专利名称：装有发热元件的盒子的冷却装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种安装在室外，并且其用于安装冷却装置的空间有限的盒子形结构；该结构中的发热元件的发热量很大，即使在冬季也需要冷却，该盒子形结构具有一块精确的控制板的盒子，使温度、湿度、和灰尘等会影响到电子元件的性能和寿命。更具体地说，本发明涉及一种冷却装置，和控制该冷却装置的方法。
近年来，在生产高性能的电子元件和在控制板上增加电子元件的密度方面取得了很大的进展，因此，从控制板上产生的热量也明显增加。结果，装该控制板的盒子内的温度升高，而该盒内的温度，对保证控制板上的电子元件的工作和产品寿命有很大影响。由于这个原因，除非将该盒子内的温度冷却至一个固定的水平或更低，否则不可能保证产品的可靠性。
另外，由于采用精度高的电子元件，因此消除该盒子内的空气中的潮气和灰尘也是一个重要的问题。
通常，冷却这种形式的盒子的方法是，在该盒子内部安装一个室内部件，并通过一条致冷剂管路，将该室内部件与在该盒子外面的室外部件连接起来。图20所示就是一种这种通常采用的装置。
下面，将参照图20来说明装有发热元件的盒子的冷却装置。
如图20所示，在盒子101中安装着下列零部件产生热负荷的控制板102；一个室内部件103；一个用于检测盒子101内的空气温度，并将信号传送至该室内部件103的温度传感器104；和一个电源105。
室外部件106安装在该盒子101的外面，并通过一条致冷剂管路107，与该室内部件103连接。
在上述结构中，如果控制板102工作，则由于它产生热，可使该盒子101内的温度逐渐升高。
因此，当温度传感器104检测的温度超过设定温度时，就产生一个工作信号，使该室内部件103开始工作，从而使该盒子101内的温度降低。另一方面，如果该温度传感器104检测的温度降低至设定温度以下，则产生一个停止信号，使该室内部件103停止工作。
重复上述的工作循环，就可将该盒子101内的温度保持在一个固定的范围内。
采用这种通常的装有发热元件的盒子的冷却装置时，由于其周围部分被绝热材料密封起来，不能辐射热量，这样，即使在冬季，室外空气温度低时，冷却装置也必需工作，因此会浪费大量的冷却能量。
本发明的一个目的是，要通过在该装有发热元件的盒子的壁板上，安装一个冷却装置，在室外空气温度低时，使室外空气与该盒子内的空气进行热交换，使该盒子内的空气冷却来克服上述通常的这种装置的缺点。结果，现有的冷却装置工作时间可以缩短，实现节能的目的。另外，由于冷却装置安装在该盒子壁板外面，不需要利用该装有发热元件的盒子的内部空间，因此，容易安装在现有的装有发热元件的盒子上。
本发明的另一个目的是要提供可以节能和如上所述的安装操作性非常好的装有发热元件的盒子的冷却装置。
为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个吸入一个装有发热元件的盒子中的空气，并将该装有发热元件的盒子中的空气，返回至该装有发热元件的盒子内部，使空气在该装有发热元件的盒子中循环的室内空气通道；一个用于吸入室外空气，并将吸入的室外空气排出至外面去的室外空气通道；一个使该二个空气通道互相独立的分隔板；一个用于输送在该室外空气通道和室内空气通道中的空气的风扇部件；和一个放置在该室外空气通道和室内空气通道的交点处，使室外空气和室内空气的显热进行交换的热交换元件；其中，该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的壁板外面。
根据本发明，当室外空气温度低时，室外空气与该装有发热元件的盒子内的空气进行热交换，从而可以降低该盒子内的空气温度。
因此，现有的冷却装置的工作时间可以缩短，结果，可以得到一种比通常的冷却装置节约能源的装有发热元件的盒子的冷却装置。
另外，由于室外空气和该装有发热元件的盒子内的空气不会混合，因此可以避免潮气和灰尘进入该盒子中，从而不会使蒸汽冷凝和灰尘对在该装有发热元件的盒子内的设备造成不利影响。
另外，由于该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的壁板外面，因此，可以很容易将该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在没有多余空间的装有发热元件的盒子上。
另外，作为另一种方案，本发明还提供了一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个具有与该装有发热元件的盒子连通的室内空气入口和室内空气出口，以及与室外空气连通的室外空气入口和室外空气出口的壳体；和一个安装在该壳体中的风扇部件和热交换元件；该风扇部件的回转轴与热交换元件的纵向平行，并与室内空气的吹出方向垂直。
根据本发明，利用上述装置，可将该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体作得较薄和较紧凑，使安装工作容易进行。
另外，为了达到上述目的，根据本发明还提供了一种装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，该冷却装置包括一个用于测量该装有发热元件的盒子内部温度的盒内空气温度传感器；一个用于测量室外空气温度的室外空气温度传感器；一个用于将冷却空气吹入该盒子中的风扇部件；一个利用盒子内空气与室外空气之间空气对空气热交换方式，使该装有发热元件的盒子冷却的空气热交换式空调；和一个使用致冷剂，使该装有发热元件的盒子冷却的致冷剂式空调；所述方法包括下列步骤当将盒内空气温度减去室外空气温度得出的温差大于预先设定的温差T1时，使所述空气热交换式空调工作；和当盒子内空气温度高于预先设定的温度T2时，使所述致冷剂式空调工作，以减少冷却该装有发热元件的盒子所需的能量。
根据本发明，通过使用上述装置，可使该空气热交换式空调工作，使室外空气与该装有发热元件的盒子内的空气进行热交换。这样可以降低该装有发热元件的盒子内的空气温度，使冷却负荷降低，并可减少该致冷剂式空调的工作时间。因此，与通常的冷却装置比较，可以减少冷却所需要的能源消耗量。
图1为表示根据本发明的第一个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置结构的示意性横截面图；图2为表示根据本发明的第二个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图3为表示根据本发明的第三个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图4为表示根据本发明的第四个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图5为表示根据本发明的第5个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图6为表示根据本发明的第7个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图7为表示根据本发明的第8个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图8为表示根据本发明的第9个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图9为表示根据本发明的第10个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构透视图；图10为表示根据本发明的第11个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方式的图；图11为表示根据本发明的第11个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的图；图12为表示控制根据本发明的第一个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的方法的流程图；图13为表示控制根据本发明的第12个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的方法的流程图；图14为表示根据本发明的第12个实施例的、装有发热元件的盒子的冷却装置的安装状态的图；图15为表示控制根据本发明的第13个实施例的装有发热元件的盒子的冷却装置的方式的图；图16为表示控制根据本发明的第13个实施例的、装有发热元件的盒子的冷却装置的方法的流程图；图17为表示控制根据本发明的第14个实施例的、装有发热元件的盒子的冷却装置的方法的流程图；图18为表示根据本发明的第15个实施例的、装有发热元件的盒子的冷却装置的图；图19为表示根据本发明的第16个实施例的、装有发热元件的盒子的冷却装置的图；图20为表示通常的装有发热元件的盒子的冷却装置的结构的示意性横截面图。
根据本发明的第一个方面，一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个吸入一个装有发热元件的盒子中的空气，并将该装有发热元件的盒子中的空气，返回至该装有发热元件的盒子内部，使空气在该装有发热元件的盒子中循环的室内空气通道；一个用于吸入室外空气，和将吸入的室外空气排出至外面去的室外空气通道；一个使该二个空气通道互相独立的分隔板；一个用于输送在该室外空气通道和室内空气通道中的空气的风扇部件；和一个放置在该室外空气通道和室内空气通道的交点处，使室外空气和室内空气的显热进行交换的热交换元件；其中，该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的壁板外面。
工作时，由于现有的冷却装置的工作时间可以缩短，而不会使灰尘混入装有发热元件的盒子中，因此可以节约能源。另外，由于装有发热元件的盒子的冷却装置安装在装有发热元件的盒子的壁板的外面，因此，该冷却装置可以容易地安装在没有多余空间的装有发热元件的盒子上。
根据本发明的第二个方面，一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个具有与该装有发热元件的盒子连通的室内空气入口和室内空气出口，以及与室外空气连通的室外空气入口和室外空气出口的壳体；和一个安装在该壳体中的风扇部件和热交换元件；该风扇部件的回转轴与热交换元件的纵向平行，并与室内空气的吹出方向垂直。工作时由于该装置的形状，可将该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体作得较薄和较紧凑，从而可以使该冷却装置的安装容易进行。
根据本发明的第三个方面，所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，它还包括一个当室外空气温度较高时，用于辅助冷却该装有发热元件的盒子的空气冷却器。工作时，当室外空气温度高时，可以解决需要增加冷却量的问题，而当室外空气温度低时，又可节约能源。
根据本发明的第四个方面，该室内空气入口和室内空气出口的形状作成圆孔，并配置在该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体上。工作时，当安装该装有发热元件的盒子的冷却装置时，容易在该盒子的壁板上加工出开口。
根据本发明的第五个方面，该室内空气入口和室内空气出口分别带有凸缘。因此工作时，即使该装有发热元件的盒子的板较厚，也容易安装，并可保证不漏气。
根据本发明的第六个方面，该热交换元件的热交换板作成不透水的。因此，工作时，室外空气中的潮气不会混入该装有发热元件的盒子中，从而不会有因蒸汽冷凝等造成潮气对该装有发热元件的盒子内的设备的不利影响。
根据本发明的第七个方面，当室外空气温度低时，可以控制空气冷却器停止工作，而热交换可以进行；当室外空气温度高时，又可控制热交换不进行，而空气冷却器工作。因此，由于没有热交换和致冷机的不必要工作造成的过大的能量消耗，所以可以节约能源。
根据本发明的第八方面，与该装有发热元件的盒子内部连通的室内空气入口或室内空气出口，可用于使导线通过，因此不需要重新单独制造一个导线用孔。因此，工作时，可减少安装的工序数目。
根据本发明的第九个方面，装配时，该装有发热元件的盒子的冷却装置的主体的一部分或全部，嵌入该装有发热元件的盒子的壁板(外壁)和一个可打开的门中。因此，工作时，可使该装有发热元件的盒子的冷却装置，在装有发热元件的盒子的外周边表面上突出较少。
根据本发明的第十个方面，一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个吸入一个装有发热元件的盒子中的空气，并将该装有发热元件的盒子中的空气，返回至该装有发热元件的盒子内部，使空气在该装有发热元件的盒子中循环的室内空气通道；一个用于吸入室外空气，和将吸入的室外空气排出至外面去的室外空气通道；一个使该二个空气通道互相独立的分隔板；一个用于输送在该室外空气通道和室内空气通道中的空气的风扇部件；和一个放置在该室外空气通道和室内空气通道的交点处，使室外空气和室内空气的显热进行交换的热交换元件；其中，该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的顶板上。因此，工作时，即使在该装有发热元件的盒子的外周边侧面部分周围，没有安装空间，也可以安装该装有发热元件的盒子的冷却装置。
根据本发明的第十一个方面，一种装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，该冷却装置包括一个用于测量该装有发热元件的盒子内部温度的盒内空气温度传感器；一个用于测量室外空气温度的室外空气温度传感器；一个用于将冷却空气吹入该盒子中的风扇部件；一个利用盒子内空气与室外空气之间空气对空气热交换方式，使该装有发热元件的盒子冷却的空气热交换式空调；和一个使用致冷剂，使该装有发热元件的盒子冷却的致冷剂式空调；所述方法包括下列步骤当将盒内空气温度减去室外空气温度得出的温差大于预先设定的温差T1时，使所述空气热交换式空调工作；和当盒子内空气温度高于预先设定的温度T2时，使所述致冷剂式空调工作，以减少冷却该装有发热元件的盒子所需的能量。工作时，通过使冷却所需的能量消耗量比致冷剂式的空调小的空气热交换式空调工作，可以减少该致冷剂式空调的工作时间，从而可以节约能源。
根据本发明的第十二个方面，如第11方面所述的装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，其中，步进工作式发令装置根据盒子内空气温度检测装置和室外空气温度检测装置得到的该盒子内的冷却负荷，改变要工作的装有发热元件的盒子的冷却装置的数目。工作时，通过使冷却负荷所需要的最小数目的装有发热元件的盒子的冷却装置工作，可以抑止过大的能量消耗。
根据本发明的第十三个方面，如第十一方面所述的装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，其中，在该盒子内空气温度高于预先设定的盒子内空气温度的上限，并且该盒子内的设备有损坏的危险的情况下，通过迅速地增加所述装有发热元件的盒子的冷却装置的所述风扇部件的转数，以增大空气量，而进入紧急工作状态，从而增大冷却能力和将该装有发热元件的盒子内的温度降低至安全温度区。工作时，可以避免由于高温使该装有发热元件的盒子内的设备损坏。
根据本发明的第十四个方面，如第十一方面所述的装有加热元件的盒子的冷却装置，其中，所述装有发热元件的盒子的冷却装置具有一个通知所述装有发热元件的盒子的冷却装置处在紧急工作状态的异常工作情况报警装置。工作时，可以应付紧急情况。
根据本发明的第十五个方面，如第十一方面所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，在该装有发热元件的盒子上安装着太阳能电池，并可利用其产生的电能使所述装有发热元件的盒子的冷却装置工作。工作时，可以产生该装有发热元件的盒子的冷却装置冷却所需消耗的部分能量，因此可以节约能源。
根据本发明的第十六个方面，如第十一方面所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，该装置带有一个利用帕尔帖(Peltier)效应来冷却该装有发热元件的盒子的电子冷却装置。工作时，由于装有发热元件的盒子被冷却，因此可以减少冷却该装有发热元件的盒子的负荷。
现参照附图来说明本发明的实施例。
(第一个实施例)图1表示可说是构成本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置基本结构的第一个实施例。
该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体1，为所谓的可安装在装有发热元件的盒子外板上的外安装式壳体。
下面来说明其内部结构。
在壳体1内形成一条室内空气循环通道5，风扇部件3的室内空气侧风扇3A，将在该装有发热元件的盒子内的空气(以后称为室内空气)，从室内空气入口2吸入，然后通过热交换元件4，并返回至该装有发热元件的盒子内部。
同时，壳体1内还形成一条室外空气通道9，外部空气通过室外空气入口6被吸入，并通过热交换元件4，风扇部件3的室外空气侧风扇3B和室外空气出口8，排出至大气中。
壳体1内设有一块分隔板10，用于在基本上不漏气的状态下，将相应的空气通道隔开，使该二个空气通道互相独立。另外，用于交换室外空气和室内空气的显热的热交换元件4，放置在上述室外空气通道9和室内空气通道5的相交点处。
通过上述结构，当室外空气温度低时，该装有发热元件的盒子的冷却装置吸入室外空气，并利用热交换元件4，与该装有发热元件的盒子内的暖空气进行热交换，排出变暖的室外空气，并将冷却的空气供给该盒子的内部。
结果，现有的冷却装置只需工作很短的时间，就可将该盒子内的温度降低，从而可以节约能源。
另外，由于上述分隔板10使上述室外空气通道9和室内空气通道5相互独立，该装有发热元件的盒子内的空气，不会与室外空气混合，因此，可防止室外空气中所含的灰尘进入该装有发热元件的盒子内部，从而，灰尘对该装有发热元件盒子内的设备不会有不利影响。
(第二个实施例)图2表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第二个实施例。
在构成该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体1的一个壁面上，设有与装有发热元件的盒子连通的室内空气入口2和室内空气出口11；而在该壳体1的其他表面上，则相应地设有与室外空气连通的室外空气入口6和室外空气出口8。在该壳体1内安装着风扇部件3和热交换元件4，该风扇部件3的回转轴3C，与热交换元件4的纵向方向(分层方向)平行，并与室内空气的吹动方向垂直。
通过上述结构，室外冷空气可从位于该装有发热元件的盒子的冷却装置的下部的室外空气入口6吸入，并通过热交换元件4和风扇部件3的室外空气侧风扇3B，从位于该冷却装置上部的室外空气出口8吹出。同时，被该装有发热元件的盒子加热的空气，可从位于该冷却装置上部的室内空气入口2吸入；并通过该热交换元件4和风扇部件3的室内空气侧风扇3A，从位于该冷却装置下部的室内空气出口11吹出，使室内空气与室外空气进行热交换。
另外，风扇部件3和热交换元件4可以安装在该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体1的中心，使该风扇部件3的回转轴3C和热交换元件4的纵向方向为水平方向。这样，热交换的空间效率高，并且可将该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体1作得较薄，使得安装该冷却装置的工作容易进行。
(第三个实施例)图3表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第三个实施例。
在这个实施例中，在上述第二个实施例中加入了一个当室外空气温度高时，可对该装有发热元件的盒子进行辅助冷却的空气冷却器12。
当例如夏季室外空气温度高时，该冷却装置停止工作，同时限制由该热交换元件4进行的热交换；而上述空气冷却器12则工作，对该装有发热元件的盒子进行辅助冷却。
结果，可以解决在室外空气温度高时，所需的冷却量增加的问题；同时当室外温度低时，又可节约能源。
应当指出，虽然，在说明这个实施例时使用了术语“辅助冷却”，但在非夏季和冬季的中间季节或类似情况下，该空气冷却器12可以不用作辅助冷却，而是用作主要冷却。另外，不言而喻，当在该装有发热元件的盒子中产生的热量不非常大时，也可将该空气冷却器12用作主要冷却。
(第四个实施例)图4表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第4个实施例。
在这个实施例中，该室内空气入口2和室内空气出口11的形状，作成圆孔；并设置在该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体1上。
一般，许多情况下，该装有发热元件的盒子的外壳体采用铝制的蜂窝状结构，或用铝制成的中间夹有绝热材料的结构；并且，许多情况下，可以用较简单的工具进行加工。
在本实施例中，除了每一个上述实施例的结构之外，由于室内空气入口2和室内空气出口11作成圆形的孔，因此，在安装该装有发热元件的盒子的冷却装置时，很容易在该盒子的壁板上加出这些孔。
(第五个实施例)图5表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第5个实施例。
在这个实施例中，除了上述第4个实施例的结构外，该室内空气入口2和室内空气出口11还分别带有凸缘13。
结果，即使该装有发热元件的盒子的外壁板较厚，也容易安装该室内空气入口和出口，并可保证气密性。
(第六个实施例)在这个实施例中，热交换元件4的热交换板都作成不透水的(没有示出)。
结果，室外空气中含有的湿气，不会混入该装有发热元件的盒子内部，因此不会产生由于蒸汽冷凝等造成的、潮气对该装有发热元件的盒子内的设备的不利影响。
(第七个实施例)
图6表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第7个实施例。
通过测量室外空气温度，当室外空气温度低时，停止该空气冷却器12的工作，并且进行热交换。
同时，当室外空气温度高时，该空气冷却器12工作，而不进行热交换。
通过进行上述控制，可以不致使热交换和空气冷却器12的不必要工作造成过大的能量消耗，从而可以节约能源。
(第八个实施例)图7表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第8个实施例。
导线14(例如电源线和通讯线)从该装有发热元件的盒子的冷却装置，通过上述室内空气入口11或室内空气出口2，与该装有发热元件的盒子内部连接，因此不需要单独设置一个导线孔。
结果，可以减少将该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在装有发热元件的盒子上的工序数目。
(第九个实施例)图8表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第9个实施例。
安装该装有发热元件的盒子的冷却装置A时，使其主体的一部分或全部嵌入一个装有发热元件的盒子B的壁板(外壁)中，这样可减小突出部分。
(第十个实施例)图9表示根据本申请的发明的装有发热元件的盒子的冷却装置的第10个实施例。
该装有发热元件的盒子的冷却装置A安装在该装有发热元件的盒子B的顶板上，这样可以解决在该装有发热元件的盒子B的外周边侧面部分周围没有足够的安装空间的问题。
(第十一个实施例)图10为表示温度和空调工作之间的相关关系的图；图11为本实施例的示意图；图12为控制流程图。
在这些图中，盒内空气温度传感器1测量该装有发热元件的盒子中的空气温度；而室外空气温度传感器2测量室外空气温度；风扇部件3可根据盒子内的空气温度，增加或减小吹出的空气量。
一个空气热交换式空调4，通过使该装有发热元件的盒子内的空气和室外空气之间进行空气对空气的热交换，冷却该装有发热元件的盒子。一个致冷剂式的空调5，利用致冷剂冷却该装有发热元件的盒子。与致冷剂式空调5比较，该空气热交换式空调4的优点是，因为不需要压缩致冷剂，因此冷却所需要的能量消耗较小。
通过根据盒子中的空气温度和室外空气温度，有选择地使用该空气热交换式的空调4和致冷剂式的空调5，可以比只使用致冷剂式的空调的通常的冷却装置，减小冷却该装有发热元件的盒子所需的能量消耗量。
应当注意，如果使用利用液体进行冷却的空调，代替该致冷剂式的空调5，工作上并没有什么区别，也没有什么不同的优点。
盒内空气温度检测装置6向一个设备启动/停止决定装置8传送由上述盒内空气温度传感器1测量的盒内温度；而室外空气温度检测装置7则向设备启动/停止决定装置8传送由上述室外空气温度传感器2测量的室外空气温度。当室外空气温度较低，和将盒内空气温度减去室外空气温度得出的温差大于预先设定的温差T1，并且盒内空气温度低于或等于预先设定的温度T2时，该设备启动/停止决定装置8使该空气热交换式空调4工作，而使该致冷剂式空调5停止工作。
当室外空气温度较高，和上述温差小于或等于预先设定的温差T1，并且盒内空气温度比预先设定的温度T2高时，则该设备启动/停止决定装置8使上述空气热交换式空调4停止，而使上述致冷剂式空调5工作。
另外，当室外空气温度较低，和上述温差大于预先设定的温差T1，而盒内空气温度高于预先设定的温度T2时，则该设备启动/停止决定装置8使该空气热交换式空调4和致冷剂式空调5一起工作。
在冷却负荷小的低温区，工作能量消耗大的致冷剂式空调5被停止；而在冷却负荷大的高温区，由于室外空气温度高，与盒内空气温度的温差小，这时通过热交换进行冷却已不可能，因此，空气热交换式空调4停止工作。在中间温度区，该空气热交换式空调4工作以减轻盒中的冷却负荷，从而可减小上述致冷剂式空调5的工作时间。通过这种控制，可以在冷却该装有发热元件的盒子时，减小冷却所需要的能源消耗量。
(第十二个实施例)
图13表示根据第12个实施例的控制流程，图14表示该装有发热元件的盒子的冷却装置的安装状态。
如图14所示，在该装有发热元件的盒子上，安装着多个装有发热元件的盒子的冷却装置。
下面来说明控制流程。
盒内空气温度检测装置6向一个步进工作式发令装置9传送由上述盒内空气温度传感器1测量的盒内空气温度；而室外空气温度检测装置7向一个步进工作式发令装置9传送由上述室外空气温度传感器2测量的室外空气温度。如果盒内空气温度与室外空气温度之差大于预先设定的温差T1，则该步进工作式发令装置9使停下来的上述多个装有发热元件的盒子的冷却装置中的一个装置工作。
接着，如果该步进工作式发令装置9检测到该盒内空气温度与室外空气温度之差还大于预先设定的温差T1，则该步进工作式发令装置9，使上述停下来的多个装有发热元件的盒子的冷却装置中的另一个装置工作。
上述控制一直重复至该步进工作式发令装置9检测到盒内空气温度与室外空气温度之差小于或等于预先设定的温差T1为止。
同时，在停止情况下，如果该步进工作式发令装置9检测到传送的盒内空气温度与室外空气温度之差小于预先设定的温差T1′，则该步进工作式发令装置9使在工作的上述多个装有发热元件的盒子的冷却装置中的一个装置停止工作。
如果该步进工作式发令装置9检测到传送的盒内空气温度与室外空气温度之差仍小于预先设定的温差T1′时，则该步进工作式发令装置9使在工作的上述多个装有发热元件的盒子的冷却装置中的另一个装置停止工作。
上述控制一直重复至该步进工作式发令装置9检测到的盒内空气温度与室外空气温度之差大于或等于预先设定的温差T1′为止。
通过这种控制，可以使只是为了将该装有发热元件的盒子内的温度保持在设定温度范围内必需的上述装有发热元件的盒子的冷却装置工作，从而不会浪费过多的能源。
另外，通过设定温差T1和T1′，可以避免该装有发热元件的盒子的冷却装置，在很短的时间内，重复启动和停止。
(第十三个实施例)
图15为表示根据第13个实施例的温度与空气量的相关关系的图；图16表示其控制流程。
如图16所示，上述盒内空气温度检测装置6向一个空气量设定装置10传送由上述盒内空气温度传感器1测量的盒内空气温度。在盒内空气温度高于预先设定的盒内空气温度上限T3和有损坏盒内设备的危险的情况下，该空气量设定装置10，通过迅速增加风扇部件3的转数，增加空气量，而进入紧急工作状态。
结果，该装有发热元件的盒子的冷却装置的冷却能力增大，使盒内空气温度降低。当由该盒内空气温度检测装置6传送的盒内空气温度低于预先设定的温度T4，并达到安全温度区域时，该空气量设定装置10通过降低风扇部件3的转数，将空气量回复至稳态水平，而进入稳态工作状态。
另外，通过设定温度差T3和T4，可以避免该装有发热元件的盒子的冷却装置，在很短的时间内重复增加或减少空气量。
通过进行这种控制，可使盒内的温度保持在预先设定的水平或更低，从而可避免由于热而损坏盒子内的设备。
(第十四个实施例)图17表示根据第14个实施例的控制流程。如图所示，当进入紧急工作状态时，该空气量设定装置10通知一个异常工作状态报警装置11。
该异常工作状态报警装置11可以是直接通知设备管理者的一种装置，例如，一个蜂鸣器，一个灯泡或一个七段显示器；或者该报警装置可以是利用一种通讯装置通知一个监视装置的装置。
结果，该设备的管理者可以去处理紧急情况。
(第十五个实施例)图18表示第15个实施例。
如图所示，在一个装有发热元件的盒子B上安装着太阳能电池12，并利用该太阳能电池产生的电力，使装有发热元件的盒子的冷却装置A工作。
结果，可以产生该装有发热元件的盒子的冷却装置A冷却所需的一部分能量消耗量，因此可以节约能源。
(第十六个实施例)图19表示第16个实施例。
如图所示，在该装有发热元件的盒子上安装着一个利用帕尔帖效应进行冷却的电子冷却装置13。
这个电子冷却装置13可以冷却该装有发热元件的盒子B，并可以减小由该装有发热元件的盒子的冷却装置A所承受的冷却负荷。由于这样，该装有发热元件的盒子的冷却装置的工作时间可以缩短，从而可节约能源。
应当指出，虽然在这个实施例中表示同时使用了太阳能电池12的装置，但不言而喻，只可以使用电子冷却装置13。
如上所述，根据本发明，由于可得到一种能节约能源的装有发热元件的盒子的冷却装置，并且该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在一个装有发热元件的盒子的壁板上，其优点是，安装工作容易进行，并且在该盒子内不需要有安装冷却装置的空间。
另外，由于该风扇部件的回转轴与热交换元件的纵向平行，并与室内空气的吹出方向垂直这种布局形式，因此，该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体可以作得较薄和较紧凑，使该冷却装置的安装容易进行。
另外，由于装有上述空气冷却器，可以在室外空气温度较高时，对装有发热元件的盒子进行辅助冷却，因此可以解决当室外空气温度较高时，所需的冷却室增加的问题，并同时可以在室外空气温度较低时，节约能源。
另外，室内空气入口和室内空气出口的形状都作成圆孔，并且设置在该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体中。因此，工作时，在安装该装有发热元件的盒子的冷却装置时，在该盒子的壁板上制造上述圆孔的加工容易进行。
另外，室内空气入口和室内空气出口都分别带有凸缘，因此，即使该装有发热元件的盒子壁板较厚，也容易安装该空气入口和出口，并可保证气密性。
另外，由于该热交换元件的热交换板作成不透水的，因此，在工作时，不会由于蒸汽冷凝等造成潮气对在该装有发热元件的盒子内的设备有不利影响。
另外，由于对该冷却装置进行控制，使得当室外空气温度低时，空气冷却器停止工作，而进行热交换；但当室外空气温度较高时，则不进行热交换，而使空气冷却器工作；由于没有热交换和没有致冷机的不必要的工作造成的过大的能量消耗，因此可以节约能源。
又由于使用上述室内空气入口或室内空气出口，在该装有发热元件的盒子和装有发热元件的盒子的冷却装置间进行布线，因此不需要再在该装有发热元件的盒子的冷却装置中，单独地作出布线孔，这样，可减小安装的工序数目。
另外，由于安装该装有发热元件的盒子的冷却装置时，使其主体的一部分或全部嵌入该装有发热元件的盒子的壁板和门中，因此，在该盒子外周边表面上的突出部分较小。
又由于可通过将该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的顶板上，因此可以解决在该装有发热元件的盒子的外周边侧面部分周围，没有安装空间的问题。
如上所述，可以对该冷却装置进行控制，使得当室外空气温度比盒子内空气温度低很多时，使致冷剂式的空调停止工作，而使空气热交换式空调工作；同时当室外空气温度较高时，使该空气热交换式空调停止，而使该致冷剂式空调工作。因此，由于该致冷剂式空调不进行没有必要的工作，所以可以节约能源。
又由于通过将工作的装有发热元件的盒子的冷却装置的数目，设定为冷却负荷所需的最小数目，因此可以抑制不必要的能量消耗。
另外，如果盒子内空气温度比预先设定的温度高，则通过增加该装有发热元件的盒子的冷却装置的风扇部件吹出的空气量，可以在紧急情况时，降低该装有发热元件的盒子内的温度，从而可以避免由于高温造成的，该装有发热元件的盒子内的设备的损坏。
权利要求
1.一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个室内空气通道，吸入一个装有发热元件的盒子中的空气，并将该装有发热元件的盒子中的空气，返回至该装有发热元件的盒子内部，使空气在该装有发热元件的盒子中循环；一个用于吸入室外空气并将吸入的室外空气排出至外面去的室外空气通道；一个使该二个空气通道互相独立的分隔板；一个用于输送在该室外空气通道和室内空气通道中的空气的风扇部件；和一个放置在该室外空气通道和室内空气通道的交点处，使室外空气和室内空气的显热进行交换的热交换元件；其中，该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的壁板外面。
2.一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个具有与该装有发热元件的盒子连通的室内空气入口和室内空气出口，以及与室外空气连通的室外空气入口和室外空气出口的壳体；和一个安装在该壳体中的风扇部件和热交换元件，该风扇部件的回转轴与热交换元件的纵向平行，并与室内空气的吹出方向垂直。
3.如权利要求1或2所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，它还包括一个当室外空气温度较高时，用于辅助冷却该装有发热元件的盒子的空气冷却器。
4.如权利要求1或2所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，该室内空气入口和室内空气出口的形成作成圆孔，并设置在该装有发热元件的盒子的冷却装置的壳体上。
5.如权利要求4所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，该室内空气入口和室内空气出口分别带有凸缘。
6.如权利要求1或2所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，该热交换元件的热交换板作成不透水的。
7.如权利要求3所述的装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，其中，安装在该装有发热元件的盒子的壁板上的空气冷却器的工作和停止，由室外空气温度控制。
8.如权利要求1或2所述的装有发热元件的盒子的冷却装置在该装有发热元件的盒子上的安装方法，与该装有发热元件的盒子内部连通的室内空气入口或室内空气出口，可用于布线，因此不需要重新单独制造一个布线用孔。
9.如权利要求1或2所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，装配时，该装有发热元件的盒子的冷却装置的主体的一部分或全部，嵌入该装有发热元件的盒子的壁板(外壁)和一个可打开的门中。
10.一种装有发热元件的盒子的冷却装置，它包括一个室内空气通道，吸入一个装有发热元件的盒子中的空气，并将在该装有发热元件的盒子中的空气，返回至该装有发热元件的盒子内部，使空气在该装有发热元件的盒子中循环；一个用于吸入室外空气并将吸入的室外空气排出至外面去的室外空气通道；一个使该二个空气通道互相独立的分隔板；一个用于输送在该室外空气通道和室内空气通道中的空气的风扇部件；和一个放置在该室外空气通道和室内空气通道的交点处，使室外空气和室内空气的显热进行交换的热交换元件；其中，该装有发热元件的盒子的冷却装置安装在该装有发热元件的盒子的顶板上。
11.一种装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，该冷却装置包括一个用于测量该装有发热元件的盒子内部温度的盒内空气温度传感器；一个用于测量室外空气温度的室外空气温度传感器；一个用于将冷却空气吹入该盒子中的风扇部件；一个利用盒子内空气与室外空气之间空气对空气热交换方式，使该装有发热元件的盒子冷却的空气热交换式空调；和一个使用致冷剂，使该装有发热元件的盒子冷却的致冷剂式空调；所述方法包括下列步骤当将盒内空气温度减去室外空气温度得出的温差大于预先设定的温差T1时，使所述空气热交换式空调工作；和当盒子内空气温度高于预先设定的温度T2时，使所述致冷剂式空调工作，以减少冷却该装有发热元件的盒子所需的能量。
12.如权利要求1所述的装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，其中，步进工作式发令装置根据盒子内空气温度检测装置和室外空气温度检测装置得到的该盒子内的冷却负荷，改变要工作的装有发热元件的盒子的冷却装置的数目。
13.如权利要求11所述的装有发热元件的盒子的冷却装置的控制方法，其中，在该盒子内空气温度高于预先设定的盒子内空气温度的上限，并且该盒子内的设备有损坏的危险的情况下，通过迅速地增加所述装有发热元件的盒子的冷却装置的所述风扇部件的转数，以增大空气量，而进入紧急工作状态，从而增大冷却能力并将该装有发热元件的盒子内的温度降低至安全温度区。
14.如权利要求11所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，所述装有发热元件的盒子的冷却装置具有一个通知所述装有发热元件的盒子的冷却装置处在紧急工作状态的异常工作情况报警装置。
15.如权利要求11所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，在该装有发热元件的盒子上安装着太阳能电池，利用其产生的电能使所述装有发热元件的盒子的冷却装置工作。
16.如权利要求11所述的装有发热元件的盒子的冷却装置，其中，该装置带有一个利用帕尔帖效应来冷却该装有发热元件的盒子的电子冷却装置。
全文摘要
一种装有发热元件的盒子的冷却装置,它包括:吸入盒子中的空气并将其返回至盒子内部的室内空气通道;吸入室外空气并将其排到外面的室外空气通道;使二个空气通道互相独立的分隔板;输送室外空气通道和室内空气通道中的空气的风扇部件;放置在二个通道的交点处使室外空气和室内空气的显热进行热交换的热交换元件;冷却装置安装在盒子的壁板外面。在冷却装有发热元件的盒子时节约能源,并且在该盒子内不需要有安装该冷却装置的空间。
文档编号H05K7/20GK1289227SQ0012045
公开日2001年3月28日 申请日期2000年7月10日 优先权日1999年9月17日
发明者最首和树, 松本睦彦, 多田喜一, 小林芳久 申请人:松下精工株式会社