箱體用冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種箱體用冷卻裝置，箱體用冷卻裝置(1)具有：空氣換熱器(20)；電子冷卻器(30)，其在吸熱側(cè)散熱器(31)與排熱側(cè)散熱器(33)之間配設(shè)有珀耳帖元件(35)；以及控制單元(40)，其基于箱體內(nèi)部的溫度(T1)、外部空氣溫度(T2)、珀耳帖元件(35)的冷氣溫度(T3)而對空氣換熱器(20)的風(fēng)扇(22、23)、吸熱風(fēng)扇(32)、排熱風(fēng)扇(34)以及珀耳帖元件(35)的驅(qū)動進行控制。控制單元(40)在預(yù)先設(shè)定的箱體內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在上升到第一設(shè)定溫度時，以(T2<T1)為條件而驅(qū)動風(fēng)扇(22、23)，在上升到高于第一設(shè)定溫度的第二設(shè)定溫度時，停止風(fēng)扇(22、23)的驅(qū)動，并且以(T3≥SVB；SVB為預(yù)先確定的結(jié)露判斷值)為條件，對珀耳帖元件(35)進行冷卻驅(qū)動。
【專利說明】箱體用冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對收納有控制基板等發(fā)熱的部件(也稱作發(fā)熱體)的箱體進行冷卻的箱體用冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公知有將收納有上述那樣的發(fā)熱體的箱體內(nèi)部冷卻至恒定溫度以下的冷卻裝置。例如，在專利文獻I中，公開有將空氣換熱型空調(diào)機與制冷劑型空調(diào)機設(shè)為一體而成的冷卻裝置設(shè)置在箱體內(nèi)的冷卻裝置。該冷卻裝置構(gòu)成為根據(jù)箱體內(nèi)溫度與外部空氣溫度而分別使用空氣換熱型空調(diào)機與制冷劑型空調(diào)機，這樣的冷卻裝置與發(fā)熱負(fù)載(發(fā)熱體的數(shù)量)相應(yīng)地設(shè)置有多臺。另外，在專利文獻2中，公開有如下結(jié)構(gòu):來自箱體內(nèi)的內(nèi)部氣體通路與來自箱體外的外部空氣通路獨立地配置，在兩者交叉的部分配置空氣換熱元件，并且以使吸熱部面對其后方側(cè)的內(nèi)部氣體通路、放熱部面對后方側(cè)的外部空氣通路的方式配置有珀耳帖元件。在這樣的冷卻裝置中，在通過了空氣換熱元件的內(nèi)部氣體的溫度較高的情況下，利用珀耳帖元件進行冷卻。
[0003]另外，在專利文獻3中公開有在箱體內(nèi)的溫度以外也能夠進行濕度管理的冷卻裝置。該冷卻裝置利用了珀耳帖元件，在箱體內(nèi)設(shè)置濕度傳感器，以在處于規(guī)定濕度以上時進行除濕運轉(zhuǎn)的方式進行運轉(zhuǎn)控制。另外，在專利文獻4中公開有使珀耳帖元件的吸熱側(cè)與收納于箱體內(nèi)的發(fā)熱體直接接觸而獲得冷卻效果的冷卻裝置。
[0004]在先技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2001-193995號
[0007]專利文獻2:日本特開2005-55025號
[0008]專利文獻3:日本特開2008-141089號
[0009]專利文獻4:日本特開2003-8275號
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]但是，上述專利文獻I所公開的冷卻裝置為根據(jù)負(fù)載而設(shè)置多臺將空氣換熱型空調(diào)機與制冷劑型空調(diào)機設(shè)為一體而成的冷卻裝置的構(gòu)造，因此冷卻裝置的設(shè)置空間增多，并且成本也變高，冷卻時的控制也變得復(fù)雜化。另外，上述專利文獻2所公開的冷卻裝置在外部空氣溫高于內(nèi)部氣體的情況下,利用空氣換熱元件來加熱內(nèi)部氣體,需要利用珀耳帖元件來冷卻加熱后的內(nèi)部氣體。即，在專利文獻2所公開的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)外部空氣溫度較高時，與直接利用珀耳帖元件來冷卻內(nèi)部氣體的情況比較，需要較多的能量。
[0013]另外，上述專利文獻3所公開的冷卻裝置設(shè)有濕度傳感器，在超過規(guī)定的濕度時運轉(zhuǎn)珀耳帖元件而進行除濕，但在氣密性較高的箱體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，在冷凝水的排出等上產(chǎn)生問題。另外，上述專利文獻4所公開的冷卻裝置在箱體內(nèi)具有多個發(fā)熱體的情況下，也需要使珀耳帖元件以及散熱器具有相同數(shù)目，對發(fā)熱體的設(shè)置數(shù)量、設(shè)置方法產(chǎn)生制約，并且也提高成本，冷卻時的控制也變得復(fù)雜化。另外，由于使珀耳帖元件直接與發(fā)熱體接觸，因此通過產(chǎn)生結(jié)露而有可能對發(fā)熱體產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是著眼于上述問題而作出的，其目的在于提供一種不使在箱體內(nèi)設(shè)置的發(fā)熱體的設(shè)置樣態(tài)等受到影響而能夠高效地冷卻箱體內(nèi)的冷卻裝置。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高效地冷卻箱體內(nèi)且防止冷凝水的產(chǎn)生的冷卻裝置。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的箱體用冷卻裝置的特征在于，該箱體用冷卻裝置具有:空氣換熱器，其設(shè)置于收納有發(fā)熱體的箱體，能夠在與所述箱體外部之間進行基于空氣的換熱；電子冷卻器，其使具備吸熱風(fēng)扇的吸熱側(cè)散熱器在所述箱體內(nèi)側(cè)露出，使具備排熱風(fēng)扇的排熱側(cè)散熱器在所述箱體外側(cè)露出，在所述吸熱側(cè)散熱器與所述排熱側(cè)散熱器之間配置有冷卻元件；以及控制部，其基于所述箱體內(nèi)部的溫度Tl、外部空氣溫度T2、所述冷卻元件的冷氣溫度T3而對所述空氣換熱器的風(fēng)扇、所述吸熱風(fēng)扇、所述排熱風(fēng)扇以及冷卻元件的驅(qū)動進行控制，所述控制部在預(yù)先設(shè)定的箱體內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在上升至第一設(shè)定溫度時，以(T2〈T1)為條件，對所述空氣換熱器的風(fēng)扇進行驅(qū)動，在上升至高于所述第一設(shè)定溫度的第二設(shè)定溫度時，停止所述空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動，并且以(Τ3≥SVB ；SVB為預(yù)先確定的結(jié)露判斷值)為條件，對所述冷卻元件進行冷卻驅(qū)動。
[0017]上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置在收納有發(fā)熱體的箱體中配置空氣換熱器與電子冷卻器，控制部根據(jù)規(guī)定條件而對運轉(zhuǎn)進行切換控制，因此能夠高效地冷卻箱體內(nèi)。在這種情況下，空氣交換器與電子冷卻器的切換控制基于箱體內(nèi)部的溫度Tl、外部空氣溫度Τ2、所述冷卻元件的冷氣溫度Τ3來執(zhí)行，因此能夠獲得高效的冷卻效果，尤其是在預(yù)先設(shè)定的箱體內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在上升至第一設(shè)定溫度時，對空氣換熱器的風(fēng)扇進行驅(qū)動，并且，該風(fēng)扇的驅(qū)動以(Τ2〈Τ1)為條件，因此在與箱體內(nèi)的溫度相比外部空氣溫度較高時，不會不必要地將高溫度的外部空氣導(dǎo)入到箱體內(nèi)而使箱體內(nèi)的溫度急劇上升。另外，在進一步上升至高于第一設(shè)定溫度的第二設(shè)定溫度時，停止空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動而對冷卻元件進行冷卻驅(qū)動(切換運轉(zhuǎn))，能夠高效地冷卻箱體內(nèi)。需要說明的是，冷卻元件的冷卻驅(qū)動在冷卻元件的冷氣溫度變得低于結(jié)露判斷值(SVB)時，對該冷卻驅(qū)動進行停止控制，因此能夠防止在箱體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水。
[0018]在上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置中，也可以使所述控制部在所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在降低至低于所述第一設(shè)定溫度的第三設(shè)定溫度時，對所述冷卻元件進行加熱驅(qū)動。
[0019]在這種情況下，即便箱體內(nèi)的溫度處于通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，由于箱體內(nèi)的溫度處于降低的狀態(tài)，因此通過對冷卻元件進行加熱驅(qū)動，能夠使箱體內(nèi)的溫度上升到適當(dāng)?shù)臏囟炔⑦M行維持。
[0020]另外，在上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置中，也可以將所述冷卻元件并列地設(shè)有多個系統(tǒng)，所述控制部根據(jù)所述箱體內(nèi)部的溫度Tl而對每一個系統(tǒng)進行ON / OFF驅(qū)動。
[0021]在這樣的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)在箱體內(nèi)收納的發(fā)熱體的負(fù)載(溫度負(fù)載)，對每一個系統(tǒng)依次進行運轉(zhuǎn)，能夠以與負(fù)載相適的最小構(gòu)成(與負(fù)載相匹配的最佳能力)進行控制運轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。尤其 是，通過對每一個系統(tǒng)階段性進行控制運轉(zhuǎn)，與一次對冷卻元件進行ON / OFF驅(qū)動的結(jié)構(gòu)相比較，改善庫內(nèi)溫度的振蕩的程度。
[0022]而且，在將冷卻元件并列地設(shè)置多個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，也可以使并列地設(shè)有多個系統(tǒng)的冷卻元件各自多個串聯(lián)連接。
[0023]通過這樣構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻以及加熱能力的提高。
[0024]另外，在上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置中，也可以使所述控制部在所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，將所述吸熱風(fēng)扇維持為驅(qū)動狀態(tài)。
[0025]通過這樣構(gòu)成，在箱體內(nèi)，通過吸熱風(fēng)扇的驅(qū)動而使內(nèi)部氣體保持始終循環(huán)的狀態(tài)，能夠使箱體內(nèi)部的溫度Tl穩(wěn)定化。
[0026]另外，在上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置中，也可以使所述控制部在所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在上升至所述第一設(shè)定溫度時，驅(qū)動所述排熱風(fēng)扇。
[0027]通過這樣構(gòu)成，在電子冷卻器的冷卻元件進行冷卻驅(qū)動的前階段，電子冷卻器的排熱側(cè)的散熱器冷卻，因此能夠提高電子冷卻器進行冷卻驅(qū)動時的冷卻效率，并且發(fā)揮迅速的冷卻效果。另外，在停止冷卻元件的冷卻驅(qū)動之后，也由于暫時驅(qū)動排熱風(fēng)扇，因此能夠在長期范圍內(nèi)穩(wěn)定維持冷卻元件的性能。
[0028]另外，在上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置中，也可以使所述控制部在超出所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍的上限值時，維持所述空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動、所述吸熱風(fēng)扇的驅(qū)動、所述排熱風(fēng)扇的驅(qū)動以及冷卻元件的冷卻驅(qū)動。
[0029]在這樣的結(jié)構(gòu)，箱體內(nèi)的溫度超出通常運轉(zhuǎn)溫度范圍而上升，因此對空氣換熱器以及電子冷卻器這兩者進行驅(qū)動，能夠迅速冷卻箱體內(nèi)部的溫度，使箱體內(nèi)返回通常運轉(zhuǎn)溫度范圍。即，空氣換熱器以及電子冷卻器的雙方驅(qū)動僅限于超過通常運轉(zhuǎn)溫度范圍而上升時，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高效的冷卻運轉(zhuǎn)。
[0030]另外，在上述結(jié)構(gòu)的箱體用冷卻裝置中，也可以使所述控制部在低于所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍的下限值時，停止所述空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動、所述吸熱風(fēng)扇的驅(qū)動、所述排熱風(fēng)扇的驅(qū)動以及冷卻元件的加熱驅(qū)動。
[0031]通常，箱體內(nèi)部的溫度利用發(fā)熱體的運轉(zhuǎn)而逐漸上升，但當(dāng)處于低于通常運轉(zhuǎn)溫度范圍的下限值的狀態(tài)時，各驅(qū)動要素有可能產(chǎn)生加熱異常，因此通過設(shè)為停止?fàn)顟B(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能運轉(zhuǎn)以及安全性的提高。
[0032]發(fā)明效果
[0033]根據(jù)本發(fā)明，能夠不使在箱體內(nèi)設(shè)置的發(fā)熱體的設(shè)置樣態(tài)等受到影響而高效地冷卻箱體內(nèi)。另外，獲得利用箱體內(nèi)的高效冷卻而能夠防止冷凝水的產(chǎn)生的箱體用冷卻裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明的箱體用冷卻裝置的一實施方式的整體簡要結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖2是表示對箱體用冷卻裝置的各驅(qū)動部進行運轉(zhuǎn)控制的控制單元的構(gòu)成的框圖。
[0036]圖3是表示在控制部中實施的空氣換熱器以及電子冷卻器的控制運轉(zhuǎn)的樣態(tài)的控制圖表。
[0037]圖4是表示箱體內(nèi)的溫度與電子冷卻器的控制運轉(zhuǎn)之間的關(guān)系的曲線圖。【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的箱體用冷卻裝置的一實施方式進行具體說明。
[0039]圖1是表示具有冷卻裝置的箱體的整體結(jié)構(gòu)的簡要圖。
[0040]本實施方式的箱體I構(gòu)成為由隔熱件壁3分隔出的截面大致矩形狀的箱型，其內(nèi)部空間(以下稱作庫內(nèi))4能夠通過裝配于前表面部3A的開閉門3A'進行密閉。在庫內(nèi)4例如收納有通信設(shè)備的調(diào)制解調(diào)器、電源裝置等各種發(fā)熱體，在本實施方式中，在庫內(nèi)4配置具有多個架板5a的機架5,在該架板5a上設(shè)置有各種發(fā)熱體。
[0041]在所述箱體I中分散地配置有控制、管理箱體內(nèi)的溫度的冷卻裝置10。該冷卻裝置10具備:空氣換熱器20，其配置在箱體I的頂板部3B，連接箱體的內(nèi)外；電子冷卻器30，其配置在背面部3C，連接箱體的內(nèi)外；以及控制單元40，其控制所述空氣換熱器10以及電子冷卻器20的運轉(zhuǎn)。在這種情況下，控制單元40只要設(shè)置在箱體I的任意位置即可，在本實施方式中，設(shè)置在庫內(nèi)4的機架5的架板5a上。另外，冷卻裝置10具備對箱體內(nèi)部的溫度Tl進行測定的傳感器S1、對外部空氣溫度T2進行測定的傳感器S2、以及對構(gòu)成所述電子冷卻器30的冷卻元件的冷氣溫度T3進行測定的傳感器S3，由這些傳感器SI?S3檢測的溫度信息如后所述，向構(gòu)成控制單元40的控制部輸入，成為對各驅(qū)動要素的運轉(zhuǎn)進行控制的觸發(fā)信號。
[0042]所述空氣換熱器20具備在頂板部3B上設(shè)置的外殼21，在該外殼21內(nèi)，利用在頂板部3B的內(nèi)側(cè)設(shè)置的風(fēng)扇22將內(nèi)部氣體22A排出，并且利用在外殼21上設(shè)置的風(fēng)扇23使外部空氣23A通過。在這種情況下，本實施方式中的外殼21具有使外部空氣23A通過的流路21A以及使內(nèi)部氣體22A通過的流路21B，各流路21A、21B優(yōu)選成為不使外部空氣與內(nèi)部氣體混合地上下獨立形成、且由相鄰流路的壁面21C進行換熱的構(gòu)造。另外，對于各流路21A、21B，為了容易散熱而優(yōu)選構(gòu)成為翅片形狀。
[0043]需要說明的是，上述的風(fēng)扇22以及風(fēng)扇23通過所述控制單元40的控制部來同步驅(qū)動。
[0044]所述電子冷卻器30具備在庫內(nèi)側(cè)配置的吸熱側(cè)散熱器(散熱風(fēng)扇)31以及在庫外側(cè)配置的排熱側(cè)散熱器33，這些結(jié)構(gòu)配置為穿過在設(shè)于箱體I的背面部3C的安裝用板(未圖示)上形成的開口 3d。在這種情況下，電子冷卻器30作為冷卻元件而具備珀耳帖元件35，該珀耳帖元件35配置在經(jīng)由襯墊與所述安裝用板連接的金屬板36與吸熱側(cè)散熱器(散熱風(fēng)扇)31之間。另外，所述排熱側(cè)散熱器33安裝在金屬板36的與安裝有珀耳帖元件35的面相反一側(cè)的面上。需要說明的是，珀耳帖元件35與散熱片組合，散熱片可以由各種翅片形狀不同的結(jié)構(gòu)、或者利用有導(dǎo)熱管的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成。
[0045]在所述吸熱側(cè)散熱器31的一端部，以使庫內(nèi)的內(nèi)部氣體通過的方式設(shè)置吸熱風(fēng)扇32,庫內(nèi)的內(nèi)部氣體32A向吸熱側(cè)散熱器31內(nèi)流動,從另一端部排出。在這種情況下，在另一端部，如上所述地配置有對冷卻元件(珀耳帖元件35)的冷氣溫度T3進行測定的傳感器S3。另外，在所述排熱側(cè)散熱器33的一端側(cè)，為了排出在排熱側(cè)散熱器33內(nèi)滯留的空氣而設(shè)置排熱風(fēng)扇34，而使由所述珀耳帖元件35冷卻而加熱的空氣34A向庫外排出。
[0046]上述的冷卻元件35以及吸熱風(fēng)扇32和排熱風(fēng)扇34通過所述控制單元40的控制部而獨立地驅(qū)動。在這種情況下，吸熱風(fēng)扇32和排熱風(fēng)扇34優(yōu)選在各個散熱器31、33內(nèi)處于使空氣的流動形成對置那樣的位置關(guān)系，尤其是，對于排熱風(fēng)扇34，為了將排熱側(cè)散熱器33內(nèi)的空氣向上方側(cè)排出而進行高效排熱，優(yōu)選配置為使內(nèi)部氣體從下端部上升。
[0047]需要說明的是，在上述的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成所述箱體I的材料重視耐氣候性、強度，期望將外板設(shè)為不銹鋼。其中，對于遮光板、箱體內(nèi)部的框架件而考慮輕型化，優(yōu)選使用鋁材。另外，對于構(gòu)成內(nèi)部的架板5a(機架5)等的材料，從強度以及防塵的觀點來說，優(yōu)選使用不銹鋼。另外，對于上述的金屬板36，從導(dǎo)熱來說，期望使用銅板，但由于重量增大而優(yōu)選使用鋁材。
[0048]圖2是表示對上述的冷卻裝置的各驅(qū)動部進行運轉(zhuǎn)控制的控制單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0049]控制單元40具有控制部41，該控制部41具備儲存規(guī)定的動作程序且基于從各傳感器SI~S3發(fā)送的檢測溫度信號而控制所述空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23與所述電子冷卻器30的吸熱風(fēng)扇32、排熱風(fēng)扇34以及冷卻元件(珀耳帖元件)35的驅(qū)動的功能。即，空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23借助具備驅(qū)動電路的風(fēng)扇驅(qū)動部42進行同步而ON / OFF驅(qū)動，電子冷卻器30的吸熱風(fēng)扇32以及排熱風(fēng)扇34分別借助具備驅(qū)動電路的風(fēng)扇驅(qū)動部43、44而獨立地進行ON / OFF驅(qū)動。
[0050]另外，本實施方式的珀耳帖元件35并列地設(shè)有多個系統(tǒng)(在圖2中表示珀耳帖元件35A~35D的四個系統(tǒng))，所述控制部41對多個系統(tǒng)的珀耳帖元件以每一個系統(tǒng)為單位進行ON / OFF驅(qū)動控制。即，各系統(tǒng)的珀耳帖元件35A~3?分別借助具備能夠使電流的極性反轉(zhuǎn)的驅(qū)動電路的珀耳帖驅(qū)動部45~48，獨立地進行加熱/冷卻驅(qū)動以及ON / OFF驅(qū)動。
[0051]需要說明的是，在本實施方式中，進一步來說，并列地設(shè)置多個系統(tǒng)的冷卻元件35A~35D構(gòu)成為分別使多 個珀耳帖元件、具體來說在各系統(tǒng)中兩個珀耳帖元件(35A、35al)、(35B、35bl)、(35C、35cl)、(35D,35dl)以串聯(lián)的方式連接。當(dāng)然，珀耳帖元件的系統(tǒng)數(shù)量、串聯(lián)的珀耳帖元件的個數(shù)能夠根據(jù)冷卻裝置的規(guī)格等而適當(dāng)變形。
[0052]接下來，參照圖3對基于上述的控制單元40的控制運轉(zhuǎn)方法進行具體說明。
[0053]圖3表示控制圖表，該控制圖表表示在控制單元40的控制部41中實施的空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23以及電子冷卻器30的吸熱風(fēng)扇32、排熱風(fēng)扇34以及珀耳帖元件35的控制運轉(zhuǎn)的一實施方式例。
[0054]所述控制部41在預(yù)先設(shè)定的箱體內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R內(nèi)，在箱體內(nèi)的溫度Tl上升到第一設(shè)定溫度(SV2)時，以外部空氣溫度T2小于箱體內(nèi)的溫度Tl (T2〈T1)為條件，驅(qū)動空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23(參照控制圖表(a))。另外，在箱體內(nèi)的溫度Tl上升到比第一設(shè)定溫度(SV2)高的第二設(shè)定溫度(SV3)時，停止空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23的驅(qū)動(參照控制圖表(b))，并且以珀耳帖元件35的冷氣溫度T3是預(yù)先確定的結(jié)露判斷值(SVB)以上為條件(T3≥SVB)，對珀耳帖元件35進行冷卻驅(qū)動(參照控制圖表(C))。
[0055]如上所述，在箱體I內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R內(nèi)，在其內(nèi)部溫度Tl上升至第一設(shè)定溫度(SV2)時，通過驅(qū)動空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23，能夠?qū)ι仙膸靸?nèi)溫度進行冷卻。這樣，在箱體內(nèi)的溫度與外部空氣溫度之間具有差值的區(qū)域，設(shè)置為僅基于空氣換熱器20的運轉(zhuǎn)，不實施電子冷卻器30的運轉(zhuǎn)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。在這種情況下，風(fēng)扇22、23的驅(qū)動如上所述地以外部空氣溫度T2〈內(nèi)部氣體溫度Tl為條件，因此在外部空氣溫高于箱體內(nèi)的溫度時，不會不必要地將高溫的外部空氣導(dǎo)入到箱體I內(nèi)，不會使箱體I內(nèi)的溫度急劇上升。即，直至外部空氣溫度變得低于庫內(nèi)溫度，停止空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23的驅(qū)動，盡可能地不使外部的熱量向箱體內(nèi)部移動。
[0056]然后，通過停止風(fēng)扇22、23的驅(qū)動，箱體內(nèi)的溫度Tl上升，在上升到比第一設(shè)定溫度(SV2)高的第二設(shè)定溫度(SV3)時，對珀耳帖元件35進行冷卻驅(qū)動，以冷卻庫內(nèi)而保持為恒定溫度的方式控制(參照控制圖表(C))。需要說明的是，珀耳帖元件35在整個系統(tǒng)范圍內(nèi)發(fā)生故障的情況下，風(fēng)扇22、23的驅(qū)動以外部空氣溫度T2〈內(nèi)部氣體溫度Tl為條件而繼續(xù)原樣驅(qū)動，實施庫內(nèi)的冷卻(參照控制圖表(《※丄)。
[0057]在進行該珀耳帖元件35的冷卻驅(qū)動的情況下，在珀耳帖元件35的冷氣溫度Τ3變得低于預(yù)先確定的結(jié)露判斷值(SVB)時，有可能在吸熱側(cè)散熱器(放熱風(fēng)扇)31的部分處產(chǎn)生結(jié)露，因此對冷卻驅(qū)動進行停止控制，防止在庫內(nèi)產(chǎn)生冷凝水(參照控制圖表(C))。即，在本實施方式中，在容易產(chǎn)生結(jié)露的部分處，以使不成為產(chǎn)生結(jié)露的溫度區(qū)域(結(jié)露判斷值以下)的方式控制冷卻運轉(zhuǎn)，以使庫內(nèi)溫度保持恒定的方式進行控制。
[0058]需要說明的是，對于結(jié)露的判斷，例如也可以通過濕度傳感器與庫內(nèi)溫度的檢測而判斷露點溫度，進行運轉(zhuǎn)控制，但如本實施方式這樣，通過預(yù)先確定結(jié)露判斷值(SVB)，將該溫度以下設(shè)為露點溫度而進行運轉(zhuǎn)控制，從而能夠簡化控制項目。另外，在本實施方式中，即便用于檢測箱體內(nèi)的溫度Tl的傳感器SI萬一發(fā)生故障，也能夠替代使用對冷氣溫度Τ3進行測定的傳感器S3。
[0059]另外，所述控制部41控制為，在超過通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R的上限值(SV3+10°C )時，維持空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23的驅(qū)動以及電子冷卻器30的驅(qū)動部即吸熱風(fēng)扇32的驅(qū)動、排熱風(fēng)扇34的驅(qū)動以及珀耳帖元件35的冷卻驅(qū)動。
[0060]這樣，箱體I內(nèi)的溫度Tl超過通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R而上升，因此驅(qū)動空氣換熱器20以及電子冷卻器30這兩者，使箱體內(nèi)部的溫度迅速地冷卻，使箱體內(nèi)返回到通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R。即，空氣換熱器20以及電子冷卻器30這兩者的驅(qū)動僅限于箱體內(nèi)的溫度Tl超過通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R而上升時，因此能夠?qū)嵤└咝У睦鋮s運轉(zhuǎn)。
[0061]如上所述，根據(jù)上述的冷卻裝置10，在收納有發(fā)熱體的箱體I中，配置空氣換熱器20與電子冷卻器30，控制部40根據(jù)規(guī)定條件而對運轉(zhuǎn)進行切換控制，因此能夠降低運轉(zhuǎn)成本，并且能夠高效地冷卻箱體內(nèi)。另外，空氣換熱器20以及電子冷卻器30分別以最佳的狀態(tài)來切換任一方的驅(qū)動、雙方驅(qū)動，無需將空氣換熱器與電子冷卻器設(shè)為一體而成的冷卻裝置根據(jù)發(fā)熱體的負(fù)載而設(shè)置多臺，不會產(chǎn)生箱體內(nèi)的設(shè)置空間變大、成本高漲這樣的情況。另外，空氣交換器20與電子冷卻器30的切換控制是基于箱體內(nèi)的溫度Tl、外部空氣溫度T2、珀耳帖元件35的冷氣溫度T3而執(zhí)行的，因此能夠獲得高效的冷卻效果，對于珀耳帖元件的冷卻驅(qū)動，在其冷氣溫度變得低于結(jié)露判斷值(SVB)時，對其冷卻驅(qū)動進行停止控制，因此能夠防止在箱體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水。
[0062]另外，在本實施方式中，所述控制部41在通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R內(nèi)，在降低至低于所述第一設(shè)定溫度(SV2)的第三設(shè)定溫度(SVl)時，以對珀耳帖元件35進行加熱驅(qū)動的方式控制(參照控制圖表⑷)。
[0063]在這種情況下，在通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R內(nèi)，由于箱體I內(nèi)的溫度相當(dāng)降低，因此通過加熱驅(qū)動珀耳帖元件35，`能夠使箱體I內(nèi)的溫度上升至更適當(dāng)?shù)臏囟炔⑦M行維持。需要說明的是，基于上述的珀耳帖元件35的加熱運轉(zhuǎn)而箱體內(nèi)的溫度沒有上升的狀況為(SV1-5°C以下)，這是在通常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下不會引起的范圍。因此，在本實施方式中，在這樣的狀況下，有可能產(chǎn)生加熱異常(超過設(shè)備的規(guī)格運轉(zhuǎn)溫度范圍)，因此以使全部的驅(qū)動要素停止的方式進行控制，提高了安全性?；蛘呤牵趲靸?nèi)溫度成為(SV1-5°C以下)的狀況經(jīng)過了恒定時間的情況下，作為有可能產(chǎn)生加熱異常，也可以使控制部41向外部發(fā)出異常警報。
[0064]另外，所述控制部41在通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R內(nèi)，也可以通過將電子冷卻器30的吸熱風(fēng)扇32維持為驅(qū)動狀態(tài)的方式進行控制。通過這樣構(gòu)成，在箱體I內(nèi)，始終驅(qū)動吸熱風(fēng)扇32，因此保持內(nèi)部氣體始終循環(huán)的狀態(tài)，能夠使箱體內(nèi)部的溫度Tl穩(wěn)定化。
[0065]另外，優(yōu)選的是，所述控制部41在通常運轉(zhuǎn)溫度范圍R內(nèi)，在箱體內(nèi)的溫度Tl上升至所述第一設(shè)定溫度(SV2)時，以驅(qū)動電子冷卻器30的排熱風(fēng)扇34的方式進行控制。這是因為，當(dāng)將珀耳帖元件35以所述第二設(shè)定溫度(SV3)進行冷卻驅(qū)動時，在珀耳帖元件的加熱側(cè)(排熱側(cè)散熱器33)包含珀耳帖元件的散熱片部，即使珀耳帖元件運轉(zhuǎn)停止后(即使庫內(nèi)溫度降低至第一設(shè)定溫度SV2)，也能暫時持續(xù)較高狀態(tài)；以及當(dāng)珀耳帖元件35在加熱側(cè)不迅速地進行散熱時，對元件的性能以及壽命產(chǎn)生影響，因此，在珀耳帖元件35的冷卻運轉(zhuǎn)中(參照控制圖表(e))以及其前后(參照控制圖表(f))，通過將排熱風(fēng)扇34控制為驅(qū)動狀態(tài)，能夠在加熱側(cè)迅速地散熱，且防止箱體內(nèi)的溫度Tl上升而維持冷卻效果，并且能夠使珀耳帖元件35的性能在長期范圍內(nèi)穩(wěn)定化。需要說明的是，排熱風(fēng)扇34的驅(qū)動可以與珀耳帖元件35的冷卻驅(qū)動連動，也可以在停止珀耳帖元件的冷卻驅(qū)動之后，利用延遲計時器等而以進行恒定時間驅(qū)動的方式控制。
[0066]另外，對于上述的吸熱風(fēng)扇32以及排熱風(fēng)扇34，通過在驅(qū)動空氣換熱器20的風(fēng)扇22、23時同步地驅(qū)動的方式控制，能夠借助導(dǎo)熱使箱體內(nèi)的溫度向外部釋放，從而能夠使庫內(nèi)溫度穩(wěn)定化。
[0067]另外，本實施方式的冷卻裝置將構(gòu)成電子冷卻器30的珀耳帖元件35并列地設(shè)有多個系統(tǒng)。在這種情況下，所述控制部41也可以通過根據(jù)箱體內(nèi)的溫度Tl而對每一個系統(tǒng)進行ON / OFF驅(qū)動的方式控制。具體來說，例如，如圖4所示，箱體內(nèi)的溫度Tl逐漸下降，若在從第三設(shè)定溫度(SVl)下降時對珀耳帖元件35進行加熱驅(qū)動，則控制部41控制為，在從第三設(shè)定溫度(SVl)下降2°C的時刻驅(qū)動珀耳帖元件35A系，在從第三設(shè)定溫度(SVl)下降:TC的時刻驅(qū)動珀耳帖元件35B系，在從第三設(shè)定溫度(SVl)下降4°C的時刻驅(qū)動珀耳帖元件35C系，在從第三設(shè)定溫度(SVl)下降5°C的時刻驅(qū)動珀耳帖元件3?系而成為最大加熱狀態(tài)。然后，在利用這樣的控制運轉(zhuǎn)來使箱體內(nèi)的溫度Tl上升的情況下，同樣地以每一個系統(tǒng)為單位依次對加熱驅(qū)動進行停止控制。
[0068]這樣，通過將珀耳帖元件設(shè)置多個系統(tǒng)，對每一個系統(tǒng)階段性進行控制運轉(zhuǎn)，從而與一次對珀耳帖元件進行ON / OFF驅(qū)動的結(jié)構(gòu)相比較，能夠改善箱體內(nèi)的溫度的振蕩程度。另外，在這樣的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)在箱體I內(nèi)收納的發(fā)熱體的負(fù)載(溫度負(fù)載)，也能夠使每一個系統(tǒng)依次運轉(zhuǎn)，能夠以與負(fù)載相適的最小結(jié)構(gòu)(與負(fù)載相匹配的最佳能力)進行控制運轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)運轉(zhuǎn)成本的降低以及節(jié)能化。當(dāng)然，也能夠在箱體內(nèi)的溫度Tl逐漸上升而以箱體內(nèi)的溫度成為上述的第二設(shè)定溫度(SV3)為目標(biāo)對珀耳帖元件35進行冷卻驅(qū)動時實施上述的階段性控制運轉(zhuǎn)。
[0069]需要說明的是，在本實施方式中，并列地設(shè)有多個系統(tǒng)的珀耳帖元件35A?3?各自多個串聯(lián)連接，故能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻能力以及加熱能力的提高。
[0070]以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，能夠進行各種變形。
[0071 ] 例如，在上述的電子冷卻器30中，對于多個系統(tǒng)配置珀耳帖元件35且階段性控制運轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，在沒有設(shè)置空氣換熱器20的冷卻裝置中也能夠?qū)嵤?。即，在這樣的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)與發(fā)熱體的負(fù)載相應(yīng)的冷卻(加熱)驅(qū)動控制，能夠改善振蕩的程度而高效地冷卻(加熱)箱體內(nèi)。另外，電子冷卻器30除使用珀耳帖元件以外，也能夠使用例如基于普通制冷劑循環(huán)的冷卻構(gòu)造。
[0072]另外，上述的空氣換熱器20構(gòu)成為不使內(nèi)部氣體22A與外部空氣23A直接接觸而通過分隔的壁面21C借助導(dǎo)熱來進行換熱，但對于換熱的方式能夠進行各種變形。例如，也可以在外殼21內(nèi)設(shè)置各種散熱片、例如層疊構(gòu)造的格子翅片，從而在格子間的流路中進行換熱。
[0073]另外，也可以構(gòu)成為，通過提高上述箱體I的氣密性，在箱體I內(nèi)設(shè)置吸濕劑而具有濕度調(diào)整功能。
[0074]附圖標(biāo)記說明:
[0075]I 箱體
[0076]10冷卻裝置
[0077]20空氣換熱器
[0078]22、23 風(fēng)扇
[0079]30 電子冷卻器
[0080]31吸熱側(cè)散熱器
[0081]32吸熱風(fēng)扇
[0082]33排熱側(cè)散熱器
[0083]34排熱風(fēng)扇
[0084]35珀耳帖元件
[0085]40控制單元
[0086]41控制部
【權(quán)利要求】
1.一種箱體用冷卻裝置，其特征在于， 該箱體用冷卻裝置具有: 空氣換熱器，其設(shè)置于收納有發(fā)熱體的箱體，能夠在與所述箱體外部之間進行基于空氣的換熱； 電子冷卻器，其使具備吸熱風(fēng)扇的吸熱側(cè)散熱器在所述箱體內(nèi)側(cè)露出，使具備排熱風(fēng)扇的排熱側(cè)散熱器在所述箱體外側(cè)露出，在所述吸熱側(cè)散熱器與所述排熱側(cè)散熱器之間配設(shè)有冷卻元件；以及 控制部，其基于所述箱體內(nèi)部的溫度Tl、外部空氣溫度T2、所述冷卻元件的冷氣溫度T3而對所述空氣換熱器的風(fēng)扇、所述吸熱風(fēng)扇、所述排熱風(fēng)扇以及冷卻元件的驅(qū)動進行控制， 所述控制部在預(yù)先設(shè)定的箱體內(nèi)的通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在上升至第一設(shè)定溫度時，以T2〈T1為條件，對所述空氣換熱器的風(fēng)扇進行驅(qū)動，在上升至高于所述第一設(shè)定溫度的第二設(shè)定溫度時，停止所述空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動，并且以Τ3 ^ SVB ；SVB為預(yù)先確定的結(jié)露判斷值為條件，對所述冷卻元件進行冷卻驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述控制部在所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在降低至低于所述第一設(shè)定溫度的第三設(shè)定溫度時，對所述冷卻元件進行加熱驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述冷卻元件并列地設(shè)有多個系統(tǒng)， 所述控制部根據(jù)所述箱體內(nèi)部的溫度Tl而對每一個系統(tǒng)進行ON / OFF驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述并列地設(shè)有多個系統(tǒng)的冷卻元件各自多個串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述控制部在所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，將所述吸熱風(fēng)扇維持為驅(qū)動狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述控制部在所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)，在上升至所述第一設(shè)定溫度時，驅(qū)動所述排熱風(fēng)扇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述控制部在超出所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍的上限值時，維持所述空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動、所述吸熱風(fēng)扇的驅(qū)動、所述排熱風(fēng)扇的驅(qū)動以及冷卻元件的冷卻驅(qū)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的箱體用冷卻裝置，其特征在于， 所述控制部在低于所述通常運轉(zhuǎn)溫度范圍的下限值時，停止所述空氣換熱器的風(fēng)扇的驅(qū)動、所述吸熱風(fēng)扇的驅(qū)動、所述排熱 風(fēng)扇的驅(qū)動以及冷卻元件的加熱驅(qū)動。
【文檔編號】F25B21/02GK103828500SQ201280046297
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月22日
【發(fā)明者】前田隆志 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社