JP2006118793A - Electronic control device for water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒートポンプ式の給湯装置に適用される給湯装置用電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device for a hot water supply device applied to a heat pump type hot water supply device.
従来、電気自動車用の電子制御装置をファンから吹き出される冷却風で冷却する冷却装置について提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a cooling device that cools an electronic control device for an electric vehicle with cooling air blown from a fan has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
一方、給湯装置用の電子制御装置でも、ファンから吹き出される冷却風で冷却されるようになっているものがある。特に、給湯装置用の電子制御装置では、制御回路が実装される実装済回路基盤がパワー素子(すなわち、電力用半導体素子)を有して構成する場合、パワー素子が発生する発熱量の多い為に、冷却フィンをパワー素子に装備して、冷却に対応している。
ところで、上述の給湯装置用の電子制御装置において、実装済回路基盤がパワー素子以外にも多数の電子部品が搭載されており、これら多数の電子部品も発熱する。このため、ファンから吹き出される冷却風では冷却能力が足らない場合があり、加えて、これらの多数の電子部品も冷却することが必要になる場合がある。 By the way, in the above-described electronic control device for a hot water supply apparatus, the mounted circuit board includes a large number of electronic components in addition to the power elements, and these large number of electronic components also generate heat. For this reason, the cooling air blown from the fan may not have sufficient cooling capacity, and in addition, it may be necessary to cool a large number of these electronic components.
本発明は、上記点に鑑み、電子制御装置内の実装済回路基盤を効率的に冷却する給湯装置用電子制御装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the electronic controller for hot water supply apparatuses which cools the mounted circuit board in an electronic controller efficiently in view of the said point.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ヒートポンプ式の給湯装置に適用される電子制御装置において、
ケーシング(20)と、
前記ケーシング内に収納されて、前記給湯回路を制御する制御回路が実装される実装済回路基盤(30)と、を備えており、
前記ケーシングは、
前記実装済回路基盤を冷却する冷却風が前記ケーシング内に導入される導入孔(21)と、
前記導入孔から導入される冷却風を前記ケーシング外に排出する排出孔(22)と、を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in an electronic control device applied to a heat pump hot water supply device,
A casing (20);
A mounted circuit board (30), which is housed in the casing and on which a control circuit for controlling the hot water supply circuit is mounted,
The casing is
An introduction hole (21) through which cooling air for cooling the mounted circuit board is introduced into the casing;
And a discharge hole (22) for discharging the cooling air introduced from the introduction hole to the outside of the casing.
したがって、ケーシング内に冷却風が取り込まれるので、実装済回路基盤が冷却風によって効率的に冷却され得る。 Therefore, since the cooling air is taken into the casing, the mounted circuit board can be efficiently cooled by the cooling air.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の給湯装置用電子制御装置において、前記実装済回路基盤には、前記制御回路を構成する電子部品(23、24)が搭載されており、前記導入孔および前記排出孔は、前記電子部品の付近を前記冷却風が通過するように配置すれば、電子部品を冷却風によって効率的に冷却され得る。 According to a second aspect of the present invention, in the electronic controller for a hot water supply device according to the first aspect, electronic components (23, 24) constituting the control circuit are mounted on the mounted circuit board. If the introduction hole and the discharge hole are arranged so that the cooling air passes in the vicinity of the electronic component, the electronic component can be efficiently cooled by the cooling air.
請求項3に記載の発明では、実装済回路基盤には、前記電子部品以外に前記制御回路を構成するパワー素子が搭載されており、
前記導入孔および前記排出孔は、前記パワー素子の付近を前記冷却風が通過するように配置されていれば、パワー素子を冷却風によって効率的に冷却され得る。
In the invention according to claim 3, a power element that constitutes the control circuit is mounted on the mounted circuit board in addition to the electronic component,
If the introduction hole and the discharge hole are arranged so that the cooling air passes in the vicinity of the power element, the power element can be efficiently cooled by the cooling air.
また、請求項4に記載の発明のように、前記実装済回路基盤には、前記制御回路を構成する電子部品およびパワー素子が搭載されており、
前記導入孔および前記排出孔は、前記電子部品およびパワー素子の双方の付近を前記冷却風が通過するように配置されていれば、電子部品およびパワー素子を冷却風によって効率的に冷却され得る。
Further, as in the invention according to claim 4, the mounted circuit board is mounted with electronic components and power elements that constitute the control circuit,
If the introduction hole and the discharge hole are arranged so that the cooling air passes in the vicinity of both the electronic component and the power element, the electronic component and the power element can be efficiently cooled by the cooling air.
なお、請求項5に記載の発明のように、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の給湯装置用電子制御装置において、前記ヒートポンプ式の給湯装置に用いられる蒸気圧縮サイクルは、超臨界域で作動されるようにしてもよい。 In addition, as in the invention described in claim 5, in the electronic controller for hot water supply apparatus according to any one of claims 1 to 4, the vapor compression cycle used in the heat pump type hot water supply apparatus is supercritical. It may be activated in the area.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
図1に、本発明の給湯装置用電子制御装置が適用されたヒートポンプ式の給湯装置Aを示す。本実施形態の給湯装置には、二酸化炭素を冷媒とする超臨界ヒートポンプサイクルが用いられており、以下、給湯装置の概略について説明する。 FIG. 1 shows a heat pump type hot water supply apparatus A to which the electronic control device for a hot water supply apparatus of the present invention is applied. A supercritical heat pump cycle using carbon dioxide as a refrigerant is used in the hot water supply apparatus of the present embodiment, and an outline of the hot water supply apparatus will be described below.
すなわち、本実施形態の給湯装置は、給湯ユニットAを備えており、この給湯ユニットAにおいて、圧縮機1は電動式圧縮機であり、水冷媒熱交換器2は、圧縮機1から吐出する高温高圧の冷媒と給湯用の水(以下、給水ともいう)とを熱交換する加熱器である。水冷媒熱交換器2は、循環ポンプ7により加圧された給水が供給される水循環式の給湯回路を構成する。 That is, the hot water supply apparatus of the present embodiment includes a hot water supply unit A. In the hot water supply unit A, the compressor 1 is an electric compressor, and the water refrigerant heat exchanger 2 is a high temperature discharged from the compressor 1. It is a heater that exchanges heat between a high-pressure refrigerant and hot water supply water (hereinafter also referred to as water supply). The water-refrigerant heat exchanger 2 constitutes a water circulation type hot water supply circuit to which the feed water pressurized by the circulation pump 7 is supplied.
減圧機3は、水冷媒熱交換器2から流出した冷媒を減圧する減圧機であり、この減圧機3は、キャピラリーチューブのごとく、開度が固定された固定絞り型のものである。 The decompressor 3 is a decompressor that decompresses the refrigerant that has flowed out of the water-refrigerant heat exchanger 2, and this decompressor 3 is a fixed-throttle type with a fixed opening degree, like a capillary tube.
空気熱交換器4は減圧機3にて減圧された冷媒を蒸発させて大気中から熱を吸熱する吸熱器(蒸発器)であり、空気熱交換器4は電動ファン6から冷却風を受けて冷却される。
The air heat exchanger 4 is a heat absorber (evaporator) that evaporates the refrigerant decompressed by the decompressor 3 and absorbs heat from the atmosphere. The air heat exchanger 4 receives cooling air from the
アキュムレータ5は吸熱器4から流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して気相冷媒のみを圧縮機1の吸入側に流出するとともに、サイクル中の余剰冷媒を蓄えるアキュムレータである。 The accumulator 5 is an accumulator that separates the refrigerant flowing out of the heat absorber 4 into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant and flows out only the gas-phase refrigerant to the suction side of the compressor 1 and stores excess refrigerant in the cycle.
ここで、センサ8は水冷媒熱交換器2の冷媒入口側における冷媒圧力を検出する圧力センサ(圧力検出手段)であり、センサ9は水冷媒熱交換器2の冷媒出口側における冷媒圧力を検出する圧力センサ(圧力検出手段)である。
Here, the
センサ10は空気熱交換器4の冷媒入口側における冷媒圧力を検出する圧力センサ(圧力検出手段)であり、センサ11は圧縮機1の吸入口側における冷媒圧力を検出する圧力センサ(圧力検出手段)である。
The
電子制御装置(ECU)13は、センサ8〜11の各検出値および図示しない温度設定パネルの設定温度に基づいて予め設定されたプログラムを実行して、圧縮機1及びポンプ7の回転数を制御する。
The electronic control unit (ECU) 13 executes a program set in advance based on the detected values of the
次に、本実施形態の特徴である電子制御装置13の構造について図3〜図5を用いて説明する。図3は電子制御装置13の内部を側面から透視した図であり、図4は電子制御装置13を下側から視た図である。図4は電子制御装置13および電動ファン6の配置関係を示している。
Next, the structure of the electronic control unit 13 that is a feature of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a view of the inside of the electronic control device 13 seen from the side, and FIG. 4 is a view of the electronic control device 13 seen from below. FIG. 4 shows the arrangement relationship between the electronic control unit 13 and the
図3に示すように、電子制御装置13は、ケーシング20およびこのケーシング20内に収納される実装済回路基盤30を備えており、実装済回路基盤30は、圧縮機1及びポンプ7の回転数を制御する制御回路が基板25上に実装されるものである。
As shown in FIG. 3, the electronic control device 13 includes a
具体的には、基板25には制御回路を構成するパワー素子(電力用半導体素子)26、IC23、抵抗素子24などが搭載されており、パワー素子26には冷却フィン14が装備されている。この冷却フィン14は図4、図5に示すように電子制御装置13の外部に露出しており、この冷却フィン14は、電動ファン6からの冷却風により冷却される。
Specifically, a power element (power semiconductor element) 26, an IC 23, a
一方、パワー素子26以外のIC23、抵抗素子24などの電子部品を冷却するためにケーシング20には、導入孔21、排出孔22が設けられており、ケーシング20内には導入孔21から電動ファン6による冷却風が導入されてこの冷却風が排出孔22から排出される。
On the other hand, in order to cool electronic components such as the IC 23 and the
ここで、導入孔21および排出孔22は、パワー素子26、IC23、抵抗素子24などの付近を冷却風が通過するように配置されており、パワー素子26、IC23、および抵抗素子24が電動ファン6による負圧を利用して効率的に冷却され得る。
Here, the
また、本実施形態では、給湯装置には、二酸化炭素を冷媒とする超臨界ヒートポンプサイクルが用いられているため、フロンを冷媒とするヒートポンプサイクルに比べて、電動圧縮機1では高圧側圧力として高い冷媒圧力を高くなる。このため、電動圧縮機1を駆動する駆動力を大きくすることが必要なり、電動圧縮機1の駆動用の電動モータには、大きな電流が流れることになる。例えば、パワー素子26が電動圧縮機1の電動モータに流れる電流をスイッチングする素子である場合には、パワー素子26からは大きな発熱が生じる。このため、本実施形態の如く、導入孔21および排出孔22を設けて、パワー素子26などを直接冷却風で冷却することは好ましい。
Moreover, in this embodiment, since the supercritical heat pump cycle which uses a carbon dioxide as a refrigerant | coolant is used for the hot water supply apparatus, compared with the heat pump cycle which uses a chlorofluorocarbon as a refrigerant | coolant, in the electric compressor 1, it is high as a high pressure side pressure. Increase the refrigerant pressure. For this reason, it is necessary to increase the driving force for driving the electric compressor 1, and a large current flows through the electric motor for driving the electric compressor 1. For example, when the power element 26 is an element that switches a current flowing through the electric motor of the electric compressor 1, a large amount of heat is generated from the power element 26. For this reason, it is preferable to provide the
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、センサ8〜11としては、それぞれ冷媒圧力を検出する圧力センサを用いた例について説明したが、これに限らず、それぞれ冷媒温度を検出する温度センサを用いるようにしてもよい。また、センサ8〜11としては、それぞれ圧力センサおよび温度センサを併存させて、それぞれ圧力センサおよび温度センサの検出値を用いて、圧縮機1及びポンプ7の回転数を制御するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the example using the pressure sensor that detects the refrigerant pressure is described as each of the
1…圧縮機、7…ポンプ、6…電動ファン、13…電子制御装置、
20…ケーシング、21…導入孔、22…排出孔、23…IC、
24…抵抗素子、26…パワー素子、30…実装済回路基盤。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 7 ... Pump, 6 ... Electric fan, 13 ... Electronic control unit,
20 ... casing, 21 ... introduction hole, 22 ... discharge hole, 23 ... IC,
24 ... resistive element, 26 ... power element, 30 ... mounted circuit board.
Claims (5)
ケーシング(20)と、
前記ケーシング内に収納されて、前記給湯回路を制御する制御回路が実装される実装済回路基盤(30)と、を備えており、
前記ケーシングは、
前記実装済回路基盤を冷却する冷却風が前記ケーシング内に導入される導入孔(21)と、
前記導入孔から導入される冷却風を前記ケーシング外に排出する排出孔(22)と、を備えていることを特徴とする給湯装置用電子制御装置。 In an electronic control device applied to a heat pump type hot water supply device,
A casing (20);
A mounted circuit board (30), which is housed in the casing and on which a control circuit for controlling the hot water supply circuit is mounted,
The casing is
An introduction hole (21) through which cooling air for cooling the mounted circuit board is introduced into the casing;
An electronic control device for a hot water supply apparatus, comprising: a discharge hole (22) for discharging cooling air introduced from the introduction hole to the outside of the casing.
前記導入孔および前記排出孔は、前記電子部品の付近を前記冷却風が通過するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置用電子制御装置。 Electronic components (23, 24) constituting the control circuit are mounted on the mounted circuit board,
The electronic control device for a hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the introduction hole and the discharge hole are arranged so that the cooling air passes in the vicinity of the electronic component.
前記導入孔および前記排出孔は、前記パワー素子の付近を前記冷却風が通過するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置用電子制御装置。 In the mounted circuit board, a power element constituting the control circuit is mounted in addition to the electronic component,
The electronic control device for a hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the introduction hole and the discharge hole are arranged so that the cooling air passes in the vicinity of the power element.
前記導入孔および前記排出孔は、前記電子部品およびパワー素子の双方の付近を前記冷却風が通過するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の給湯装置用電子制御装置。 In the mounted circuit board, electronic components and power elements constituting the control circuit are mounted,
2. The electronic control device for a hot water supply apparatus according to claim 1, wherein the introduction hole and the discharge hole are arranged so that the cooling air passes in the vicinity of both the electronic component and the power element.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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JP2007187366A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat pump water heater |
JPWO2010109619A1 (en) * | 2009-03-26 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | Load-side relay unit and combined air conditioning and hot water supply system |
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2004
- 2004-10-21 JP JP2004306779A patent/JP2006118793A/en not_active Withdrawn
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