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技術 通信基地局の筐体冷却システム

出願人 三菱電機株式会社株式会社NTTドコモ島田理化工業株式会社
発明者 砂澤健司野中孝瀬下裕
出願日 1999年8月3日 (21年3ヶ月経過) 出願番号 1999-219661
公開日 2001年2月16日 (19年9ヶ月経過) 公開番号 2001-041503
状態 拒絶査定
技術分野 その他の空気調和方式
主要キーワード 接続用ダクト 設定能力 熱貫流 筐体内温度 保証範囲内 各検出温度 形態システム 発熱負荷
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年2月16日)のものです。
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図面 (5)

課題

自然循環冷媒回路沸騰冷却器と、強制循環冷媒回路の蒸発器と、ファンとを適切に組み合せることにより、設備容量を最適化して省エネルギー化を図り、かつ、設備信頼性向上を図ることのできる通信基地局筐体冷却システムを提供すること。

解決手段

筐体冷却システム1は、発熱部品5を含む通信機器4を収納した通信基地局2の筐体3内を、自然循環冷媒回路20の沸騰型冷却器21と、圧縮機10による強制循環冷媒回路9の蒸発器13とにより冷却するようにしたシステムであって、筐体3内の熱気取り入れる熱気吸込口32と筐体3内へ冷気を吹き出す冷気吹出口33とを有する共用通風路30を備え、沸騰型冷却器21、蒸発器13、ならびに、沸騰型冷却器21および蒸発器13に送風する共用ファン31を共用通風路30に内蔵した構成とされている。

概要

背景

携帯電話などの通信基地局は、都市部の街中、マンションオフィスビルの屋上はもとより、郊外山頂原野に至るまで多数基が設置されている。この通信基地局は一般には密閉された筐体内に通信機器収納されている。但し、筐体は人が入れない程に狭いスペースのものもあり、通信機器が発熱部品を有しているため適度に冷却されるようになっている。このような筐体内を冷却する筐体冷却システムとしては、特開平11−135972号公報に開示されたものが知られている。前記公報開示の筐体冷却システムを図4に示す。図示した通信基地局52の筐体冷却システム51は、自然循環冷媒回路20の沸騰冷却器21と強制循環冷媒回路9の蒸発器13とによって、密閉空間である筐体3内を冷却するように構成されている。強制循環冷媒回路9はエアコンなどに汎用されていて圧縮機10により冷媒を強制循環させるようにしたものである。また、筐体3内には発熱部品5を含む通信機器4が収納されている。一般の通信機器4では発熱部品5を内蔵する機器ケース6内にファン(図示省略)が配設されていて、ケース側面またはケース底面の空気取入口7からケース内へ空気を取り込み、ケース背部排気口8から熱気を吹き出すようになっている。そして、エアコンの室内機ケーシングである蒸発器ケース53には、筐体3内の空気を吸い込むための吸込口55と、筐体3内へ冷気を吹き出すための冷気吹出口56が設けられていて、蒸発器13およびファン54が内蔵されている。一方、機器ケース6の背面側には排気口8と連通する熱気案内路57が形成され、熱気案内路57は熱気吸込口58および吹出口64を有する通風路67に連結されている。通風路67には凝縮器22とファン63が内蔵されている。

強制循環冷媒回路9の凝縮器11は、エアコン室外機としての凝縮器ケース17内に配備されている。凝縮器ケース17は外気吸込口18および排気口19を有する箱体状に形成されていて、前記の凝縮器11、圧縮機10、冷媒絞り弁12、およびファン16を備えている。そして、凝縮器ケース17内の圧縮機10、凝縮器11、冷媒絞り弁12、筐体3内の蒸発器13が冷媒管14,15を介して順次環状に連結されることにより、強制循環冷媒回路9が構成される。また、自然循環冷媒回路20の凝縮器22は、室外機としての凝縮器ケース59内に配備されている。凝縮器ケース59は外気吸込口60および排気口61を有する箱体状に形成されていて、前記の凝縮器22とファン62を備えている。そして、凝縮器ケース59内の凝縮器22と通風路67内の沸騰型冷却器21とが冷媒蒸気管23および液冷媒戻り管24を介して環状に連結されることにより、自然循環冷媒回路20が構成されている。尚、従来の冷却システムでは、発熱部品5の最大負荷に合わせて冷却容量が決定されている。筐体3は一般に熱貫流の極めて少ない構造であるため、外気温の変化による筐体3内部の冷却負荷の変動はほとんど無い。

次に、従来システムの動作を説明する。まず、通信機器4内のファン(図示省略)の駆動により、筐体3内の空気が空気取入口7から機器ケース6内に取り込まれる。取り込まれた冷気は発熱部品5を冷却して熱気となり、ケース背部の排気口8から熱気案内路57内へ吹き出される。このように吹き出された熱気はファン63の送風により熱気吸込口58を経て通風路67内に吸い込まれる。通風路67内で熱気は沸騰型冷却器21を通過し自然循環冷媒回路20の冷媒と熱交換されることにより1次冷却される。1次冷却後の空気はファン63に吸引されたのち吹出口64から筐体3内へ吹き出される。吹き出された1次冷却後の空気は少なくとも一部が、吸込口55から蒸発器ケース53内へとファン54の送風により吸い込まれて蒸発器13を通過し、強制循環冷媒回路9の冷媒と熱交換されて冷却される。このように冷却された空気は冷気として冷気吹出口56から筐体3内へ吹き出される。

ここで、自然循環冷媒回路20においては、沸騰型冷却器21の冷媒が熱気との熱交換により沸騰してガス冷媒となり冷媒蒸気管23を通して凝縮器22へ至る。凝縮器22におけるガス冷媒は、ファン62により凝縮器ケース59内を外気吸込口60から排気口61へと流通する外気との熱交換により冷やされて液冷媒となる。この液冷媒はガス冷媒との比重差による自然流下により液冷媒戻り管24を経て沸騰型冷却器21へ戻る。他方、強制循環冷媒回路9においては、圧縮機10から強制的に吐出された高温高圧のガス冷媒が凝縮器11に流入し、ファン16により凝縮器ケース17内を外気吸込口18から排気口19へと流通する外気との熱交換により冷やされて液冷媒となる。液冷媒は冷媒絞り弁12で減圧されて気液二相状態となり、冷媒管14を通して蒸発器13に至る。この冷媒は蒸発器13で蒸発器ケース53内を流通する空気と熱交換して自身は低圧のガス冷媒となり、冷媒管15を経て圧縮機10の吸込側へ戻るようになっている。

概要

自然循環冷媒回路の沸騰型冷却器と、強制循環冷媒回路の蒸発器と、ファンとを適切に組み合せることにより、設備容量を最適化して省エネルギー化を図り、かつ、設備信頼性向上を図ることのできる通信基地局の筐体冷却システムを提供すること。

筐体冷却システム1は、発熱部品5を含む通信機器4を収納した通信基地局2の筐体3内を、自然循環冷媒回路20の沸騰型冷却器21と、圧縮機10による強制循環冷媒回路9の蒸発器13とにより冷却するようにしたシステムであって、筐体3内の熱気を取り入れる熱気吸込口32と筐体3内へ冷気を吹き出す冷気吹出口33とを有する共用通風路30を備え、沸騰型冷却器21、蒸発器13、ならびに、沸騰型冷却器21および蒸発器13に送風する共用ファン31を共用通風路30に内蔵した構成とされている。

目的

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、自然循環冷媒回路の沸騰型冷却器と、強制循環冷媒回路の蒸発器と、ファンとを適切に組み合わせることにより、設備容量を最適化して省エネルギー化を図り、かつ、設備の信頼性向上が図れる通信基地局の筐体冷却システムの提供を目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
7件

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請求項1

発熱部品を含む通信機器収納した通信基地局筐体内を、自然循環冷媒回路沸騰冷却器と、圧縮機による強制循環冷媒回路の蒸発器とにより冷却するようにしたシステムにおいて、前記筐体内の熱気取り入れる熱気吸込口と前記筐体内へ冷気を吹き出す冷気吹出口とを有する共用通風路を備え、前記沸騰型冷却器、前記蒸発器、ならびに、前記沸騰型冷却器および前記蒸発器に送風する共用ファンを前記共用通風路に内蔵したことを特徴とする通信基地局の筐体冷却システム。

請求項2

共用通風路は、沸騰型冷却器を内蔵した冷却器側風路と、蒸発器を内蔵した蒸発器側風路と、前記冷却器側風路と前記蒸発器側風路を連結する接続風路とから構成されていることを特徴とする請求項第1項に記載の通信基地局の筐体冷却システム。

請求項3

少なくとも外気温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段からの検出温度に基づいて強制循環冷媒回路の圧縮機の運転を停止する圧縮機制御手段とを備えていることを特徴とする請求項第1項または請求項第2項に記載の通信基地局の筐体冷却システム。

請求項4

強制循環冷媒回路の異常を検知する異常検知手段と、前記異常検知手段による強制循環冷媒回路の異常を検知したとき共用ファンを運転状態に保持する運転保持手段とを備えていることを特徴とする請求項第1項ないし請求項第3項のいずれかに記載の通信基地局の筐体冷却システム。

技術分野

0001

本発明は、自然循環冷媒回路沸騰冷却器と、圧縮機による強制循環冷媒回路の蒸発器とにより、発熱部品を含む通信機器収納した通信基地局筐体内を冷却する通信基地局の筐体冷却システムの改良に関する。

背景技術

0002

携帯電話などの通信基地局は、都市部の街中、マンションオフィスビルの屋上はもとより、郊外山頂原野に至るまで多数基が設置されている。この通信基地局は一般には密閉された筐体内に通信機器が収納されている。但し、筐体は人が入れない程に狭いスペースのものもあり、通信機器が発熱部品を有しているため適度に冷却されるようになっている。このような筐体内を冷却する筐体冷却システムとしては、特開平11−135972号公報に開示されたものが知られている。前記公報開示の筐体冷却システムを図4に示す。図示した通信基地局52の筐体冷却システム51は、自然循環冷媒回路20の沸騰型冷却器21と強制循環冷媒回路9の蒸発器13とによって、密閉空間である筐体3内を冷却するように構成されている。強制循環冷媒回路9はエアコンなどに汎用されていて圧縮機10により冷媒を強制循環させるようにしたものである。また、筐体3内には発熱部品5を含む通信機器4が収納されている。一般の通信機器4では発熱部品5を内蔵する機器ケース6内にファン(図示省略)が配設されていて、ケース側面またはケース底面の空気取入口7からケース内へ空気を取り込み、ケース背部排気口8から熱気を吹き出すようになっている。そして、エアコンの室内機ケーシングである蒸発器ケース53には、筐体3内の空気を吸い込むための吸込口55と、筐体3内へ冷気を吹き出すための冷気吹出口56が設けられていて、蒸発器13およびファン54が内蔵されている。一方、機器ケース6の背面側には排気口8と連通する熱気案内路57が形成され、熱気案内路57は熱気吸込口58および吹出口64を有する通風路67に連結されている。通風路67には凝縮器22とファン63が内蔵されている。

0003

強制循環冷媒回路9の凝縮器11は、エアコン室外機としての凝縮器ケース17内に配備されている。凝縮器ケース17は外気吸込口18および排気口19を有する箱体状に形成されていて、前記の凝縮器11、圧縮機10、冷媒絞り弁12、およびファン16を備えている。そして、凝縮器ケース17内の圧縮機10、凝縮器11、冷媒絞り弁12、筐体3内の蒸発器13が冷媒管14,15を介して順次環状に連結されることにより、強制循環冷媒回路9が構成される。また、自然循環冷媒回路20の凝縮器22は、室外機としての凝縮器ケース59内に配備されている。凝縮器ケース59は外気吸込口60および排気口61を有する箱体状に形成されていて、前記の凝縮器22とファン62を備えている。そして、凝縮器ケース59内の凝縮器22と通風路67内の沸騰型冷却器21とが冷媒蒸気管23および液冷媒戻り管24を介して環状に連結されることにより、自然循環冷媒回路20が構成されている。尚、従来の冷却システムでは、発熱部品5の最大負荷に合わせて冷却容量が決定されている。筐体3は一般に熱貫流の極めて少ない構造であるため、外気温の変化による筐体3内部の冷却負荷の変動はほとんど無い。

0004

次に、従来システムの動作を説明する。まず、通信機器4内のファン(図示省略)の駆動により、筐体3内の空気が空気取入口7から機器ケース6内に取り込まれる。取り込まれた冷気は発熱部品5を冷却して熱気となり、ケース背部の排気口8から熱気案内路57内へ吹き出される。このように吹き出された熱気はファン63の送風により熱気吸込口58を経て通風路67内に吸い込まれる。通風路67内で熱気は沸騰型冷却器21を通過し自然循環冷媒回路20の冷媒と熱交換されることにより1次冷却される。1次冷却後の空気はファン63に吸引されたのち吹出口64から筐体3内へ吹き出される。吹き出された1次冷却後の空気は少なくとも一部が、吸込口55から蒸発器ケース53内へとファン54の送風により吸い込まれて蒸発器13を通過し、強制循環冷媒回路9の冷媒と熱交換されて冷却される。このように冷却された空気は冷気として冷気吹出口56から筐体3内へ吹き出される。

0005

ここで、自然循環冷媒回路20においては、沸騰型冷却器21の冷媒が熱気との熱交換により沸騰してガス冷媒となり冷媒蒸気管23を通して凝縮器22へ至る。凝縮器22におけるガス冷媒は、ファン62により凝縮器ケース59内を外気吸込口60から排気口61へと流通する外気との熱交換により冷やされて液冷媒となる。この液冷媒はガス冷媒との比重差による自然流下により液冷媒戻り管24を経て沸騰型冷却器21へ戻る。他方、強制循環冷媒回路9においては、圧縮機10から強制的に吐出された高温高圧のガス冷媒が凝縮器11に流入し、ファン16により凝縮器ケース17内を外気吸込口18から排気口19へと流通する外気との熱交換により冷やされて液冷媒となる。液冷媒は冷媒絞り弁12で減圧されて気液二相状態となり、冷媒管14を通して蒸発器13に至る。この冷媒は蒸発器13で蒸発器ケース53内を流通する空気と熱交換して自身は低圧のガス冷媒となり、冷媒管15を経て圧縮機10の吸込側へ戻るようになっている。

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、前記従来の冷却システムにおいては、沸騰型冷却器21と蒸発器13とが別々の通風路内に配備されているため、通風路毎に個別にファン63,54を設ける必要であった。しかも、コンパクト化の要請で筐体3内は部品実装密度が高いので、ファンの設置台数が増えた場合でも設置スペースは増やせない。そのため、大型のファンを使用できず、例えば筐体3内のスペースが同じ場合に大風量が得られないという問題があった。一方、沸騰型冷却器21で1次冷却された空気は吹出口64を出た後に筐体3内で拡散するため、矢印Cのように蒸発器ケース53へ向かう空気のみならず、矢印Bのようにそのままバイパスして通信機器4の空気取入口7へ吸い込まれることもある。他方、ファン54の風量が大きすぎる場合は、冷気吹出口56から吹き出された冷気がショートサイクルを生じて吸込口55に戻ることがあり、冷却効率が悪化する。更には、沸騰型冷却器21へ熱気を取り込むための熱気案内路57や熱気吸込口58を設ける必要があり、風路構成が複雑である。逆に、熱気案内路57が無ければ、通信機器4の排気口8から吹き出された高温の熱気が沸騰型冷却器21をバイパスして直に蒸発器13の吸込口55に吸い込まれることがあり、強制循環冷媒回路9の故障につながるおそれがあった。

0007

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、自然循環冷媒回路の沸騰型冷却器と、強制循環冷媒回路の蒸発器と、ファンとを適切に組み合わせることにより、設備容量を最適化して省エネルギー化を図り、かつ、設備信頼性向上が図れる通信基地局の筐体冷却システムの提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明に係る通信基地局の筐体冷却システムは、発熱部品を含む通信機器を収納した通信基地局の筐体内を、自然循環冷媒回路の沸騰型冷却器と、圧縮機による強制循環冷媒回路の蒸発器とにより冷却するようにしたシステムにおいて、筐体内の熱気を取り入れる熱気吸込口と筐体内へ冷気を吹き出す冷気吹出口とを有する共用通風路を備え、沸騰型冷却器、蒸発器、ならびに、沸騰型冷却器および蒸発器に送風する共用ファンを共用通風路に内蔵した構成にしてある。

0009

また、上記の構成における、共用通風路が、沸騰型冷却器を内蔵した冷却器側風路と、蒸発器を内蔵した蒸発器側風路と、冷却器側風路と蒸発器側風路を連結する接続風路とから構成されているものである。

0010

そして、上記の各構成に加えて、少なくとも外気温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段からの検出温度に基づいて強制循環冷媒回路の圧縮機の運転を停止する圧縮機制御手段とを備えているものである。

0011

更に、上記の各構成に加えて、強制循環冷媒回路の異常を検知する異常検知手段と、異常検知手段による強制循環冷媒回路の異常を検知したとき共用ファンを運転状態に保持する運転保持手段とを備えているものである。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
発明の実施の形態1.図1は本発明の実施形態1,3,4に係る通信基地局の筐体冷却システムを示す概略構成図である。但し、図4に示した従来の筐体冷却システム51と概ね共通する構成要素には同一の符号を付して、その詳説を省略することがある。図において、筐体冷却システム1は、自然循環冷媒回路20の沸騰型冷却器21と、圧縮機10により冷媒を強制循環させる強制循環冷媒回路9の蒸発器13とによって、密閉空間を形成する通信基地局2の筐体3内を冷却するように構成されている。筐体3内には発熱部品を含む通信機器4が収納されている。この筐体冷却システム1では筐体3内に共用通風路30が設けられている。共用通風路30は、筐体3内の熱気を取り入れる熱気吸込口32と筐体3内へ冷気を吹き出す冷気吹出口33とを有する中空箱状の共用ケース29により実現される。共用通風路30には、自然循環冷媒回路20の沸騰型冷却器21、強制循環冷媒回路9の蒸発器13、ならびに、前記の沸騰型冷却器21および蒸発器13に送風する共用ファン31が内蔵されている。

0013

強制循環冷媒回路9の凝縮器11は、室外機としての凝縮器ケース17内に配備されている。凝縮器ケース17は外気吸込口18および排気口19を有する箱体状に形成されていて、前記の凝縮器11、圧縮機10、冷媒絞り弁12、およびファン16を備えている。すなわち、凝縮器ケース17内の圧縮機10、凝縮器11、冷媒絞り弁12、共用通風路30内の蒸発器13が冷媒管14,15を介して順次環状に連結されることにより、強制循環冷媒回路9が構成される。自然循環冷媒回路20の凝縮器22は、室外機としての凝縮器ケース25内に配備されている。凝縮器ケース25は外気吸込口27および排気口28を有する箱体状に形成されていて、前記の凝縮器22とファン26を備えている。すなわち、凝縮器ケース25内の凝縮器22と共用通風路30内の沸騰型冷却器21とが冷媒蒸気管23および液冷媒戻り管24を介して環状に連結されることにより、自然循環冷媒回路20が構成される。

0014

続き、上記した構成による通信基地局2の筐体冷却システム1の動作を説明する。まず、通信機器4内のファン(図示省略)の駆動により、機器ケース6の側方でイの位置にある冷気が空気取入口7からケース内に取り込まれる。取り込まれた冷気は発熱部品5を冷却して熱気となり、ケース上部の排気口8から筐体3内のウの位置へ吹き出される。このように吹き出された熱気は、共用ファン31の送風によりエの位置から熱気吸込口32を経て共用通風路30内に吸い込まれる。共用通風路30内で熱気は沸騰型冷却器21を通過して自然循環冷媒回路20の冷媒と熱交換されることにより1次冷却される。オの位置にある1次冷却後の空気は共用ファン31に吸引されたのち全量が蒸発器13を通過し強制循環冷媒回路9の冷媒と熱交換されて冷却される。このように冷却された空気は冷気として冷気吹出口33から筐体3内のアの位置へ吹き出される。すなわち、空気はア→イ→ウ→エ→オの位置を順に循環して筐体3内を冷却するのである。

0015

尚、自然循環冷媒回路20の冷媒系では、沸騰型冷却器21の冷媒が熱気との熱交換により沸騰してガス冷媒となり冷媒蒸気管23を通して凝縮器22へ至る。凝縮器22においてガス冷媒は、ファン26により凝縮器ケース25内を外気吸込口27から排気口28へと流通する外気との熱交換により凝縮して液冷媒となる。この液冷媒はガス冷媒との比重差による自然流下により液冷媒戻り管24を通して沸騰型冷却器21へ戻る。一方、強制循環冷媒回路9の冷媒系においては、圧縮機10から強制的に吐出された高温・高圧のガス冷媒が凝縮器11に流入し、ファン16により凝縮器ケース17内を外気吸込口18から排気口19へと流通する外気との熱交換により冷やされて液冷媒となる。液冷媒は冷媒絞り弁12で減圧されて気液二相状態となり、冷媒管14を通して蒸発器13に至る。この冷媒は蒸発器13で1次冷却後の空気と熱交換して自身は低圧のガス冷媒となり、冷媒管15を経て圧縮機10の吸込側へ戻る。上記の圧縮機10は共用通風路30内のオの位置における空気温度に基づいて容量制御されている。

0016

前記したように、この実施形態の筐体冷却システム1によれば、沸騰型冷却器21と蒸発器13とが単一の共用通風路30内に配備されているため、1台の共用ファン31を共用通風路30内に設けるだけで済む。そのうえ、従来は2台要していたファン設置スペースを1台分に使用できることから、共用ファン30として大風量のファンを採用することができる。これにより、自然循環冷媒回路20の能力を大きく利用することができる。一方、沸騰型冷却器21で1次冷却された空気は必ず蒸発器13に導かれて確実に冷却されるため、従来技術のような筐体3内での空気のバイパスやショートサイクルを生じることがなく、高い冷却効率を実現することができ省エネルギーに寄与する。そのうえ、熱気をそのまま蒸発器13に吸い込むことがないため、強制循環冷媒回路9の故障を回避することができる。また、従来システムのような熱気案内路57(図4参照)を絶対的には必要としない。以上のことから、ファン設置数の削減、ランニングコストの削減を実現することができる。これにより、省エネと同時に設備のトータル冷却容量の軽減、および冷却システム全体の信頼性の向上を図ることができ、また圧縮機10の運転容量削減により低騒音化も実現する。

0017

ところで、本システムの効率を良くするために、あるいは、筐体3内の結露を防止するためにも、通信機器4などの要求使用環境温度許す限り筐体内温度を高くして運用することが効果的である。しかしながら、筐体内温度を高くする(30℃程度)と機器ケース6から吹き出されるウの位置の空気温度が高くなり(40℃)、その温度の空気を通常のエアコン室内機(例えば、図4の蒸発器ケース53)に直に吸い込ませると、エアコン室内機の運転保証範囲(例えば35℃)を超えてしまう。そこで、記述したように沸騰型冷却器21と蒸発器13とを組み合わせ配置したことで、蒸発器13への吸込温度保証範囲内に納めることにも役立ち、ひいては冷却システムの信頼性向上につながったのである。また、共用ケース29内の沸騰型冷却器21は、エの位置にある吸込空気の温度と、凝縮器22に吸い込まれるカの位置にある外気の温度との差が大きいほど高い能力を発揮する機能を持つ(図3参照)ので、可能な限り発熱部品5の近くの熱気と熱交換するのが効率的である。そのためには、共用ケース29の熱気吸込口32を発熱部品5の直上となる位置に配置するのが好ましい。これにより、通信機器4の排気口8から吹き出されたウの位置の熱気の温度をほぼ維持したまま、共用通風路30へ吸い込まれるエの位置の空気とすることができる。

0018

発明の実施の形態2.図2は本発明の実施形態2に係る通信基地局の筐体冷却システムを示す概略構成図である。図に示した通信基地局2aの筐体冷却システム1aが先述の筐体冷却システム1と異なる点は、共用通風路30aが、沸騰型冷却器21を内蔵した冷却器側風路48と、蒸発器13を内蔵した蒸発器側風路50と、冷却器側風路48と蒸発器側風路50を連結する接続風路49とから構成されたことである。具体的には、沸騰型冷却器21を収容した冷却器ケース43の吹出口46と、蒸発器13を収容した蒸発器ケース45の吸込口47とが接続用ダクト44で連結されることにより、これらの内部に共用通風路30aが形成される。筐体冷却システム1aの動作は実施形態1とほとんど同じであるため、説明は省略する。

0019

この筐体冷却システム1aのように構成すると、元々の強制循環冷媒回路9に配備されているエアコン室内機(吸込口47および冷気吹出口33を有する蒸発器ケース45と、蒸発器13と、共用ファン31とからなる構成に相当する)をそのまま転用することができる。

0020

尚、機器ケース6と冷却器ケース43の間、および、筐体3内面と冷却器ケース43との間に仕切壁65を設けて、吸込側空間66を形成することも可能である。因みに、前記の仕切壁65を設けない場合は、発熱部品5を内蔵した通信機器4を筐体3内に複数台設置することが可能となる。

0021

発明の実施の形態3.この実施形態3に係る筐体冷却システム1では、図1に示すように、例えばマイクロコンピュータなどで構成される制御装置38が配備されている。この例において、制御装置38は、後述する圧縮機制御手段40の機能を有している。また、筐体冷却システム1は、外気温度を検出する温度検出手段34と、筐体内温度(好ましくは、機器ケース6の排気口8ないしは共用ケース29の熱気吸込口32近傍の温度)を検出する温度検出手段35とを備えている。

0022

そこで、温度検出手段34が外気温度を検出し温度検出手段35が筐体内温度を検出すると、圧縮機制御手段40は、それぞれ検出された筐体内温度と外気温度の温度差演算する。次いで、圧縮機制御手段40は、求めた温度差に基づいて強制循環冷媒回路9の圧縮機10を運転停止する。具体的には、図3に示すような自然循環冷媒回路20の能力(kW)と、筐体内温度〜外気温度の温度差との関係データが制御装置38のメモリに予め設定され記憶されていて、各検出温度から演算された温度差により自然循環冷媒回路20の要求能力が求められる。そこで、圧縮機制御手段40は、求めた自然循環冷媒回路20の要求能力が同一条件下における関係データの設定能力値を下回った場合に、強制循環冷媒回路9の圧縮機10を強制的に運転停止させ、自然循環冷媒回路20のみの作動を続行させる。

0023

すなわち、この実施形態システムでは、自然循環冷媒回路20の能力のみで筐体3内の冷却をまかなえるときは、オの位置の空気温度に拘らず圧縮機10を運転させないので、強制循環冷媒回路9の運転コスト無用支出を回避することができる。因みに、外気温度が低いほど自然循環冷媒回路20の能力は大きくなり、強制循環冷媒回路9の負荷を低減することができる。例えば、図3のような特性を持つ自然循環冷媒回路20を設計した場合、温度差Δt=25℃(例えば、室外気温=15℃、筐体内温度=40℃のとき)のときの冷却能力は4.0kWとなる。言い換えると、外気温度を過酷な真夏条件に設定して自然循環冷媒回路20の能力を設計すれば、および中間期は強制循環冷媒回路9側の運転容量を大幅に削減することができ、ランニングコストの低減を図ることができる。あるいは、自然循環冷媒回路20における沸騰冷却分を強制循環冷媒回路9側の容量削減分に引当することができる。

0024

尚、この実施形態の制御態様は、図1の筐体冷却システム1のみならず、図2の筐体冷却システム1aに適用できるのは言うまでもない。また、筐体内の発熱負荷が一年を通してほとんど変化しない場合は、温度検出手段34で検出した外気温度のみに基づいて圧縮機10を運転停止させることも可能であり、その場合は筐体内用の温度検出手段35を省けるため、制御構成が簡素ですみ低コストで実現できる。

0025

発明の実施の形態4.実施形態4に係る筐体冷却システム1では、図1に示すように、圧縮機10の吸込側における低圧冷媒圧力を検出する圧力検出手段36と、圧縮機10の吐出側における高圧冷媒圧力を検出する圧力検出手段37とが設けられている。また、制御装置38は、圧力検出手段36,37によるそれぞれの検出圧力に基づいて強制循環冷媒回路9の異常を検知する異常検知手段41の機能と、異常検知手段41が強制循環冷媒回路9の異常を検知したとき共用ファン31を運転状態に保持する運転保持手段42の機能とを有している。

0026

従って、この実施形態システムによれば、圧力検出手段36,37でそれぞれ検出した圧力の差が所定値よりも大きい場合、異常検知手段41が強制循環冷媒回路9の異常を検知する。そして、異常検知手段41は圧縮機10を緊急停止させる。同時に、異常検知手段41は共用ファン31を運転状態に保持して送風を続行させる。斯かる場合でも自然循環冷媒回路20は常時作動しているので、共用ファン31の運転保持により沸騰型冷却器21に送風される。すなわち、異常により強制循環冷媒回路9が緊急停止された場合でも、沸騰型冷却器21で冷却された空気が筐体3内へ吹き出されるので、筐体3内の温度は沸騰することがない。但し、圧力検出手段36,37に代えて圧縮機10吐出側の冷媒温度を検出し、これに基づいて強制循環冷媒回路9の異常を検知するように構成しても構わない。また、圧力検出以外の異常検出手段に関しても同様に構成できる。この実施形態の制御態様は図1の筐体冷却システム1だけでなく、無論、図2の筐体冷却システム1aにも適用可能である。

0027

尚、上記した各々の実施形態では、共用通風路30,30aを筐体3内に内設した例を示したが、本発明はそれに限るものでなく、例えば、共用通風路30,30aの共用ケース29、冷却器ケース43、接続用ダクト44、蒸発器ケース45を筐体3に外付けし、熱気吸込口32および冷気吹出口33を筐体3内に貫通させて接続することも可能である。また、共用ファン31を沸騰型冷却器21と蒸発器13の間に配設したが、それに限らず、共用通風路30,30a内における沸騰型冷却器21の通気方向上流側または蒸発器13の通気方向下流側に共用ファン31を配置しても構わない。

発明の効果

0028

以上詳述したように、本発明に係る通信基地局の筐体冷却システムによれば、沸騰型冷却器と蒸発器とが単一の共用通風路内に配備されているため、1台の共用ファンを設けるだけですむ。従って、ファン設置数の削減、ランニングコストの削減を実現することができる。そのうえ、従来は2台要していたファン設置スペースを1台分に使用できることから、共用ファンとして大風量のファンを採用することができる。これにより、自然循環冷媒回路の能力を大きく利用することができる。一方、沸騰型冷却器で1次冷却された空気は必ず蒸発器に導かれて確実に冷却されるため、従来技術のような筐体内でのバイパスやショートサイクルを生じることがなく、高い冷却効率を実現することができて省エネルギーに寄与する。そのうえ、蒸発器に吸い込まれるのは1次冷却された空気であることから、熱気をそのまま吸い込んだ場合に生じる強制循環冷媒回路の故障を回避することができる。

0029

また、冷却器側風路と、蒸発器側風路と、これらを連結する接続風路とから、共用通風路が構成されている場合に、蒸発器側風路内に共用ファンを配備した構成であると、強制循環冷媒回路のエアコン室内機をそのまま転用することができる。逆に、冷却器側風路内に共用ファンを配備した場合は、自然循環冷媒回路の利用側冷却機をそのまま転用することができる。

0030

そして、少なくとも外気の検出温度に基づいて圧縮機制御手段が自然循環冷媒回路の能力のみで筐体内の冷却をまかなえると判断したときは、圧縮機を運転させないので、強制循環冷媒回路の無用な運転コストの支出を回避できる。

0031

更に、強制循環冷媒回路の異常を検知したときに共用ファンを運転状態に保持するような制御構成にした場合、自然循環冷媒回路は常に作動しているので、強制循環冷媒回路の異常検知により圧縮機が自動的に運転停止されても、共用ファンを運転することにより自然循環冷媒回路の沸騰型冷却器で共用通風路内の空気が冷却されて筐体内へ吹き出される。これにより、筐体内の温度が急騰することがなく応急的に対処することができる。

図面の簡単な説明

0032

図1本発明の実施形態1,3,4に係る通信基地局の筐体冷却システムを示す概略構成図である。
図2本発明の実施形態2に係る通信基地局の筐体冷却システムを示す概略構成図である。
図3本発明の実施形態3に係る通信基地局の筐体冷却システムに用いられる自然循環冷媒回路能力と外気温度などとの関係を示すグラフである。
図4従来技術の通信基地局の筐体冷却システムを示す概略構成図である。

--

0033

1筐体冷却システム、1a 筐体冷却システム、2通信基地局、2a 通信基地局、3 筐体、4通信機器、5発熱部品、9強制循環冷媒回路、10圧縮機、13蒸発器、20自然循環冷媒回路、21沸騰型冷却器、30共用通風路、30a 共用通風路、31 共用ファン、32熱気吸込口、33冷気吹出口、34温度検出手段、36圧力検出手段、37 圧力検出手段、38制御装置、40 圧縮機制御手段、41異常検知手段、42運転保持手段、48冷却器側風路、49 接続風路、50蒸発器側風路。

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