空气与外部空气之间的经由制冷剂的热交换，对所述箱体 的内部空气进行冷却，所述沸腾冷却装置的特征在于，包括第一、第二制冷剂回路，其相互独立地构成且分别具有蒸发器(12)、 冷凝器(13)及制冷剂配管(14、 15)，所述蒸发器(12)通过制冷剂与 内部空气之间的热交换使制冷剂沸腾气化，由此对内部空气进行冷却，所 述冷凝器(13)通过制冷剂与外部空气之间的热交换使制冷剂冷凝，由此 将制冷剂的热量放出到外部空气中，所述制冷剂配管(14、 15)构成使制 冷剂在所述蒸发器与所述冷凝器之间进行循环的路径；制冷剂循环停止装置(33a、 33b)，其设置在所述第一、第二制冷剂 回路的至少一方上，使制冷剂的循环停止；内气温度检测装置(35)，其检测所述箱体的内部空气温度；控制装置(37)，其根据所述内气温度检测装置的检测温度，控制所 述制冷剂循环停止装置，所述箱体在所述内气温度检测装置的检测温度为规定温度以下的情 况下，由加热器(34)对内部空气进行加热，所述控制装置在所述内气温度检测装置的检测温度为所述规定温度 (T5)以下的情况下，对所述制冷剂循环停止装置进行控制，使所述第一、第二制冷剂回路的至少一方处于制冷剂的循环已停止的状态。
8. 根据权利要求5所述的沸腾冷却装置，其特征在于， 还包括第一、第二外部空气用送风机U7a、 17b)，所述第一、第二外部空气用送风机U7a、 17b)将外部空气送给所述冷凝器，并且由所述控制装置独立地进行工作停止控制，所述控制装置在所述内气温度检测装置的检测温度变为处于第一阈 值温度和比所述第一阈值温度高的第二阈值温度的中间的第十一阈值温 度(Til)以下的情况下，在使所述第一、第二外部空气用送风机工作的 状态下，通过所述制冷剂流量调整装置进行如下控制，即，形成为使所述 第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂流量比另一方的制冷剂流量减少的 状态。
全文摘要
一种包括第一、第二制冷剂回路的沸腾冷却装置，第一、第二制冷剂回路相互独立地构成且分别具有蒸发器、冷凝器及制冷剂配管，蒸发器通过制冷剂与内部空气之间的热交换使制冷剂沸腾气化，由此对箱体的内部空气进行冷却，冷凝器通过制冷剂与外部空气之间的热交换使制冷剂冷凝，由此将制冷剂的热量放出到箱体的外部空气中，制冷剂配管构成使制冷剂在蒸发器与冷凝器之间进行循环的路径，其中，在第一、第二制冷剂回路上分别设置有使制冷剂的循环停止的电磁阀，设置有检测箱体的内部空气温度的内气温度检测装置，使控制基板执行如下的控制，即，在内气温度检测装置的检测温度下降的情况下，通过电磁阀使第一、第二制冷剂回路的一方的制冷剂循环停止。因此，即使在箱体的外部温度变成极其低温的情况下，也能使箱体内的温度变化小，可防止加热器对箱体内加热的情况下产生的热损失。
文档编号F28D15/02GK101303151SQ200810127739
公开日2008年11月12日 申请日期2008年2月25日 优先权日2007年2月26日
发明者正冈久和, 竹内哲也, 辻一彦, 铃木伸直 申请人:株式会社电装