WO2015098617A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2015098617A1
WO2015098617A1 PCT/JP2014/083229 JP2014083229W WO2015098617A1 WO 2015098617 A1 WO2015098617 A1 WO 2015098617A1 JP 2014083229 W JP2014083229 W JP 2014083229W WO 2015098617 A1 WO2015098617 A1 WO 2015098617A1
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refrigerant
circuit
cooled
power supply
outdoor
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PCT/JP2014/083229
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正英 藤原
晋一 石関
池田 基伸
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936Liquid coolant with phase change
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
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    • F24F1/20Electric components for separate outdoor units
    • F24F1/24Cooling of electric components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • HELECTRICITY
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    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • F25B2400/077Compressor control units, e.g. terminal boxes, mounted on the compressor casing wall containing for example starter, protection switches or connector contacts

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus, and more particularly to a refrigeration apparatus including a refrigerant jacket that cools an element to be cooled by refrigerant flowing in a refrigerant circuit.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2013-224785
  • a refrigeration apparatus including a refrigerant jacket that cools an element to be cooled by refrigerant flowing through a refrigerant circuit.
  • the high-power component group and the low-power component group are mounted on the main surface of the printed wiring board, and the refrigerant jacket is disposed so as to cool the element to be cooled in the high-power component group.
  • the reactor is connected to the main surface of the printed wiring board via a harness without being mounted.
  • An object of the present invention is to reduce interference noise in a refrigeration apparatus having a refrigerant jacket that cools an element to be cooled by refrigerant flowing in a refrigerant circuit, while suppressing the complexity of a wiring pattern on a printed wiring board. It is in.
  • a refrigeration apparatus is a refrigeration apparatus having a refrigerant circuit, and includes a high-power component group including a reactor and a cooled element that needs cooling, a low-power component group, a printed wiring board, and a refrigerant circuit. And a refrigerant jacket for cooling the element to be cooled by the flowing refrigerant.
  • a high-power component group and a low-power component group including a reactor are mounted on one main surface of the printed wiring board.
  • the reactor is mounted on one main surface of the printed wiring board together with the other high-power components. For this reason, the harness for connecting a reactor can be eliminated.
  • the refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the first aspect, wherein the high-power component group constitutes an interleaved power supply circuit, and the element to be cooled constituting the power supply circuit is a power supply of the power supply circuit. Arranged in order according to the supply path.
  • the interleaved power supply circuit mainly includes a rectifier circuit, a power factor correction circuit, and an inverter circuit, and these circuits are connected in the order of the power supply path of the rectifier circuit, the power factor correction circuit, and the inverter circuit. .
  • These circuits include elements to be cooled such as diodes and switching elements.
  • the elements to be cooled included in these circuits are arranged in the order corresponding to the power supply path, that is, the rectifier circuit, the elements to be cooled constituting the power factor correction circuit, and the inverter circuit in this order. I am doing so.
  • the refrigeration apparatus is the refrigeration apparatus according to the second aspect, wherein there are a plurality of reactors, and the power supply circuit includes a rectifier circuit, a power factor correction circuit, a smoothing capacitor, and an inverter circuit.
  • the power factor correction circuit includes a plurality of reactors connected in parallel to each other, and a diode and a switching element as a cooled element connected to each reactor.
  • the reactor is disposed on the opposite side of the smoothing capacitor with the diode and the switching element constituting the power factor correction circuit interposed therebetween.
  • the refrigeration apparatus according to the fourth aspect is the refrigeration apparatus according to the third aspect, in which the reactor is disposed in the vicinity of the diode and the switching element constituting the power factor correction circuit.
  • a smoothing capacitor is connected between the power factor correction circuit and the inverter circuit, and the power factor correction circuit has a configuration in which a diode and a switching element are connected to each of the plurality of reactors. ing. These components including the smoothing capacitor are connected in the order of the power supply path of the reactor, the diode and the switching element, and the smoothing capacitor.
  • the reactor is arranged on the opposite side of the smoothing capacitor with the diode and the switching element interposed therebetween. That is, the reactor constituting the power factor correction circuit, the diode and switching element constituting the power factor improvement circuit, and the smoothing capacitor are arranged in the order of the power supply path.
  • the reactor in addition to arranging the reactor on the opposite side of the smoothing capacitor with the diode and the switching element interposed therebetween, the reactor is placed in the vicinity of the diode and the switching element constituting the power factor correction circuit. I try to arrange it.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the air conditioning apparatus as one Embodiment of the freezing apparatus concerning this invention. It is a plane sectional view of an outdoor unit. It is a front view which shows the state which removed the fan room side front board and machine room side front board of the outdoor unit. It is a schematic block diagram of a power supply circuit. It is a front view of a printed wiring board. It is a front view of a refrigerant jacket. It is II sectional drawing of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 as an embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention.
  • the air conditioner 1 is a device that can cool and heat a room such as a building by performing a vapor compression refrigeration cycle.
  • the air conditioner 1 is mainly configured by connecting an outdoor unit 2 and an indoor unit 4.
  • the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 are connected via a liquid refrigerant communication tube 5 and a gas refrigerant communication tube 6.
  • the vapor compression refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 via the refrigerant communication pipes 5 and 6.
  • the indoor unit 4 is installed indoors and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the indoor unit 4 mainly has an indoor heat exchanger 41.
  • the indoor heat exchanger 41 is a heat exchanger that functions as a refrigerant evaporator during cooling operation to cool room air, and functions as a refrigerant radiator during heating operation to heat indoor air.
  • the liquid side of the indoor heat exchanger 41 is connected to the liquid refrigerant communication tube 5, and the gas side of the indoor heat exchanger 41 is connected to the gas refrigerant communication tube 6.
  • the indoor unit 4 has an indoor fan 42 for sucking indoor air into the indoor unit 4 and exchanging heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 41 and supplying the indoor air as supply air. That is, the indoor unit 4 has an indoor fan 42 as a fan that supplies indoor air as a heating source or cooling source of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 41 to the indoor heat exchanger 41.
  • the indoor fan 42 a centrifugal fan or a multiblade fan driven by an indoor fan motor 42a is used as the indoor fan 42.
  • the indoor unit 4 has an indoor side control unit 40 that controls the operation of each unit constituting the indoor unit 4.
  • the indoor side control part 40 has a microcomputer, memory, etc. provided in order to control the indoor unit 4, and exchanges a control signal etc. between remote controls (not shown).
  • the control signal and the like can be exchanged with the outdoor unit 2.
  • the outdoor unit 2 is installed outside and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the outdoor unit 2 mainly includes a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, a refrigerant jacket 29, an expansion valve 26, a liquid side closing valve 27, and a gas side closing valve 28.
  • a compressor 21 a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, a refrigerant jacket 29, an expansion valve 26, a liquid side closing valve 27, and a gas side closing valve 28.
  • the compressor 21 is a device that compresses the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle until it reaches a high pressure.
  • the compressor 21 has a sealed structure in which a rotary type or scroll type positive displacement compression element (not shown) is rotationally driven by a compressor motor 21a supplied with power through a power supply circuit 100 described later.
  • the compressor 21 has a suction pipe 31 connected to the suction side and a discharge pipe 32 connected to the discharge side.
  • the suction pipe 31 is a refrigerant pipe that connects the suction side of the compressor 21 and the four-way switching valve 22.
  • the discharge pipe 32 is a refrigerant pipe that connects the discharge side of the compressor 21 and the four-way switching valve 22.
  • the four-way switching valve 22 is a switching valve for switching the direction of refrigerant flow in the refrigerant circuit 10.
  • the four-way switching valve 22 causes the outdoor heat exchanger 23 to function as a radiator for the refrigerant compressed in the compressor 21 and the indoor heat exchanger 41 for the refrigerant that has radiated heat in the outdoor heat exchanger 23.
  • the suction side (here, the suction pipe 31) of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 6 side (here, the second gas refrigerant pipe 34) are connected (solid line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1). See).
  • the four-way switching valve 22 causes the outdoor heat exchanger 23 to function as an evaporator of the refrigerant that has radiated heat in the indoor heat exchanger 41 during the heating operation, and the indoor heat exchanger 41 is compressed in the compressor 21. Switching to a heating cycle state that functions as a refrigerant radiator.
  • the four-way switching valve 22 is connected to the discharge side (here, the discharge pipe 32) of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 6 side (here, the second gas refrigerant pipe 34). (Refer to the broken line of the four-way switching valve 22 in FIG. 1).
  • the suction side of the compressor 21 here, the suction pipe 31
  • the gas side of the outdoor heat exchanger 23 here, the first gas refrigerant pipe 33
  • the first gas refrigerant pipe 33 is a refrigerant pipe connecting the four-way switching valve 22 and the gas side of the outdoor heat exchanger 23.
  • the second gas refrigerant pipe 34 is a refrigerant pipe that connects the four-way switching valve 22 and the gas-side closing valve 28.
  • the outdoor heat exchanger 23 is a heat exchanger that functions as a refrigerant radiator that uses outdoor air as a cooling source during cooling operation, and that functions as a refrigerant evaporator that uses outdoor air as a heating source during heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 23 has a liquid side connected to the liquid refrigerant pipe 35 and a gas side connected to the first gas refrigerant pipe 33.
  • the liquid refrigerant pipe 35 is a refrigerant pipe that connects the liquid side of the outdoor heat exchanger 23 and the liquid refrigerant communication pipe 5 side.
  • the expansion valve 26 is a valve that depressurizes the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle radiated in the outdoor heat exchanger 23 to the low pressure of the refrigeration cycle during the cooling operation.
  • the expansion valve 26 is a valve for reducing the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle radiated in the indoor heat exchanger 41 to the low pressure of the refrigeration cycle during heating operation.
  • the expansion valve 26 is provided in a portion of the liquid refrigerant pipe 35 near the liquid side closing valve 27.
  • an electric expansion valve is used as the expansion valve 26.
  • the refrigerant jacket 29 is a cooled element 103 that generates a large amount of heat and needs to be cooled among the electrical components that constitute the electrical component unit 70 described later, by the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 (here, the refrigerant that flows through the refrigerant pipe 35). It is a heat exchanger that cools 142a to 142c, 143a to 143c, and 106.
  • the refrigerant jacket 29 is cooled by the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle (that is, refrigerant flowing between the outdoor heat exchanger 23 and the expansion valve 26) after radiating heat in the outdoor heat exchanger 23 during the cooling operation.
  • the refrigerant functions as a heat exchanger that cools the elements to be cooled 103, 142 a to 142 c, 143 a to 143 c, 106 by the refrigerant flowing between them.
  • the liquid side shut-off valve 27 and the gas side shut-off valve 28 are valves provided at connection ports with external devices and pipes (specifically, the liquid refrigerant communication pipe 5 and the gas refrigerant communication pipe 6).
  • the liquid side closing valve 27 is provided at the end of the liquid refrigerant pipe 35.
  • the gas side closing valve 28 is provided at the end of the second gas refrigerant pipe 34.
  • the outdoor unit 2 has an outdoor fan 36 for sucking outdoor air into the outdoor unit 2, exchanging heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 23, and then discharging the air to the outside. That is, the outdoor unit 2 includes an outdoor fan 36 as a fan that supplies outdoor air as a cooling source or a heating source of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 23 to the outdoor heat exchanger 23.
  • the outdoor fan 36 a propeller fan or the like driven by an outdoor fan motor 36a is used as the outdoor fan 36.
  • the outdoor unit 2 includes an outdoor control unit 20 that controls the operation of each unit constituting the outdoor unit 2.
  • the outdoor side control part 20 has the microcomputer, memory, etc. which were provided in order to control the outdoor unit 2, and controls signal between the indoor units 4 (namely, indoor side control part 40). Etc. can be exchanged.
  • the outdoor side control part 20 is provided in the electrical component unit 70 mentioned later.
  • Refrigerant communication pipes 5 and 6 are refrigerant pipes constructed on site when the air conditioner 1 is installed at an installation location such as a building, and installation conditions such as the installation location and a combination of an outdoor unit and an indoor unit. Those having various lengths and tube diameters are used.
  • the refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2, the indoor unit 4, and the refrigerant communication pipes 5 and 6.
  • the refrigerant circuit 10 mainly includes a compressor 21, an outdoor heat exchanger 23 as a radiator or an evaporator, a refrigerant jacket 29, an expansion valve 26, and an indoor heat exchanger 41 as an evaporator or a radiator. It is configured. Then, the cooling operation as the refrigeration cycle operation for circulating the refrigerant in the order of the compressor 21, the outdoor heat exchanger 23 as a radiator, the expansion valve 26, and the indoor heat exchanger 41 as an evaporator is performed.
  • the cooled elements 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 are cooled in the refrigerant jacket 29 by the high-pressure refrigerant of the refrigeration cycle flowing between the outdoor heat exchanger 23 and the expansion valve 26. It is supposed to be.
  • the heating operation is performed as a refrigeration cycle operation in which refrigerant is circulated in the order of the compressor 21, the indoor heat exchanger 41 as a radiator, the expansion valve 26, and the outdoor heat exchanger 23 as an evaporator, During this heating operation, the cooled elements 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 are cooled in the refrigerant jacket 29 by the low-pressure refrigerant of the refrigeration cycle flowing between the expansion valve 26 and the outdoor heat exchanger 23. It is supposed to be.
  • the air conditioner 1 can control each device of the outdoor unit 2 and the indoor unit 4 by the control unit 8 including the indoor side control unit 40 and the outdoor side control unit 20. That is, the indoor side control unit 40 and the outdoor side control unit 20 constitute a control unit 8 that performs operation control of the entire air conditioner 1 including the refrigeration cycle operation such as the cooling operation and the heating operation.
  • FIG. 2 is a plan sectional view of the outdoor unit 2.
  • FIG. 3 is a front view showing a state where the blower room side front plate 54 and the machine room side front plate 55 of the outdoor unit 2 are removed.
  • directions and surfaces such as “top”, “bottom”, “left”, “right”, “front”, “side”, “back”, “top”, “bottom” are shown.
  • the wording means a direction and a surface when the outdoor unit 2 shown in FIG. 3 is a front surface unless otherwise specified.
  • the outdoor unit 2 has a structure (so-called trunk type structure) in which the blower chamber S1 and the machine chamber S2 are formed by dividing the internal space of the unit casing 50 into left and right by a partition plate 57 extending in the vertical direction. .
  • the outdoor unit 2 is configured to discharge air from the front surface of the unit casing 50 after sucking outdoor air into the inside from a part of the back surface and side surface of the unit casing 50.
  • the outdoor unit 2 mainly connects the unit casing 50, the compressor 21, the four-way switching valve 22, the outdoor heat exchanger 23, the expansion valve 26, the refrigerant jacket 29, the closing valves 27 and 28, and these devices.
  • refrigerant circuit components including refrigerant pipes 31 to 35, an outdoor fan 36, and an electrical component unit 70 provided with a plurality of electrical components.
  • refrigerant circuit components including refrigerant pipes 31 to 35, an outdoor fan 36, and an electrical component unit 70 provided with a plurality of electrical components.
  • an example in which the blower chamber S1 is formed near the left side surface of the unit casing 50 and the machine chamber S2 is formed near the right side surface of the unit casing 50 will be described, but the left and right sides may be reversed.
  • the unit casing 50 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and mainly contains the refrigerant circuit components 21 to 28, the outdoor fan 36, and the electrical component unit 70.
  • the unit casing 50 includes a bottom plate 51, a blower chamber side plate 52, a machine chamber side plate 53, a blower chamber side front plate 54, a machine chamber side front plate 55, and a top plate 56.
  • the bottom plate 51 is a plate-like member that constitutes the bottom surface portion of the unit casing 50.
  • foundation legs 58 and 59 fixed to the field installation surface are provided.
  • the blower chamber side plate 52 is a plate-like member that constitutes a side surface portion of the unit casing 50 near the blower chamber S1.
  • the lower part of the blower chamber side plate 52 is fixed to the bottom plate 51.
  • the blower chamber side plate 52 is formed with an outdoor air suction port 52 a that is sucked into the unit casing 50 by the outdoor fan 36.
  • the machine room side plate 53 is a plate-like member that constitutes a part of the side part of the unit casing 50 near the machine room S2 and the back part of the unit casing 50 near the machine room S2.
  • the lower part of the machine room side plate 53 is fixed to the bottom plate 51.
  • an outdoor air suction port 52b sucked into the unit casing 50 by the outdoor fan 36 is provided. Is formed.
  • the blower chamber side front plate 54 is a plate-like member that constitutes the front portion of the blower chamber S1 of the unit casing 50.
  • the lower portion of the blower chamber side front plate 54 is fixed to the bottom plate 51, and the left end portion thereof is fixed to the front end portion of the blower chamber side plate 52.
  • the blower chamber side front plate 54 is provided with an outlet 54 a for blowing out outdoor air taken into the unit casing 50 by the outdoor fan 36.
  • the machine room side front plate 55 is a plate-like member that constitutes a part of the front part of the machine room S2 of the unit casing 50 and a part of the side part of the machine room S2 of the unit casing 50.
  • the machine room side front plate 55 has an end portion on the fan chamber S1 side fixed to an end portion on the machine room S2 side of the fan chamber side front plate 54, and an end portion on the back side on the front side of the machine room side plate 53. It is fixed to the end of the.
  • the top plate 56 is a plate-like member that constitutes the top surface portion of the unit casing 50.
  • the top plate 56 is fixed to the blower chamber side plate 52, the machine room side plate 53, and the blower chamber side front plate 54.
  • the partition plate 57 is a plate-like member that is arranged on the bottom plate 51 and extends in the vertical direction.
  • the partition plate 57 divides the internal space of the unit casing 50 into left and right, thereby forming a blower chamber S1 near the left side and a machine chamber S2 near the right side.
  • the lower portion of the partition plate 57 is fixed to the bottom plate 51, the front end portion thereof is fixed to the blower chamber side front plate 54, and the rear end portion thereof is the end of the outdoor heat exchanger 22 on the machine room S2 side. It is fixed to the part.
  • the outdoor fan 36 is disposed in the blower chamber S1 at a position on the front side of the outdoor heat exchanger 23 so as to face the outlet 54a.
  • the outdoor heat exchanger 23 is a substantially L-shaped heat exchanger panel, and is arranged along the left side surface and the back surface of the unit casing 50 in the blower chamber S1.
  • the compressor 21 is a vertical cylindrical hermetic compressor and is disposed in the machine room S2.
  • the electrical component unit 70 is disposed in the machine room S2 so as to be located near the front surface of the unit casing 50.
  • the electrical component unit 70 is a unit provided with a plurality of electrical components used for controlling the devices in the outdoor unit 2 and the outdoor control unit 20 is provided.
  • the electrical component unit 70 is mainly composed of a printed circuit board 71 and elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106, which constitute a power circuit 100 (described later) used to supply power to the compressor motor 21a.
  • a plurality of electrical components including the outdoor control unit 20.
  • a plurality of electrical components including elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 described later and the outdoor side control unit 20 are directed to the main surface 71a of the printed wiring board 71 (in this case, the front side of the outdoor unit 2). Surface).
  • the refrigerant jacket 29 is a vertically long member along the longitudinal direction of the U-bent portion of the liquid refrigerant pipe 35, and is supported on the printed wiring board 71.
  • the refrigerant jacket 29 has a structure in which a liquid refrigerant pipe 35 bent in a U-shape so as to be folded up and down is mounted.
  • the refrigerant jacket 29 is disposed so as to cover the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 mounted on the main surface 71a of the printed wiring board 71 from the front side, and the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 are in thermal contact.
  • refrigerant circuit components such as the four-way switching valve 22 and the expansion valve 26 are also arranged in the unit casing 50.
  • the detailed configuration of the electrical component unit 70 including the power supply circuit 100 and the refrigerant jacket 29 will be described later.
  • movement of the air conditioning apparatus 1 is demonstrated using FIG.
  • the air conditioner 1 can perform a cooling operation and a heating operation while cooling the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, and 106 by the refrigerant jacket 29.
  • the cooling operation and the heating operation are performed by the control unit 8.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the compressor 21 and is compressed until it reaches a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the outdoor heat exchanger 23 through the four-way switching valve 22.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 performs heat exchange with the outdoor air supplied as a cooling source by the outdoor fan 36 in the outdoor heat exchanger 23 to dissipate heat to become a high-pressure liquid refrigerant. .
  • the high-pressure liquid refrigerant radiated in the outdoor heat exchanger 23 is sent to the refrigerant jacket 29.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the refrigerant jacket 29 is heated by exchanging heat with the elements 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 to be cooled.
  • the cooled elements 103, 142 a to 142 c, 143 a to 143 c, 106 are cooled according to the flow rate (that is, the refrigerant circulation amount) and temperature of the high-pressure liquid refrigerant flowing through the refrigerant jacket 29.
  • the high-pressure liquid refrigerant heated in the refrigerant jacket 29 is sent to the expansion valve 26.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the expansion valve 26 is decompressed to the low pressure of the refrigeration cycle by the expansion valve 26 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the expansion valve 26 is sent to the indoor heat exchanger 41 through the liquid side closing valve 27 and the liquid refrigerant communication pipe 5.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the indoor heat exchanger 41 evaporates in the indoor heat exchanger 41 by exchanging heat with indoor air supplied as a heating source by the indoor fan 42. As a result, the room air is cooled and then supplied to the room to cool the room.
  • the low-pressure gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 41 is again sucked into the compressor 21 through the gas refrigerant communication pipe 6, the gas side closing valve 28 and the four-way switching valve 22.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is sucked into the compressor 21 and is compressed until it reaches a high pressure in the refrigeration cycle, and then discharged.
  • the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the indoor heat exchanger 41 through the four-way switching valve 22, the gas side closing valve 28 and the gas refrigerant communication pipe 6.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor heat exchanger 41 radiates heat by exchanging heat with indoor air supplied as a cooling source by the indoor fan 42 in the indoor heat exchanger 41 to become a high-pressure liquid refrigerant. . Thereby, indoor air is heated, and indoor heating is performed by being supplied indoors after that.
  • the high-pressure liquid refrigerant radiated by the indoor heat exchanger 41 is sent to the expansion valve 26 through the liquid refrigerant communication pipe 5 and the liquid side closing valve 27.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the expansion valve 26 is decompressed to the low pressure of the refrigeration cycle by the expansion valve 26 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant decompressed by the expansion valve 26 is sent to the refrigerant jacket 29.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the refrigerant jacket 29 is heated by heat exchange with the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106.
  • the cooled elements 103, 142a to 142c, 143a to 143c, and 106 are cooled according to the flow rate (that is, the refrigerant circulation amount) and the temperature of the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing through the refrigerant jacket 29. Will be.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant heated in the refrigerant jacket 29 is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 evaporates in the outdoor heat exchanger 23 by exchanging heat with the outdoor air supplied as a heating source by the outdoor fan 36. Become a gas refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 23 is again sucked into the compressor 21 through the four-way switching valve 22.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the power supply circuit 100.
  • FIG. 5 is a front view of the printed wiring board 71.
  • FIG. 6 is a front view of the refrigerant jacket 29.
  • 7 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • the electrical component unit 70 mainly includes the printed circuit board 71 and the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c constituting the power supply circuit 100 used to supply power to the compressor motor 21a. , 106 and a plurality of electrical components including the outdoor control unit 20.
  • the plurality of electrical components including the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 and the outdoor side control unit 20 are directed to the main surface 71a of the printed wiring board 70 (here, the front side of the outdoor unit 2). Surface).
  • the printed wiring board 71 has a main surface (front surface) 71a facing the opening that appears when a part of the unit casing 50 (here, the machine room side front plate 55) is removed. Multiple electrical components are mounted.
  • the printed wiring board 71 is disposed in the machine room S2 in a posture parallel to the vertical direction. Note that the printed wiring board 71 is not limited to be disposed in a posture strictly parallel to the vertical direction, and may be disposed in a slightly inclined posture with respect to the vertical direction.
  • the plurality of electrical components includes a high-power component group and a low-power component group.
  • the high power component group includes a plurality of electrical components of a power system for performing power control, power conversion, and the like.
  • the high-power component group includes electrical components that constitute the power supply circuit 100 that is used to supply power to the compressor motor 21a.
  • the weak electrical component group includes a plurality of electrical components such as an operation element such as a switch and a connector, a display element such as an LED, and a communication system and a signal system.
  • the weak electrical component group includes a service switch 108 for performing various settings, an outdoor control unit 20 including a microcomputer, a memory, and the like provided for controlling the outdoor unit 2. ing.
  • the power supply circuit 100 is an electric circuit used for supplying power to the compressor motor 21a.
  • a configuration in which a power supply circuit for the compressor motor 21 a is mounted on the printed wiring board 71 as the power supply circuit 100 will be described.
  • the outdoor unit 2 also has a power supply circuit used for supplying power to the outdoor fan motor 36a.
  • the configuration is the same as that of the power supply circuit 100 for the compressor motor 21a described below, the description thereof is omitted here.
  • the main component of the printed wiring board 71 is the same as that of the electrical components constituting the power supply circuit 100 for the compressor motor 21a. It is preferable to mount on the surface 71a.
  • the power supply circuit 100 mainly includes an input line portion 102, a rectifier circuit 103, a power factor correction circuit 104, smoothing capacitors 105a to 105c, an inverter circuit 106, and an output line portion 107.
  • the input line unit 102 is a terminal unit to which a single-phase AC power is input from a power source 101 such as a commercial power source.
  • the rectifier circuit 103 is connected to the input line unit 102 and is a circuit unit that rectifies an AC voltage input through the input line unit 102 into a DC voltage.
  • the rectifier circuit 103 mainly includes a diode bridge that generates a large amount of heat, and constitutes an element to be cooled that requires cooling.
  • the power factor correction circuit 104 is connected between the rectifier circuit 103 and the smoothing capacitors 105a to 105c.
  • the power factor of the power supply circuit 100 that is, the load (here, It is a circuit for improving the effective power used in the compressor motor 21a).
  • the power factor correction circuit 104 mainly includes a plurality of (in this case, three) reactors 141a to 141c connected in parallel to each other, and diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c connected to the reactors 141a to 141c. And have.
  • the plurality of reactors 141a to 141c are respectively connected to circuit portions branched in plural (here, three) from the output terminal of the rectifier circuit 103.
  • the diodes 142a to 142c are connected in series with the corresponding reactors 141a to 141c, respectively.
  • the switching elements 143a to 143c are composed of gate bipolar transistors or the like, and are connected to circuit portions branched from the corresponding reactors 141a to 141c and the corresponding diodes 142a to 142c, respectively.
  • the power factor correction circuit 104 includes diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c that generate large amounts of heat, and these elements constitute elements to be cooled that require cooling.
  • the power factor correction circuit 104 is configured to have three sets of reactors, diodes, and switching elements.
  • the present invention is not limited to this, and two sets of reactors, diodes, and switching elements are used. Or a configuration having four or more sets of reactors, diodes, and switching elements.
  • Smoothing capacitors 105 a to 105 c are connected between the power factor correction circuit 104 and the inverter circuit 106, and are elements that smooth the DC voltage input via the power factor improvement circuit 104.
  • the number of smoothing capacitors is not limited to this, and the number of smoothing capacitors may be two or less, or may be four or more. .
  • the inverter circuit 106 is connected between the smoothing capacitors 105a to 105c and the output line unit 107, and is a circuit unit that converts the DC voltage smoothed by the smoothing capacitors 105a to 105c into a desired three-phase driving current. .
  • the inverter circuit 106 includes a switching element such as a gate bipolar transistor, and constitutes an element to be cooled that needs to be cooled.
  • the output line unit 107 is a terminal unit for outputting the drive current output from the inverter circuit 106 to the compressor motor 21a.
  • the switching element and the like constituting the power factor correction circuit 104 and the inverter circuit 106 are controlled by the outdoor side control unit 20 so that the drive current output to the compressor motor 21a is adjusted. It has become.
  • the power supply circuit 100 constitutes an interleaved power supply circuit having the power factor correction circuit 104.
  • the power factor correction circuit 104 includes a plurality (three in this case) of reactors 141a to 141c, diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c serving as elements to be cooled connected to the reactors 141a to 141c. have.
  • the power supply circuit 100 also includes a rectifier circuit 103 and an inverter circuit 106 as elements to be cooled.
  • the high-power component group is arranged in a region near the right portion, and the weak-electric component group is arranged in a region near the left portion.
  • the weak electrical component group is arranged in the region closer to the left part and the strong electric component is arranged in the region closer to the right part.
  • the invention is not limited to this. Other division methods, such as dividing the region vertically, may be used.
  • the outdoor control unit 20 is disposed on the lower left side of the printed wiring board 71, and the service switch 108 is disposed on the upper left side of the printed wiring board 71. Since the service switch 108 is arranged at the upper edge, the service workability is excellent.
  • the input line portion 102 is arranged on the upper right side of the printed wiring board 71.
  • the rectifier circuit 103 is disposed on the upper right side of the printed wiring board 71. Here, the rectifier circuit 103 is arranged at a position substantially below the input line portion 102.
  • the power factor correction circuit 104 is disposed near the center of the printed wiring board 71 in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the power factor correction circuit 104 is arranged at a position substantially below the rectifier circuit 103.
  • the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c constituting the power factor correction circuit 104 are disposed immediately below the rectifier circuit 103, and the reactors 141a to 141c are the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c. It is arranged at the position on the left side of As described above, the reactors 141a to 141c are mounted on the main surface 71a of the printed wiring board 71 together with the other high-power component groups.
  • the diodes 142a to 142c are arranged in order in the vertical direction, and corresponding switching elements 143a to 143c are arranged at positions immediately below the diodes 142a to 142c. Furthermore, the reactors 141a to 141c are also arranged at positions substantially on the left side of the corresponding pairs of the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c, respectively. As a result, the reactors 141a to 141c are arranged in the vicinity of the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c constituting the power factor correction circuit 104.
  • the smoothing capacitors 105a to 105c are arranged near the center of the printed wiring board 71 on the right side in the vertical direction.
  • the power factor correction circuit 104 is arranged at the right position.
  • the smoothing capacitors 105a to 105c are arranged side by side in the vertical direction.
  • reactors 141a to 141c are arranged on the opposite side of smoothing capacitors 105a to 105c with diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c constituting power factor correction circuit 104 interposed therebetween.
  • the reactors 141a to 141c constituting the power factor correction circuit 104, the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c constituting the power factor improvement circuit 104, and the smoothing capacitors 105a to 105c are arranged in this order in the power supply path. become.
  • the inverter circuit 106 is disposed on the lower right side of the printed wiring board 71.
  • the inverter circuit 106 is disposed at a position substantially below the power factor correction circuit 104. More specifically, the inverter circuits 106 and diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c (here, disposed at the lowest position). The switching element 143c) is disposed immediately below.
  • the rectifier circuit 103 which is the element to be cooled, constituting the power supply circuit 100, the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c of the power factor correction circuit 104, the inverter circuit 106 are arranged in a line in order along one direction (the vertical direction in this case). That is, the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, and 106 constituting the power supply circuit 100 are arranged on the main surface 71a of the printed wiring board 71 in the order corresponding to the power supply path of the power supply circuit 100. Become.
  • the input line portion 102 is disposed at a position substantially above the rectifier circuit 103 here, the main portion of the printed wiring board 71 including the input line portion 102 is arranged in the order in accordance with the power supply path of the power supply circuit 100. It will be arrange
  • the output line portion 107 is disposed near the lower portion on the right side of the printed wiring board 71.
  • the output line portion 107 is arranged at a position on the right side of the inverter circuit 106.
  • the refrigerant jacket 29 mainly has a refrigerant cooling member 80 and a lid member 90.
  • the refrigerant cooling member 80 is formed with a groove 81 in which a refrigerant pipe (here, the liquid refrigerant pipe 35) constituting the refrigerant circuit 10 is fitted, and the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, and 106 It is a vertically long metal member that comes into thermal contact.
  • the refrigerant cooling member 80 is disposed so that the back surface thereof contacts the front side of the elements to be cooled 103, 142 a to 142 c, 143 a to 143 c, 106 mounted on the printed wiring board 71.
  • the refrigerant jacket 29 including the refrigerant cooling member 80 is disposed between the left and right directions of the reactors 141a to 141c and the smoothing capacitors 105a to 105c.
  • the coolant cooling member 80 is supported on the printed wiring board 71 via the support member 76.
  • the support member 76 is a member fixed to the upper end and the lower end of the coolant cooling member 80 by fitting, screwing, or the like.
  • the support member 76 may be formed integrally with the coolant cooling member 80.
  • a pair of grooves 81 are formed on the front surface of the coolant cooling member 80. The pair of grooves 81 extends in the vertical direction along the straight pipe portion of the liquid refrigerant pipe 35.
  • the groove 81 has a substantially arc-shaped cross section, and a part of the outer peripheral surface of the liquid refrigerant pipe 35 is fitted therein. Grease for promoting thermal conduction is applied between the liquid refrigerant pipe 35 and the groove 81. Between the left and right directions of the pair of groove portions 81, an intermediate portion 82 extending in the vertical direction is formed substantially parallel to the groove portions 81.
  • the elements to be cooled 103, 142 a to 142 c, 143 a to 143 c, 106 are screwed and fixed to the back surface of the coolant cooling member 80 using element fixing screws 83.
  • the fixing method of the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 to the refrigerant cooling member 80 is not limited to screwing, and may be in thermal contact.
  • the elements to be cooled 103, 142 a to 142 c, 143 a to 143 c, 106 are not necessarily fixed to the refrigerant cooling member 80.
  • the lid member 90 is a vertically long metal member that covers the refrigerant cooling member 80 in a state where the refrigerant pipe (here, the liquid refrigerant pipe 35) is fitted in the groove 81.
  • the lid member 90 is disposed to face the coolant cooling member 80.
  • the lid member 90 straddles the pair of grooves 81 of the refrigerant cooling member 80.
  • a mounting portion 91 that faces the intermediate portion 82 of the coolant cooling member 80 is formed at the center portion in the left-right direction of the lid member 90.
  • the lid member 90 is placed on the refrigerant cooling member 80 in a state where the liquid refrigerant pipe 35 is fitted in the groove 81, and a plurality of (here, two) lid fixing screws 92 are used at the position of the attachment portion 91.
  • the intermediate portion 82 of the refrigerant cooling member 80 is fixed with screws.
  • the number of lid fixing screws 92 is not limited to two, but may be one or three or more.
  • the position at which the lid member 90 is screwed to the coolant cooling member 80 is not limited to the central portion in the left-right direction.
  • the method for fixing the lid member 90 to the refrigerant cooling member 80 is not limited to screwing.
  • the coolant jacket 29 having the above configuration cools the elements to be cooled 103, 142 a to 142 c, 143 a to 143 c, 106 arranged and mounted on the main surface 71 a of the printed wiring board 71 in the vertical direction. It has become.
  • the air conditioner 1 of the present embodiment has the following features.
  • the reactors 141a to 141c are mounted on one main surface 71a of the printed wiring board 71 together with other high-power components. ing. For this reason, a harness for connecting the reactors 141a to 141c can be eliminated.
  • the complexity of the wiring pattern on the printed wiring board 71 can be suppressed and interference noise can be reduced. This also contributes to downsizing and cost reduction of the printed wiring board 71, and it is possible to realize component placement on the high-performance printed wiring board 71.
  • the interleaved power supply circuit 100 includes a rectifier circuit 103, a power factor correction circuit 104, and an inverter circuit 106. These circuits 103, 104, and 106 are the rectifier circuit 103, the power factor correction circuit 104, and the inverter circuit. The power supply paths 106 are connected in this order. These circuits 103, 104, and 106 include elements to be cooled such as diodes and switching elements.
  • the elements to be cooled included in the circuits 103, 104, and 106 are arranged in the order in which they are matched with the power supply path, that is, the elements to be cooled that constitute the rectifier circuit 103 and the power factor correction circuit 104. (Diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c) and the inverter circuit 106 are arranged in this order.
  • the wiring pattern including the wiring pattern from the input line portion 102 to the rectifier circuit 103 is matched to the order of the power supply path as much as possible. It can be provided at a short distance.
  • the output line portion 107 is disposed immediately on the right side of the inverter circuit 106 here, the wiring pattern including the wiring pattern from the inverter circuit 106 to the output line portion 107 is matched to the order of the power supply path as much as possible. It can be provided at a short distance. This also contributes to the miniaturization of the printed wiring board 71.
  • smoothing capacitors 105a to 105c are connected between the power factor correction circuit 104 and the inverter circuit 106, and the power factor correction circuit 104 is connected to each of the plurality of reactors 141a to 141c.
  • the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c are connected.
  • These components including the smoothing capacitors 105a to 105c are connected in the order of the power supply path of the reactors 141a to 141c, the diodes 142a to 142c, the switching elements 143a to 143c, and the smoothing capacitors 105a to 105c.
  • the reactors 141a to 141c are arranged on the opposite side of the smoothing capacitors 105a to 105c with the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c interposed therebetween.
  • diodes 142a to 142c and switching elements 143a to 143c are arranged on the right side of reactors 141a to 141c, and smoothing capacitors 105a to 105c are arranged on the right side.
  • the reactors 141a to 141c constituting the power factor correction circuit 104, the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c constituting the power factor improvement circuit 104, and the smoothing capacitors 105a to 105c are arranged in this order in the power supply path. Yes.
  • reactors 141a to 141c are arranged.
  • the power factor correction circuit 104 is arranged in the vicinity of the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c.
  • the reactors 141a to 141c are arranged immediately to the left of the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c.
  • the interleaved power supply circuit 100 having a large number of parts it is possible to further suppress the complexity of the wiring pattern on the printed wiring board 71.
  • the reactors 141a to 141c constituting the power factor correction circuit 104, the diodes 142a to 142c and the switching elements 143a to 143c constituting the power factor improvement circuit 104, and the smoothing capacitors 105a to 105c are arranged together in the left-right direction. Therefore, the wiring pattern connecting the power factor correction circuit 104 and the smoothing capacitors 105a to 105c can be provided in a short distance as much as possible in accordance with the order of the power supply path. This also contributes to further miniaturization of the printed wiring board 71.
  • the interference noise can be reduced by suppressing the complication of the wiring pattern on the printed wiring board 71 while sufficiently obtaining the cooling effect.
  • the output line portion 107 is disposed at a position away from the input line portion 102 in the vertical direction.
  • the input line portion 102 is disposed near the upper end portion of the printed wiring board 71
  • the output line portion 97 is disposed near the lower end portion of the printed wiring board 71.
  • the reactors 141a to 141c are arranged on the left side and the smoothing capacitors 105a to 105c are arranged on the right side with respect to the refrigerant jacket 29.
  • the present invention is not limited to this.
  • 141a to 141c may be arranged on the right side, and smoothing capacitors 105a to 105c may be arranged on the left side.
  • the interleave type power supply circuit 100 has been described as an example of the power supply circuit.
  • the present invention can be applied to various power supply circuits such as other DC-DC converter circuits.
  • the refrigerant jacket 29 of the above embodiment has a vertically long shape in the outdoor unit 2, but is not limited to this, and may have a horizontally long shape.
  • the refrigerant jacket 29 of the above embodiment cools the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 with the refrigerant flowing through the liquid refrigerant pipe 35, but is not limited to this, and the refrigerant circuit
  • the elements to be cooled 103, 142a to 142c, 143a to 143c, 106 may be cooled by the refrigerant flowing through the ten other refrigerant tubes.
  • the present invention can be widely applied to a refrigeration apparatus including a refrigerant jacket that cools the element to be cooled by the refrigerant flowing through the refrigerant circuit.
  • Air conditioning equipment (refrigeration equipment) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Refrigerant circuit 29 Refrigerant jacket 71 Printed wiring board 71a Main surface 100 Power supply circuit 103 Rectification circuit (element to be cooled) 104 Power factor correction circuit 105a to 105c Smoothing capacitor 141a to 141c Reactor 142a to 142c Diode (element to be cooled) 143a to 143c Switching element (cooled element) 106 Inverter circuit

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Abstract

 冷凍装置(1)は、リアクトル(141a~141c)と冷却が必要な被冷却素子(103、142a~142c、143a~143c、106)とを含む強電部品群と、弱電部品群と、プリント配線板(71)と、冷媒回路(10)を流れる冷媒によって被冷却素子(103、142a~142c、143a~143c、106)を冷却する冷媒ジャケット(29)と、を有している。そして、ここでは、プリント配線板(71)の一方の主面(71a)に、リアクトル(141a~141c)を含む強電部品群及び弱電部品群が実装されている。

Description

冷凍装置
 本発明は、冷凍装置、特に、冷媒回路を流れる冷媒によって被冷却素子を冷却する冷媒ジャケットを備えた冷凍装置に関する。
 従来より、特許文献1(特開2013-224785号公報)に示すように、冷媒回路を流れる冷媒によって被冷却素子を冷却する冷媒ジャケットを備えた冷凍装置がある。この冷凍装置では、強電部品群及び弱電部品群をプリント配線板の主面に実装し、強電部品群のうち被冷却素子を冷却できるように冷媒ジャケットを配置している。また、配線パターンの簡素化の観点から、リアクトルをプリント配線板の主面には実装せずに、ハーネスを介して接続するようにしている。
 しかし、冷媒ジャケットで被冷却素子を冷却する構成では、被冷却素子が冷媒ジャケットの位置に集中して配置されるため、配線パターンが複雑になりやすい。しかも、上記従来のように、ハーネスを介してリアクトルを接続する構成を採用する場合には、被冷却素子が冷媒ジャケットの位置に集中して配置されるだけでなく、付随するハーネスも近接することになるため、他の配線と接触して干渉ノイズが増大するおそれがある。
 特に、力率改善のためにインターリーブ型の電源回路を採用する場合には、力率改善回路を構成するためのリアクトルやダイオード、スイッチング素子が増加するため、配線パターンがさらに複雑になるおそれがある。
 本発明の課題は、冷媒回路を流れる冷媒によって被冷却素子を冷却する冷媒ジャケットを備えた冷凍装置において、プリント配線板上の配線パターンが複雑化することを抑えて、干渉ノイズの低減を図ることにある。
 第1の観点にかかる冷凍装置は、冷媒回路を有する冷凍装置であって、リアクトルと冷却が必要な被冷却素子とを含む強電部品群と、弱電部品群と、プリント配線板と、冷媒回路を流れる冷媒によって被冷却素子を冷却する冷媒ジャケットと、を有している。そして、ここでは、プリント配線板の一方の主面に、リアクトルを含む強電部品群及び弱電部品群が実装されている。
 ここでは、上記のように、従来の冷媒ジャケットで被冷却素子を冷却する構成とは異なり、プリント配線板の一方の主面に、他の強電部品とともにリアクトルを実装するようにしている。このため、リアクトルを接続するためのハーネスがなくすことができる。
 これにより、ここでは、プリント配線板上の配線パターンが複雑化することを抑えて、干渉ノイズの低減を図ることができる。そして、このことは、プリント配線板の小型化やコストダウンにも寄与することになり、高性能なプリント配線板上の部品配置を実現することができる。
 第2の観点にかかる冷凍装置は、第1の観点にかかる冷凍装置において、強電部品群が、インターリーブ型の電源回路を構成しており、電源回路を構成する被冷却素子は、電源回路の電源供給経路に合わせた順に配置されている。
 インターリーブ型の電源回路は、主として、整流回路、力率改善回路及びインバータ回路を有しており、これらの回路は、整流回路、力率改善回路、インバータ回路という電源供給経路の順に接続されている。これらの回路には、ダイオードやスイッチング素子などの被冷却素子が含まれている。
 そして、ここでは、上記のように、これらの回路に含まれる被冷却素子を電源供給経路に合わせた順、すなわち、整流回路、力率改善回路を構成する被冷却素子、インバータ回路の順に配置するようにしている。
 これにより、ここでは、部品点数の多いインターリーブ型の電源回路を採用する場合にもかかわらず、プリント配線板上の配線パターンが複雑化することを抑えることができる。そして、このことは、プリント配線板の小型化にも寄与することになる。
 第3の観点にかかる冷凍装置は、第2の観点にかかる冷凍装置において、リアクトルが複数あり、電源回路が、整流回路、力率改善回路、平滑コンデンサ、及び、インバータ回路を有している。力率改善回路は、互いが並列に接続される複数のリアクトルと、各リアクトルに接続された被冷却素子としてのダイオード及びスイッチング素子とを有している。そして、ここでは、リアクトルが、力率改善回路を構成するダイオード及びスイッチング素子を挟んで平滑コンデンサと反対側に配置されている。
 第4の観点にかかる冷凍装置は、第3の観点にかかる冷凍装置において、リアクトルが、力率改善回路を構成するダイオード及びスイッチング素子の近傍に配置されている。
 インターリーブ型の電源回路では、力率改善回路とインバータ回路との間に平滑コンデンサが接続されており、力率改善回路は、複数のリアクトルのそれぞれにダイオード及びスイッチング素子が接続された構成を有している。平滑コンデンサを含むこれらの部品は、リアクトル、ダイオード及びスイッチング素子、平滑コンデンサという電源供給経路の順に接続されている。
 そして、ここでは、上記のように、リアクトルを、ダイオード及びスイッチング素子を挟んで平滑コンデンサと反対側に配置するようにしている。すなわち、力率改善回路を構成するリアクトル、力率改善回路を構成するダイオード及びスイッチング素子、平滑コンデンサを電源供給経路の順に配置するようにしている。
 また、ここでは、上記のように、リアクトルを、ダイオード及びスイッチング素子を挟んで平滑コンデンサと反対側に配置することに加えて、リアクトルを、力率改善回路を構成するダイオード及びスイッチング素子の近傍に配置するようにしている。
 これにより、ここでは、部品点数の多いインターリーブ型の電源回路を採用する場合において、プリント配線板上の配線パターンが複雑化することをさらに抑えることができる。そして、このことは、プリント配線板のさらなる小型化にも寄与することになる。
本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの平面断面図である。 室外ユニットの送風機室側前板及び機械室側前板を取り外した状態を示す前面図である。 電源回路の概略構成図である。 プリント配線板の前面図である。 冷媒ジャケットの前面図である。 図6のI-I断面図である。
 以下、本発明にかかる冷凍装置としての空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる冷凍装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
 (1)空気調和装置の全体構成
 図1は、本発明にかかる冷凍装置の一実施形態としての空気調和装置1の概略構成図である。
 空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット4とが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット2と室内ユニット4とは、液冷媒連絡管5及びガス冷媒連絡管6を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4とが冷媒連絡管5、6を介して接続されることによって構成されている。
 <室内ユニット>
 室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、主として、室内熱交換器41を有している。
 室内熱交換器41は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器41の液側は液冷媒連絡管5に接続されており、室内熱交換器41のガス側はガス冷媒連絡管6に接続されている。
 室内ユニット4は、室内ユニット4内に室内空気を吸入して、室内熱交換器41において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための室内ファン42を有している。すなわち、室内ユニット4は、室内熱交換器41を流れる冷媒の加熱源又は冷却源としての室内空気を室内熱交換器41に供給するファンとして、室内ファン42を有している。ここでは、室内ファン42として、室内ファン用モータ42aによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等が使用されている。
 室内ユニット4は、室内ユニット4を構成する各部の動作を制御する室内側制御部40を有している。そして、室内側制御部40は、室内ユニット4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、リモコン(図示せず)との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
 <室外ユニット>
 室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、冷媒ジャケット29と、膨張弁26と、液側閉鎖弁27と、ガス側閉鎖弁28とを有している。
 圧縮機21は、冷凍サイクルの低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。圧縮機21は、後述の電源回路100を通じて電源供給される圧縮機用モータ21aによって、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素(図示せず)を回転駆動する密閉式構造となっている。圧縮機21は、吸入側に吸入管31が接続されており、吐出側に吐出管32が接続されている。吸入管31は、圧縮機21の吸入側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。吐出管32は、圧縮機21の吐出側と四路切換弁22とを接続する冷媒管である。
 四路切換弁22は、冷媒回路10における冷媒の流れの方向を切り換えるための切換弁である。四路切換弁22は、冷房運転時には、室外熱交換器23を圧縮機21において圧縮された冷媒の放熱器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を室外熱交換器23において放熱した冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁22は、冷房運転時には、圧縮機21の吐出側(ここでは、吐出管32)と室外熱交換器23のガス側(ここでは、第1ガス冷媒管33)とが接続される(図1の四路切換弁22の実線を参照)。しかも、圧縮機21の吸入側(ここでは、吸入管31)とガス冷媒連絡管6側(ここでは、第2ガス冷媒管34)とが接続される(図1の四路切換弁22の実線を参照)。また、四路切換弁22は、暖房運転時には、室外熱交換器23を室内熱交換器41において放熱した冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器41を圧縮機21において圧縮された冷媒の放熱器として機能させる暖房サイクル状態への切り換えを行う。すなわち、四路切換弁22は、暖房運転時には、圧縮機21の吐出側(ここでは、吐出管32)とガス冷媒連絡管6側(ここでは、第2ガス冷媒管34)とが接続される(図1の四路切換弁22の破線を参照)。しかも、圧縮機21の吸入側(ここでは、吸入管31)と室外熱交換器23のガス側(ここでは、第1ガス冷媒管33)とが接続される(図1の四路切換弁22の破線を参照)。ここで、第1ガス冷媒管33は、四路切換弁22と室外熱交換器23のガス側とを接続する冷媒管である。第2ガス冷媒管34は、四路切換弁22とガス側閉鎖弁28とを接続する冷媒管である。
 室外熱交換器23は、冷房運転時には室外空気を冷却源とする冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には室外空気を加熱源とする冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器23は、液側が液冷媒管35に接続されており、ガス側が第1ガス冷媒管33に接続されている。液冷媒管35は、室外熱交換器23の液側と液冷媒連絡管5側とを接続する冷媒管である。
 膨張弁26は、冷房運転時には、室外熱交換器23において放熱した冷凍サイクルの高圧の冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。また、膨張弁26は、暖房運転時には、室内熱交換器41において放熱した冷凍サイクルの高圧の冷媒を冷凍サイクルの低圧まで減圧する弁である。膨張弁26は、液冷媒管35の液側閉鎖弁27寄りの部分に設けられている。ここでは、膨張弁26として、電動膨張弁が使用されている。
 冷媒ジャケット29は、冷媒回路10を循環する冷媒(ここでは、冷媒管35を流れる冷媒)によって、後述の電装品ユニット70を構成する電装品のうち発熱が大きく冷却が必要な被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却する熱交換器である。すなわち、冷媒ジャケット29は、冷房運転時には室外熱交換器23において放熱した後の冷凍サイクルの高圧の冷媒(すなわち、室外熱交換器23と膨張弁26との間を流れる冷媒)によって被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却する熱交換器として機能し、暖房運転時には膨張弁26よって減圧された後の冷凍サイクルの低圧の冷媒(すなわち、膨張弁26と室外熱交換器23との間を流れる冷媒)によって被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却する熱交換器として機能する。
 液側閉鎖弁27及びガス側閉鎖弁28は、外部の機器・配管(具体的には、液冷媒連絡管5及びガス冷媒連絡管6)との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁27は、液冷媒管35の端部に設けられている。ガス側閉鎖弁28は、第2ガス冷媒管34の端部に設けられている。
 室外ユニット2は、室外ユニット2内に室外空気を吸入して、室外熱交換器23において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出するための室外ファン36を有している。すなわち、室外ユニット2は、室外熱交換器23を流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室外空気を室外熱交換器23に供給するファンとして、室外ファン36を有している。ここでは、室外ファン36として、室外ファン用モータ36aによって駆動されるプロペラファン等が使用されている。
 室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部20を有している。そして、室外側制御部20は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット4(すなわち、室内側制御部40)との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。尚、室外側制御部20は、後述の電装品ユニット70に設けられている。
 <冷媒連絡管>
 冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
 以上のように、室外ユニット2と、室内ユニット4と、冷媒連絡管5、6とが接続されることによって、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。冷媒回路10は、主として、圧縮機21、放熱器又は蒸発器としての室外熱交換器23、冷媒ジャケット29、膨張弁26、蒸発器又は放熱器としての室内熱交換器41が接続されることによって構成されている。そして、圧縮機21、放熱器としての室外熱交換器23、膨張弁26、蒸発器としての室内熱交換器41の順に冷媒を循環させる冷凍サイクル運転としての冷房運転を行うようになっており、この冷房運転を行う際に、冷媒ジャケット29において、室外熱交換器23と膨張弁26との間を流れる冷凍サイクルの高圧の冷媒によって被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却するようになっている。また、圧縮機21、放熱器としての室内熱交換器41、膨張弁26、蒸発器としての室外熱交換器23の順に冷媒を循環させる冷凍サイクル運転としての暖房運転を行うようになっており、この暖房運転を行う際に、冷媒ジャケット29において、膨張弁26と室外熱交換器23との間を流れる冷凍サイクルの低圧の冷媒によって被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却するようになっている。
 <制御部>
 空気調和装置1は、室内側制御部40と室外側制御部20とから構成される制御部8によって、室外ユニット2及び室内ユニット4の各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部40と室外側制御部20とによって、上記の冷房運転や暖房運転等の冷凍サイクル運転を含む空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8が構成されている。
 (2)室外ユニットの構成
 次に、図2及び図3を用いて、室外ユニット2の構成について説明する。ここで、図2は、室外ユニット2の平面断面図である。図3は、室外ユニット2の送風機室側前板54及び機械室側前板55を取り外した状態を示す前面図である。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」や「前面」、「側面」、「背面」、「天面」、「底面」等の方向や面を示す文言は、特にことわりのない限り、図3に示される室外ユニット2を前面とした場合における方向や面を意味する。
 室外ユニット2は、ユニットケーシング50の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板57で左右に分割することによって送風機室S1と機械室S2とを形成した構造(いわゆる、トランク型構造)を有するものである。室外ユニット2は、ユニットケーシング50の背面及び側面の一部から室外空気を内部へと吸い込んだ後に、ユニットケーシング50の前面から空気を排出するように構成されている。室外ユニット2は、主として、ユニットケーシング50と、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、膨張弁26、冷媒ジャケット29、閉鎖弁27、28、及び、これらの機器を接続する冷媒管31~35を含む冷媒回路構成部品と、室外ファン36と、複数の電装品が設けられた電装品ユニット70とを有している。尚、ここでは、送風機室S1がユニットケーシング50の左側面寄りに形成され、機械室S2がユニットケーシング50の右側面寄りに形成された例を説明するが、左右が逆であってもよい。
 ユニットケーシング50は、略直方体状に形成されており、主として、冷媒回路構成部品21~28と、室外ファン36と、電装品ユニット70とを収容している。ユニットケーシング50は、底板51と、送風機室側側板52と、機械室側側板53と、送風機室側前板54と、機械室側前板55と、天板56とを有している。
 底板51は、ユニットケーシング50の底面部分を構成する板状部材である。底板51の下側には、現地据付面に固定される基礎脚58、59が設けられている。
 送風機室側側板52は、ユニットケーシング50の送風機室S1寄りの側面部分を構成する板状部材である。送風機室側側板52は、その下部が底板51に固定されている。送風機室側側板52には、室外ファン36によってユニットケーシング50内に吸入される室外空気の吸入口52aが形成されている。
 機械室側側板53は、ユニットケーシング50の機械室S2寄りの側面部分の一部と、ユニットケーシング50の機械室S2寄りの背面部分とを構成する板状部材である。機械室側側板53は、その下部が底板51に固定されている。送風機室側側板52の背面側の端部と機械室側側板53の送風機室S1側の端部との間には、室外ファン36によってユニットケーシング50内に吸入される室外空気の吸入口52bが形成されている。
 送風機室側前板54は、ユニットケーシング50の送風機室S1の前面部分を構成する板状部材である。送風機室側前板54は、その下部が底板51に固定され、その左側面側の端部が送風機室側側板52の前面側の端部に固定されている。送風機室側前板54には、室外ファン36によってユニットケーシング50の内部に取り込まれた室外空気を外部に吹き出すための吹出口54aが設けられている。
 機械室側前板55は、ユニットケーシング50の機械室S2の前面部分の一部と、ユニットケーシング50の機械室S2の側面部分の一部とを構成する板状部材である。機械室側前板55は、その送風機室S1側の端部が送風機室側前板54の機械室S2側の端部に固定され、その背面側の端部が機械室側側板53の前面側の端部に固定されている。
 天板56は、ユニットケーシング50の天面部分を構成する板状部材である。天板56は、送風機室側板52や機械室側側板53、送風機室側前板54に固定されている。
 仕切板57は、底板51上に配置される鉛直方向に延びる板状部材である。仕切板57は、ユニットケーシング50の内部空間を左右に分割することによって、左側面寄りの送風機室S1と、右側面寄りの機械室S2とを形成している。仕切板57は、その下部が底板51に固定され、その前面側の端部が送風機室側前板54に固定され、その背面側の端部が室外熱交換器22の機械室S2側の端部に固定されている。
 室外ファン36は、送風機室S1内において、室外熱交換器23の前面側の位置に、吹出口54aに面するように配置されている。
 室外熱交換器23は、略L字形状の熱交換器パネルであり、送風機室S1内において、ユニットケーシング50の左側面及び背面に沿うように配置されている。
 圧縮機21は、縦型円筒形状の密閉式圧縮機であり、機械室S2内に配置されている。
 電装品ユニット70は、ユニットケーシング50の前面寄りに位置するように、機械室S2内に配置されている。電装品ユニット70は、室外ユニット2内の機器の制御等に使用される複数の電装品が設けられたユニットであり、室外側制御部20が設けられている。電装品ユニット70は、主として、プリント配線板71と、圧縮機用モータ21aへの電源供給に使用される後述の電源回路100を構成する被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106や室外側制御部20を含む複数の電装品とを有している。後述の被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106や室外側制御部20を含む複数の電装品は、プリント配線板71の主面71a(ここでは、室外ユニット2の前面側を向く面)に実装されている。
 冷媒ジャケット29は、ここでは、液冷媒管35のU字曲げされた部分の長手方向に沿う縦長形状の部材であり、プリント配線板71上に支持されている。冷媒ジャケット29は、上下方向に折り返すようにU字曲げされた液冷媒管35が装着された構造を有している。冷媒ジャケット29は、プリント配線板71の主面71aに実装された被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を前面側から覆うように配置されており、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106に熱的に接触している。
 尚、ここでは図示を省略するが、四路切換弁22や膨張弁26等の冷媒回路構成部品もユニットケーシング50内に配置されている。また、電源回路100や冷媒ジャケット29を含む電装品ユニット70の詳細な構成については、後述するものとする。
 (3)空気調和装置の基本動作
 次に、空気調和装置1の基本動作について、図1を用いて説明する。空気調和装置1は、基本動作として、冷媒ジャケット29による被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106の冷却を行いつつ、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。尚、冷房運転及び暖房運転は、制御部8によって行われる。
 <冷房運転>
 冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。
 冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。
 圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を通じて、室外熱交換器23に送られる。
 室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン36によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。
 室外熱交換器23において放熱した高圧の液冷媒は、冷媒ジャケット29に送られる。
 冷媒ジャケット29に送られた高圧の液冷媒は、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106と熱交換を行って加熱される。このとき、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106は、冷媒ジャケット29を流れる高圧の液冷媒の流量(すなわち、冷媒循環量)及び温度に応じて、冷却されることになる。
 冷媒ジャケット29において加熱された高圧の液冷媒は、膨張弁26に送られる。
 膨張弁26に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁26によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁26で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液側閉鎖弁27及び液冷媒連絡管5を通じて、室内熱交換器41に送られる。
 室内熱交換器41に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器41において、室内ファン42によって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。
 室内熱交換器41において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管6、ガス側閉鎖弁28及び四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
 <暖房運転>
 暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。
 冷媒回路10において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。
 圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22、ガス側閉鎖弁28及びガス冷媒連絡管6を通じて、室内熱交換器41に送られる。
 室内熱交換器41に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器41において、室内ファン42によって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。
 室内熱交換器41で放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管5及び液側閉鎖弁27を通じて、膨張弁26に送られる。
 膨張弁26に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁26によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁26で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒ジャケット29に送られる。
 冷媒ジャケット29に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106と熱交換を行って加熱される。このとき、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106は、冷媒ジャケット29を流れる低圧の気液二相状態の冷媒の流量(すなわち、冷媒循環量)及び温度に応じて、冷却されることになる。
 冷媒ジャケット29において加熱された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。
 室外熱交換器23に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23において、室外ファン36によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。
 室外熱交換器23で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁22を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
 (4)電源回路や冷媒ジャケットを含む電装品ユニットの構成
 次に、図2~図7を用いて、電源回路100や冷媒ジャケット29を含む電装品ユニット70の構成について説明する。ここで、図4は、電源回路100の概略構成図である。図5は、プリント配線板71の前面図である。図6は、冷媒ジャケット29の前面図である。図7は、図6のI-I断面図である。
 上記のように、電装品ユニット70は、主として、プリント配線板71と、圧縮機用モータ21aへの電源供給に使用される電源回路100を構成する被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106や室外側制御部20を含む複数の電装品とを有している。そして、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106や室外側制御部20を含む複数の電装品は、プリント配線板70の主面71a(ここでは、室外ユニット2の前面側を向く面)に実装されている。
 まず、プリント配線板71及び実装される複数の電装品の構成について詳細に説明する。プリント配線板71は、ユニットケーシング50の一部(ここでは、機械室側前板55)を取り外すことにより現れる開口側に向いた主面(前面)71aを有しており、この主面71aに複数の電装品が実装されている。プリント配線板71は、上下方向に平行な姿勢で機械室S2内に配置されている。尚、プリント配線板71は、厳密に上下方向に平行な姿勢に配置されるものに限定されず、上下方向に対して多少傾斜した姿勢で配置されていてもよい。
 複数の電装品は、強電部品群と弱電部品群とを含んでいる。強電部品群には、動力制御や電力変換などを行うための動力系の複数の電装品が含まれている。具体的には、強電部品群には、圧縮機用モータ21aへの電源供給に使用される電源回路100を構成する電装品などが含まれている。弱電部品群には、スイッチやコネクタ等の操作素子やLED等の表示素子のような通信系、信号系の複数の電装品が含まれている。具体的には、弱電部品群には、各種設定を行うためのサービススイッチ108や、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等からなる室外側制御部20などが含まれている。
 電源回路100は、圧縮機用モータ21aへの電源供給に使用される電気回路である。尚、ここでは、電源回路100として、圧縮機用モータ21aのための電源回路をプリント配線板71に実装した構成について説明する。尚、ここでは図示しないが、室外ユニット2は、室外ファン用モータ36aへの電源供給に使用される電源回路も有している。しかし、その構成は、以下に説明する圧縮機用モータ21aのための電源回路100と同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、室外ファン用モータ36aのための電源回路をプリント配線板71に実装する場合には、圧縮機用モータ21aのための電源回路100を構成する電装品と同様に、プリント配線板71の主面71aに実装することが好ましい。
 電源回路100は、主として、入力線部102と、整流回路103と、力率改善回路104と、平滑コンデンサ105a~105cと、インバータ回路106と、出力線部107とを有している。
 入力線部102は、商用電源などの電源101から単相の交流電源が入力される端子部である。
 整流回路103は、入力線部102に接続されており、入力線部102を通じて入力された交流電圧を直流電圧に整流する回路部である。整流回路103は、主として、発熱が大きいダイオードブリッジなどを有しており、冷却が必要な被冷却素子を構成している。
 力率改善回路104は、整流回路103と平滑コンデンサ105a~105cとの間に接続されており、電源回路100の力率、すなわち、電源101から入力される電力のうち実際に負荷(ここでは、圧縮機用モータ21a)で使用される有効な電力を改善するための回路である。力率改善回路104は、主として、互いが並列に接続される複数(ここでは、3つ)のリアクトル141a~141cと、各リアクトル141a~141cに接続されたダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cとを有している。複数のリアクトル141a~141cは、整流回路103の出力端から複数(ここでは、3つ)に分岐した回路部にそれぞれ接続されている。ダイオード142a~142cはそれぞれ、対応するリアクトル141a~141cと直列に接続されている。スイッチング素子143a~143cは、ゲートバイポーラトランジスタなどからなり、対応するリアクトル141a~141cと対応するダイオード142a~142cとの間から分岐した回路部にそれぞれ接続されている。力率改善回路104は、発熱が大きいダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cを有しており、これらは冷却が必要な被冷却素子を構成している。尚、ここでは、力率改善回路104は、リアクトル、ダイオード及びスイッチング素子の組を3つ有する構成になっているが、これに限定されるものではなく、リアクトル、ダイオード及びスイッチング素子の組を2つ有する構成やリアクトル、ダイオード及びスイッチング素子の組を4つ以上有する構成であってもよい。
 平滑コンデンサ105a~105cは、力率改善回路104とインバータ回路106との間に接続されており、力率改善回路104を介して入力される直流電圧を平滑する素子である。尚、ここでは、平滑コンデンサ105a~105cは、3つあるが、これに限定されるものではなく、平滑コンデンサの数は、2つ以下であってもよいし、4つ以上であってもよい。
 インバータ回路106は、平滑コンデンサ105a~105cと出力線部107との間に接続されており、平滑コンデンサ105a~105cで平滑された直流電圧を所望の三相の駆動電流に変換する回路部である。インバータ回路106は、ゲートバイポーラトランジスタなどのスイッチング素子を有しており、冷却が必要な被冷却素子を構成している。
 出力線部107は、インバータ回路106から出力された駆動電流を圧縮機用モータ21aに出力するための端子部である。
 そして、電源回路100は、室外側制御部20によって、力率改善回路104及びインバータ回路106を構成するスイッチング素子などが制御されて、圧縮機用モータ21aに出力される駆動電流が調節されるようになっている。
 このように、ここでは、電源回路100が力率改善回路104を有するインターリーブ型の電源回路を構成している。そして、この力率改善回路104は、複数(ここでは、3つ)のリアクトル141a~141cと、各リアクトル141a~141cに接続された被冷却素子としてのダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cとを有している。また、電源回路100は、被冷却素子として、整流回路103及びインバータ回路106も有している。
 次に、プリント配線板71に実装される複数の電装品の配置について詳細に説明する。プリント配線板71の主面71aにおいて、強電部品群は、概ね右部寄りの領域に配置されており、弱電部品群は、概ね左部寄りの領域に配置されている。このように、強電部品群と弱電部品群とを分けて配置することによって、弱電部品が強電部品から悪影響を受けにくくなっている。尚、ここでは、弱電部品群を概ね左部寄りの領域に強電部品を概ね右部寄りの領域に配置しているが、これに限定されるものではなく、左右逆であってもよいし、上下に領域を分けるなど他の分け方であってもよい。
 弱電部品群を構成する電装品については、ここでは、室外側制御部20がプリント配線板71の左寄りの下部に配置され、サービススイッチ108がプリント配線板71の左寄りの上部に配置されている。尚、サービススイッチ108は、上縁部に配置されているため、サービス時の作業性に優れている。
 強電部品群を構成する電装品については、入力線部102がプリント配線板71の右寄りの上部に配置されている。
 整流回路103は、プリント配線板71の右寄りの上部に配置されている。ここでは、整流回路103は、入力線部102の概ね下側の位置に配置されている。
 力率改善回路104は、プリント配線板71の上下方向及び左右方向の中央部付近に配置されている。ここでは、力率改善回路104は、整流回路103の概ね下側の位置に配置されている。そして、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cは、整流回路103の真下の位置に配置されており、リアクトル141a~141cがダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cの直ぐ左側の位置に配置されている。このように、ここでは、プリント配線板71の主面71aに、他の強電部品群とともにリアクトル141a~141cも実装されていることになる。また、ダイオード142a~142cは、上下方向に順に並んで配置されており、各ダイオード142a~142cの直ぐ下側の位置には、対応するスイッチング素子143a~143cが配置されている。さらに、リアクトル141a~141cも、対応するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cの組の概ね左側の位置にそれぞれ配置されている。これにより、リアクトル141a~141cは、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cの近傍に配置されていることになる。
 平滑コンデンサ105a~105cは、プリント配線板71の右寄りの上下方向の中央部付近に配置されている。力率改善回路104の真右の位置に配置されている。ここでは、平滑コンデンサ105a~105cは、上下方向に並んで配置されている。これにより、ここでは、リアクトル141a~141cが、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cを挟んで平滑コンデンサ105a~105cと反対側に配置されていることになる。すなわち、力率改善回路104を構成するリアクトル141a~141c、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c、平滑コンデンサ105a~105cが電源供給経路の順に配置されていることになる。
 インバータ回路106は、プリント配線板71の右寄りの下部に配置されている。インバータ回路106は、力率改善回路104の概ね下側の位置に配置されており、より具体的には、ダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c(ここでは、最下側の位置に配置されたスイッチング素子143c)の直ぐ下側の位置に配置されている。これにより、ここでは、プリント配線板71の主面71aにおいて、電源回路100を構成する被冷却素子である整流回路103、力率改善回路104のダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c、インバータ回路106が、一方向(ここでは上下方向)に沿って順に一列に並んでいることになる。すなわち、電源回路100を構成する被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106は、電源回路100の電源供給経路に合わせた順にプリント配線板71の主面71aに配置されていることになる。しかも、ここでは、入力線部102が整流回路103の概ね上側の位置に配置されているため、入力線部102も含めて、電源回路100の電源供給経路に合わせた順にプリント配線板71の主面71aに配置されていることになる。
 出力線部107は、プリント配線板71の右寄りの下部付近に配置されている。ここで出力線部107は、インバータ回路106の直ぐ右側の位置に配置されている。
 次に、プリント配線板71の主面71aに実装された被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却する冷媒ジャケット29の構成について詳細に説明する。冷媒ジャケット29は、主として、冷媒冷却部材80と蓋部材90とを有している。
 冷媒冷却部材80は、冷媒回路10を構成する冷媒管(ここでは、液冷媒管35)が嵌合する溝部81が形成されており、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106と熱的に接触する縦長形状の金属製の部材である。冷媒冷却部材80は、その背面がプリント配線板71に実装された被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106の前面側に接触するように配置されている。すなわち、ここでは、冷媒冷却部材80を含む冷媒ジャケット29は、リアクトル141a~141cと平滑コンデンサ105a~105cとの左右方向間に配置されている。冷媒冷却部材80は、支持部材76を介してプリント配線板71上に支持されている。ここで、支持部材76は、冷媒冷却部材80の上端及び下端に嵌合やネジ止め等によって固定された部材である。尚、支持部材76は、冷媒冷却部材80と一体に形成されていてもよい。冷媒冷却部材80の前面には、1対の溝部81が形成されている。1対の溝部81は、液冷媒管35の直管部に沿って上下方向に延びている。溝部81は、その断面が略円弧状に形成されており、液冷媒管35の外周面の一部が嵌合するようになっている。液冷媒管35と溝部81との間には、熱伝導を促進するためのグリスが塗布されている。1対の溝部81の左右方向間には、溝部81と概ね平行に上下方向に延びる中間部82が形成されている。そして、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106は、素子固定ネジ83を用いて、冷媒冷却部材80の背面にネジ止め固定されている。尚、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106の冷媒冷却部材80への固定方法は、ネジ止めに限定されるものではなく、また、熱的に接触していればよいため、必ずしも被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106が冷媒冷却部材80に固定されていなくてもよい。
 蓋部材90は、冷媒管(ここでは、液冷媒管35)が溝部81に嵌合した状態の冷媒冷却部材80に被せられる縦長形状の金属製の部材である。蓋部材90は、冷媒冷却部材80に対向して配置されている。蓋部材90は、冷媒冷却部材80の1対の溝部81に跨っている。蓋部材90の左右方向の中央部分には、冷媒冷却部材80の中間部82に対向する取付部91が形成されている。蓋部材90は、液冷媒管35が溝部81に嵌合した状態の冷媒冷却部材80に被せられ、そして、取付部91の位置において、複数(ここでは、2つ)の蓋固定ネジ92を用いて、冷媒冷却部材80の中間部82にネジ止め固定されている。尚、蓋固定ネジ92の個数は、2つに限定されるものではなく、1つでもよいし、3つ以上であってもよい。また、蓋部材90を冷媒冷却部材80にネジ止め固定する位置も左右方向の中央部分に限定されるものではない。さらに、蓋部材90の冷媒冷却部材80への固定方法も、ネジ止めに限られるものではない。
 以上のような構成を有する冷媒ジャケット29によって、プリント配線板71の主面71aに上下方向に並んで配置・実装された被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106が冷却されるようになっている。
 (5)空気調和装置の特徴
 本実施形態の空気調和装置1には、以下のような特徴がある。
 <A>
 ここでは、上記のように、従来の冷媒ジャケットで被冷却素子を冷却する構成とは異なり、プリント配線板71の一方の主面71aに、他の強電部品とともにリアクトル141a~141cを実装するようにしている。このため、リアクトル141a~141cを接続するためのハーネスがなくすことができる。
 これにより、ここでは、プリント配線板71上の配線パターンが複雑化することを抑えて、干渉ノイズの低減を図ることができる。そして、このことは、プリント配線板71の小型化やコストダウンにも寄与することになり、高性能なプリント配線板71上の部品配置を実現することができる。
 <B>
 ここでは、上記のように、電源回路100として、インターリーブ型の電源回路を採用している。このインターリーブ型の電源回路100では、整流回路103、力率改善回路104及びインバータ回路106を有しており、これらの回路103、104、106は、整流回路103、力率改善回路104、インバータ回路106という電源供給経路の順に接続されている。これらの回路103、104、106には、ダイオードやスイッチング素子などの被冷却素子が含まれている。
 そして、ここでは、上記のように、これらの回路103、104、106に含まれる被冷却素子を電源供給経路に合わせた順、すなわち、整流回路103、力率改善回路104を構成する被冷却素子(ダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c)、インバータ回路106の順に配置するようにしている。
 これにより、ここでは、部品点数の多いインターリーブ型の電源回路100を採用する場合にもかかわらず、プリント配線板71上の配線パターンが複雑化することを抑えることができる。具体的には、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106が上下方向にまとめて並べられているため、整流回路103、力率改善回路104及びインバータ回路106を接続する配線パターンを電源供給経路の順に合わせて極力短い距離で設けることができる。また、ここでは、入力線部102が整流回路103の直ぐ上側に配置されているため、入力線部102から整流回路103までの配線パターンも含めて、配線パターンを電源供給経路の順に合わせて極力短い距離で設けることができる。さらに、ここでは、出力線部107がインバータ回路106の直ぐ右側に配置されているため、インバータ回路106から出力線部107までの配線パターンも含めて、配線パターンを電源供給経路の順に合わせて極力短い距離で設けることができる。そして、このことは、プリント配線板71の小型化にも寄与することになる。
 <C>
 また、インターリーブ型の電源回路100では、力率改善回路104とインバータ回路106との間に平滑コンデンサ105a~105cが接続されており、力率改善回路104は、複数のリアクトル141a~141cのそれぞれにダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cが接続された構成を有している。平滑コンデンサ105a~105cを含むこれらの部品は、リアクトル141a~141c、ダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c、平滑コンデンサ105a~105cという電源供給経路の順に接続されている。
 そして、ここでは、上記のように、リアクトル141a~141cを、ダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cを挟んで平滑コンデンサ105a~105cと反対側に配置するようにしている。ここでは、リアクトル141a~141cの右側にダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cを配置し、さらに右側に平滑コンデンサ105a~105cを配置するようにしている。すなわち、力率改善回路104を構成するリアクトル141a~141c、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c、平滑コンデンサ105a~105cを電源供給経路の順に配置するようにしている。
 また、ここでは、上記のように、リアクトル141a~141cを、ダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cを挟んで平滑コンデンサ105a~105cと反対側に配置することに加えて、リアクトル141a~141cを、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cの近傍に配置するようにしている。具体的には、リアクトル141a~141cを、ダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143cの直ぐ左側に配置するようにしている。
 これにより、ここでは、部品点数の多いインターリーブ型の電源回路100を採用する場合において、プリント配線板71上の配線パターンが複雑化することをさらに抑えることができる。具体的には、力率改善回路104を構成するリアクトル141a~141c、力率改善回路104を構成するダイオード142a~142c及びスイッチング素子143a~143c、平滑コンデンサ105a~105cが左右方向にまとめて並べられているため、力率改善回路104及び平滑コンデンサ105a~105cを接続する配線パターンを電源供給経路の順に合わせて極力短い距離で設けることができる。そして、このことは、プリント配線板71のさらなる小型化にも寄与することになる。
 <D>
 特に、ここでは、上記のように、冷媒ジャケット29のような大きな部品をプリント配線板71に取り付けているため、被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷媒ジャケット29の位置に集中して配置する必要があり、強電部品を接続する配線パターンの配置の制約が非常に大きい。
 しかし、上記<A>~<C>のようなリアクトル141a~141cの配置を含めた強電部品群の配置を工夫することで、冷媒ジャケット29による被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106冷却効果を十分に得ながら、プリント配線板71上の配線パターンが複雑化することを抑えて、干渉ノイズの低減を図ることができる。
 <E>
 また、ここでは、上記のように、出力線部107が入力線部102と上下方向に離れた位置に配置されている。このように入力線部102と出力線部107とを分離することによって干渉ノイズ低減効果を高めることができる。また、ここでは、入力線部102が、プリント配線板71の上端部付近に配置されており、出力線部97が、プリント配線板71の下端部付近に配置されている。これにより、製造ラインにおいて、入力線部102及び出力線部107に他の配線を接続する作業などの作業効率が向上する。
 (6)変形例
 <A>
 上記実施形態では、冷凍装置として室外ユニット2と室内ユニット4とを接続することによって構成される形式の空気調和装置1を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の形式の冷凍装置であってもよい。
 <B>
 上記実施形態では、プリント配線板71の主面71aが室外ユニット2の前面側を向く場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、電装品ユニット70の構造や室外ユニット2内における電装品ユニット70の配置に応じて、左右面側や上面側などの他の方向を向いていてもよい。
 <C>
 上記実施形態では、冷媒ジャケット29に対して、リアクトル141a~141cが左側に、平滑コンデンサ105a~105cが右側に配置されているが、これに限定されるものではなく、冷媒ジャケットに対して、リアクトル141a~141cが右側に、平滑コンデンサ105a~105cが左側に配置されていてもよい。
 <D>
 上記実施形態では、電源回路としてインターリーブ型の電源回路100を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、リアクトルと冷却が必要な被冷却素子とを含む強電部品群を備えた他のDC-DCコンバータ回路など種々の電源回路に適用可能である。
 <E>
 上記実施形態の冷媒ジャケット29は、室外ユニット2内において、縦長の形状であるが、これに限定されるものではなく、横長の形状であってもよい。
 <F>
 上記実施形態の冷媒ジャケット29は、液冷媒管35を流れる冷媒によって被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却するものであるが、これに限定されるものではなく、冷媒回路10の他の冷媒管を流れる冷媒によって被冷却素子103、142a~142c、143a~143c、106を冷却するものであってもよい。
 本発明は、冷媒回路を流れる冷媒によって被冷却素子を冷却する冷媒ジャケットを備えた冷凍装置に対して、広く適用可能である。
 1         空気調和装置(冷凍装置)
 10        冷媒回路
 29        冷媒ジャケット
 71        プリント配線板
 71a       主面
 100       電源回路
 103       整流回路(被冷却素子)
 104       力率改善回路
 105a~105c 平滑コンデンサ
 141a~141c リアクトル
 142a~142c ダイオード(被冷却素子)
 143a~143c スイッチング素子(被冷却素子)
 106       インバータ回路
特開2013-224785号公報

Claims (4)

  1.  冷媒回路(10)を有する冷凍装置であって、
     リアクトル(141a~141c)と冷却が必要な被冷却素子(103、142a~142c、143a~143c、106)とを含む強電部品群と、
     弱電部品群と、
     プリント配線板(71)と、
     前記冷媒回路を流れる冷媒によって前記被冷却素子を冷却する冷媒ジャケット(29)と、
    を備え、
     前記プリント配線板の一方の主面(71a)に、前記リアクトルを含む前記強電部品群及び前記弱電部品群が実装されている、
    冷凍装置(1)。
  2.  前記強電部品群は、インターリーブ型の電源回路(100)を構成しており、
     前記電源回路を構成する前記被冷却素子(103、142a~142c、143a~143c、106)は、前記電源回路の電源供給経路に合わせた順に配置されている、
    請求項1に記載の冷凍装置(1)。
  3.  前記リアクトル(141a~141c)は、複数あり、
     前記電源回路は、整流回路(103)、力率改善回路(104)、平滑コンデンサ(105a~105c)、及び、インバータ回路(106)を有しており、
     前記力率改善回路は、互いが並列に接続される前記複数のリアクトルと、前記各リアクトルに接続された前記被冷却素子としてのダイオード(142a~142c)及びスイッチング素子(143a~143c)とを有しており、
     前記リアクトルは、前記力率改善回路を構成する前記ダイオード及び前記スイッチング素子を挟んで平滑コンデンサと反対側に配置されている、
    請求項2に記載の冷凍装置(1)。
  4.  前記リアクトル(141a~141c)は、前記力率改善回路(104)を構成する前記ダイオード(142a~142c)及び前記スイッチング素子(143a~143c)の近傍に配置されている、
    請求項3に記載の冷凍装置(1)。
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