本发明涉及对设置于控制部的发热体进行冷却的空调装置。
背景技术
以往，对空调装置的动作进行控制的基板以及电气产品等被收容于电气部件箱的内部，并设置于室外机的内部。基板以及电气产品等通过被收容于电气部件箱的内部，来抑制暴露于从设置于室外机的空气的吸入口以及吹出口等进入到内部的雨水等。作为电源模块之类的发热量大的发热体的电气产品为了抑制热破坏而被冷却。作为对发热体进行冷却的方式，可列举空冷方式。在空冷方式中，例如将大型的散热片等安装于发热体，由此确保电气产品的散热量。散热片被设置于在吸入口和吹出口之间形成的通风路内，利用在通风路中流动的空气对散热片进行冷却，冷却了的散热片使电气产品冷却。在空冷方式中，若发热量增加，则需要相应地使散热片大型化。因此，由于用于制造散热片所需的金属材料的使用量增加，所以空调装置的制造成本上升。
在专利文献1中，公开了作为对发热体进行冷却的方式，除了空冷方式外还采用制冷剂冷却方式的空调机。在专利文献1中，制冷剂回路的制冷剂配管与被收容于电气产品箱的电源基板经由制冷剂套(refrigerantjacket)而接合，在制冷剂配管的内部流动的制冷剂的温度被控制为比电源基板的温度低。而且，电源基板发出的热向制冷剂释放，从而电源基板被冷却。由此，专利文献1是想要抑制电源基板的温度上升的文献。
专利文献1：日本特开2011－99577号公报
然而，对于专利文献1所公开的空调机而言，由于发热体发出的热向制冷剂释放，所以制冷剂被加热。因此，例如当制冷运转时，在对空调对象空间进行冷却的方面，冷却能力降低。因此，空调装置的运转效率降低。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，提供一种抑制运转效率降低且将发热体发出的热释放出的空调装置。
本发明所涉及的空调装置具备：制冷剂回路，通过配管将压缩机、第1热交换器、膨胀部、第2热交换器以及具有制冷剂流路的第1冷却部连接而成，供制冷剂流动；控制部，具有对压缩机的动作进行控制的发热体；导热体，在基端侧与发热体连接，在前端侧与第1冷却部连接，对发热体发出的热进行传递；以及第2冷却部，连接在导热体的基端侧和前端侧之间，对导热体进行冷却，第1冷却部利用制冷剂来对导热体进行冷却。
根据本发明，与使用制冷剂进行冷却的第1冷却部相比，先通过第2冷却部对传递发热体发出的热的导热体进行冷却。因此，在将发热体冷却的方面，第1冷却部的负担减轻。因此，空调装置既能够抑制运转效率降低又能够将发热体发出的热释放。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的空调装置1的回路图。
图2是表示本发明的实施方式1中的室外机2的正面剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1中的室外机2的侧面剖视图。
图4是表示本发明的实施方式1中的室外机2的俯视图。
图5是表示本发明的实施方式1中的导热体20的示意图。
图6是表示本发明的实施方式1的导热体20的热的移动的示意图。
图7是表示本发明的实施方式1中的导热体20的热的移动的示意图。
图8是表示本发明的实施方式2所涉及的空调装置100的回路图。
具体实施方式
实施方式1.
以下，参照附图对本发明所涉及的空调装置的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式1所涉及的空调装置1的回路图。基于该图1对空调装置1进行说明。如图1所示，空调装置1具备室外机2和室内机3。室外机2设置于室外，具有压缩机4、流路切换部9、第1热交换器5、第1冷却部30、室外送风机5a、储液器8、吸入压力检测部11、排出压力检测部12以及控制部10。室内机3设置于室内，具有膨胀部6、第2热交换器7以及室内送风机7a。这里，压缩机4、流路切换部9、第1热交换器5、膨胀部6、第2热交换器7、储液器(accumulator)8以及第1冷却部30通过配管1b连接，从而构成供制冷剂流动的制冷剂回路1a。
压缩机4对制冷剂进行压缩。流路切换部9在制冷剂回路1a中切换制冷剂流动的方向。流路切换部9将从压缩机4排出的制冷剂切换为向第1热交换器5流动或者向第2热交换器7流动，由此进行制冷运转或者制热运转中的任一个。第1热交换器5例如对室外空气与制冷剂进行热交换。室外送风机5a向第1热交换器5输送室外空气。膨胀部6对制冷剂进行膨胀以及减压，例如是被调整开度的电磁膨胀阀。第2热交换器7例如对室内空气和制冷剂进行热交换。室内送风机7a向第2热交换器7输送室内空气。储液器8对液体状态的制冷剂进行存积。第1冷却部30具有制冷剂流路，对冷却对象进行冷却。
吸入压力检测部11设置于储液器8的流入侧，对被压缩机4吸入的制冷剂的压力进行检测。排出压力检测部12设置于压缩机4的排出侧，对从压缩机4排出的制冷剂的压力进行检测。控制部10具有对空调装置1的动作进行控制的微型计算机(未图示)、和电源模块之类的发出热的发热体10a。发热体10a例如是对压缩机4进行驱动的驱动电路，包含于驱动电路的开关元件等发热。控制部10例如被收纳于电气部件箱。控制部10基于由吸入压力检测部11检测出的压力和由排出压力检测部12检测出的压力，来控制压缩机4的动作。
图2是表示本发明的实施方式1中的室外机2的正面剖视图，图3是表示本发明的实施方式1中的室外机2的侧面剖视图。如图2所示，空调装置1还具备导热体20和第2冷却部40，导热体20以及第2冷却部40均设置于室外机2的内部。室外机2例如是四方筒状的壳体，在室外机2的内部，室外送风机5a设置于上部，控制部10设置于下部，在室外送风机5a与控制部10之间配置有第1热交换器5。另外，如图3所示，第1热交换器5安装于室外机2的四个侧面的内壁。这里，如图2以及图3所示，在室外机2的四个侧面形成有吸入室外空气60的吸入口2a，在最上部形成有吹出室外空气60的吹出口2b。室外空气60被从吸入口2a吸入至室外机2的内部，并在第1热交换器5中与制冷剂进行热交换。热交换后的室外空气60随后上升，并从吹出口2b向室外机2的外部吹出。
图4是表示本发明的实施方式1中的室外机2的俯视图。如图2以及图4所示，导热体20在基端侧连接着控制部10的发热体10a，并向上方延伸。而且，导热体20在前端侧的第1结合部22处连接着第1冷却部30，在基端侧与前端侧之间的第2结合部23连接着第2冷却部40。此外，从第1冷却部30延伸有制冷剂回路1a的配管1b。这里，第2冷却部40被设置于供室外空气60流动的风路。
图5是表示本发明的实施方式1中的导热体20的示意图。如图5所示，导热体20在基端侧连接有发热体10a，在前端侧连接于第1冷却部30，传递发热体10a所发出的热。这样，发热体10a与导热体20热结合，在发热体10a与导热体20之间进行热的移动。其中，发热体10a与导热体20的基端侧经由金属板21而连接。
第2冷却部40连接在导热体20的基端侧和前端侧之间，对导热体20进行冷却。在本实施方式1中，第2冷却部40是具有多个翅片的散热片。如上所述，第2冷却部40被设置于供室外空气60流动的风路。由此，散热片被在风路中流动的室外空气60冷却，冷却后的散热片将导热体20冷却。因此，传递至导热体20的从发热体10a发出的热向室外空气60释放出。这样，第2冷却部40与导热体20热结合，在第2冷却部40与导热体20之间进行热的移动。
第1冷却部30与导热体20的前端侧连接，利用制冷剂将导热体20冷却。此外，第1冷却部30被对第1冷却部30进行隔热的隔热件31覆盖。由此，抑制了在配管1b中流动的制冷剂因第1冷却部30而与空气进行热交换。利用第1冷却部30，将传递至导热体20的从发热体10a发出的热向在配管1b中流动的制冷剂释放。这样，第1冷却部30与导热体20热结合，在第1冷却部30与导热体20之间进行热的移动。
接下来，对导热体20进行详细的说明。导热体20是具备封入有挥发性的工作流体的中空部20a的筒状的部件，例如是导热管(heatpipe)，且前端侧位于比基端侧靠上方的位置。对于导热体20而言，一端侧被加热，另一端侧被冷却，从而工作流体蒸发以及冷凝，产生进行热移动的循环。在本实施方式1中，导热体20的位于下方的基端侧被发热体10a加热。
另外，对于导热体20而言，位于上方的前端侧被第1冷却部30冷却，另外，基端侧与前端侧之间被第2冷却部40冷却。由此，加热后的基端侧的工作流体吸热而蒸发，蒸发了的气体状态的工作流体朝向前端侧上升。而且，朝向前端侧上升的气体状态下的工作流体首先被第2冷却部40冷却而冷凝。冷凝而成为液体状态的工作流体因重力而向基端侧落下。这里，即使被第2冷却部40冷却也不冷凝的气体状态的制冷剂进一步上升而到达第1冷却部30。然后，气体状态的工作流体被第1冷却部30冷却而冷凝。冷凝而成为了液体状态的工作流体因重力而向基端侧落下。由此，在导热体20中进行热的移动。
接下来，对空调装置1的各运转模式的动作进行说明。首先，对制冷运转进行说明。在制冷运转中，吸入至压缩机4的制冷剂被压缩机4压缩而以高温高压的气体状态排出。从压缩机4排出的高温高压的气体状态的制冷剂通过流路切换部9而流入第1热交换器5，在第1热交换器5中，与由室外送风机5a输送来的室外空气进行热交换而冷凝液化。冷凝后的液体状态的制冷剂流入膨胀部6，在膨胀部6中膨胀以及减压而成为气液二相状态。而且，气液二相状态的制冷剂流入第2热交换器7，在第2热交换器7中与由室内送风机7a输送的室内空气进行热交换而蒸发气体化。此时，室内空气变冷，实施制冷。蒸发后的气体状态的制冷剂通过流路切换部9而流入储液器8，然后流入第1冷却部30。此时，第1冷却部30将导热体20冷却。然后，制冷剂被压缩机4吸入。
接下来，对制热运转进行说明。在制热运转中，吸入至压缩机4的制冷剂被压缩机4压缩而以高温高压的气体状态排出。从压缩机4排出后的高温高压的气体状态的制冷剂通过流路切换部9而流入第2热交换器7，并在第2热交换器7中与由室内送风机7a输送的室内空气进行热交换而冷凝液化。此时，室内空气变暖，实施制热。冷凝后的液体状态的制冷剂流入膨胀部6，在膨胀部6中膨胀以及减压而成为气液二相状态。而且，气液二相状态的制冷剂流入第1热交换器5，在第1热交换器5中与由室外送风机5a输送的室外空气进行热交换而蒸发气体化。蒸发后的气体状态的制冷剂通过流路切换部9而流入储液器8，然后流入第1冷却部30。此时，第1冷却部30将导热体20冷却。然后，制冷剂被吸入压缩机4。
图6是表示本发明的实施方式1中的导热体20的热的移动的示意图。接下来，对导热体20中的热的移动进行说明。首先，对从发热体10a发出的热量小的情况进行说明。如图6所示，在导热体20的基端侧从发热体10a传递的热被工作流体吸收，并与蒸发后的工作流体一同在导热体20的中空部20a上升(实线箭头)。上升了的热被第2冷却部40吸收，并向室外机2的内部释放。由此，冷凝后的工作流体落下(虚线箭头)，另外发热体10a被冷却。此外，上升后的热由于被第2冷却部40吸收，所以不会在导热体20的中空部20a过于上升。
图7是表示本发明的实施方式1中的导热体20的热的移动的示意图。接下来，对从发热体10a发出的热量大的情况进行说明。如图7所示，在导热体20的基端侧从发热体10a传递的热被工作流体吸收，并与被加热而蒸发的工作流体一同在导热体20的中空部20a上升(实线箭头)。上升了的热的一部分被第2冷却部40吸收而向室外机2的内部释放。这里，冷凝后的一部分的工作流体落下(虚线箭头)。未被第2冷却部40吸收的热与工作流体一同在导热体20的中空部20进一步上升(实线箭头)。然后，热被第1冷却部30吸收而向在配管1b中流动的制冷剂释放。由此，冷凝后的工作流体落下(虚线箭头)，另外，发热体10a被冷却。
根据本实施方式1，与使用制冷剂进行冷却的第1冷却部30相比，先通过第2冷却部40对传递发热体10a所发出的热的导热体20进行冷却。在从发热体10a发出的热量小的情况下，能够仅利用第2冷却部40来散热。另一方面，在从发热体10a发出的热量大的情况下，首先利用第2冷却部40来散热，然后利用第1冷却部30来散热。这样，在将发热体10a冷却的方面，第1冷却部30的负担减轻。因此，例如与仅具有使用制冷剂来进行冷却的制冷剂冷却部的以往的空调机相比，使制冷剂散热的量较少。因此，例如当制冷运转时，在对空调对象空间进行冷却的方面，能够抑制冷却能力降低。从而，空调装置1既能够抑制运转效率降低，又能够将发热体10a所发出的热释放。
另外，导热体20是具备封入有工作流体的中空部20a的筒状的部件，且前端侧位于比基端侧靠上方的位置。在从发热体10a发出的热量小的情况下，在导热体20的基端侧从发热体10a传递的热被工作流体吸收，并与蒸发了的工作流体一同在导热体20的中空部20a上升。上升后的热被第2冷却部40吸收而释放。这样，在从发热体10a发出的热量小的情况下，能够仅利用第2冷却部40来散热。另外，在从发热体10a发出的热量大的情况下，首先利用第2冷却部40来散热，未被第2冷却部40吸收的热与工作流体一同在导热体20的中空部20a进一步上升。然后，热被第1冷却部30吸收，并向在配管1b中流动的制冷剂释放。这样，在将发热体10a冷却的方面，第1冷却部30的负担减轻。
此外，在本实施方式1中，对导热体20为导热管的情况进行了例示，但并不限定于此，例如导热体20也可以是金属板等。导热体20只要是使发热体10a所发出的热按照第2冷却部40、第1冷却部30的顺序传递的结构即可。另外，在本实施方式1中，对导热体20的前端侧位于比基端侧靠上方的位置的情况进行了例示，但并不限定于此，只要是与第1冷却部30相比，从发热体10a发出的热先传递至第2冷却部40的结构即可。
另外，还具备设置于第1冷却部30并将第1冷却部30隔热的隔热件31。由此，抑制了在配管1b中流动的制冷剂因第1冷却部30而与空气进行热交换。
另外，第1冷却部30设置于压缩机4的吸入侧。在压缩机4的吸入侧流动有低温的气体状态的制冷剂。因而，容易产生导热体20与制冷剂的温度差。因此，第1冷却部30的冷却性能提高。
以往，在采用了制冷剂冷却方式的空调机中，发热体的温度约为85℃，压缩机的吸入侧的制冷剂的温度约为10℃。这样，发热体与制冷剂的温度产生75℃的温度差。因此，若要利用压缩机的吸入侧的制冷剂将发热体冷却，则存在在具有发热体的控制部的内部产生结露之虞。若在控制部产生结露，则存在结露水附着于在控制部的内部设置的充电部，从而产生不良状况之虞。在以往的空调机中，通过使用了制冷剂的冷却部设置于冷凝器与膨胀部之间这一供温度比较高的气体状态的制冷剂流动的部分，来减小发热体和制冷剂的温度的温度差，避免结露。然而，由于发热体与制冷剂的温度的温度差很小，所以相应地散热性能变差。另外，由于需要调整制冷剂的温度，所以成本升高。
与此相对地，在本实施方式1中，第1冷却部30远离发热体10a。因此，即便第1冷却部30设置于压缩机4的吸入侧，可能由第1冷却部30产生的结露也不会在具有发热体10a的控制部10产生。因此，结露对控制部10的影响极少，另外由于也不需要调整制冷剂的温度，所以能够减少成本。
并且，第2冷却部40是散热片。由此，在导热体20传递的热向空气中释放出。此外，第2冷却部40也可以是使电流在两种金属的接合部流动来使热从一方的金属向另一方的金属移动的帕尔贴元件。这样，第2冷却部40并不限定于散热片，只要是使用制冷剂冷却方式以外的冷却方式的结构即可。另外，第2冷却部40也可以是并用散热片和帕尔贴元件的部件。这样，第2冷却部40只要是使用了制冷剂冷却方式以外的冷却方式的部件，则其个数以及种类是任意的。
此外，发热体10a也可以是使用了sic的电源模块。由此，具有发热体10a的控制部10能够以高温进行动作。这对于因发热体10a所发出的热量多、另外封入于配管1b的制冷剂的量不足而存在向制冷剂散热的量减少的可能性的情况是有效的。
实施方式2.
图8是表示本发明的实施方式2所涉及的空调装置100的回路图。对于本实施方式2而言，在制冷剂回路1a中设置第1冷却部30的位置与实施方式1不同。在本实施方式2中，对于与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
如图8所示，空调装置100的室外机2具有旁通回路101c、第1制冷剂流量调整部151、第2制冷剂流量调整部152、以及旁路温度检测部113。旁通回路101c将第1热交换器5和膨胀部6之间与压缩机4的吸入侧连接。第1制冷剂流量调整部151设置于旁通回路101c，调整在旁通回路101c中流动的制冷剂的流量，例如是被调整开度的电磁膨胀阀。第2制冷剂流量调整部152在旁通回路101c中设置于比第1制冷剂流量调整部151靠上游侧的位置，调整在旁通回路101c中流动的制冷剂的流量，例如是被调整开度的电磁膨胀阀。
而且，第1冷却部30在旁通回路101c中设置于第1制冷剂流量调整部151与第2制冷剂流量调整部152之间。旁路温度检测部113在旁通回路101c中设置于第1冷却部30与第2制冷剂流量调整部152之间，对在旁通回路101c中流动的制冷剂的温度进行检测。
控制部110调整第1制冷剂流量调整部151以及第2制冷剂流量调整部152的开度，以使由旁路温度检测部113检测到的温度成为规定的温度。规定的温度例如是旁路温度上限阈值与旁路温度下限阈值之间的温度，被设定为难以产生结露的温度或者用于将发热体10a冷却所需要的温度等。
根据本实施方式2，还具备：将第1热交换器5和膨胀部6之间与压缩机4的吸入侧连接的旁通回路101c；设置于旁通回路101c且对在旁通回路101c中流动的制冷剂的流量进行调整的第1制冷剂流量调整部151和第2制冷剂流量调整部152；以及对在旁通回路101c中流动的制冷剂的温度进行检测的旁路温度检测部113，第1冷却部30设置在第1制冷剂流量调整部151与第2制冷剂流量调整部152之间，控制部110对第1制冷剂流量调整部151以及第2制冷剂流量调整部152进行调整以使由旁路温度检测部113检测到的温度成为旁路温度上限阈值和旁路温度下限阈值之间的温度。由此，即便在难以如实施方式1那样将第1冷却部30设置于压缩机4的吸入侧的情况下，也起到与实施方式1相同的效果。
附图标记的说明
1...空调装置；1a...制冷剂回路；1b...配管；2...室外机；2a...吸入口；2b...吹出口；3...室内机；4...压缩机；5...第1热交换器；5a...室外送风机；6...膨胀部；7...第2热交换器；7a...室内送风机；8...储液器；9...流路切换部；10...控制部；10a...发热体；11...吸入压力检测部；12...排出压力检测部；20...导热体；20a...中空部；21...金属板；22...第1结合部；23...第2结合部；30...第1冷却部；31...隔热件；40...第2冷却部；60...室外空气；100...空调装置；101c...旁通回路；110...控制部；113...旁路温度检测部；151...第1制冷剂流量调整部；152...第2制冷剂流量调整部。