JP2004190877A

JP2004190877A - 空冷式冷房装置

Info

Publication number: JP2004190877A
Application number: JP2002356049A
Authority: JP
Inventors: Yukiko Yamamoto; 雪子山本; Kazumasu Narita; 和加成田; Eiji Sekiya; 英士関矢
Original assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】空冷式冷房装置の室外機に設けた凝縮器の熱交換能力を高め、且つそれを長期間維持する。
【構成】室外機３に散水手段８を設け、その散水手段８に排水系統５から室内機２の排水を供給して凝縮器７に散水する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は室内機および室外機と、それら室内機と室外機の間に冷媒を循環する冷媒系統と、室内機で生成する凝縮水を排出する排水系統を備えた空冷式冷房装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭や事務所等に設置されるパッケージエアコンまたはルームエアコンと呼ばれている空冷式冷房装置は、冷媒液を蒸発して周囲の空気を冷却する室内機と、冷媒ガスを圧縮する圧縮機および圧縮された冷媒ガスを外気で冷却して凝縮する凝縮器を有する室外機を備えている。
【０００３】
図６は従来の空冷式冷房装置を説明するプロセスフロー図である。空冷式冷房装置は室内１（もしくは建築物内）に設置される室内機２と、室外もしくは屋外に設置される室外機３と、それら室内機２と室外機３の間に冷媒を循環する冷媒系統と、室内機２で生成する凝縮水を排出する排水系統５を備えている。なお冷媒系統は室内機２から室外機３へ冷媒ガスを戻す冷媒ガス管４ａと、室外機３から室内機２へ冷媒液を供給する冷媒液管４ｂにより構成される。
【０００４】
室内機２には冷媒液を減圧して蒸発する蒸発器６と、蒸発器６に周囲の空気（通常室内空気）を通過させる室内ブロワ（図示せず）を有する。室外機３は室内機２から冷媒ガス管４ａを経て戻される冷媒ガスを圧縮する圧縮機（図示せず）と、圧縮機で圧縮されて温度上昇した冷媒ガスを冷却し凝縮する凝縮器７と、凝縮器７に外気を吹き付ける室外ブロワ（図示せず）を有する。
【０００５】
上記空冷式冷房装置は、室内機２の蒸発器６で冷媒液が蒸発し、その蒸発潜熱（気化熱）で蒸発器６の周囲を流通する空気を冷却する。蒸発器６から排出する冷媒ガスは冷媒ガス管４ａを経て室外機３の圧縮機に入り、そこで圧縮されて高温になった冷媒ガスは凝縮器７で外気により冷却されて凝縮する。そして凝縮した冷媒液は冷媒液管４ｂを経て室内機２の蒸発器６に循環される。なお蒸発器６で周囲の空気を冷却すると、通常、冷却空気の温度が露点以下になって空気中の水分が凝縮する。そしてこの凝縮水は排水として排出管からなる排水系統５により外部に排出される。
【０００６】
空冷式冷房装置の冷房能力、具体的には室内機２の冷房能力は、室外機３における凝縮器７の熱交換能力（冷却能力）に左右され、凝縮器７から流出する冷媒液の温度が高くなると室内機２の冷房能力もそれに応じて低下する。特に外気温度の高い夏季においては、冷房負荷は高いにもかかわらず冷房能力が低下する運転状態が続くことがある。そこで図１に示すように、凝縮器７の上方に散水ノズル等の散水手段８を設け、給水管９から供給した水道水などをシャワー状の散水１３として凝縮器７に流し、その熱交換能力を高める方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、散水手段８に供給する冷却水を近くの水道管等から得られる場合はよいが、給水管９をかなり遠方から敷設しなければならない場合は設備費がかかって採算がとれないこともある。さらに得られる冷却水が硬質水の場合は、散水により凝縮器７の熱交換部に熱伝導率の低いスケールが析出し、その熱交換能力を低下させる。そこで本発明は従来の散水式の凝縮器において発生するこれら問題を解決することを課題とし、そのための新しい空冷式冷房装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、冷媒液を蒸発して周囲の空気を冷却する室内機と、冷媒ガスを圧縮する圧縮機および圧縮された冷媒ガスを外気で冷却して凝縮する凝縮器を有する室外機と、室内機と室外機の間に冷媒を循環する冷媒系統と、室内機で生成する凝縮水を排出する排水系統を備えた空冷式冷房装置である。そして前記室外機に散水手段を設け、その散水手段に前記排水系統の排水を供給して凝縮器に散水するように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記冷房装置において、前記室内機から排水系統に排出した排水を加圧ポンプで加圧して前記散水手段に供給するように構成できる（請求項２）。
【００１０】
上記加圧ポンプを有する冷房装置において、前記室内機から排出した排水を貯留槽に貯留し、その貯留槽の排水を前記加圧ポンプで加圧して前記散水手段に供給するように構成できる（請求項３）。
【００１１】
上記いずれかの冷房装置において、前記加圧ポンプの電源の少なくとも一部を太陽電池装置から供給するように構成できる（請求項４）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係る空冷式冷房装置の実施の形態を示すプロセスフロー図である。本実施の形態では排水系統５を凝縮器７の上部に設けた散水手段８に接続した点が図６の従来例と異なり、そのほかは図１の従来例と同様に構成される。従って本実施の形態において前記した図６の従来例と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図２は図１の散水手段８の１例を模式的に示す図である。図２に示す散水手段９は多数の小さい散水孔１２を設けたパイプ状の散水管１１からなり、排水系統５からの排水は散水管１１に流入し、各散水孔１２からシャワー状の散水１３が凝縮器７に向かって噴出するようになっている。
【００１４】
このように構成した散水手段８で凝縮器７に散水すると、その蒸発潜熱（気化熱）により凝縮器７が冷却され、図示しない室外ブロワから吹き付ける外気による冷却と相まって凝縮器７の熱交換能力を高めることができる。しかも散水する水は空気中の水分が凝縮したものであるからスケール成分を殆ど含まない。そのため凝縮器７の表面にスケールが析出してその熱交換能力を低下させるという恐れもない。また散水手段８への給水は排水系統５の長さを多少延長するだけでよいので設備費も僅かでよい。
【００１５】
図３は図１の例の変形例を示すプロセスフロー図である。本実施の形態が図１の例と異なる部分は排水系統に加圧ポンプ１４を設けた点にあり、そのほかは同様に構成される。本実施の形態では室内機２から排水系統５に流出した排水を加圧ポンプ１４で室外機３に移送し、凝縮器７を冷却する散水手段８の散水管１１に供給する。このように排水を加圧ポンプ１４で加圧すると、例えば室外機３が室内機２より高い場所に設置されている場合などにおいても、室内機２からの排水を確実に室外機３に移送することができる。
【００１６】
図４は図３の変形例を示すプロセスフロー図である。本実施の形態が図３の例と異なる部分は、排水系統に貯留槽１５を設けた点にあり、そのほかは同様に構成される。本実施の形態では室内機２から排水系統５を構成する排水管５ａに流出した排水を一時的に貯留槽１５に貯留し、その貯留した排水を加圧ポンプ１４で加圧し、排水系統５を構成する排水管５ｂを経て室外機３に移送し、凝縮器７を冷却する散水手段８の散水管１１に供給している。
【００１７】
このような貯留槽１５を設けることにより、散水手段８の稼動形態を変えることが容易になる。例えば常に一定割合で散水するのではなく、日中の一番気温が高く冷房負荷が最も大きくなる時間帯に集中的に散布し、それ以外の時間帯は慮流槽１５の貯留量を増やすような稼動形態を採用でき、それによって常時散布を行う場合より省エネルギー効果を向上できる。なお、室内機２からの排水だけでは不足する場合には、状況に応じて貯留槽１５に水道水などから補給水を補助的に供給することも可能である。
【００１８】
図５は図４の変形例を示すプロセスフロー図である。本実施の形態が図４の例と異なる部分は、屋外に太陽電池装置１６を設けた点にあり、そのほかは同様に構成される。本実施の形態では太陽電池装置１６で発電した電力で加圧ポンプ１４の電源の少なくとも一部を供給し、システムのエネルギー効率を高めている。この太陽電池装置１６には発電した電力を貯える蓄電池を設けることができ、さらに商用電力系統と連携させることもできる。
【００１９】
太陽電池装置１６を構成する太陽電池セル板は室外機３の通風を妨げず、且つ、室外機３に対して日除け効果を発揮する位置に配置することが望ましい。このように太陽電池セル板で室外機３の日除けをすると、太陽の直射日光による室外機３の加熱・温度上昇を抑制することができ、その面からも凝縮器７の熱交換能力を高めることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の空冷式冷房装置は、室外機の凝縮器に室内機からの排水を散水して冷却するように構成したので、室外ブロワから吹き付ける外気による冷却と相まって凝縮器の熱交換能力を向上させることができる。しかも散水する水は空気中の水分が凝縮したものであり、スケール成分を殆ど含まないので凝縮器の表面にスケールが析出してその熱交換能力を低下させるおそれもない。また散水手段への給水は排水系統の長さを多少延長するだけでよいので設備費も僅かでよいという効果もある。
【００２１】
上記冷房装置において、前記室内機から排水系統に排出した排水を加圧ポンプで加圧して前記散水手段に供給するように構成できる。このようにすると、室外機が室内機より高い場所に設置されている場合などにおいても、室内機からの排水を確実に室外機に移送して散布することができる。
【００２２】
上記加圧ポンプを有する冷房装置において、前記室内機から排出した排水を貯留槽に貯留し、その貯留槽の排水を前記加圧ポンプで加圧して前記散水手段に供給するように構成できる。このようにすると凝縮器に常に一定割合で散水するのではなく、日中の一番気温が高く冷房負荷が最も大きくなる時間帯に集中的に散布し、それ以外の時間帯は貯留槽の貯留量を増やすような稼動形態を採用でき、それによって省エネルギー効果をより高めることができる。
【００２３】
上記いずれかの冷房装置において、前記加圧ポンプの電源の少なくとも一部を太陽電池装置から供給するように構成できる。このようにすると冷房システムのエネルギー効率もしくは省エネルギー効果をより高めることができる。また、太陽電池装置を構成する太陽電池セル板で室外機を太陽の直射日光を遮ってその加熱・温度上昇を抑制することもでき、その面からも省エネルギー効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空冷式冷房装置の実施の形態を示すプロセスフロー図。
【図２】図１に示す散水手段８の１例を模式的に示す図。
【図３】図１の例の変形例を示すプロセスフロー図。
【図４】図３の例の変形例を示すプロセスフロー図。
【図５】図４の例の変形例を示すプロセスフロー図。
【図６】従来の空冷式冷房装置のプロセスフロー図。
【符号の説明】
１室内
２室内機
３室外機
４ａ冷媒ガス管
４ｂ冷媒液管
５排水系統
５ａ，５ｂ排水管
６蒸発器
７凝縮器
８散水手段
９給水管
１１散水管
１２散水孔
１３散水
１４加圧ポンプ
１５貯留槽
１６太陽電池装置

Claims

冷媒液を蒸発して周囲の空気を冷却する室内機２と、冷媒ガスを圧縮する圧縮機および圧縮された冷媒ガスを外気で冷却して凝縮する凝縮器７を有する室外機３と、室内機２と室外機３の間に冷媒を循環する冷媒系統と、室内機２で生成する凝縮水を排出する排水系統５を備えた空冷式冷房装置において、
前記室外機３に散水手段８を設け、その散水手段８に前記排水系統５の排水を供給して凝縮器７に散水するように構成したことを特徴とする空冷式冷房装置。
請求項１において、前記室内機２から排水系統５に排出した排水を加圧ポンプ１４で加圧して前記散水手段８に供給するように構成したことを特徴とする空冷式冷房装置。
請求項２において、前記室内機２から排出した排水を貯留槽１５に貯留し、その貯留槽１５の排水を前記加圧ポンプ１４で加圧して前記散水手段８に供給するように構成したことを特徴とする空冷式冷房装置。
請求項２または３において、前記加圧ポンプ１４の電源の少なくとも一部を太陽電池装置１６から供給するように構成したことを特徴とする空冷式冷房装置。