JP2016161204A - 冷凍装置の熱源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】高外気地域であっても、外気により発熱部品を冷却することのできる冷凍装置の熱源ユニットの提供。【解決手段】空気調和装置の室外ユニットは、コンデンサ６３と、室外ファンと、冷却ファン５０と、制御部と、を備える。室外ファンは、室外熱交換器に外気を通す。冷却ファン５０は、室外ファンとは別に設けられている。冷却ファン５０は、コンデンサ６３を冷却するためのものである。制御部は、室外ファン及び冷却ファン５０を制御するためのものである。そして、制御部は、第１状態と第２状態とを切り替える制御を行う。第１状態では、室外ファンを稼働させることで生じる負圧によってコンデンサ６３の周囲に風の流れが生じる。第２状態では、冷却ファン５０を稼働させることでコンデンサ６３の周囲に第１状態よりも速度の早い風の流れが生じる。【選択図】図７

Description

本発明は、冷凍装置の熱源ユニットに関する。

従来より、電装品に含まれる発熱部品の温度上昇を抑えるために、発熱部品を冷却する手段を備える冷凍装置の熱源ユニットがある。例えば、特許文献１（特開２０１３−１１３５４７号公報）に記載されている空気調和機の室外機では、電装品の下方に、圧縮機等の設置される空間側から熱交換器や該熱交換器に外気を通す送風ファン等の設置される空間側へと外気の流れる通気経路を設け、送風ファンの負圧を利用して該通気経路に外気を流すことで発熱部品を冷却している。

ところで、特許文献１のように、熱交換器に外気を通すファンの負圧を利用して外気により発熱部品を冷却する構成である場合、外気温度の比較的高い地域（以下、高外気地域という）では、発熱部品を冷却するための外気の温度も必然的に高くなるため、外気による発熱部品の冷却効率が低下し、この結果、発熱部品の温度上昇を抑えられないという問題がある。

そこで、本発明の課題は、高外気地域であっても、外気により発熱部品を冷却することのできる冷凍装置の熱源ユニットを提供することにある。

本発明の第１観点に係る冷凍装置の熱源ユニットは、発熱部品と、メインファンと、サブファンと、制御部と、を備える。メインファンは、熱源側熱交換器に外気を通す。サブファンは、メインファンとは別に設けられている。サブファンは、発熱部品を冷却するためのものである。制御部は、メインファン及びサブファンを制御するためのものである。そして、制御部は、第１状態と第２状態とを切り替える制御を行う。第１状態では、メインファンを稼働させることで生じる負圧によって発熱部品の周囲に風の流れが生じる。第２状態では、サブファンを稼働させることで発熱部品の周囲に第１状態よりも速度の早い風の流れが生じる。

本発明の第１観点に係る冷凍装置の熱源ユニットでは、メインファンの稼働により発熱部品の周囲に風の流れを生じさせる第１状態と、サブファンの稼働により第１状態であるよりも速度の速い風の流れを発熱部品の周囲に生じさせる第２状態とが切り替えられる。すなわち、第２状態である場合には第１状態である場合よりも発熱部品の周囲に生じる風の流れる速度が速いため、発熱部品の冷却効率を向上させることができる。

これによって、高外気地域であっても、外気により発熱部品を冷却することができる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置の熱源ユニットは、第１観点の冷凍装置の熱源ユニットにおいて、制御部は、外気温度に基づき、第１状態と第２状態とを切り替える。この冷凍装置の熱源ユニットでは、外気温度が高い場合に第２状態へと切り替えられることで、第１状態である場合よりも発熱部品の周囲に速度の速い風の流れを生じさせることができるため、発熱部品の温度上昇を抑えることができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置の熱源ユニットは、第１観点又は第２観点の冷凍装置の熱源ユニットにおいて、制御部は、発熱部品の周囲の温度に基づき、第１状態と第２状態とを切り替える。この冷凍装置の熱源ユニットでは、発熱部品の周囲の温度が高い場合に第２状態へと切り替えられることで、第１状態である場合よりも発熱部品の周囲に速度の速い風の流れを生じさせることができるため、発熱部品の温度上昇を抑えることができる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置の熱源ユニットは、第１観点から第３観点のいずれかの冷凍装置の熱源ユニットにおいて、第１空間と第２空間とに仕切られたケーシングを備える。第１空間には、熱源側熱交換器及びメインファンが配置される。第２空間には、発熱部品及びサブファンが配置される。そして、第１状態及び第２状態では、第２空間において発熱部品の下方から上方に向かって流れた風が、第１空間へと流入する。

ここで、発熱部品の周囲には発熱部品の熱により上昇気流が発生することが知られているところ、この上昇気流に逆らうように向かう風の流れによって発熱部品を冷却しようとすると、特に風の流れる速度が遅い場合に発熱部品を十分に冷却できないおそれがある。

この冷凍装置の熱源ユニットでは、第１状態及び第２状態のいずれの状態においても、発熱部品の下方から上方に向かって風が流れる。すなわち、第１状態及び第２状態のいずれの状態においても、発熱部品の熱により生じる発熱部品の周囲の上昇気流に逆らわない風の流れが生じるため、該上昇気流に逆らった風の流れが生じるよりも発熱部品を効果的に冷却することができる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置の熱源ユニットは、第４観点の冷凍装置の熱源ユニットにおいて、発熱部品を冷却した外気は、第２空間の上部から第１空間へと流入する。

ここで、発熱部品の周囲には発熱部品からの熱により上昇気流が発生しており、かつ温かい空気は上部に溜まる傾向にある。このため、特に発熱部品の周囲に生じる風の流れる速度が遅い場合には、第２空間上部に発熱部品を冷却した後の温かい外気が溜まり込んでしまうという問題がある。

この冷凍装置の熱源ユニットでは、発熱部品を冷却した外気が第２空間の上部から第１空間へと流入するため、発熱部品の熱により温められた第２空間の空気が第１空間へと流れやすくなる。これにより、メインファンが稼働することで生じる負圧により風の流れを生成して発熱部品を冷却する第１状態であっても、第２空間における熱籠もりを抑制することができる。

本発明の第１観点に係る冷凍装置の熱源ユニットでは、高外気地域であっても、外気により発熱部品を冷却することができる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置の熱源ユニットでは、発熱部品の温度上昇を抑えることができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置の熱源ユニットでは、発熱部品の温度上昇を抑えることができる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置の熱源ユニットでは、発熱部品を効果的に冷却することができる。

本発明の第５観点に係る冷凍装置の熱源ユニットでは、第２空間における熱籠もりを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る室外ユニットの正面図（一部の部品を省略）。 本発明の一実施形態に係る室外ユニットを備える空気調和装置の有する制御部の制御ブロック図。 本発明の一実施形態に係る室外ユニットの一部を正面から見た図（一部の部品を省略）。 本発明の一実施形態に係る室外ユニットの平面図（一部の部品を省略）。 本発明の一実施形態に係る室外ユニットの側面図（一部の部品を省略）。 電装品ユニット付近を正面から見た図。 電装品ユニットの縦断面を斜め方向から視た図。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る冷凍装置としての空気調和装置１０の熱源ユニットについて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）空気調和装置１０の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る熱源ユニットとしての室外ユニット３０の正面図である。図２は、空気調和装置１０の備える制御部の制御ブロック図である。なお、図１では、室外ユニット３０の備える室外ファン３９の一部及びケーシング４０の一部を省略して描いている。この室外ユニット３０を使用した空気調和装置１０は、冷房運転及び暖房運転が可能な装置であり、室内に設置される室内ユニット２０と、室外に設置される室外ユニット３０と、室外ユニット３０と室内ユニット２０とを接続する冷媒配管（図示せず）とを備えている。なお、本発明に係る空気調和装置１０の室外ユニット３０は、１台の室外ユニット３０に１台の室内ユニット２０が接続されたいわゆるペアタイプの空気調和装置の室外ユニットであってもよく、１台の室外ユニット３０に複数台の室内ユニット２０が接続されたいわゆるマルチタイプの空気調和装置の室外ユニットであってもよい。

（１−１）室内ユニット２０
室内ユニット２０は、室内熱交換器と、室内ファンとを有している。室内熱交換器は、クロスフィン型熱交換器であり、室内空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を蒸発又は凝縮させ、室内の空気を冷却又は加熱することができる。室内ファンは、例えばクロスフローファンであり、室内ファンモータ２１（図２参照）により回転駆動される。

また、図２に示すように、室内ユニット２０は、室内側制御基板２２を有している。室内側制御基板２２は、後述する室外側制御基板６１とケーブル９０により互いに接続されており、相互に通信可能となっている。また、ここでは、室内側制御基板２２は、室内ファンモータ２１と接続されている。

室内側制御基板２２には、マイクロコンピュータチップや制御プログラムを格納するメモリ等の電装品が実装されており、該電装品を含む室内側の制御部２３と、室外側制御基板６１との通信を行う通信部２４とが含まれる。室内側の制御部２３は、通信部２４を介して室外側制御基板６１と制御信号のやりとりを行う他、室内ファンの駆動制御を行うとともに、室内ユニット２０を操作するためのリモコン２５との間で制御信号のやりとりを行う。

（１−２）室外ユニット３０
図３は、室外ユニット３０の右側部分を正面側から見た図である。図４は、室外ユニット３０を天面側から見た図である。図５は、室外ユニット３０を右側から見た図である。なお、図３では、前板、天板及び閉鎖弁カバー４７を省略して描いている。図４では、天板及び室外ファン３９の翼３９ｂを省略して描いている。図５では、前板、天板、右側板４５の下板４５ｃ及び閉鎖弁カバー４７を省略して描いている。室外ユニット３０は、主に、圧縮機３１、四路切替弁３２、室外熱交換器３３、膨張弁３４、アキュムレータ３５、電装品ユニット６０、液側閉鎖弁３６、及びガス側閉鎖弁３７を有している。さらに、室外ユニット３０は、メインファンとしての室外ファン３９と、サブファンとしての冷却ファン５０（図７参照）とを有している。

（２）室外ユニット３０の主要構成部品
（２−１）ケーシング４０
ケーシング４０は、室外ユニット３０の外殻を構成する。より詳しくは、ケーシング４０は、左側板４１、前板（図示せず）、右側板４５、天板（図示せず）、底板４２及び背面板４３からなる筐体であり、仕切り板４４及び電装品ユニット６０の一部によって、その内部が第１空間としての送風機室Ｓ１と第２空間としての機械室Ｓ２とに仕切られている（図１参照）。送風機室Ｓ１には、室外熱交換器３３及び室外ファン３９が配置されている。機械室Ｓ２には、圧縮機３１、アキュムレータ３５、四路切替弁３２、膨張弁３４、電装品ユニット６０及び冷却ファン５０が配置されている。ここでは、仕切り板４４及び右側板４５ついて説明する。

（２−１−１）仕切り板４４
仕切り板４４は、室外ユニット３０の上下方向に長い板状の部材であって、底板４２から天板まで延びている。仕切り板４４の上部には、後述する取付部６７の表面積と同等の開口面積を有する切り欠き４４ａが形成されている。

（２−１−２）右側板４５
右側板４５は、室外ユニット３０の右側面を構成している。右側板４５には、ケーシング４０内（機械室Ｓ２内）に外気を取込むための取込口４６が形成されている。ここでは、右側板４５は、室外ユニット３０の上下方向に３つに分割された構成になっている（図１及び図５参照）。具体的には、右側板４５は、右側板４５の上部を構成する上板４５ａ、右側板４５の下部を構成する下板４５ｃ、及び上板４５ａと下板４５ｃとの間に配置される中板４５ｂを有する。そして、図５に示すように、取込口４６は、中板４５ｂに形成されている。また、中板４５ｂの外側面（右側方に位置する面）にはガス側閉鎖弁３７及び液側閉鎖弁３６が配設されている。上板４５ａの外側面（右側方に位置する面）には、端子台９１が取り付けられている。また、下板４５ｃの内側面（左側方に位置する面）と対向するようにアキュムレータ３５が配置される（図３参照）。

なお、上板４５ａ及び中板４５ｂは、下板４５ｃよりも内側（ケーシング４０の中央側、すなわち、ここでは左側）に向かって窪むように構成されている。そして、ここでは、上板４５ａ及び中板４５ｂの外側面を覆うように閉鎖弁カバー４７が取り付けられる。閉鎖弁カバー４７は、天板及び右側板４５の下板４５ｃにネジ止め等により固定される。閉鎖弁カバー４７が天板及び右側板４５の下板４５ｃに固定されることで、閉鎖弁カバー４７と右側板４５の下板４５ｃとは段差ないフラットな状態になる。

（２−２）圧縮機３１及びアキュムレータ３５
圧縮機３１は、ガス冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機３１の吸込口手前には、アキュムレータ３５が配置されており、圧縮機３１に液冷媒が直に吸込まれないようになっている。また、図１等に示すように、圧縮機３１及びアキュムレータ３５は、防音材３８によって覆われている。

（２−３）四路切替弁３２
四路切替弁３２は、冷房運転と暖房運転との切替時に、冷媒の流れの方向を切り替える。冷房運転時、四路切替弁３２は、圧縮機３１の吐出側と室外熱交換器３３のガス側とを接続するとともに圧縮機３１の吸入側とガス側閉鎖弁３７とを接続する。また、暖房運転時、四路切替弁３２は、圧縮機３１の吐出側とガス側閉鎖弁３７とを接続するとともに圧縮機３１の吸入側と室外熱交換器３３のガス側とを接続する。

（２−４）室外熱交換器３３及び室外ファン３９
室外熱交換器３３は、外気との熱交換によって内部を流れる冷媒を凝縮又は蒸発させることができる。

室外ファン３９は、室外熱交換器３３の前側に配置されており、室外熱交換器３３に外気を通すことで室外熱交換器３３と外気との熱交換を促進する。室外ファン３９は、例えば複数の翼３９ｂを有するプロペラファンであり、室外ファンモータ３９ａによって回転駆動される。室外ファン３９は、室外熱交換器３３に対面するように配置されており、回転することによって背面から外気を取込んで室外熱交換器３３へと送風し、室外熱交換器３３を通過した空気を前板に設けられた吹出口からケーシング４０外へと吹き出す。すなわち、室外ファン３９が稼働すると、背面側から正面側に向かって空気の流れが形成されることになる。

（２−５）膨張弁３４
膨張弁３４は、冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うために、室外熱交換器３３と液側閉鎖弁３６の間の配管に接続され、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、冷媒を膨張させる機能を有している。

（２−６）電装品ユニット６０
図６は、電装品ユニット６０周辺を正面から見た図である。図７は、電装品ユニット６０周辺の縦断面を斜め左上から見た図である。なお、図６及び図７では、室外側制御基板６１を省略して描いている。また、図７では、機械室Ｓ２における冷却ファン５０稼働時の風の流れの一例を破線矢印で示しており、冷却ファン５０の回転軸の仮想延長線を一点鎖線で示している。電装品ユニット６０は、取付部６７、室外側制御基板６１、インバータ基板６２、及び発熱部品としてのコンデンサ６３を備えている。

（２−６−１）取付部６７
取付部６７は、インバータ基板６２を取り付けるための部品であって、ここでは仕切り板４４に形成されている切り欠き４４ａの周縁部にネジ止め等により固定される。取付部６７には、インバータ基板６２の表面積よりも小さい開口６７ａが形成されている。また、取付部６７の上部には、機械室Ｓ２側から送風機室Ｓ１側へと空気を逃がすための複数の排気口６８が形成されている。

（２−６−２）室外側制御基板６１
図２に示すように、室外側制御基板６１は、インバータ基板６２とケーブル９０ａにより互いに接続されており、相互に通信可能となっている。ここでは、室外側制御基板６１は、四路切替弁３２、膨張弁３４及び冷却ファンモータ５０ａそれぞれとケーブルにより接続されている。さらに、室外側制御基板６１は、外気温度を取得するための外気温度センサ９２を含む各種センサとも接続されており、所定時間毎に各種センサから検出値を取得する。

室外側制御基板６１には、マイクロコンピュータチップや制御プログラムを格納したメモリ等の電装品が実装されており、該電装品を含む室外側の制御部６４と、インバータ基板６２との通信を行う通信部６５とが含まれる。なお、室外側の制御部６４は、通信部６５を介してインバータ基板６２と通信し、圧縮機３１及び室外ファン３９の駆動制御を行うとともに、四路切替弁３２、膨張弁３４及び冷却ファン５０の制御も行う。さらに、室外側の制御部６４は、通信部６５を介して室内ユニット２０（すなわち、室内側制御基板２２）との間で制御信号のやりとりを行う。

（２−６−３）インバータ基板６２
インバータ基板６２には、リアクタ、コンデンサ６３及びパワートランジスタ等の電装品が実装されている。インバータ基板６２は、圧縮機モータ３１ａ及び室外ファンモータ３９ａそれぞれとケーブルにより接続されている。そして、インバータ基板６２は、商用電源から電力の供給を受け、室外側の制御部６４から送られる制御信号に基づいてパワー素子を動作させることで、圧縮機モータ３１ａや室外ファンモータ３９ａに駆動電流を供給する。

また、インバータ基板６２の実装する電装品のうちの発熱量の大きい部品（いわゆる発熱部品）の一部には、放熱フィン６６が装着されている。放熱フィン６６は、室外ファン３９により生成される送風機室Ｓ１における風の流れにより、装着されている電装品からの熱を逃がす機能を有する。放熱フィン６６は、主に送風機室Ｓ１に配置されており、インバータ基板６２において電装品の実装されている実装面とは反対側に向かって延びるように取付部６７の開口６７ａの周縁部にネジ止め等により固定される。このネジ止め等の固定により、インバータ基板６２の実装する電装品へも放熱フィン６６が装着される。なお、ここでは、放熱フィン６６が装着されている部品からはコンデンサ６３が除かれている。また、ここでは、１つのコンデンサ６３がインバータ基板６２に実装されている。コンデンサ６３は、複数の電装品のなかでも比較的発熱量の大きい部品であり、ここでは、コンデンサ６３が放熱フィン６６の取り付けられていない電装品のうち最も発熱量の大きい部品であるものとする。

（２−７）冷却ファン５０
冷却ファン５０は、室外ファン３９とは別に設けられている。冷却ファン５０は、発熱部品を冷却するためのファンであって、例えば複数の翼５０ｂを有するプロペラファンである。ここでは、冷却ファン５０は、発熱部品のうちの放熱フィン６６が取り付けられていない発熱部品であるコンデンサ６３の温度上昇を抑えるために設けられている。冷却ファン５０は、取込口４６から取込んだ外気をコンデンサ６３へと送ることで、コンデンサ６３を冷却する。

冷却ファン５０は、ファン取付板５１に取り付けられている。ファン取付板５１は、冷却ファン５０が四路切替弁３２の背面側に位置するように設置されている。そして、冷却ファン５０は、冷却ファンモータ５０ａによって回転駆動される。

（３）電装品ユニット６０と周辺部品との位置関係
電装品ユニット６０の室外側制御基板６１及びインバータ基板６２は、機械室Ｓ２に配置されている。図７では、インバータ基板６２の右側の面が実装面となっており、この面にリアクタやコンデンサ６３、パワートランジスタ等を含む複数の電装品が実装されている。圧縮機３１は、電装品に含まれる発熱部品よりも下方に配置されている。より詳しくは、圧縮機３１は発熱部品としてのコンデンサ６３よりも低い位置に設置されており、ここでは、圧縮機３１はインバータ基板６２の下端よりも低い位置に設置されている。

ここで、取込口４６の位置が下過ぎると、取込口４６から機械室Ｓ２内に取込まれた外気が圧縮機３１近傍を通過することで、圧縮機３１の発熱部分により外気が温められてしまうことがある。そうすると、発熱部品を冷却するための外気の温度が高くなってしまい、発熱部品の冷却効果が低下してしまう。

このため、取込口４６は、圧縮機３１よりも高い位置に設けられていることが好ましい。ここでは、取込口４６は、圧縮機３１の外周を取り巻く防音材３８よりも高い位置であって、冷却ファン５０よりも下方に配置されている。

また、冷却ファン５０は、圧縮機３１の上端と発熱部品としてのコンデンサ６３の下端との間の高さ位置に配置されている。すなわち、冷却ファン５０は、コンデンサ６３よりも下方に設置されているといえる。そして、冷却ファン５０は、コンデンサ６３に向かって下方から外気を送るように設置されている。すなわち、冷却ファン５０は、コンデンサ６３の周囲において上向きの風が生じるように設置されているといえる。

さらに、室外ユニット３０の平面視において、所定方向に向かって、取込口４６、冷却ファン５０、圧縮機３１の順に並ぶように配置されている。ここでは、室外ユニット３０の平面視において、左方向に向かって取込口４６、冷却ファン５０、圧縮機３１の順に並んでいる。すなわち、取込口４６が平面的に冷却ファン５０を挟んで圧縮機３１とは反対側に位置しているといえる。さらに、取込口４６は、冷却ファン５０よりも下方に位置している。

ここで、冷却ファン５０の位置と圧縮機３１の発熱部分の位置とが近いと、圧縮機３１の熱により温められた空気を冷却ファン５０が吸込んでしまうおそれがある。そうすると、冷却ファン５０から吹出される外気の温度が高くなってしまうため、発熱部品を冷却できないおそれがある。このため、室外ユニット３０の平面視において、冷却ファン５０と圧縮機３１の発熱部分とが重ならないように冷却ファン５０及び圧縮機３１それぞれが配置されていることが好ましい。また、冷却ファン５０の外気吸込口５２側の空間と取込口４６近傍の空間のうちケーシング４０の内側に位置する空間とを結ぶ風経路の真下に、圧縮機３１の少なくとも発熱部分が存在しないように設計されていることが好ましい。ここでは、該風通路の真下には、アキュムレータ３５が位置しており、圧縮機３１は存在しない。さらに、冷却ファン５０が稼働することにより取込口４６から機械室Ｓ２内に吸込まれた外気中の粉塵等が電装品へと付着するのを防止するために、室外ユニット３０の平面視において、取込口４６の位置と冷却ファン５０の外気吸込口５２の位置とが所定方向にずれていることが好ましい。ここでは、室外ユニット３０の平面視において、取込口４６の位置と冷却ファン５０の外気吸込口５２の位置とが、前後方向にずれている。

ところで、発熱部品の下方から上方に向かって風が流れるように冷却ファン５０を発熱部品の真下に設置することも考えられる。しかしながら、冷却ファン５０よりも低い位置に圧縮機３１が配置されている構成の場合、冷却ファン５０を発熱部品の真下に設置すると、圧縮機３１の熱により温められた空気の混ざった外気を冷却ファン５０が吸込むことになり、この結果、発熱部品の冷却効果が低減してしまう。このため、冷却ファン５０の外気吸込口５２が圧縮機３１を避けるように冷却ファン５０が設置されていることが好ましい。ここでは、冷却ファン５０による外気の吹出方向が鉛直方向に対して傾斜するように、冷却ファン５０が設置されている。より詳しくは、冷却ファン５０の外気吸込口５２の開口方向が、圧縮機３１から離れた空間を向くように冷却ファン５０が水平面に対して傾斜して設置されている（図３及び図７参照）。本実施形態では、図６に示すように、ファン取付板５１が水平面に対して傾斜するように上板４５ａに取り付けられている。そして、冷却ファン５０の回転軸の延長線上にコンデンサ６３が位置するように、コンデンサ６３及び冷却ファン５０が設置されている（図７参照）。なお、コンデンサ６３は、機械室Ｓ２内において背面側寄りに配置されている。

また、機械室Ｓ２と送風機室Ｓ１とを連通する排気口６８は、コンデンサ６３よりも高い位置に配置されており、ここでは、ケーシング４０の天板近傍に位置している。

（４）発熱部品の冷却態様
（４−１）室外ファン３９による発熱部品の冷却
ここで、室外ファン３９が稼働すると、送風機室Ｓ１において背面側から正面側に向かって空気の流れ（風の流れ）が形成されるところ、送風機室Ｓ１の室外ファン３９の空気流れ上流側（すなわち、背面側）の空間が負圧になる。このため、機械室Ｓ２においては、取込口４６から排気口６８へと至る風の流れが形成されることになる。排気口６８は取込口４６よりも上方に配置されているため、該風の流れの向きは上向きとなる。そして、取込口４６を介してケーシング４０外から機械室Ｓ２内に取込まれた外気は、取込口４６の位置と排気口６８の位置との間に配置されている電装品に下方から接触し、その後、排気口６８を介して送風機室Ｓ１側へと排出される。これにより、室外ファン３９を稼働することで生じる負圧により電装品に含まれる発熱部品を冷却することができる。

（４−２）冷却ファン５０による発熱部品の冷却
冷却ファン５０が稼働すると、機械室Ｓ２内において、取込口４６、外気吸込口５２、外気吹出口５３を介して排気口６８へと至る風の流れが形成される。取込口４６、外気吸込口５２、外気吹出口５３及び排気口６８は、下方から取込口４６、外気吸込口５２、外気吹出口５３、排気口６８の順に配置されているため、該風の流れの向きは上向きとなる。そして、取込口４６を介してケーシング４０外から機械室Ｓ２内に取込まれた外気は、外気吸込口５２から冷却ファン５０に吸込まれ冷却ファン５０を通過して外気吹出口５３から吹出される。その後、外気吹出口５３から吹出された外気は、外気吹出口５３の位置と排気口６８の位置との間に配置されている電装品に下方から接触し、排気口６８を介して送風機室Ｓ１側へと排出される。これにより、電装品に含まれる発熱部品を冷却することができる。ここでは、冷却ファン５０の回転軸の延長線上にコンデンサ６３が位置しているため、外気吹出口５３から吹出された外気は発熱部品のうちの特にコンデンサ６３へと下方から吹き付けることになる。このため、冷却ファン５０が稼働することでコンデンサ６３が最も冷却されることになる。

（４−３）室外側の制御部６４による制御
この室外ユニット３０では、室外ファン３９を稼働させることで生じる負圧によって発熱部品の周囲に風の流れが生じる第１状態と、冷却ファン５０を稼働させることで発熱部品の周囲に風の流れが生じる第２状態と、の２つの状態を切り替えることができる。そして、室外ユニット３０が第２状態である場合には、冷却ファン５０が発熱部品に向かって下方から外気を吹き出す。このため、室外ファン３９の負圧により生じる風の流れよりも発熱部品の周囲に速度の速い風の流れが生じることになる。ここで、空気調和装置１０の運転中は、通常、室外ファン３９が稼働している。このため、第１状態から第２状態へと状態が切り替えられることで、室外ファン３９の負圧により生じる風の流れにより発熱部品が冷却されるだけでなく、冷却ファン５０の稼働により生じる風の流れによって発熱部品が冷却されることになる。

ここでは、第１状態と第２状態との切り替えが、室外側制御基板６１に含まれる室外側の制御部６４の生成する制御信号により実行される。室外側の制御部６４は、所定の切り替え条件に基づき、第１状態と第２状態とを切り替える制御を行う。なお、本実施形態の所定の切り替え条件は、外気温度に関するものであるものとする。

例えば、室外ファン３９が稼働している第１状態であるときに、外気温度センサ９２により取得した外気温度が第１所定温度（例えば、４６度）以上であった場合、室外側の制御部６４は冷却ファンモータ５０ａの稼働開始に関する制御信号を生成し、該制御信号が通信部６５を介して冷却ファンモータ５０ａへと送られる。これにより、冷却ファン５０が稼働を開始し、第１状態から第２状態へと切り替わる。一方、室外ファン３９が稼働している第１状態であるときに、外気温度センサ９２により取得した外気温度が第１所定温度よりも低い温度であった場合、室外側の制御部６４は冷却ファンモータ５０ａの稼働開始に関する制御信号を生成しない。このため、冷却ファン５０は稼働せず、第１状態が維持される。

また、室外ファン３９及び冷却ファン５０が稼働している第２状態であるときに、外気温度センサ９２により取得した外気温度が第１所定温度よりも低い第２所定温度（例えば、４３度）以下であった場合、室外側の制御部６４は冷却ファンモータ５０ａの稼働停止に関する制御信号を生成し、該制御信号が通信部６５を介して冷却ファンモータ５０ａへと送られる。これにより、冷却ファン５０の稼働が停止し、第２状態から第１状態へと切り替わる。なお、第１所定温度及び第２所定温度は、空気調和装置１０の設置される地域の環境や気候に応じて、適当な値に設定されていればよい。

（５）特徴
（５−１）
従来より、空気調和装置の室外ユニットの備える発熱部品を冷却する手段として、室外ファンを稼働させることで生じる負圧によって外気を取込み、取込んだ外気を発熱部品に当てるというものがある。

しかしながら、例えば外気温度が４６度を超えるような気候の高外気地域では、室外ファンを稼働させることで生じる負圧によって発熱部品を冷却しようとしても、発熱部品を冷却するための外気の温度が高いために発熱部品を十分に冷却できないおそれがある。そうすると、発熱部品の温度上昇を抑えるために、電流値を抑えて空気調和装置を運転する必要が生じ、この結果、高外気地域であるにも拘わらず冷房能力を抑えなければならないという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、室外側の制御部６４により、室外ファン３９及び冷却ファン５０が制御されており、室外ファン３９を稼働させることで生じる負圧によって発熱部品の周囲に風の流れが生じる第１状態と、冷却ファン５０を稼働させることで発熱部品の周囲に第１状態よりも速度の速い風の流れが生じる第２状態とを切り替える制御が行われる。このため、第２状態である場合には、第１状態である場合よりも発熱部品の冷却効果を向上させることができる。

これによって、外気温度の高い高外気地域であっても、外気により発熱部品を冷却することができている。

特に、本実施形態のようにインバータ基板６２が鉛直方向に沿って延びるように配置されている場合、室外ファン３９を稼働させることにより生じる負圧による風の流れだけでは、インバータ基板６２の実装面付近には風が流れ難い傾向にある。このため、放熱フィン６６が取り付けられていない発熱部品であるコンデンサ６３の温度上昇を抑えられないおそれがある。加えて、ケーシング４０が板金等の金属により構成されている場合、特に高外気地域ではケーシング４０の内部温度の上昇を免れ得ず、発熱部品を積極的に冷却する必要がある。

本実施形態では、発熱部品を冷却するための専用のファンである冷却ファン５０を設け、該冷却ファン５０により発熱部品に直接的に風を送って発熱部品を冷却することで、室外ファン３９の稼働により生じる風により間接的に発熱部品が冷却されるよりも、発熱部品を効果的に冷却することができている。

また、発熱部品を冷却する手段として、外気と冷媒とが熱交換する冷却ユニットを設け、該冷却ユニットを発熱部品の上流又は下流に設置して発熱部品を冷却することが考えられる。しかしながら、このような冷却ユニットを設けようとすると、発熱部品を含む電装品の配線の引き回しや冷却ユニットの設計自体が複雑になってしまう。

本実施形態では、室外ファン３９や冷却ファン５０により発熱部品を冷却している。このため、冷却ユニット等の冷却手段を設ける必要がなく、配線の引き回し等の複雑な構造が不要になっている。

なお、本実施形態の発熱部品の冷却態様は、室内に設置される機器（例えば、室内ユニット２０）への適用も考え得るが、外気温度の高い地域における発熱部品の温度上昇を抑えるという観点からすると、本実施形態のように室外に設置される機器への適用が有効である。

（５−２）
本実施形態では、外気温度に基づき、第１状態と第２状態とが切り替えられている。より詳しくは、外気温度が第１所定温度以上であれば第２状態となり、外気温度が第１所定温度よりも低ければ第１状態となるように、第１状態と第２状態とが切り替えられている。このように、外気温度が高い場合に冷却ファン５０が稼働されて第２状態となることで、第１状態よりも発熱部品の周囲に速度の速い風の流れを生じさせることができる。これにより、発熱部品の温度上昇を抑えることができている。

（５−３）
ここで、発熱部品の周囲には発熱部品からの熱により上昇気流が発生しているところ、この上昇気流に逆らうような向きに流れる風によって発熱部品を冷却しようとすると、発熱部品を十分に冷却できないおそれがある。

本実施形態では、第１状態及び第２状態のいずれの状態でも、機械室Ｓ２において発熱部品としてのコンデンサ６３の下方から上方に向かって流れた風が、送風機室Ｓ１へと流入する構成になっている。このように、機械室Ｓ２において発熱部品としてのコンデンサ６３の下方から上方に向かって風が流れるため、発熱部品の熱により発生した上昇気流に逆らった風の流れが生じるよりも発熱部品を効果的に冷却することができている。

（５−４）
ここで、発熱部品の周囲には発熱部品からの熱により上昇気流が発生しており、かつ温かい空気は上部に溜まる傾向にある。このため、特に発熱部品の周囲に生じる風の流れる速度が遅い場合には、第２空間上部に発熱部品を冷却した後の温かい外気が溜まり込んでしまうという問題がある。

本実施形態では、機械室Ｓ２と送風機室Ｓ１とを連通させる排気口６８が天板近傍に配置されている。このため、発熱部品を冷却した後の外気は、機械室Ｓ２の上部から送風機室Ｓ１へと流入することになる。すなわち、本実施形態では、発熱部品を冷却した後の外気が、送風機室Ｓ１へと流れやすくなっている。これにより、室外ファン３９が稼働することによる負圧により生じる風の流れにより発熱部品が冷却される第１状態であっても、機械室Ｓ２における熱籠もりを抑制することができている。

（６）変形例
（６−１）変形例Ａ
上記実施形態の空気調和装置は、冷房運転及び暖房運転を行うものを例として記載しているが、本発明はこのような空気調和装置に限定されるものではなく、例えば、冷房運転のみを行う空気調和装置すなわち冷房専用の空気調和装置に適用されてもよい。

（６−２）変形例Ｂ
上記実施形態の室外ユニット３０は、いわゆるトランクタイプの室外ユニットであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば側方吸込みでかつ上吹き出しタイプの室外ユニットに適用されてもよい。

上記実施形態では、熱源ユニットとして室外ユニット３０を例として記載しているが、本発明は空気調和装置の室外ユニットに限定されるものではなく、例えば、給湯機の熱源ユニットに適用されてもよい。

（６−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、第１状態と第２状態とを切り替える際の所定の切り替え条件は、外気温度に関するものである。

しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、発熱部品の過度な温度上昇を防ぐために冷却ファン５０の発停を判断できるものであればよい。

例えば、所定の切り替え条件が、発熱部品の周囲温度、すなわち、発熱部品の雰囲気温度であってもよい。具体的には、発熱部品近傍又は放熱フィン６６に取り付けられている温度センサの検出値が所定温度以上である場合に第２状態となるように冷却ファン５０が稼働され、該温度センサの検出値が所定温度より低い場合に第１状態となるように冷却ファン５０の稼働が停止されてもよい。このように、発熱部品の周囲の温度が高い場合に冷却ファン５０が稼働されることで第２状態となり、発熱部品の周囲に第１状態よりも速度の速い風の流れを生じさせることができるため、発熱部品の温度上昇を抑えることができる。

（６−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、電装品ユニット６０の備える室外側制御基板６１及びインバータ基板６２がいわゆる電装品箱内に収納されていない開放型の電装品ユニット６０であるが、本発明はこれに限定されず、電装品ユニット６０が電装品箱に収納されて機械室Ｓ２に設置されていてもよい。

上記実施形態のインバータ基板６２は、基板の面が鉛直方向に沿って延びる縦置き配置になっているが、本発明はこれに限定されず、例えば、該基板の面が鉛直方向に対して所定角度傾斜するように配置されていてもよく、該基板の面が水平方向に沿って延びる横置き配置になっていてもよい。

上記実施形態では、インバータ基板６２には、発熱部品としてのコンデンサ６３が１つだけ実装されているが、複数のコンデンサが実装されていてもよい。なお、この場合、複数のコンデンサ６３のうちの発熱量の最も大きいコンデンサ６３が冷却ファン５０の回転軸の延長線上に配置されていることが好ましい。

上記実施形態では、室外側制御基板６１の有する室外側の制御部６４が、室外ファン３９及び冷却ファン５０を制御する制御部として機能している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、室内側の制御部２３が空気調和装置１０全体の制御を行う場合には、室内側の制御部２３が生成した制御信号を、室外側の制御部６４が受信し、受信した該制御信号に応じて室外ユニット３０の各部が制御されてもよい。

上記実施形態では、室外ファンモータ３９ａ及び圧縮機モータ３１ａがインバータ基板６２に接続されており、四路切替弁３２、膨張弁３４及び冷却ファンモータ５０ａが室外側制御基板６１に接続されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、インバータ基板６２及び室外側制御基板６１と各部との接続関係が異なっていてもよい。例えば、冷却ファン５０がインバータ基板６２に接続されていてもよい。この場合、室外側の制御部６４が生成した冷却ファン５０に関する制御信号は、通信部６５を介してインバータ基板６２へと送られ、更にインバータ基板６２から冷却ファンモータ５０ａへと送られることになる。

本発明によれば、外気により発熱部品を冷却することができるため、特に、高外気地域に設置される冷凍装置の熱源ユニットへの適用が有効である。

１０ 空気調和装置（冷凍装置）
３０ 室外ユニット（熱源ユニット）
３３ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
３９ 室外ファン（メインファン）
４０ ケーシング
５０ 冷却ファン（サブファン）
６３ コンデンサ（発熱部品）
６４ 制御部

特開２０１３−１１３５４７号公報

Claims (5)

1. 発熱部品（６３）と、
   熱源側熱交換器（３３）に外気を通すメインファン（３９）と、
   前記メインファンとは別に設けられており、前記発熱部品を冷却するためのサブファン（５０）と、
   前記メインファン及び前記サブファンを制御するための制御部（６４）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記メインファンを稼働させることで生じる負圧によって前記発熱部品の周囲に風の流れが生じる第１状態と、前記サブファンを稼働させることで前記発熱部品の周囲に前記第１状態よりも速度の速い風の流れが生じる第２状態と、を切り替える制御を行う、
   冷凍装置（１０）の熱源ユニット（３０）。
2. 前記制御部は、外気温度に基づき、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える、
   請求項１に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
3. 前記制御部は、前記発熱部品の周囲の温度に基づき、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える、
   請求項１又は２に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
4. 前記熱源側熱交換器及び前記メインファンが配置される第１空間と、前記発熱部品及び前記サブファンが配置される第２空間と、に仕切られたケーシング（４０）、
   を備え、
   前記第１状態及び前記第２状態では、前記第２空間において前記発熱部品の下方から上方に向かって流れた風が、前記第１空間へと流入する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍装置の熱源ユニット。
5. 前記発熱部品を冷却した外気は、前記第２空間の上部から前記第１空間へと流入する、
   請求項４に記載の冷凍装置の熱源ユニット。

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