TWI497021B - Cooling device for housing - Google Patents

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TWI497021B
TWI497021B TW101134147A TW101134147A TWI497021B TW I497021 B TWI497021 B TW I497021B TW 101134147 A TW101134147 A TW 101134147A TW 101134147 A TW101134147 A TW 101134147A TW I497021 B TWI497021 B TW I497021B
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Takashi Maeda
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Furukawa Electric Co Ltd
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Description

框體用冷卻裝置
本發明是有關於框體用冷卻裝置，用以冷卻框體，該框體收容有控制基板等之發熱的零件(也稱為發熱體)。
以往，把收納有如上所述之發熱體冷卻到一定溫度以下的冷卻裝置是廣為人知的。例如，在專利文獻1中，揭示有把一體化空氣熱交換型空調機與冷媒型空調機之冷卻裝置設置在框體內之冷卻裝置。該冷卻裝置，構成為因應框體內溫度與外部氣體溫度，分別使用空氣熱交換型空調機與冷媒型空調機；這樣的冷卻裝置，乃是因應發熱負載(發熱體的數量)來做複數台設置。又，在專利文獻2中，揭示出構成有獨立配置來自框體內的內部氣體通路與來自框體外的外部氣體通路，在兩者交叉的部分配置空氣熱交換元件，同時，配置熱電元件使得吸熱部面向其後方側的內部氣體通路，散熱部面向後方側的外部氣體通路。在這樣的冷卻裝置中，當通過空氣熱交換元件的內部氣體的溫度高的時候，藉由熱電元件進行冷卻。
又，在專利文獻3中，揭示有除了框體內的溫度以外也可以進行濕度管理之冷卻裝置。該冷卻裝置是利用熱電元件之裝置，在框體內設置濕度感測器，進行運轉控制使得當達到預先設定濕度以上時進行除濕運轉。更進一步，在專利文獻4中，揭示有相對於把熱電元件的吸熱側收容 到框體內，使其直接接觸而得到冷卻效果之冷卻裝置。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-193995號專利公開公報
[專利文獻2]日本特開2005-55025號專利公開公報
[專利文獻3]日本特開2008-141089號專利公開公報
[專利文獻4]日本特開2003-8275號專利公開公報
但是，揭示於上述專利文獻1之冷卻裝置，乃是因應負載把一體化空氣熱交換型空調機與冷媒型空調機之冷卻裝置做複數台設置之構造的緣故，所以冷卻裝置的設置空間變大，成本也提高，冷卻時的控制也複雜化。還有，揭示於上述專利文獻2之冷卻裝置，在外部氣體溫度比內部氣體還要高的情況下，藉由空氣熱交換元件導致內部氣體被加熱，是有必要把被加熱的內部氣體藉由熱電元件來冷卻。亦即，在揭示於專利文獻2的構成中，外部氣體溫度高的話，直接藉由熱電元件冷卻內部氣體的情況下，相較之下，是一定要比較多的能源。
還有，揭示於上述專利文獻3的冷卻裝置，是設有濕度感測器，當超過預先設定的濕度時運轉熱電元件進行除濕，但是在氣密性高的框體內會產生排液，會發生液體排出等的問題。更進一步，揭示於上述專利文獻4的冷卻裝 置，在框體內有複數個發熱體的情況下，熱電元件以及散熱器一定要同樣數目，在發熱體的設置數量或設置方法上產生了限制，同時成本也變高，冷卻時的控制也複雜化。還有，熱電元件直接接觸到發熱體的緣故，因為產生結露，也有可能對發熱體產生影響。
本發明乃是著眼於上述問題，其目的在於提供一種在設置於框體內的發熱體的設置樣態方面不受到影響，可以有效地冷卻框體內之冷卻裝置。還有，本發明目的在於提供一種可以有效地冷卻框體內，防止排液產生之冷卻裝置。
為了達成上述目的，有關本發明之框體用冷卻裝置，具有：空氣熱交換器，係設置在收容發熱體之框體，用壁面隔離藉由內部氣體用的風扇使內部氣體通過的流路、與藉由外部氣體用的風扇使外部氣體通過的流路，藉由使內部氣體與外部氣體通過各自的流路的方式進行熱交換；和電子冷卻器，係做分散配設，具備露出在前述框體內側具備有吸熱風扇之吸熱側散熱器、與露出在前述框體外側具備有散熱風扇之散熱側散熱器，在前述吸熱側散熱器與前述散熱側散熱器之間配設有冷卻元件；和控制部，乃是根據前述框體內部的溫度T1、外部氣體溫度T2、前述冷卻元件的冷氣溫度T3，控制驅動前述空氣熱交換器之各個的風扇、前述吸熱風扇、前述散熱風扇、以及冷卻元件；前述控制部，乃是在預先設定之框體內的通常運轉溫度範 圍內，當框體內的溫度上升到第1設定溫度時，以(T2<T1)為條件驅動前述空氣熱交換器之各個的風扇，當框體內的溫度上升到比前述第1設定溫度還要高之第2設定溫度時，停止驅動前述空氣熱交換器之各個的風扇，同時以(T3≧SVB，SVB為預先設定的結露判定值)作為條件，冷卻驅動前述冷卻元件。
如上所述構成之框體用冷卻裝置，乃是於收容發熱體的框體，配設空氣熱交換器與電子冷卻器，控制部因應預先設定的條件切換控制運轉，所以可以有效率地冷卻框體內。在該情況下，空氣交換器與電子冷卻器之切換控制，是根據框體內部的溫度T1、外部氣體溫度T2、前述冷卻元件的冷氣溫度T3來實行的緣故，所以可以得到有效率地冷卻效果，特別是，在預先設定的框體內之通常運轉溫度範圍內，當上升到第1設定溫度時，驅動空氣熱交換器的風扇，而且，該風扇的驅動，是以(T2<T1)為條件的緣故，所以當框體內的溫度比外部氣體溫度高的時候，不需要把較高溫度的外部氣體導入到框體內，不會使框體內的溫度急遽上升。還有，更進一步，經由當上升到比第1設定溫度還要高的第2設定溫度時，停止驅動空氣熱交換器的風扇，冷卻驅動冷卻元件(切換運轉)的方式，可以有效率地冷卻框體內。尚且，冷卻元件的冷卻驅動，經由當冷卻元件的冷氣溫度比結露判定值(SVB)還要低時，停止控制該冷卻驅動的方式，可以防止在框體內產生排液。
在如上所述構成的框體用冷卻裝置中，前述控制部， 是在通常運轉溫度範圍內，當下降到比前述第1設定溫度還要低的第3設定溫度時，控制成驅動加熱前述冷卻元件者亦佳。
在該情況下，框體內的溫度既使在通常運轉溫度範圍內，因為框體內的溫度處於下降的狀態，經由加熱驅動冷卻元件的方式，使框體內的溫度上升到適當的溫度，而可以維持。
還有，在如上所述構成之框體用冷卻裝置中，將前述冷卻元件予以並列做複數個系統設置，前述控制部係因應前述框體內部的溫度T1，對每一系統進行ON/OFF驅動者亦佳。
在這樣的構成下，因應到收容於框體內的發熱體之負載(溫度負載)，經由依序運轉每一系統的方式，可以以適應於負載之最小的構成(配合負載之最適當的能力)來進行控制運轉，可以圖求節能化。特別是，以對每一系統、階段地進行控制運轉的方式，與一次性對冷卻元件進行ON/OFF驅動之構成相比較，可以改善庫內溫度波動的程度。
所以，在將前述冷卻元件予以並列做複數個系統配設之構成中，並列做複數個系統設置之冷卻元件，係各自做複數個串列連接者亦佳。
以這樣構成的方式，可以圖求冷卻以及加熱能力的提升。
還有，在如上所述構成之框體用冷卻裝置中，前述控 制部，在前述通常運轉溫度範圍內，控制成維持前述吸熱風扇在驅動狀態者亦佳。
以這樣的構成的方式，在框體內，利用驅動吸熱風扇，內部氣體時常保持在循環的狀態，可以安定化框體內部的溫度T1。
還有，在如上所述構成之框體用冷卻裝置中，前述控制部，控制成在前述通常運轉溫度範圍內，當上升到前述第1設定溫度時，驅動前述散熱風扇者亦佳。
以這樣的構成的方式，在冷卻驅動電子冷卻器的冷卻元件之前面階段，為了冷卻電子冷卻器的散熱側的散熱器，可以提高冷卻驅動電子冷卻器之際的冷卻效率，同時也可以迅速發揮冷卻效果。還有，也在停止冷卻驅動冷卻元件後，因為暫時驅動散熱風扇，可以長時間安定維持冷卻元件的性能。
還有，在如上所述構成之框體用冷卻裝置中，前述控制部，控制成當超過通常運轉溫度範圍的上限值時，維持前述空氣熱交換器的風扇的驅動、前述吸熱風扇的驅動、前述散熱風扇的驅動、以及冷卻元件的冷卻驅動者亦佳。
以這樣的構成的方式，框體內的溫度上升超過通常運轉溫度範圍的緣故，驅動空氣熱交換器以及電子冷卻器兩者，可以快速冷卻框體內部的溫度，可以讓框體內回到通常運轉溫度範圍內。換言之，驅動空氣熱交換器以及電子冷卻器雙方，是限於上升超過通常運轉溫度範圍之際的緣故，可以實施有效率的冷卻運轉。
還有，在如上所述構成之框體用冷卻裝置中，前述控制部，控制成當降到通常運轉溫度範圍的下限值以下時，停止前述空氣熱交換器的風扇的驅動、前述吸熱風扇的驅動、前述散熱風扇的驅動、以及冷卻元件的加熱驅動者亦佳。
通常，框體內部的溫度，是因為發熱體的運轉而逐漸上升，但是當降到通常運轉溫度範圍的下限值以下的狀態的話，各驅動元件可能有加熱異常的緣故，以執行停止狀態的方式，可以圖求節能運轉以及安全性的提升。
根據本發明，在設置於框體內的發熱體的設置樣態等方面不會受到影響，可以有效率地冷卻框體內。還有，藉由有效率地冷卻框體內，得到了可以防止排液產生之框體用冷卻裝置。
以下，在有關本發明之框體用冷卻裝置之其中一實施形態中，一邊參閱圖面一邊進行具體說明。
圖1是揭示具有冷卻裝置之框體的整體構成之概略圖。
本實施形態的框體1，是構成為藉由絕熱壁材3區隔成剖面略矩形形狀的箱型；其內部空間(以下，稱為庫內)4，是藉由著裝到前面部3A之開閉門3A’而可以密閉。於庫內4，例如，可以收容通訊機器之數據機、電源裝置等 之各種發熱體；在本實施形態，於庫內4，配設具有複數個棚板5a之機架(rack)5，在該棚板5a上設置各種發熱體。
於前述框體1，分散配設有控制、管理框體內的溫度之冷卻裝置10。該冷卻裝置10具備有：配設於框體1的頂板部3B且連接框體內外之空氣熱交換器20、配設於背面部3C且連接框體內外之電子冷卻器30、以及控制前述空氣熱交換器10與電子冷卻器20的運轉之控制單元40。於該情況，控制單元40可設置於框體1之任意位置，在本實施形態中，是設置在庫內4的機架5的棚板5a上。還有，冷卻裝置10具備有：測定框體內部的溫度T1之感測器S1、測定外部氣體溫度T2之感測器S2、以及測定構成前述電子冷卻器30之冷卻元件的冷氣溫度T3之感測器S3；藉由這些感測器S1~S3所檢測的溫度資訊，如後所述，是被輸入到構成控制單元40之控制部，成為控制各驅動元件運轉之觸發信號。
前述空氣熱交換器20具備有設置於頂板部3B上的殼體21，在該殼體21內，藉由設置在頂板部3B內側的風扇22排出內部氣體22A，同時藉由設置在殼體21的風扇23通過外部氣體23A。於該情況，本實施形態之殼體21具備有：使外部氣體23A通過之流路21A、以及使內部氣體22A通過之流路21B；各流路21A、21B最好是形成上下獨立使外部氣體與內部氣體不會混合，成為由相鄰的流路的壁面21C來進行熱交換之構造。還有，關於各流路21A、21B，構成易於散熱之鰭片形狀者為佳。
尚且，如上所述的風扇22及風扇23，係藉由前述控制單元40同步驅動。
前述電子冷卻器30具備有：配設在庫內側的吸熱側散熱器(散熱風扇)31、以及配設在庫外側之散熱側散熱器33；這些乃是配設成通過形成在設於框體1的背面部3C之安裝用板(未圖示)之開口3d。於該情況，電子冷卻器30具備有作為冷卻元件之熱電元件35；該熱電元件35是配置在介隔著密封墊連接到前述安裝用板之金屬板36與吸熱側散熱器(散熱風扇)31之間。還有，前述散熱側散熱器33，是安裝到與安裝金屬板36的熱電元件35的面相反側的面。尚且，熱電元件35是與散熱鰭片相組合；散熱鰭片是可以構成各種相異的鰭片形狀之製品，或者是，利用熱導管之製品。
在前述吸熱側散熱器31之其中一端部，設置有使庫內的內部氣體通過之吸熱風扇32；讓庫內的內部氣體32A流動在吸熱側散熱器31內，從另一端部排出。於該情況，在另一端部，如上所述，配設測定冷卻元件(熱電元件35)的冷氣溫度T3之感測器S3。還有，於前述散熱側散熱器33的其中一端側，設置有散熱風扇34讓滯留於散熱側散熱器33內的空氣排出；藉由前述熱電元件35進行冷卻而變熱的空氣34A排出到庫外。
上述之冷卻元件35，以及吸熱風扇32與散熱風扇34，係藉由前述控制單元40的控制部個別驅動。於該情況，吸熱風扇32與散熱風扇34，係在各個散熱器31、33內 ，形成氣流為相對向之位置關係者為佳；特別是，有關於散熱風扇34，為了在上方側排出散熱側散熱器33內的空氣進行有效率的散熱，配設成自下端部使內部氣體上升者為佳。
尚且，在上述的構成中，構成前述框體1的材料，乃是重視耐候性或強度，外板為不銹鋼者為佳。但是，有關於遮光板或框體內部的框架材，考慮到了輕量化，使用鋁材者為佳。還有，有關構成內部的棚板5a(機架5)等的材料，由強度以及防塵的觀點來看，使用不銹鋼者為佳。更進一步，有關上述的金屬板36，從導熱方面來看的話使用銅板者為佳，但從增加重量方面來看使用鋁材者為佳。
圖2係揭示有運轉控制上述冷卻裝置之各驅動部之控制單元的構成之方塊圖。
控制單元40，係收納有預先設定的動作程式，具有控制部41；該控制部41具備有根據來自各感測器S1~S3所發送的檢測溫度信號，來控制驅動前述空氣熱交換器20的風扇22、23，以及前述電子冷卻器30的吸熱風扇32、散熱風扇34、以及冷卻元件(熱電元件)35之功能。換言之，空氣熱交換器20的風扇22、23，介隔著具備驅動電路之風扇驅動部42同步進行ON/OFF驅動；電子冷卻器30的吸熱風扇32以及散熱風扇34，係介隔著各自具備有驅動電路之風扇驅動部43、44個別進行ON/OFF驅動。
還有，本實施形態的熱電元件35，乃是並列並做複數個系統設置(在圖2，揭示有熱電元件35A~35D之四系統 )；前述控制部41，係對複數個系統之熱電元件針對每一系統做ON/OFF驅動。換言之，各系統之熱電元件35A~35D，介隔著具備有可以反轉各個電流的極性之驅動電路之熱電驅動部45~48，個別地進行加熱/冷卻驅動，以及ON/OFF驅動。
尚且，在本實施形態中，更進一步，並列並做複數個系統設置之冷卻元件35A~35D，係構成為各個複數個熱電元件，具體而言，於各系統2個熱電元件(35A、35a1)、(35B、35b1)、(35C、35c1)、(35D、35d1)做串列連接。當然，有關熱電元件之系統數量、或是串列之熱電元件的個數，可以根據冷卻裝置的規格等，進行適當地改變。
接著，有關利用上述控制單元40之控制運轉方法，一邊參閱圖3一邊具體說明。
圖3係揭示有在控制單元40之控制部41中所實施的空氣熱交換器20之風扇22、23，以及電子冷卻器30之吸熱風扇32、散熱風扇34，以及熱電元件35之控制運轉之其中樣態例之控制表。
前述控制部41，在預先設定的框體內的通常運轉溫度範圍R內，框體內的溫度T1上升到第1設定溫度(SV2)時，把外部氣體溫度T2小於框體內的溫度T1(T2<T1)作為條件，驅動空氣熱交換器20之風扇22、23(參閱控制表(a))。還有，當框體內的溫度T1上升到比第1設定溫度(SV2)還高之第2設定溫度(SV3)時，停止驅動空氣熱交換器20的風扇22、23(參閱控制表(b))，同時把熱電元件35 的冷氣溫度T3為預先已設定之結露判定值(SVB)以上作為條件(T3≧SVB)，冷卻驅動熱電元件35(參閱控制表(c))。
如上所述，在框體1內的通常運轉溫度範圍R內，其內部溫度T1，一直上升到第1設定溫度(SV2)時，以驅動空氣熱交換器20的風扇22、23的方式，可以冷卻已上升之庫內溫度。如此，在框體內的溫度與外部氣體溫度有差的範圍內，僅運轉空氣熱交換器20，並沒有實施電子冷卻器30的運轉，所以可以圖求節能化。於該情況，風扇22、23的驅動，係如上所述，把外部氣體溫度T2<內部氣體溫度T1作為條件的緣故，當框體內的溫度比外部氣體溫度還要高時，不會把不必要之較高的溫度之外部氣體導入到框體1內，不會使框體1內的溫度急遽上升。換言之，外部氣體溫度一直到比庫內溫度還要低為止，停止驅動空氣熱交換器20的風扇22、23，盡可能，不要把外部的熱移動到框體內部。
接著，藉由停止驅動風扇22、23，框體內的溫度T1上升，當上升到比第1設定溫度(SV2)還要高之第2設定溫度(SV3)時，冷卻驅動熱電元件35，控制成冷卻庫內並保持一定溫度(參閱控制表(c))。尚且，當熱電元件35關聯到整個系統故障的情況下，風扇22、23的驅動，係把外部氣體溫度T2<內部氣體溫度T1作為條件並繼續照原樣驅動，實施庫內的冷卻(參閱控制表(b)※1)。
進行冷卻驅動該熱電元件35的情況下，當熱電元件35的冷氣溫度T3比預先設定的結露判定值(SVB)還要低 時，因為在吸熱側散熱器(散熱風扇)31的部分有可能產生結露，所以停止控制冷卻驅動，防止在庫內產生排液(參閱控制表(c))。亦即，在本實施形態，有關容易產生結露的部分，控制冷卻運轉在不會產生結露的溫度區域(結露判定值以下)，控制成庫內溫度保持在一定。
尚且，有關於結露的判定，例如，藉由濕度感測器與庫內溫度的檢測以判定露點溫度來進行運轉控制者亦可，但如本實施形態，預先設定結露判定值(SVB)，經由把該溫度以下作為露點溫度進行運轉控制的方式，可以簡單化控制項目。還有，在本實施形態中，既使檢測框體內的溫度T1之感測器S1萬一故障，也可以把測定冷氣溫度T3之感測器S3拿來代用。
還有，前述控制部41，係控制成當超過通常運轉溫度範圍R的上限值(SV3+10℃)時，維持空氣熱交換器20的風扇22、23的驅動，以及，電子冷卻器30的驅動部之吸熱風扇32的驅動、散熱風扇34的驅動、以及熱電元件35的冷卻驅動。
如此，框體1內的溫度T1，因為上升到超過通常運轉溫度範圍R，驅動空氣熱交換器20以及電子冷卻器30雙方，迅速冷卻框體內部的溫度，讓框體內回到通常運轉溫度範圍R。亦即，空氣熱交換器20以及電子冷卻器30之雙方驅動，乃是限制在當框體內的溫度T1上升到超過通常運轉溫度範圍R時的緣故，可以實施有效率的冷卻運轉。
如上所述，根據上述之冷卻裝置10，於收容發熱體之框體1，配設空氣熱交換器20與電子冷卻器30，控制部40因應預先設定條件進行切換控制運轉的緣故，可以減輕運轉成本，同時可以有效率第冷卻框體內。還有，空氣熱交換器20以及電子冷卻器30，在各個最適當的狀態下，因為可以切換任意一方的驅動、或雙方驅動，因應發熱體的負載沒有必要把一體化空氣熱交換器與電子冷卻器之冷卻裝置做複數台設置，框體內的設置空間可以變大，或者是不會讓成本高居不下。更進一步，空氣熱交換器20與電子冷卻器30之切換控制，係根據框體內的溫度T1、外部氣體溫度T2、熱電元件35的冷氣溫度T3來實行的緣故，可以得到有效率的冷卻效果；熱電元件的冷卻驅動，係當該冷氣溫度比結露判定值(SVB)還要低時，停止控制該冷卻驅動，可以防止在框體內產生排液。
還有，在本實施形態中，前述控制部41，係控制成在通常運轉溫度範圍R內，當下降到比前述第1設定溫度(SV2)還要低之第3設定溫度(SV1)時，加熱驅動熱電元件35(參閱控制表(d))。
該情況下，既使在通常運轉溫度範圍R內，因為框體1內的溫度頗為下降，經由加熱驅動熱電元件35的方式，可以使框體1內的溫度，上升到更適當的溫度，來進行維持。尚且，利用上述熱電元件35做加熱運轉框體內的溫度也不會上升的狀況，乃是(SV1-5℃以下)，變成這是不會發生在通常的運轉狀態之範圍。因此，在本實施形態中 ，在這樣的狀況下，可能有發生加熱異常(超過機器的規格運轉溫度範圍)的緣故，控制成停止全部的驅動元件，來提升安全性。或者是，庫內溫度變成(SV1-5℃以下)的狀況經過一定時間的情況下，當作可能產生加熱異常，控制部41對外部發出異常警報者亦可。
還有，前述控制部41，在通常運轉溫度範圍R內，控制成把電子冷卻器30的吸熱風扇32維持在驅動狀態者為佳。以這樣的構成，在框體1內，因為常時驅動吸熱風扇32的緣故，保持內部氣體時常循環的狀態，可以安定化框體內部的溫度T1。
還有，前述控制部41，在通常運轉溫度範圍R內，控制成當框體內的溫度T1上升到前述第1設定溫度(SV2)時，驅動電子冷卻器30的散熱風扇34者為佳。在此，在前述第2設定溫度(SV3)冷卻驅動熱電元件35的話，在熱電元件的加熱側(散熱側散熱器33)，包含熱電元件的散熱鰭片部，既使熱電元件運轉停止後(庫內溫度下降到第1設定溫度SV2)，暫時繼續較高的狀態；以及，熱電元件35，在加熱側不進行快速散熱的話，會影響到元件的性能以及壽命，所以在熱電元件35的冷卻運轉中(參閱控制表(e))以及在其前後(參閱控制表(f))，以控制散熱風扇34在驅動狀態的方式，變成在加熱側可以快速散熱，可以防止框體內的溫度T1上升並維持冷卻效果，同時可以長期安定化熱電元件35的性能。尚且，散熱風扇34的驅動，控制成連動到熱電元件35的冷卻驅動者亦可，或是從停止 熱電元件的冷卻驅動開始，藉由延遲計時器等，進行一定時間驅動者亦可。
更進一步，有關上述吸熱風扇32以及散熱風扇34，以控制成在驅動空氣熱交換器20的風扇22、23時進行同步驅動的方式，可以以導熱讓框體內的溫度逃逸到外部，可以安定化庫內溫度。
還有，本實施形態的冷卻裝置，係構成電子冷卻器30的熱電元件35並列並做複數個系統設置。於該情況，前述控制部41，係控制成因應框體內的溫度T1對每一系統進行ON/OFF驅動者亦可。具體而言，例如，如圖4所示，框體內的溫度T1逐漸下降，若是從第3設定溫度(SV1)開始往下降時加熱驅動熱電元件35的話，控制部41，係控制成在從第3設定溫度(SV1)開始往下降2℃的時點驅動熱電元件35A系，在從第3設定溫度(SV1)開始往下降3℃的時點驅動熱電元件35B系，在從第3設定溫度(SV1)開始往下降4℃的時點驅動熱電元件35C系，在從第3設定溫度(SV1)開始往下降5℃的時點驅動熱電元件35D系成為最大加熱狀態。接著，藉由這樣的控制運轉框體內的溫度T1上升的情況下，同樣地，把加熱驅動對各系統依序，進行停止控制。
如此，以把熱電元件做複數個系統設置，對每一系統，進行階段性的控制運轉的方式，與一次性對熱電元件進行ON/OFF驅動之構成相比較，可以改善框體內的溫度的波動的程度。還有，在這樣的構成下，因應收容於框體1 內的發熱體的負載(溫度負載)，可以對每一系統依序進行運轉，可以以適於負載之最小的構成(配合負載之最適當的能力)來進行控制運轉，可以圖求運轉成本的降低，以及節能化。當然，這樣的階段性控制運轉，框體內的溫度T1上升後進行，框體內的溫度為上述第2設定溫度(SV3)進行冷卻驅動熱電元件35之際也可以實施。
尚且，在本實施形態中，並列並做複數個系統設置之熱電元件35A~35D，係分別做複數個串列連接的緣故，可以圖求冷卻能力以及加熱能力的提升。
以上，說明有關本發明的實施形態，但本發明不限於上述實施形態，是可以做種種變形。
例如，在上述的電子冷卻器30中，把熱電元件35做複數個系統配設；關於構成階段性控制運轉方面，既使在沒有設置空氣熱交換器20的冷卻裝置中也可以實施。換言之，在這樣的構成中，可以實現對應到發熱體的負載之冷卻(加熱)驅動控制，改善波動的程度，有效率地冷卻(加熱)框體內。還有，電子冷卻器30，使用熱電元件以外，也可以使用例如一般的冷媒循環之冷卻構造。
還有，上述的空氣熱交換器20，係構成為內部氣體22A與外部氣體23A不直接接觸，通過區隔之壁面21C經由導熱來進行熱交換；但有關熱交換的方式可以進行種種變形。例如，在殼體21內有各種散熱鰭片，例如，設置層積構造之格子鰭片，以格子間的流路進行熱交換者亦可。
更進一步，經由提高上述框體1的氣密性，構成在框 體1內設置吸濕劑而具有濕度調整功能者亦佳。
1‧‧‧框體
10‧‧‧冷卻裝置
20‧‧‧空氣熱交換器
22、23‧‧‧風扇
30‧‧‧電子冷卻器
31‧‧‧吸熱側散熱器
32‧‧‧吸熱風扇
33‧‧‧散熱側散熱器
34‧‧‧散熱風扇
35‧‧‧熱電元件(peltier：device)/冷卻元件
40‧‧‧控制單元
41‧‧‧控制部
[圖1]揭示有關本發明之框體用冷卻裝置之一實施形態的整體概略構成圖。
[圖2]揭示控制運轉框體用冷卻裝置之各驅動部的控制單元之構成的方塊圖。
[圖3]揭示在控制部中所實施的空氣熱交換器、以及電子冷卻器之控制運轉的樣態之控制表。
[圖4]揭示框體內的溫度與電子冷卻器的控制運轉之關係的圖表。
1‧‧‧框體
3‧‧‧絕熱壁材
3A‧‧‧前面部
3A’‧‧‧開閉門
3B‧‧‧頂板部
3C‧‧‧背面部
3d‧‧‧開口
4‧‧‧庫內
5‧‧‧機架
5a‧‧‧棚板
10‧‧‧冷卻裝置
20‧‧‧空氣熱交換器
21‧‧‧殼體
21A、21B‧‧‧流路
21C‧‧‧壁面
22、23‧‧‧風扇
22A‧‧‧內部氣體
23A‧‧‧外部氣體
30‧‧‧電子冷卻器
31‧‧‧吸熱側散熱器
32‧‧‧吸熱風扇
32A‧‧‧內部氣體
33‧‧‧散熱側散熱器
34‧‧‧散熱風扇
34A‧‧‧空氣
35‧‧‧熱電元件(peltier：device)/冷卻元件
36‧‧‧金屬板
40‧‧‧控制單元
S1~S3‧‧‧感測器

Claims (8)

  1. 一種框體用冷卻裝置，具有：空氣熱交換器，係設置在收容發熱體之框體，用壁面隔離藉由內部氣體用的風扇使內部氣體通過的流路、與藉由外部氣體用的風扇使外部氣體通過的流路，藉由使內部氣體與外部氣體通過各自的流路的方式進行熱交換；和電子冷卻器，係做分散配設，具備露出在前述框體內側具備有吸熱風扇之吸熱側散熱器、與露出在前述框體外側具備有散熱風扇之散熱側散熱器，在前述吸熱側散熱器與前述散熱側散熱器之間配設有冷卻元件；和控制部，乃是根據前述框體內部的溫度T1、外部氣體溫度T2、前述冷卻元件的冷氣溫度T3，控制驅動前述空氣熱交換器之各個的風扇、前述吸熱風扇、前述散熱風扇、以及冷卻元件；其特徵在於：前述控制部，乃是在預先設定之框體內的通常運轉溫度範圍內，當框體內的溫度上升到第1設定溫度時，以(T2<T1)為條件驅動前述空氣熱交換器之各個的風扇，當框體內的溫度上升到比前述第1設定溫度還要高之第2設定溫度時，停止驅動前述空氣熱交換器之各個的風扇，同時以(T3≧SVB，SVB為預先設定的結露判定值)作為條件，冷卻驅動前述冷卻元件。
  2. 如請求項1之框體用冷卻裝置，其中，前述控制部，乃是在前述通常運轉溫度範圍內，當下 降到比前述第1設定溫度還要低之第3設定溫度時，加熱驅動前述冷卻元件。
  3. 如請求項1或2之框體用冷卻裝置，其中，前述冷卻元件，乃是並列並做複數個系統設置；前述控制部，因應到前述框體內部的溫度T1後，對每一系統做ON/OFF驅動。
  4. 如請求項3之框體用冷卻裝置，其中，前述並列並做複數個系統設置的冷卻元件，係各自做複數個串列連接。
  5. 如請求項1或2之框體用冷卻裝置，其中，前述控制部，在前述通常運轉溫度範圍內，維持前述吸熱風扇在驅動狀態。
  6. 如請求項1或2之框體用冷卻裝置，其中，前述控制部，在前述通常運轉溫度範圍內，當上升到前述第1設定溫度時，驅動前述散熱風扇。
  7. 如請求項1或2之框體用冷卻裝置，其中，前述控制部，當超過前述通常運轉溫度範圍的上限值時，維持前述空氣熱交換器之各個的風扇的驅動、前述吸熱風扇的驅動、前述散熱風扇的驅動、以及冷卻元件的冷卻驅動。
  8. 如請求項1或2之框體用冷卻裝置，其中，前述控制部，當降到前述通常運轉溫度範圍的下限值以下時，停止前述空氣熱交換器之各個的風扇的驅動、前述吸熱風扇的驅動、前述散熱風扇的驅動、以及冷卻元件 的加熱驅動。
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