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公開番号2025119651
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024014540
出願日2024-02-02
発明の名称制御装置および熱交換システム
出願人日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
代理人弁理士法人MIP
主分類F24F 11/89 20180101AFI20250807BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】電気部品の温度を一定以上に維持することが容易になる制御装置および熱交換システムを提供すること。
【解決手段】制御装置は、冷媒と熱交換する空気を取り込み、排出する送風手段を含む熱交換システムを制御する装置であり、熱交換システムを制御する1以上の電気部品と、1以上の電気部品を内部に収納し、送風手段により内部もしくは外部またはその両方を空気が流通する電機品箱と、電機品箱の外面から突出して1以上の電気部品のうちの少なくとも1つが発する熱を放熱する放熱手段と、1以上の電気部品のうちの少なくとも1つを、直接または放熱手段を介して加熱する加熱手段とを含む。制御装置は、熱交換システムの運転の有無と、電機品箱内の温度または熱交換システムの周囲温度とに基づき、加熱手段による加熱を制御する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒と熱交換する空気を取り込み、排出する送風手段を含む熱交換システムの運転を制御する制御装置であって、
前記熱交換システムを制御する１以上の電気部品と、
前記１以上の電気部品を内部に収納し、前記送風手段により内部もしくは外部またはその両方を空気が流通する電機品箱と、
前記電機品箱の外面から突出して１以上の電気部品のうちの少なくとも１つが発する熱を放熱する放熱手段と、
前記１以上の電気部品のうちの少なくとも１つを、直接または前記放熱手段を介して加熱する加熱手段と
を含み、
前記熱交換システムの運転の有無と、前記電機品箱内の温度または前記熱交換システムの周囲温度とに基づき、前記加熱手段による加熱を制御する、制御装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記１以上の電気部品のうちの少なくとも１つは、前記熱交換システムの運転負荷を調整する負荷調整手段であり、
前記放熱手段が、前記負荷調整手段と熱伝導グリースを挟んで接触している、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記放熱手段は、所定の径で所定の深さを有する１以上の挿入穴を備え、前記負荷調整手段と前記熱伝導グリースを挟んで接触するベース部と、前記ベース部に設けられる複数のフィンとを有し、
前記加熱手段は、前記ベース部の前記１以上の挿入穴に挿入される、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記放熱手段は、前記負荷調整手段と前記熱伝導グリースを挟んで接触するベース部と、前記ベース部に設けられる複数のフィンとを有し、
前記加熱手段は、前記ベース部の側面に隣接して配置される、請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記放熱手段は、前記負荷調整手段と前記熱伝導グリースを挟んで接触するベース部と、前記ベース部に設けられる複数のフィンとを有し、
前記加熱手段は、前記負荷調整手段と前記ベース部との間に配置され、前記熱伝導グリースにより埋設される、請求項２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電機品箱内の温度または前記熱交換システムが備える外気温度を検知する外気温度検知手段により検知された該外気温度が、設定された下限温度以下になった場合に、前記加熱手段による加熱を開始させる、請求項２～５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記加熱手段による加熱を開始させた後、前記電機品箱内の温度または前記外気温度が、設定された上限温度以上になった場合、前記加熱手段による加熱を停止させる、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
流体と冷媒との熱交換を行う熱交換システムであって、
前記熱交換システムは、
冷媒と熱交換する空気を取り込み、排出する送風手段を含み、
前記制御装置は、
前記熱交換システムを制御する１以上の電気部品と、
前記１以上の電気部品を内部に収納し、前記送風手段により内部もしくは外部またはその両方を空気が流通する電機品箱と、
前記電機品箱の外面から突出して１以上の電気部品のうちの少なくとも１つが発する熱を放熱する放熱手段と、
前記１以上の電気部品のうちの少なくとも１つを、直接または前記放熱手段を介して加熱する加熱手段と
を含み、
前記熱交換システムの運転の有無と、前記電機品箱内の温度または前記熱交換システムの周囲温度とに基づき、前記加熱手段による加熱を制御する、熱交換システム。
【請求項９】
前記１以上の電気部品のうちの少なくとも１つは、前記熱交換システムの運転負荷を調整する負荷調整手段であり、
前記放熱手段が、前記負荷調整手段と熱伝導グリースを挟んで接触している、請求項８に記載の熱交換システム。
【請求項１０】
前記放熱手段は、所定の径で所定の深さを有する１以上の挿入穴を備え、前記負荷調整手段と前記熱伝導グリースを挟んで接触するベース部と、前記ベース部に設けられる複数のフィンとを有し、
前記加熱手段は、前記ベース部の前記１以上の挿入穴に挿入される、請求項８に記載の熱交換システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換システムを制御する制御装置および熱交換システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
空気調和装置等の熱交換システムは、圧縮機、膨張弁、ファン等を含み、これらの機器を制御する制御装置を備える。制御装置は、制御基板等の電気部品を電機品箱に収納し、熱交換システムの室外機のケーシング内に配置される。
【０００３】
電気部品は、熱交換システムの起動中、動作し、発熱する。電気部品は、熱が蓄積し続けると、電気部品の使用上限温度を上回ることになる。また、室外機は、外気温度の低下等に伴って電機品箱内の温度も低下し、電気部品の使用下限温度を下回ることがある。このように、電気部品が使用上限温度を上回り、もしくは使用下限温度を下回ると、電気部品の動作を保証することができず、信頼性が低下するという問題が生じる。
【０００４】
そこで、電機品箱内にヒータを備え、電機品箱の外面に複数のフィンにより電気部品の発熱を放熱し、温度上昇を抑制するヒートシンクを備えた空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－２７０７３２号公報
国際公開第２０１７／０７７６４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、外気温度が低い場合、運転時に電気部品に発熱があるにしても、運転時の電機品箱内の温度が待機時より低くなり、運転の有無により温度上昇程度が大幅にばらつき、電気部品の温度を一定以上に維持することが難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、冷媒と熱交換する空気を取り込み、排出する送風手段を含む熱交換システムを制御する制御装置であって、
熱交換システムを制御する１以上の電気部品と、
１以上の電気部品を内部に収納し、送風手段により内部もしくは外部またはその両方を空気が流通する電機品箱と、
電機品箱の外部へ突出して１以上の電気部品のうちの少なくとも１つが発する熱を放熱する放熱手段と、
１以上の電気部品のうちの少なくとも１つを、直接または放熱手段を介して加熱する加熱手段と
を含み、
熱交換システムの運転の有無と、電機品箱内の温度または熱交換システムの周囲温度とに基づき、加熱手段による加熱を制御する、制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電気部品の温度を一定以上に維持することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
熱交換システムの一例として空気調和装置の構成例を示した図。
空気調和装置が備える室外機内の構成機器の配置例を示した図。
空気調和装置の運転中の室外機内の空気の流れを説明する図。
室外機内に配置される電機品箱内の電気部品の配置例を示した図。
空気調和装置の運転中の電機品箱内の空気の流れを説明する図。
ヒートシンクの構造、取付位置および取付方法について説明する図。
電気部品とヒートシンクとの間にサーマルグリスを塗布した例を示した図。
ヒータの形状、ヒートシンクへのヒータの取付位置および取付方法の第１の例について説明する図。
ヒータの形状、ヒートシンクへのヒータの取付位置および取付方法の第２の例について説明する図。
ヒータの形状、ヒートシンクへのヒータの取付位置および取付方法の第３の例について説明する図。
ヒータの加熱制御の一例を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、熱交換システムの一例として空気調和装置の構成例を示した図である。熱交換システムは、熱媒体として冷媒を圧縮および膨張させながら密閉された系内を循環させ、熱交換の対象である空気や水等の流体を間接的に接触させて、冷媒と流体との間で熱交換を行う。また、熱交換システムは、流体と熱交換する前または後に、冷媒と外気等の空気との間でも熱交換を行う。したがって、熱交換システムは、このような構成のシステムであれば空気調和装置に限定されるものではなく、冷凍機、チラー、ヒートポンプ等であってもよい。以下、熱交換システムを、空気調和装置として説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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