JP2004028403A

JP2004028403A - Heating element cooler

Info

Publication number: JP2004028403A
Application number: JP2002182874A
Authority: JP
Inventors: Seiji Inoue; 井上　誠司; Mitsuharu Inagaki; 稲垣　充晴; Kazutoshi Nishizawa; 西沢　一敏
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-24
Also published as: JP3915609B2

Abstract

【課題】耐熱温度が低い発熱体（ＤＣ−ＤＣコンバータや電解コンデンサ等）が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却する。
【解決手段】水冷部１０４と空冷部１０６との間に溝部１０７ａ及び穴１０７ｂを設ける。これにより、この溝部１０７ａ及び穴１０７ｂが水冷部１０４から空冷部１０６に熱が移動することを抑制する熱移動抑制手段として機能する。したがって、水冷部１０４と空冷部１０６と一体化しても、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２がパワー素子１２１からの熱により損傷してしまうことを防止できる。延いては、水冷部１０４と空冷部１０６とを一体化して発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができる。
【選択図】　　　　図３An object of the present invention is to cool two or more types of heating elements having different heat resistance temperatures without causing heat damage to a heating element having a low heat resistance temperature (such as a DC-DC converter or electrolytic capacitor).
A groove (107a) and a hole (107b) are provided between a water cooling unit (104) and an air cooling unit (106). Thus, the groove 107a and the hole 107b function as a heat transfer suppressing unit that suppresses heat transfer from the water cooling unit 104 to the air cooling unit 106. Therefore, even if the water cooling unit 104 and the air cooling unit 106 are integrated, it is possible to prevent the DC-DC converter 122 from being damaged by the heat from the power element 121. As a result, the water-cooling unit 104 and the air-cooling unit 106 are integrated to reduce the number of components and the number of assembling steps of the heating element cooler, and to reduce the size. Two or more types of heating elements having different temperatures can be cooled.
[Selection diagram] Fig. 3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却する発熱体冷却器に関するもので、携帯電話基地局内の電子機器等の冷却を行う冷却システムに用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
携帯電話基地局内の電子機器等の冷却を行う冷却システムとして、出願人は、廃熱量及び廃熱温度が高い電子機器から吸熱した熱により吸着式冷凍機を稼動させ、他の電子機器を冷却する冷却システムを出願している（特願２００１−１８２０２９号）。
【０００３】
ところで、廃熱量及び廃熱温度が高い電子機器（例えば、パワートランジスタ等）の近傍には、ＤＣ−ＤＣコンバータや電解コンデンサ等のパワートランジスタに比べて耐熱温度が低い電子機器に配置され、かつ、これらの耐熱温度が低い電子機器も冷却を必要する。
【０００４】
したがって、パワートランジスタ等の廃熱を回収する第１冷却器と、電解コンデンサ等の廃熱を回収する第２冷却器とを一体化して冷却システムに組み付けると、部品点数、組み付け工数及び小型化の点で有利であるものの、以下のような問題が発生する。
【０００５】
すなわち、パワートランジスタ等の廃熱を回収する冷却器内には、回収した廃熱を輸送するための冷却水が流れるが、この冷却水の温度は吸着式冷凍機を稼動させるに必要な温度（例えば、７５℃）以上である。
【０００６】
一方、電解コンデンサ等の耐熱温度は吸着式冷凍機を稼動させるに必要な温度未満であるため、第１冷却器と第２冷却器とを一体化すると、第１冷却器側の熱が第２冷却器側に移動し、電解コンデンサ等の耐熱温度が低い電子機器が熱損傷してしまうおそれが高い。因みに、パワートランジスタの耐熱温度は１２５℃である。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な発熱体冷却器を提供し、第２には、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、第１発熱体（１２１）、及び第１発熱体（１２１）より耐熱温度が低い第２発熱体（１２２）を冷却する発熱体冷却器であって、第１発熱体（１２１）で発生した熱を吸熱する冷却液が流れる冷却液通路（１０３）、及び第２発熱体（１２２）で発生した熱を空気中に放熱する放熱フィン（１０５）が設けられた集熱体（１０１）を有し、集熱体（１０１）のうち冷却液通路（１０３）が設けられた液冷部（１０４）と、集熱体（１０１）のうち放熱フィン（１０５）が設けられた空冷部（１０６）との間には、熱伝導断面積を縮小させる空隙（１０７ａ、１０７ｂ）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、空隙（１０７ａ、１０７ｂ）が液冷部（１０４）から空冷部（１０６）に熱が移動することを抑制する熱移動抑制手段として機能する。したがって、水冷部（１０４）と空冷部（１０６）と一体化しても、第２発熱体（１２２）が第１発熱体（１２１）からの熱により損傷してしまうことを防止できる。
【００１０】
延いては、水冷部（１０４）と空冷部（１０６）とを一体化して発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができるとともに、従来と異なる新規な発熱体冷却器を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、第１発熱体（１２１）、及び第１発熱体（１２１）より耐熱温度が低い第２発熱体（１２２）を冷却する発熱体冷却器であって、第１発熱体（１２１）で発生した熱を吸熱する冷却液が流れる第１冷却液通路（１０３）、及び第２発熱体（１２２）で発生した熱を吸熱する冷却液が流れる第２冷却液通路（１０９）が設けられた集熱体（１０１）を有し、集熱体（１０１）のうち第１冷却液通路（１０３）が設けられた第１液冷部（１０４）と集熱体（１０１）のうち第２冷却液通路（１０９）が設けられた第２液冷部（１１０）との間には、熱伝導断面積を縮小させる空隙（１０７ａ、１０７ｂ）が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、空隙（１０７ａ、１０７ｂ）が第１液冷部（１０４）から第２液冷部（１１０）に熱が移動することを抑制する熱移動抑制手段として機能する。したがって、第１液冷部（１０４）と第２液冷部（１１０）と一体化しても、第２発熱体（１２２）が第１発熱体（１２１）からの熱により損傷してしまうことを防止できる。
【００１３】
したがって、発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができるとともに、従来と異なる新規な発熱体冷却器を得ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、第１発熱体（１２１）、及び第１発熱体（１２１）より耐熱温度が低い第２発熱体（１２２）を冷却する発熱体冷却器であって、第１発熱体（１２１）で発生した熱を吸熱する冷却液が流れる冷却液通路（１０３）が設けられた第１集熱体（１０４）と、第２発熱体（１２２）で発生した熱を吸熱する第２集熱体（１１１）とを有し、第２集熱体（１１１）で集めた熱を第１集熱体（１０４）に移動させるペルチェ素子（１１２）を介して両集熱器（１０４、１１１）が一体化されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、第１集熱部（１０４）から第２集熱体（１１１）に熱が移動することを抑制できるので、第２発熱体（１２２）が第１発熱体（１２１）からの熱により損傷してしまうことを防止できる。
【００１６】
したがって、発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができるとともに、従来と異なる新規な発熱体冷却器を得ることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、第１発熱体（１２１）、及び第１発熱体（１２１）より耐熱温度が低い第２発熱体（１２２）を冷却する発熱体冷却器であって、第１発熱体（１２１）で発生した熱を吸熱する冷却液が流れる冷却液通路（１０３）が設けられた集熱体（１０１）と、第２発熱体（１２２）で発生した熱を集熱体（１０１）に移動させるペルチェ素子（１１２）とを有することを特徴とする。
【００１８】
これにより、第１集熱部（１０４）から第２集熱体（１１１）に熱が移動することを抑制できるので、第２発熱体（１２２）が第１発熱体（１２１）からの熱により損傷してしまうことを防止できる。
【００１９】
したがって、発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができるとともに、従来と異なる新規な発熱体冷却器を得ることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、少なくとも第１発熱体（１２１）から吸熱し、その吸熱した熱により吸着剤を加熱することにより稼働する吸着式冷凍機（４）を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る発熱体冷却器を携帯電話基地局１内の電子機器を冷却する冷却システム用の集熱器に適用したものであって、図１は冷却システムの模式図である。
【００２３】
そして、携帯電話基地局１内には、回路制御盤及びバッテリ等からなる第１発熱体２と、電波出力用アンプ、電波出力制御盤及び整流器等からなる第２発熱体３と、両発熱体２、３を冷却する冷凍機４（一転鎖線で囲まれた部分）とが設けられている。
【００２４】
ここで、冷凍機４は、第１発熱体２から吸熱し、その吸熱した熱により吸着剤を加熱することにより稼働する吸着式冷凍機であり、以下、冷凍機４について述べる。
【００２５】
なお、吸着剤は、冷媒（本実施形態では、水）を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離するもので、本実施形態では、シリカゲルやゼオライト等の固体吸着剤を採用している。
【００２６】
吸着器５は内部が略真空に保たれた状態で冷媒が封入されたものであり、この吸着器５内には、吸着剤と熱媒体とを熱交換する第１熱交換器６と、熱媒体と吸着器５内に封入された冷媒とを熱交換する第２熱交換器７とが収納されている。
【００２７】
因みに、熱媒体として、本実施形態では、エチレングリコール系の不凍液が混入された水を採用している。
【００２８】
なお、本実施形態に係る冷凍機４は、複数個の吸着器５ａ、５ｂから構成されており、紙面右側の吸着器５ａ（以下、第１吸着器５ａと呼ぶ。）と紙面左側の吸着器５ｂ（以下、第２吸着器５ｂと呼ぶ。）とは、同じ構成であるので、両者を総称して呼ぶときは、吸着器５と表記する。また、熱交換器６、７の添え字ａは第１吸着器５ａ内の熱交換器であることを示し、ｂは第２吸着器５ｂ内の熱交換器であることを示し、紙面右側の吸着器５ａを以下、第１吸着器５ａと呼び、紙面左側の吸着器５ｂを以下、第２吸着器５ｂと呼ぶ。
【００２９】
室外熱交換器８は携帯電話基地局１の建物外に配設されて熱媒体と室外空気（放熱対象）とを熱交換するものであり、この室外熱交換器８は、第１、２放熱器８ａ、８ｂ及び冷却風を送風するファン８ｃからなるもので、第１放熱器８ａは第２放熱器８ｂより冷却風流れ上流側に設けられている。
【００３０】
また、第１集熱器１００ａは第１発熱体２で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体と熱交換させるものであり、第２集熱器１００ｂは第２発熱体３で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体と熱交換させるものであり、バルブ９ａ〜９ｅは熱媒体流れを切り替えるロータリ式バルブであり、１０ａ〜１０ｃは熱媒体を循環させるポンプである。
【００３１】
なお、第１集熱器１００ａ及び第２集熱器１００ｂは同じ構造であるので、以下、両集熱器１００ａ、１００ｂを総称するときは集熱器１００と呼び、第１発熱体２及び第２発熱体３を総称するときは、発熱体１２０と呼ぶ。
【００３２】
次に、集熱器１００について図２、３に基づいて述べる。
【００３３】
本実施形態に係る集熱器１００は、図２に示すように、複数枚の集熱ブロック１０１、及び複数枚の集熱ブロック１０１が並列接続された冷却水用の配管１０２等からなるものであり、本実施形態では、集熱ブロック１０１が「特許請求の範囲」の請求項１に記載された集熱体に相当する。なお、集熱ブロック１０１は、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属性である。
【００３４】
そして、集熱ブロック１０１は、図３に示すように、発熱体１２０で発生した熱を速やかに伝達するシリコングリース等の熱伝導グリースを介して発熱体１２０に圧着している。
【００３５】
なお、発熱体１２０のうち発熱体１２１はパワートランジスタ等のパワー素子であり、発熱体１２０のうち発熱体１２２はＤＣ−ＤＣコンバータや電解コンデンサ等のパワートランジスタに比べて耐熱温度が低い電子機器であり、発熱体１２１が「特許請求の範囲」に記載された第１発熱体に相当し、発熱体１２２が「特許請求の範囲」に記載された第２発熱体に相当する。
【００３６】
因みに、基板１２３はパワー素子１２１が搭載される基板であり、パワー素子１２１は基板１２３を集熱ブロック１０１に固定するネジにより集熱ブロック１０１に圧着し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２は集熱ブロック１０１に直接ねじ固定されている。
【００３７】
また、集熱ブロック１０１のうちパワー素子１２１で発生した熱を吸熱する冷却水が流れる冷却水通路１０３が設けられた水冷部１０４と、集熱ブロック１０１のうちＤＣ−ＤＣコンバータ１２２で発生した熱を空気中に放熱する放熱フィン１０５が設けられた空冷部１０６との間には、熱伝導断面積を縮小させる空隙をなす溝部１０７ａ及び穴１０７ｂが設けられている。
【００３８】
なお、配管配管ジョイント部１８は、冷却水用の配管１０２が接続される接続部である。
【００３９】
次に、本実施形態に係る冷却システムの作動を述べる。
【００４０】
１．冷凍機４（吸着式冷凍機）の基本作動モード
このモードは、以下に述べる第１、２基本作動モードを所定時間毎に切換運転するものである。因みに、所定時間は、吸着剤に吸着されていた冷媒を脱離させるに必要な時間に基づいて適宜選定されるものである。
【００４１】
なお、本実施形態では、第１発熱体２は１５０℃以下となるように冷却（吸熱）されており、第２発熱体３は外気温度（３５℃〜４５℃）以下程度となるように冷却され、冷凍機４は７０℃以上、１００℃以下で所定の冷凍能力が発揮するように各種諸元が決定されている。
【００４２】
１．１　第１基本作動モード
このモードでは、図４に示すように、第２集熱器１００ｂと第２吸着器５ｂの第２熱交換器７ｂとの間で熱媒体を循環させることにより、第２吸着器５ｂ内の冷媒を蒸発させて第２集熱器１００ｂに冷却された熱媒体を供給することによって第２発熱体３を冷却するとともに、第２吸着器５ｂ内で蒸発した気相冷媒
すなわち水蒸気を第２吸着器５ｂ内の吸着剤にて吸着する。
【００４３】
このとき、吸着剤は凝縮熱に相当する熱量を発熱し、かつ、吸着剤の温度が上昇すると吸着能力が低下するので、室外熱交換器８にて冷却された熱媒体を第２吸着器５ｂの第１熱交換器６ｂに供給することにより吸着剤を冷却する。
【００４４】
一方、第１吸着器５ａの第１熱交換器６ａには、第１集熱器１００ａにて熱媒体に吸熱された熱を、熱媒体を介して第１吸着器５ａの吸着剤に供給することより吸着剤を加熱し、吸着剤に吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第１吸着器５ａの第２熱交換器７ａに室外熱交換器８にて冷却された熱媒体を供給し、その脱離した気相冷媒（水蒸気）を第２熱交換器７ａにて冷却して凝縮させる。
【００４５】
以下、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮しつつ、その蒸発した気相冷媒を吸着剤にて吸着させている状態にある吸着器５のことを、「吸着工程にある吸着器５」と呼び、吸着剤を加熱して吸着していた冷媒を脱離させつつ、その脱離した冷媒を冷却凝縮させている状態にある吸着器５のことを、「脱離工程にある吸着器５」と呼ぶ。
【００４６】
１．２　第２基本作動モード
このモードはは、第１基本作動モードとは逆に、第１吸着器５ａを吸着工程とし、第２吸着器５ｂを脱離工程とするものである。
【００４７】
具体的には、図５に示すように、第２集熱器１００ｂと第１吸着器５ａの第２熱交換器７ａとの間で熱媒体を循環させることにより、第１吸着器５ａ内の冷媒を蒸発させて第２集熱器１００ｂに冷却された熱媒体を供給することによって第２発熱体３を冷却するとともに、第１吸着器５ａ内で蒸発した気相冷媒（水蒸気）を第１吸着器５ａ内の吸着剤にて吸着する。
【００４８】
このとき、室外熱交換器８にて冷却された熱媒体を第１吸着器５ａの第１熱交換器６ａに供給することにより吸着剤を冷却する。
【００４９】
一方、第２吸着器５ｂの第１熱交換器６ｂには、第１集熱器１００ａにて熱媒体に吸熱された熱を、熱媒体を介して第２吸着器５ｂの吸着剤に供給することより吸着剤を加熱し、吸着剤に吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第２吸着器５ｂの第２熱交換器７ｂに室外熱交換器８にて冷却された熱媒体を供給し、その脱離した気相冷媒を第２熱交換器７ｂにて冷却して凝縮させる。
【００５０】
２．過熱運転モード
この運転モードは、第１発熱体２の発熱量が冷凍機４にて吸着可能な所定の熱量を超えたときに実行されるモードである。ここで、所定の熱量とは、例えば、冷凍機４の最大冷凍能力を冷凍機４の最大成績係数で除した値等をである。
【００５１】
具体的には、第１基本作動モードと第２基本作動モードとを切り換える際に、第１熱交換器６の熱媒体出口側を切り換えるバルブ９ｂを、第１熱交換器６の熱媒体入口側を切り換えるバルブ９ａより先に切り換え作動させた後、所定時間が経過した後、バルブ９ａを作動させるものである。
【００５２】
これにより、図６、７に示すように、第１集熱器１００ａにて熱媒体に吸熱された熱は、吸着材、すなわち冷凍機４に供給されることなく、室外熱交換器８より外気中に放熱される。
【００５３】
なお、過熱運転モードが実行される時間は、第１発熱体２の発熱量、冷凍機４にて吸着可能な熱量、及び外気温度等に基づいて適宜選定されるものである。
【００５４】
因みに、図６は第１基本作動モードから第２基本作動モードに移行する際に実行される過熱運転モードを示しており、図７は第２基本作動モードから第１基本作動モードに移行する際に実行される過熱運転モードを示している。
【００５５】
３．少熱運転モード
このモードは、第１発熱体２の発熱量が、冷凍機４を稼働させるに必要な所定量の熱量を下回ったときに実行されるモードである。
【００５６】
具体的には、第１基本作動モードと第２基本作動モードとを切り換える際に、第１熱交換器６の熱媒体入口側を切り換えるバルブ９ａを、第１熱交換器６の熱媒体出口側を切り換えるバルブ９ｂより先に切り換え作動させた後、所定時間が経過した後、バルブ９ｂを作動させるものである。
【００５７】
これにより、図８、９に示すように、吸着剤を加熱するために第１熱交換器６に供給されていた熱媒体が、室外熱交換器８に流れることなく、第１集熱器１００ａに戻ってくるので、第１発熱体２で発生した熱を無駄なく冷凍機４に供給することができる。
【００５８】
なお、少熱運転モードが実行される時間も過熱運転モード時と同様に、第１発熱体２の発熱量、冷凍機４、すなわち吸着剤にて吸着可能な熱量、及び外気温度等に基づいて適宜選定されるものである。
【００５９】
因みに、図８は第１基本作動モードから第２基本作動モードに移行する際に実行される少熱運転モードを示しており、図９は第２基本作動モードから第１基本作動モードに移行する際に実行される少熱運転モードを示している。
【００６０】
４．直接冷却モード
このモードは、冬場等の外気温度が十分に低くなり、外気温度が第２発熱体３の冷却温度、つまり第２発熱体３の許容耐熱温度より低いとき、又は冷凍機４が故障したときに実行されるモードであり、図１０に示すように、ポンプ１０ａ、１０ｂを停止させるとともに、第１発熱体２、つまり第１集熱器１００ａには、第１放熱器８ａのみにて冷却された熱媒体が供給され、第２発熱体３、つまり第２集熱器１００ｂには、第１放熱器８ａ及び第２放熱器８ｂにて冷却された熱媒体が供給される。
【００６１】
なお、外気温度は、図示しない外気温度センサにより検出しており、本実施形態では、検出値が１５℃以下となったときにこのモードを実行する。
【００６２】
また、冷凍機４が故障したか否かの判断は、吸着器５内の圧力が所定値（本実施形態では、７０ＫＰａ）以上となったとき、吸着工程にある吸着器５の第２熱交換器７から流出する熱媒体の温度が所定値（本実施形態では、２０℃）以上となったとき、吸着工程にある吸着器５の第２熱交換器７から流出する熱媒体の温度が第２熱交換器７の入口における熱媒体温度と等しくなったとき、及び吸着器５の第１熱交換器６に流入する熱媒体温度と第１熱交換器６から流出する熱媒体温度とが等しくなったときのいずれかの場合に冷凍機４が故障したものと見なしている。
【００６３】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００６４】
水冷部１０４と空冷部１０６との間に溝部１０７ａ及び穴１０７ｂが設けられているので、この溝部１０７ａ及び穴１０７ｂが水冷部１０４から空冷部１０６に熱が移動することを抑制する熱移動抑制手段として機能する。したがって、水冷部１０４と空冷部１０６と一体化しても、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２がパワー素子１２１からの熱により損傷してしまうことを防止できる。
【００６５】
延いては、水冷部１０４と空冷部１０６とを一体化して発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができる。
【００６６】
因みに、本実施形態では、パワー素子１２１の発熱量は約３００Ｗであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２の発熱量は約５０Ｗであり、水冷部１０４の高温部の温度は約８０℃となり、空冷部１０６の低温部の温度は約７０℃であることから、水冷部１０４と空冷部１０６と繋いでいる結合の総断面積を約４０ｍｍ^２以下、結合部の長さ、つまり溝部１０７ａ及び穴１０７ｂの幅寸法Ｌを約２０ｍｍ以上とすれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２の熱損傷を確実に防止できる。
【００６７】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２側を空冷にて冷却したが、本実施形態は、図１１に示すように、放熱フィン１０５を廃止するとともに、集熱ブロック１０１のうちＤＣ−ＤＣコンバータ１２２が配置された部位に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２で発生した熱を吸熱する冷却水が流れる第２冷却水通路１０９を設けて第２の水冷部１１０とし、かつ、パワー素子１２１が配置された水冷部１０４と第２の水冷部１１０との間に溝部１０７ａ及び穴１０７ｂ設けて両水冷部１０４、１１０を一体化したものである。
【００６８】
なお、本実施形態では、第２の水冷部１１０にて回収した廃熱は大気中に放熱される。
【００６９】
（第３実施形態）
第１実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２側を空冷にて冷却したが、本実施形態は、図１２に示すように、放熱フィン１０５を廃止するとともに、集熱ブロック１０１のうちＤＣ−ＤＣコンバータ１２２が配置された部位、すなわち第２集熱部１１１と第１集熱部をなす水冷部１０４とをペルチェ素子１１２を介して一体化したものである。
【００７０】
なお、ペルチェ素子１１２とは、二種類の異なった金属間につないだ回路に電流を流すと、一方の接合部の吸熱作用が発生し、他方の接合部の放熱作用が発生する現象（ペルチェ効果）を発揮するものである。
【００７１】
因みに、ペルチェ素子１１２と第１、２集熱部１０４、１１１とは、はんだ付け等のろう接により接合されている。ここで、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【００７２】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００７３】
本実施形態では、集熱ブロック１０１のうちＤＣ−ＤＣコンバータ１２２が配置された部位、すなわち第２集熱部１１１と第１集熱部をなす水冷部１０４とをペルチェ素子１１２を介して一体化されているので、第１集熱部をなす水冷部１０４から第２集熱部１１１に熱が移動してしまうことを防止できるとともに、ペルチェ効果によりＤＣ−ＤＣコンバータ１２２で発生した熱を水冷部１０４内を循環する冷却水に与えることができる。
【００７４】
したがって、水冷部１０４と空冷部１０６と一体化しても、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２がパワー素子１２１からの熱により損傷してしまうことを防止できるとともに、冷凍機４により多くの運転用熱源を与えることができる。
【００７５】
延いては、水冷部１０４と第２集熱部１１１とを一体化して発熱体冷却器の部品点数及び組み付け工数の低減、並びに小型化を図りつつ、耐熱温度が低い発熱体が熱損傷することなく、耐熱温度が異なる２種類以上の発熱体を冷却することができる。
【００７６】
（第４実施形態）
本実施形態は、第３実施形態の変形例であり、具体的には、図１３に示すように、第２集熱部１１１を廃止し、第１集熱部をなす水冷部１０４にペルチェ素子１１２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１２２を第１集熱部、つまり水冷部１０４に圧着させたものである。
【００７７】
これにより、第３実施形態と同様に、ペルチェ効果によりＤＣ−ＤＣコンバータ１２２で発生した熱を水冷部１０４内を循環する冷却水に与えて冷凍機４により多くの運転用熱源を与えることができるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２がパワー素子１２１からの熱により損傷してしまうことを防止できる。
【００７８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、複数枚の集熱ブロック１０１により集熱器１００を構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７９】
また、発熱体１２０は上述の実施形態に示されたもののみ限定されるものではなく、例えば整流器、変圧器、電気変換器、電気機器、電子機器、電波増幅器、電波発信機、インバータ、パワーモジュール、コンデンサ、ヒータ、燃料電池、半導体素子、バッテリ等の電気機器が考えられる。
【００８０】
また、熱媒体は上述の実施形態に示されたもののみ限定されるものではなく、例えば水やアンモニア等の自然冷媒や、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、エタノール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等が考えられる。
【００８１】
また、上述の実施形態では、携帯電話基地局を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビル、地下室、工場、倉庫、住宅、車庫及び車両等の空間内に配設された複数種類の発熱体（例えば、ガスタービンエンジン、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、燃料電池、電子機器、電気機器、電気変換器、蓄電池等）の冷却に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却システムの模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る集熱器の二面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る集熱ブロックの三面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る第１基本作動モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る第２基本作動モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る過熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る過熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係る少熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係る少熱運転モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る直接冷却モードにおける熱媒体流れを示す模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る集熱ブロックの三面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る集熱ブロックの三面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る集熱ブロックの三面図である。
【符号の説明】
１０１…集熱ブロック、１０３…冷却水通路、１０４…水冷部、
１０５…放熱フィン、１０６…空冷部、１２１…パワー素子、
１２２…ＤＣ−ＤＣコンバータ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating element cooler that cools two or more types of heating elements having different heat-resistant temperatures, and is effective for use in a cooling system that cools electronic devices and the like in a mobile phone base station.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
As a cooling system for cooling electronic devices and the like in a mobile phone base station, the applicant operates an adsorption-type refrigerator using heat absorbed from electronic devices having a high waste heat amount and high waste heat temperature to cool other electronic devices. A cooling system has been filed (Japanese Patent Application No. 2001-182029).
[0003]
By the way, in the vicinity of an electronic device having a high waste heat amount and a high waste heat temperature (for example, a power transistor or the like), an electronic device having a lower heat-resistant temperature than a power transistor such as a DC-DC converter or an electrolytic capacitor is arranged, and These electronic devices having a low heat-resistant temperature also require cooling.
[0004]
Therefore, when the first cooler for recovering waste heat of a power transistor and the like and the second cooler for recovering waste heat of an electrolytic capacitor and the like are integrated and assembled into a cooling system, the number of parts, assembling man-hours, and size reduction are reduced. Although advantageous in point, the following problems occur.
[0005]
That is, cooling water for transporting the collected waste heat flows in the cooler for collecting the waste heat of the power transistor or the like, and the temperature of the cooling water is equal to the temperature (the temperature required for operating the adsorption refrigerator). For example, 75 ° C.) or higher.
[0006]
On the other hand, since the heat-resistant temperature of the electrolytic condenser and the like is lower than the temperature required for operating the adsorption refrigerator, when the first cooler and the second cooler are integrated, the heat on the first cooler side becomes the second heat. There is a high possibility that electronic devices that move to the cooler side and have a low heat-resistant temperature such as an electrolytic capacitor will be thermally damaged. Incidentally, the heat-resistant temperature of the power transistor is 125 ° C.
[0007]
In view of the above, the present invention provides, firstly, a novel heating element cooler different from the conventional one, and secondly, a heating element having a low heat resistant temperature has a different heat resistant temperature without being thermally damaged. The purpose is to cool more than one type of heating element.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first heating element (121) and a second heating element (122) having a lower heat-resistant temperature than the first heating element (121) are provided. A heat-generating element cooler for cooling, wherein a heat-generating element (121) is provided with a cooling-liquid passage (103) through which a cooling liquid that absorbs heat generated by the heat-generating element (121) flows. A heat collector (101) provided with radiating fins (105) for radiating heat to the liquid cooling part (104) provided with a coolant passage (103) in the heat collector (101); A gap (107a, 107b) for reducing the heat conduction cross-sectional area is provided between the body (101) and the air cooling section (106) provided with the heat radiation fin (105).
[0009]
Thereby, the gaps (107a, 107b) function as heat transfer suppressing means for suppressing heat transfer from the liquid cooling section (104) to the air cooling section (106). Therefore, even if the water cooling unit (104) and the air cooling unit (106) are integrated, it is possible to prevent the second heating element (122) from being damaged by the heat from the first heating element (121).
[0010]
As a result, the water-cooling part (104) and the air-cooling part (106) are integrated to reduce the number of parts and the number of assembling steps of the heat-generating element cooler, and to reduce the size of the heat-generating element, while the heat generating element having a low heat-resistant temperature is thermally damaged. Without cooling, it is possible to cool two or more types of heating elements having different heat-resistant temperatures, and to obtain a new heating element cooler different from the conventional one.
[0011]
In the invention described in claim 2, the heating element cooler cools the first heating element (121) and the second heating element (122) having a lower heat resistant temperature than the first heating element (121). A first coolant passage (103) through which a coolant absorbing heat generated by the heating element (121) flows, and a second coolant passage (103) through which a coolant absorbs heat generated by the second heating element (122) flows ( A first liquid cooling section (104) provided with a first coolant passage (103); and a heat collector (101). ), A gap (107a, 107b) for reducing the heat conduction cross-sectional area is provided between the second cooling liquid passage (109) provided with the second cooling liquid passage (109). And
[0012]
Thereby, the gaps (107a, 107b) function as heat transfer suppressing means for suppressing heat transfer from the first liquid cooling section (104) to the second liquid cooling section (110). Therefore, even if the first liquid cooling section (104) and the second liquid cooling section (110) are integrated, the second heating element (122) is not damaged by the heat from the first heating element (121). Can be prevented.
[0013]
Therefore, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembling steps of the heating element cooler and to reduce the size, and to cool two or more types of heating elements having different heat resistance temperatures without causing heat damage to the heating element having a low heat resistance temperature. It is possible to obtain a new heating element cooler different from the conventional one.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, there is provided a heating element cooler for cooling the first heating element (121) and the second heating element (122) having a lower heat-resistant temperature than the first heating element (121). A first heat collector (104) provided with a coolant passage (103) through which a coolant that absorbs heat generated by the heating element (121) flows, and absorbs heat generated by the second heating element (122). A second heat collector (111), and both heat collectors (112) via a Peltier element (112) for transferring heat collected by the second heat collector (111) to the first heat collector (104). 104, 111) are integrated.
[0015]
This can suppress the transfer of heat from the first heat collector (104) to the second heat collector (111), so that the second heat generator (122) is heated by the heat from the first heat collector (121). Damage can be prevented.
[0016]
Therefore, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembling steps of the heating element cooler and to reduce the size, and to cool two or more types of heating elements having different heat resistance temperatures without causing heat damage to the heating element having a low heat resistance temperature. It is possible to obtain a new heating element cooler different from the conventional one.
[0017]
In the invention described in claim 4, the heating element cooler cools the first heating element (121) and the second heating element (122) having a lower heat-resistant temperature than the first heating element (121). A heat collector (101) provided with a coolant passage (103) through which a coolant that absorbs heat generated by the heating element (121) flows, and a heat collector (122) that transfers heat generated by the second heating element (122). And a Peltier element (112) for moving to (101).
[0018]
This can suppress the transfer of heat from the first heat collector (104) to the second heat collector (111), so that the second heat generator (122) is heated by the heat from the first heat collector (121). Damage can be prevented.
[0019]
Therefore, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembling steps of the heating element cooler and to reduce the size, and to cool two or more types of heating elements having different heat resistance temperatures without causing heat damage to the heating element having a low heat resistance temperature. It is possible to obtain a new heating element cooler different from the conventional one.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an adsorption refrigerator (4) that operates by absorbing heat from at least the first heating element (121) and heating the adsorbent by the absorbed heat. It is.
[0021]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of the respective means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
In the present embodiment, a heating element cooler according to the present invention is applied to a heat collector for a cooling system that cools electronic devices in the mobile phone base station 1. FIG. 1 is a schematic diagram of the cooling system. is there.
[0023]
In the mobile phone base station 1, a first heating element 2 including a circuit control panel and a battery, a second heating element 3 including a radio wave output amplifier, a radio wave output control panel, a rectifier, and the like, Refrigerators 4 (portions surrounded by alternate long and short dash lines) for cooling 2 and 3 are provided.
[0024]
Here, the refrigerator 4 is an adsorption-type refrigerator that operates by absorbing heat from the first heating element 2 and heating the adsorbent by the absorbed heat. Hereinafter, the refrigerator 4 will be described.
[0025]
The adsorbent adsorbs the refrigerant (in the present embodiment, water) and desorbs the adsorbed refrigerant by being heated. In the present embodiment, the adsorbent is a solid adsorbent such as silica gel or zeolite. Is adopted.
[0026]
The adsorber 5 is filled with a refrigerant in a state in which the inside is kept substantially in a vacuum. The adsorber 5 has a first heat exchanger 6 for exchanging heat between the adsorbent and the heat medium, and a heat exchanger. A second heat exchanger 7 for exchanging heat between the medium and the refrigerant sealed in the adsorber 5 is housed therein.
[0027]
Incidentally, in the present embodiment, water mixed with an ethylene glycol-based antifreeze is employed as the heat medium.
[0028]
The refrigerator 4 according to the present embodiment includes a plurality of adsorbers 5a and 5b, and a right adsorber 5a (hereinafter, referred to as a first adsorber 5a) and a left adsorber on the paper. 5b (hereinafter, referred to as a second adsorber 5b) has the same configuration. Therefore, when both are collectively referred to, they are referred to as an adsorber 5. The subscripts a of the heat exchangers 6 and 7 indicate that they are heat exchangers in the first adsorber 5a, and b indicates that they are heat exchangers in the second adsorber 5b. The adsorber 5a is hereinafter referred to as a first adsorber 5a, and the adsorber 5b on the left side of the drawing is hereinafter referred to as a second adsorber 5b.
[0029]
The outdoor heat exchanger 8 is provided outside the building of the mobile phone base station 1 to exchange heat between a heat medium and outdoor air (a heat radiation target). The first radiator 8a is provided upstream of the second radiator 8b with respect to the flow of the cooling air, and comprises fans 8a and 8b and a fan 8c for sending cooling air.
[0030]
The first heat collector 100a collects heat generated in the first heating element 2 and exchanges the collected heat with a heat medium. The second heat collector 100b generates heat in the second heating element 3. The valves 9a to 9e are rotary valves for switching the flow of the heat medium, and 10a to 10c are pumps for circulating the heat medium.
[0031]
Since the first heat collector 100a and the second heat collector 100b have the same structure, the heat collectors 100a and 100b are collectively referred to as the heat collector 100, and the first heat generator 2 and the second heat collector 100b. When the two heating elements 3 are collectively referred to, they are referred to as heating elements 120.
[0032]
Next, the heat collector 100 will be described with reference to FIGS.
[0033]
As shown in FIG. 2, the heat collector 100 according to the present embodiment includes a plurality of heat collecting blocks 101, a cooling water pipe 102 to which the plurality of heat collecting blocks 101 are connected in parallel, and the like. In this embodiment, the heat collecting block 101 corresponds to the heat collecting body described in claim 1 of the claims. The heat collecting block 101 is made of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum or copper.
[0034]
Then, as shown in FIG. 3, the heat collecting block 101 is press-fitted to the heating element 120 via a heat conductive grease such as silicon grease that quickly transmits heat generated in the heating element 120.
[0035]
The heating element 121 of the heating element 120 is a power element such as a power transistor, and the heating element 122 of the heating element 120 is an electronic device having a lower heat-resistant temperature than a power transistor such as a DC-DC converter or an electrolytic capacitor. The heating element 121 corresponds to a first heating element described in “Claims”, and the heating element 122 corresponds to a second heating element described in “Claims”.
[0036]
Incidentally, the substrate 123 is a substrate on which the power element 121 is mounted. The power element 121 is press-bonded to the heat collection block 101 with screws fixing the substrate 123 to the heat collection block 101, and the DC-DC converter 122 is connected to the heat collection block 101. It is fixed directly to the screw.
[0037]
Further, a water cooling section 104 provided with a cooling water passage 103 through which cooling water that absorbs heat generated by the power element 121 in the heat collecting block 101 is provided, and heat generated by the DC-DC converter 122 in the heat collecting block 101. A groove 107a and a hole 107b are provided between the cooling unit 106 and the air cooling unit 106 provided with the radiation fins 105 for releasing heat into the air.
[0038]
In addition, the piping joint part 18 is a connection part to which the piping 102 for cooling water is connected.
[0039]
Next, the operation of the cooling system according to the present embodiment will be described.
[0040]
1. Basic Operation Mode of Refrigerator 4 (Adsorption Refrigerator) In this mode, the first and second basic operation modes described below are switched every predetermined time. Incidentally, the predetermined time is appropriately selected based on the time required to desorb the refrigerant adsorbed by the adsorbent.
[0041]
In this embodiment, the first heating element 2 is cooled (heat absorbing) so as to be 150 ° C. or less, and the second heating element 3 is cooled so as to be less than the outside air temperature (35 ° C. to 45 ° C.). Various specifications are determined so that the refrigerator 4 exhibits a predetermined refrigerating ability at 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
[0042]
1.1 First basic operation mode In this mode, as shown in FIG. 4, by circulating the heat medium between the second heat collector 100b and the second heat exchanger 7b of the second adsorber 5b, The refrigerant in the second adsorber 5b is evaporated to supply the cooled heat medium to the second collector 100b, thereby cooling the second heating element 3 and evaporating the gas phase in the second adsorber 5b. The refrigerant, that is, water vapor is adsorbed by the adsorbent in the second adsorber 5b.
[0043]
At this time, the adsorbent generates heat corresponding to the heat of condensation, and if the temperature of the adsorbent increases, the adsorbing ability decreases. Therefore, the heat medium cooled in the outdoor heat exchanger 8 is supplied to the second adsorber 5b. The adsorbent is cooled by supplying it to the first heat exchanger 6b.
[0044]
On the other hand, to the first heat exchanger 6a of the first adsorber 5a, the heat absorbed by the heat medium in the first heat collector 100a is supplied to the adsorbent of the first adsorber 5a via the heat medium. Thus, the adsorbent is heated, the refrigerant adsorbed by the adsorbent is desorbed, and the heat medium cooled by the outdoor heat exchanger 8 is supplied to the second heat exchanger 7a of the first adsorber 5a. The desorbed gas-phase refrigerant (steam) is cooled and condensed in the second heat exchanger 7a.
[0045]
Hereinafter, the adsorber 5 in a state where the refrigerant is evaporated to exhibit the refrigerating ability and the evaporated gas-phase refrigerant is adsorbed by the adsorbent is referred to as “adsorber 5 in the adsorption step”. The adsorber 5 that is in a state where the adsorbent is heated to desorb the adsorbed refrigerant while the desorbed refrigerant is being cooled and condensed is referred to as “adsorber 5 in the desorption step”. Call.
[0046]
1.2 Second Basic Operation Mode In this mode, as opposed to the first basic operation mode, the first adsorber 5a is used as an adsorption step, and the second adsorber 5b is used as a desorption step.
[0047]
Specifically, as shown in FIG. 5, by circulating a heat medium between the second heat collector 100b and the second heat exchanger 7a of the first adsorber 5a, the inside of the first adsorber 5a is The second heating element 3 is cooled by supplying the cooled heat medium to the second heat collector 100b by evaporating the refrigerant, and the gaseous refrigerant (water vapor) evaporated in the first adsorber 5a is removed by the first heat collector 5a. It is adsorbed by the adsorbent in the adsorber 5a.
[0048]
At this time, the heat medium cooled by the outdoor heat exchanger 8 is supplied to the first heat exchanger 6a of the first adsorber 5a to cool the adsorbent.
[0049]
On the other hand, the heat absorbed by the heat medium in the first heat collector 100a is supplied to the first heat exchanger 6b of the second adsorber 5b to the adsorbent of the second adsorber 5b via the heat medium. Accordingly, the adsorbent is heated, the refrigerant adsorbed by the adsorbent is desorbed, and the heat medium cooled by the outdoor heat exchanger 8 is supplied to the second heat exchanger 7b of the second adsorber 5b. The desorbed gas-phase refrigerant is cooled and condensed in the second heat exchanger 7b.
[0050]
2. Overheating operation mode This operation mode is a mode that is executed when the amount of heat generated by the first heating element 2 exceeds a predetermined amount of heat that can be adsorbed by the refrigerator 4. Here, the predetermined amount of heat is, for example, a value obtained by dividing the maximum refrigerating capacity of the refrigerator 4 by the maximum coefficient of performance of the refrigerator 4 or the like.
[0051]
Specifically, when switching between the first basic operation mode and the second basic operation mode, the valve 9 b for switching the heat medium outlet side of the first heat exchanger 6 is connected to the heat medium inlet side of the first heat exchanger 6. After the switching operation is performed prior to the switching of the valve 9a, the valve 9a is operated after a predetermined time has elapsed.
[0052]
Accordingly, as shown in FIGS. 6 and 7, the heat absorbed by the heat medium in the first heat collector 100 a is not supplied to the adsorbent, that is, the refrigerator 4, and is supplied from the outdoor heat exchanger 8 to the outside air. Heat is dissipated inside.
[0053]
The time during which the superheat operation mode is executed is appropriately selected based on the heat generation amount of the first heating element 2, the heat amount that can be adsorbed by the refrigerator 4, the outside air temperature, and the like.
[0054]
Incidentally, FIG. 6 shows the superheat operation mode executed when shifting from the first basic operation mode to the second basic operation mode, and FIG. 7 shows the operation when shifting from the second basic operation mode to the first basic operation mode. Shows the superheat operation mode executed.
[0055]
3. Low heat operation mode This mode is executed when the amount of heat generated by the first heating element 2 falls below a predetermined amount of heat required to operate the refrigerator 4.
[0056]
Specifically, when switching between the first basic operation mode and the second basic operation mode, the valve 9a for switching the heat medium inlet side of the first heat exchanger 6 is connected to the heat medium outlet side of the first heat exchanger 6. After the switching operation is performed prior to the switching of the valve 9b, the valve 9b is operated after a predetermined time has elapsed.
[0057]
Accordingly, as shown in FIGS. 8 and 9, the heat medium supplied to the first heat exchanger 6 for heating the adsorbent does not flow to the outdoor heat exchanger 8 and the first heat collector 100 a , The heat generated by the first heating element 2 can be supplied to the refrigerator 4 without waste.
[0058]
The time during which the low heat operation mode is executed is also based on the heat generation amount of the first heating element 2, the heat amount that can be adsorbed by the refrigerator 4, that is, the adsorbent, the outside air temperature, and the like, as in the overheat operation mode. It is appropriately selected.
[0059]
Incidentally, FIG. 8 shows a low heat operation mode executed when shifting from the first basic operation mode to the second basic operation mode, and FIG. 9 shifts from the second basic operation mode to the first basic operation mode. The low heat operation mode executed at the time is shown.
[0060]
4. Direct cooling mode In this mode, when the outside air temperature in winter or the like becomes sufficiently low and the outside air temperature is lower than the cooling temperature of the second heating element 3, that is, the allowable heat-resistant temperature of the second heating element 3, or the refrigerator 4 fails. In this mode, the pumps 10a and 10b are stopped, and only the first heat radiator 8a is connected to the first heating element 2, that is, the first heat collector 100a, as shown in FIG. The cooled heat medium is supplied, and the heat medium cooled by the first radiator 8a and the second radiator 8b is supplied to the second heating element 3, that is, the second heat collector 100b.
[0061]
The outside air temperature is detected by an outside air temperature sensor (not shown), and in this embodiment, this mode is executed when the detected value becomes 15 ° C. or less.
[0062]
The determination as to whether or not the refrigerator 4 has failed is performed when the pressure in the adsorber 5 becomes equal to or higher than a predetermined value (70 KPa in the present embodiment). When the temperature of the heat medium flowing out of the adsorber 7 is equal to or higher than a predetermined value (20 ° C. in the present embodiment), the temperature of the heat medium flowing out of the second heat exchanger 7 of the adsorber 5 in the adsorption step is changed to the second temperature. (2) When the temperature of the heat medium at the inlet of the heat exchanger 7 becomes equal, and the temperature of the heat medium flowing into the first heat exchanger 6 of the adsorber 5 becomes equal to the temperature of the heat medium flowing out of the first heat exchanger 6. In any case, the refrigerator 4 is considered to have failed.
[0063]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
[0064]
Since the groove 107a and the hole 107b are provided between the water cooling unit 104 and the air cooling unit 106, the heat transfer suppressing means for suppressing the heat transfer from the water cooling unit 104 to the air cooling unit 106 by the groove 107a and the hole 107b is provided. Function as Therefore, even if the water cooling unit 104 and the air cooling unit 106 are integrated, it is possible to prevent the DC-DC converter 122 from being damaged by the heat from the power element 121.
[0065]
As a result, the water-cooling unit 104 and the air-cooling unit 106 are integrated to reduce the number of components and the number of assembling steps of the heating element cooler, and to reduce the size. Two or more types of heating elements having different temperatures can be cooled.
[0066]
Incidentally, in the present embodiment, the heat value of the power element 121 is about 300 W, the heat value of the DC-DC converter 122 is about 50 W, the temperature of the high temperature section of the water cooling section 104 is about 80 ° C., and the air cooling section 106 Since the temperature of the low temperature part is about 70 ° C., the total cross-sectional area of the connection connecting the water cooling part 104 and the air cooling part 106 is about 40 mm ² or less, and the length of the connection part, that is, the width of the groove 107 a and the hole 107 b When the dimension L is about 20 mm or more, thermal damage to the DC-DC converter 122 can be reliably prevented.
[0067]
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, the DC-DC converter 122 side is cooled by air cooling. However, in the present embodiment, as shown in FIG. A second cooling water passage 109 through which cooling water that absorbs heat generated by the DC-DC converter 122 flows is provided at a portion where the 122 is disposed to form a second water cooling unit 110, and the power element 121 is disposed. A groove 107a and a hole 107b are provided between the water cooling unit 104 and the second water cooling unit 110 to integrate the two water cooling units 104 and 110.
[0068]
In the present embodiment, the waste heat recovered by the second water cooling unit 110 is radiated to the atmosphere.
[0069]
(Third embodiment)
In the first embodiment, the DC-DC converter 122 side is cooled by air cooling. However, in the present embodiment, as shown in FIG. The portion in which 122 is arranged, that is, the second heat collecting portion 111 and the water cooling portion 104 forming the first heat collecting portion are integrated via the Peltier element 112.
[0070]
Note that the Peltier element 112 is a phenomenon in which when a current flows through a circuit connected between two different kinds of metals, an endothermic effect occurs at one junction and a heat dissipation effect occurs at the other junction (Peltier effect). ).
[0071]
Incidentally, the Peltier element 112 and the first and second heat collecting sections 104 and 111 are joined by soldering such as soldering. Here, “brazing” refers to a technique of joining a base material using a brazing material or solder so as not to melt the base material as described in, for example, “Connection / Joining Technology” (Tokyo Denki University Press). To tell. By the way, when joining using a filler material with a melting point of 450 ° C or more, it is called brazing, and the filler material at that time is called a brazing material, and when joining using a filler material with a melting point of 450 ° C or less. Is called soldering, and the filler material at that time is called solder.
[0072]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
[0073]
In the present embodiment, the portion of the heat collecting block 101 where the DC-DC converter 122 is disposed, that is, the second heat collecting portion 111 and the water cooling portion 104 forming the first heat collecting portion are integrated via the Peltier element 112. Therefore, it is possible to prevent heat from moving from the water cooling unit 104 forming the first heat collecting unit to the second heat collecting unit 111, and to reduce the heat generated in the DC-DC converter 122 by the Peltier effect to the water cooling unit. Cooling water circulating in 104 can be provided.
[0074]
Therefore, even if the water-cooling unit 104 and the air-cooling unit 106 are integrated, it is possible to prevent the DC-DC converter 122 from being damaged by the heat from the power element 121 and to provide the refrigerator 4 with a larger number of operating heat sources. Can be.
[0075]
As a result, the water cooling section 104 and the second heat collecting section 111 are integrated to reduce the number of components and the number of assembling steps of the heating element cooler, and the heating element having a low heat resistance temperature is thermally damaged while reducing the size. In addition, two or more types of heating elements having different heat-resistant temperatures can be cooled.
[0076]
(Fourth embodiment)
This embodiment is a modification of the third embodiment. Specifically, as shown in FIG. 13, the second heat collecting unit 111 is abolished, and the water cooling unit 104 forming the first heat collecting unit is replaced with a Peltier device. The DC-DC converter 122 is pressure-bonded to the first heat collecting unit, that is, the water-cooling unit 104 via the 112.
[0077]
Thus, similarly to the third embodiment, the heat generated by the DC-DC converter 122 due to the Peltier effect is given to the cooling water circulating in the water cooling unit 104, so that more heat sources for operation can be given to the refrigerator 4. At the same time, it is possible to prevent the DC-DC converter 122 from being damaged by the heat from the power element 121.
[0078]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the heat collector 100 is configured by the plurality of heat collecting blocks 101, but the present invention is not limited to this.
[0079]
Further, the heating element 120 is not limited to the one shown in the above-described embodiment. , A capacitor, a heater, a fuel cell, a semiconductor element, a battery, and the like.
[0080]
Further, the heat medium is not limited only to those shown in the above-described embodiment, for example, natural refrigerants such as water and ammonia, fluorocarbon-based refrigerants such as Fluorinert, chlorofluorocarbon-based refrigerants such as HCFC123 and HFC134a, Alcohol-based refrigerants such as methanol and ethanol, and ketone-based refrigerants such as acetone are conceivable.
[0081]
Further, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking the mobile phone base station as an example. However, the present invention is not limited to this, and the space such as a building, a basement, a factory, a warehouse, a house, a garage, and a vehicle is used. It can be applied to cooling of a plurality of types of heating elements (for example, a gas turbine engine, a gas engine, a diesel engine, a gasoline engine, a fuel cell, an electronic device, an electric device, an electric converter, a storage battery, and the like) disposed therein. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a cooling system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a two-sided view of the heat collector according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a three-view drawing of the heat collecting block according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a first basic operation mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a second basic operation mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a superheat operation mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a superheat operation mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a low heat operation mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a low heat operation mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a heat medium flow in a direct cooling mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a three-view drawing of a heat collecting block according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a three-view drawing of a heat collecting block according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a three-view drawing of a heat collecting block according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101: heat collecting block, 103: cooling water passage, 104: water cooling unit,
105: radiation fin, 106: air cooling unit, 121: power element,
122 ... DC-DC converter.

Claims

A heating element cooler for cooling a first heating element (121) and a second heating element (122) having a lower heat resistant temperature than the first heating element (121),
A coolant passage (103) through which a coolant absorbing heat generated by the first heating element (121) flows, and a radiating fin (105) radiating heat generated by the second heating element (122) into the air. A heat collector (101) provided with
A liquid cooling section (104) provided with the cooling liquid passage (103) in the heat collector (101); and an air cooling section provided with the radiation fins (105) in the heat collector (101). 106), a gap (107a, 107b) for reducing the heat conduction cross-sectional area is provided.

A heating element cooler for cooling a first heating element (121) and a second heating element (122) having a lower heat resistant temperature than the first heating element (121),
A first coolant passage (103) through which a coolant that absorbs heat generated by the first heating element (121) flows, and a second coolant path through which heat that absorbs heat generated by the second heating element (122) flows. A heat collector (101) provided with a coolant passage (109);
A first liquid cooling section (104) provided with the first coolant passage (103) in the heat collector (101) and a second coolant passage (109) in the heat collector (101) are provided. A heating element cooler characterized in that gaps (107a, 107b) for reducing the heat conduction cross-sectional area are provided between the second liquid cooling section (110) and the second liquid cooling section (110).

A heating element cooler for cooling a first heating element (121) and a second heating element (122) having a lower heat resistant temperature than the first heating element (121),
A first heat collector (104) provided with a coolant passage (103) through which a coolant absorbing heat generated by the first heating element (121) flows;
A second heat collector (111) that absorbs heat generated by the second heat generator (122);
The two heat collectors (104, 111) are integrated via a Peltier element (112) that transfers heat collected by the second heat collector (111) to the first heat collector (104). A heating element cooler characterized in that:

A heating element cooler for cooling a first heating element (121) and a second heating element (122) having a lower heat resistant temperature than the first heating element (121),
A heat collector (101) provided with a coolant passage (103) through which a coolant that absorbs heat generated by the first heating element (121) flows;
A heating element cooler, comprising: a Peltier element (112) for transferring heat generated in the second heating element (122) to the heat collector (101).

5. An adsorption refrigerator (4) that operates by heating at least the adsorbent by absorbing heat from the first heating element (121) and using the absorbed heat. 4. A heating element cooler according to any one of the above.