JP2023060654A - 散水装置及び散水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】散水マットで蒸発せずに下方に排出される水の量を減らすことができる散水装置を提供すること。【解決手段】散水装置は、水で濡れた散水マットからの水の蒸発に伴い気化熱が奪われた空気により熱交換器を冷却する散水装置であって、前記散水マットの濡れている領域の下端の位置を検出する下端検出部と、前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記散水マットに供給する水の量を調整する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、散水装置及び散水方法に関する。

従来、冷凍機の熱交換器の前に設置された散水マットへ水を滴下して、散水マットからの水の蒸発に伴い気化熱が奪われた空気を用いて、凝縮負荷を低減する散水装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された散水装置は、散水マットの外側（散水マットに対して熱交換器の反対側）における温度を測定し、測定された温度が設定値以上の場合、水を散水マットに供給する。

特開２００４－３８０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、散水マットの外側における温度のみに基づいて、水の供給量を調整しているため、散水マットで蒸発せずに下方に排出される水の量が増えるおそれがある。

本開示は、散水マットで蒸発せずに下方に排出される水の量を減らすことができる散水装置及び散水方法を提供することを目的とする。

本開示の散水装置は、水で濡れた散水マットからの水の蒸発に伴い気化熱が奪われた空気により熱交換器を冷却する散水装置であって、前記散水マットの濡れている領域の下端の位置を検出する下端検出部と、前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記散水マットに供給する水の量を調整する制御部と、を備える。

本開示の散水方法は、水で濡れた散水マットからの水の蒸発に伴い気化熱が奪われた空気により熱交換器を冷却する散水装置が行う散水方法であって、前記散水装置は、前記散水マットの濡れている領域の下端の位置を検出し、前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記散水マットに供給する水の量を調整する。

本開示の散水装置及び散水方法によれば、散水マットで蒸発せずに下方に排出される水の量を減らすことができる。

実施形態に係る冷媒冷却装置の正面図 実施形態に係る冷媒冷却装置の側面図 実施形態に係る散水装置の制御系のブロック図 実施形態に係る散水装置が行う散水制御のフローチャート 実施形態に係る散水装置が行う散水制御のフローチャート 変形例に係る散水制御の説明図

［実施形態］
本開示の実施形態について説明する。

＜散水装置を有する冷媒冷却装置の構成＞
まず、本開示の実施形態における散水装置を有する冷媒冷却装置の構成について説明する。図１は、冷媒冷却装置の正面図である。図２は、冷媒冷却装置の側面図である。図３は、散水装置の制御系のブロック図である。なお、冷媒冷却装置の各構成部材の個数は、以下に例示する個数に限られない。

図１及び図２に示される冷媒冷却装置１は、図示されない冷凍装置の圧縮機で圧縮された冷媒を冷却する。冷媒冷却装置１は、冷却ユニット２と、補助冷却装置３と、を備える。

冷却ユニット２は、本体２１と、２個の熱交換器２２と、を備える。

本体２１は、２個の熱交換器２２を収納する。本体２１は、四角箱形状に形成されている。本体２１の図１における右側の側壁（右側壁）及び左側の側壁（左側壁）には、それぞれ開口２１１が形成されている。開口２１１を介して、本体２１の外部の空気が本体２１の内部に導入される。

本体２１の上壁には、ファン２３が配置されている。ファン２３は、図示されないユニット制御部の制御に基づいて、駆動する。ファン２３は、本体２１の内部の空気を、本体２１の上方へ排出する。

熱交換器２２は、いわゆる空冷式の熱交換器であり、圧縮機で圧縮された冷媒と、当該熱交換器２２の周囲に存在する空気との熱交換を行い、熱交換後の冷やされた冷媒を、冷凍装置の膨張弁を介して蒸発器へ送る。蒸発器へ送られた冷媒と当該蒸発器の周囲に存在する空気との熱交換により、冷凍装置の冷却対象が冷やされる。２個の熱交換器２２は、本体２１における右側壁及び左側壁の開口２１１にそれぞれ対向する位置に配置されている。２個の熱交換器２２は、本体２１の前側（図１における手前側）から見て、上端間の距離が下端間の距離よりも長くなるように傾いている。なお、２個の熱交換器２２は、本体２１の前側から見て、上端間の距離が下端間の距離と同じになるように、又は、上端間の距離が下端間の距離よりも短くなるように配置されても良い。

補助冷却装置３は、熱交換器２２を冷却する。補助冷却装置３は、２個の散水マット３１と、散水装置４と、を備える。

２個の散水マット３１は、本体２１の外側であって、本体２１の右側壁及び左側壁にそれぞれ対向する位置に配置されている。各散水マット３１は、通気性を有する素材により、板状に形成されている。各散水マット３１は、第１主面３１Ａと、当該第１主面３１Ａの反対側に位置する第２主面３１Ｂと、を備える。各散水マット３１は、第１，第２主面３１Ａ，３１Ｂが鉛直方向とほぼ平行になり、かつ、本体２１の開口２１１を覆うように配置されている。各散水マット３１は、第１主面３１Ａが熱交換器２２に対向するように、配置されている。各散水マット３１の第２主面３１Ｂ側には、図示されないフィルタが配置されている。フィルタは、散水マット３１に異物が付着して、空気が散水マット３１を通過し難くなることを防止する。

散水マット３１は、空気通過時の抵抗が少なく、水との熱交換を円滑に行うことができる素材で構成されても良い。空気を通し易い散水マット３１としては、不織布状の繊維体を例示することができる。散水マット３１は、吸水性及び高耐久性を有する素材で構成されても良い。散水マット３１の厚さは、例えば、数センチメートル程度である。資源の有効利用の観点から、廃プラスチックをリサイクルして繊維状に再加工した散水マット３１を使用することが好ましい。散水マット３１の設置し易さの観点から、散水マット３１は伸縮可能な素材で形成されていることが好ましい。散水マット３１は、１枚のマットで構成されても良いし、上下方向及び前後方向のうち少なくとも一方の方向に並べられた複数のマットで構成されても良い。

散水装置４は、熱交換器２２に対向する位置に配置された散水マット３１に水を供給することで、水で濡れた散水マット３１を通過する空気から、水の蒸発に伴い気化熱を奪い、気化熱が奪われた空気（以下、「冷却空気」と言う場合がある）と熱交換器２２との熱交換により熱交換器２２を冷却する。散水装置４は、散水マット３１に水を供給するに際し、散水マット３１の濡れている領域（以下、「水濡れ領域」という場合がある）の下端の位置を検出し、当該水濡れ領域の下端の位置に基づいて、散水マット３１に供給する水の量を調整する。散水装置４は、給水ユニット４１と、６個の下端検出部４２と、を備える。

給水ユニット４１は、後述される制御部４７の制御に基づいて、散水マット３１に水を供給する。給水ユニット４１は、２個の散水ヘッダ４１１と、給水配管４１２と、給水装置４１３と、６個の流量調整弁４１４と、４本の排水配管４１５と、を備える。

２個の散水ヘッダ４１１のうち１個の散水ヘッダ４１１は、左側の散水マット３１の上方に配置され、残りの散水ヘッダ４１１は、右側の散水マット３１の上方に配置されている。散水ヘッダ４１１は、当該散水ヘッダ４１１の下方に位置する散水マット３１に水を供給する。散水ヘッダ４１１は、散水マット３１の前端（図２における右端）から後端（図２における左端）にかけて延びる箱状に形成されている。散水ヘッダ４１１の底壁には、散水マット３１の前後方向に並ぶ図示されない複数の散水孔が形成されている。散水ヘッダ４１１の内部には、当該散水ヘッダ４１１の内部空間を複数の分割空間４１１Ａ（本実施形態では、３個の分割空間４１１Ａ）に仕切る仕切り部４１１Ｂが形成されている。

給水配管４１２は、散水ヘッダ４１１に水を供給する。給水配管４１２は、本体２１の後側において上下に延びる基配管部４１２Ａを備える。基配管部４１２Ａの下端は、給水装置４１３に接続されている。給水装置４１３は、制御部４７の制御に基づいて、駆動する。基配管部４１２Ａの上端は、左右に延びる中間配管部４１２Ｂの中央に接続されている。中間配管部４１２Ｂの左端及び右端には、左側及び右側の散水マット３１のそれぞれの上方において前後に延びる水平配管部４１２Ｃが接続されている。水平配管部４１２Ｃにおける前後に並ぶ複数の部位（本実施形態では、３箇所の部位）には、上下に延びる垂直配管部４１２Ｄが接続されている。各垂直配管部４１２Ｄの下端は、散水ヘッダ４１１の上壁における各分割空間４１１Ａに対応する部位に接続されている。つまり、給水配管４１２は、６個の垂直配管部４１２Ｄを備える。６個の垂直配管部４１２Ｄには、それぞれ１個ずつの流量調整弁４１４が配置されている。流量調整弁４１４は、制御部４７の制御に基づいて、垂直配管部４１２Ｄから散水ヘッダ４１１に流入する水の流量を連続的に又は断続的に調整する。

以上のような構成により、給水装置４１３から供給された水は、各垂直配管部４１２Ｄ及び散水ヘッダ４１１の各分割空間４１１Ａを通過して、散水マット３１における各分割空間４１１Ａの鉛直下方に位置する領域に供給（滴下）される。また、散水ヘッダ４１１の各分割空間４１１Ａに流入する水の量は、各流量調整弁４１４の開度の調整により個別に制御される。散水ヘッダ４１１における１個の分割空間４１１Ａを構成する部位、当該分割空間４１１Ａに水を供給する１個の垂直配管部４１２Ｄ、及び、当該垂直配管部４１２Ｄに配置された１個の流量調整弁４１４は、１個の給水部４０を構成する。給水部４０は、１個の散水マット３１を幅方向に分割した複数の分割領域３１１（本実施形態では、３個の分割領域３１１）のうち、分割空間４１１Ａの下方に位置する分割領域３１１に、主に水を供給する。なお、図２では、分割領域３１１の境界線が二点鎖線で示されているが、各給水部４０から各分割領域３１１に供給される水により、隣接する分割領域３１１が濡れる場合がある。給水ユニット４１は、分割領域３１１と同じ個数の給水部４０（本実施形態では、２個の散水マット３１が存在するため、合計６個の給水部４０）を備える。

排水配管４１５は、散水マット３１に供給された水のうち、蒸発せずに散水マット３１の下端に到達した水を、散水マット３１の下方に排出する。排水配管４１５は、各散水マット３１の下方における前側及び後側にそれぞれ配置されている。なお、排水配管４１５から排出された水を給水装置４１３に戻す構成を設けて、給水装置４１３に戻された水を散水マット３１に供給する水として再利用しても良い。また、排水配管４１５から排出された水を散水マット３１に供給する水として再利用せずに、捨てても良い。

各下端検出部４２は、散水マット３１における各分割領域３１１の水濡れ領域の下端の位置を検出する。各下端検出部４２は、内側乾球温度検出部４３と、湿球温度検出部４４と、を備える。

各内側乾球温度検出部４３は、各分割領域３１１と熱交換器２２との間における乾球温度（以下、「内側乾球温度」という場合がある）を検出する。各内側乾球温度検出部４３は、各分割領域３１１の近傍に配置されても良い。例えば、各内側乾球温度検出部４３から各分割領域３１１までの距離は限定されないが、各内側乾球温度検出部４３は、各分割領域３１１と熱交換器２２との間において、雨水や散水の水滴の影響を受けない位置に配置される。また、各内側乾球温度検出部４３が雨水や散水の水滴の影響を受けない検出部となっていても、各内側乾球温度検出部４３から各分割領域３１１までの距離は限定されい。各内側乾球温度検出部４３は、各分割領域３１１と熱交換器２２との間の位置であって、以下の式（１）を満たす位置に配置されても良い。
Ｌｍ×０．９≦Ｌ１≦Ｌｍ×０．７５ … （１）
Ｌｍ：分割領域３１１（散水マット３１）の上端から下端までの距離
Ｌ１：分割領域３１１（散水マット３１）の上端から内側乾球温度検出部４３までの距離

各内側乾球温度検出部４３は、内側乾球温度を検出する内側乾球温度センサ４３１をそれぞれ備える。各内側乾球温度センサ４３１は、内側乾球温度に対応する信号を制御部４７に出力する。

各湿球温度検出部４４は、各分割領域３１１に対して熱交換器２２の反対側の位置における湿球温度（以下、「外側湿球温度」という場合がある）を検出する。各湿球温度検出部４４は、各分割領域３１１の近傍に配置されても良い。例えば、各湿球温度検出部４４から各分割領域３１１までの距離は限定されないが、各湿球温度検出部４４は、雨水や散水の水滴の影響を受けないように、各分割領域３１１の近傍に配置される。また、各湿球温度検出部４４が雨水や散水の水滴の影響を受けない検出部となっていても、各湿球温度検出部４４は、各分割領域３１１の近傍に配置されていれば良く、各湿球温度検出部４４から各分割領域３１１までの距離は限定されない。各湿球温度検出部４４は、各分割領域３１１に対して熱交換器２２の反対側の位置の位置であって、以下の式（２）を満たす位置に配置されても良い。本実施形態では、各湿球温度検出部４４は、分割領域３１１の上端から湿球温度検出部４４までの距離Ｌ２が、分割領域３１１の上端から内側乾球温度検出部４３までの距離Ｌ１とほぼ同じ距離になるような位置に、配置されている。なお、分割領域３１１の上端側の湿球温度と分割領域３１１の下端側の湿球温度とが同じ、又は、実質的に同じと見なせる場合、各湿球温度検出部４４は、各内側乾球温度検出部４３よりも上方又は下方に配置されても良い。
Ｌｍ×０．９≦Ｌ２≦Ｌｍ×０．７５ … （２）
Ｌ２：分割領域３１１（散水マット３１）の上端から湿球温度検出部４４までの距離

各湿球温度検出部４４は、外側乾球温度センサ４４１と、湿度センサ４４２と、をそれぞれ備える。

各外側乾球温度センサ４４１は、各分割領域３１１の外側（散水マット３１に対して熱交換器２２の反対側）における乾球温度（以下、「外側乾球温度」という場合がある）を検出する。各外側乾球温度センサ４４１は、湿度センサ４４２と分割領域３１１との間に配置されても良い。例えば、各外側乾球温度センサ４４１は、湿度センサ４４２までの距離が１０ｍｍ以下になる位置に配置されても良い。なお、図１には、各外側乾球温度センサ４４１が湿度センサ４４２と分割領域３１１との間に配置された例が示されているが、各外側乾球温度センサ４４１は、湿度センサ４４２の近傍に配置されていれば良い。例えば、各外側乾球温度センサ４４１が湿度センサ４４２の前方又は後方に配置されても良いし、図１に示されるように各外側乾球温度センサ４４１が湿度センサ４４２に対して分割領域３１１の反対側に配置されても良い。各外側乾球温度センサ４４１は、外側乾球温度に対応する信号を制御部４７に出力する。

各湿度センサ４４２は、各分割領域３１１の外側における湿度（以下、「外側湿度」という場合がある）を検出する。各湿度センサ４４２は、外側湿度に対応する信号を制御部４７に出力する。外側乾球温度と外側湿度とに基づいて、各分割領域３１１に対して熱交換器２２の反対側の位置における外側湿球温度が算出される。

以上の構成を有する下端検出部４２において、内側乾球温度と外側湿球温度との温度差に基づいて、散水マット３１の濡れている領域の下端が検出される。ここで、内側乾球温度と外側湿球温度との温度差に基づいて、散水マット３１（分割領域３１１）の水濡れ領域の下端を検出することができる理由について説明する。

散水装置４を用いた後述される散水制御が行われる場合、ファン２３が駆動する。ファン２３が駆動すると、図１に矢印Ａで示されるように、散水マット３１の外側から内側（散水マット３１と熱交換器２２との間）に向かう空気の流れが発生する。この散水マット３１を通過した空気（以下、「通過空気」という場合がある）は、ファン２３により熱交換器２２に近づく方向へ導かれる。熱交換器２２は、通過空気との熱交換により冷却される。熱交換器２２との熱交換が行われた通過空気は、当該熱交換器２２を通過して、本体２１の上方に排出される。

散水マット３１が濡れている場合、散水マット３１からの水の蒸発に伴い、通過空気から気化熱が奪われる。この気化熱が奪われた通過空気、つまり冷却空気により、熱交換器２２が冷却される。また、散水マット３１上方からの散水マット３１への水の供給に伴い、散水マット３１の水濡れ領域が下方に大きくなるにつれて、より低い位置の通過空気から水の蒸発に伴い気化熱が奪われるようになり、内側乾球温度検出部４３で検出される内側乾球温度が低くなる。その結果、天候の急変等により外側湿球温度が大きく変化しない限り、散水マット３１の水濡れ領域が下方に大きくなるにつれて、つまり水濡れ領域の下端が下方に移動するにつれて、内側乾球温度と外側湿球温度との温度差が小さくなる。内側乾球温度と外側湿球温度との温度差は、水濡れ領域の下端が内側乾球温度検出部４３よりも上側に存在する場合、水濡れ領域の下端が下方に移動するにつれて小さくなる。しかし、水濡れ領域の下端が内側乾球温度検出部４３よりも下方に存在する場合、内側乾球温度と外側湿球温度との温度差は、水濡れ領域の下端が下方に移動しても、ほとんど変化しない。本実施形態では、上述されたように、内側乾球温度と外側湿球温度との温度差が小さくなるほど、散水マット３１の水濡れ領域の下端の位置が内側乾球温度検出部４３に近くなるという関係に基づいて、水濡れ領域の下端の位置が検出される。このため、例えば画像処理を用いて水濡れ領域の下端の位置を検出する構成と比べて、水濡れ領域の下端の位置を、簡単な処理で容易に検出することができる。

図３に示されるように、散水装置４は、操作部４５と、記憶部４６と、制御部４７と、を更に備える。

操作部４５は、制御部４７との間で各種信号を送受信できるように構成されている。操作部４５は、補助冷却装置３のユーザにより操作される。操作部４５は、操作に応じた信号を制御部４７に出力する。例えば、操作部４５は、散水制御を開始する旨の操作を受け付けると、散水制御を開始する旨の信号を制御部４７に出力する。操作部４５は、散水制御を終了する旨の操作を受け付けると、散水制御を終了する旨の信号を制御部４７に出力する。

記憶部４６は、制御部４７との間で各種データを送受信できるように構成されている。記憶部４６は、散水装置４を制御するための各種データを記憶する。例えば、記憶部４６は、外側乾球温度と、外側湿度と、外側湿球温度との関係を示す算出用情報を記憶する。記憶部４６は、散水制御を行うか否かの判定に用いる閾値と、散水マット３１への給水量の調整に用いる目標値と、を更に記憶する。

制御部４７は、散水マット３１の水濡れ領域の下端の位置に基づいて、散水マット３１に供給する水の量を調整する。このため、蒸発せずに散水マット３１の下方に排出される水の量を減らすことができる。本実施形態では、制御部４７は、散水マット３１の複数の分割領域３１１毎に、各分割領域３１１に対応する位置における内側乾球温度と外側湿球温度との温度差に基づいて、各給水部４０が供給する水の量を調整する。散水マット３１が大きい場合、熱交換器２２の各部における空気の吸い込み速度の違い又は散水マット３１のフィルタの歪み等により、散水マット３１全体が、つまり複数の分割領域３１１が均一に濡れない可能性がある。本実施形態のように、分割領域３１１毎に給水量の調整を行う構成にすることにより、散水マット３１が大きい場合でも、分割領域３１１毎に濡れ具合に応じた量の水を供給することができる。したがって、複数の分割領域３１１を均一に濡らすことができ、熱交換器２２を均一に冷却することができる。

制御部４７は、給水装置４１３、６個の流量調整弁４１４、６個の内側乾球温度検出部４３、又は、６個の湿球温度検出部４４との間で各種信号を送受信できるように構成されている。なお、図３では、それぞれ１個ずつの流量調整弁４１４、内側乾球温度検出部４３及び湿球温度検出部４４が図示されている。

＜散水装置の動作＞
次に、散水装置４の動作について説明する。図４及び図５は、散水装置４が行う散水制御のフローチャートである。なお、以下において、２個の散水マット３１に含まれる６個の分割領域３１１のうち、１個の分割領域３１１に対する散水制御について説明するが、残りの５個の分割領域３１１に対しても、以下に説明する散水制御と同様の散水制御が行われる。

図４に示されるように、制御部４７は、操作部４５からの信号に基づいて、散水制御を開始するか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部４７は、散水制御を開始しないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、流量調整弁４１４の開度を０％に調整する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理によって、給水部４０から分割領域３１１に水が供給されない状態になる。制御部４７は、ステップＳ２の処理を行うと、ステップＳ１の処理を行う。

一方、制御部４７は、散水制御を開始すると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、湿度センサ４４２からの信号に基づいて、外側湿度が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。閾値としては、雨が降っているときの湿度である８５％を例示することができるが、雨が降っていることを示す湿度であれば、８５％以外の値であっても良い。なお、ユニット制御部は、ステップＳ１において散水制御を開始すると判定した場合、ファン２３の駆動を開始しても良いし、散水制御を開始すると判定したか否かに関係なく、常時ファン２３を駆動させたままにしても良い。

制御部４７は、外側湿度が閾値未満でないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、流量調整弁４１４の開度を０％に調整する（ステップＳ２）。外側湿度が閾値未満でないと判定されるのは、雨が降っている場合である。雨が降っている場合、給水部４０から分割領域３１１に水を供給しなくても、分割領域３１１が雨で濡れているため、分割領域３１１から水が蒸発する。この水の蒸発に伴い生成された冷却空気より、熱交換器２２が冷却される。なお、外側湿度が閾値未満でないと判定された時点（ステップＳ３：ＮＯ）において、すでに、流量調整弁４１４の開度が０％に調整されている場合、制御部４７は、ステップＳ２の処理を行わずに、ステップＳ１の処理を行うと共に、ステップＳ１の処理において、散水制御を開始すると判定する。

一方、制御部４７は、外側湿度が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、外側乾球温度センサ４４１からの信号に基づく外側乾球温度と、湿度センサ４４２からの信号に基づく外側湿度と、記憶部４６に記憶された算出用情報とに基づいて、外側湿球温度を算出する（ステップＳ４）。外側湿度が閾値未満であると判定されるのは、雨が降っていない場合であり、例えば晴れている場合である。次に、制御部４７は、外側湿球温度と、内側乾球温度センサ４３１からの信号に基づく内側乾球温度との温度差を算出する（ステップＳ５）。内側乾球温度が外側湿球温度以下になることがないため、制御部４７は、内側乾球温度から外側湿球温度を減じた値を、温度差として算出する。

次に、制御部４７は、温度差が目標値＋２Ｋ未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。温度差の目標値は、水濡れ領域の下端の位置が内側乾球温度検出部４３と同じ高さか、内側乾球温度検出部４３よりも若干下方（内側乾球温度検出部４３から水濡れ領域の下端までの距離が１０ｍｍ以内）に位置する場合における、温度差に設定されていることが好ましい。このような値に目標値を設定することにより、後述されるように温度差が目標値以下になったと制御部４７が判定した時点における水濡れ領域の下端の位置を、内側乾球温度検出部４３とほぼ同じ位置、又は、内側乾球温度検出部４３よりも若干下方の位置にすることができる。したがって、制御部４７により温度差が目標値以下になったと判定された場合、水の供給量を減らして、水濡れ領域の下端の位置が更に下方へ移動することを抑制することにより、分割領域３１１から蒸発せずに下方に排水される水の量を、０又は所定量以下にすることができる。目標値としては、例えば、２Ｋ以上３Ｋ以下の値を例示することができる。

制御部４７は、温度差が目標値＋２Ｋ未満でないと判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、流量調整弁４１４の開度を第１調整量大きくして、分割領域３１１へ水を供給する（ステップＳ７）。第１調整量は、後述される第２調整量と比べて十分に多い量である。第１調整量としては、７０％以上１００％以下の値を例示することができる。制御部４７は、ステップＳ７の処理を行った後、所定時間経過後に、ステップＳ６の処理を行う。

ステップＳ７の処理により流量調整弁４１４の開度が大きくなると、分割領域３１１への単位時間当たりの給水量が増える。単位時間当たりの給水量が単位時間当たりの分割領域３１１からの水の蒸発量よりも多い場合、水濡れ領域の下端が下方へ移動して、分割領域３１１における水が蒸発する範囲が大きくなる。水が蒸発する範囲が大きくなると、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲が大きくなる。また、より低い位置において冷却空気が生成されるため、内側乾球温度が低くなり、天候の急変等により外側湿球温度が大きく変化しない限り、ステップＳ７の処理が行われると、温度差が小さくなる。

一方、制御部４７は、温度差が目標値＋２Ｋ未満であると判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、図５に示されるように、温度差が目標値＋１Ｋ未満であるか否かを判定する（ステップＳ８）。温度差が目標値＋２Ｋ未満であると判定されるのは、分割領域３１１がある程度濡れている場合である。制御部４７は、温度差が目標値＋１Ｋ未満でないと判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）、流量調整弁４１４の開度を第２調整量大きくする（ステップＳ９）。温度差が目標値＋１Ｋ未満でないと判定されるのは、分割領域３１１の一部が濡れているが、温度差を目標値にするためには、散水量が足りない場合である。第２調整量は、後述される第３調整量と比べて多い量である。第２調整量としては、５０％以上７０％未満の値を例示することができる。制御部４７は、ステップＳ９の処理を行った後、所定時間経過後に、ステップＳ８の処理を行う。

ステップＳ９の処理が行われると、流量調整弁４１４の開度を第１調整量、更に大きくする場合と比べて、単位時間当たりの分割領域３１１への水の供給量が少なくなり、分割領域３１１の水濡れ領域が大きくなる速さが遅くなる。しかし、分割領域３１１への水の供給が継続されているため、単位時間当たりの給水量が単位時間当たりの分割領域３１１からの水の蒸発量よりも多い状態が続く限り、水濡れ領域が下方に大きくなり続ける。その結果、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲が更に大きくなる。また、より低い位置において冷却空気が生成されるため、内側乾球温度が低くなり、天候の急変等により外側湿球温度が大きく変化しない限り、ステップＳ９の処理が行われると、温度差が小さくなる。また、ステップＳ９の処理が行われると、流量調整弁４１４の開度を第１調整量、更に大きくする場合と比べて、単位時間当たりの温度差が小さくなる割合が小さくなるため、温度差が目標値よりも大幅に低下することを抑制することができる。その結果、意図せず水濡れ領域の下端が下方へ移動しすぎて、分割領域３１１に含まれる水が蒸発せずに下方に排水されることを抑制することができる。

一方、制御部４７は、温度差が目標値＋１Ｋ未満であると判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、流量調整弁４１４の開度を第３調整量大きくする（ステップＳ１０）。温度差が目標値＋１Ｋ未満であると判定されるのは、温度差が目標値に近づいている場合である。第３調整量は、後述される第４調整量とほぼ同じ量である。第３調整量としては、３０％以上５０％未満の値を例示することができる。ステップＳ１０の処理が行われると、流量調整弁４１４の開度を第１調整量又は第２調整量、更に大きくする場合と比べて、水濡れ領域が大きくなる速さが遅くなるが、単位時間当たりの給水量が単位時間当たりの分割領域３１１からの水の蒸発量よりも多い状態が続く限り、水濡れ領域が下方に大きくなり続ける。その結果、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲が更に大きくなる。また、より低い位置において冷却空気が生成されるため、天候の急変等により外側湿球温度が大きく変化しない限り、ステップＳ１０の処理が行われると、温度差が小さくなる。また、ステップＳ１０の処理により、流量調整弁４１４の開度を第１調整量又は第２調整量、更に大きくする場合と比べて、単位時間当たりの温度差が小さくなる割合が小さくなるため、温度差が目標値よりも大幅に低下することを抑制することができる。その結果、意図せず水濡れ領域の下端が下方へ移動しすぎて、分割領域３１１に含まれる水が蒸発せずに下方に排水されることを抑制することができる。

次に、制御部４７は、温度差が目標値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部４７は、温度差が目標値以下でないと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、所定時間経過後に、ステップＳ１０の処理を行う。温度差が目標値以下でないと判定されるのは、温度差と目標値がほぼ同じ場合である。一方、制御部４７は、温度差が目標値以下であると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、流量調整弁４１４の開度を第４調整量小さくする（ステップＳ１２）。温度差が目標値以下であると判定されるのは、乾き難い（水が蒸発し難い）分割領域３１１に水が供給されたことに起因して、水濡れ領域の下端が内側乾球温度検出部４３近傍の位置まで下がり、蒸発せずに分割領域３１１の下方に排出される水の量（排水量）が多くなるおそれがある場合である。分割領域３１１が乾き難くくなる（水が蒸発し難くくなる）のは、例えば外側湿度が高い場合である。第４調整量としては、０％以上３０％未満の値を例示することができる。制御部４７は、ステップＳ１２の処理を行った後、所定時間経過後に、ステップＳ１１の処理を行う。なお、制御部４７は、上述された散水制御の途中に、操作部４５から散水制御を終了する旨の信号を取得すると、散水制御を終了する。

上述されたように、制御部４７は、ステップＳ１１において、温度差が目標値以下でないと判定するまで、流量調整弁４１４の開度を第４調整量小さくする処理（ステップＳ１２）を繰り返す。ステップＳ１２の処理により単位時間当たりの分割領域３１１への給水量が減らされると、分割領域３１１への給水量を増やす場合と比べて、水濡れ領域が大きくなる速さが遅くなる。水濡れ領域が下方に大きくなり続ける限り、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲が更に大きくなる一方で、温度差が小さくなる。しかし、単位時間当たりの分割領域３１１への給水量が減らされ続けることにより、当該給水量が単位時間当たりの分割領域３１１からの水の蒸発量よりも少なくなると、分割領域３１１の下側から乾き始めて水濡れ領域の下端が上方へ移動する。水濡れ領域の下端が上方へ移動すると、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲が小さくなる一方で、内側乾球温度検出部４３で検出される内側乾球温度が高くなり、温度差が大きくなる。そして、制御部４７は、ステップＳ１１において、温度差が目標値を超えた、つまり温度差が目標値以下でないと判定すると、ステップＳ１０の処理を行い、単位時間当たりの分割領域３１１への給水量を増やす。このステップＳ１０の処理により、今度は、水濡れ領域の下端が下側に移動し、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲が大きくなる一方で、温度差が小さくなる。その後、制御部４７は、温度差が目標値以下になるまでステップＳ１０の処理を繰り返し、温度差が目標値以下になると、今度は、温度差が目標値を超えるまで、ステップＳ１２の処理を繰り返す。

散水装置４は、以上の処理を行うことにより、分割領域３１１に対する給水量を、温度差が目標値になるように、つまり水濡れ領域の下端が内側乾球温度検出部４３の近傍に位置するように、調整する。このため、分割領域３１１で蒸発せずに下方に排出される水の量を減らすことができる。

散水装置４は、外側湿度が閾値未満であって雨が降っていないと推定される場合、水濡れ領域の下端の位置に基づく散水制御を行い、閾値以上であって雨が降っていると推定される場合、前記散水制御を行わない。このように、散水マット３１が濡れない状況では散水制御を行う一方で、雨で散水マット３１が濡れる状況では散水制御を行わないことにより、散水装置４の処理負荷を低減しつつ、熱交換器２２を冷却することができる。

内側乾球温度検出部４３が、上記式（１）における「Ｌ１≦Ｌｍ×０．７５」を満たす位置に配置されている。このため、制御部４７による水の供給量の調整により、分割領域３１１の上側の７５％以上の領域を常時水で濡らすことができ、熱交換器２２における冷却空気と接触する範囲を大きくすることができる。したがって、熱交換器２２の冷却効率を高くすることができる。また、内側乾球温度検出部４３が、上記式（１）における「Ｌｍ×０．９≦Ｌ１」を満たす位置に配置されている。このため、制御部４７による水の供給量の調整により、分割領域３１１の上端から水濡れ領域の下端までの距離を、分割領域３１１の高さの９０％以下の距離にすることができ、分割領域３１１から水が排水される可能性を低減することができる。

また、散水装置４の各給水部４０に、流路を開くか又は閉じるかの択一的な選択しかできない電磁弁を設ける場合、散水装置４の施工初期において、水圧の影響を考慮してニードルバルブで給水量の調整を行う必要があり、施工性が悪くなるおそれがある。また、水圧が変動すると、変動後の水圧に対応する量の水しか供給できないため、各分割領域３１１を適切に濡らすことができないおそれがある。本実施形態の各給水部４０は、水の流量を連続的に又は断続的に調整できる流量調整弁４１４を備える。このため、散水装置４の施工初期における給水量の調整が不要になる。また、水圧が変動した場合、制御部４７が当該変動に応じて流量調整弁４１４の開度を調整することにより、各分割領域３１１を適切に且つ均一に濡らすことができる。

［実施形態の変形例］
本開示は、これまでに説明した実施形態に示されたものに限られないことはいうまでもなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の変形を加えることができる。また、上記実施形態及び以下に示される変形例は、正常に機能する限り、どのように組み合わせても良い。

例えば、内側乾球温度と外側湿球温度との温度差が目標値になるように、分割領域３１１への給水量を制御する方法としては、図４及び図５に示される方法に限られず、図６に示される方法を適用しても良い。図６に示される方法では、時刻Ｔ０において散水制御が開始されると、温度差が目標値（２Ｋ）以下になるまでは（時刻Ｔ１までは）、流量調整弁４１４の開度を大きくし続ける。そして、温度差が目標値以下になったら、温度差が目標値＋所定値以上になるまで（時刻Ｔ１からＴ２の間、時刻Ｔ３からＴ４の間、時刻Ｔ５からＴ６の間、時刻Ｔ７からＴ８の間）流量調整弁４１４の開度を小さくし続ける処理と、温度差が目標値＋所定値以上になったら、温度差が目標値以下になるまで（時刻Ｔ２からＴ３の間、時刻Ｔ４からＴ５の間、時刻Ｔ６からＴ７の間）流量調整弁４１４の開度を大きくし続ける処理とを繰り返す。

下端検出部４２として、撮像部が撮像した画像を画像処理することにより、水濡れ領域の下端の位置を検出する構成を適用しても良い。また、下端検出部４２として排水配管４１５からの排水量を検知する構成（例えば、流量センサ）を適用し、制御部４７が、散水マット３１への水の供給を開始した後、排水配管４１５からの排水が検知された場合、つまり、水濡れ領域の下端の位置が散水マット３１の下端に到達したことが検知された場合、図４に示されるステップＳ４以降の処理を行っても良い。

湿球温度検出部４４として、外側乾球温度センサ４４１及び湿度センサ４４２の代わりに、湿球温度を検出する湿球温度センサを適用しても良い。

外側湿度の値に関係なく、つまり雨が降っているか否かに関係なく、散水装置４が水濡れ領域の下端の位置に基づく散水制御を行うようにしても良い。

各分割領域３１１にそれぞれ対応する位置に、給水部４０及び下端検出部４２が配置された構成を例示したが、１個の散水マット３１に、それぞれ１個ずつの給水部４０及び下端検出部４２を配置しても良い。

各給水部４０に、水の流量を連続的に又は断続的に調整できる流量調整弁４１４を設けた構成を例示したが、流量調整弁４１４の代わりに流路を開くか又は閉じるかの択一的な選択しかできない電磁弁を設けても良い。

本開示は、散水装置及び散水方法に適用できる。

１ 冷媒冷却装置
２ 冷却ユニット
３ 補助冷却装置
４ 散水装置
２１ 本体
２２ 熱交換器
２３ ファン
３１ 散水マット
３１Ａ 第１主面
３１Ｂ 第２主面
４０ 給水部
４１ 給水ユニット
４２ 下端検出部
４３ 内側乾球温度検出部
４４ 湿球温度検出部
４５ 操作部
４６ 記憶部
４７ 制御部
２１１ 開口
３１１ 分割領域
４１１ 散水ヘッダ
４１１Ａ 分割空間
４１１Ｂ 仕切り部
４１２ 給水配管
４１２Ａ 基配管部
４１２Ｂ 中間配管部
４１２Ｃ 水平配管部
４１２Ｄ 垂直配管部
４１３ 給水装置
４１４ 流量調整弁
４１５ 排水配管
４３１ 内側乾球温度センサ
４４１ 外側乾球温度センサ
４４２ 湿度センサ

Claims (8)

1. 水で濡れた散水マットからの水の蒸発に伴い気化熱が奪われた空気により熱交換器を冷却する散水装置であって、
   前記散水マットの濡れている領域の下端の位置を検出する下端検出部と、
   前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記散水マットに供給する水の量を調整する制御部と、を備える、
   散水装置。
2. 前記下端検出部は、前記散水マットと前記熱交換器との間に配置され、乾球温度を検出する内側乾球温度検出部と、前記散水マットに対して前記熱交換器の反対側の位置に配置され、湿球温度を検出する湿球温度検出部と、を備え、
   前記内側乾球温度検出部で検出された乾球温度と前記湿球温度検出部で検出された湿球温度との温度差が小さくなるほど、前記濡れている領域の下端の位置が前記内側乾球温度検出部に近くなるという関係に基づいて、前記濡れている領域の下端の位置が検出される、
   請求項１に記載の散水装置。
3. 前記湿球温度検出部は、湿度を検出する湿度センサと、乾球温度を検出する外側乾球温度センサと、を備え、
   前記湿球温度は、前記湿度センサで検出された湿度と前記外側乾球温度センサで検出された乾球温度とに基づいて算出される、
   請求項２に記載の散水装置。
4. 前記制御部は、前記湿度センサで検出された湿度が閾値未満の場合、前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記散水マットに供給する水の量を調整する一方で、前記湿度センサで検出された湿度が前記閾値以上の場合、前記散水マットに水を供給しない、
   請求項３に記載の散水装置。
5. 前記内側乾球温度検出部は、前記散水マットと前記熱交換器との間における以下の式（１）を満たす位置に配置されている、
   Ｌｍ×０．９≦Ｌ１≦Ｌｍ×０．７５ … （１）
   Ｌｍ：前記散水マットの上端から下端までの距離
   Ｌ１：前記散水マットの上端から前記内側乾球温度検出部までの距離
   請求項２から４のいずれか一項に記載の散水装置。
6. 前記散水マットを水平方向に分割した複数の分割領域に、それぞれ水を供給する複数の給水部を更に備え、
   前記複数の分割領域にそれぞれ対応する位置には、前記内側乾球温度検出部及び前記湿球温度検出部が配置され、
   前記制御部は、前記複数の分割領域毎に、前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記給水部が供給する水の量を調整する、
   請求項２から５のいずれか一項に記載の散水装置。
7. 前記複数の給水部は、水の流量を調整する流量調整弁をそれぞれ備え、
   前記制御部は、前記複数の分割領域毎に、前記流量調整弁を制御することにより、前記給水部が供給する水の量を調整する、
   請求項６に記載の散水装置。
8. 水で濡れた散水マットからの水の蒸発に伴い気化熱が奪われた空気により熱交換器を冷却する散水装置が行う散水方法であって、
   前記散水装置は、
   前記散水マットの濡れている領域の下端の位置を検出し、
   前記濡れている領域の下端の位置に基づいて、前記散水マットに供給する水の量を調整する、
   散水方法。

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