WO2022249452A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2022249452A1
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heat exchanger
refrigeration cycle
pump
cooling unit
condensed water
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宗希 石山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/42—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger characterised by the use of the condensate, e.g. for enhanced cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-257601 includes an electronic device that controls a refrigerant circuit, and performs heat exchange between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit and the electronic device to cool the electronic device.
  • An air conditioner is disclosed.
  • the air conditioner disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-257601 extends a pipe from an indoor heat exchanger to a compressor, and cools electronic equipment with refrigerant flowing through the pipe. For this reason, when the coolant is in a gas-liquid two-phase state, dew condensation is likely to occur in the electronic device. Furthermore, the increased pressure loss in the extended piping may reduce the performance of the refrigeration cycle. As a result, in the air conditioner disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-257601, there is a risk that the reliability of the electronic equipment and the entire apparatus will be lowered.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a refrigeration cycle device that dissipates heat from a control device without reducing reliability as much as possible.
  • a refrigeration cycle device includes a refrigerant circuit, a control device, a storage section, a cooling section, and a first pump.
  • the refrigerant circuit includes a compressor, a first heat exchanger, an expansion device, and a second heat exchanger and is configured to circulate refrigerant.
  • a controller is formed on the substrate and controls the refrigerant circuit.
  • the cooling unit cools the substrate.
  • the reservoir stores water condensed on the surface of the heat exchanger that functions as an evaporator.
  • the first pump supplies the water stored in the storage section to the cooling section.
  • the refrigeration cycle device can cool the substrate on which the control device is formed by supplying the cooling unit with water that condenses on the surface of the heat exchanger that functions as an evaporator. As a result, the refrigeration cycle device can dissipate heat from the control device without deteriorating reliability as much as possible.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1;
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3;
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3;
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 4;
  • FIG. 11 is a flow chart for explaining control of a control device in a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 4;
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 5;
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 6;
  • 14 is a flow chart for explaining control of a control device in a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 6.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 7;
  • FIG. 11 is a ph diagram of a refrigeration cycle in a refrigeration cycle device according to Embodiment 7;
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 8;
  • FIG. 11 is a ph diagram of a refrigeration cycle in a refrigeration cycle device according to Embodiment 8;
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle apparatus 11 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 functionally shows the connection relationship and arrangement configuration of each device in the refrigeration cycle apparatus 11, and does not necessarily show the arrangement in a physical space.
  • the refrigeration cycle device 11 includes a refrigerant circuit 20 that circulates refrigerant and a control device 100 that controls the refrigerant circuit 20 .
  • the refrigerant circuit 20 includes a compressor 1, a first heat exchanger 2, an expansion device 3, a second heat exchanger 4, and a plurality of pipes 71-74.
  • the discharge port 1b of the compressor 1 and the first heat exchanger 2 are connected by a pipe 71.
  • the first heat exchanger 2 and the expansion device 3 are connected by a pipe 72 .
  • the expansion device 3 and the second heat exchanger 4 are connected by a pipe 73 .
  • the second heat exchanger 4 and the suction port 1 a of the compressor 1 are connected by a pipe 74 .
  • the compressor 1 sucks in the low-temperature, low-pressure gas refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4, and compresses the sucked gas refrigerant to increase the pressure of the gas refrigerant.
  • the compressor 1 discharges the high-temperature and high-pressure gas refrigerant obtained by compression to the first heat exchanger 2 .
  • the compressor 1 is configured to operate, stop, and change the rotational speed during operation according to a control signal from the control device 100 .
  • the control device 100 performs inverter control on the compressor 1 and arbitrarily changes the drive frequency of the compressor 1 .
  • the compressor 1 changes its rotation speed according to the change in drive frequency under the inverter control of the control device 100, thereby adjusting the circulation amount of the discharged refrigerant.
  • Various types can be adopted as the compressor 1 , for example, a scroll type, a rotary type, a screw type, etc. can be adopted as the compressor 1 .
  • the first heat exchanger 2 works as a condenser.
  • the first heat exchanger 2 heat-exchanges the high-temperature, high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the compressor 1 with the outside air sucked in from the outside.
  • the gas refrigerant that has released heat to the outside air through this heat exchange is condensed inside the first heat exchanger 2 to change into a high-temperature, high-pressure liquid refrigerant.
  • a fan 21 is attached to the first heat exchanger 2 to send outside air in order to increase the efficiency of heat exchange.
  • the fan 21 supplies the first heat exchanger 2 with outside air for the refrigerant to exchange heat in the first heat exchanger 2 .
  • the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant obtained by the first heat exchanger 2 flows out to the expansion device 3 .
  • the expansion device 3 reduces the pressure of the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 2 .
  • the low-temperature, low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant obtained by the pressure reduction in the expansion device 3 flows out to the second heat exchanger 4 .
  • the second heat exchanger 4 works as an evaporator.
  • the second heat exchanger 4 exchanges heat between the low-temperature, low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the expansion device 3 and the air or water sucked from the air-conditioned space.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that absorbs heat from the air through this heat exchange evaporates inside the second heat exchanger 4 to change into a low-temperature, low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature, low-pressure gas refrigerant obtained by the second heat exchanger 4 flows out to the compressor 1 .
  • the compressor 1, the first heat exchanger 2, the expansion device 3, and the second heat exchanger 4 are connected in order via the pipes 71 to 74.
  • the first heat exchanger 2 is a high-pressure side heat exchanger
  • the second heat exchanger 4 is a low-pressure side heat exchanger.
  • the coolant circulates through a path formed by connecting these components in a ring.
  • the control device 100 is formed on a substrate 100a and includes a processor 101 and a memory 102 as a storage medium.
  • the controller 100 can communicate with each component of the refrigerant circuit 20 to control each component of the refrigerant circuit 20 .
  • the processor 101 is a computing entity that controls each configuration of the refrigerant circuit 20 by executing various programs.
  • the processor 101 is composed of, for example, at least one of a CPU (central processing unit) and an FPGA (field programmable gate array).
  • the processor 101 may be configured with a processing circuit such as an ASIC (application specific integrated circuit).
  • the memory 102 is composed of volatile memory such as DRAM (dynamic random access memory) and SRAM (static random access memory), or non-volatile memory such as ROM (read only memory).
  • Memory 102 may include a solid state drive (SSD) or hard disk drive (HDD).
  • the memory 102 stores various programs in which processing procedures of the processor 101 are described.
  • Processor 101 controls each component of refrigerant circuit 20 by executing a program stored in memory 102 .
  • the processing by the control device 100 is not limited to software processing by a computer, and may be realized by hardware processing by an electronic circuit. Also, the processing by the control device 100 may be realized by a combination of software processing and hardware processing.
  • the control device 100 drives each actuator such as the compressor 1, but the temperature of the substrate 100a of the control device 100 may rise excessively during the driving.
  • a reference temperature is set in advance in the control device 100, and the temperature of the substrate 100a must be maintained below the reference temperature in order to ensure reliability.
  • a generally known technique is to dissipate heat from the substrate 100a by installing a heat sink on the substrate 100a.
  • the temperature of the substrate 100a can rise the most in a cooling operation state in which the drive frequency of the compressor 1 is maximized when the outside air is at a high temperature.
  • a heat sink as large as possible must be installed.
  • the larger the heat sink the greater the weight of the substrate 100a and the greater the force required to hold the substrate 100a.
  • a space for housing a large-sized heat sink is required, and the structure of the refrigerating cycle device 11 becomes complicated. Installation of the heat sink may also reduce the performance of the refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle apparatus 11 supplies the cooling unit 5 with water that condenses on the surface of the second heat exchanger 4 that functions as an evaporator (hereinafter also referred to as “condensed water”). , are configured to cool the substrate 100a.
  • the refrigeration cycle device 11 further includes a storage section 9, a first pump 7, a cooling section 5, and pipes 75 to 77.
  • the reservoir 9 and the suction port 7a of the first pump 7 are connected by a pipe 75.
  • the discharge port 7 b of the first pump 7 and one side of the cooling section 5 are connected by a pipe 76 .
  • the other side of the cooling section 5 is connected to the outside by a pipe 77 .
  • the reservoir 9 is installed below the second heat exchanger 4 .
  • the temperature of the substrate 100a can rise the most in the cooling operation state in which the driving frequency of the compressor 1 is maximized when the outside air is at a high temperature.
  • condensed water drain water
  • the surface of the second heat exchanger 4 that functions as an evaporator.
  • the dry-bulb temperature of outside air is 52° C. and the relative humidity is 80% during cooling operation
  • about 220 ml/min of condensed water is generated from a refrigeration cycle device equivalent to 4 horsepower.
  • Condensed water generated from the second heat exchanger 4 falls toward the reservoir 9 due to gravity and is stored by the reservoir 9 .
  • the storage part 9 may have any shape as long as it stores the condensed water.
  • the reservoir 9 may have a dish-like shape like a drain pan, a tank-like shape like a drain tank, or other shapes such as a bag and a bottle. may have
  • the first pump 7 sucks the condensed water stored in the storage portion 9 and discharges the sucked condensed water to the cooling portion 5 .
  • the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7 may be fixed at a constant amount, or may be variable under the control of the control device 100 .
  • the first pump 7 may have any structure, such as a non-positive displacement pump such as a centrifugal pump and a positive displacement pump such as a reciprocating pump.
  • the first pump 7 is not limited to being controlled by the control device 100 and may be controlled by a control device other than the control device 100 .
  • the cooling unit 5 is configured to exchange heat between the condensed water supplied from the first pump 7 and the substrate 100 a of the control device 100 . By such heat exchange, the cooling unit 5 cools the substrate 100a. The condensed water heat-exchanged by the cooling unit 5 is discharged to the outside through the pipe 77 .
  • the reservoir 9 stores the condensed water generated from the second heat exchanger 4 that functions as an evaporator.
  • the condensed water stored by the storage section 9 is supplied to the cooling section 5 by the first pump 7 .
  • the cooling unit 5 heat is exchanged between the condensed water supplied from the first pump 7 and the substrate 100a of the control device 100, and the substrate 100a is cooled by such heat exchange.
  • the refrigeration cycle device 11 supplies the condensed water generated from the second heat exchanger 4 to the cooling unit 5 by the first pump 7, thereby cooling the substrate 100a on which the control device 100 is formed. can be done. This eliminates the need to install a heat sink on the substrate 100a. Furthermore, since the refrigerating cycle device 11 does not cool the substrate 100a with the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 20, there is no risk of deterioration in the performance of the refrigerating cycle. Therefore, the refrigerating cycle device 11 can dissipate heat from the control device 100 without deteriorating the reliability of the control device 100 and the refrigerating cycle device 11 as a whole.
  • the refrigerating cycle apparatus 11 supplies the condensed water generated from the second heat exchanger 4 to the cooling unit 5 by the first pump 7, a sufficient amount of condensed water necessary for cooling the substrate 100a is supplied. It can be supplied to the cooling unit 5 .
  • Embodiment 2 A refrigeration cycle apparatus 12 according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. Only parts of the refrigerating cycle device 12 that differ from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the refrigeration cycle device 12 according to Embodiment 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the refrigeration cycle device 12 further includes a first temperature sensor 111 that measures the temperature of the substrate 100a.
  • the first temperature sensor 111 measures the temperature of the substrate 100a and outputs the measured value T1 to the control device 100.
  • the controller 100 controls the first pump 7 based on the measured value T ⁇ b>1 of the first temperature sensor 111 to change the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7 .
  • FIG. 3 is a flow chart for explaining the control of the control device 100 in the refrigeration cycle device 12 according to Embodiment 2.
  • the control device 100 executes the processing of the flowchart shown in FIG. 3 by executing the control program stored in the memory 102 .
  • the processing of this flowchart is called and executed by the main control routine of the refrigeration cycle device 12 at regular intervals.
  • "S" is used as an abbreviation for "STEP".
  • the control device 100 determines whether or not the refrigeration cycle device 12 is in operation (S1). If the refrigeration cycle device 12 is not in operation (NO in S1), the control device 100 returns control to the main control routine.
  • the control device 100 acquires the measured value T1 from the first temperature sensor 111 (S2).
  • the control device 100 determines whether or not the measured value T1 is greater than or equal to the first reference value (S3).
  • the first reference value is the temperature at which normal operation of control device 100 is guaranteed.
  • the refrigerating cycle device 12 controls the first pump 7 so that the temperature of the substrate 100a measured by the first temperature sensor 111 is less than the first reference value, thereby reducing the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5. to adjust.
  • the control device 100 controls the first pump 7 to increase the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5. (S4).
  • the control device 100 starts supplying the condensed water to the cooling unit 5 by starting the operation of the first pump 7 (S4).
  • the control device 100 controls the first pump 7 to reduce the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 (S5).
  • the control device 100 stops the supply of condensed water to the cooling unit 5 by stopping the operation of the first pump 7 (S5).
  • control device 100 After executing the process of S4 or S5, the control device 100 returns control to the main control routine.
  • the refrigeration cycle apparatus 12 increases the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 so that the temperature of the substrate 100a reaches the first reference value.
  • the temperature of the substrate 100a can be adjusted to be less than the value.
  • the refrigerating cycle device 12 reduces the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5, so that the condensed water stored in the storage unit 9 is removed unnecessarily. use can be prevented.
  • the refrigerating cycle device 12 stops the operation of the first pump 7, so that heat is generated by heat exchange or natural convection between the air and the substrate 100a.
  • the power consumption of the first pump 7 can be suppressed by cooling the substrate 100a by the replacement.
  • Embodiment 3 A refrigeration cycle apparatus 13 according to Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. Only parts of the refrigerating cycle device 13 that differ from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described below.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the configuration of the refrigeration cycle device 13 according to Embodiment 3.
  • FIG. As shown in FIGS. 4 and 5 , the refrigeration cycle device 13 further includes a four-way valve 30 , piping 310 , piping 320 , piping 330 and piping 340 .
  • the four-way valve 30 has ports 31 to 34.
  • the port 31 and the suction port 1 a of the compressor 1 are connected by a pipe 310 .
  • a pipe 320 connects the port 32 and the second heat exchanger 4 .
  • the port 33 and the discharge port 1 b of the compressor 1 are connected by a pipe 330 .
  • a pipe 340 connects the port 34 and the first heat exchanger 2 .
  • the four-way valve 30 is controlled by the control device 100 to a first state in which the ports 31 and 32 are communicated and the ports 33 and 34 are communicated. As shown in FIG. 5, the four-way valve 30 is controlled by the control device 100 to a second state in which the ports 31 and 34 are communicated and the ports 32 and 33 are communicated.
  • the control device 100 causes the refrigerant to flow from the second heat exchanger 4 to the compressor 1 by controlling the four-way valve 30 to the first state as shown in FIG. That is, during cooling operation, the refrigerant circulates through the compressor 1, the first heat exchanger 2, the expansion device 3, and the second heat exchanger 4 in this order.
  • the control device 100 causes the refrigerant to flow from the compressor 1 to the second heat exchanger 4 by controlling the four-way valve 30 to the second state as shown in FIG. That is, during heating operation, the refrigerant circulates through the compressor 1, the second heat exchanger 4, the expansion device 3, and the first heat exchanger 2 in this order.
  • the refrigeration cycle device 13 controls the four-way valve 30 so that the communication state inside the four-way valve 30 is changed so that the suction port 1a of the compressor 1 communicates with the second heat exchanger 4 and the compressor 1 a first state in which the discharge port 1b of the compressor 1 communicates with the first heat exchanger 2; 4 and the second state communicating with 4.
  • the refrigeration cycle device 13 includes a first reservoir 91 installed below the first heat exchanger 2 and a It further comprises a second reservoir 92 that is installed. That is, in Embodiment 3, reservoir 9 according to Embodiment 1 includes first reservoir 91 and second reservoir 92 .
  • the refrigeration cycle device 13 further includes a pipe 78 .
  • the second reservoir 92 is connected to the suction port 7a of the first pump 7 by a pipe 75, like the reservoir 9 according to the first embodiment.
  • a branch point 41 is provided in the pipe 75 between the second reservoir 92 and the first pump 7 .
  • the first reservoir 91 is connected by a pipe 78 to a branch point 41 provided in the middle of the pipe 75 .
  • the four-way valve 30 is controlled to the first state and the second heat exchanger 4 works as an evaporator. Condensed water generated from the second heat exchanger 4 during cooling operation falls toward the second reservoir 92 due to gravity and is stored by the second reservoir 92 .
  • the first pump 7 sucks the condensed water stored in the second storage portion 92 and discharges the sucked condensed water to the cooling portion 5 .
  • the four-way valve 30 is controlled to the second state and the first heat exchanger 2 works as an evaporator. Condensed water generated from the first heat exchanger 2 in the heating operation falls toward the first storage portion 91 due to gravity and is stored by the first storage portion 91 .
  • the first pump 7 sucks the condensed water stored in the first storage portion 91 and discharges the sucked condensed water to the cooling portion 5 .
  • Each of the first storage part 91 and the second storage part 92 may have any shape as long as it stores the condensed water.
  • each of the first reservoir 91 and the second reservoir 92 may have a dish-like shape like a drain pan, or may have a tank-like shape like a drain tank. but may have other shapes such as bags and bottles.
  • the second storage section 92 stores the condensed water generated from the second heat exchanger 4 that functions as an evaporator during cooling operation.
  • the condensed water stored by the second storage section 92 is supplied to the cooling section 5 by the first pump 7 .
  • the cooling unit 5 heat is exchanged between the condensed water supplied from the first pump 7 and the substrate 100a of the control device 100, and the substrate 100a is cooled by such heat exchange.
  • the first reservoir 91 stores the condensed water generated from the first heat exchanger 2 that functions as an evaporator during the heating operation.
  • the condensed water stored by the first storage section 91 is supplied to the cooling section 5 by the first pump 7 .
  • the cooling unit 5 heat is exchanged between the condensed water supplied from the first pump 7 and the substrate 100a of the control device 100, and the substrate 100a is cooled by such heat exchange.
  • the refrigeration cycle device 13 supplies the condensed water generated from the heat exchanger that functions as an evaporator to the cooling unit 5 by the first pump 7 in both the cooling operation and the heating operation.
  • the substrate 100a on which 100 is formed can be cooled.
  • the refrigeration cycle device 13 can radiate heat from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 13 as a whole in both the cooling operation and the heating operation.
  • Embodiment 4 A refrigeration cycle apparatus 14 according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. Only parts of the refrigerating cycle device 14 that differ from the refrigerating cycle device 12 according to the second embodiment will be described below.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle device 14 according to Embodiment 4.
  • the refrigeration cycle device 14 further includes a drain pan 93 and a tank 94 as the reservoir 9 . That is, in the fourth embodiment, the storage section 9 according to the second embodiment includes the drain pan 93 and the tank 94 .
  • the refrigeration cycle device 14 further includes a pipe 75a and a pipe 75b.
  • the drain pan 93 stores the condensed water generated from the second heat exchanger 4 in the same manner as the storage section 9 according to the second embodiment.
  • a tank 94 is provided between the drain pan 93 and the first pump 7 and stores the condensed water flowing out of the drain pan 93 .
  • the tank 94 and the drain pan 93 are connected by a pipe 75a.
  • the tank 94 and the suction port 7a of the first pump 7 are connected by a pipe 75b.
  • an end portion 750a of the pipe 75a and an end portion 750b of the pipe 75b are connected in the tank 94.
  • the condensed water stored in the drain pan 93 flows through the pipe 75a and flows out to the tank 94 from the end 750a.
  • An end portion 750b of the pipe 75b is connected below the surface of the condensed water stored in the tank 94 .
  • the condensed water stored in the tank 94 is sucked up by the first pump 7 through the pipe 75 b and supplied to the cooling section 5 .
  • FIG. 7 is a flow chart for explaining the control of the control device 100 in the refrigeration cycle device 14 according to Embodiment 4.
  • the control device 100 executes the process of the flowchart shown in FIG. 7 by executing the control program stored in the memory 102 . The processing of this flowchart is called and executed by the main control routine of the refrigeration cycle device 14 at regular intervals.
  • "S" is used as an abbreviation for "STEP".
  • the control device 100 determines whether or not the refrigeration cycle device 14 is in operation (S11). If the refrigeration cycle device 14 is not in operation (NO in S11), the control device 100 returns control to the main control routine.
  • the control device 100 acquires the measured value T1 from the first temperature sensor 111 (S12).
  • the control device 100 determines whether or not the measured value T1 is greater than or equal to the first reference value (S13).
  • the first reference value is a threshold temperature at which normal operation of the control device 100 is guaranteed.
  • the refrigerating cycle device 14 controls the first pump 7 so that the temperature of the substrate 100a measured by the first temperature sensor 111 is less than the first reference value, thereby reducing the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5. to adjust.
  • the controller 100 controls the first pump 7 to increase the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5. (S14).
  • the control device 100 starts supplying condensed water to the cooling unit 5 by starting the operation of the first pump 7 (S14). Therefore, the first pump 7 supplies the condensed water stored in the tank 94 to the cooling section 5 .
  • the control device 100 controls the first pump 7 to reduce the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 (S15).
  • the control device 100 stops the supply of condensed water to the cooling unit 5 by stopping the operation of the first pump 7 after the operation for a certain period of time (S15). Therefore, the dew condensation water can be stored in the tank 94 again.
  • control device 100 After executing the process of S14 or S15, the control device 100 returns control to the main control routine.
  • the refrigeration cycle device 14 uses the condensed water stored in the tank 94 to increase the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 when the temperature of the substrate 100a is equal to or higher than the first reference value. By doing so, the temperature of the substrate 100a can be adjusted so that the temperature of the substrate 100a is less than the first reference value.
  • the refrigerating cycle device 14 reduces the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5, so that the condensed water is stored again in the tank 94 or the drain pan 93 , and the unneeded use of the condensed water stored in each of the tanks 94 can be prevented.
  • the refrigerating cycle apparatus 14 cools the substrate 100a using the condensed water stored in the tank 94 even during operation in which the second heat exchanger 4 is unlikely to generate the condensed water necessary for cooling the substrate 100a. Since it can be cooled, heat can be released from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 14 as a whole as much as possible.
  • Embodiment 5 A refrigeration cycle apparatus 15 according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG. Only parts of the refrigerating cycle device 15 that differ from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described below.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle device 15 according to Embodiment 5. As shown in FIG. As shown in FIG. 8 , the refrigeration cycle device 15 further includes a second pump 8 , piping 78 and piping 79 .
  • the second pump 8 is provided between the pipes 77 and 76 .
  • a branch point 42 is provided in the pipe 77 between the cooling unit 5 and the outside.
  • a branch point 43 is provided in the pipe 76 between the first pump 7 and the cooling unit 5 .
  • the branch point 42 and the suction port 8 a of the second pump 8 are connected by a pipe 78 .
  • the discharge port 8 b of the second pump 8 and the branch point 43 are connected by a pipe 79 .
  • the second pump 8 sucks the heat-exchanged condensed water flowing out of the cooling unit 5 through the pipes 77 and 78, and supplies the sucked condensed water to the cooling unit 5 again through the pipes 79 and 76. .
  • the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the second pump 8 may be fixed at a constant amount, or may be variable under the control of the control device 100 .
  • the second pump 8 may have any structure, such as a non-positive displacement pump such as a centrifugal pump and a positive displacement pump such as a reciprocating pump.
  • the second pump 8 is not limited to being controlled by the control device 100 and may be controlled by a control device other than the control device 100 .
  • the condensed water generated from the second heat exchanger 4 acting as an evaporator is supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7, and the supplied condensed water is used.
  • the substrate 100a is cooled by heat exchange. After that, the heat-exchanged condensed water flowing out of the cooling unit 5 is supplied to the cooling unit 5 again by the second pump 8 .
  • the refrigeration cycle device 15 circulates the heat-exchanged condensed water flowing out of the cooling unit 5 by the second pump 8, thereby reducing the condensed water generated from the second heat exchanger 4 a plurality of times. Heat can be exchanged between the water and the substrate 100a. As a result, the refrigeration cycle device 15 can efficiently cool the substrate 100a even during operation in which dew condensation water required for cooling the substrate 100a is unlikely to be generated from the second heat exchanger 4. It is possible to dissipate heat from the control device 100 without reducing the reliability of the device 100 and the refrigeration cycle device 15 as a whole as much as possible.
  • Embodiment 6 A refrigeration cycle apparatus 16 according to Embodiment 6 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. Only parts of the refrigerating cycle device 16 that differ from the refrigerating cycle device 15 according to the fifth embodiment will be described below.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle device 16 according to Embodiment 6. As shown in FIG. As shown in FIG. 9 , the refrigerating cycle device 16 further includes a second temperature sensor 112 that measures the temperature of the heat-exchanged condensed water flowing out of the cooling section 5 .
  • the second temperature sensor 112 measures the temperature of the condensed water flowing out of the cooling unit 5 and outputs the measured value T2 to the control device 100.
  • Control device 100 changes the amount of condensed water supplied to cooling unit 5 by controlling each of first pump 7 and second pump 8 based on measured value T2 of second temperature sensor 112 .
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the control of the control device 100 in the refrigeration cycle device 16 according to Embodiment 6.
  • the control device 100 executes the process of the flowchart shown in FIG. 10 by executing the control program stored in the memory 102 .
  • the processing of this flowchart is called and executed by the main control routine of the refrigeration cycle device 16 at regular intervals.
  • "S" is used as an abbreviation for "STEP".
  • the control device 100 determines whether or not the refrigeration cycle device 16 is in operation (S21). If the refrigeration cycle device 16 is not in operation (NO in S21), the control device 100 returns control to the main control routine.
  • the control device 100 acquires the measured value T2 from the second temperature sensor 112 (S22).
  • the control device 100 determines whether or not the measured value T2 is greater than or equal to the second reference value (S23).
  • the second reference value is a temperature at which a sufficient amount of heat can be exchanged between the condensed water supplied to the cooling unit 5 and the substrate 100a. That is, the second reference value is such that sufficient heat is generated between the condensed water supplied to the cooling unit 5 and the substrate 100a in order to set the temperature of the control device 100 to the temperature at which normal operation of the control device 100 is guaranteed. is the temperature at which the exchange takes place.
  • the refrigerating cycle device 16 controls each of the first pump 7 and the second pump 8 depending on whether the temperature of the condensed water measured by the second temperature sensor 112 is equal to or higher than the second reference value. , to adjust the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 .
  • the control device 100 controls each of the first pump 7 and the second pump 8 so that the first pump 7
  • the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 is made larger than the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the second pump 8 (S24). That is, when the temperature of the heat-exchanged condensed water that has flowed out of the cooling unit 5 is equal to or higher than the second reference value and thus it is not suitable for the heat exchange by the cooling unit 5 again, the control device 100 newly More condensed water generated from the second heat exchanger 4 is supplied than the condensed water that is reused multiple times.
  • the control device 100 controls each of the first pump 7 and the second pump 8 so that the second pump 8 supplies water to the cooling unit 5.
  • the amount of condensed water supplied is made larger than the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7 (S25). That is, if the temperature of the heat-exchanged condensed water that has flowed out of the cooling unit 5 is less than the second reference value and it is suitable for the heat exchange to be performed again by the cooling unit 5, the control device 100 performs the heat exchange a plurality of times. Condensed water that is reused over a period of time is supplied in a larger amount than newly generated condensed water from the second heat exchanger 4 .
  • control device 100 After executing the process of S24 or S25, the control device 100 returns control to the main control routine.
  • the refrigeration cycle device 16 reduces the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7 to the By increasing the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the 2-pump 8, the temperature difference between the condensed water supplied to the cooling unit 5 and the substrate 100a is reduced to between the cooling unit 5 and the substrate 100a. It is possible to maintain a temperature difference that allows sufficient heat exchange at As a result, the refrigeration cycle device 16 can radiate heat from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 11 as a whole as much as possible.
  • the refrigerating cycle device 16 reduces the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the second pump 8 to By increasing the amount of condensed water supplied to the unit 5, the condensed water newly generated from the second heat exchanger 4 is warmed by the condensed water that has been heat-exchanged, and then the warmed condensed water is cooled. 5 can be supplied. Thereby, the refrigerating cycle device 16 can prevent condensation from occurring on the substrate 100 a and the pipe 76 due to the temperature of the condensed water supplied to the cooling unit 5 .
  • Embodiment 7 A refrigeration cycle apparatus 17 according to Embodiment 7 will be described with reference to FIGS. 11 and 12 . Only parts of the refrigerating cycle device 17 that differ from the refrigerating cycle device 11 according to the first embodiment will be described below.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle device 17 according to Embodiment 7. As shown in FIG. As shown in FIG. 11 , the refrigeration cycle device 17 further includes a third heat exchanger 50, a pipe 72a, a pipe 72b, a pipe 80, and a pipe 81.
  • the third heat exchanger 50 is provided between the first heat exchanger 2 and the expansion device 3.
  • the third heat exchanger 50 has ports 51 to 54 .
  • the port 51 is connected to the port 52 but not connected to each of the other ports 53 and 54 .
  • Port 52 is connected to port 51 and is not connected to each of other ports 53 and 54 .
  • Port 53 is connected to port 54 and is not connected to each of the other ports 51 and 52 .
  • Port 54 is connected to port 53 and is not connected to each of the other ports 51 and 52 .
  • the port 51 of the third heat exchanger 50 and the first heat exchanger 2 are connected by a pipe 72a.
  • the port 52 of the third heat exchanger 50 and the expansion device 3 are connected by a pipe 72b.
  • a pipe 80 connects the port 53 of the third heat exchanger 50 and the discharge port 7b of the first pump 7 .
  • the port 54 of the third heat exchanger 50 and the cooling section 5 are connected by a pipe 81 .
  • the refrigerant that flows out from the first heat exchanger 2 that functions as a condenser during cooling operation flows into the port 51 of the third heat exchanger 50 and flows into the third heat exchanger. It passes through the interior of 50 out of port 52 and then into expansion device 3 .
  • the condensed water stored by the storage part 9 is supplied to the third heat exchanger 50 by the first pump 7 .
  • the condensed water supplied to the third heat exchanger 50 flows into the port 53 of the third heat exchanger 50 and passes through the inside of the third heat exchanger 50 .
  • heat exchange takes place between the refrigerant from the first heat exchanger 2 and the condensed water from the first pump 7 .
  • the condensed water heat-exchanged in the third heat exchanger 50 flows out from the port 54 and is then supplied to the cooling section 5 .
  • the refrigeration cycle device 17 warms the condensed water generated from the second heat exchanger 4 by heat exchange in the third heat exchanger 50, and then supplies the warmed condensed water to the cooling unit 5. can do. Thereby, the refrigerating cycle device 17 can prevent condensation from occurring on the substrate 100 a and the pipe 76 due to the temperature of the condensed water supplied to the cooling unit 5 .
  • FIG. 12 is a ph diagram of the refrigeration cycle C1 in the refrigeration cycle device 17 according to the seventh embodiment.
  • the vertical axis represents the absolute pressure p
  • the horizontal axis represents the specific enthalpy h.
  • Each of points a to e shown in FIG. 12 corresponds to each of points a to e shown in FIG.
  • a point a indicates a position between the discharge port 1 b of the compressor 1 and the first heat exchanger 2 .
  • Point b indicates the position between the first heat exchanger 2 and the port 51 of the third heat exchanger 50 .
  • Point c indicates the position between port 52 of third heat exchanger 50 and expansion device 3 .
  • Point d indicates the position between expansion device 3 and second heat exchanger 4 .
  • a point e indicates a position between the second heat exchanger 4 and the suction port 1 a of the compressor 1 .
  • the change in the graph from point e to point a indicates the change in the refrigerant when it passes through the compressor 1.
  • the change in the graph from point a to point b shows the change in refrigerant when passing through the first heat exchanger 2 acting as a condenser.
  • Changes in the graph from point b to point c show changes in the refrigerant when passing through the third heat exchanger 50 .
  • a change in the graph from point c to point d indicates the change in refrigerant when it passes through the expansion device 3 .
  • the change in the graph from point d to point e shows the change in refrigerant when passing through the second heat exchanger 4 acting as an evaporator.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged by the compressor 1 is heat-exchanged by the first heat exchanger 2 to convert the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant. change to Furthermore, as shown in the graph from point b to point c, the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the first heat exchanger 2 undergoes further heat exchange by the third heat exchanger 50 .
  • the third heat exchanger is used instead of performing heat exchange with the high-pressure side refrigerant only by the first heat exchanger 2 without providing the third heat exchanger 50.
  • the enthalpy of the refrigerant on the outflow side (point b) of the first heat exchanger 2 can be increased by exchanging heat with the refrigerant on the high pressure side by means of 50 as well.
  • the refrigerant flowing through the first heat exchanger 2 changes state in the order of gas phase, gas-liquid two-phase, and liquid phase, and the electric heating performance is highest when the refrigerant is in the gas-liquid two-phase state.
  • the refrigeration cycle device 17 increases the enthalpy of the refrigerant on the outflow side (point b) of the first heat exchanger 2, thereby increasing the ratio of the liquid single phase in the refrigerant flowing through the first heat exchanger 2 to can be made smaller. Thereby, the refrigerating cycle device 17 can improve the electric heat performance of the refrigerant in the first heat exchanger 2 and reduce the pressure of the refrigerant on the high pressure side.
  • the refrigeration cycle device 17 exchanges heat with the refrigerant not only by the first heat exchanger 2 but also by the third heat exchanger 50, the first heat exchanger does not need to be provided with the third heat exchanger 50.
  • the amount of heat exchanged with the refrigerant in the first heat exchanger 2 can be made smaller than when heat is exchanged with the refrigerant only by 2, and the pressure on the high pressure side of the refrigerant can be reduced.
  • Embodiment 8 A refrigeration cycle apparatus 18 according to Embodiment 8 will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. Only parts of the refrigerating cycle device 18 that differ from the refrigerating cycle device 17 according to the seventh embodiment will be described below.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle device 18 according to Embodiment 8. As shown in FIG. As shown in FIG. 13, the refrigeration cycle device 18 further includes a fourth heat exchanger 60, a pipe 74a, and a pipe 74b.
  • the fourth heat exchanger 60 is provided between the second heat exchanger 4 and the compressor 1.
  • the fourth heat exchanger 60 has ports 61 to 64 . Inside the fourth heat exchanger 60 , the port 61 is connected to the port 62 but not connected to each of the other ports 63 and 64 .
  • Port 62 is connected to port 61 and is not connected to each of the other ports 63 and 64 .
  • Port 63 is connected to port 64 and is not connected to each of the other ports 61 and 62 .
  • Port 64 is connected to port 63 and is not connected to each of the other ports 61 and 62 .
  • a port 61 of the fourth heat exchanger 60 is connected to the outside by a pipe 82 .
  • a port 62 of the fourth heat exchanger 60 and the cooling section 5 are connected by a pipe 77 .
  • the port 63 of the fourth heat exchanger 60 and the second heat exchanger 4 are connected by a pipe 74a.
  • the port 64 of the fourth heat exchanger 60 and the suction port 1a of the compressor 1 are connected by a pipe 74b.
  • the refrigerant that has flowed out of the second heat exchanger 4 that functions as an evaporator during cooling operation flows into the port 63 of the fourth heat exchanger 60 and flows into the fourth heat exchanger. It passes through the interior of 60 and out port 64 before flowing to compressor 1 .
  • the heat-exchanged condensed water that has flowed out of the cooling unit 5 flows into the port 62 of the fourth heat exchanger 60 and passes through the inside of the fourth heat exchanger 60 .
  • heat exchange takes place between the refrigerant from the second heat exchanger 4 and the condensed water from the cooling section 5 .
  • the condensed water heat-exchanged in the fourth heat exchanger 60 flows out from the port 61 to the outside.
  • the refrigeration cycle device 18 can perform heat exchange of the refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 using the heat-exchanged condensed water flowing out of the cooling unit 5 .
  • FIG. 14 is a ph diagram of the refrigerating cycle C2 in the refrigerating cycle device 18 according to the eighth embodiment.
  • the vertical axis represents the absolute pressure p
  • the horizontal axis represents the specific enthalpy h.
  • Each of points a to f shown in FIG. 14 corresponds to each of points a to f shown in FIG.
  • a point a indicates a position between the discharge port 1 b of the compressor 1 and the first heat exchanger 2 .
  • Point b indicates the position between the first heat exchanger 2 and the port 51 of the third heat exchanger 50 .
  • Point c indicates the position between port 52 of third heat exchanger 50 and expansion device 3 .
  • Point d indicates the position between expansion device 3 and second heat exchanger 4 .
  • Point e indicates the position between the port 63 of the second heat exchanger 4 and the fourth heat exchanger 60 .
  • a point f indicates the position between the port 64 of the fourth heat exchanger 60 and the suction port 1a of the compressor 1 .
  • the change in the graph from point e to point a indicates the change in the refrigerant when it passes through the compressor 1.
  • the change in the graph from point a to point b shows the change in refrigerant when passing through the first heat exchanger 2 acting as a condenser.
  • Changes in the graph from point b to point c show changes in the refrigerant when passing through the third heat exchanger 50 .
  • a change in the graph from point c to point d indicates the change in refrigerant when it passes through the expansion device 3 .
  • the change in the graph from point d to point e shows the change in refrigerant when passing through the second heat exchanger 4 acting as an evaporator.
  • a change in the graph from point e to point f indicates a change in refrigerant when passing through the fourth heat exchanger 60 .
  • the low-temperature, low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the expansion device 3 is heat-exchanged by the second heat exchanger 4 .
  • the low-temperature, low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 is further heat-exchanged by the fourth heat exchanger 60.
  • the refrigerant changes to a low-temperature, low-pressure gas refrigerant.
  • the fourth heat exchanger in addition to the second heat exchanger 4 60 also makes it easier for the refrigerant on the outflow side (point e) of the second heat exchanger 4 to be in a gas-liquid two-phase state when heat is exchanged with the refrigerant on the low-pressure side.
  • the electric heating performance is higher when the refrigerant is in the gas-liquid two-phase state than in the gas phase state.
  • the refrigeration cycle device 18 changes the refrigerant on the outflow side (point e) of the second heat exchanger 4 to a gas-liquid two-phase state, thereby improving the electrothermal performance of the refrigerant in the second heat exchanger 4.
  • the pressure of the refrigerant on the low pressure side can be increased.
  • a refrigeration cycle apparatus 11 includes a compressor 1, a first heat exchanger 2, an expansion device 3, and a second heat exchanger 4, and is configured to circulate refrigerant.
  • a control device 100 that is formed on a substrate 100a and controls the refrigerant circuit 20, a cooling unit 5 that cools the substrate 100a, a first heat exchanger 2 and a second heat exchanger 4 Among them, a storage part 9 for storing water condensed on the surface of a heat exchanger (second heat exchanger 4) that functions as an evaporator, and a first and a pump 7 .
  • the refrigerating cycle device 11 supplies the condensed water generated from the second heat exchanger 4 to the cooling unit 5 by the first pump 7, and thus the substrate 100a on which the control device 100 is formed. can be cooled. This eliminates the need to install a heat sink on the substrate 100a. Furthermore, since the refrigerating cycle device 11 does not cool the substrate 100a with the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 20, there is no risk of deterioration in the performance of the refrigerating cycle. Therefore, the refrigerating cycle device 11 can dissipate heat from the control device 100 without deteriorating the reliability of the control device 100 and the refrigerating cycle device 11 as a whole.
  • the refrigerating cycle apparatus 11 supplies the condensed water generated from the second heat exchanger 4 to the cooling unit 5 by the first pump 7, a sufficient amount of condensed water necessary for cooling the substrate 100a is supplied. It can be supplied to the cooling unit 5 .
  • the refrigeration cycle apparatus 12 further includes a first temperature sensor 111 that measures the temperature of the substrate 100a.
  • the first pump 7 increases the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 when the measured value T1 of the first temperature sensor 111 is greater than or equal to the first reference value.
  • the refrigeration cycle device 12 can adjust the temperature of the substrate 100a so that the temperature of the substrate 100a is less than the first reference value.
  • the refrigeration cycle device 13 according to Embodiment 3 further includes a four-way valve 30.
  • the four-way valve 30 has a first state in which the suction port 1a of the compressor 1 communicates with the second heat exchanger 4 and a discharge port 1b of the compressor 1 communicates with the first heat exchanger 2;
  • the internal communication state is switched between a second state in which the port 1 a communicates with the first heat exchanger 2 and the discharge port 1 b of the compressor 1 communicates with the second heat exchanger 4 .
  • the communication state is the first state, the first heat exchanger 2 works as a condenser and the second heat exchanger 4 works as an evaporator.
  • the storage unit 9 includes a first storage unit 91 that stores water condensed on the surface of the first heat exchanger 2 and a second storage unit 92 that stores water condensed on the surface of the second heat exchanger 4. .
  • the first pump 7 supplies the condensed water stored in the second reservoir 92 to the cooling unit 5 when the communication state is the first state, and the first reservoir 91 when the communication state is the second state. to the cooling unit 5.
  • the refrigeration cycle device 13 can perform a cooling operation in which the communication state inside the four-way valve 30 is the first state, and a heating operation in which the communication state inside the four-way valve 30 is the second state.
  • the substrate 100a on which the control device 100 is formed can be cooled by supplying the cooling unit 5 with condensed water produced by the heat exchanger that functions as an evaporator.
  • the refrigeration cycle device 13 can radiate heat from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 13 as a whole in both the cooling operation and the heating operation.
  • the refrigeration cycle apparatus 14 further includes a first temperature sensor 111 that measures the temperature of the substrate 100a.
  • the reservoir 9 includes a drain pan 93 and a tank 94 that stores dew condensation water flowing out of the drain pan 93 .
  • the first pump 7 supplies the condensed water stored in the tank 94 to the cooling unit 5 when the measured value T1 of the first temperature sensor 111 is greater than or equal to the first reference value.
  • the refrigeration cycle device 14 can adjust the temperature of the substrate 100a so that the temperature of the substrate 100a is less than the first reference value.
  • the refrigerating cycle apparatus 14 cools the substrate 100a using the condensed water stored in the tank 94 even during operation in which the second heat exchanger 4 is unlikely to generate the condensed water necessary for cooling the substrate 100a. Since it can be cooled, heat can be dissipated from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 11 as a whole as much as possible.
  • the refrigeration cycle device 15 according to Embodiment 5 further includes a second pump 8 that resupplies the condensed water that has flowed out of the cooling section 5 to the cooling section 5 .
  • the refrigerating cycle device 15 efficiently cools the substrate 100a even during operation in which the second heat exchanger 4 is unlikely to generate condensed water necessary for cooling the substrate 100a. Therefore, heat can be dissipated from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 15 as a whole.
  • the refrigeration cycle device 16 further includes a second temperature sensor 112 that measures the temperature of the condensed water flowing out from the cooling section 5.
  • a second temperature sensor 112 that measures the temperature of the condensed water flowing out from the cooling section 5.
  • the measured value T2 of the second temperature sensor 112 is equal to or greater than the second reference value
  • the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7 is equal to the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the second pump 8. larger than quantity.
  • the measured value T2 of the second temperature sensor 112 is less than the second reference value
  • the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the second pump 8 is equal to the amount of condensed water supplied to the cooling unit 5 by the first pump 7. larger than quantity.
  • the refrigerating cycle device 16 allows sufficient heat exchange between the cooling unit 5 and the substrate 100a to reduce the temperature difference between the condensed water supplied to the cooling unit 5 and the substrate 100a.
  • the temperature difference can be kept as is done.
  • the refrigeration cycle device 16 can dissipate heat from the control device 100 without reducing the reliability of the control device 100 and the refrigeration cycle device 16 as a whole as much as possible.
  • the refrigeration cycle device 17 exchanges heat between the refrigerant flowing out of the first heat exchanger 2 and the condensed water stored in the reservoir 9.
  • a third heat exchanger 50 is further provided.
  • the first pump 7 supplies the condensed water heat-exchanged by the third heat exchanger 50 to the cooling unit 5 .
  • the refrigeration cycle device 17 can prevent condensation from occurring on the substrate 100 a and the pipe 76 due to the temperature of the condensed water supplied to the cooling section 5 .
  • the refrigeration cycle device 17 can improve the electric heat performance of the refrigerant in the first heat exchanger 2 and reduce the pressure of the refrigerant on the high pressure side.
  • the refrigeration cycle device 17 reduces the amount of heat exchanged with the refrigerant in the first heat exchanger 2 rather than performing heat exchange with the refrigerant only by the first heat exchanger 2 without providing the third heat exchanger 50. It is possible to reduce the pressure on the high pressure side of the refrigerant.
  • the refrigeration cycle apparatus 18 according to Embodiment 8 exchanges heat between the refrigerant flowing out of the second heat exchanger 4 and the condensed water flowing out of the cooling unit 5.
  • 4 heat exchanger 60 is further provided.
  • the refrigeration cycle device 18 can improve the electric heat performance of the refrigerant in the second heat exchanger 4 and increase the pressure of the refrigerant on the low pressure side.
  • the refrigeration cycle device may also be used in an air conditioner or the like.

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Abstract

冷凍サイクル装置（１１）は、圧縮機（１）、第１熱交換器（２）、膨張装置（３）、および第２熱交換器（４）を備え、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路（２０）と、基板（１００ａ）上に形成され、冷媒回路を制御する制御装置（１００）と、基板を冷却する冷却部（５）と、第１熱交換器および第２熱交換器のうち、蒸発器として働く熱交換器（４）の表面に結露する水を貯留する貯留部（９）と、貯留部に貯留された水を冷却部に供給する第１ポンプ（７）とを備える。

Description

冷凍サイクル装置
　本開示は、冷凍サイクル装置に関する。
　従来、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路を備える冷凍サイクル装置においては、冷媒回路を制御する制御装置の放熱を行うことが知られている。
　特開２００９－２５７６０１号公報（特許文献１）には、冷媒回路を制御する電子機器を備え、冷媒回路内を循環する冷媒と電子機器との間で熱交換を行うことで電子機器を冷却する空気調和装置が開示されている。
特開２００９－２５７６０１号公報
　特開２００９－２５７６０１号公報に開示された空気調和装置は、室内熱交換器から圧縮機までの配管を延長し、その配管を流れる冷媒によって電子機器を冷却する。このため、冷媒が気液二相の状態である場合には、電子機器において結露が生じ易くなる。さらに、延長された配管において圧力損失が増大することで、冷凍サイクルの性能が低下するおそれがある。その結果、特開２００９－２５７６０１号公報に開示された空気調和装置においては、電子機器ひいては装置全体の信頼性が低下するおそれがある。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、信頼性を極力低下させることなく制御装置の放熱を行う冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る冷凍サイクル装置は、冷媒回路と、制御装置と、貯留部と、冷却部と、第１ポンプとを備える。冷媒回路は、圧縮機、第１熱交換器、膨張装置、および第２熱交換器を備え、冷媒を循環させるように構成されている。制御装置は、基板上に形成され、冷媒回路を制御する。冷却部は、基板を冷却する。貯留部は、第１熱交換器および第２熱交換器のうち、蒸発器として働く熱交換器の表面に結露する水を貯留する。第１ポンプは、貯留部に貯留された水を冷却部に供給する。
　本開示によれば、冷凍サイクル装置は、蒸発器として働く熱交換器の表面に結露する水を冷却部に供給することで、制御装置が形成された基板を冷却することができる。これにより、冷凍サイクル装置は、信頼性を極力低下させることなく制御装置の放熱を行うことができる。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置における制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態４に係る冷凍サイクル装置における制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態６に係る冷凍サイクル装置における制御装置の制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態７に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態７に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。 実施の形態８に係る冷凍サイクル装置の構成を示す図である。 実施の形態８に係る冷凍サイクル装置における冷凍サイクルのｐ－ｈ線図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１の構成を示す図である。なお、図１では、冷凍サイクル装置１１における各機器の接続関係および配置構成を機能的に示しており、物理的な空間における配置を必ずしも示すものではない。
　図１に示されるように、冷凍サイクル装置１１は、冷媒を循環させる冷媒回路２０と、冷媒回路２０を制御する制御装置１００とを備える。
　冷媒回路２０は、圧縮機１と、第１熱交換器２と、膨張装置３と、第２熱交換器４と、複数の配管７１～配管７４とを備える。
　圧縮機１の吐出ポート１ｂと第１熱交換器２とは、配管７１によって接続されている。第１熱交換器２と膨張装置３とは、配管７２によって接続されている。膨張装置３と第２熱交換器４とは、配管７３によって接続されている。第２熱交換器４と圧縮機１の吸入ポート１ａとは、配管７４によって接続されている。
　圧縮機１は、第２熱交換器４から流出した低温低圧のガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮することでガス冷媒の圧力を上げる。圧縮機１は、圧縮によって得られた高温高圧のガス冷媒を第１熱交換器２へと吐出する。
　圧縮機１は、制御装置１００からの制御信号に従って、運転および停止、さらには運転時の回転速度を変化させるように構成されている。制御装置１００は、圧縮機１に対してインバータ制御を行い、圧縮機１の駆動周波数を任意に変化させる。圧縮機１は、制御装置１００のインバータ制御によって、駆動周波数の変化に応じて回転速度を変化させ、それによって、吐出する冷媒の循環量を調整する。圧縮機１には種々のタイプのものを採用可能であり、たとえば、スクロールタイプ、ロータリータイプ、スクリュータイプなどが圧縮機１として採用され得る。
　実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１では、第１熱交換器２は、凝縮器として働く。第１熱交換器２は、圧縮機１から流出した高温高圧のガス冷媒を、室外から吸い込んだ外気との間で熱交換させる。この熱交換により外気へと放熱したガス冷媒は、第１熱交換器２の内部で凝縮することで高温高圧の液冷媒に変化する。第１熱交換器２には、熱交換の効率を上げるために外気を送るファン２１が取り付けられている。ファン２１は、第１熱交換器２において冷媒が熱交換を行うための外気を第１熱交換器２に供給する。第１熱交換器２によって得られた高温高圧の液冷媒は、膨張装置３へと流出する。
　膨張装置３は、第１熱交換器２から流出した高温高圧の液冷媒の圧力を下げる。膨張装置３の減圧によって得られた低温低圧の気液二相冷媒は、第２熱交換器４へと流出する。
　実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１では、第２熱交換器４は、蒸発器として働く。第２熱交換器４は、膨張装置３から流出した低温低圧の気液二相冷媒を、空調対象空間から吸い込んだ空気または水との間で熱交換させる。この熱交換により空気から吸熱した気液二相冷媒は、第２熱交換器４の内部で蒸発することで低温低圧のガス冷媒に変化する。第２熱交換器４によって得られた低温低圧のガス冷媒は、圧縮機１へと流出する。
　このように、冷媒回路２０においては、圧縮機１と、第１熱交換器２と、膨張装置３と、第２熱交換器４とが、配管７１～配管７４を介して順に接続されている。実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１では、第１熱交換器２は、高圧側の熱交換器となり、第２熱交換器４は、低圧側の熱交換器となる。冷媒は、これら各構成が環状に接続されることで形成された経路を循環する。
　制御装置１００は、基板１００ａ上に形成され、プロセッサ１０１と、記憶媒体であるメモリ１０２とを備える。制御装置１００は、冷媒回路２０の各構成を制御するために、冷媒回路２０の各構成と通信可能である。
　プロセッサ１０１は、各種のプログラムを実行することで、冷媒回路２０の各構成を制御する演算主体である。プロセッサ１０１は、たとえば、ＣＰＵ（central processing unit）、およびＦＰＧＡ（field programmable gate array）のうちの少なくともいずれか１つで構成されている。プロセッサ１０１は、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）などの演算回路（processing circuitry）で構成されていてもよい。
　メモリ１０２は、ＤＲＡＭ（dynamic random access memory）およびＳＲＡＭ（static random access memory）などの揮発性メモリ、または、ＲＯＭ（read only memory）などの不揮発性メモリで構成されている。メモリ１０２は、ＳＳＤ（solid state drive）またはＨＤＤ（hard disk drive）を含んでいてもよい。
　メモリ１０２は、プロセッサ１０１の処理手順が記載された各種のプログラムを格納する。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に格納されたプログラムを実行することで、冷媒回路２０の各構成を制御する。
　なお、制御装置１００による処理は、コンピュータによるソフトウェア処理に限らず、電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。また、制御装置１００による処理は、ソフトウェア処理とハードウェア処理との組み合わせによって実現されてもよい。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１１においては、制御装置１００が圧縮機１などの各アクチュエータを駆動するが、その駆動の際に制御装置１００の基板１００ａの温度が過度に上昇するおそれがある。制御装置１００においては、予め基準温度が設定されており、信頼性を確保するためには、基板１００ａの温度が基準温度未満に維持されなければならない。
　一般的にはヒートシンクを基板１００ａに設置することで基板１００ａの放熱を行う技術が知られている。ここで、外気が高温状態において圧縮機１の駆動周波数が最大になるような冷房運転状態では、基板１００ａの温度が最も上昇し得る。このような基板１００ａの温度上昇を抑えるためには、できるだけ大型のヒートシンクを設置しなければならない。しかしながら、ヒートシンクが大型になればなるほど、基板１００ａの重量が大きくなり、基板１００ａを保持するためにより大きな力が必要になる。さらに、大型のヒートシンクを収納するためのスペースが必要になり、冷凍サイクル装置１１の構造が複雑になる。ヒートシンクの設置によって冷凍サイクルの性能が低下するおそれもある。
　第２熱交換器４から圧縮機１までの配管７４を延長し、その配管を流れる冷媒によって基板１００ａを冷却することも考えられる。しかしながら、冷媒が気液二相の状態である場合には、基板１００ａにおいて結露が生じ易くなる。さらに、延長された配管７４において圧力損失が増大することで、冷凍サイクルの性能が低下するおそれがある。その結果、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性が低下するおそれがある。
　そこで、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１は、蒸発器として働く第２熱交換器４の表面に結露する水（以下、「結露水」とも称する。）を冷却部５に供給することで、基板１００ａを冷却するように構成されている。
　具体的には、冷凍サイクル装置１１は、貯留部９と、第１ポンプ７と、冷却部５と、配管７５～配管７７とをさらに備える。
　貯留部９と第１ポンプ７の吸入ポート７ａとは、配管７５によって接続されている。第１ポンプ７の吐出ポート７ｂと冷却部５の一方側とは、配管７６によって接続されている。冷却部５の他方側は、配管７７によって外部に接続されている。
　貯留部９は、第２熱交換器４の下方に設置される。上述したように、外気が高温状態において圧縮機１の駆動周波数が最大になるような冷房運転状態では、基板１００ａの温度が最も上昇し得る。一方、蒸発器として働く第２熱交換器４の表面には結露水（ドレン水）が発生する。たとえば、冷房運転時において、外気の乾球温度が５２℃かつ相対湿度が８０％である場合、４馬力相当の冷凍サイクル装置から約２２０ｍｌ／ｍｉｎの結露水が発生する。第２熱交換器４から生じた結露水は、重力によって貯留部９に向かって落下し、貯留部９によって貯められる。
　貯留部９は、結露水を貯留するものであれば、いずれの形状を有していてもよい。たとえば、貯留部９は、ドレンパンのような皿状の形状を有していてもよいし、ドレンタンクのようなタンク状の形状を有していてもよいし、袋および瓶など、その他の形状を有していてもよい。
　第１ポンプ７は、貯留部９に貯留された結露水を吸入し、吸入した結露水を冷却部５へと吐出する。第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量は、一定量に固定されていてもよいし、制御装置１００の制御に基づき変化可能であってもよい。なお、第１ポンプ７は、遠心ポンプなどの非容積式ポンプ、および往復動ポンプなどの容積式ポンプなど、いずれの構造を有していてもよい。第１ポンプ７は、制御装置１００によって制御されるものに限らず、制御装置１００以外の制御装置によって制御されてもよい。
　冷却部５は、第１ポンプ７から供給された結露水と、制御装置１００の基板１００ａとの間で熱交換を行うように構成されている。このような熱交換により、冷却部５は、基板１００ａを冷却する。冷却部５によって熱交換された結露水は、配管７７を介して外部に排出される。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１１においては、蒸発器として働く第２熱交換器４から生じた結露水が貯留部９によって貯留される。貯留部９によって貯留された結露水は、第１ポンプ７によって冷却部５へと供給される。冷却部５では、第１ポンプ７から供給された結露水と制御装置１００の基板１００ａとの間で熱交換が行われ、このような熱交換によって基板１００ａが冷却される。
　以上のように、冷凍サイクル装置１１は、第２熱交換器４から生じた結露水を第１ポンプ７によって冷却部５に供給することで、制御装置１００が形成された基板１００ａを冷却することができる。これにより、ヒートシンクを基板１００ａに設置する必要がない。さらに、冷凍サイクル装置１１は、冷媒回路２０を循環する冷媒によって基板１００ａを冷却することもないため、冷凍サイクルの性能が低下するおそれもない。したがって、冷凍サイクル装置１１は、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１１は、第２熱交換器４から生じた結露水を第１ポンプ７によって冷却部５に供給するため、基板１００ａを冷却するために必要となる十分な量の結露水を冷却部５に供給することができる。
　実施の形態２．
　図２および図３を参照しながら、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１２を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１２について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図２は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１２の構成を示す図である。図２に示されるように、冷凍サイクル装置１２は、基板１００ａの温度を測定する第１温度センサ１１１をさらに備える。
　第１温度センサ１１１は、基板１００ａの温度を測定し、その測定値Ｔ１を制御装置１００に出力する。制御装置１００は、第１温度センサ１１１の測定値Ｔ１に基づき、第１ポンプ７を制御することで、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量を変化させる。
　図３は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１２における制御装置１００の制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１００は、メモリ１０２に格納された制御プログラムを実行することで、図３に示すフローチャートの処理を実行する。このフローチャートの処理は、一定時間ごとに冷凍サイクル装置１２の主制御ルーチンから呼び出されて実行される。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　図３に示されるように、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１２が運転中であるか否かを判定する（Ｓ１）。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１２が運転中でない場合（Ｓ１でＮＯ）、主制御ルーチンに制御を戻す。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１２が運転中である場合（Ｓ１でＹＥＳ）、第１温度センサ１１１から測定値Ｔ１を取得する（Ｓ２）。
　制御装置１００は、測定値Ｔ１が第１基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。第１基準値は、制御装置１００の正常な動作が保証される温度である。冷凍サイクル装置１２は、第１温度センサ１１１によって測定された基板１００ａの温度が第１基準値未満となるように、第１ポンプ７を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を調整する。
　具体的には、制御装置１００は、測定値Ｔ１が第１基準値以上である場合（Ｓ３でＹＥＳ）、第１ポンプ７を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を増加させる（Ｓ４）。あるいは、第１ポンプ７が停止中の場合、制御装置１００は、第１ポンプ７の運転を開始することで、冷却部５への結露水の供給を開始する（Ｓ４）。
　制御装置１００は、測定値Ｔ１が第１基準値未満である場合（Ｓ３でＮＯ）、第１ポンプ７を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を減少させる（Ｓ５）。あるいは、第１ポンプ７が運転中の場合、制御装置１００は、第１ポンプ７の運転を停止することで、冷却部５への結露水の供給を停止する（Ｓ５）。
　制御装置１００は、Ｓ４の処理またはＳ５の処理を実行した後、主制御ルーチンに制御を戻す。
　以上のように、冷凍サイクル装置１２は、基板１００ａの温度が第１基準値以上である場合に、冷却部５への結露水の供給量を増加させることで、基板１００ａの温度が第１基準値未満となるように基板１００ａの温度を調整することができる。
　冷凍サイクル装置１２は、基板１００ａの温度が第１基準値未満である場合に、冷却部５への結露水の供給量を減少させることで、貯留部９に貯留された結露水を不必要に使用することを防ぐことができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１２は、基板１００ａの温度が第１基準値未満である場合に、第１ポンプ７の運転を停止することで、空気と基板１００ａとの間の熱交換または自然対流による熱交換によって基板１００ａを冷却させて、第１ポンプ７における消費電力を抑えることができる。
　実施の形態３．
　図４および図５を参照しながら、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１３を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１３について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図４および図５は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１３の構成を示す図である。図４および図５に示されるように、冷凍サイクル装置１３は、四方弁３０と、配管３１０と、配管３２０と、配管３３０と、配管３４０とをさらに備える。
　四方弁３０は、ポート３１～ポート３４を備える。ポート３１と圧縮機１の吸入ポート１ａとは、配管３１０によって接続されている。ポート３２と第２熱交換器４とは、配管３２０によって接続されている。ポート３３と圧縮機１の吐出ポート１ｂとは、配管３３０によって接続されている。ポート３４と第１熱交換器２とは、配管３４０によって接続されている。
　図４に示されるように、四方弁３０は、制御装置１００の制御に基づき、ポート３１とポート３２とを連通し、かつ、ポート３３とポート３４とを連通する第１状態に制御される。図５に示されるように、四方弁３０は、制御装置１００の制御に基づき、ポート３１とポート３４とを連通し、かつ、ポート３２とポート３３とを連通する第２状態に制御される。
　冷凍サイクル装置１３が冷房運転を行う場合、第１熱交換器２が凝縮器として働き、第２熱交換器４が蒸発器として働く。この場合、制御装置１００は、図４に示されるように四方弁３０を第１状態に制御することで、第２熱交換器４から圧縮機１へと冷媒を流す。つまり、冷房運転時においては、圧縮機１、第１熱交換器２、膨張装置３、および第２熱交換器４の順に冷媒が循環する。
　冷凍サイクル装置１３が暖房運転を行う場合、第１熱交換器２が蒸発器として働き、第２熱交換器４が凝縮器として働く。この場合、制御装置１００は、図５に示されるように四方弁３０を第２状態に制御することで、圧縮機１から第２熱交換器４へと冷媒を流す。つまり、暖房運転時においては、圧縮機１、第２熱交換器４、膨張装置３、および第１熱交換器２の順に冷媒が循環する。
　このように、冷凍サイクル装置１３は、四方弁３０を制御することで、四方弁３０の内部の連通状態を、圧縮機１の吸入ポート１ａが第２熱交換器４に連通しかつ圧縮機１の吐出ポート１ｂが第１熱交換器２に連通する第１状態と、圧縮機１の吸入ポート１ａが第１熱交換器２に連通しかつ圧縮機１の吐出ポート１ｂが第２熱交換器４に連通する第２状態とで切り替える。
　図４および図５に示されるように、冷凍サイクル装置１３は、貯留部９として、第１熱交換器２の下方に設置される第１貯留部９１と、第２熱交換器４の下方に設置される第２貯留部９２とをさらに備える。すなわち、実施の形態３において、実施の形態１に係る貯留部９は、第１貯留部９１と、第２貯留部９２とを含む。冷凍サイクル装置１３は、配管７８をさらに備える。
　第２貯留部９２は、実施の形態１に係る貯留部９と同様に、配管７５によって第１ポンプ７の吸入ポート７ａに接続されている。第２貯留部９２と第１ポンプ７との間の配管７５には、分岐点４１が設けられている。第１貯留部９１は、配管７８によって配管７５の途中に設けられた分岐点４１に接続されている。
　図４に示されるように、冷凍サイクル装置１３が冷房運転を行う場合、四方弁３０が第１状態に制御され、第２熱交換器４が蒸発器として働く。冷房運転において第２熱交換器４から生じた結露水は、重力によって第２貯留部９２に向かって落下し、第２貯留部９２によって貯められる。第１ポンプ７は、第２貯留部９２に貯留された結露水を吸入し、吸入した結露水を冷却部５へと吐出する。
　図５に示されるように、冷凍サイクル装置１３が暖房運転を行う場合、四方弁３０が第２状態に制御され、第１熱交換器２が蒸発器として働く。暖房運転において第１熱交換器２から生じた結露水は、重力によって第１貯留部９１に向かって落下し、第１貯留部９１によって貯められる。第１ポンプ７は、第１貯留部９１に貯留された結露水を吸入し、吸入した結露水を冷却部５へと吐出する。
　第１貯留部９１および第２貯留部９２の各々は、結露水を貯留するものであれば、いずれの形状を有していてもよい。たとえば、第１貯留部９１および第２貯留部９２の各々は、ドレンパンのような皿状の形状を有していてもよいし、ドレンタンクのようなタンク状の形状を有していてもよいし、袋および瓶など、その他の形状を有していてもよい。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１３においては、冷房運転時に蒸発器として働く第２熱交換器４から生じた結露水が第２貯留部９２によって貯留される。第２貯留部９２によって貯留された結露水は、第１ポンプ７によって冷却部５へと供給される。冷却部５では、第１ポンプ７から供給された結露水と制御装置１００の基板１００ａとの間で熱交換が行われ、このような熱交換によって基板１００ａが冷却される。
　さらに、冷凍サイクル装置１３においては、暖房運転時に蒸発器として働く第１熱交換器２から生じた結露水が第１貯留部９１によって貯留される。第１貯留部９１によって貯留された結露水は、第１ポンプ７によって冷却部５へと供給される。冷却部５では、第１ポンプ７から供給された結露水と制御装置１００の基板１００ａとの間で熱交換が行われ、このような熱交換によって基板１００ａが冷却される。
　以上のように、冷凍サイクル装置１３は、冷房運転および暖房運転のいずれにおいても、蒸発器として働く熱交換器から生じた結露水を第１ポンプ７によって冷却部５に供給することで、制御装置１００が形成された基板１００ａを冷却することができる。これにより、冷凍サイクル装置１３は、冷房運転および暖房運転のいずれにおいても、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１３全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　実施の形態４．
　図６を参照しながら、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１４を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１４について、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１２と異なる部分のみを説明する。
　図６は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１４の構成を示す図である。図６に示されるように、冷凍サイクル装置１４は、貯留部９として、ドレンパン９３と、タンク９４とをさらに備える。すなわち、実施の形態４において、実施の形態２に係る貯留部９は、ドレンパン９３と、タンク９４とを含む。冷凍サイクル装置１４は、配管７５ａと、配管７５ｂとをさらに備える。
　ドレンパン９３は、実施の形態２に係る貯留部９と同様に、第２熱交換器４から生じた結露水を貯留する。
　タンク９４は、ドレンパン９３と第１ポンプ７との間に設けられ、ドレンパン９３から流出した結露水を貯留する。タンク９４とドレンパン９３とは、配管７５ａによって接続されている。タンク９４と第１ポンプ７の吸入ポート７ａとは、配管７５ｂによって接続されている。
　タンク９４内には、配管７５ａの端部７５０ａと、配管７５ｂの端部７５０ｂとが接続されている。ドレンパン９３に貯留された結露水は、配管７５ａ内を流れ、端部７５０ａからタンク９４へと流出する。配管７５ｂの端部７５０ｂは、タンク９４に貯留された結露水の液面以下に接続されている。タンク９４に貯留された結露水は、第１ポンプ７によって配管７５ｂを介して吸い上げられ、冷却部５へと供給される。
　図７は、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１４における制御装置１００の制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１００は、メモリ１０２に格納された制御プログラムを実行することで、図７に示すフローチャートの処理を実行する。このフローチャートの処理は、一定時間ごとに冷凍サイクル装置１４の主制御ルーチンから呼び出されて実行される。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　図６に示されるように、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１４が運転中であるか否かを判定する（Ｓ１１）。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１４が運転中でない場合（Ｓ１１でＮＯ）、主制御ルーチンに制御を戻す。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１４が運転中である場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、第１温度センサ１１１から測定値Ｔ１を取得する（Ｓ１２）。
　制御装置１００は、測定値Ｔ１が第１基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ１３）。第１基準値は、制御装置１００の正常な動作が保証される閾値となる温度である。冷凍サイクル装置１４は、第１温度センサ１１１によって測定された基板１００ａの温度が第１基準値未満となるように、第１ポンプ７を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を調整する。
　具体的には、制御装置１００は、測定値Ｔ１が第１基準値以上である場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、第１ポンプ７を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を増加させる（Ｓ１４）。あるいは、第１ポンプ７が停止中の場合、制御装置１００は、第１ポンプ７の運転を開始することで、冷却部５への結露水の供給を開始する（Ｓ１４）。よって、第１ポンプ７は、タンク９４に貯留された結露水を冷却部５に供給する。
　制御装置１００は、測定値Ｔ１が第１基準値未満である場合（Ｓ１３でＮＯ）、第１ポンプ７を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を減少させる（Ｓ１５）。あるいは、第１ポンプ７が運転中の場合、制御装置１００は、一定時間運転後に第１ポンプ７の運転を停止することで、冷却部５への結露水の供給を停止する（Ｓ１５）。よって、再び結露水がタンク９４に貯留され得る。
　制御装置１００は、Ｓ１４の処理またはＳ１５の処理を実行した後、主制御ルーチンに制御を戻す。
　以上のように、冷凍サイクル装置１４は、基板１００ａの温度が第１基準値以上である場合に、タンク９４に貯留された結露水を用いて、冷却部５への結露水の供給量を増加させることで、基板１００ａの温度が第１基準値未満となるように基板１００ａの温度を調整することができる。
　冷凍サイクル装置１４は、基板１００ａの温度が第１基準値未満である場合に、冷却部５への結露水の供給量を減少させることで、再びタンク９４に結露水を貯留したり、ドレンパン９３およびタンク９４の各々に貯留された結露水を不必要に使用することを防いだりすることができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１４は、基板１００ａを冷却するために必要な結露水が第２熱交換器４から生じ難いような運転時においても、タンク９４に貯留された結露水を用いて基板１００ａを冷却することができるため、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１４全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　実施の形態５．
　図８を参照しながら、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１５を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１５について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図８は、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１５の構成を示す図である。図８に示されるように、冷凍サイクル装置１５は、第２ポンプ８と、配管７８と、配管７９とをさらに備える。
　第２ポンプ８は、配管７７と配管７６との間に設けられる。具体的には、冷却部５と外部との間の配管７７には、分岐点４２が設けられている。第１ポンプ７と冷却部５との間の配管７６には、分岐点４３が設けられている。分岐点４２と第２ポンプ８の吸入ポート８ａとは、配管７８によって接続されている。第２ポンプ８の吐出ポート８ｂと分岐点４３とは、配管７９によって接続されている。
　第２ポンプ８は、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水を配管７７および配管７８を介して吸入し、吸入した結露水を配管７９および配管７６を介して冷却部５に再び供給する。第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量は、一定量に固定されていてもよいし、制御装置１００の制御に基づき変化可能であってもよい。なお、第２ポンプ８は、遠心ポンプなどの非容積式ポンプ、および往復動ポンプなどの容積式ポンプなど、いずれの構造を有していてもよい。第２ポンプ８は、制御装置１００によって制御されるものに限らず、制御装置１００以外の制御装置によって制御されてもよい。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１５においては、蒸発器として働く第２熱交換器４から生じた結露水が第１ポンプ７によって冷却部５へと供給され、供給された結露水を用いた熱交換によって基板１００ａが冷却される。その後、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水は、第２ポンプ８によって冷却部５へと再び供給される。
　以上のように、冷凍サイクル装置１５は、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水を第２ポンプ８によって循環させることで、複数回に亘って、第２熱交換器４から生じた結露水と基板１００ａとの間で熱交換を行うことができる。これにより、冷凍サイクル装置１５は、基板１００ａを冷却するために必要な結露水が第２熱交換器４から生じ難いような運転時においても、効率よく基板１００ａを冷却することができるため、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１５全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　実施の形態６．
　図９および図１０を参照しながら、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１６を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１６について、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１５と異なる部分のみを説明する。
　図９は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１６の構成を示す図である。図９に示されるように、冷凍サイクル装置１６は、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水の温度を測定する第２温度センサ１１２をさらに備える。
　第２温度センサ１１２は、冷却部５から流出した結露水の温度を測定し、その測定値Ｔ２を制御装置１００に出力する。制御装置１００は、第２温度センサ１１２の測定値Ｔ２に基づき、第１ポンプ７および第２ポンプ８の各々を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を変化させる。
　図１０は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１６における制御装置１００の制御を説明するためのフローチャートである。制御装置１００は、メモリ１０２に格納された制御プログラムを実行することで、図１０に示すフローチャートの処理を実行する。このフローチャートの処理は、一定時間ごとに冷凍サイクル装置１６の主制御ルーチンから呼び出されて実行される。なお、図中において、「Ｓ」は「ＳＴＥＰ」の略称として用いられる。
　図１０に示されるように、制御装置１００は、冷凍サイクル装置１６が運転中であるか否かを判定する（Ｓ２１）。制御装置１００は、冷凍サイクル装置１６が運転中でない場合（Ｓ２１でＮＯ）、主制御ルーチンに制御を戻す。
　制御装置１００は、冷凍サイクル装置１６が運転中である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、第２温度センサ１１２から測定値Ｔ２を取得する（Ｓ２２）。
　制御装置１００は、測定値Ｔ２が第２基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ２３）。第２基準値は、冷却部５に供給される結露水と基板１００ａとの間の熱交換量を十分に確保することができる温度である。すなわち、第２基準値は、制御装置１００の温度を制御装置１００の正常な動作が保証される温度にするために、冷却部５に供給される結露水と基板１００ａとの間で十分に熱交換が行われるための温度である。冷凍サイクル装置１６は、第２温度センサ１１２によって測定された結露水の温度が第２基準値以上であるか否かに応じて、第１ポンプ７および第２ポンプ８の各々を制御することで、冷却部５への結露水の供給量を調整する。
　具体的には、制御装置１００は、測定値Ｔ２が第２基準値以上である場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、第１ポンプ７および第２ポンプ８の各々を制御することで、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量を、第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量よりも大きくする（Ｓ２４）。すなわち、制御装置１００は、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水の温度が第２基準値以上であるために再び冷却部５によって熱交換を行うことに適さない場合には、新たに第２熱交換器４から生じた結露水を、複数回に亘って再利用される結露水よりも多く供給する。
　制御装置１００は、測定値Ｔ２が第２基準値未満である場合（Ｓ２３でＮＯ）、第１ポンプ７および第２ポンプ８の各々を制御することで、第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量を、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量よりも大きくする（Ｓ２５）。すなわち、制御装置１００は、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水の温度が第２基準値未満であるために再び冷却部５によって熱交換を行うことに適する場合には、複数回に亘って再利用される結露水を、新たに第２熱交換器４から生じた結露水よりも多く供給する。
　制御装置１００は、Ｓ２４の処理またはＳ２５の処理を実行した後、主制御ルーチンに制御を戻す。
　以上のように、冷凍サイクル装置１６は、冷却部５から流出した結露水の温度が第２基準値以上である場合に、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量を、第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量よりも大きくすることで、冷却部５に供給される結露水と基板１００ａとの間の温度差を、冷却部５と基板１００ａとの間で十分に熱交換が行われるような温度差に保つことができる。これにより、冷凍サイクル装置１６は、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　冷凍サイクル装置１６は、冷却部５から流出した結露水の温度が第２基準値未満である場合に、第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量を、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量よりも大きくすることで、新たに第２熱交換器４から生じた結露水を熱交換済みの結露水によって温めた上で、その温められた結露水を冷却部５に供給することができる。これにより、冷凍サイクル装置１６は、冷却部５に供給された結露水の温度によって基板１００ａおよび配管７６において結露が生じることを防ぐことができる。
　実施の形態７．
　図１１および図１２を参照しながら、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１７を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１７について、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１と異なる部分のみを説明する。
　図１１は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１７の構成を示す図である。図１１に示されるように、冷凍サイクル装置１７は、第３熱交換器５０と、配管７２ａと、配管７２ｂと、配管８０と、配管８１とをさらに備える。
　第３熱交換器５０は、第１熱交換器２と、膨張装置３との間に設けられている。第３熱交換器５０は、ポート５１～ポート５４を備える。第３熱交換器５０の内部において、ポート５１は、ポート５２と接続されている一方で、他のポート５３およびポート５４の各々とは接続されていない。ポート５２は、ポート５１と接続されている一方で、他のポート５３およびポート５４の各々とは接続されていない。ポート５３は、ポート５４と接続されている一方で、他のポート５１およびポート５２の各々とは接続されていない。ポート５４は、ポート５３と接続されている一方で、他のポート５１およびポート５２の各々とは接続されていない。
　第３熱交換器５０のポート５１と第１熱交換器２とは、配管７２ａによって接続されている。第３熱交換器５０のポート５２と膨張装置３とは、配管７２ｂによって接続されている。第３熱交換器５０のポート５３と第１ポンプ７の吐出ポート７ｂとは、配管８０によって接続されている。第３熱交換器５０のポート５４と冷却部５とは、配管８１によって接続されている。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１７においては、冷房運転時に凝縮器として働く第１熱交換器２から流出した冷媒は、第３熱交換器５０のポート５１に流入して第３熱交換器５０の内部を通過してポート５２から流出し、その後、膨張装置３へと流れる。貯留部９によって貯留された結露水は、第１ポンプ７によって第３熱交換器５０へと供給される。第３熱交換器５０に供給された結露水は、第３熱交換器５０のポート５３に流入して第３熱交換器５０の内部を通過する。第３熱交換器５０の内部では、第１熱交換器２からの冷媒と、第１ポンプ７からの結露水との間で熱交換が行われる。第３熱交換器５０において熱交換が行われた結露水は、ポート５４から流出し、その後、冷却部５へと供給される。
　以上のように、冷凍サイクル装置１７は、第２熱交換器４から生じた結露水を第３熱交換器５０における熱交換によって温めた上で、その温められた結露水を冷却部５に供給することができる。これにより、冷凍サイクル装置１７は、冷却部５に供給された結露水の温度によって基板１００ａおよび配管７６において結露が生じることを防ぐことができる。
　図１２は、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１７における冷凍サイクルＣ１のｐ－ｈ線図である。図１２では、縦軸に絶対圧力ｐ、横軸に比エンタルピーｈをとる。
　図１２に示す点ａ～点ｅの各々は、図１１に示す点ａ～点ｅの各々に対応している。点ａは、圧縮機１の吐出ポート１ｂと第１熱交換器２との間の位置を示す。点ｂは、第１熱交換器２と第３熱交換器５０のポート５１との間の位置を示す。点ｃは、第３熱交換器５０のポート５２と膨張装置３との間の位置を示す。点ｄは、膨張装置３と第２熱交換器４との間の位置を示す。点ｅは、第２熱交換器４と圧縮機１の吸入ポート１ａとの間の位置を示す。
　冷凍サイクルＣ１において、点ｅから点ａに至るまでのグラフの変化は、圧縮機１を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ａから点ｂに至るまでのグラフの変化は、凝縮器として働く第１熱交換器２を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｂから点ｃに至るまでのグラフの変化は、第３熱交換器５０を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｃから点ｄに至るまでのグラフの変化は、膨張装置３を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｄから点ｅに至るまでのグラフの変化は、蒸発器として働く第２熱交換器４を通過した場合の冷媒の変化を示す。
　点ａから点ｂに至るまでのグラフで示されるように、圧縮機１によって吐出された高温高圧のガス冷媒は、第１熱交換器２によって熱交換が行われることで、高温高圧の液冷媒に変化する。さらに、点ｂから点ｃに至るまでのグラフで示されるように、第１熱交換器２から流出した高温高圧の液冷媒は、第３熱交換器５０によってさらに熱交換が行われる。
　このように、第３熱交換器５０を設けることなく第１熱交換器２のみによって高圧側の冷媒に対して熱交換を行うよりも、第１熱交換器２に加えて第３熱交換器５０によっても高圧側の冷媒に対して熱交換を行う方が、第１熱交換器２の流出側（点ｂ）における冷媒のエンタルピーを上昇させることができる。一般的に、第１熱交換器２を流れる冷媒は、気相、気液二相、液相の順に状態変化し、冷媒が気液二相の状態であるときが最も電熱性能が高い。上述したように、冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２の流出側（点ｂ）における冷媒のエンタルピーを上昇させることで、第１熱交換器２を流れる冷媒における液単相の割合を小さくすることができる。これにより、冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２における冷媒の電熱性能を向上させるとともに、高圧側の冷媒の圧力を低下させることができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２に加えて第３熱交換器５０によっても冷媒に対して熱交換を行うため、第３熱交換器５０を設けることなく第１熱交換器２のみによって冷媒に対して熱交換を行うよりも、第１熱交換器２における冷媒の熱交換量を小さくすることができ、冷媒の高圧側の圧力を低下させることができる。
　実施の形態８．
　図１３および図１４を参照しながら、実施の形態８に係る冷凍サイクル装置１８を説明する。以下では、冷凍サイクル装置１８について、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１７と異なる部分のみを説明する。
　図１３は、実施の形態８に係る冷凍サイクル装置１８の構成を示す図である。図１３に示されるように、冷凍サイクル装置１８は、第４熱交換器６０と、配管７４ａと、配管７４ｂとをさらに備える。
　第４熱交換器６０は、第２熱交換器４と、圧縮機１との間に設けられている。第４熱交換器６０は、ポート６１～ポート６４を備える。第４熱交換器６０の内部において、ポート６１は、ポート６２と接続されている一方で、他のポート６３およびポート６４の各々とは接続されていない。ポート６２は、ポート６１と接続されている一方で、他のポート６３およびポート６４の各々とは接続されていない。ポート６３は、ポート６４と接続されている一方で、他のポート６１およびポート６２の各々とは接続されていない。ポート６４は、ポート６３と接続されている一方で、他のポート６１およびポート６２の各々とは接続されていない。
　第４熱交換器６０のポート６１は、配管８２によって外部に接続されている。第４熱交換器６０のポート６２と冷却部５とは配管７７によって接続されている。第４熱交換器６０のポート６３と第２熱交換器４とは配管７４ａによって接続されている。第４熱交換器６０のポート６４と圧縮機１の吸入ポート１ａとは、配管７４ｂによって接続されている。
　このような構成を備える冷凍サイクル装置１８においては、冷房運転時に蒸発器として働く第２熱交換器４から流出した冷媒は、第４熱交換器６０のポート６３に流入して第４熱交換器６０の内部を通過してポート６４から流出し、その後、圧縮機１へと流れる。冷却部５から流出した熱交換済みの結露水は、第４熱交換器６０のポート６２に流入して第４熱交換器６０の内部を通過する。第４熱交換器６０の内部では、第２熱交換器４からの冷媒と、冷却部５からの結露水との間で熱交換が行われる。第４熱交換器６０において熱交換が行われた結露水は、ポート６１から外部へと流出する。
　以上のように、冷凍サイクル装置１８は、冷却部５から流出した熱交換済みの結露水を用いて第２熱交換器４から流出した冷媒の熱交換を行うことができる。
　図１４は、実施の形態８に係る冷凍サイクル装置１８における冷凍サイクルＣ２のｐ－ｈ線図である。図１４では、縦軸に絶対圧力ｐ、横軸に比エンタルピーｈをとる。
　図１４に示す点ａ～点ｆの各々は、図１３に示す点ａ～点ｆの各々に対応している。点ａは、圧縮機１の吐出ポート１ｂと第１熱交換器２との間の位置を示す。点ｂは、第１熱交換器２と第３熱交換器５０のポート５１との間の位置を示す。点ｃは、第３熱交換器５０のポート５２と膨張装置３との間の位置を示す。点ｄは、膨張装置３と第２熱交換器４との間の位置を示す。点ｅは、第２熱交換器４と第４熱交換器６０のポート６３との間の位置を示す。点ｆは、第４熱交換器６０のポート６４と圧縮機１の吸入ポート１ａとの間の位置を示す。
　冷凍サイクルＣ２において、点ｅから点ａに至るまでのグラフの変化は、圧縮機１を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ａから点ｂに至るまでのグラフの変化は、凝縮器として働く第１熱交換器２を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｂから点ｃに至るまでのグラフの変化は、第３熱交換器５０を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｃから点ｄに至るまでのグラフの変化は、膨張装置３を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｄから点ｅに至るまでのグラフの変化は、蒸発器として働く第２熱交換器４を通過した場合の冷媒の変化を示す。点ｅから点ｆに至るまでのグラフの変化は、第４熱交換器６０を通過した場合の冷媒の変化を示す。
　点ｄから点ｅに至るまでのグラフで示されるように、膨張装置３から流出した低温低圧の気液二相冷媒は、第２熱交換器４によって熱交換が行われる。さらに、点ｅから点ｆに至るまでのグラフで示されるように、第２熱交換器４から流出した低温低圧の気液二相冷媒は、第４熱交換器６０によってさらに熱交換が行われることで、低温低圧のガス冷媒に変化する。
　このように、第４熱交換器６０を設けることなく第２熱交換器４のみによって低圧側の冷媒に対して熱交換を行うよりも、第２熱交換器４に加えて第４熱交換器６０によっても低圧側の冷媒に対して熱交換を行う方が、第２熱交換器４の流出側（点ｅ）における冷媒を気液二相の状態になり易い。一般的に、第２熱交換器４においては、冷媒が気相の状態よりも気液二相の状態のときの方が電熱性能が高い。上述したように、冷凍サイクル装置１８は、第２熱交換器４の流出側（点ｅ）における冷媒を気液二相の状態にすることで、第２熱交換器４における冷媒の電熱性能を向上させるとともに、低圧側の冷媒の圧力を高めることができる。
　（まとめ）
　本開示は、冷凍サイクル装置１１～１８に関する。図１に示されるように、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１１は、圧縮機１、第１熱交換器２、膨張装置３、および第２熱交換器４を備え、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路２０と、基板１００ａ上に形成され、冷媒回路２０を制御する制御装置１００と、基板１００ａを冷却する冷却部５と、第１熱交換器２および第２熱交換器４のうち、蒸発器として働く熱交換器（第２熱交換器４）の表面に結露する水を貯留する貯留部９と、貯留部９に貯留された結露水を冷却部５に供給する第１ポンプ７とを備える。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１１は、第２熱交換器４から生じた結露水を第１ポンプ７によって冷却部５に供給することで、制御装置１００が形成された基板１００ａを冷却することができる。これにより、ヒートシンクを基板１００ａに設置する必要がない。さらに、冷凍サイクル装置１１は、冷媒回路２０を循環する冷媒によって基板１００ａを冷却することもないため、冷凍サイクルの性能が低下するおそれもない。したがって、冷凍サイクル装置１１は、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１１は、第２熱交換器４から生じた結露水を第１ポンプ７によって冷却部５に供給するため、基板１００ａを冷却するために必要となる十分な量の結露水を冷却部５に供給することができる。
　図２および図３に示されるように、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１２は、基板１００ａの温度を測定する第１温度センサ１１１をさらに備える。第１ポンプ７は、第１温度センサ１１１の測定値Ｔ１が第１基準値以上である場合、冷却部５への結露水の供給量を増加させる。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１２は、基板１００ａの温度が第１基準値未満となるように基板１００ａの温度を調整することができる。
　図４および図５に示されるように、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１３は、四方弁３０をさらに備える。四方弁３０は、圧縮機１の吸入ポート１ａが第２熱交換器４に連通しかつ圧縮機１の吐出ポート１ｂが第１熱交換器２に連通する第１状態と、圧縮機１の吸入ポート１ａが第１熱交換器２に連通しかつ圧縮機１の吐出ポート１ｂが第２熱交換器４に連通する第２状態とで内部の連通状態が切り替わるように構成される。連通状態が第１状態である場合、第１熱交換器２が凝縮器として働き、第２熱交換器４が蒸発器として働く。連通状態が第２状態である場合、第２熱交換器４が凝縮器として働き、第１熱交換器２が蒸発器として働く。貯留部９は、第１熱交換器２の表面に結露する水を貯留する第１貯留部９１と、第２熱交換器４の表面に結露する水を貯留する第２貯留部９２とを含む。第１ポンプ７は、連通状態が第１状態である場合、第２貯留部９２に貯留された結露水を冷却部５に供給し、連通状態が第２状態である場合、第１貯留部９１に貯留された結露水を冷却部５に供給する。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１３は、四方弁３０の内部の連通状態が第１状態となる冷房運転、および、四方弁３０の内部の連通状態が第２状態となる暖房運転のいずれにおいても、蒸発器として働く熱交換器から生じた結露水を第１ポンプ７によって冷却部５に供給することで、制御装置１００が形成された基板１００ａを冷却することができる。これにより、冷凍サイクル装置１３は、冷房運転および暖房運転のいずれにおいても、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１３全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　図６および図７に示されるように、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１４は、基板１００ａの温度を測定する第１温度センサ１１１をさらに備える。貯留部９は、ドレンパン９３と、ドレンパン９３から流出した結露水を貯留するタンク９４とを含む。第１ポンプ７は、第１温度センサ１１１の測定値Ｔ１が第１基準値以上である場合、タンク９４に貯留された結露水を冷却部５に供給する。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１４は、基板１００ａの温度が第１基準値未満となるように基板１００ａの温度を調整することができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１４は、基板１００ａを冷却するために必要な結露水が第２熱交換器４から生じ難いような運転時においても、タンク９４に貯留された結露水を用いて基板１００ａを冷却することができるため、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１１全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　図８に示されるように、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１５は、冷却部５から流出した結露水を冷却部５に再び供給する第２ポンプ８をさらに備える。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１５は、基板１００ａを冷却するために必要な結露水が第２熱交換器４から生じ難いような運転時においても、効率よく基板１００ａを冷却することができるため、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１５全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　図９および図１０に示されるように、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１６は、冷却部５から流出した結露水の温度を測定する第２温度センサ１１２をさらに備える。第２温度センサ１１２の測定値Ｔ２が第２基準値以上である場合、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量が、第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量よりも大きくなる。第２温度センサ１１２の測定値Ｔ２が第２基準値未満である場合、第２ポンプ８による冷却部５への結露水の供給量が、第１ポンプ７による冷却部５への結露水の供給量よりも大きくなる。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１６は、冷却部５に供給される結露水と基板１００ａとの間の温度差を、冷却部５と基板１００ａとの間で十分に熱交換が行われるような温度差に保つことができる。これにより、冷凍サイクル装置１６は、制御装置１００ひいては冷凍サイクル装置１６全体の信頼性を極力低下させることなく制御装置１００の放熱を行うことができる。
　図１１および図１２に示されるように、実施の形態７に係る冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２から流出した冷媒と貯留部９に貯留された結露水との間で熱交換する第３熱交換器５０をさらに備える。第１ポンプ７は、第３熱交換器５０によって熱交換された結露水を冷却部５に供給する。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１７は、冷却部５に供給された結露水の温度によって基板１００ａおよび配管７６において結露が生じることを防ぐことができる。
　冷凍サイクル装置１７は、第１熱交換器２における冷媒の電熱性能を向上させるとともに、高圧側の冷媒の圧力を低下させることができる。
　さらに、冷凍サイクル装置１７は、第３熱交換器５０を設けることなく第１熱交換器２のみによって冷媒に対して熱交換を行うよりも、第１熱交換器２における冷媒の熱交換量を小さくすることができ、冷媒の高圧側の圧力を低下させることができる。
　図１３および図１４に示されるように、実施の形態８に係る冷凍サイクル装置１８は、第２熱交換器４から流出した冷媒と冷却部５から流出した結露水との間で熱交換する第４熱交換器６０をさらに備える。
　このような構成を備えることによって、冷凍サイクル装置１８は、第２熱交換器４における冷媒の電熱性能を向上させるとともに、低圧側の冷媒の圧力を高めることができる。
　以上、冷凍サイクル装置を備える冷暖房機を例示して本実施の形態を説明したが、冷凍サイクル装置は、空気調和機などに利用されてもよい。
　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　圧縮機、１ａ，７ａ，８ａ　吸入ポート、１ｂ，７ｂ，８ｂ　吐出ポート、２　第１熱交換器、３　膨張装置、４　第２熱交換器、５　冷却部、７　第１ポンプ、８　第２ポンプ、９　貯留部、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８　冷凍サイクル装置、２０　冷媒回路、２１　ファン、３０　四方弁、３１，３２，３３，３４，５１，５２，５３，５４，６１，６２，６３，６４　ポート、４１，４２，４３　分岐点、５０　第３熱交換器、６０　第４熱交換器、７１，７２，７２ａ，７２ｂ，７３，７４，７４ａ，７４ｂ，７５，７５ａ，７５ｂ，７６，７７，７８，７９，８０，８１，８２，３１０，３２０，３３０，３４０　配管、９１　第１貯留部、９２　第２貯留部、９３　ドレンパン、９４　タンク、１００　制御装置、１００ａ　基板、１０１　プロセッサ、１０２　メモリ、１１１　第１温度センサ、１１２　第２温度センサ、７５０ａ，７５０ｂ　端部。

Claims (8)

  1. 　冷凍サイクル装置であって、
    　圧縮機、第１熱交換器、膨張装置、および第２熱交換器を備え、冷媒を循環させるように構成された冷媒回路と、
    　基板上に形成され、前記冷媒回路を制御する制御装置と、
    　前記基板を冷却する冷却部と、
    　前記第１熱交換器および前記第２熱交換器のうち、蒸発器として働く熱交換器の表面に結露する水を貯留する貯留部と、
    　前記貯留部に貯留された前記水を前記冷却部に供給する第１ポンプとを備える、冷凍サイクル装置。
  2. 　前記基板の温度を測定する第１温度センサをさらに備え、
    　前記第１ポンプは、前記第１温度センサの測定値が第１基準値以上である場合、前記冷却部への前記水の供給量を増加させる、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　四方弁をさらに備え、
    　前記四方弁は、前記圧縮機の吸入ポートが前記第２熱交換器に連通しかつ前記圧縮機の吐出ポートが前記第１熱交換器に連通する第１状態と、前記圧縮機の前記吸入ポートが前記第１熱交換器に連通しかつ前記圧縮機の前記吐出ポートが前記第２熱交換器に連通する第２状態とで内部の連通状態が切り替わるように構成され、
    　前記連通状態が前記第１状態である場合、前記第１熱交換器が凝縮器として働き、前記第２熱交換器が前記蒸発器として働き、
    　前記連通状態が前記第２状態である場合、前記第２熱交換器が前記凝縮器として働き、前記第１熱交換器が前記蒸発器として働き、
    　前記貯留部は、前記第１熱交換器の表面に結露する前記水を貯留する第１貯留部と、前記第２熱交換器の表面に結露する前記水を貯留する第２貯留部とを含み、
    　前記第１ポンプは、
    　前記連通状態が前記第１状態である場合、前記第２貯留部に貯留された前記水を前記冷却部に供給し、
    　前記連通状態が前記第２状態である場合、前記第１貯留部に貯留された前記水を前記冷却部に供給する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記基板の温度を測定する第１温度センサをさらに備え、
    　前記貯留部は、ドレンパンと、前記ドレンパンから流出した前記水を貯留するタンクを含み、
    　前記第１ポンプは、前記第１温度センサの測定値が第１基準値以上である場合、前記タンクに貯留された前記水を前記冷却部に供給する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記冷却部から流出した前記水を前記冷却部に再び供給する第２ポンプをさらに備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記冷却部から流出した前記水の温度を測定する第２温度センサをさらに備え、
    　前記第２温度センサの測定値が第２基準値以上である場合、前記第１ポンプによる前記冷却部への前記水の供給量が、前記第２ポンプによる前記冷却部への前記水の供給量よりも大きくなり、
    　前記第２温度センサの測定値が前記第２基準値未満である場合、前記第２ポンプによる前記冷却部への前記水の供給量が、前記第１ポンプによる前記冷却部への前記水の供給量よりも大きくなる、請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記第１熱交換器から流出した冷媒と前記貯留部に貯留された前記水との間で熱交換する第３熱交換器をさらに備え、
    　前記第１ポンプは、前記第３熱交換器によって熱交換された前記水を前記冷却部に供給する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　前記第２熱交換器から流出した冷媒と前記冷却部から流出した前記水との間で熱交換する第４熱交換器をさらに備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116729058A (zh) * 2023-05-16 2023-09-12 青岛海尔空调器有限总公司 房车空调的控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4874251U (ja) * 1971-12-15 1973-09-14
JPS6146378U (ja) * 1984-08-30 1986-03-27 株式会社東芝 空気調和機
JPH0546511U (ja) * 1991-11-27 1993-06-22 株式会社日立製作所 凝縮器
JP2009292318A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Sanden Corp 熱交換装置
JP2013541466A (ja) * 2010-11-10 2013-11-14 ルノー・トラックス 自動車の車室用空気調和システム
WO2018047540A1 (ja) * 2016-09-09 2018-03-15 株式会社デンソー 機器温調装置
WO2019008667A1 (ja) * 2017-07-04 2019-01-10 三菱電機株式会社 熱交換ユニット及び空気調和装置
WO2020059418A1 (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 サンデンホールディングス株式会社 冷凍回路

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4874251U (ja) * 1971-12-15 1973-09-14
JPS6146378U (ja) * 1984-08-30 1986-03-27 株式会社東芝 空気調和機
JPH0546511U (ja) * 1991-11-27 1993-06-22 株式会社日立製作所 凝縮器
JP2009292318A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Sanden Corp 熱交換装置
JP2013541466A (ja) * 2010-11-10 2013-11-14 ルノー・トラックス 自動車の車室用空気調和システム
WO2018047540A1 (ja) * 2016-09-09 2018-03-15 株式会社デンソー 機器温調装置
WO2019008667A1 (ja) * 2017-07-04 2019-01-10 三菱電機株式会社 熱交換ユニット及び空気調和装置
WO2020059418A1 (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 サンデンホールディングス株式会社 冷凍回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116729058A (zh) * 2023-05-16 2023-09-12 青岛海尔空调器有限总公司 房车空调的控制方法

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