JPH0544961A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH0544961A
JPH0544961A JP19927791A JP19927791A JPH0544961A JP H0544961 A JPH0544961 A JP H0544961A JP 19927791 A JP19927791 A JP 19927791A JP 19927791 A JP19927791 A JP 19927791A JP H0544961 A JPH0544961 A JP H0544961A
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JP
Japan
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heat
heat pipe
compressor
power conversion
thermally coupled
Prior art date
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Pending
Application number
JP19927791A
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English (en)
Inventor
Takahito Uejima
敬人 上島
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 不要な発熱部分を冷却して信頼性を向上させ
るとともに、この発熱部分の熱エネルギーすなわち、廃
熱を利用して運転効率を向上させる。 【構成】 電力変換部100は、電力変換素子6および
この電力変換素子6に熱結合した放電板5からなる。ヒ
ートパイプ8は一方端部から他方端部に熱伝達を行なう
ものであり、一方端部を放電板5に熱結合し、他方端部
を熱交換器1に熱結合したものである。これにより、放
電板5および熱交換器1間で熱伝達が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、空気調和機に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、空気調和機では、室外機内の発熱
部分より発生した熱は利用されることがなく、強制空冷
または自然空冷により廃棄していた。図5は従来の空気
調和機を構成する室外機の概略図である。図5におい
て、10は熱交換器、20は冷却用プロペラファン、3
0は電装品収納用の電源板、40はインバーター制御用
電子制御装置、50は発熱部品の放熱を行うための放熱
板、60はインバーター電力変換用半導体素子などの電
力変換素子、70は圧縮機である。
【0003】空気調和機を運転すると電力変換部200
では電力損失が生じるため、電力変換素子60が発熱す
る。この電力変換素子60の温度上昇は寿命に多大に影
響を与えるため、放熱板50および冷却用プロペラファ
ン20の風により放熱される。この際の熱エネルギーは
どこにも利用されることがなく廃棄されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気調
和機により暖房運転を行う場合、室外側の熱交換器10
の温度が氷点下となり、室外機内の熱交換器10が凍結
(着霜)することがある。このような場合、従来の空気
調和機では、室内側に送っていた熱い冷媒を室外側に流
れるように切換ることにより氷を溶かす、すなわち除霜
運転を行なっていた。
【0005】しかし、このような除霜運転中には、室内
側には熱い冷媒が送られないこととなり、したがって、
暖房運転ができないことになり、運転効率が低下すると
いう問題があった。また、電力変換部200は電力変換
時に発熱し温度上昇するが、この発熱は電力変換素子で
ある半導体素子の寿命に多大な影響を与えるため、十分
な放熱手段を必要となり、発生した熱エネルギーは再利
用されることなく廃棄されていたのが現状である。
【0006】この発明の目的は、上記問題点に鑑み、不
要な発熱部分を冷却して信頼性を向上させるとともに、
この発熱部分の熱エネルギーすなわち、廃熱を利用して
運転効率を向上させた空気調和機を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の空気調和
機は、半導体素子を用いた電力変換素子およびこの電力
変換素子に熱結合した放熱板からなる電力変換部と、一
方端部を放熱板に熱結合され一方端部から他方端部に熱
伝達を行なうヒートパイプと、このヒートパイプの他方
端部に熱結合された熱交換器とを備えたものである。
【0008】請求項2記載の空気調和機は、冷媒を圧縮
するための圧縮機と、この圧縮機に一方端部を熱結合さ
れ一方端部から他方端部に熱伝達を行なうヒートパイプ
と、このヒートパイプの他方端部に熱結合された熱交換
器とを備えたものである。請求項3記載の空気調和機
は、請求項1または2記載の空気調和機において、ヒー
トパイプの先端に複数に分岐した管状部からなる多足形
状部を設け、放熱効率を向上させるために放熱板または
圧縮機に設けた複数のフィンの各フィン間に各管状部を
設置してヒートパイプと放熱板または圧縮機とを熱結合
させたものである。
【0009】
【作用】請求項1記載の構成によれば、一方端部から他
方端部に熱伝達を行なうヒートパイプの一方端部を放熱
板に熱結合し、他方端部を熱交換器に熱結合したことに
より、電力変換素子から発生した熱を放熱板およびヒー
トパイプを介して熱交換器に伝達させ、これにより、電
力変換素子を冷却し、この電力変換素子から発生した
熱、すなわち廃熱を利用して熱交換器を加熱することが
できる。したがって、暖房運転中の熱交換器の凍結を防
止できるともに電力変換素子を効率良く冷却することが
できる。
【0010】請求項2記載の構成によれば、一方端部か
ら他方端部に熱伝達を行なうヒートパイプの一方端部を
圧縮機に熱結合し、他方端部を熱交換器に熱結合したこ
とにより、圧縮機から発生した熱をヒートパイプを介し
て熱交換器に伝達させ、これにより、圧縮機を冷却し、
この圧縮機から発生した熱、すなわち廃熱を利用して熱
交換器を加熱することができる。したがって、暖房運転
中の熱交換器の凍結を防止できるともに圧縮機を効率良
く冷却することができる。
【0011】請求項3記載の構成によれば、請求項1ま
たは2記載の構成において、ヒートパイプの先端に複数
に分岐した管状部からなる多足形状部を設け、放熱効率
を向上させるために放熱板または圧縮機に設けた複数の
フィンの各フィン間に各管状部を設置してヒートパイプ
と放熱板または圧縮機とを熱結合させたことにより、放
熱板または圧縮機とヒートパイプとの接触面積を増大さ
せることができ、放熱板または圧縮機からヒートパイプ
への熱伝導率を格段に向上させることができる。
【0012】
【実施例】図1はこの発明の第1の実施例の空気調和機
を構成する室外機を示す概略図である。なお、図1(a)
は平面図および図1(b) は正面図である。図1(a) およ
び(b) において、1は熱交換器、2は冷却用プロペラフ
ァン、3は電装品収納用の電源板、4はインバーター制
御用電子制御装置、5は発熱部品の放熱を行うための放
熱板、6はインバーター電力変換用半導体素子からなる
電力変換素子、7は圧縮機、8は熱を効率良く伝達させ
るL字型のヒートパイプである。
【0013】図1(a) および(b) に示すように、電力変
換部100は、電力変換素子6およびこの電力変換素子
6に熱結合した放電板5からなる。ヒートパイプ8は一
方端部から他方端部に熱伝達を行なうものであり、一方
端部を放電板5に熱結合し、他方端部を熱交換器1に熱
結合したものである。これにより、放電板5および熱交
換器1間で熱伝達が行なわれる。
【0014】ここで、ヒートパイプ8による熱伝達の原
理について簡単に説明する。図2はヒートパイプ8によ
る熱伝達の原理を説明するための図である。図2に示す
ように、ヒートパイプ8の一方端部は、温度T1 〔℃〕
の発熱体10と接触しており、内部に液体11を封入し
てある。また、ヒートパイプ8の他方端部は、温度T2
〔℃〕の冷却体14と接触している。
【0015】ヒートパイプ8の一方端部の内部に封入さ
れた液体11は、発熱体10から潜熱を奪い気化して気
体12となる。気体12は熱エネルギーにより高速で上
昇して反対側すなわち、ヒートパイプ8の他方端部の内
面にぶつかり、冷却体14により冷却され凝固し滴13
となる。そして、滴13は重力により下方に落ちて、液
体11になる。以上が繰り返されることにより、発熱体
10から冷却体14への熱伝達、すなわち発熱体10の
冷却および冷却体14の加熱が行なわれる。なお、発熱
体10は電力変換素子6に相当し、冷却体14は熱交換
器1に相当する。
【0016】このようなヒートパイプ8により電力変換
素子6から発生した熱を放熱板5およびヒートパイプ8
を介して熱交換器1に伝達させる。つまり、電力変換素
子6を冷却し、電力変換素子6から発生した熱、すなわ
ち廃熱を利用して熱交換器1を加熱する。この電力変換
素子6の冷却および熱交換器1の加熱は、空気調和機の
暖房運転中、常に行なわれる。したがって、熱交換器1
の凍結を防止できるともに電力変換素子6は効率良く冷
却することができる。その結果、空気調和機の運転効率
が格段に向上し、かつ電力変換部100の信頼性が向上
する。
【0017】また、ヒートパイプ8による熱伝達は可逆
性を有するものであり、外部からの動力または補修なし
で半永久的に行われる。次に、図3を参照しながら、こ
の発明の第2の実施例の空気調和機を説明する。図3は
この発明の第2の実施例の空気調和機を構成する室外機
の要部を示す構成図である。なお、図3(a) は平面図、
図3(b) は正面図、図3(c)は側面図である。
【0018】図3において、5は放熱板、6は電力変換
素子、9はヒートパイプである。図3に示すように、ヒ
ートパイプ9は、先端に複数に分岐した管状部9a,9
b,9cからなる多足形状部9dを設けものである。ま
た、放熱板5は、放熱効率を向上させる複数のフィン5
aを設けたものである。そして、放熱板5の各フィン5
a間にヒートパイプ9の多足形状部9dの各管状部9
a,9b,9cを設置することにより、放熱板5とヒー
トパイプ9とを熱結合させたものである。
【0019】これにより、放熱板5とヒートパイプ9と
の接触面積は増大し放熱板5からヒートパイプ9への熱
伝導率を格段に向上させることができる。なお、このヒ
ートパイプ9の熱伝達の原理は、図2に示したものと同
様である。次に、図4を参照しながら、この発明の第3
の実施例の空気調和機を説明する。
【0020】図4はこの発明の第3の実施例の空気調和
機を構成する室外機を示す概略図である。図4におい
て、8aは熱を効率良く伝達させるL字型のヒートパイ
プであり、図1と同符号の部分は同様の部分を示す。図
4に示すように、電力変換部100は、電力変換素子6
およびこの電力変換素子6に熱結合した放電板5からな
る。ヒートパイプ8aは一方端部から他方端部に熱伝達
を行なうものであり、一方端部を圧縮機7に熱結合し、
他方端部を熱交換器1に熱結合したものである。これに
より、圧縮機7および熱交換器1間で熱伝達が行なわれ
る。
【0021】圧縮機7は冷媒を圧縮する際に損失により
発熱するが、従来ではこの発生した熱はどこにも利用さ
れることがなく廃棄されるだけであった。そこで、上述
のように構成したヒートパイプ8aにより圧縮機7から
発生した熱を効率的に熱交換器1に伝達させることによ
り、圧縮機7を冷却し、熱交換器1を加熱する。このよ
うに圧縮機7の廃熱を利用して熱交換器1の凍結を防止
することにより空気調和機の運転効率が格段に向上し、
また同時に圧縮機7を冷却することになり、圧縮機7の
信頼性が向上する。
【0022】また、ヒートパイプ8aによる熱伝達は可
逆性を有するものであり、外部からの動力または補修な
しで半永久的に行われる。なお、この第3の実施例にお
いて、ヒートパイプ8aの熱伝達の原理は、図2に示し
たものと同様である。また、圧縮機7に放熱効率を向上
させるためのフィンを設け、圧縮機7と熱交換器1との
間に、ヒートパイプ8aの代わりに図3に示すヒートパ
イプ9を設けても良い。これにより、圧縮機7からヒー
トパイプへの熱伝導率を向上させることができる。ま
た、放熱板5と熱交換器1との間は、図1または図3に
示すヒートパイプ8または9を設けても良い。
【0023】
【発明の効果】請求項1記載の空気調和機によれば、一
方端部から他方端部に熱伝達を行なうヒートパイプの一
方端部を放熱板に熱結合し、他方端部を熱交換器に熱結
合したことにより、電力変換素子から発生した熱を放熱
板およびヒートパイプを介して熱交換器に伝達させ、こ
れにより、電力変換素子を冷却し、この電力変換素子か
ら発生した熱、すなわち廃熱を利用して熱交換器を加熱
することができる。したがって、暖房運転中の熱交換器
の凍結を防止できるともに電力変換素子を効率良く冷却
することができる。
【0024】その結果、運転効率が格段に向上し、かつ
信頼性が向上した空気調和機を得ることができる。ま
た、ヒートパイプによる熱伝達は可逆性を有するもので
あり、外部からの動力または補修なしで半永久的に行う
ことができる。請求項2記載の空気調和機によれば、一
方端部から他方端部に熱伝達を行なうヒートパイプの一
方端部を圧縮機に熱結合し、他方端部を熱交換器に熱結
合したことにより、圧縮機から発生した熱をヒートパイ
プを介して熱交換器に伝達させ、これにより、圧縮機を
冷却し、この圧縮機から発生した熱、すなわち廃熱を利
用して熱交換器を加熱することができる。したがって、
暖房運転中の熱交換器の凍結を防止できるともに圧縮機
を効率良く冷却することができる。
【0025】その結果、運転効率が格段に向上し、かつ
信頼性が向上した空気調和機を得ることができる。ま
た、ヒートパイプによる熱伝達は可逆性を有するもので
あり、外部からの動力または補修なしで半永久的に行う
ことができる。請求項3記載の空気調和機によれば、請
求項1または2記載の空気調和機において、ヒートパイ
プの先端に複数に分岐した管状部からなる多足形状部を
設け、放熱効率を向上させるために放熱板または圧縮機
に設けた複数のフィンの各フィン間に各管状部を設置し
てヒートパイプと放熱板または圧縮機とを熱結合させた
ことにより、放熱板または圧縮機とヒートパイプとの接
触面積を増大させることができ、放熱板または圧縮機か
らヒートパイプへの熱伝導率を格段に向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例の空気調和機を構成す
る室外機を示す概略図である。
【図2】ヒートパイプ8による熱伝達の原理を説明する
ための図である。
【図3】この発明の第2の実施例の空気調和機を構成す
る室外機の要部を示す構成図である。
【図4】この発明の第3の実施例の空気調和機を構成す
る室外機を示す概略図である。
【図5】従来の空気調和機を構成する室外機の概略図で
ある。
【符号の説明】
1 熱交換器 5 放熱板 5a フィン 6 電力変換素子 7 圧縮機 8 ヒートパイプ 8a ヒートパイプ 9 ヒートパイプ 9a 管状部 9b 管状部 9c 管状部 9d 多足形状部 100 電力変換部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子を用いた電力変換素子および
    この電力変換素子に熱結合した放熱板からなる電力変換
    部と、一方端部を前記放熱板に熱結合され前記一方端部
    から他方端部に熱伝達を行なうヒートパイプと、このヒ
    ートパイプの前記他方端部に熱結合された熱交換器とを
    備えた空気調和機。
  2. 【請求項2】 冷媒を圧縮するための圧縮機と、この圧
    縮機に一方端部を熱結合され前記一方端部から他方端部
    に熱伝達を行なうヒートパイプと、このヒートパイプの
    他方端部に熱結合された熱交換器とを備えた空気調和
    機。
  3. 【請求項3】 前記ヒートパイプの先端に複数に分岐し
    た管状部からなる多足形状部を設け、放熱効率を向上さ
    せるために前記放熱板または前記圧縮機に設けた複数の
    フィンの各フィン間に前記各管状部を設置して前記ヒー
    トパイプと前記放熱板または前記圧縮機とを熱結合させ
    た請求項1または2記載の空気調和機。
JP19927791A 1991-08-08 1991-08-08 空気調和機 Pending JPH0544961A (ja)

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