JP2016158397A - 配電盤用エアコン - Google Patents

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Abstract

【課題】変換部の排気口より下方に吸気口を設け、この吸気口より上方に、冷却された空気を略鉛直下向きに送出する空調機や、下部に突出体が付いた突付空調機を有する等により、「変換部の確実な冷却」と「冷却効率の向上」の同時実現を図る。【解決手段】盤筐体2内部に、当該盤筐体2外部にある発電部Tからの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部3を有した配電盤である。変換部3は、その上部に当該変換部3内部の空気を排出する排気口4が設けられ、この排気口4より下方に当該変換部3内部へ空気を吸入する吸気口5が設けられ、盤筐体2内部で且つ吸気口5より上方に、冷却された空気(冷気R)を略鉛直方向に沿って下向きに送出可能な空調機6を有している。【選択図】図1

Description

本発明は、盤筐体外部にある発電部からの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部と、冷却された空気を送出可能な空調機を有した配電盤に関する。
従来、筐体を区画壁により第1チャンバおよび第2チャンバに区画し、前記第1チャンバには蒸発器が収容され、前記第2チャンバには凝縮器が収容され、前記蒸発器から導管を介して圧縮機により冷媒を前記凝縮器に圧送することで冷媒を循環させ、盤内から取り込んだ空気を前記蒸発器で冷却し、該冷却空気を盤に臨んで設けた前記第1チャンバから盤内に送風する耐熱盤用クーラが知られている(特許文献1参照)。
この耐熱盤用クーラは、該耐熱盤用クーラを制御する制御回路を含む電装品を前記第1チャンバ内に配設し、前記第1チャンバ内に設けた前記電装品を操作するための操作部を外気側に向けて露出させて設けている。
特開2001−227875号公報
しかしながら、特許文献1では、盤内における耐熱盤用クーラを設ける位置について、盤内の機器と関連させておらず、設ける位置によっては、冷却させられない虞がある。
更に、特許文献1の耐熱盤用クーラは、盤内の暖気Awを取り込む位置より上方で、暖気Awより重い冷気Acを略水平方向に沿って(又は、略鉛直方向から角度をつけて)盤内へ送り込むことで、出来るだけ遠くに冷気Acを送ることを意図しているが、実際には、盤内における冷気Acの通り道(冷気の渦など)が固定されて、冷気の渦の中心付近など、逆に盤内で温度が下がらない場所が生じたり、冷却効率が悪い等の問題がある。
本発明は、このような点に鑑み、変換部の排気口より下方に吸気口を設け、この吸気口より上方に、冷気を略鉛直下向きに送出する空調機や、下部に突出体が付いた突付空調機を有する等によって、「変換部の確実な冷却」と「冷却効率の向上」を同時に実現できる配電盤を提供することを目的とする。
本発明に係る配電盤1は、盤筐体2内部に、当該盤筐体2外部にある発電部Tからの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部3を有した配電盤であって、前記変換部3は、その上部に当該変換部3内部の空気を排出する排気口4が設けられ、この排気口4より下方に当該変換部3内部へ空気を吸入する吸気口5が設けられ、前記盤筐体2内部で且つ前記吸気口5より上方に、冷却された空気を略鉛直方向に沿って下向きに送出可能な空調機6を有していることを第1の特徴とする。
本発明に係る配電盤の第2の特徴は、盤筐体2内部に、当該盤筐体2外部にある発電部Tからの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部3を有した配電盤であって、前記変換部3は、その上部に当該変換部3内部の空気を排出する排気口4が設けられると同時に、この排気口4より下方に当該変換部3内部へ空気を吸入する吸気口5が設けられ、前記盤筐体2内部で且つ前記吸気口5より上方に、冷却された空気を下面から送出可能で且つ下部から外方突出した突出体7が設けられた突付空調機6’を有している点にある。
本発明に係る配電盤の第3の特徴は、上記第2の特徴に加えて、前記盤筐体2内部で且つ前記吸気口5より上方に、冷却された空気を送出可能な空調機6を複数台有し、これら複数台の空調機6のうち所定台数は前記突出体7が設けられた突付空調機6’であり、前記突付空調機6’は、前記盤筐体2内部において、前記突出体7が設けられていない非突付空調機6”より、前記変換部3から遠い位置に配設されている点にある。
本発明に係る配電盤の第4の特徴は、盤筐体2内部に、当該盤筐体2外部にある発電部Tからの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部3を有した配電盤であって、前記変換部3は、その上部に当該変換部3内部の空気を排出する排気口4が設けられると同時に、この排気口4より下方に当該変換部3内部へ空気を吸入する吸気口5が設けられ、前記盤筐体2内部で且つ前記吸気口5より上方に、冷却された空気を送出可能な空調機6を複数台有し、これら複数台の空調機6のうち所定台数が停止した場合でも、前記変換部3の吸気口5から吸入される空気を所定温度以下とする点にある。
本発明に係る配電盤の第5の特徴は、上記第1〜4の何れかの特徴に加えて、前記空調機は、蒸発器と凝縮器を内蔵している点にある。
これらの特徴により、変換部3の上部に排気口4を設け、この排気口4より下方に吸気口5を設け、この吸気口5より上方に、冷却された空気(冷気R)を送出可能な空調機6を有することで、盤筐体2内の変換部3を確実に冷却させることが可能となる(「変換部3の確実な冷却」)。
これに加えて、空調機6で、冷気Rを略鉛直方向に沿って下向きに送出することで、特許文献1のように、冷気Rを、略鉛直方向から角度をつけて盤内へ送り込むこんだ場合と比べて、盤筐体2内で温度が下がらない場所(冷気Rの渦の中心付近など)が生じ難く、冷気Rが盤筐体2内に一様に行き渡り、簡単な構造で盤筐体2(配電盤1)内の冷却効率が上がる(「冷却効率の向上」)。
尚、本発明における「空調機」は、冷却された空気を送出可能なものであって、「冷却機」や「エアコン(Air-Conditioner )」とも呼ばれると共に、冷却された空気以外に、暖房(加熱)された空気をはじめ、除湿された空気、特に何も施していない空気(つまり、送風)も含まれる。
又、本発明における「冷却された空気を略鉛直方向に沿って下向きに送出可能」とは、空調機6が、少なくとも冷却された空気を略鉛直方向に沿って下向きに送出できるのであれば、その他の方向に沿って送出する場合も含む。
又、変換部3上部の排気口4より下方に吸気口5を設け、この吸気口5より上方に空調機6を有して、「変換部3の確実な冷却」を図ることに加えて、空調機6を、冷気Rを下面から送出可能で且つ下部に突出体7を設けた突付空調機6’とすることで、突出体7を境にして、盤筐体2内が、上方の温度の高い空間と、下方の温度の低い空間に分かれて、下面から送出した冷気Rが、吸気口5から変換部3内部へ吸い込まれ易くなり、簡単な構造で盤筐体2(配電盤1)内の冷却効率が上がる(「冷却効率の向上」)。
更に、突付空調機6’を、非突付空調機6”より変換部3から遠い位置に配設することで、「変換部3の確実な冷却」と「冷却効率の向上」の同時実現を図りながらも、突出体7を設けた突付空調機6’を極力少なくすることが可能となり、設備負担の軽減に繋がる。
そして、変換部3上部の排気口4より下方に吸気口5を設け、この吸気口5より上方に空調機6を複数台有して、「変換部3の確実な冷却」を図ることに加えて、これら複数台の空調機6のうち所定台数が停止した場合でも、変換部3の吸気口5から吸入される空気を所定温度以下とすることで、一部の空調機6が止まっても、変換部3による変換を引き続き行うことが可能な環境となり、自然環境の変化やアクシデントにも対応可能な配電盤を実現できる。
更に加えて、空調機6、6’、6”に、蒸発器と凝縮器を内蔵させることで、室外機や、この室外機と空調機6を結ぶ配管等が不要となり、配電盤1における省スペース化が図れると共に、室外機や配管の設置負担が軽減される。
本発明に係る配電盤によると、変換部の排気口より下方に吸気口を設け、この吸気口より上方に、冷却された空気を略鉛直下向きに送出する空調機や、下部に突出体が付いた突付空調機を有する等により、「変換部の確実な冷却」と「冷却効率の向上」を、簡単な構造で同時に実現できる。
本発明に係る配電盤の内部構造を示す透視図であって、(a)は斜め正面透視図であり、(b)は斜め背面透視図である。 試験1について、配電盤(盤筐体)の内部における空調機の送出方向を示した概要図であって、(a)は略鉛直方向から角度をつけて送出した空調機も有した概要図であり、(b)は略鉛直方向に沿って下向きに送出した空調機のみを有した概要図である。 試験1について、盤筐体の内部で略鉛直方向から角度をつけて送出した冷気も含む風路を示した概要図であって、(a)は盤筐体の内部を正面から見た風速分布図であり、(b)は盤筐体の平面断面図であり、(c)は(b)のA−A’断面における風速分布図であり、(d)は(b)のB−B’断面(吸気口近傍の断面)における風速分布図である。 試験1について、盤筐体の内部で略鉛直方向に沿って下向きに送出した冷気のみを含む風路を示した概要図であって、(a)は盤筐体の内部を正面から見た風速分布図であり、(b)は盤筐体の平面断面図であり、(c)は(b)のC−C’断面における風速分布図であり、(d)は(b)のD−D’断面(吸気口近傍の断面)における風速分布図である。 配電盤の内部構造を示す透視図であって、(a)は全ての空調機が突出体を有さない場合を示す斜め正面透視斜図であり、(b)は集電部の前の空調機が突出体を有する場合を示す斜め正面透視斜図であり、(c)は集電部及び高圧部の前の空調機が突出体を有する場合を示す斜め正面透視斜図であり、(d)は配電盤(盤筐体)の内部における温度の高い空間と温度の低い空間を示す正面透視図である。 試験2について、全ての空調機が突出体を有さない場合における盤筐体の内部を正面から見た風速分布図であって、(a)は全ての空調機(冷却機)から冷気が送出されているケースの風速分布図であり、(b)は何れかの空調機(冷却機)を停止させたケースの風速分布図である。 試験2について、集電部の前の空調機が突出体を有する場合における盤筐体の内部を正面から見た風速分布図であって、(a)は全ての空調機(冷却機)から冷気が送出されているケースの風速分布図であり、(b)は何れかの空調機(冷却機)を停止させたケースの風速分布図である。 試験2について、集電部及び高圧部の前の空調機が突出体を有する場合における盤筐体の内部を正面から見た風速分布図であって、(a)は全ての空調機(冷却機)から冷気が送出されているケースの風速分布図であり、(b)は何れかの空調機(冷却機)を停止させたケースの風速分布図である。 全ての空調機が突出体を有さない場合、集電部の前の空調機が突出体を有する場合、集電部及び高圧部の前の空調機が突出体を有する場合それぞれにおいて、全ての空調機(冷却機)から冷気が送出されているケースと何れかの空調機(冷却機)を停止させたケースにおける変換部の吸入口近傍の空気の温度を示したグラフである。 (a)は本発明に係る配電盤を用いた太陽光発電システムを示す概要図であり、(b)は配電盤と太陽電池の配置を示す概要図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<配電盤1の全体構成>
図1〜10には、本発明に係る配電盤1が示されている。
この配電盤1は、盤筐体2内部に、当該盤筐体2外部にある発電部Tからの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部3と、冷却された空気(冷気R)を送出可能な空調機6を有している。
又、配電盤1は、変換部3や空調機6以外に、盤筐体2外(太陽電池T等)からの直流電流を集める集電部11と、この集電部11を経て且つ上述した変換部3で変換された低圧交流電流をより高圧な高圧交流電流に変えるトランス12と、このトランス12からの高圧交流電流を盤筐体2外(後述の配電網N等)へ送電する高圧部13と、無停電電源装置(UPS)14、上述した変換部3や空調機6、UPS14等に電流を供給する補機15等を有していても良い。
ここで、配電盤1の変換部3へ盤筐体2外から直流電流を供給するのは、後述する太陽光発電システム100の場合は、太陽電池Tであるが、風力、水力、波力等によって回転される発電機(モータ)からの電流となる。
尚、このモータからの出力電流が交流であれば、変換部3は、交流を直流に変換するコンバータ装置と、この直流を交流に変換するインバータ装置の両方を備えていれば良く、出力電流が直流であれば、変換部3はインバータ装置だけを備えていれば良いが、以下は、太陽電池Tのように、直流電流が変換部3へ流れ込む場合を述べる。
<盤筐体2>
図1〜8、10に示されたように、盤筐体2は、略直方体状に形成されていて、その内部には、集電部11、変換部3、高圧部13等を仕切り且つ支える支持部材やで補強されている。
尚、盤筐体2は、その前面2aには、開閉可能な扉が設けられていても良く、又、盤筐体2は、側外面には、トランス12が取り付けられていても良い(つまり、トランス12は、盤筐体2の外部に設けられていても良い)。
<変換部3>
図1〜8、10に示されたように、変換部3は、盤筐体2の内部であれば、何れに設けられていても良いが、例えば、盤筐体2内の左右中央部に位置している。
変換部3は、太陽電池Tからの直流電流を低圧交流電流(100〜200V等)に変換するインバータ装置と、このインバータ装置が変換する交流の電圧や周波数を制御する制御部と、気中遮断機(ACB)等を備えていても良い。
これらのインバータ装置や制御部、遮断機等は、変換筐体3a内に配設されている。
<排気口4・吸気口5>
図1に示されたように、排気口4は、変換部3(変換筐体3a)内部の空気を排出するものであって、変換部3(変換筐体3a)の上部に設けられている。
排気口4には、変換筐体3a内部の空気を上方へ逃がす回転ファンが設けられていても良い。
吸気口5は、変換部3(変換筐体3a)内部へ空気を吸入するものであって、変換部3(変換筐体3a)において、上述の排気口4より下方に設けられている。
吸気口5は、排気口4より下方であれば、変換筐体3aの何れに設けられていても良いが、例えば、変換筐体3aの前面側(図1(a)における手前側(換言すれば、配電盤1の使用者が盤筐体2内で移動可能な盤内スペース16側))に設けられていても構わない。
<空調機6>
図1〜8に示されたように、空調機6は、盤筐体2内へ冷却された空気(冷気R)を所定方向に沿って送出するものであって、盤筐体2内部において、上述した変換部3の吸気口5より上方に設けられている。
空調機6は、冷気Rを送出可能なものであれば、何れの構成でも良く、上述したように、冷気R以外に、暖房(加熱)された空気をはじめ、除湿された空気、特に何も施していない空気を送出(つまり、送風)しても良い。
又、空調機6は、1つの盤筐体2の内部に複数台設けられていても良い。
空調機6を設ける位置(設置位置)は、変換部3の吸気口5より上方であれば、何れの場所でも良く、設置台数も特に制限はないが、例えば、正面視で配電盤1(盤筐体2内)の左右上部で前寄り(上述の盤内スペース16の上方)に4台設けられていても良い。
更に、空調機6は、蒸発器と凝縮器を内蔵させていても良く、この場合には、室外機や、この室外機と空調機6を結ぶ配管等が不要となり、配電盤1における省スペース化が図れると共に、室外機や配管の設置負担が軽減される。
尚、当然、空調機6は、室外機や、配管を有したものであっても構わない。
空調機6は、上述した蒸発器を少なくとも内蔵する空調筐体6aを有しており、この空調筐体6aは、何れの形状であっても良いが、例えば、略直方体状である。
空調機6(空調筐体6a)の側面(又は上面)には、盤筐体2内の空気を吸入する吸入口6bが設けられている。
空調機6(空調筐体6a)には、吸入口6bから吸入した空気を冷却した冷気Rを送出する送出口(送風口)6cも設けられており、例えば、吸入口6bより下方など、何れの位置でも良い。
本発明の空調機6としては、例えば、冷気Rの送出方向が、上述したように、少なくとも冷気Rを略鉛直方向に沿って下向きに送出可能なものでも良い。
この場合の空調機6は、上述したように、略鉛直方向以外の方向に沿って送出できても良く、更には、略鉛直方向に沿って下向きも含み何れかの送出方向に切り替えられる構成であっても構わない。
又、この場合には、上述した空調機6の送出口6cは、少なくとも冷気Rを略鉛直方向に沿って下向きに送出できるのであれば、何れの位置でも良いが、例えば、空調筐体6aの下面等に設けられている。
<突付空調機6’・非突付空調機6”>
本発明の空調機6としては、例えば、冷気Rを下面から送出可能で且つ空調筐体6aの下部から外方突出した突出体7が設けられた突付空調機6’でも良い。
又、このような突出体7が設けられていない空調機を、非突付空調機6”とする。
以下は、特に、突出体7について述べる。
<突出体7>
図1〜8に示すように、突出体7は、下部から外方突出した部分を有するものであれば、板状のものや、フランジ状のもの、別体である板状体を空調筐体6aの下面に取り付けたものなど、その突出体7の厚さ(大きさ)・形状等は何れの構成であっても良い。
尚、別体である板状体を空調筐体6aの下面に取り付けた際に、空調筐体6aの下面に送出口6cがある場合には、当然、送出口6cからの送出に支障がないように別体の板状体には開口部が設けられる。
又、突出体7の突出方向も、特に限定はなく、例えば、略水平方向に沿った向きや、略水平方向から傾いた方向など、何れの方向でも良い。
このような突出体7を空調機6(空調筐体6a)の下部に設けることで、突出体7を境にして、盤筐体2内が、上方の温度の高い空間と、下方の温度の低い空間に分かれて、下面から送出した冷気Rが、吸気口5から変換部3内部へ吸い込まれ易くなり、簡単な構造で盤筐体2(配電盤1)内の冷却効率が上がる(「冷却効率の向上」)。
尚、突出体7の盤筐体2内における高さ位置は、変換部3の排気口4の盤筐体2内における高さ位置と略同一である(図2、図5(d)参照)。
以下は、配電盤1の盤筐体2の内部等に設けられても良いものとして上述した部材について述べる。
ここまで述べた何れの空調機6、6’、6”等であっても、配電盤1の盤筐体2内で、冷気Rを略鉛直方向に沿って下向きに送出可能な空調機6を1台でも有していることで、特許文献1のように、冷気Rを、略水平方向に沿わせて盤内へ送り込むこんだ場合と比べて、送出された冷気Rが下向きの冷風となり、盤筐体2内の床面までに届く。盤筐体2内の床面に当たった冷気Rは、180°進行方向が変わるために、冷気Rの送出速度が緩み、変換部3の吸気口5へ吸い込まれ易くなる。
よって、盤筐体2内の空気がランダムに混ぜ合わさり、冷気Rの渦の中心付近などのように盤筐体2内で温度が下がらない場所が生じ難くなり、冷気Rを略鉛直方向に沿って下向きに送出可能な空調機6を1台でも有することで、簡単な構造で盤筐体2(配電盤1)内の冷却効率が上がる(「冷却効率の向上」)。
<集電部11>
図1〜8、10に示されたように、集電部11も、盤筐体2の内部であれば、何れに設けられていても良いが、例えば、盤筐体2内の右部(図1(a)における左部)に位置している。
集電部11は、上下方向に並んだ複数のブレーカが、左右一対に配設されていても良く、この場合、各ブレーカには、太陽電池Tから後述の接続箱Zを経た直流電流を流す直流ケーブル11aが、盤筐体2の左下方から各ブレーカ11bの後方で接続される。
<トランス12>
図10に示されたように、トランス12は、所謂、変圧器であって、変換部3からの低圧交流電流(100〜200V等)を、送電に適した高圧交流電流(6600Vや22000V等)に変圧する。
トランス12は、盤筐体2の内部・外部を問わず、何れに設けられていても良いが、例えば、盤筐体2の右外面に取り付けられても構わない。
トランス12は、略直方体状の本体と、その外側面のうち盤筐体2側を除く3面から立設された複数の放熱フィンと、その上面に設けられた略直方体状の接続カバーを備えていても良い。
尚、接続カバーを有している場合は、この接続カバーにより、盤筐体2からのケーブル(低圧ケーブル、高圧ケーブルなど)とトランス12との接続部分(接続端子)が覆われている。
<高圧部13>
図1〜8、10に示されたように、高圧部13も、盤筐体2の内部であれば、何れに設けられていても良いが、例えば、盤筐体2内の左部(図1(a)における左部)に位置している。
高圧部13は、真空遮断機(VCB)や、避雷器(SAR)などを備えていても良く、トランス12からの高圧交流電流を盤筐体2外(後述の配電網N等)へ送電可能な構成であれば良い。
<UPS14、補機15>
図10に示されたように、UPS14や補機15は、高圧部13の下方に配置されている。
UPS14は、停電時でもしばらくの間、各部に電気を供給する装置であって、補機15は、補機変圧器や遮断機を備え、変換部3(制御電源、ファン電源)、空調機6、UPS14、盤筐体2内の照明、コンセント等に電力を供給する。
<試験1>
図2〜4に示されたように、試験1において、配電盤(盤筐体)の内部における空調機の送出方向を、<1>略鉛直方向から角度をつけて送出した空調機も有した場合と、<2>略鉛直方向に沿って下向きに送出した空調機のみを有した場合を比較した。
尚、この試験1、及び、後述する試験2においては、空調機(冷気Rを送出することから、試験1、2では「冷却機6」と呼ぶ)6を4台設置した配電盤1を想定し、この4台の空調機6は、配電盤1の正面視(図2〜4、6〜8等において、左から「冷却機1」、「冷却機2」、「冷却機3」、「冷却機4」とする(換言すると、冷却機1は「集電部11前の冷却機」、冷却機2、3は「変換部3近くの冷却機」、冷却機4は「高圧部13前の冷却機」とも言える)。
図2(a)は、<1>略鉛直方向から角度をつけて送出した空調機も有した場合を示しているが、詳解すれば、冷却機1、4の送出方向を、略鉛直方向に沿った下向きから、左右中央寄りに略45°角度をつけており、冷却機2、3については、略鉛直方向に沿った下向きに冷気Rを送出している。
図2(b)は、<2>略鉛直方向に沿って下向きに送出した空調機のみを有した場合を示しているが、詳解すれば、冷却機1〜4何れについても、略鉛直方向に沿った下向きに冷気Rを送出している。
<試験1の評価>
図3に示されたように、<1>の中央寄りに略45°角度をつけて冷気Rを送出した冷却機(空調機)6を含む場合は、送出された冷気R全てが一度はセンター(左右中央)に集まるが、その左右中央付近で交差するため、結局、冷気Rが、左右方向外側方向へ向く。
その結果、冷気Rの通り道(風路)が限定され、冷気Rの渦が発生し、この渦の中心で空気が淀んでしまい、盤筐体2内における空間の温度差が大きくなる。
一方、図4に示されたように、<2>の冷却機(空調機)6の全てを略鉛直方向に沿って下向きに送出した場合は、送出された冷気R全てが下向きの冷風となるため、盤筐体2内の床面まで一様に届く。
盤筐体2内の床面に当たった冷気Rは、180°進行方向が変わるために、冷気Rの送出速度が緩み、変換部3の吸気口5へ吸い込まれ易くなる。
つまり、配電盤1の盤筐体2内において、冷気Rを略鉛直方向に沿って下向きに送出可能な空調機6だけを設けることで、より冷気Rが盤筐体2内に一様に行き渡り、簡単な構造で盤筐体2(配電盤1)内の冷却効率が更に上がる(更なる「冷却効率の向上」)。
<試験2>
図5〜9に示されたように、試験2においては、突出体7を有する空調機6(つまり、突付空調機6’)を設ける位置によって、盤筐体2内が、複数台の空調機6のうち所定台数が停止した場合でも、変換部3による変換が引き続き行える環境であるか(変換部3の吸気口5から吸入される空気が所定温度以下となっているか)について、比較・評価を行った。
尚、試験2では、吸気口5から吸入される空気が35℃以下となっているかで、変換部3による変換が引き続き行える環境であるかを判断したが、この判断温度は、当然に、35℃に限定されるものではなく、配電盤1(盤筐体2)内部の容量、盤筐体2内における変換部3等の機器の性能などに応じた判断温度を用いる。
図5(a)は、<A>突付空調機(突付冷却機)6’を一切設けずに、全て通常の空調機(冷却機)つまり、非突付空調機(非突付冷却機)6”である場合を示している。
図5(b)は、<B>突付空調機(突付冷却機)6’を、集電部11の前だけに設け、他は全て非突付空調機(非突付冷却機)6”である場合を示している。
図5(c)は、<C>突付空調機(突付冷却機)6’を、集電部11及び高圧部13の前だけに設け、他は全て非突付空調機(非突付冷却機)6”である場合を示している。
尚、図5(d)は、盤筐体2内が、上方の温度の高い空間と下方の温度の低い空間に分かれた様子を示しているが、温度の高い空間と低い空間は、突付空調機6’の突出体7を境にして分かれるとも言える。又、図6〜8の(b)それぞれは、変換部3の吸気口5近傍の様子を示している。
以下の表1〜表3と図6〜9は、上述した<A>〜<C>の場合において、冷却機1〜4を全てONにした場合(稼働台数が4台の場合)と、冷却機1〜4のうち何れか1台だけOFFにした場合(稼働台数が3台の場合)において、変換部3の吸気口5付近の空気の温度(吸気口温度)を測定した結果(最大値(Max)、最小値(Min)、平均値(Ave))を示している。
<試験2の評価>
表1〜3や図6〜9に示されたように、<A>の全て非突付冷却機6”である場合は、冷却機1〜4のうち何れの1台をOFFにしても、吸気口温度の平均(Ave)が判断温度である35℃を越えてしまい、冷却機1〜4を全て稼働させなければ、変換部3による変換を行える環境にはならない。
次に、<B>の集電部11前だけが突付冷却機6’である場合は、冷却機1〜4のうち、高圧部13前の冷却機4をOFFにした時だけ、稼働台数が3台であるにも関わらず、吸気口温度の平均(Ave)が35℃以下となり、変換部3による変換を行える環境となるが、冷却機4以外をOFFにすると、吸気口温度の平均(Ave)が35℃を越えてしまい、変換部3による変換を引き続き行う出来る環境にはならない。
最後に、<C>の集電部11前と高圧部13前だけが突付冷却機6’である場合は、冷却機1〜4のうち何れをOFFにしても、吸気口温度の平均(Ave)が35℃以下となり、稼働台数が3台であっても、変換部3による変換を行える環境を維持できる。
従って、突出体7を備えた突付空調機6’を1台でも有することで、突出体7を境にして、盤筐体2内が、上方の温度の高い空間と、下方の温度の低い空間に分かれて、下面から送出した冷気Rが、吸気口5から変換部3内部へ吸い込まれ易くなり、簡単な構造で盤筐体2(配電盤1)内の冷却効率が上がる(「冷却効率の向上」)。
これと同時に、集電部11前や高圧部13前など排気口4・吸気口5を有する変換部3から遠い位置には、突付空調機6’を配設し、変換部3の近くに非突付空調機6”を配設することで、「変換部3の確実な冷却」と「冷却効率の向上」の同時実現を図りながらも、突出体7を設けた突付空調機6’を極力少なくすることが可能となり、設備負担の軽減に繋がる。
<太陽光発電システム100>
図10は、本発明に係る配電盤1を用いた太陽光発電システム100を示す。
この太陽光発電システム100は、多数の太陽電池Tと、これら多数の太陽電池Tのうち所定数ごとと導通する複数の接続箱Z(遮断機等付き)と、これら複数の接続箱Z全てと導通する配電盤1と、この配電盤1と電柱等を末端とする配電網Nを導通する配電ケーブルKと、この配電ケーブルKを流れる電力量を測る電力量計を有している。尚、この電力量計は、配電網Nへ売電する時だけでなく、配電網Nから買電する時にも設けられる。
太陽電池Tは、南へ行くほど低くなるように傾け、その角度は、十分な発電量を得られるのであれば、何度でも良いが、例えば、5度等である。
又、太陽電池Tは、設置する土地の広さ・形状に応じて配列すれば良いが、例えば、6段×14列の合計84個の太陽電池Tを1つの接続箱Zに導通し、これを30セット設置すれば、2520枚を、南北約85m×東西約70mで設置しても良く(図10(b)参照)、太陽電池Tの1枚あたりの発電量が250Wであれば、標準太陽電池アレイ出力は、公称値で630kWとなる。
この他の配列として、4段×42列の合計168個の太陽電池Tを1つの接続箱Zに導通したセットを15個として同じ2520枚を設置したり、6段×28列の合計168個の太陽電池Tを1つの接続箱Zに導通した15セットを1つの配電盤1に集電し、この配電盤1を4つ設置することで、太陽電池Tを10080枚(標準太陽電池アレイ出力が公称値で2520kW)配列しても良い。
尚、太陽電池Tと接続箱Zは、15セットずつ南北に分け、その間の中央に配電盤1を設置する(直流ケーブル11aの長さの均一化・短縮のため)。又、配電盤1は、扉を北向きに配置するため、盤筐体2の後外面(背外面)は南向きに、トランス12を取り付けた左外面は西向きになる。
<遮熱処理>
図1に示されるように、上述した太陽光発電システム100で用いられる配電盤1は、その配電盤1の天井外面に遮熱塗装を施したり、南に向く後外面(背外面)と、西に向く左外面上部(トランス12の上方部分)に、遮熱板17が、支持具を介して取り付けていても良い。
又、配電盤1の左外面上部に、遮熱塗装を施しても良い。
<その他>
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。配電盤1等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することが出来る。
配電盤1は、太陽光発電以外に、風力発電等、交流電流を流入させた場合にも、利用可能である。
配電盤1は蓄電池を内蔵しても良く、太陽光発電等の発電量に余剰が生じた場合には、蓄電池に充電し、発電量が減った場合(曇り・雨天時や夜間)には、蓄電池からの電力で、各住宅(需要家)の使用量をまかなっても良い。
本発明に係る配電盤は、太陽光発電プラント以外に、風力、水力、波力等によって回転される発電機(モータ)によって発電するプラントにおいて使用でき、屋外・屋内を問わず利用可能である。
1 配電盤
2 盤筐体
3 変換部
4 変換部の排気口
5 変換部の吸気口
6 空調機
6’ 突付空調機
6” 非突付空調機
7 突出体
T 発電部

Claims (5)

  1. 盤筐体(2)内部に、当該盤筐体(2)外部にある発電部(T)からの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部(3)を有した配電盤であって、
    前記変換部(3)は、その上部に当該変換部(3)内部の空気を排出する排気口(4)が設けられ、この排気口(4)より下方に当該変換部(3)内部へ空気を吸入する吸気口(5)が設けられ、
    前記盤筐体(2)内部で且つ前記吸気口(5)より上方に、冷却された空気を略鉛直方向に沿って下向きに送出可能な空調機(6)を有していることを特徴とする配電盤。
  2. 盤筐体(2)内部に、当該盤筐体(2)外部にある発電部(T)からの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部(3)を有した配電盤であって、
    前記変換部(3)は、その上部に当該変換部(3)内部の空気を排出する排気口(4)が設けられると同時に、この排気口(4)より下方に当該変換部(3)内部へ空気を吸入する吸気口(5)が設けられ、
    前記盤筐体(2)内部で且つ前記吸気口(5)より上方に、冷却された空気を下面から送出可能で且つ下部から外方突出した突出体(7)が設けられた突付空調機(6’)を有していることを特徴とする配電盤。
  3. 前記盤筐体(2)内部で且つ前記吸気口(5)より上方に、冷却された空気を送出可能な空調機(6)を複数台有し、これら複数台の空調機(6)のうち所定台数は前記突出体(7)が設けられた突付空調機(6’)であり、
    前記突付空調機(6’)は、前記盤筐体(2)内部において、前記突出体(7)が設けられていない非突付空調機(6”)より、前記変換部(3)から遠い位置に配設されていることを特徴とする請求項2に記載の配電盤。
  4. 盤筐体(2)内部に、当該盤筐体(2)外部にある発電部(T)からの電流を直流から交流に及び/又は交流から直流に変換する変換部(3)を有した配電盤であって、
    前記変換部(3)は、その上部に当該変換部(3)内部の空気を排出する排気口(4)が設けられると同時に、この排気口(4)より下方に当該変換部(3)内部へ空気を吸入する吸気口(5)が設けられ、
    前記盤筐体(2)内部で且つ前記吸気口(5)より上方に、冷却された空気を送出可能な空調機(6)を複数台有し、
    これら複数台の空調機(6)のうち所定台数が停止した場合でも、前記変換部(3)の吸気口(5)から吸入される空気を所定温度以下とすることを特徴とする配電盤。
  5. 前記空調機は、蒸発器と凝縮器を内蔵していることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の配電盤。
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