JP2005121346A - 発熱体の冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】第１発熱体の発熱量が減少しても省動力で冷却能力を維持することができ連続運転を可能にする発熱体の冷却システムを提供すること。
【解決手段】複数の吸着器２３，２４を備える吸着式冷凍機２を用い、第１発熱体１１及び第２発熱体１２を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、複数の吸着器２３，２４の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間Ｋ１を、第１発熱体１１に対する第１集熱器部２１の集熱量Ｗに応じて変化させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の発熱体を冷却する冷却システム、特に、吸着式冷凍機を用いた冷却システムであって、携帯電話基地局内の電気機器、電子機器、バッテリ等を冷却するのに好適な発熱体の冷却システムに関する。

従来から、発熱体の冷却システムとして、吸着式冷凍機を用いた発熱体の冷却システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の冷却システムは、第１発熱体（高温側の発熱体）と第２発熱体（低温側の発熱体）とに吸着式冷凍機を熱的に接続し、吸着式冷凍機は、略真空に保たれた状態で冷媒が封入された吸着器を２個備え、各吸着器（第１、第２吸着器）は、内部に、吸着剤（換言すると、吸着剤に吸着されている冷媒）と熱媒体との間で熱交換を行なう吸着コア（第１、第２吸着コア）と、吸着器内の冷媒と熱媒体との間で熱交換を行なう蒸発／凝縮コア（第１、第２蒸発／凝縮コア）とを配している。

そして、この従来の冷却システムは、２つの基本作動モードを有する。

第１基本作動モードでは、第２吸着器内の第２蒸発／凝縮コアと第２発熱体とを熱的に接続し第２蒸発／凝縮コアにおいて冷媒と熱媒体との熱交換によって熱媒体を冷却して第２発熱体を冷却するとともに第２吸着コアの吸着剤に冷媒を吸着させ、また、第１吸着器内の第１吸着コアと第１発熱体とを熱的に接続し第１吸着コアにおいて吸着剤（換言すると、吸着剤に吸着されている冷媒）を加熱して吸着剤から冷媒を脱離（蒸発）させるとともに第１蒸発／凝縮コアにおいて上記脱離（蒸発）した冷媒を冷却して凝縮させる。つまり、第１基本作動モードでは、第１吸着器は脱離行程を行ない、第２吸着器は吸着行程を行なっている。

第２基本作動モードでは、第１吸着器内の第１蒸発／凝縮コアと第２発熱体とを熱的に接続し第１蒸発／凝縮コアにおいて冷媒と熱媒体との熱交換によって熱媒体を冷却して第２発熱体を冷却するとともに第１吸着コアの吸着剤に冷媒を吸着させ、また、第２吸着器内の第２吸着コアと第１発熱体とを熱的に接続し第２吸着コアにおいて吸着剤（換言すると、吸着剤に吸着されている冷媒）を加熱して吸着剤から冷媒を脱離（蒸発）させるとともに第２蒸発／凝縮コアによって上記脱離（蒸発）した冷媒を冷却して凝縮させる。つまり、第２基本作動モードでは、第１吸着器は吸着行程を行ない、第２吸着器は脱離行程を行なっている。
特開２００２−１００８９１公報（第５，６頁、図２，３）

しかし、上記従来の冷却システムにおいては、第１基本作動モードと第２基本作動モードとの切替つまり複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を所定時間毎に定期的に行なうようにしている。このため、第１発熱体の発熱量が減少した場合、第１、第２吸着コアにおいて吸着剤への加熱量が不足し吸着剤から冷媒を十分に脱離（蒸発）させることができなくなり、冷却能力が低下し連続運転ができなくなるという問題がある。

なお、上記従来の冷却システムには、補助熱源を設け発熱量が減少した場合に補助熱源によって吸着剤（冷媒）を加熱する方法も記載されているが、この方法は電力を余分に消費し省動力には不向きである。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、第１発熱体の発熱量が減少しても省動力で冷却能力を維持することができ連続運転を可能にする発熱体の冷却システムを提供することを第１の目的とする。

この第１の目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、第１集熱器部の集熱量（発熱量）に応じて複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を変化させ、あるいは、請求項５に記載するように、第１集熱器部の温度が所定の切替温度に上昇したとき複数の吸着器の吸着／離脱行程を切り替える構成をとる。

しかし、この第１の目的達成のための発明においても、次のような問題があることが判明した。つまり、第１発熱体の発熱量が急激に減少した場合、第１集熱器部の集熱量の急激な減少により吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間が急に長くなり、あるいは、第１集熱器部の温度が切替温度に上昇するまでの時間が急激に長くなることにより、第２発熱体に対する冷却能力が不足し、第２発熱体に対し熱ストレスを与えることになる。図１２は、第１発熱体の発熱量が急激に減少したことにより、サイクル時間を２４０秒から４８０秒に切替えたときの実験データを表しており、実線は第１集熱器部の出口温度、破線は第１集熱器部の入口温度、一点鎖線は第２集熱器部の出口温度、二点鎖線は第２集熱器部の入口温度を表している。この実験データから明らかなように、サイクル時間を２４０秒から４８０秒へと切替えた直後の行程の後半において第２発熱体への冷却能力が不足し第２発熱体に熱ストレスを与えていることが分かる。

上記のような残された問題点に着目し、本発明は、第１発熱体の発熱量が急激に減少した場合に、第２発熱体への冷却能力の不足を防止し第２発熱体に熱ストレスを与えない発熱体の冷却システムを提供することを第２の目的とする。

さらに、本発明は、以下の第３の目的を達成すべくなされたものである。

本願出願人は、本願に先立ち、特願２００２−３５８１２４の特許出願をしている。この先願には、外気温度又は室外熱交換器部の熱媒体温度に応じて室外熱交換器部の冷却ファンの風量を制御し、熱媒体の温度変動を一定の範囲に抑制することが提案されている。

しかし、上記第１の目的達成のための本発明に上記先願の提案を取り入れたところ、第１発熱体の発熱量が減少しサイクル時間を増大した場合、熱媒体の温度変化が大きくなり、温度変動を嫌う機器の冷却には適用できないことが判明した。つまり、吸着／脱離行程の切替後の初期においては、第２発熱体と熱的に接続された蒸発／凝縮コアによる冷媒の蒸発量が多く、吸着コアによる吸着量が多いため、冷媒が冷やされ、熱媒体の温度は比較的低温となるが、その後は、吸着量が減少してゆき、熱媒体の温度が上昇して比較的高温となり、この温度差が大きくなることが判明した。なお、このような問題点は、後記［発明を実施するための最良の形態］の項で具体的に説明している。また、外気温度が上昇した場合にも、上記と同様な問題が生じることが判明した。

本発明は、上記問題点を解決し、第１発熱体の発熱量が減少しサイクル時間を増大した場合、あるいは、外気温度が上昇した場合に、第２発熱体の温度変化を一定の範囲内に抑制することができる発熱体の冷却システムを提供することを第３の目的とする。

請求項１に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、前記第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させることを特徴とする。この冷却システムによると、第１集熱器部の集熱量（発熱量）が減少した場合、サイクル時間を増大させるようにすると、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

ここで、前記第１集熱器部の集熱量を該第１集熱器部の入口温度と出口温度との温度差から求めることにより、第１集熱器部の集熱量を低コストで略確実に求めることができ、また、前記温度差を所定時間内の平均値とすることにより、判定の安定化を図ることができる。

また、前記第１集熱器部の温度が所定値以上に上昇したと判定したとき、前記サイクル時間内であっても吸着／脱離行程を切り替えるようにすると、集熱量（発熱量）が急増したときでも冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

請求項５に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、第１発熱体に対する第１集熱器部の温度が所定の切替温度に上昇したか否かを判定し、前記第１集熱器部の温度が前記切替温度に上昇したとの判定結果を出したとき、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を行なうことを特徴とする。この冷却システムによると、第１集熱器部の温度によって冷媒の脱離量を推定可能であるため、第１集熱器部の温度が切替温度に上昇したことによって吸着／脱離行程を適切なタイミングで切り替えることが可能となる。

ここで、前記切替温度を第１集熱器部の集熱量に応じて変化させることにより、集熱量（発熱量）に応じた適切な切替タイミングを得ることができ、また、前記第１集熱器部の集熱量を該第１集熱器部の入口温度と出口温度との温度差から求めることにより、第１集熱器部の集熱量を低コストで略確実に求めることができ、また、前記温度差を所定時間内の平均値とすることにより、判定の安定化を図ることができる。

また、前記判定を、吸着／脱離行程の切替後の所定時間経過後に開始させることにより、切替直後の第１集熱器部における熱媒体の応答遅れによる誤判定を防止することができる。

また、最大継続時間を設け、該最大継続時間内において前記判定を行うことにより、前記判定結果が得られない第１集熱器部の集熱量の急減時にも十分対応できる。

請求項１１に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させるとともに、前記サイクル時間の変化幅に制限を設けたことを特徴とする。この冷却システムによると、第１集熱器部の集熱量（発熱量）が減少した場合、サイクル時間を増大させるようにすると、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になり、また、第１集熱器部の集熱量が急激に減少すると、通常ならばサイクル時間が急に長くなり、第２発熱体に対する冷却能力が不足し、第２発熱体に対し熱ストレスを与えることになるが、サイクル時間の変化幅に制限を設けたことから、第２発熱体に対する冷却能力の不足を防止でき第２発熱体に対し熱ストレスを与えなくなる。

ここで、前記第１集熱器部の集熱量を該第１集熱器部の入口温度と出口温度との温度差から求めることにより、第１集熱器部の集熱量を低コストで略確実に求めることができ、また、前記温度差を所定時間内の平均値とすることにより、判定の安定化を図ることができる。

また、前記第１集熱器部の温度が所定値以上に上昇したと判定したとき、前記サイクル時間内であっても吸着／脱離行程を切り替えるようにすると、集熱量（発熱量）が急増したときでも冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

請求項１５に係る発熱体の冷却システムは、吸着式冷凍機を用いた発熱体の冷却システムにおいて、第１集熱器部の温度が所定の切替温度に上昇したか否かを判定し、前記第１集熱器部の温度が前記切替温度に上昇したとの判定結果を出したとき、複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を行ない、かつ、第２集熱器部が冷却不足か否かを判定し、冷却不足であるとの判定結果を出したとき、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を行うことを特徴とする。この冷却システムによると、第１集熱器部の温度によって冷媒の脱離量を推定可能であるため、第１集熱器部の温度が切替温度に上昇したことによって吸着／脱離行程を適切なタイミングで切り替えることが可能となり、また、第１集熱器部の集熱量が急激に減少すると、通常ならば第１集熱器部の温度が所定の切替温度に上昇するまでの時間が急激に長くなり、このサイクル時間の急激な伸長により、第２発熱体に対する冷却能力が不足し、第２発熱体に対し熱ストレスを与えることになるが、第２集熱器部が冷却不足であるとの判定結果を出したときに吸着／脱離行程の切替を行うようにしたことから、第２発熱体に対する冷却能力の不足を防止でき第２発熱体に対し熱ストレスを与えなくなる。

ここで、前記切替温度を第１集熱器部の集熱量に応じて変化させることにより、集熱量（発熱量）に応じた適切な切替タイミングを得ることができる。

また、前記第２集熱器部の冷却不足か否かの判定を、該第２集熱器部の熱媒体温度に基づいて行うことにより、第２集熱器部の冷却不足を十分かつ容易に判定できるようになる。

また、前記第２集熱器部の冷却不足か否かの判定を、吸着／脱離行程の切替後の所定時間経過後に開始させることにより、切替直後の第２集熱器部における熱媒体の応答遅れによる誤判定を防止することができる。

請求項１９に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、前記第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させるとともに、外気温度及び前記第１集熱器部の集熱量に応じて室外熱交換器の冷却ファンの風量を制御することを特徴とする。この冷却システムによると、請求項１に係る発明の効果、すなわち、第１集熱器部の集熱量（発熱量）が減少した場合、サイクル時間を増大させるようにすると、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になるという効果の他に、冷却ファンの風量を外気温度及び第１集熱器部の集熱量に応じて制御することにより、第２発熱体の温度変動幅を一定の範囲に抑制することが可能になるという効果を奏する。例えば、吸着／脱離行程の切替後の初期において、冷却ファンの風量を減少させる制御を行なうようにすると、第２発熱体と熱的に接続された吸着器の吸着コアの温度は上昇し、吸着コアによる単位時間当たりの冷媒の吸着量（蒸発／凝縮コアによる冷媒の蒸発量）が減少するようになるため、この吸着器は、吸着行程の後半まで冷却能力を維持することが可能になる。また、冷却ファンの風量減少による省電力、低騒音を図ることができる。

請求項２０に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、前記第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させるとともに、外気温度及び前記第２発熱体の温度変動幅に応じて室外熱交換器の冷却ファンの風量を制御することを特徴とする。この冷却システムによると、請求項１に係る発明の効果、すなわち、第１集熱器部の集熱量（発熱量）が減少した場合、サイクル時間を増大させるようにすると、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になるという効果の他に、冷却ファンの風量を外気温度及び第２発熱体の温度変動幅に応じて制御することにより、第２発熱体の温度変動幅を一定の範囲に抑制することが可能になるという効果を奏する。

例えば、第２発熱体の温度変動幅が所定値以上のとき、吸着／脱離行程の切替直後に冷却ファンの風量を減少させる制御を行うと、第２発熱体と熱的に接続された吸着器の吸着コアの温度は、切替後の初期において上昇し、吸着コアによる単位時間当たりの冷媒の吸着量（蒸発／凝縮コアによる冷媒の蒸発量）が減少するようになるため、この吸着器は、吸着行程の後半まで冷却能力を維持することが可能になる。また、冷却ファンの風量減少による省電力、低騒音を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1)第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る発熱体の冷却システムの模式構成図を示す。

図１に示す冷却システムは、吸着式冷凍機（以下、単に冷凍機という。）を携帯電話基地局（以下、単に基地局という。）内の機器の冷却に適用した冷却システムである。

携帯電話基地局１には、比較的発熱量が多くかつ高温となる電波出力用アンプ、電波出力制御盤、整流器、電子機器、電気機器、電気変換器等からなる第１発熱体１１と、第１発熱体１１より低温となるが冷却が必要とされる回路制御盤、バッテリ、電子機器、電気機器、電気変換器等からなる第２発熱体１２と、第１、第２発熱体１１，１２を冷却する冷凍機２とが設けられている。

冷凍機２は、第１発熱体１１から吸熱し、その吸熱した熱により吸着剤を加熱することによって稼動する冷凍機である。吸着剤は、冷却されることによって冷媒（本実施形態では水である。）を吸着するとともに、加熱されることによって吸着していた冷媒を脱離（蒸発）する作用をし、本実施形態では、シリカゲルやゼオライト等の固体吸着剤からなる。

冷凍機２は、第１発熱体１１が発生する熱を集めてその熱と熱媒体（本実施形態ではエチレングリコール系の不凍液である。）との熱交換を行なう第１集熱器２１、及び、第２発熱体１２が発生する熱を集めてその熱と熱媒体との熱交換を行なう第２集熱器２２とを備える。

また、冷凍機２は、基地局１の室内側に第１吸着器２３及び第２吸着器２４を備える。第１吸着器２３は、略真空に保たれた状態で冷媒が封入された容器の内部に、第１吸着コア２５と第１蒸発／凝縮コア２６とを配して構成され、また、第２吸着器２４は、第１吸着器２３と同様、略真空に保たれた状態で冷媒が封入された容器の内部に、第２吸着コア２７と第２蒸発／凝縮コア２８とを配して構成されている。第１、第２吸着コア２５，２７は、それぞれ、付設された吸着剤を有しており、吸着剤に吸着した冷媒と熱媒体との熱交換を行なうものである。また、第１、第２蒸発／凝縮コア２６，２８は、それぞれ、冷媒と熱媒体との熱交換を行なうものである。

また、冷凍機２は、基地局１の室外側に第１室外熱交換器２９、第２室外熱交換器３０、第１冷却ファン３１及び第２冷却ファン３２を備える。第１、第２室外熱交換器２９，３０は、それぞれ、第１、第２冷却ファン３１，３２の送風によって熱媒体と室外空気との熱交換を行ない、熱媒体を冷却するものである。

また、冷凍機２は、熱媒体を循環させるためのポンプ３３，３４，３５，３６、及び、熱媒体の流路を切り替えるための４つのロータリー式バルブ（第１、第２、第３、第４バルブ）３７，３８，３９，４０を備える。各バルブ３７，３８，３９，４０は、図示しない電子制御装置によって切替制御される。

さらに、冷凍機２は、第１集熱器２１に流入する熱媒体の温度を検出するための入口温度センサ４１、第１集熱器２１から流出した熱媒体の温度を検出するための出口温度センサ４２、及び、第１集熱器２１から流出した熱媒体の流量を検出するための流量計４３を備える。また、第２集熱器２２から流出した熱媒体の温度を検出するための出口温度センサ４４、及び、第２発熱体１２の温度を検出するための温度センサ４５を備える。

(1)第１実施形態に係るバルブ切替制御方法
次に、電子制御装置による第１実施形態に係るバルブ切替制御方法を図２に示すフローチャートに従って説明する。なお、図２は、通常作動モード（第１作動モードと第２作動モードとから構成される。）時におけるバルブ切替制御方法を示しており、この通常作動モードは、バルブ３７，３８，３９，４０が図１図示の位置にあるときに熱媒体の出口温度が所定温度まで上昇したとき開始される。

図２において、１００は第１作動モード時の演算処理、２００は第２作動モード時の演算処理を表している。

（ａ）第１作動モード
第１作動モード時には、電子制御装置は、まず、出口温度センサ４２の信号に基づいて第１集熱器２１の熱媒体の出口温度Ｔ１を検出するとともに、入口温度センサ４１の信号に基づいて第１集熱器２１の熱媒体の入口温度Ｔ２を検出し（Ｓ１）、また、流量計４３の信号に基づいて第１集熱器２１の熱媒体の流量Ｌ１を検出する（Ｓ２）。

次に、出口温度Ｔ１、入口温度Ｔ２、流量Ｌ１から下記式（１）に基づいて集熱量Ｗを算出する（Ｓ３）。

Ｗ＝Ｃｋ×Ｇｋ×Ｌ１×（Ｔ１−Ｔ２） （１）
（Ｃｋ、Ｇｋ：熱媒体の比熱、比重）
次に、集熱量Ｗから切替時間（サイクル時間）Ｋ１を算出する（Ｓ４）。切替時間Ｋ１は、予め実験によって最適値に設定されており、集熱量Ｗに対して図６のグラフに示すような関係を有している。切替時間Ｋ１は、集熱量Ｗに対して演算式として又は数値として予め記憶されている。

次に、バルブを切替駆動する（Ｓ５）。つまり、図１図示の位置にあるバルブ３７，３８，３９，４０のうち第２バルブ３８及び第４バルブ４０を切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第１作動モードに対応する図３図示の位置に切り替える。

このバルブ切替により、(i)第１吸着コア２５から流出した熱媒体は、第３バルブ３９、第１集熱器２１、第４バルブ４０を順に経て第１吸着コア２５に流入するよう循環し、(ii)第１蒸発／凝縮コア２６から流出した熱媒体は、第１バルブ３７、第２室外熱交換器３０、第２バルブ３８を順に経て第１蒸発／凝縮コア２６に流入するよう循環し、(iii)第２吸着コア２７から流出した熱媒体は、第３バルブ３９、第１室外熱交換器２９、第４バルブ４０を順に経て第２吸着コア２７に流入するよう循環し、(iv)第２蒸発／凝縮コア２８から流出した熱媒体は、第１バルブ３７、第２集熱器２２、第２バルブ３８を順に経て第２蒸発／凝縮コア２８に流入するよう循環する。

この第１作動モードにおいては、第２蒸発／凝縮コア２８と第２発熱体１２（換言すると、第２集熱器２２）とが熱的に接続され、第２蒸発／凝縮コア２８において、冷媒と熱媒体との熱交換によって熱媒体が冷却され、第２集熱器２２において、上記冷却された熱媒体と第２発熱体１２が発生した熱との熱交換が行なわれるため、第２発熱体１２が冷却され、また、上記のような第２蒸発／凝縮コア２８での熱交換により、冷媒は蒸発する。また、この第１作動モードにおいては、第２吸着コア２７と第１室外熱交換器２９とが熱的に接続され、第２吸着コア２７において、吸着剤に吸着される冷媒と熱媒体との熱交換によって吸着剤が冷却されるため、第２吸着コア２７の吸着剤に上記第２蒸発／凝縮コア２８での熱交換により蒸発した冷媒が吸着される。

また、第１作動モードにおいては、第１吸着コア２５と第１発熱体１１（換言すると、第１集熱器２１）とが熱的に接続され、第１集熱器２１において、熱媒体と第１発熱体１１が発生した熱との熱交換が行なわれて熱媒体が加熱され、第１吸着コア２５において、上記加熱された熱媒体と第１吸着コア２５の吸着剤に吸着されている冷媒との熱交換が行なわれるため、吸着剤（換言すると、冷媒）が加熱され吸着剤から冷媒が脱離（蒸発）する。また、この第１作動モードにおいては、第１蒸発／凝縮コア２６と第２室外熱交換器３０とが熱的に接続され、第１蒸発／凝縮コア２６において、冷媒と熱媒体との熱交換によって冷媒が冷却されるため、上記脱離（蒸発）した冷媒は凝縮する。

このように、第１作動モードでは、第１吸着器２３は脱離行程を行ない、第２吸着器２４は吸着行程を行なっている。

次に、経過時間つまりバルブ切替後の経過時間ｔ１をカウントする（Ｓ６）。

次に、出口温度センサ４２の信号に基づいて第１集熱器２１の熱媒体の出口温度Ｔ１を検出する（Ｓ７）。

次に、出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３以上であるか否かを判定する（Ｓ８）。ここで、所定温度Ｔ３は、第１発熱体１１の温度の異常上昇を防止するために、第１作動モードから後述する第２作動モードへの切替を行なうために設定された温度であり、例えば８０℃に設定されている。

出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３以上である場合には、後述する第２作動モードへ移行する。

一方、出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３以上でない場合には、経過時間ｔ１がＳ４で算出した切替時間Ｋ１以上であるか否かを判定する（Ｓ９）。

経過時間ｔ１が切替時間Ｋ１に達しない間は、Ｓ６に戻り、Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を繰り返し実行する。

一方、経過時間ｔ１が切替時間Ｋ１に達すると、後述する第２作動モードに移行する。

（ｂ）第２作動モード
第２基準作動モードにおいては、電子制御装置は、第１作動モード時と同様な演算処理（Ｓ１〜Ｓ９）を実行する。ただし、Ｓ５に対応するバルブの切替駆動は、図３図示の位置にあるバルブ全てを切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第２作動モードに対応する図４図示の位置に切り替える。

このバルブ切替により、(i)第１吸着コア２５から流出した熱媒体は、第３バルブ３９、第１室外熱交換器２９、第４バルブ４０を順に経て第１吸着コア２５に流入するよう循環し、(ii)第１蒸発／凝縮コア２６から流出した熱媒体は、第１バルブ３７、第２集熱器２２、第２バルブ３８を順に経て第１蒸発／凝縮コア２６に流入するよう循環し、(iii)第２吸着コア２７から流出した熱媒体は、第３バルブ３９、第１集熱器２１、第４バルブ４０を順に経て第２吸着コア２７に流入するよう循環し、(iV)第２蒸発／凝縮コア２８から流出した熱媒体は、第１バルブ３７、第２室外熱交換器３０、第２バルブ３８を順に経て第２蒸発／凝縮コア２８に流入するよう循環する。

この第２作動モードにおいては、第１蒸発／凝縮コア２６と第２発熱体１２（換言すると、第２集熱器２２）とが熱的に接続され、第１蒸発／凝縮コア２６において、冷媒と熱媒体との熱交換によって熱媒体が冷却され、第２集熱器２２において、上記冷却された熱媒体と第２発熱体１２が発生した熱との熱交換が行なわれるため、第２発熱体１２が冷却され、また、上記のような第１蒸発／凝縮コア２６での熱交換により、冷媒は蒸発する。また、この第２作動モードにおいては、第１吸着コア２５と第１室外熱交換器２９とが熱的に接続され、第１吸着コア２５において、吸着剤に吸着される冷媒と熱媒体との熱交換によって吸着剤が冷却されるため、第１吸着コア２５の吸着剤に上記第１蒸発／凝縮コア２６での熱交換により蒸発した冷媒が吸着される。

また、第２作動モードにおいては、第２吸着コア２７と第１発熱体１１（換言すると、第１集熱器２１）とが熱的に接続され、第１集熱器２１において、熱媒体と第１発熱体１１が発生した熱との熱交換が行なわれて熱媒体が加熱され、第２吸着コア２７において、上記加熱された熱媒体と第２吸着コア２７の吸着剤に吸着されている冷媒との熱交換が行なわれるため、吸着剤（換言すると、冷媒）が加熱され吸着剤から冷媒が脱離（蒸発）する。また、この第２作動モードにおいては、第２蒸発／凝縮コア２８と第２室外熱交換器３０とが熱的に接続され、第２蒸発／凝縮コア２８において、冷媒と熱媒体との熱交換によって冷媒が冷却されるため、上記脱離（蒸発）した冷媒は凝縮する。

このように、第２作動モードでは、第１吸着器２３は吸着行程を行ない、第２吸着器２４は脱離行程を行なっている。

以後、第１作動モード及び第２作動モードが交互に切替えられて行なわれる。

以上説明したように、第１実施形態に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器（第１吸着器２３、第２吸着器２４）の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間（切替時間Ｋ１）を、第１集熱器部（第１集熱器２１）の集熱量Ｗに応じて変化させており、集熱量（発熱量）Ｗが減少した場合、サイクル時間Ｋ１を増大させるようにしているため、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

また、第１集熱器部２１の温度Ｔ１が所定値Ｔ３以上に上昇したと判定したとき、サイクル時間Ｋ１内であっても吸着／脱離行程を切り替えるようにしたため、集熱量Ｗが急増したときでも冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

また、上記実施形態では集熱量Ｗを第１集熱器部２１の入口温度Ｔ２、出口温度Ｔ１、流量Ｌ１から求めているが、集熱量Ｗを第１集熱器部２１の入口温度Ｔ２と出口温度Ｔ１との温度差から求めるようにすると、集熱量Ｗを低コストで略確実に求めることができる。この温度差を所定時間内の平均値とすることにより、判定の安定化を図ることができる。

(2)第２実施形態に係るバルブ切替制御方法
図５は、電子制御装置が行なう第２実施形態に係るバルブ切替制御方法を示すフローチャートである。なお、図５は、図２と同様、通常作動モード時におけるバルブ切替制御方法を示しており、この通常作動モードは、バルブ３７，３８，３９，４０が図１図示の位置にあるときに熱媒体の出口温度が所定温度まで上昇したとき開始される。

図５において、図２と同様、１００は第１作動モード時の演算処理、２００は第２作動モード時の演算処理を表している。

第１作動モード時には、電子制御装置は、図２図示のＳ１，Ｓ２，Ｓ３と同様な演算処理を行なう。

次に、第１集熱器２１の集熱量Ｗから切替温度Ｔ４を算出する（Ｓ１０）。切替温度Ｔ４は、予め実験によって最適値に設定されており、集熱量Ｗに対して図７のグラフに示すような関係を有している。切替温度Ｔ４は、集熱量Ｗに対して演算式として又は数値として予め記憶されている。

次に、バルブを切替駆動する（Ｓ１１）。つまり、図２図示のＳ５と同様、図１図示の位置にあるバルブ３７，３８，３９，４０のうち第２バルブ３８及び第４バルブ４０を切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第１作動モードに対応する図３図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第１作動モードでは、第１吸着器２３は脱離行程を行ない、第２吸着器２４は吸着行程を行なう。

次に、経過時間つまりバルブ切替後の経過時間ｔ１をカウントする（Ｓ１２）。

次に、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ２（例えば３０秒）以上であるか否かを判定する（Ｓ１３）。第１集熱器２１の配管内の熱媒体はバルブ切替に対する応答遅れが大きく、バルブ切替直後から後述する判定（Ｓ１６）を行うと誤判定が発生する。この誤判定を防止するため上記判定（Ｓ１３）を行うようにしている。

次に、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ２を経過した後、経過時間ｔ１が最大継続時間Ｋ３以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。この最大継続時間Ｋ３は、後述する判定（Ｓ１６）において、熱媒体の出口温度Ｔ１が切替温度Ｔ４以上とならないような集熱量の急減時にも第２作動モードへの移行を可能にするために設けられている。

次に、出口温度センサ４２の信号に基づいて熱媒体の出口温度Ｔ１を検出する（Ｓ１５）。

次に、出口温度Ｔ１が切替温度Ｔ４以上であるか否かを判定する（Ｓ１６）。出口温度Ｔ１が切替温度Ｔ４に上昇したとき、判定結果は「ＹＥＳ」となり、第２作動モードに移行する。

第２作動モードにおいては、電子制御装置は、第１作動モード時と同様な演算処理（Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ１０〜Ｓ１６）を実行する。ただし、Ｓ１１に対応するバルブの切替駆動は、図３図示の位置にあるバルブ全てを切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第２作動モードに対応する図４図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第２作動モードでは、第１吸着器２３は吸着行程を行ない、第２吸着器２４は脱離行程を行なう。

以後、第１作動モード及び第２作動モードが交互に切替えられて行なわれる。

以上説明したように、第２実施形態に係る発熱体の冷却システムは、第１集熱器部（第１集熱器２１）の温度（出口温度Ｔ１）が所定の切替温度Ｔ４に上昇したか否かを判定し（Ｓ１６）、第１集熱器部２１の温度Ｔ１が切替温度Ｔ４に上昇したとの判定結果を出したとき、複数の吸着器（第１吸着器２３、第２吸着器２４）の吸着／脱離行程の切替を行なっている。この冷却システムによると、第１集熱器部２１の温度Ｔ１によって冷媒の脱離量を推定可能であるため、第１集熱器部２１の温度Ｔ１が切替温度Ｔ４に上昇したことによって吸着／脱離行程を適切なタイミングで切り替えることが可能となる。

また、切替温度Ｔ４を集熱量Ｗに応じて変化させたため、集熱量（発熱量）Ｗに応じた適切な切替タイミングを得ることができる。

また、判定（Ｓ１６）を、吸着／脱離行程の切替後の所定時間Ｋ２経過後に開始させたため、切替直後の第１集熱器部（第１集熱器２１）における熱媒体の応答遅れによる誤判定を防止することができる。

また、最大継続時間Ｋ３を設け、最大継続時間Ｋ３内において判定（Ｓ１６）を行うようにしたため、判定結果（Ｓ１６で「ＹＥＳ」となる判定結果）が得られない集熱量Ｗの急減時にも十分対応できる。

また、上記実施形態では集熱量Ｗを第１集熱器部２１の入口温度Ｔ２、出口温度Ｔ１、流量Ｌ１から求めているが、集熱量Ｗを第１集熱器部２１の入口温度Ｔ２と出口温度Ｔ１との温度差から求めるようにすると、集熱量Ｗを低コストで略確実に求めることができる。この温度差を所定時間内の平均値とすることにより、判定の安定化を図ることができる。

(3)第３実施形態に係るバルブ切替制御方法
図８は、電子制御装置が行なう第３実施形態に係るバルブ切替制御方法を示すフローチャートである。なお、図８は、図２と同様、通常作動モード時におけるバルブ切替制御方法を示しており、この通常作動モードは、バルブ３７，３８，３９，４０が図１図示の位置にあるときに熱媒体の出口温度が所定温度まで上昇したとき開始される。

図８において、図２と同様、１００は第１作動モード時の演算処理、２００は第２作動モード時の演算処理を表している。

第１作動モード時には、電子制御装置は、図２図示のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と同様な演算処理を行なう。ただし、Ｓ４では、図２のＳ４のように確定的な（最終的な）切替時間Ｋ１を算出するのではなく、集熱量Ｗに対して図１０のグラフに示すような関係を有している確定前の切替時間Ｋ１´を算出する。なお、確定前の切替時間Ｋ１´は、集熱量Ｗに対して演算式として又は数値として予め記憶されている。

次に、Ｓ４で求めた確定前の切替時間Ｋ１´から吸着／脱離行程の切替前の切替時間（前回の行程の切替時間）Ｋ４を減算して得られる切替時間の変化幅（＝Ｋ１´−Ｋ４）が所定時間Ｋ５（例えば６０秒）以上か否かを判定する（Ｓ１７）。ここで、所定時間Ｋ５は、切替時間の最大変化幅に対応しており、切替時間を伸長させたときに第２発熱体の冷却不足を防止でき第２発熱体に熱ストレスを与えない値に設定される。

切替時間の変化幅（＝Ｋ１´−Ｋ４）が所定時間Ｋ５未満である場合、確定前の切替時間Ｋ１´を確定的な切替時間Ｋ１として決定する（Ｓ１９）。一方、切替時間の変化幅（＝Ｋ１´−Ｋ４）が所定時間Ｋ５以上である場合、切替前の切替時間Ｋ４に所定時間Ｋ５を加算して得られる時間（＝Ｋ４＋Ｋ５）を確定的な切替時間Ｋ１として決定する（Ｓ１８）。

次に、バルブを切替駆動する（Ｓ２０）。つまり、図２図示のＳ５と同様、図１図示の位置にあるバルブ３７，３８，３９，４０のうち第２バルブ３８及び第４バルブ４０を切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第１作動モードに対応する図３図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第１作動モードでは、第１吸着器２３は脱離行程を行ない、第２吸着器２４は吸着行程を行なう。

次に、経過時間つまりバルブ切替後の経過時間ｔ１をカウントする（Ｓ２１）。

次に、経過時間ｔ１が切替時間Ｋ１に達したか否かを判定する（Ｓ２２）。

経過時間ｔ１が切替時間Ｋ１に達しない間は、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ３（例えば１０秒）に達したか否かを判定する（Ｓ２３）。第１集熱器２１の配管内の熱媒体はバルブ切替に対する応答遅れが大きく、バルブ切替直後から後述する判定（Ｓ２５）を行うと誤判定が発生する。この誤判定を防止するため上記判定（Ｓ２３）を行うようにしている。

経過時間ｔ１が所定時間Ｋ３に達しない間は、Ｓ２１及びＳ２２を繰り返し行う。

その後、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ３に達すると、出口温度センサ４２の信号に基づいて第１集熱器２１の熱媒体の出口温度Ｔ１を検出する（Ｓ２４）。

次に、出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３以下であるか否かを判定する（Ｓ２５）。ここで、所定温度Ｔ３は、第１発熱体１１の温度の異常上昇を防止するために、第１作動モードから後述する第２作動モードへの切替を行なうために設定された温度であり、例えば８０°Ｃに設定されている。

出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３以下である場合には、Ｓ２１に戻る。

一方、出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３を超える場合には、第２作動モードへ移行する。

経過時間ｔ１が切替時間Ｋ１に達するまでの間に、出口温度Ｔ１が所定温度Ｔ３以下のままの場合には、経過時間ｔ１が切替時間Ｋ１に達したときに、第２作動モードに移行する。第１作動モードから第２作動モードへの移行する際、切替時間ｔ１を、第１作動モードから第２作動モードへの切替前の切替時間（前回の行程の切替時間）Ｋ４として設定し（Ｓ２６）、この切替時間Ｋ４は、第２作動モードにおけるＳ１７，１８で用いられる。

第２作動モードにおいては、電子制御装置は、第１作動モード時と同様な演算処理（Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ１７〜Ｓ２６）を実行する。ただし、Ｓ２０に対応するバルブの切替駆動は、図３図示の位置にあるバルブ全てを切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第２作動モードに対応する図４図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第２作動モードでは、第１吸着器２３は吸着行程を行ない、第２吸着器２４は脱離行程を行なう。

以後、第１作動モード及び第２作動モードが交互に切替えられて行なわれる。

以上説明したように、第３実施形態に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器２３，２４の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間（切替時間Ｋ１）を、第１発熱体１１に対する第１集熱器部（第１集熱器２１）の集熱量に応じて変化させるとともに、サイクル時間Ｋ１の変化幅に制限（≦Ｋ５）を設けている。この冷却システムによると、第１集熱器部２１の集熱量（発熱量）が減少した場合、サイクル時間Ｋ１を増大させるようにすると、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になり、また、第１集熱器部２１の集熱量が急激に減少すると、通常ならばサイクル時間Ｋ１が急に長くなり、第２発熱体１２に対する冷却能力が不足し、第２発熱体１２に対し熱ストレスを与えることになるが、サイクル時間Ｋ１の変化幅に制限を設けたことから、第２発熱体１２に対する冷却能力の不足を防止でき第２発熱体１２に対し熱ストレスを与えなくなる。

また、第１集熱器部２１の集熱量を第１集熱器部２１の入口温度Ｔ２と出口温度Ｔ１との温度差から求めるようにしたため、第１集熱器部２１の集熱量を低コストで略確実に求めることができ、また、温度差を所定時間内の平均値とすることにより、判定の安定化を図ることができる。

また、第１集熱器部２１の温度が所定値Ｔ３以上に上昇したと判定したとき、サイクル時間Ｋ１内であっても吸着／脱離行程を切り替えるようにしたため、集熱量Ｗが急増したときでも冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

(4)第４実施形態に係るバルブ切替制御方法
図９は、電子制御装置が行なう第４実施形態に係るバルブ切替制御方法を示すフローチャートである。なお、図９は、図２と同様、通常作動モード時におけるバルブ切替制御方法を示しており、この通常作動モードは、バルブ３７，３８，３９，４０が図１図示の位置にあるときに熱媒体の出口温度が所定温度まで上昇したとき開始される。

図９において、図２と同様、１００は第１作動モード時の演算処理、２００は第２作動モード時の演算処理を表している。

第１作動モード時には、電子制御装置は、図５図示のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２と同様な演算処理を行なう。ここで、Ｓ１０における切替温度Ｔ４は、予め実験によって最適値に設定されており、集熱量Ｗに対して図１１のグラフに示すような関係を有している。切替温度Ｔ４は、集熱量Ｗに対して演算式として又は数値として予め記憶されている。また、Ｓ１１では、図１図示の位置にあるバルブ３７，３８，３９，４０のうち第２バルブ３８及び第４バルブ４０を切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第１作動モードに対応する図３図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第１作動モードでは、第１吸着器２３は脱離行程を行ない、第２吸着器２４は吸着行程を行なう。

次に、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ７（例えば１５秒）以上であるか否かを判定する（Ｓ２７）。第２集熱器２２の配管内の熱媒体はバルブ切替に対する応答遅れが大きく、バルブ切替直後から後述する判定（Ｓ２９）を行うと誤判定が発生する。この誤判定を防止するため上記判定（Ｓ２７）を行うようにしている。

経過時間ｔ１が所定時間Ｋ７に達しない間は、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ２（例えば３０秒）以上であるか否かを判定する（Ｓ３０）。第１集熱器２１の配管内の熱媒体はバルブ切替に対する応答遅れが大きく、バルブ切替直後から後述する判定（Ｓ３２）を行うと誤判定が発生する。この誤判定を防止するため上記判定（Ｓ３０）を行うようにしている。

経過時間ｔ１が所定時間Ｋ７に達すると、出口温度センサ４４の信号に基づいて第２集熱器２２の熱媒体の出口温度Ｔ５を検出する（Ｓ２８）。

次に、出口温度Ｔ５が所定温度Ｔ６以下であるか否かを判定する（Ｓ２９）。この所定温度Ｔ６は、第２集熱器２２が冷却不足であるか否かを判定するための基準温度として設定されている。出口温度Ｔ５が所定温度Ｔ６に上昇したとき、換言すると、第２集熱器２２が冷却不足になると、判定結果は「ＮＯ」となり、第２作動モードに移行する。

出口温度Ｔ５が所定温度Ｔ６以下である間、換言すると、第２集熱器２２が冷却不足でない間は、判定結果は「ＹＥＳ」となり、Ｓ３０に移行し、経過時間ｔ１が所定時間Ｋ２に達したか否かを判定する。

経過時間ｔ１が所定時間Ｋ２に達しない間は、Ｓ１２，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９を繰り返し行う。

経過時間ｔ１が所定時間Ｋ２に達すると、出口温度センサ４２の信号に基づいて第１集熱器２１の熱媒体の出口温度Ｔ１を検出する（Ｓ３１）。

次に、出口温度Ｔ１が切替温度Ｔ４以上であるか否かを判定する（Ｓ３２）。出口温度Ｔ１が切替温度Ｔ４に上昇したとき、判定結果は「ＹＥＳ」となり、第２作動モードに移行する。

第２作動モードにおいては、電子制御装置は、第１作動モード時と同様な演算処理（Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ１０〜Ｓ１２、Ｓ２７〜Ｓ３２）を実行する。ただし、Ｓ１１に対応するバルブの切替駆動は、図３図示の位置にあるバルブ全てを切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第２作動モードに対応する図４図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第２作動モードでは、第１吸着器２３は吸着行程を行ない、第２吸着器２４は脱離行程を行なう。

以後、第１作動モード及び第２作動モードが交互に切替えられて行なわれる。

以上説明したように、第４実施形態に係る発熱体の冷却システムは、第１集熱器部（第１集熱器２１）の温度が所定の切替温度Ｔ４に上昇したか否かを判定し、第１集熱器部２１の温度が切替温度Ｔ４に上昇したとの判定結果を出したとき、複数の吸着器２３，２４の吸着／脱離行程の切替を行ない、かつ、第２集熱器部（第２集熱器２２）が冷却不足か否かを判定し、冷却不足であるとの判定結果を出したとき、複数の吸着器２３，２４の吸着／脱離行程の切替を行うようにした。この冷却システムによると、第１集熱器部２１の温度によって冷媒の脱離量を推定可能であるため、第１集熱器部２１の温度が切替温度Ｔ４に上昇したことによって吸着／脱離行程を適切なタイミングで切り替えることが可能となり、また、第１集熱器部２１の集熱量Ｗが急激に減少すると、通常ならば第１集熱器部２１の温度が所定の切替温度に上昇するまでの時間が急激に長くなり、このサイクル時間（切替時間）の急激な伸長により、第２発熱体１２に対する冷却能力が不足し、第２発熱体１２に対し熱ストレスを与えることになるが、第２集熱器部２２が冷却不足であるとの判定結果を出したときに吸着／脱離行程の切替を行うようにしたことから、第２発熱体１２に対する冷却能力の不足を防止でき第２発熱体１２に対し熱ストレスを与えなくなる。

また、切替温度Ｔ４を第１集熱器部２１の集熱量Ｗに応じて変化させたため、集熱量Ｗに応じた適切な切替タイミングを得ることができる。

また、第２集熱器部２２の冷却不足か否かの判定を、第２集熱器部２２の熱媒体温度Ｔ５に基づいて行うようにしたため、第２集熱器部２２の冷却不足を十分かつ容易に判定できるようになる。

また、第２集熱器部２２の冷却不足か否かの判定を、吸着／脱離行程の切替後の所定時間Ｋ７経過後に開始させたため、切替直後の第２集熱器部２２における熱媒体の応答遅れによる誤判定を防止することができる。

なお、上記実施形態では第２集熱器部２２の冷却不足を第２集熱器部２２の出口温度センサ４４の検出信号に基づいて判定したが、第２発熱体１２の温度を検出するための温度センサ４５を用いて第２発熱体１２の代表温度、第２集熱器２２からの冷却風の温度を検出し、この検出信号に基づいて冷却不足を判定するようにしてもよい。また、第２集熱器２２の出入口温度から冷却能力を求めて、所定の冷却能力以下になったとき吸着／脱離行程の切替を行うようにしてもよい。

(5)第５実施形態に係るバルブ切替制御方法
図１３は、第５実施形態に係るバルブ切替制御方法を実施するための発熱体の冷却システムの模式構成図を示す。

図１３に示す冷却システムは、第１室外熱交換器２９への空気入口に配置され外気温度を検出するための温度センサ５０を設けたことを特徴としており、その他の構成は、図１に示した冷却システムと同様であり、図１図示の符号と同一の符号は、図１の構成要素と同一の構成要素を表している。

図１４は、電子制御装置が行なう第５実施形態に係るバルブ切替制御方法を示すフローチャートである。なお、図１４は、図２と同様、通常作動モード時におけるバルブ切替制御方法を示しており、この通常作動モードは、バルブ３７，３８，３９，４０が図１３図示の位置にあるときに熱媒体の出口温度が所定温度まで上昇したとき開始される。

図１４において、図２と同様、１００は第１作動モード時の演算処理、２００は第２作動モード時の演算処理を表している。

第１作動モード時には、電子制御装置は、まず、切替条件の設定を行う（Ｓ５１）。この切替条件設定は、図２図示のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、又は、図８図示のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９と同様な演算処理によって切替時間（サイクル時間）Ｋ１を算出することによって行われ、あるいは、図５図示のＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１０と同様な演算処理によって切替温度Ｔ４を算出することによって行われる。

次に、バルブを切替駆動する（Ｓ５２）。つまり、図２図示のＳ５と同様、図１３図示の位置にあるバルブ３７，３８，３９，４０のうち第２バルブ３８及び第４バルブ４０を切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第１作動モードに対応する図３図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第１作動モードでは、第１吸着器２３は脱離行程を行ない、第２吸着器２４は吸着行程を行なう。

次に、ＦＡＮ風量制御つまり第１冷却ファン３１の風量制御を行なう（Ｓ５３）。

図１５は、ＦＡＮ風量制御（Ｓ５３）の詳細な内容を示す。図１５において、ＦＡＮ風量制御は、まず、温度センサ５０からの検出信号に基づいて外気温度Ｔ１０を検知する（Ｓ５３ａ）。次に、図１９図示の所定のＦＡＮ風量Ｃ１マップから、Ｓ５３ａで検知した外気温度Ｔ１０に応じたＦＡＮ風量Ｃ１を算出する（Ｓ５３ｂ）。ここで、ＦＡＮ風量マップは、第１集熱器２１の集熱量Ｗが定格値（最大値）のときの最適ＦＡＮ風量を示すマップである。次に、図２０図示の所定の風量補正係数Ｈｋマップから、Ｓ５１で求めた集熱量Ｗに応じた風量補正係数Ｈｋを算出する（Ｓ５３ｃ）。次に、Ｓ５３ｂで算出したＦＡＮ風量Ｃ１とＳ５３ｃで算出した風量補正係数Ｈｋとを乗算して目標ＦＡＮ風量ＣＡを算出する（Ｓ５３ｄ）。次に、Ｓ５３ｄで算出した目標ＦＡＮ風量ＣＡに応じたＦＡＮ回転数を指示し、第１冷却ファン３１をこのＦＡＮ回転数で回転させ（Ｓ５３ｅ）、演算処理を終了する。

次に、第１作動モードを第２作動モードへ切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定する（Ｓ５４）。このＳ５４は、図２図示のＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９、又は、図５図示のＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６、又は、図８図示のＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６、又は、図９図示のＳ１２，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３０，Ｓ３１，Ｓ３２と対応している。

切替条件の成立前は、Ｓ５３へ戻り、切替条件成立時は、第２作動モードへ移行する。第２作動モードにおいては、電子制御装置は、第１作動モード時と同様な演算処理（Ｓ５１〜Ｓ５４）を実行する。ただし、Ｓ５２に対応するバルブの切替駆動は、図３図示の位置にあるバルブ全てを切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第２作動モードに対応する図４図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第２作動モードでは、第１吸着器２３は吸着行程を行ない、第２吸着器２４は脱離行程を行なう。

以後、第１作動モード及び第２作動モードが交互に切替えられて行なわれる。

以上説明したように、第５実施形態に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器（第１吸着器２３、第２吸着器２４）の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間（切替時間Ｋ１）を、第１集熱器部（第１集熱器２１）の集熱量Ｗに応じて変化させており、集熱量（発熱量）Ｗが減少した場合、サイクル時間Ｋ１を増大させるようにしているため、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

さらに、外気温度Ｔ１０及び第１集熱器部２１の集熱量Ｗに応じて室外熱交換器（第１室外熱交換器２９）の冷却ファン（第１冷却ファン３１）の風量（目標ＦＡＮ風量ＣＡ）を制御するようにしたため、第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴを一定の範囲に抑制することが可能になる。つまり、吸着／脱離行程の切替後の初期において、冷却ファン３１の風量ＣＡを減少させたことにより、第２発熱体１２と熱的に接続された吸着器２３又は２４の吸着コア２５又は２７の温度は上昇し、吸着コア２５又は２７による単位時間当たりの冷媒の吸着量（蒸発／凝縮コア２６又は２８による冷媒の蒸発量）が減少するようになり、このため、この吸着器２３又は２４は、吸着行程の後半まで冷却能力を維持することが可能になる。また、冷却ファン３１の風量減少による省電力、低騒音を図ることができる。

(6)第６実施形態に係るバルブ切替制御方法
図１６は、電子制御装置が行なう第６実施形態に係るバルブ切替制御方法を示すフローチャートである。なお、図１６は、図２と同様、通常作動モード時におけるバルブ切替制御方法を示しており、この通常作動モードは、バルブ３７，３８，３９，４０が図１３図示の位置にあるときに熱媒体の出口温度が所定温度まで上昇したとき開始される。

図１６において、図２と同様、１００は第１作動モード時の演算処理、２００は第２作動モード時の演算処理を表している。

第１作動モード時には、電子制御装置は、まず、切替条件の設定を行う（Ｓ５１）。この切替条件設定は、図１４図示のＳ５１と同様に、切替時間（サイクル時間）Ｋ１を算出することによって行われ、あるいは、切替温度Ｔ４を算出することによって行われる。

次に、風量補正係数Ｈｋを算出する（Ｓ６１）。

図１７は、風量補正係数Ｈｋ算出（Ｓ６１）の詳細な内容を示す。図１７において、風量補正係数Ｈｋ算出は、まず、フラグＦ１が１か否かを判定する（Ｓ６１ａ）。ここで、フラグＦ１は、図１６図示の演算処理の開始時には０に初期設定され、その後においては、後述するように、第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴが所定値Ｔｈ以上のとき１にセットされる。フラグＦ１が０である場合、現在の風量補正係数Ｈｋに所定値Ｈ１を加算して新たな風量補正係数Ｈｋを算出する（Ｓ６１ｂ）。ここで、上記現在の風量補正係数Ｈｋは、図２０図示の所定の風量補正係数Ｈｋマップから算出する。次に、風量補正係数Ｈｋを１以下に設定するために、Ｓ６１ｂで算出した風量補正係数Ｈｋが１よりも大きいか否かを判定し（Ｓ６１ｃ）、風量補正係数Ｈｋが１以下のときはその値を維持し、一方、１よりも大きいときは風量補正係数Ｈｋを１に設定し（Ｓ６１ｄ）、演算処理を終了する。一方、Ｓ６１ａでフラグＦ１が１であると判定した場合は、現在の風量補正係数Ｈｋから所定値Ｈ２を減算して新たな風量補正係数Ｈｋを算出する（Ｓ６１ｅ）。次に、風量補正係数Ｈｋを最小値Ｈ３以上に制限するために、Ｓ６１ｅで算出した風量補正係数Ｈｋが最小値Ｈ３未満であるか否かを判定し（Ｓ６１ｆ）、風量補正係数Ｈｋが最小値Ｈ３以上のときはその値を維持し、一方、最小値Ｈ３未満のときは風量補正係数Ｈｋを最小値Ｈ３に設定し（Ｓ６１ｇ）、フラグＦ１を０にセットし（Ｓ６１ｈ）、演算処理を終了する。

次に、バルブを切替駆動する（Ｓ６２）。つまり、図１４図示のＳ５２と同様、図１３図示の第２バルブ３８及び第４バルブ４０を切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第１作動モードに対応する図３図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第１作動モードでは、第１吸着器２３は脱離行程を行ない、第２吸着器２４は吸着行程を行なう。

次に、ＦＡＮ風量制御つまり第１冷却ファン３１の風量制御を行なう（Ｓ６３）。

図１８は、ＦＡＮ風量制御（Ｓ６３）の詳細な内容を示す。図１８において、ＦＡＮ風量制御は、まず、温度センサ５０からの検出信号に基づいて外気温度Ｔ１０を検知する（Ｓ６３ａ）。次に、図１９図示の所定のＦＡＮ風量Ｃ１マップから、Ｓ６３ａで検知した外気温度Ｔ１０に応じたＦＡＮ風量Ｃ１を算出する（Ｓ６３ｂ）。なお、上述したように、ＦＡＮ風量Ｃ１マップは、第１集熱器２１の集熱量Ｗが定格値（最大値）のときの最適ＦＡＮ風量を示すマップである。次に、Ｓ６３ｂで算出したＦＡＮ風量Ｃ１と上述したＳ６１で算出した風量補正係数Ｈｋとを乗算して目標ＦＡＮ風量ＣＡを算出する（Ｓ６３ｃ）。次に、Ｓ６３ｃで算出した目標ＦＡＮ風量ＣＡに応じたＦＡＮ回転数を指示し、第１冷却ファン３１をこのＦＡＮ回転数で回転させ（Ｓ６３ｄ）、演算処理を終了する。

次に、温度センサ４５の検出信号に基づいて第２発熱体１２の温度Ｔ２０を検出するとともに、第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴを算出する（Ｓ６４）。ここで、温度変動幅ＤＴは、現時点の温度Ｔ２０から第１作動モード開始時の温度Ｔ２０を減算した値である。次に、温度変動幅ＤＴが所定値Ｔｈ以上であるか否かを判定し（Ｓ６５）、温度変動幅ＤＴが所定値Ｔｈ未満である場合は直接、一方、温度変動幅ＤＴが所定値Ｔｈ以上である場合はフラグＦ１を１にセットした後（Ｓ６７）、第１作動モードを第２作動モードへ切り替えるための切替条件が成立したか否かを判定する（Ｓ６６）。このＳ６６は、図１４図示のＳ５４と同様に、図２図示のＳ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９、又は、図５図示のＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６、又は、図８図示のＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６、又は、図９図示のＳ１２，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３０，Ｓ３１，Ｓ３２と対応している。

切替条件の成立前は、Ｓ６３へ戻り、切替条件成立時は、第２作動モードへ移行する。第２作動モードにおいては、電子制御装置は、第１作動モード時と同様な演算処理（Ｓ５１、Ｓ６１〜Ｓ６７）を実行する。ただし、Ｓ６２に対応するバルブの切替駆動は、図３図示の位置にあるバルブ全てを切替駆動し、バルブ３７，３８，３９，４０を第２作動モードに対応する図４図示の位置に切り替える。このバルブ切替による第２作動モードでは、第１吸着器２３は吸着行程を行ない、第２吸着器２４は脱離行程を行なう。

以後、第１作動モード及び第２作動モードが交互に切替えられて行なわれる。

以上説明したように、第５実施形態に係る発熱体の冷却システムは、複数の吸着器（第１吸着器２３、第２吸着器２４）の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間（切替時間Ｋ１）を、第１集熱器部（第１集熱器２１）の集熱量Ｗに応じて変化させており、集熱量（発熱量）Ｗが減少した場合、サイクル時間Ｋ１を増大させるようにしているため、吸着剤から冷媒が十分に脱離するようになり、冷却能力を維持し連続運転が可能になる。

さらに、外気温度Ｔ１０及び第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴに応じて室外熱交換器（第１室外熱交換器２９）の冷却ファン（第１冷却ファン３１）の風量（目標ＦＡＮ風量ＣＡ）を制御するようにしたため、第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴを一定の範囲に抑制することが可能になる。つまり、第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴが所定値Ｔｈ以上のとき、吸着／脱離行程の切替直後に冷却ファン３１の風量ＣＡを減少させる制御を行うことにより、第２発熱体１２と熱的に接続された吸着器２３又は２４の吸着コア２５又は２７の温度は、切替後の初期において上昇し、吸着コア２５又は２７による単位時間当たりの冷媒の吸着量（蒸発／凝縮コア２６又は２８による冷媒の蒸発量）が減少するようになり、このため、この吸着器２３又は２４は、吸着行程の後半まで冷却能力を維持することが可能になる。また、冷却ファン３１の風量減少による省電力、低騒音を図ることができる。

図２１は、第２発熱体１２の発熱量に応じた目標ＦＡＮ風量ＣＡの補正が無い場合と、第５、第６実施形態において説明したような、第２発熱体１２の発熱量に応じた目標ＦＡＮ風量ＣＡの補正が有る場合の、各々の場合における第１集熱器２１の出口温度、入口温度、及び、第２集熱器２２の出口温度、入口温度の変化を比較して表した実験データを示す。図２１から明らかなように、補正の無い場合における第２発熱体１２の温度変動幅ＤＴが９．８℃であるのに対し、補正の有る場合における温度変動幅ＤＴは６．２℃となり、補正を行うことによって温度変動幅ＤＴを一定の範囲内に抑制できることが分かった。換言すると、補正の無い場合の冷却能力が１．２３ｋＷであるのに対し、補正の有る場合の冷却能力は１．２６ｋＷと高くなることが分かった。

なお、第５、第６実施形態において、目標ＦＡＮ風量ＣＡは、外気温度Ｔ１０と集熱量Ｗの二次元マップから求めるようにしてもよい。また、第６実施形態では、風量補正係数Ｈｋの補正を温度変動幅ＤＴが所定値Ｔｈ以上のときに行うようにしたが、温度変動幅ＤＴの大きさに応じて風量補正係数Ｈｋを変化させるようにしてもよい。また、風量補正係数Ｈｋに代えて風量補正量を用いて目標ＦＡＮ風量ＣＡを求めるようにしてもよい。また、第２発熱体１２の温度は、温度センサ４５に代えて熱媒体の温度を検出するための出口温度センサ４４の検出信号に基づいて検知するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る発熱体の冷却システムの模式構成図である。 電子制御装置による第１実施形態に係るバルブ切替制御方法を表すフローチャートである。 第１作動モード時の冷却システムの模式構成図である。 第２作動モード時の冷却システムの模式構成図である。 電子制御装置による第２実施形態に係るバルブ切替制御方法を表すフローチャートである。 集熱量と切替時間との関係を示すグラフである。 集熱量と切替温度との関係を示すグラフである。 電子制御装置による第３実施形態に係るバルブ切替制御方法を表すフローチャートである。 電子制御装置による第４実施形態に係るバルブ切替制御方法を表すフローチャートである。 集熱量と切替時間との関係を示すグラフである。 集熱量と切替温度との関係を示すグラフである。 本発明の第２の目的を説明するための実験データを示すグラフである。 本発明の他の一実施形態に係る発熱体の冷却システムの模式構成図である。 電子制御装置による第５実施形態に係るバルブ切替制御方法を表すフローチャートである。 ＦＡＮ風量制御（Ｓ５３）の詳細なフローチャートである。 電子制御装置による第６実施形態に係るバルブ切替制御方法を表すフローチャートである。 風量補正係数Ｈｋ算出（Ｓ６１）の詳細なフローチャートである。 ＦＡＮ風量制御（Ｓ６３）の詳細なフローチャートである。 ＦＡＮ風量Ｃ１の特性図（マップ）である。 風量補正係数Ｈｋの特性図（マップ）である。 第２発熱体の発熱量に応じた風量補正の無い場合と有る場合との比較データを示すグラフである。

符号の説明

２ 吸着式冷凍機
１１ 第１発熱体
１２ 第２発熱体
２１ 第１集熱器（第１集熱器部）
２２ 第２集熱器（第２集熱器部）
２３ 第１吸着器（吸着器）
２４ 第２吸着器（吸着器）
２９ 第１室外熱交換器（室外熱交換器）
３１ 第１冷却ファン（冷却ファン）
５０ 温度センサ
ｔ１ 経過時間
Ｋ１ 切替時間（サイクル時間）
Ｋ２ 所定時間
Ｋ３ 最大継続時間
Ｋ５ サイクル時間Ｋ１の変化幅の制限値
Ｋ７ 所定時間
Ｗ 集熱量
Ｔ１ 出口温度（第１集熱器部の熱媒体の温度）
Ｔ２ 入口温度
Ｔ３ 所定値
Ｔ４ 切替温度
Ｔ５ 出口温度（第２集熱器部の熱媒体の温度）
Ｌ１ 流量
ＣＡ 目標ＦＡＮ風量（風量）
Ｔ１０ 外気温度
ＤＴ 温度変動幅
Ｔｈ 所定値
Ｓ１６ 判定ステップ

Claims (22)

1. 複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、
   前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、前記第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させることを特徴とする発熱体の冷却システム。
2. 前記第１集熱器部の集熱量を該第１集熱器部の入口温度と出口温度との温度差から求めることを特徴とする請求項１記載の発熱体の冷却システム。
3. 前記温度差は、所定時間内の平均値であることを特徴とする請求項２記載の発熱体の冷却システム。
4. 前記第１集熱器部の温度が所定値以上に上昇したと判定したとき、前記サイクル時間内であっても吸着／脱離行程を切り替えることを特徴とする請求項１，２，３のいずれか記載の発熱体の冷却システム。
5. 複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、
   前記第１発熱体に対する第１集熱器部の温度が所定の切替温度に上昇したか否かを判定し、前記第１集熱器部の温度が前記切替温度に上昇したとの判定結果を出したとき、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を行なうことを特徴とする発熱体の冷却システム。
6. 前記切替温度を前記第１集熱器部の集熱量に応じて変化させることを特徴とする請求項５記載の発熱体の冷却システム。
7. 前記第１集熱器部の集熱量を該第１集熱器部の入口温度と出口温度との温度差から求めることを特徴とする請求項６記載の発熱体の冷却システム。
8. 前記温度差は、所定時間内の平均値であることを特徴とする請求項７記載の発熱体の冷却システム。
9. 前記判定を、吸着／脱離行程の切替後の所定時間経過後に開始させることを特徴とする請求項５，６，７，８のいずれか記載の発熱体の冷却システム。
10. 最大継続時間を設け、該最大継続時間内において前記判定を行うことを特徴とする請求項５，６，７，８，９のいずれか記載の発熱体の冷却システム。
11. 複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、
    前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させるとともに、前記サイクル時間の変化幅に制限を設けたことを特徴とする発熱体の冷却システム。
12. 前記第１集熱器部の集熱量を該第１集熱器部の入口温度と出口温度との温度差から求めることを特徴とする請求項１１記載の発熱体の冷却システム。
13. 前記温度差は、所定時間内の平均値であることを特徴とする請求項１２記載の発熱体の冷却システム。
14. 前記第１集熱器部の温度が所定値以上に上昇したと判定したとき、前記サイクル時間内であっても吸着／脱離行程を切り替えることを特徴とする請求項１１，１２，１３のいずれか記載の発熱体の冷却システム。
15. 複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、
    前記第１発熱体に対する第１集熱器部の温度が所定の切替温度に上昇したか否かを判定し、該第１集熱器部の温度が前記切替温度に上昇したとの判定結果を出したとき、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を行ない、かつ、前記第２発熱体に対する第２集熱器部が冷却不足か否かを判定し、冷却不足であるとの判定結果を出したとき、前記複数の吸着器の吸着／脱離行程の切替を行うことを特徴とする発熱体の冷却システム。
16. 前記切替温度を前記第１集熱器部の集熱量に応じて変化させることを特徴とする請求項１５記載の発熱体の冷却システム。
17. 前記第２集熱器部の冷却不足か否かの判定を、該第２集熱器部の熱媒体温度に基づいて行うことを特徴とする請求項１５又は１６記載の発熱体の冷却システム。
18. 前記第２集熱器部の冷却不足か否かの判定を、吸着／脱離行程の切替後の所定時間経過後に開始させることを特徴とする請求項１５，１６，１７のいずれか記載の発熱体の冷却システム。
19. 複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、
    前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、前記第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させるとともに、
    外気温度及び前記第１集熱器部の集熱量に応じて室外熱交換器の冷却ファンの風量を制御することを特徴とする発熱体の冷却システム。
20. 複数の吸着器を備える吸着式冷凍機を用い、第１発熱体及び第２発熱体を冷却する発熱体の冷却システムにおいて、
    前記複数の吸着器の吸着／脱離行程を切り替えるサイクル時間を、前記第１発熱体に対する第１集熱器部の集熱量に応じて変化させるとともに、
    外気温度及び前記第２発熱体の温度変動幅に応じて室外熱交換器の冷却ファンの風量を制御することを特徴とする発熱体の冷却システム。
21. 前記第２発熱体の温度変動幅は、該第２発熱体を流れる熱媒体の温度から求めることを特徴とする請求項２０記載の発熱体の冷却システム。
22. 前記第２発熱体の温度変動幅が所定値以上のとき、前記室外熱交換器の冷却ファンの風量を減少させることを特徴とする請求項２０又は２１記載の発熱体の冷却システム。

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