JP2008128500A - Condenser using fine mist and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は微細ミストを用いた凝縮器及びその制御方法に係り、特にビル設備などの空調システムに用いられる微細ミストを用いた凝縮器及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a condenser using fine mist and a control method thereof, and more particularly to a condenser using fine mist used in an air conditioning system such as a building facility and a control method thereof.
近年、ビル設備などでは、空冷凝縮器を持つチラー(冷凍機)や業務用パッケージの室外機が多用されている。空冷凝縮器は、熱媒体(冷媒)が内部を流れる放熱フィン付きの熱交換器と、この熱交換器の外側にエアを送気するファンとによって構成されており、熱交換器の内部を流れる熱媒体は外側のエアに放熱することによって冷却される。 In recent years, chillers (coolers) having air-cooled condensers and outdoor units for commercial packages are frequently used in building facilities and the like. The air-cooled condenser is composed of a heat exchanger with heat radiation fins through which a heat medium (refrigerant) flows and a fan that sends air to the outside of the heat exchanger, and flows inside the heat exchanger. The heat medium is cooled by releasing heat to the outside air.
ところで、ビル設備などの空調システムは一般に、ピーク負荷に基づいてその最大能力が設定されている。すなわち、負荷は外気温度などに応じて大きく変動するが、その最も高い値(ピーク負荷)に対応できるように空調システムの最大能力が設定されている。 By the way, the maximum capacity of an air conditioning system such as a building facility is generally set based on a peak load. That is, the load varies greatly depending on the outside air temperature and the like, but the maximum capacity of the air conditioning system is set so as to be able to cope with the highest value (peak load).
しかし、ピーク負荷に達するのは年間で10〜20時間程度であり、その時間以外は無駄に大きな能力の空調システムを設置することになるため、改善が望まれていた。 However, the peak load is reached for about 10 to 20 hours per year, and an air conditioning system with a large capacity is installed unnecessarily during those hours.
このような問題に対して省エネルギーの観点から、夏場の外気温度が上がる際に生じる性能低下を回復させる手段として、水散布を行う機能を付加した製品が開発されている。たとえば、特許文献1には、空冷凝縮器の放熱フィンに水を噴霧し、放熱フィンを濡らすことによって、その水の蒸発潜熱で放熱フィンを冷却することが記載されている。さらに、特許文献2には、噴霧手段と熱交換部との間に電位差を発生させ、噴霧した液敵が放熱フィンに確実に付着するようにしたことが記載されている。これらの特許文献1、2によれば、放熱フィン表面の伝熱係数を向上させることができ、その結果として冷却効果を向上させることができる。
しかしながら、このような水散布方式は、多大な水を散布しなければならないという問題や、水が空気中の酸化物(たとえばSoxなど)やごみを搬送してフィン表面を腐食させたり、さらにその酸化物やごみがフィン表面に堆積して空冷時の冷却効率を損なったりするという問題があった。 However, such a water spraying method has a problem that a large amount of water must be sprayed, and the water transports oxides (such as Sox) and dust in the air to corrode the fin surface. There has been a problem that oxides and dust accumulate on the fin surface and impair the cooling efficiency during air cooling.
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、熱交換器に酸化物やごみが付着することを防止することができ、且つ、冷却効率を一時的に向上させることによってピーク負荷に対応することのできる微細ミストを用いた凝縮器及びその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can prevent oxides and dust from adhering to the heat exchanger, and at the peak load by temporarily improving the cooling efficiency. It is an object of the present invention to provide a condenser using a fine mist that can be used and a control method thereof.
請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、熱媒体が管内を流れる熱交換器と、該熱交換器の管外にエアを送気させる送風機と、を備えた凝縮器において、前記送風機によるエアの流れに対して前記熱交換器の上流側で且つ該熱交換器から離れた位置に、エアと水を同時に噴射することによって粒径10μm以下の微細ミストを発生させる微細ミスト発生ノズルが設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a condenser according to a first aspect of the present invention includes a heat exchanger in which a heat medium flows in a pipe, and a blower for sending air to the outside of the pipe of the heat exchanger. Fine mist generation that generates fine mist having a particle size of 10 μm or less by simultaneously injecting air and water to a position upstream of the heat exchanger and away from the heat exchanger with respect to the air flow by the blower A nozzle is provided.
請求項1の発明によれば、熱交換器の上流側に粒径10μm以下の微細ミストを発生させるようにしたので、熱交換器の管外を流れるエアの温度を低下させることができる。これにより、凝縮器の冷却能力を一時的に向上させることができ、最大能力を低く設定してもピーク負荷に対応することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the fine mist having a particle size of 10 μm or less is generated on the upstream side of the heat exchanger, the temperature of the air flowing outside the tube of the heat exchanger can be lowered. Thereby, the cooling capacity of the condenser can be temporarily improved, and even if the maximum capacity is set low, the peak load can be dealt with.
請求項2に記載の発明は請求項1の発明において、前記微細ミスト発生ノズルから噴射された微細ミストは、前記熱交換器に到達する前に蒸発することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fine mist ejected from the fine mist generating nozzle evaporates before reaching the heat exchanger.
請求項2の発明によれば、熱交換器に水滴が付着することを防止することができるので、熱交換器の腐食や熱効率の低下を防止することができる。 According to invention of Claim 2, since it can prevent that a water droplet adheres to a heat exchanger, the corrosion of a heat exchanger and the fall of thermal efficiency can be prevented.
請求項3に記載の発明は請求項1又は2の発明において、前記送風機は該送風機によるエアの流れに対して前記熱交換器の上流側に設けられ、該送風機の軸支部材に前記微細ミスト発生ノズルが形成されるとともに、該微細ミスト発生ノズルは、前記送風機によるエアの流れに直交する方向に前記微細ミストを噴射することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the blower is provided on the upstream side of the heat exchanger with respect to the air flow by the blower, and the fine mist is provided on a shaft support member of the blower. A generation nozzle is formed, and the fine mist generation nozzle injects the fine mist in a direction perpendicular to the air flow by the blower.
請求項3の発明によれば、送風機の軸支部材に微細ミスト発生ノズルが形成されるので、ノズル用スペースが不要であり、凝縮器を小型化することができる。また、請求項3の発明によれば、送風機によるエアの流れに直交する方向に微細ミストを噴射するので、微細ミストがエアに混合して蒸発しやすい。したがって、微細ミスト発生ノズルと熱交換器との距離を狭めて凝縮器を小型化することができる。 According to invention of Claim 3, since the fine mist generating nozzle is formed in the axial support member of an air blower, the space for nozzles is unnecessary and a condenser can be reduced in size. According to the invention of claim 3, since the fine mist is injected in the direction orthogonal to the air flow by the blower, the fine mist is easily mixed with the air and evaporated. Therefore, the distance between the fine mist generating nozzle and the heat exchanger can be narrowed to reduce the size of the condenser.
請求項4に記載の発明は請求項3の発明において、前記微細ミスト発生ノズルからの噴射速度と前記送風機によるエアの流れ速度とによって求められる前記微細ミストの拡散方向が、前記熱交換器全体をカバーするように設定されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the diffusion direction of the fine mist determined by the injection speed from the fine mist generating nozzle and the air flow speed by the blower is the entire heat exchanger. It is set so that it may cover.
請求項4の発明によれば、微細ミストが熱交換器全体を覆うように広く拡散するので、熱交換器を通過するエア全体を微細ミストの蒸発潜熱によって冷却することができ、熱交換器の性能を向上させることができる。なお、微細ミストの拡散方向とは、微細ミストの噴射速度ベクトルとエアの流れ速度ベクトルとを合成することによって得られ、その合成ベクトルが熱交換器の外縁又は熱交換器よりも外側を示すように設定することが好ましい。 According to the invention of claim 4, since the fine mist diffuses widely so as to cover the entire heat exchanger, the entire air passing through the heat exchanger can be cooled by the latent heat of vaporization of the fine mist, and the heat exchanger Performance can be improved. The diffusion direction of the fine mist is obtained by synthesizing the injection velocity vector of the fine mist and the air flow velocity vector, and the resultant vector indicates the outer edge of the heat exchanger or the outside of the heat exchanger. It is preferable to set to.
請求項5に記載の発明は請求項1又は2の発明において、前記送風機は該送風機によるエアの流れに対して前記熱交換器の上流側に設けられ、該送風機の軸支部材に前記微細ミスト発生ノズルが形成されるとともに、該微細ミスト発生ノズルは、前記送風機によるエアの流れ方向に前記微細ミストを噴射することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the blower is provided on the upstream side of the heat exchanger with respect to the air flow by the blower, and the fine mist is provided on a shaft support member of the blower. A generation nozzle is formed, and the fine mist generation nozzle injects the fine mist in the air flow direction by the blower.
請求項5の発明によれば、微細ミストをエアの流れ方向に拡散することによって、エアの流れを乱すことなく微細ミストを噴射することができる。 According to the invention of claim 5, by diffusing the fine mist in the air flow direction, the fine mist can be ejected without disturbing the air flow.
請求項6に記載の発明は請求項1〜5のいずれか1の発明において、前記微細ミスト発生ノズルよりも上流側のエアの温度に応じて、前記微細ミストの発生量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects of the present invention, there is provided control means for controlling the generation amount of the fine mist according to the temperature of air upstream of the fine mist generation nozzle. It is characterized by having.
請求項6の発明によれば、ノズル上流側のエアの温度(たとえば外気温度)に応じて微細ミストの発生量を制御するようにしたので、熱交換器の位置におけるエアの温度を所望の値(たとえば一定値)に制御することができる。したがって、凝縮器において安定した冷却能力を得ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the amount of fine mist generated is controlled according to the temperature of the air upstream of the nozzle (for example, the outside air temperature), the temperature of the air at the position of the heat exchanger is set to a desired value. (For example, a constant value) can be controlled. Therefore, a stable cooling capacity can be obtained in the condenser.
請求項7に記載の発明は請求項1〜6のいずれか1の発明において、前記微細ミスト発生ノズルで噴射したエア量に応じて、前記送風機の送風量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, there is provided the control device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a control means for controlling a blown amount of the blower according to an amount of air injected by the fine mist generating nozzle. Features.
請求項7の発明によれば、ノズルから噴射するエア量に応じて送風機の送風量を制御するので、熱交換器の管外を通過するエア量を制御することができる。したがって、たとえば熱交換器の管外に一定流量のエアを送気して安定した冷却能力を得たり、冷却負荷に応じて熱交換器の管外を通過するエア量を増減させて冷却能力をコントロールしたりすることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the amount of air passing through the outside of the heat exchanger can be controlled because the amount of air blown from the blower is controlled according to the amount of air ejected from the nozzle. Therefore, for example, a constant flow rate of air is sent outside the heat exchanger tube to obtain a stable cooling capacity, or the amount of air passing outside the heat exchanger pipe is increased or decreased according to the cooling load. And can be controlled.
請求項8に記載の発明は請求項1〜7のいずれか1に記載の発明において、前記送風機によるエアの流れに対して前記熱交換器の直前に湿度センサを設け、該湿度センサの測定値に基づいて、前記微細ミスト発生ノズルから噴射するエアと水の混合比を調節する混合比調節手段を備えたことを特徴とする。 Invention of Claim 8 provides the humidity sensor in front of the said heat exchanger with respect to the flow of the air by the said air blower in any one of Claims 1-7, The measured value of this humidity sensor And a mixing ratio adjusting means for adjusting the mixing ratio of air and water sprayed from the fine mist generating nozzle.
請求項8の発明によれば、湿度センサの測定値によって、微細ミストが蒸発していることを確認し、微細ミストが蒸発していない場合には、エアと水の混合比を調節する。これにより、熱交換器の位置までに微細ミストを確実に蒸発させることができ、熱交換器の表面が濡れることを防止することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is confirmed by the measurement value of the humidity sensor that the fine mist is evaporated, and when the fine mist is not evaporated, the mixing ratio of air and water is adjusted. Thereby, fine mist can be reliably evaporated to the position of a heat exchanger, and it can prevent that the surface of a heat exchanger gets wet.
請求項9に記載の発明は請求項1〜8のいずれか1に記載の発明において、前記熱交換器が並列に複数設けられ、各熱交換器の上流側が混合ボックスに接続されるとともに、該混合ボックスに前記微細ミスト発生ノズルが設けられ、前記混合ボックスの内部で前記微細ミストが混合したエアが各熱交換器に送気されることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of the heat exchangers are provided in parallel, and an upstream side of each heat exchanger is connected to a mixing box, The fine mist generating nozzle is provided in a mixing box, and air in which the fine mist is mixed inside the mixing box is sent to each heat exchanger.
請求項9の発明によれば、混合ボックスで微細ミストを混合したエアを各熱交換器に送気するようにしたので、微細ミスト発生ノズルを各熱交換器ごとに設ける必要がなくなり、装置の小型化及び管理の簡略化を図ることができる。 According to the invention of claim 9, since air mixed with fine mist in the mixing box is sent to each heat exchanger, it is not necessary to provide fine mist generating nozzles for each heat exchanger. Miniaturization and simplification of management can be achieved.
請求項10に記載の発明は前記目的を達成するために、熱交換器の管内を流れる熱媒体を、前記熱交換器の管外に送風機により送気したエアで冷却する凝縮器の制御方法において、前記送風機により送気するエアの温度がしきい値を超えた際に、該エアの流れに対して前記熱交換器の上流側で且つ該熱交換器から離れた位置に、エアと水を同時に噴射して粒径10μm以下の微細ミストを発生させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項10の発明によれば、熱交換器の上流側に粒径10μm以下の微細ミストを発生させるようにしたので、熱交換器の管外を流れるエアの温度を低下させることができる。これにより、凝縮器の冷却能力を一時的に向上させることができ、凝縮器の最大能力を低く設定しても、ピーク負荷に対応することができる。
According to the invention of
請求項11に記載の発明は請求項10の発明において、前記微細ミストが前記熱交換器に到達する前に蒸発するように前記噴射する水の量を制御することを特徴とする。
The invention according to claim 11 is characterized in that, in the invention according to
請求項11の発明によれば、熱交換器に水滴が付着することを防止することができるので、熱交換器の腐食や熱効率の低下を防止することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, water droplets can be prevented from adhering to the heat exchanger, so that corrosion of the heat exchanger and a decrease in thermal efficiency can be prevented.
請求項12に記載の発明は請求項10又は11の発明において、前記送風機により送気するエアの温度に応じて、前記微細ミストの発生量を制御することを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the tenth or eleventh aspect, the generation amount of the fine mist is controlled in accordance with the temperature of the air supplied by the blower.
請求項12の発明によれば、エアの温度(たとえば外気温度)に応じて微細ミストの発生量を制御するようにしたので、熱交換器の位置におけるエアの温度を所望の値(たとえば一定値)に制御することができる。したがって、熱交換器において安定した冷却能力を得ることができる。 According to the twelfth aspect of the invention, since the amount of fine mist generated is controlled according to the air temperature (for example, the outside air temperature), the air temperature at the position of the heat exchanger is set to a desired value (for example, a constant value). ) Can be controlled. Therefore, a stable cooling capacity can be obtained in the heat exchanger.
請求項13に記載の発明は請求項10〜12のいずれか1の発明において、前記微細ミストの発生時に噴射したエア量に応じて、前記送風機の送風量を制御することを特徴とする。 A thirteenth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the tenth to twelfth aspects, the blower amount of the blower is controlled in accordance with the amount of air injected when the fine mist is generated.
請求項13の発明によれば、微細ミストの発生時に噴射したエア量に応じて送風機の送風量を制御するので、熱交換器の管外を通過するエアの総量を制御することができる。したがって、たとえば熱交換器の管外に一定流量のエアを送気して安定した冷却能力を得たり、冷却負荷に応じて熱交換器の管外を通過するエア量を増減させて冷却能力をコントロールしたりすることができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, since the blower amount of the blower is controlled in accordance with the amount of air injected when the fine mist is generated, the total amount of air passing outside the tube of the heat exchanger can be controlled. Therefore, for example, a constant flow rate of air is sent outside the heat exchanger tube to obtain a stable cooling capacity, or the amount of air passing outside the heat exchanger pipe is increased or decreased according to the cooling load. And can be controlled.
請求項14に記載の発明は請求項10〜13のいずれか1に記載の発明において、前記熱交換器の直前で湿度を測定し、該湿度の測定値に応じて、前記微細ミストを発生させる際のエアと水の混合比を調節することを特徴とする。
The invention according to
請求項14の発明によれば、湿度の測定値から、微細ミストが蒸発しているかを判別し、微細ミストが蒸発していないと判別した場合には、エアと水の混合比を調節する。これにより、熱交換器の位置までに微細ミストを確実に蒸発させることができ、熱交換器の表面が濡れることを防止することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, it is determined from the measured humidity value whether the fine mist has evaporated, and if it is determined that the fine mist has not evaporated, the mixing ratio of air and water is adjusted. Thereby, fine mist can be reliably evaporated to the position of a heat exchanger, and it can prevent that the surface of a heat exchanger gets wet.
本発明によれば、熱交換器の上流側に粒径10μm以下の微細ミストを発生させるようにしたので、熱交換器の管外を流れるエアの温度を低下させることができる。これにより、凝縮器の冷却能力を一時的に向上させることができ、ピーク負荷に対応することができる。 According to the present invention, since the fine mist having a particle size of 10 μm or less is generated on the upstream side of the heat exchanger, the temperature of the air flowing outside the tube of the heat exchanger can be lowered. Thereby, the cooling capacity of a condenser can be improved temporarily and it can respond to a peak load.
以下添付図面に従って本発明に係る微細ミストを用いた凝縮器及びその制御方法の好ましい実施形態について説明する。 A preferred embodiment of a condenser using a fine mist and a control method thereof according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る微細ミストを用いた凝縮器を備えた空調システムを模式的に示す構成図である。同図に示すように空調システムは、被空調室14の内部に設置された室内機12と、被空調室14の外部に設置され、空冷凝縮器である室外機10とで構成される。室外機10と室内機12とは熱媒体(冷媒)の循環ライン16で接続されており、この循環ライン16内を熱媒体が循環することによって、室外機10で熱媒体が冷却されるとともに、室内機12で熱媒体が被空調室14のエアから熱を奪い、被空調室14が冷却される。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an air conditioning system including a condenser using fine mist according to the present invention. As shown in the figure, the air conditioning system includes an
室内機12は、ケーシング20を備え、このケーシング20の内部を循環ライン16が通過するようになっており、循環ライン16上には不図示の拡張弁と熱交換器22が配置されている。したがって、循環ライン16を流れる熱媒体は、拡張弁を通過して圧力が低下した後、熱交換器22の管内で蒸発される。その際、管外のエアから熱が奪われ、管外のエアが冷却される。
The
また、室内機12は、ケーシング20の内部にファン24が設けられ、このファン24を駆動することによって、被空調室14内のエアがケーシング20内に吸引され、吸引されたエアが熱交換器22の管外を通過して被空調室14に送気される。その際、熱交換器22の管内の熱媒体によって熱が奪われるので、冷却されたエアが被空調室14に送気される。これにより、被空調室14を所望の温度に冷却することができる。
Further, the
一方、室外機10は、図2に示すように、ケーシング30を備え、このケーシング30の内部を循環ライン16が通過するようになっており、循環ライン16上には圧縮機36と熱交換器32が設けられている。したがって、循環ライン16を流れる熱媒体は圧縮機36で圧縮されて、熱交換器32に送られる。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
熱交換器32は、複数の冷却管38と、複数の放熱フィン40によって構成される。複数の冷却管38は平行に設けられ、各冷却管38が接続されて熱媒体が流れるようになっている。放熱フィン40は、平面状に形成されており、冷却管38に直交する向きで、且つ、冷却管38が貫通するように配置されている。また、複数の放熱フィン40は、平行で且つ一定の間隔で配置されており、さらに冷却管38に接触して熱伝達が効率よく行われるように構成される。
The
室外機10のケーシング30の内部には、ファン34が設けられる。ファン34は、モータ42と羽根44とを備え、モータ42を駆動することによって羽根44が回転し、ケーシング30の内部に外気が吸引される。吸引されたエアは、熱交換器32の冷却管38の外側を通過してケーシング30の外部に排気される。
A
なお、ファン34の位置は、ファン34を駆動させた際に発生するエアの流れ方向に対して、熱交換器32の上流側が好ましいが、これに限定するものではなく、熱交換器32の下流側に配置してもよい。
The position of the
熱交換器32とファン34との間には、複数の微細ミスト発生ノズル46(以下、たんにノズルという)が設けられる。ノズル46には、エアと水を同時に噴射する二流体ノズルであり、エアの給気ライン48と、水の給水ライン50が接続されている。このノズル46は、エアと水を同時に噴射することによって粒径10μm以下の微細ミストを発生させる構成になっている。給気ライン48と給水ライン50はそれぞれ、開閉弁52、54が設けられており、この開閉弁52、54の開度を調節することによって、ノズル46から噴射するエアの量と水の量(すなわちエアと水の混合比)を調節できるようになっている。なお、エアと水の混合比は、体積比でエア/水が500以上600以下が好ましい。
A plurality of fine mist generating nozzles 46 (hereinafter simply referred to as nozzles) are provided between the
また、複数のノズル46は、図3に示すように、ケーシング30の壁面に取りつけられ、中央部に向けて噴射するように配置される。また、複数のノズル46は、一定の角度間隔(たとえば図3に示す如く45°間隔)で配置されており、各ノズル46から均等に微細ミストを噴霧できるようになっている。さらに、ノズル46は、図2に示す如く、ファン34によるエアの流れ方向に対して直交する方向に微細ミストを噴射するように配置される。これにより、ノズル46から噴射された微細ミストが、熱交換器32に付着しにくくなる。
Further, as shown in FIG. 3, the plurality of
なお、ノズル46の位置は、ノズル46から噴射された微細ミストが熱交換器32に到達するまでに確実に蒸発されるように、熱交換器32に対して所定の距離Lだけ離間して配置される。ここで、所定の距離Lは、微細ミストの発生量やエアの送風量などによって異なるが、通常200〜300mmが好ましい。
The
前述したファン34、及び、ノズル46の開閉弁52、54は、制御装置56に接続されている。制御装置56は、外気温度を測定する温度センサ58に接続されており、この温度センサ58の測定値に基づいて開閉弁52、54を制御する。たとえば、外気温度がしきい値(たとえば32℃)を超えた際に開閉弁52、54を開いて微細ミストの発生を開始する。これにより、外気温度が高くなって負荷が増えた場合にのみ、微細ミストを供給して冷却性能を向上させることができ、無駄な微細ミストの供給を防止することができる。
The
また、外気温度が上昇するにつれて開閉弁54の開度を大きくし、外気温度に比例して微細ミストの発生量を増加させる。これにより、微細ミストによるエアの温度低下量が大きくなるので、略一定温度のエアを熱交換器32の冷却管38外に通過させることができる。
Further, the opening degree of the on-off
また、制御装置56は、開閉弁52の開度に応じてファン34の回転数を制御するように構成される。すなわち、ノズル46から噴射するエアの流量に応じて、ファン34による送風量を制御する。たとえば、ノズル46から噴射するエアの流量が増加(或いは減少)した場合には、ファン34による送風量を減少(或いは増加)させ、熱交換器32を通過するエアの流量が常に一定になるようにする。これにより、熱交換器32による熱交換量を、エアの温度だけでコントロールすることができるので、冷却性能の制御を容易に行うことができる。なお、制御装置56は、ファン34の回転数を一定に維持し、且つ、温度センサ58の測定値に応じて開閉弁52の開度を制御するようにしてもよい。すなわち、冷却負荷に応じて、ノズル46からのエアの噴射量を制御し、熱交換器32に送気されるエアの総量をコントロールするようにしてもよい。
The
また、制御装置56は、熱交換器32の直前に設けられた湿度センサ60に接続されており、この湿度センサ60の測定値に基づいて開閉弁54を制御する。たとえば、湿度センサ60で測定した湿度が高く、飽和状態(微細ミストが蒸発していない状態)であると判断した場合には、開閉弁54の開度を小さくして水の混合比を小さくし、微細ミストの量を減少させる。これにより、微細ミストが熱交換器32に到達するまでに微細ミストを確実に蒸発させることができる。なお、湿度センサ60で測定した湿度が低い場合には、開閉弁54の開度を大きくして微細ミストの量を増加させ、冷却効率を向上させるようにしてもよい。
The
次に上記の如く構成された空調システムの作用について説明する。 Next, the operation of the air conditioning system configured as described above will be described.
外気温度がしきい値よりも低い場合は、熱交換器32の冷却管38内の熱媒体を外気によって十分に冷却できる状態にある。したがって、この場合には開閉弁52、54を閉じておき、微細ミストの噴霧は行わない。これにより、微細ミストの無駄な供給を防止することができる。
When the outside air temperature is lower than the threshold value, the heat medium in the cooling pipe 38 of the
外気温度がしきい値を超えた場合、外気だけでは冷却管38内の熱媒体を十分に冷却させることができない。そこで、この場合には開閉弁52、54を開き、ノズル46から粒径10μm以下の微細ミストを噴霧する。粒径10μm以下の微細ミストは、蒸発するまでの時間が短く、壁面などに水滴をつくりにくい。したがって、エア中に噴霧された微細ミストは、熱交換器32に到達するまでに蒸発し、エアから蒸発潜熱を奪って、エアの温度を低下させる。これにより、熱交換器32に到達するエアの温度を低下させることができるので、熱交換器32の冷却管38内の熱媒体を効率良く冷却することができる。
When the outside air temperature exceeds the threshold value, the heat medium in the cooling pipe 38 cannot be sufficiently cooled only by the outside air. Therefore, in this case, the on-off
このように本実施の形態によれば、微細ミストを噴霧するようにしたので、熱交換器32の放熱フィン40を濡らすことなく、冷却効率を向上させることができる。したがって、放熱フィン40に酸化物やごみが付着して放熱フィン40が腐食したり冷却効率が低下したりすることを防止することができる。
Thus, according to the present embodiment, since the fine mist is sprayed, the cooling efficiency can be improved without wetting the radiating
また、本実施の形態によれば、外気温度が高くなった場合のみ、微細ミストを噴霧し、且つ、外気温度が向上した際には微細ミストの発生量を増加させるようにしたので、熱交換器32を通過するエアを所望の温度にコントロールすることができる。したがって、熱交換器32の性能を外気温度に依らず安定させることができる。
Further, according to the present embodiment, only when the outside air temperature becomes high, the fine mist is sprayed, and when the outside air temperature is improved, the generation amount of the fine mist is increased. The air passing through the
さらに、本実施の形態によれば、ノズル46から噴射するエアの流量に応じてファン34の送風量を制御するようにしたので、熱交換器32を通過するエアの流量を常に一定値に保つことができ、熱交換器32における冷却性能を安定させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the air flow rate of the
また、本実施の形態によれば、熱交換器32の直前でのエアの湿度に応じてノズル46から噴霧する微細ミストの流量を制御するようにしたので、熱交換器32までに微細ミストを蒸発させることができ、熱交換器32の表面に微細ミストが付着することを確実に防止することができる。
Further, according to the present embodiment, since the flow rate of the fine mist sprayed from the
図4は第2の実施形態の凝縮器を模式的に示す断面図であり、二点鎖線は、熱交換器32の設置範囲を示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the condenser of the second embodiment, and a two-dot chain line indicates an installation range of the
同図に示すように、第2の実施形態は、微細ミスト発生用のノズル46がファン34に一体化されている。すなわち、ファン34は、羽根44を回転自在に支持する軸部43を有し、この軸部43の外周面に複数のノズル46が形成されている。複数のノズル46は、一定の角度間隔で配置されており、各ノズル46に水とエアが供給され、微細ミストを均等に噴霧できるように構成されている。また、ノズル46は、ファン34による気流の向きと直交する方向に微細ミストを噴射するように構成されている。
As shown in the figure, in the second embodiment, a
さらに、第2の実施形態では、ノズル46から噴射する微細ミストの拡散方向が熱交換器32全体を覆うように構成されている。ここで、微細ミストの拡散方向は、微細ミストの噴射速度とファン34によるエアの速度によって求められるものとする。すなわち、図4に示すように微細ミストの噴射速度ベクトルをV1、エアの流速ベクトルをV2とした際に、その合成ベクトルV3が拡散方向であり、その拡散方向が熱交換器32の外縁又は外側を示すように設定する。これにより、熱交換器32を通過するエア全体を、微細ミストの蒸発潜熱によって冷却することができる。
Furthermore, in 2nd Embodiment, it is comprised so that the diffusion direction of the fine mist injected from the
上記の如く構成された第2の実施形態によれば、ファン34とノズル46を一体化したので、ノズル46の設置スペースを別途設ける必要がなく、装置を小型化することができる。
According to the second embodiment configured as described above, since the
なお、上述した第2の実施形態は、固定部分である軸部43にノズル46を形成するようにしたが、羽根44と一緒に回転する部分にノズル46を形成するようにしてもよい。この場合、微細ミストが攪拌されやすくなるので、微細ミストの蒸発潜熱に伴うエアの冷却効果を向上させることができる。
In the second embodiment described above, the
また、上述した第1、第2の実施形態は、ファン34によるエアの流れ方向と直交する方向に微細ミストを噴射するようにしたが、微細ミストの噴射方向はこれに限定するものではなく、たとえば、図5に示すようにファン34によるエアの流れと平行に、微細ミストを噴射するようにしてもよい。また、ファン34によるエアの流れ方向に対して斜めに噴射したり、これらの複数の噴射方向を組み合わせたりするようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the fine mist is injected in a direction orthogonal to the air flow direction by the
図6は第3の実施形態の凝縮器を模式的に示している。 FIG. 6 schematically shows a condenser according to the third embodiment.
同図に示すように、第3の実施形態では、複数の室外機10、10…を備え、各室外機10に熱交換器32とファン34が設けられている。複数の室外機10はそれぞれ、ダクト62を介して一つの混合ボックス64に接続され、この混合ボックス64に微細ミスト発生用のノズル46が設けられている。したがって、ノズル46から噴霧された微細ミストは、混合ボックス64内でエアに混合される。これにより、エアの温度を微細ミストの蒸発潜熱で低下させることができ、各室外機10に送気されるエアの温度を低下させることができる。
As shown in the figure, in the third embodiment, a plurality of
上記の如く構成された第3の実施形態によれば、混合ボックス64を設けることによって一カ所で微細ミストを噴霧するようにしたので、各室外機10に微細ミスト発生用のノズル46を設ける必要がなくなる。したがって、微細ミスト発生用のノズル46がない従来の室外機を利用してシステムを構築することができ、空調システム全体のイニシャルコストを低減することができる。
According to the third embodiment configured as described above, since the fine mist is sprayed at one place by providing the
10…室外機、12…室内機、14…被空調室、16…循環ライン、20…ケーシング、22…熱交換器、24…ファン、30…ケーシング、32…熱交換器、34…ファン、36…圧縮機、38…冷却管、40…放熱フィン、42…モータ、43…軸部、44…羽根、46…ノズル、48…給気ライン、50…給水ライン、52…開閉弁、54…開閉弁、56…制御装置、58…温度センサ、60…湿度センサ、62…ダクト、64…混合ボックス
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記送風機によるエアの流れに対して前記熱交換器の上流側で且つ該熱交換器から離れた位置に、エアと水を同時に噴射することによって粒径10μm以下の微細ミストを発生させる微細ミスト発生ノズルが設けられたことを特徴とする微細ミストを用いた凝縮器。 In a condenser comprising: a heat exchanger in which a heat medium flows in a pipe; and a blower for sending air to the outside of the pipe of the heat exchanger.
Fine mist generation that generates fine mist having a particle size of 10 μm or less by simultaneously injecting air and water to a position upstream of the heat exchanger and away from the heat exchanger with respect to the air flow by the blower A condenser using fine mist, characterized in that a nozzle is provided.
該微細ミスト発生ノズルは、前記送風機によるエアの流れに直交する方向に前記微細ミストを噴射することを特徴とする請求項1又は2に記載の微細ミストを用いた凝縮器。 The blower is provided on the upstream side of the heat exchanger with respect to the air flow by the blower, and the fine mist generating nozzle is formed on a shaft support member of the blower.
The condenser using the fine mist according to claim 1 or 2, wherein the fine mist generating nozzle injects the fine mist in a direction orthogonal to an air flow by the blower.
該微細ミスト発生ノズルは、前記送風機によるエアの流れ方向に前記微細ミストを噴射することを特徴とする請求項1又は2に記載の微細ミストを用いた凝縮器。 The blower is provided on the upstream side of the heat exchanger with respect to the air flow by the blower, and the fine mist generating nozzle is formed on a shaft support member of the blower.
The condenser using the fine mist according to claim 1 or 2, wherein the fine mist generating nozzle injects the fine mist in a flow direction of air by the blower.
該湿度センサの測定値に基づいて、前記微細ミスト発生ノズルから噴射するエアと水の混合比を調節する混合比調節手段を備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1に記載の微細ミストを用いた凝縮器。 A humidity sensor is provided immediately before the heat exchanger for air flow by the blower,
The mixing ratio adjusting means for adjusting a mixing ratio of air and water sprayed from the fine mist generating nozzle based on a measured value of the humidity sensor is provided. Condenser using fine mist.
前記送風機により送気するエアの温度がしきい値を超えた際に、該エアの流れに対して前記熱交換器の上流側で且つ該熱交換器から離れた位置に、エアと水を同時に噴射して粒径10μm以下の微細ミストを発生させることを特徴とする微細ミストを用いた凝縮器の制御方法。 In the control method of the condenser that cools the heat medium flowing in the pipe of the heat exchanger with the air sent by the blower outside the pipe of the heat exchanger,
When the temperature of the air supplied by the blower exceeds a threshold value, air and water are simultaneously placed upstream of the heat exchanger and away from the heat exchanger with respect to the air flow. A method for controlling a condenser using fine mist, wherein fine mist having a particle diameter of 10 μm or less is generated by spraying.
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