JP5366744B2 - 室外機用冷却装置 - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置に関する。
本特許出願人はこの種の冷却装置として、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンク内の雨水を循環させながら浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された雨水を室外機又は建築物に散水する散水器とを設けたものを提案している(特許文献1参照)。
このものでは、雨水を浄化して使用するので、従来の水道水を利用するものに比べて水道代を節約でき、経済的で衛生的な散水を行える利点がある。
特願2008−174750号に添付された特許請求の範囲、明細書及び図面
そして、従来は、外気温度が噴霧開始温度になったら、前記室外機に噴霧する場合には、ときに貯水タンクの雨水の浄化が不十分な、浄化しきれていない状態での雨水を噴霧するという事態が発生する可能性があり、前記室外機等の腐食を招く虞れがあった。
そこで本発明は、前述した問題点に鑑み、室外機に雨水を噴霧する場合には、いつでも十分に浄化されたものを噴霧できるようにして、前記室外機等の腐食の防止を図ることを目的とする。
このため第1の発明は、空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度よりも低い所定温度を上回ったときに浄化装置を作動させる制御装置とを備えたことを特徴とする。
第2の発明は、空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度よりも低い所定温度を上回り且つ外気温度が上昇しているときに浄化装置を作動させる制御装置とを備えたことを特徴とする。
第3の説明は、空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置による浄化時間の累計が一定時間を越えない場合には前記浄化装置をオン・オフ制御させる制御装置とを備えたことを特徴とする。
第4の発明は、空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置の浄化時間の累計が一定時間を越えない場合には前記浄化装置をオン・オフ制御させ、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置による浄化時間の累計が一定時間を越えた場合には前記浄化装置を作動させると共に前記噴霧器にて前記室外機に噴霧するように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。
第5の発明は、第1乃至第4の発明において、前記貯水タンクは雨水を貯水する第1貯水タンクとこの第1貯水タンクから雨水が供給される小容量の第2貯水タンクとからなり、前記浄化装置は前記第2貯水タンク内の雨水を浄化するようにしたことを特徴とする。
第1の発明によれば、外気温度が噴霧器の噴霧開始温度よりも低い所定温度を上回ったときに浄化装置を作動させるようにしたので、貯水タンクの雨水を必要以上に浄化することがなくなり、しかも、外気温度が噴霧開始温度に到達する前に必要な量の雨水を浄化させることができるため、使い勝手を損なうことなく、消費電力の低減を図ることができ、噴霧開始の際には浄化が十分な状態となるように備えることができる。
第2の発明によれば、外気温度が噴霧器の噴霧開始温度よりも低い所定温度を上回り、且つ外気温度が上昇しているときに浄化装置を作動させるようにしたので、外気温度が噴霧開始温度近くになっても外気温度が上昇を続けないかぎり浄化装置が作動することがなく、より一層の消費電力の低減を図ることができ、噴霧開始の際には浄化が十分な状態となるように備えることができる。
第3の発明によれば、外気温度が噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ浄化装置による浄化時間の累計が一定時間を越えない場合には浄化装置をオン・オフ制御させるようにしたから、更に第2貯水タンク13内の雨水の浄化を進めるようにして、噴霧開始の際には浄化が十分な状態となるように備えることができる。
第4の発明によれば、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置の浄化時間の累計が一定時間を越えない場合には前記浄化装置をオン・オフ制御させ、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置による浄化時間の累計が一定時間を越えた場合には前記浄化装置を作動させると共に前記噴霧器にて前記室外機に噴霧するように制御するようにしたから、雨水の浄化が十分な状態で噴霧の開始をすることができる。
第5の発明によれば、噴霧が必要になる前に小容量の第2タンクの雨水を浄化して噴霧に備えるようにして無駄のない浄化運転を行うことができ、大容量の貯水タンクの雨水を浄化装置に循環供給するものに比べて大容量の循環ポンプが不要となり、浄化装置を小型のものにすることができるなど、経済的である。
室外機用冷却装置の概略構成説明図である。 室外機の正面図である。 室外機の裏面図である。 噴霧器の噴霧方向を示す説明図である。 制御ブロック図である。 マイコン28による制御動作に係るフローチャートである。 室外機用冷却装置の他の1例を示す概略構成説明図である。 室外機用冷却装置の他の1例を示す概略構成説明図である。
以下、例えば店舗に設置される低温ショーケースや店舗内の空調をするための空気調和装置などの空気調和装置の室外機に雨水を噴霧して冷却する室外機用冷却装置に係る本発明を実施するための第1の実施形態について、図1乃至図6を参照しながら説明する。
図1において、1は建物に設置される雨樋2からの雨水が集められて連通管3を介して貯水する大きな第1貯水タンクである。この第1貯水タンク1の底部にはドレン口4が設けられ、ドレン口4には開閉弁5を有するドレン管6が接続されている。また、第1貯水タンク1の上部にはオーバーフロー口7が設けられ、オーバーフロー口7にはオーバーフロー管8が接続されている。
そして、前記第1貯水タンク1を使用しないときには開閉弁5を開くことで第1貯水タンク1の雨水が排水溝9に排水され、第1貯水タンク1の雨水が一杯になると、余剰の雨水がオーバーフロー管8を通って排水溝9に排水される。
前記第1貯水タンク1の下部には送水口10が設けられ、送水口10は給水管11を介して浄水装置12内の第2貯水タンク(小容量の、しかも前記第1貯水タンク1より小容量である。)13の給水口14に接続されており、また第1貯水タンク1には第1水位センサー17Aが設けられている。この第1水位センサー17Aは第1貯水タンク1の水位が前記送水口10よりも僅かに高いレベルL1以上であるか否かを検出するものであり、電極式、フロート式何れのものでも良い。
そして、前記浄水装置12には第2貯水タンク13、オゾン発生装置15、送水ポンプ16などが内蔵されている。第2貯水タンク13ではフロート式の第2水位センサー17Bが取り付けられ、下部には送水口18、上部にはオーバーフロー口19がそれぞれ設けられている。また、この第2貯湯タンク13の内部は給水口14側と送水口18側とを縦に2分する活性炭フィルター20が設けられている。この活性炭フィルター20はオゾンを吸着するものであり、送水口18から送出される浄化水にオゾンが含まれないようにしている。
前記オゾン発生装置15はエアーポンプ21と、高電圧を利用してオゾンを発生させると共にオゾンをエアーポンプ21からの空気に混合させるオゾナイザ22と、オゾナイザ22からのオゾンを含む空気を放出させる散気管23とを備え、前記散気管23は軽石のような多孔質の部材で作られ、給水口14と活性炭フィルター20との間の第2貯水タンク13内下部に配置されている。
24は送水口18に接続された取り出し管であり、この取り出し管24には前記送水ポンプ16と電磁弁25とが設けられている。26は取り出し管24に接続された噴霧ノズルから成る噴霧器であり、噴霧器26は第2貯水タンク13で浄化され、送水ポンプ16によって加圧された雨水を霧状に噴霧して空気調和機の室外機27内の熱交換器を冷却するものである。なお、噴霧器26は二流体式噴霧ノズルで構成してもよく、取出し管24を介して取出して送水ポンプ16により供給される雨水とエアブロワーで加圧される空気とを混合して霧状に噴霧してもよい。更には、噴霧器26を使用して霧状にして噴霧する場合に限らず、霧状にすることなく室外機27に散水する散水器を使用してもよい。
前記室外機27は図2乃至図4に示すように、正面に空気吹き出し口30があり、裏面と右側面に空気吸い込み口31がある。また、室外機27の内部にはL型の熱交換器32と、プロペラ式の送風ファン33と、圧縮機34が設けられている。そして、送風ファン33の運転により空気吸い込み口31から吸い込まれた室外空気が熱交換器32を通り、ここで熱交換器32を流れる冷媒と熱交換された後、空気吹き出し口30から室外に排出される。
室外機27は図4に示すように、通常、建物の壁35と空気吸い込み口31との間に間隔をとって建物の壁35と平行に設置されている。そして、噴霧器26は室外機27の裏面の空気吸い込み口31側に且つ噴霧方向が空気吸い込み方向とほぼ直交するように配置してある。また、この噴霧器26を対向するように一対も設けてもよく、更には記室外機とほぼ平行に設置された建物の壁35に噴霧するように配置してもよく、前記室外機27とほぼ平行に設置された吸水性の良好なマットに噴霧するように配置してもよい。また、噴霧器26を前記室外機27の空気吸い込み側に、且つ、前記室外機27とほぼ平行に設置された前記室外機27に向けて複数の吹出開口が設けられ筒体内部に噴霧するように配置してもよい。
図5において、28は制御装置としてのマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」という。)であり、このマイコン28の入力側には運転を開始させる際に操作される運転スイッチ37、電源電圧を検出する電源電圧検出手段38、送水ポンプ16の吐出圧力を検出する圧力スイッチ39、第1水位センサー17A、オゾナイザ22に供給される電流を検出するオゾナイザ入力電流検出手段40、エアーポンプ21に供給される電流を検出するエアーポンプ入力電流検出手段41、外気温度を検出する外気温センサー42及び圧縮機34の冷媒管の温度を検出する圧縮機吐出管温度センサー43が設けられる。また、マイコン36の出力側にはオゾナイザ22、電源投入状態のときに点灯する電源LED44、異常時に点灯する異常LED45、エアーポンプ21、送水ポンプ16及び電磁弁25が設けられている。
なお、圧縮機34の冷媒管の温度を検出する圧縮機吐出管温度センサー43に代えて、室外機27を含めた冷凍サイクルユニットが運転していることを検出するために、熱交換器33の冷媒入口又は冷媒出口の冷媒圧力が所定値以上になったこと、又は熱交換器33の冷媒入口の冷媒温度が所定温度以上になったこと、又は熱交換器33(冷媒管やフィン等)の温度が所定温度以上になったこと、又は空気調和装置の圧縮機34の電動装置に流れる電流が所定値以上になったことを検出する検出装置を設けてもよい。
次に上述した室外機用冷却装置のマイコン28による制御動作を図6のフローチャートを参照して説明する。先ず、運転スイッチ37をONにすると、動作が開始し、電源LED44が点灯する。そして、マイコン28は第1水位センサー17Aの検出水位がL1以上であるか否かを判断する(ステップS01)。
この場合、検出水位がL1より低いときは第1貯水タンク1の送水口10から第2貯水タンク13に給水されなくなる心配があるため、マイコン28は浄水装置12内のオゾン発生装置15のエアーポンプ21及びオゾナイザ22を共にOFF(オフ、以下同じ。)とし(ステップS02、S03)、また取り出し管24の電磁弁25及び送水ポンプ16も共にOFFとする(ステップS04、S05)。従って、オゾナイザ22によりオゾンは発生されないし、室外機27への噴霧もされない。
前記第1水位センサー17Aの検出水位がL1以上であるときには、マイコン28は外気温センサー42の検出する外気温が噴霧器26の噴霧開始温度(例えば、30°C)を超えているか否かを判断し(ステップS06)、外気温が30°C以下のときには外気温が30°Cよりも3°C低い所定温度(27°C)よりも高いか否かを判断する(ステップS07)。外気温が27°C以下のときには、マイコン28はエアーポンプ21、オゾナイザ22、電磁弁25及び送水ポンプ16はOFFのままとする(ステップS08、S09)。
そして、外気温が30°C以下であるが27°Cを超えているとマイコン28により判断された場合には(ステップS07)、外気温が上昇中か否かが判断され(ステップS10)、外気温が上昇していないときにはエアーポンプ21、オゾナイザ22、電磁弁25及び送水ポンプ16はOFFのままとする(ステップS08、S09)。
また外気温が30°C以下であるが27°Cを超え、且つ外気温が上昇中のときにはエアーポンプ21及びオゾナイザ22がON/OFFを繰り返す間欠運転制御がマイコン28により行われ(ステップS11)、電磁弁25及び送水ポンプ16はOFFのままとされ(ステップS09)、噴霧されない。即ち、エアーポンプ21及びオゾナイザ22は一定時間(例えば、5分間)毎にONして、一定時間(例えば、2分間)毎にOFFするというON/OFFを繰り返す間欠運転制御がマイコン28により行われることとなる。なお、外気温が上昇中か否かは、例えば5分毎の検出外気温が前より上昇しているか否かを判断するもので、5分前の外気温より上昇している場合には「上昇中」と判断することを意味している。
そして、エアーポンプ21及びオゾナイザ22が運転(オン)すると、第1貯水タンク1から給水管11及び給水弁17を介して第2貯水タンク13に給水された雨水に散気管23からオゾンを含む空気が泡状になって放出され、第2貯水タンク13の雨水はオゾンの除菌作用により浄化される。従って、第2貯水タンク13の雨水は浄化され、その後の噴霧に備えることとなる。
そして、外気温が噴霧器26の噴霧開始温度(30°C)を超えると(ステップS06)、マイコン36は圧縮機吐出管温度センサー43からの信号に基づき室外機27に搭載された圧縮機34の吐出管温度が常温よりも高い設定温度以上か否かをマイコン28が判断する(ステップS12)。
この場合、圧縮機34の吐出管温度が設定温度未満のときには室外機27が停止状態であるため、ステップS11と同様に、エアーポンプ21及びオゾナイザ22のON/OFF制御が継続され(ステップS13)、電磁弁25及び送水ポンプ16はOFFのままとされる(ステップS14、S15)。即ち、室外機27が停止状態であるために、室外機27の熱交換器32での熱交換がされていない状態であるため、この熱交換を効率良くする必要はないから、第2貯水タンク13の雨水は浄化するが噴霧はせずに、その後の噴霧に備えることとなる。
外気温が30°Cを超え、且つ、圧縮機34の吐出管温度が設定温度以上となったことを圧縮機吐出管温度センサー43が検出すると(ステップS12)、次にオゾナイザ22のONの累積時間が一定時間以上であるか否かが判断される(ステップS16)。
この場合、オゾナイザ22のONの累積時間が一定時間に到達していないと判断された場合には、更に第2貯水タンク13内の雨水の浄化を進めるように、エアーポンプ21及びオゾナイザ22のON/OFF制御が継続され(ステップS13)、電磁弁25及び送水ポンプ16はOFFのままとされる(ステップS14、S15)。
また外気温が30°Cを超え、且つ、圧縮機34の吐出管温度が設定温度以上となり、更にオゾナイザ22のON/OFF制御の累積時間が一定時間以上である(雨水の浄化が十分な状態である。)と判断されると(ステップS16)、室外機27が運転して冷凍サイクルユニットが運転している状態であって、しかも第2貯水タンク13の雨水の浄化が十分に行われているため、エアーポンプ21及びオゾナイザ22はONのまま連続運転となって(ステップS17)、雨水の浄化運転を継続しつつ、電磁弁25がONして開く((ステップS18)と共に送水ポンプ16がONして送水運転を行う(ステップS19)。但し、送水ポンプ16は、例えば粘性ポンプ(摩擦ポンプ)に分類されるカスケードポンプ(渦流ポンプ)を使用しており、所定の圧力設定値以下のときに、ONするものである。
このとき、第2貯水タンク13内でオゾンによって浄化され、かつ、活性炭フィルター20でオゾンが取り除かれた雨水は取り出し管24を通って送水ポンプ16に入り、ここで送水ポンプ15で加圧されて噴霧器26に供給されて噴出されるため、外気温が30°Cを超える場合でも熱交換器32での熱交換が効率よく行われ、凝縮圧力が低下させ、消費電力を低下させることができる。
なお、第2貯水タンク13の水位が下がったことを第2水位センサー17Bが検出すると、給水口14に設けた給水弁が開き、第1貯水タンク1から第2貯水タンク13内に雨水が供給され、オゾンによる浄化が可能となる。
また噴霧器26は室外機27の空気吸い込み口31側に、且つ、噴霧方向が空気吸い込み方向とほぼ直交するように配置してあるので、噴霧器26から噴霧された霧状の水は室外機27に吸い込まれる空気とほぼ90°(80°〜110°、好ましくは85°〜95°)の角度でぶつかり、気化しながら吸い込み空気と一緒に室外機27に流入するので、室外機27内部の熱交換器32は水の気化熱で温度の下がった吸い込み空気によって効率よく冷却され、雨水の使用量も少なくて済む。また、噴霧器26から噴霧される第2貯水タンク13の雨水はオゾン発生装置15で浄化されているため、衛生的な散水を行うことができ、しかも、第2貯水タンク13内で活性炭フィルター20を通過する際にオゾンが除去されているため、オゾンが室外機27を腐食させたり、室外機27の周囲にオゾンをまき散らす心配もない。
上述した室外機用冷却装置では、外気温が噴霧器26の噴霧開始温度(例えば、30°C)より低い所定温度(例えば、27°C)を上回ったときに浄化装置12のオゾン発生装置15を作動させるようにしたので、貯水タンク1の雨水を必要以上に浄化することがなくなり、しかも、外気温が噴霧開始温度に到達する前に必要な量の雨水を第2貯水タンク13内で浄化させることができるため、使い勝手を損なうことなく、消費電力の低減を図ることができる。
しかも、外気温が噴霧器26の噴霧開始温度(例えば、30°C)より低い所定温度(例えば、27°C)を上回り、かつ外気温が上昇しているときにオゾン発生装置15を作動させるようにしたので、外気温が噴霧開始温度近くになっても外気温が上昇を続けないかぎりオゾン発生装置15が作動することがなく、より一層の消費電力の低減を図ることができる。
また、貯水タンクが第1貯水タンク1と第1貯水タンク1から雨水が供給される小容量の第2貯水タンク13とを備え、浄化装置12は小容量の第2貯水タンク13の雨水を浄化するようにしたので、しかも噴霧が必要になる前に小容量の第2貯水タンク13の雨水を浄化して噴霧に備えるようにして無駄のない浄化運転を行うことができ、室外機1に雨水を噴霧する場合には、いつでも直ちに十分に浄化されたものを噴霧できるようにして、室外機1等の腐食の防止を図ることができる。更に、大容量の貯水タンクの雨水を浄化装置に循環供給する従来のものに比べて大容量の循環ポンプが不要となり、浄化装置を小型のものにすることができるなど、経済的である。
図7は室外機用冷却装置の他の例を示すものである。図1に示すものと異なるのは、オゾン発生装置15が第2貯水タンク13の底部に接続され、第2貯水タンク13内の雨水を循環させるための小容量の循環ポンプ45及びインジェクター46を有する循環路47と、インジェクター46にオゾンを供給するオゾナイザ22とで構成されていることである。このものでは、循環ポンプ45とオゾナイザ22を運転することにより第2貯水タンク13の雨水は循環路47を流れる際にオゾンが混合され、この第2貯水タンク13の雨水は浄化されるようにしてあり、オゾンは活性炭フィルター20で除去され、噴霧器26には供給されないようにしている。この場合、マイコン28はエアーポンプ21の代わりに循環ポンプ45を制御する点を除き、図6に示すものと同様な制御を行う。
図8に示す室外機用冷却装置では、第2貯水タンク13に接続された取り出し管24にインジェクター46と送水ポンプ16を順次設け、インジェクター46にオゾナイザ22のオゾンを供給するようにしている。このものでも、第2貯水タンク13の雨水を噴霧前にオゾンで浄化することが可能であるが、オゾンが散水器26から放出される。
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
1 第1貯水タンク
12 浄化装置
13 第2貯水タンク
15 オゾン発生装置
16 送水ポンプ
21 エアーポンプ
22 オゾナイザ
25 電磁弁
26 噴霧器
27 室外機
28 マイクロコンピュータ
42 外気温センサー

Claims (5)

  1. 空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度よりも低い所定温度を上回ったときに浄化装置を作動させる制御装置とを備えたことを特徴とする室外機用冷却装置。
  2. 空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度よりも低い所定温度を上回り且つ外気温度が上昇しているときに浄化装置を作動させる制御装置とを備えたことを特徴とする室外機用冷却装置。
  3. 空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置による浄化時間の累計が一定時間を越えない場合には前記浄化装置をオン・オフ制御させる制御装置とを備えたことを特徴とする室外機用冷却装置。
  4. 空気調和装置の室外機を冷却する室外機用冷却装置において、雨水を貯水する貯水タンクと、この貯水タンクの雨水を浄化する浄化装置と、この浄化装置により浄化された貯水タンクの水を前記室外機に噴霧する噴霧器と、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置による浄化時間の累計が一定時間を越えない場合には前記浄化装置をオン・オフ制御させ、外気温度が前記噴霧器の噴霧開始温度を超え且つ前記浄化装置の浄化時間の累計が一定時間を越えた場合には前記浄化装置を作動させると共に前記噴霧器にて前記室外機に噴霧するように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする室外機用冷却装置。
  5. 前記貯水タンクは雨水を貯水する第1貯水タンクとこの第1貯水タンクから雨水が供給される小容量の第2貯水タンクとからなり、前記浄化装置は前記第2貯水タンク内の雨水を浄化するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載の室外機用冷却装置。
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