JP2008128595A - 凝縮器の補助冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮器の補助冷却装置において、そのマット材の通気性の確保とマット材を流下する水の流下速度の低下を両立し、冷房効率の向上を図りながら、給水量を削減してランニングコストの低減を図る。
【解決手段】空気調和機の空冷方式の凝縮器２における放熱フィンの近傍に、放熱フィンへの吸入空気が貫通して通過するマット材８をほぼ垂直姿勢で配置し、マット材８の上部に水を供給する給水手段９の散水枠５を配設し、マット材８を貫通して通過する吸入空気とマット材８内を流下する水を接触させて水の気化熱で吸入空気を冷却する凝縮器２の補助冷却装置において、マット材８の上下端間に、水の流下を抑制する流下抵抗部材１４を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は空気調和機における凝縮器に関し、特に気温が高いときに凝縮器の放熱フィンへの吸入空気を冷却して冷房効率の向上を図る凝縮器の補助冷却装置に関するものである。

従来、空気調和機の凝縮器に直接水を噴霧することで凝縮器を冷却し、冷凍サイクルの能力と冷却効率を向上することは知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、空冷方式の凝縮器において、気温が高いときにその凝縮器の放熱フィンにノズルから直接水を噴霧して冷房効率の向上を図るようにすると、運転を長期にわたって続ける間に、放熱フィンの表面に水垢・スケールが付着してしまい、空冷運転時の熱交換効率の低下を来たすとともに、放熱フィンの腐蝕が発生するという問題がある。

そこで、凝縮器の放熱フィンの近傍にクーリングマットを配置し、気温が高いときにこのクーリングマットに冷却水を流下させ、冷却水の気化熱によって凝縮器の放熱フィンへの吸入空気を冷却するようにした補助冷却装置を設け、空気調和機の冷房効率の向上することが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、補助冷却装置において、クーリングマットの上部に散水樋を配置し、複数の冷却水流出口から散水樋の内面に向けて冷却水を噴出させるようにして、クーリングマットを冷却水が均等に流下するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

この種の補助冷却装置の基本的な構成例を、図４を参照して説明すると、２１は凝縮器で、蛇行状に配設された冷媒配管と放熱フィンからなる空冷方式の熱交換器２２とファン２３とが筐体２４の内部に配設され、筐体２４に設けられた吸入口２５から吸入された吸入空気２６が熱交換器２２を通って熱交換した後、ファン２３にて筐体２４に設けられた吹出口２７から吹出空気２８として外部に排出させるように構成され、かつその吸入口２５の前面に、吸入空気２６を水冷する補助冷却装置３１が配設されている。なお、補助冷却装置３１は筐体２４内に配設しても良いが、筐体２４外に外付けした方が、空冷方式の凝縮器２１のオプション構成として好適である。

補助冷却装置３１は、凝縮器２１の吸入口２５の前面にクーリングマット３２を配置し、電磁開閉弁３４を有する給水手段３３にてクーリングマット３２の上端に冷却水を供給してクーリングマット３２内を冷却水が流下し、クーリングマット３２の下端から流出した冷却水を排水手段３５にて系外に排出するように構成されている。また、クーリングマット３２の配置構成としては、図５に示すように、両側の側枠３６と上部の散水枠３７と下部の排水枠３８にて囲まれた空間にクーリングマット３２が収容配置され、散水枠３６の一端に給水手段３３が接続され、排水枠３８の一端に排水手段３５が接続されている。散水枠３７は、クーリングマット３２の全長にわたって均一に水を流下させるように構成されている。
特開２００３−１３０４２７号公報 特開２００４−３８０６号公報 特開２００６−１２５７７５号公報

ところで、補助冷却装置３１のクーリングマット３２には、通風抵抗が大きくならないように、例えばポリエチレンテレフタレートから成る繊維を不織布状に堆積して厚さ３５ｍｍ程度のマット状に構成したものが用いられている。このようなクーリングマット３２では、マット素材自体に保水性がほとんどないため、冷却水の流下速度が大きく、吸入空気２６と接触して蒸発することなく垂れ流し状態で排水される冷却水の割合が多いため、電力の削減効果に対して水道料金のアップが大きく、省エネルギー効果は見込めるが、ランニングコストの削減が難しいという問題がある。

この問題に対して、クーリングマット３２の材質や構造を冷却水の流下速度を低下させるようなものとすることが考えられるが、通風抵抗と冷却水の流下速度は背反的な関係にあるため、実際上通風抵抗を大きくせずに流下速度を低下させ得るものは見当たらない。また、循環ポンプを用いて冷却水を再利用することも考えられるが、省エネルギー効果に比して設備コストのアップが大きくなるため、採用するメリットが殆どない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、マット材の通気性の確保とマット材を流下する水の流下速度の低下を両立することができ、冷房効率の向上を図りながら、給水量を削減してランニングコストの低減を図ることができる凝縮器の補助冷却装置を提供することを目的とする。

本発明の凝縮器の補助冷却装置は、空気調和機の空冷方式の凝縮器における放熱フィンの近傍に、放熱フィンへの吸入空気が貫通して通過するマット材をほぼ垂直姿勢で配置し、マット材の上部に水を供給する給水手段を設け、マット材を貫通して通過する吸入空気とマット材内を流下する水を接触させる凝縮器の補助冷却装置において、マット材の上下端間に、水の流下を抑制する流下抵抗部材を配置したものである。

これにより、水がマット材を流下する間に流下抵抗部材の配置箇所で一旦滞留した後再度流下することで、マット材の上端から下端までの流下速度が低下し、かつ流下抵抗部材の配置箇所を除いてマット材の通気性に変化はなく、流下抵抗部材はその配置面積が小さくてもその効果を発揮するので通気性は殆ど変化がなく、マット材の通気性の確保とマット材を流下する水の流下速度の低下を両立することができ、冷房効率の向上を図りながら、給水量を削減してランニングコストの低減を図ることができる。

また、流下抵抗部材が、マット材より小さい開口率で水通過開口が分散形成された、マット材の厚さと略同等の幅寸法を有する板状部材からなると、流下する水を一旦滞留停止させた後下方のマット材に水を均一に流下させることができるので好適である。

また、流下抵抗部材は、マット材の長手方向の略全長にわたって上下に１又は複数列配設しても、水平面に投影するとマット材の長手方向全長にわたって連続するように千鳥状に配設しても、水をマット材の全長にわたって均一に流下させることができる。

また、流下抵抗部材は、マット材の空気流れ方向の面積の５％以下の面積に配置することで、流下抵抗部材を配設したことによる通風抵抗の増大が小さく、冷房効率の向上に悪影響を殆ど与えずに済む。

また、流下抵抗部材が、連続気泡を有する合成樹脂発泡体に親水性の無機化合物を担持させた材料から成ると、流下抵抗部材に高い保水性が確保されるので、薄くても大きな流下速度低下効果を得ることができ、その分より高い通気性を確保できる。

本発明の凝縮器の補助冷却装置によれば、水がマット材を流下する間に流下抵抗部材の配置箇所で一旦滞留した後再度流下することで、マット材の上端から下端までの流下速度が低下し、かつ流下抵抗部材の配置箇所を除いてマット材の通気性に変化はなく、流下抵抗部材はその配置面積が小さくてもその効果を発揮するので通気性は殆ど変化がなく、マット材の通気性の確保とマット材を流下する水の流下速度の低下を両立することができ、冷房効率の向上を図りながら、給水量を削減してランニングコストの低減を図ることができる。

以下、本発明の凝縮器の補助冷却装置の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１、図２において、本実施形態の補助冷却装置１は、空気調和機の室外に配置される空冷式の凝縮器２の吸入口に近接して配設されている。外気は補助冷却装置１を通過して凝縮器２内に吸入され、凝縮器２内で熱交換器を通って熱交換した後ファンにて凝縮器２の吹出口から外気に排出される。

補助冷却装置１は、両側の側枠４と、後述の給水手段９の一部を構成する上部の散水枠５と、下部の排水枠６から成る取付枠体３を備え、側枠４と散水枠５と排水枠６に囲まれたマット材配置空間７にマット材８が収容配置されている。マット材配置空間７は、凝縮器２の吸入口のほぼ全面に対向するように形成されている。散水枠５は、その一端に設けられた給水口５ａから供給された水をマット材８の全長にわたって均一に水を流下させるように構成されている。具体的には、散水枠５内に散水パイプが配設され、散水パイプに適当間隔置きに形成した複数の噴出ノズルから散水枠５内面に向けて水を噴出するように構成されている。排水枠６は、マット材８を流下してきた水を受けて、その一端に設けられた排水口６ａから排出するように構成されている。

給水手段９は、上記散水枠５と、散水枠５の一端の給水口５ａと水道などの給水源１１とを接続する給水管１２と、給水管１２の途中に配置された電磁開閉弁１３にて構成されている。排水枠６の一端の排水口６ａには、排水手段１０としての排水ホースなどが接続されている。

マット材８は、ポリエチレンテレフタレートから成る繊維を不織布状に堆積してマット状に構成したものが好適である。勿論、繊維体の不織布状堆積体に限らず、連続気泡を有する合成樹脂発泡体を適用することもできる。マット材８の厚さは、例えば厚さ３５ｍｍ程度である。なお、マット材８の通気通路の表面に酸化チタンなどの親水性を高めるため材料を吹き付けて、保水性を向上するようにしても良い。

マット材８の上端と下端との間には、マット材８のほぼ全長にわたる長さの１又は複数の流下抵抗部材１４が適当間隔あけて配置されている。この流下抵抗部材１４は、マット材８内での水の流下を抑制するもので、水の通過開口がマット材８より小さい開口率で分散形成された、マット材８の厚さと略同等の幅寸法を有する薄板状部材にて構成されている。具体的には、ウレタンフォームなどの連続気泡を有する合成樹脂発泡体の薄板や目の細かい金網やパンチングメタル等にて構成することができる。その中で、合成樹脂発泡体が好適で、さらにその表面にシリカゲル、ゼオライト、珪藻土などの無機化合物を担持させて親水性を持たせたものがより好適である。また、流下抵抗部材１４は、マット材８の空気流れ方向の面積の５％以下の面積となるように配置するのが好適である。

以上の構成の補助冷却装置１によれば、散水枠５からマット材８の上端に供給された水がマット材８を流下する間に、流下抵抗部材１４の配置箇所で一旦滞留し、その後再度流下することになるので、マット材８の上端から下端までの流下速度が低下する。その結果、マット材８の表面の保水状態を保持し、凝縮器２への吸入空気と水の接触状態を確保しながら、マット材８の上端に供給する水量の低減を図ることができる。また、薄板状の流下抵抗部材１４の配置箇所を除いてはマット材８の通気性には全く変化はなく、かつ流下抵抗部材１４の配置面積が小さくても流下抵抗部材１４はその効果を発揮するので、マット材８の全体の通気性には殆ど変化がない。特に、流下抵抗部材１４をマット材８の空気流れ方向の面積の５％以下の面積に配置することで、流下抵抗部材１４を配設したことによる通風抵抗の増大が小さく、冷房効率の向上に悪影響を殆ど与えずに済む。かくして、マット材８の通気性の確保とマット材８を流下する水の流下速度の低下を両立することができ、冷房効率の向上を図りながら、給水量を削減してランニングコストの低減を図ることができる。

また、マット材８の長手方向の略全長にわたる流下抵抗部材１４を、上下に複数列適当間隔あけて配設しているので、水の流下速度を低下させる効果が大きく、かつマット材８の全長にわたって均一に流下させることができて、凝縮器２での不均一な冷却による冷房効率の低下を防止できる。さらに、流下抵抗部材１４を、連続気泡を有する合成樹脂発泡体に親水性の無機化合物を担持させた材料にて構成すると、流下抵抗部材１４に高い保水性が確保されるので、薄くても大きな流下速度低下効果を得ることができ、その分より高い通気性を確保できる。

以上の説明では、マット材８のほぼ全長にわたる長さの流下抵抗部材１４をマット材８の上下端間で適当間隔あけて複数配置した例を示したが、図３に示すように、適当な長さの多数の流下抵抗部材１４を、水平面に投影するとマット材８の長手方向全長にわたって連続するように千鳥状に配設しても良い。この構成の場合、マット材８に千鳥状にスリットを形成して、そのスリットに流下抵抗部材１４を挿入配置するだけで本発明を実施することができる。

本発明の凝縮器の補助冷却装置は、マット材の上端から下端までの水の流下速度が流下抵抗部材にて低下させることができ、かつマット材の通気性に殆ど変化がないので、マット材の通気性の確保とマット材を流下する水の流下速度の低下を両立することができ、冷房効率の向上を図りながら、給水量を削減してランニングコストの低減を図ることができ、空気調和機の空冷方式の凝縮器に好適に適用することができる。

本発明の凝縮器の補助冷却装置の一実施形態の概略構成を示す正面図。 同実施形態における凝縮器と補助冷却装置の配置関係を示す側面図。 同実施形態の補助冷却装置の変形構成例を示す正面図。 従来例の凝縮器の補助冷却装置の基本構成の説明図。 同従来例の補助冷却装置の一構成例の正面図。

符号の説明

１ 補助冷却装置
２ 凝縮器
５ 散水枠
８ マット材
９ 給水手段
１４ 流下抵抗部材

Claims (6)

1. 空気調和機の空冷方式の凝縮器における放熱フィンの近傍に、放熱フィンへの吸入空気が貫通して通過するマット材をほぼ垂直姿勢で配置し、マット材の上部に水を供給する給水手段を設け、マット材を貫通して通過する吸入空気とマット材内を流下する水を接触させる凝縮器の補助冷却装置において、マット材の上下端間に、水の流下を抑制する流下抵抗部材を配置したことを特徴とする凝縮器の補助冷却装置。
2. 流下抵抗部材は、マット材より小さい開口率で水通過開口が分散形成された、マット材の厚さと略同等の幅寸法を有する板状部材からなることを特徴とする請求項１記載の凝縮器の補助冷却装置。
3. 流下抵抗部材は、マット材の長手方向の略全長にわたって上下に１又は複数列配設したことを特徴とする請求項２記載の凝縮器の補助冷却装置。
4. 流下抵抗部材は、水平面に投影するとマット材の長手方向全長にわたって連続するように千鳥状に配設したことを特徴とする請求項２記載の凝縮器の補助冷却装置。
5. 流下抵抗部材は、マット材の空気流れ方向の面積の５％以下の面積に配置したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の凝縮器の補助冷却装置。
6. 流下抵抗部材は、連続気泡を有する合成樹脂発泡体に親水性の無機化合物を担持させた材料から成ることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の凝縮器の補助冷却装置。

Images