JP6668724B2 - 空気冷却器 - Google Patents

Description

この発明は、空気冷却器に関し、特に、供給される水の気化熱を利用して冷却空気を給気する間接気化式空気冷却器を備える空気冷却器に関する。

従来、供給される水の気化熱を利用して冷却空気を給気する間接気化式空気冷却器を備える空気冷却器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の空気冷却器は、間接気化式空気冷却器を含んでいる。間接気化式空気冷却器には、気化現象を生じさせるウエットチャネルと、被冷却空気を通すドライチャネルとが設けられている。ウエットチャネルとドライチャネルとは、基板を挟んで交互に配置するように積層されている。ウエットチャネル内の表面には水分を保持する湿潤膜が設けられている。間接気化式空気冷却器に水が供給されることにより、湿潤膜に保持された水分が気化するとともに、ウエットチャネル内を通る空気が加湿されることによって、気化熱が発生し、ウエットチャネルの表面に接している基板が冷却される。冷却された基板とドライチャネルとの熱交換により、ドライチャネル表面およびドライチャネルを通る空気が冷却される。

特許第４５６５４１７号公報

しかしながら、本願発明者は、上記特許文献１に記載されたような従来の空気冷却器のでは、外気温度よりも温度が低く、かつ、外気温度と水温との差（外気温度＞水温）が比較的大きい水が間接気化式空気冷却器に供給された場合、間接気化式空気冷却器の冷却能力が低下することを見出した。この課題の知見に基づいて、本願発明者は、間接気化式空気冷却器の冷却能力を向上させる発明を想到するに至った。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、間接気化式空気冷却器の冷却能力を向上させることが可能な空気冷却器を提供することである。

上記目的を達成するために本願発明者が鋭意検討した結果、上記課題を解決可能な以下のような空気冷却器を見出した。すなわち、この発明の一の局面による空気冷却器は、吸入された空気を冷却し、冷却された空気を給気する間接気化式空気冷却器を備え、間接気化式空気冷却器は、間接気化式空気冷却器内へ水を供給する供給水用配管と、供給水配管より間接気化式空気冷却器内へ供給された水の気化熱を利用することによって、間接気化式空気冷却器内に吸入された空気を冷却するコア部とを含み、間接気化式空気冷却器内へ供給される水を、空気冷却器を構成する発熱部材の排熱により加温することによって、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されており、間接気化式空気冷却器内へ供給される加温された水の温度が、外気温度近傍に保たれるように制御を行う温度調節器をさらに備える。

この発明の一の局面による空気冷却器では、間接気化式空気冷却器内へ供給される水が、空気冷却器を構成する発熱部材の排熱により加温されることにより、水温が外気温度に近づくように調整される。そして、間接気化式空気冷却器内へ供給される加温された水の温度が、外気温度近傍に保たれるように制御を行う温度調節器をさらに備える。これにより、水温と外気温度との差を小さくすることができるので、間接式空気冷却器の冷却能力を向上させることができる。具体的には、加温された水からの熱伝導によって、ウエットチャネル内を通る排気用の空気の温度が上昇する。排気用の空気の温度が上昇することによって、排気用の空気の飽和水蒸気圧が増大するとともに、排気用の空気の飽和水蒸気量が増大するので、ウエットチャネル表面からの気化水分量が増大する。その結果、気化熱量も増大するので、間接気化式空気冷却器の冷却能力が向上する。また、水温が外気温度に近づくように調整されることによって、外気温度よりも排水の水温が高く、かつ、外気温度と水温との差が比較的大きくなることが抑制される。その結果、間接気化式空気冷却器の表面、または、排水からの熱のロスが増大するのを抑制することができるので、間接気化式空気冷却器全体の冷却能力の低下を抑制することができ、その結果、水温が加温されて外気温度に近づけられることによって向上された高い冷却能力を維持することができる。空気冷却器を構成する既存の発熱部材の排熱を利用することによって、ヒータなどの昇温装置を別個に設けることなく、水温を外気温度に近づけることができるので、ヒータなどを別個に設ける場合に比べて、消費電力を低減することができるとともに、部品点数が増加するのを抑制することができる。ここで、水温が外気温度を超えて大きくなるほど、間接気化式空気冷却器の表面、または、排水からの熱のロスが増大するので、間接気化式空気冷却器全体の冷却能力は低下する。したがって、上記のように構成することにより、間接気化式空気冷却器内へ供給される水の温度を、正確に外気温度に近づけることができるので、さらに効率よく間接式空気冷却器の冷却能力を向上させることができる。

上記一の局面による空気冷却器では、好ましくは、供給水配管は、発熱部材の近傍に配置されており、空気冷却器は、発熱部材の排熱を利用して、間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。このように構成すれば、発熱部材と供給水配管との距離が小さいので、発熱部材の排熱が効果的に間接気化式空気冷却器内へ供給される水に伝えられる。これにより、供給水配管を流れる水を効率よく加温して外気温度に近づけることができる。

上記一の局面による空気冷却器では、好ましくは、間接気化式空気冷却器は、空気を間接気化式空気冷却器内へ吸入する間接気化式空気冷却器用ファンと、間接気化式空気冷却器用ファンを駆動する間接気化式空気冷却器用ファンモータとをさらに含み、空気冷却器は、発熱部材としての間接気化式空気冷却器用ファンモータの排熱を利用して、間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。このように構成すれば、供給水用配管を、発熱部材としての間接気化式空気冷却器用ファンモータの近傍に配置するだけで、水を加温することができるので、ヒータなどの昇温装置を別個に設ける場合に比べて簡素な装置構成にすることができる。

上記一の局面による空気冷却器は、好ましくは、圧縮機と凝縮器と凝縮器用ファンモータとを含む蒸気圧縮式空調機をさらに備え、発熱部材としての圧縮機による排熱、または、発熱部材としての凝縮器用ファンモータによる排熱のうちの少なくともいずれか１つを利用して、間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。このように構成すれば、間接気化式空気冷却器と蒸気圧縮式空調機とを併用して室内を冷却する場合において、間接気化式空気冷却器の冷却能力を向上させることができる。ここで、蒸気圧縮式空調機は、間接気化式空気冷却器に比べて消費電力が大きい。したがって、間接気化式空気冷却器の冷却能力が向上することにより、蒸気圧縮式空調機による冷却の負荷が減少することによって、間接気化式空気冷却器と蒸気圧縮式空調機とを合わせた空気冷却器全体の消費電力を低減することができる。

上記一の局面による空気冷却器は、好ましくは、圧縮機と凝縮器と凝縮器用ファンモータとを含む蒸気圧縮式空調機をさらに備え、間接気化式空気冷却器は、空気を間接気化式空気冷却器内へ吸入する間接気化式空気冷却器用ファンと、間接気化式空気冷却器用ファンを駆動する間接気化式空気冷却器用ファンモータとをさらに含み、供給水配管は、チューブと水ジャケットとを含み、空気冷却器は、間接気化式空気冷却器用ファンモータ、圧縮機、または、凝縮器用ファンモータのうちの少なくともいずれか１つに、チューブをコイル状に巻き付けるか、または、水ジャケットを取り付けるかの少なくともいずれか一方によって、間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。このように構成すれば、チューブまたは水ジャケットと、間接気化式空気冷却器用ファンモータ、圧縮機、または、凝縮器用ファンモータのうちの少なくともいずれか１つとが密着するので、間接気化式空気冷却器内へ供給される水を、さらに効率よく加温することができる。

上記一の局面による空気冷却器は、好ましくは、圧縮機と凝縮器と凝縮器用ファンモータと凝縮器用ファンとを含む蒸気圧縮式空調機をさらに備え、間接気化式空気冷却器は、空気を間接気化式空気冷却器内へ吸入する間接気化式空気冷却器用ファンと、間接気化式空気冷却器用ファンを駆動する間接気化式空気冷却器用ファンモータとをさらに含み、供給水配管を、凝縮器と凝縮器用ファンとの間に設けるか、または、圧縮機と凝縮器との間に、圧縮機と凝縮器との間を流れる冷媒と間接気化式空気冷却器内へ供給される水との間で熱交換を行う内部熱交換器を配置するかの少なくともいずれか一方によって、凝縮器用ファンモータの排熱、または、圧縮機から吐出される高温ガスの熱によって間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。このように構成すれば、供給水配管を、凝縮器と凝縮器用ファンとの間に設けることにより、凝縮器用ファンモータの排熱を利用することによって、別個に部品等を設けることなく、供給水配管を流れる水を加温することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。また、圧縮機と凝縮器との間に設けられた内部熱交換器によって水を加温することにより、高温になった冷媒の熱が、空気中に加えて供給水配管を流れる水へも排熱されることによって、冷媒の熱が空気中にのみ排熱される場合に比べて、冷凍サイクルの凝縮温度（凝縮圧力）がさらに低くなるので、蒸発圧力に対する凝縮圧力が小さくなり、圧縮機を低圧縮比化することができる。ここで、圧縮機を低圧縮比運転をすることによって、圧縮機の負荷が減少する。したがって、空気冷却器の冷却運転を省エネ化することができる。

本発明によれば、上記のように、間接気化式空気冷却器に供給される水の温度と外気温度とを近づけることによって、間接気化式空気冷却器の冷却能力を向上させることが可能な空気冷却器を提供することができる。

間接気化式空気冷却器の構成を示した図である。 本発明の第１実施形態による空気冷却器（間接気化式空気冷却器）の排気ファンモータにチューブを巻き付けた構成を示した図である。 チューブを示した図である。 本発明の第２実施形態による空気冷却器の凝縮器用ファンモータにチューブを巻き付けた構成を示した図である。 本発明の第３実施形態による空気冷却器の凝縮用器ファンの下流側に供給水配管を配置した構成を示した図である。 本発明の第４実施形態による空気冷却器の凝縮器と圧縮機との間に内部熱交換器を配置した構成を示した図である。 内部熱交換器を示した図である。 本発明の第５実施形態による空気冷却器の温度調節器を備えた構成を示した図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例による空気冷却器（間接気化式空気冷却器）の給気ファンモータにチューブを巻き付けた構成を示した図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例による空気冷却器（間接気化式空気冷却器）の排気ファンモータに水ジャケットを取り付けた構成を示した図である。 水ジャケットを示した図である。 本発明の第１実施形態の第３変形例による空気冷却器（間接気化式空気冷却器）の給気ファンモータに水ジャケットを取り付けた構成を示した図である。 本発明の第２実施形態の第１変形例による空気冷却器の凝縮器用ファンモータに水ジャケットを取りた構成を示した図である。 本発明の第２実施形態の第２変形例による空気冷却器の圧縮機にチューブを巻き付けた構成を示した図である。 本発明の第２実施形態の第３変形例による空気冷却器の圧縮機に水ジャケットを取り付けた構成を示した図である。 本発明の第２実施形態の第４変形例による空気冷却器の蒸発器用ファンモータにチューブを巻き付けた構成を示した図である。 本発明の第２実施形態の第４変形例による空気冷却器の蒸発器用ファンモータに水ジャケットを取り付けた構成を示した図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による空気冷却器１００の構成について説明する。

（空気冷却器の構成）
第１実施形態による空気冷却器１００は、図１および図２に示すように、間接気化式空気冷却器１を備える。また、間接気化式空気冷却器１は、排気用の空気を吸入する排気ファン２（たとえば、軸流式ファン）を含む。間接気化式空気冷却器１は、排気ファン２を駆動する排気ファンモータ２１（図２参照）を含む。排気ファンモータ２１は、円柱形状を有する。間接気化式空気冷却器１は、給気用の空気を吸入する給気ファン３（たとえば、軸流式ファン）を含む。間接気化式空気冷却器１は、給気ファン３を駆動する給気ファンモータ３１（図２参照）を含む。給気ファンモータ３１は、円柱形状を有する。間接気化式空気冷却器１は、コア部４を含む。

図１に示すように、排気ファン２から吸入された排気用の空気、および、給気ファン３から吸入された給気用の空気のそれぞれは、コア部４を通過した後、互いに異なる出口から、間接気化式空気冷却器１外へ放出される。また、排気用の空気と給気用の空気とは、間接気化式空気冷却器１内に設けられた複数の遮風壁によって、衝突しないように構成されている。また、供給水配管５によって、間接気化式空気冷却器１外からコア部４に、水が供給されるように構成されている。

図２に示すように、コア部４は、ウエットチャネル４１と、ドライチャネル４２とを含む。なお、排気ファン２および給気ファン３は、それぞれ、特許請求の範囲の「間接気化式空気冷却器用ファン」の一例である。また、排気ファンモータ２１および給気ファンモータ３１は、それぞれ、特許請求の範囲の「間接気化式空気冷却器用ファンモータ」の一例である。

排気ファン２から吸入された排気用の空気は、ウエットチャネル４１を通り、間接気化式空気冷却器１の外部、および、室外に排気される。給気ファン３から吸入された給気用の空気は、ドライチャネル４２を通り、間接気化式空気冷却器１の外部に放出されるとともに、室内１１０に放出（給気）される。図示しないが、ウエットチャネル４１およびドライチャネル４２は、互いに略直交するように配置されているとともに、ウエットチャネル４１とドライチャネル４２との間には、熱を伝導するフィルムが設けられている。供給水配管５を流れる水は、少量ずつ（たとえば、９．２Ｌ／ｈ）、継続的にウエットチャネル４１に入り、ウエットチャネル４１の内部の表面に吸着される。

供給水配管５を通り、ウエットチャネル４１の内部の表面に吸着された水は、排気用の空気がウエットチャネル４１を通る際に、気化するとともに排気用の空気を加湿する。ウエットチャネル４１の内部の表面に吸着された水が気化した際に生じる気化熱によって、ウエットチャネル４１の表面は冷却される。そして、冷却されたウエットチャネル４１の表面によって、フィルムを介して、ドライチャネル４２の表面、および、ドライチャネル４２を通る給気用の空気のそれぞれが冷却される。また、ウエットチャネル４１の内部の表面から気化しなかった水は、排水管５００から排水される。

ここで、第１実施形態では、図２に示すように、供給水配管５を通って間接気化式空気冷却器１内へ供給される水を、排気ファンモータ２１の排熱により加温することによって、水温が外気温度に近づくように調整される。具体的には、加温される前の供給される水の温度（たとえば、２７℃）は、外気温度（たとえば、３５℃）よりも低いので、排気ファンモータ２１の排熱を利用することによって、供給される水を加温し、水温を外気温度に近づける。なお、排気ファンモータ２１は、特許請求の範囲の「発熱部材」の一例である。

また、第１実施形態では、供給水用配管５は、排気ファンモータ２１の近傍に配置されており、排気ファンモータ２１の排熱を利用して、間接気化式空気冷却器１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。

具体的には、排気ファンモータ２１にチューブ５１（図３参照）（たとえば、樹脂製）をコイル状に巻き付ける。そして、チューブ５１を介して、供給水配管５から間接気化式空気冷却器１のコア部４へ水を供給する。すなわち、供給水配管５を流れる水は、チューブ５１の給水口５１１（図３参照）からチューブ５１に入り、チューブ５１の排水口５１２（図３参照）から出る。これにより、供給水配管５からチューブ５１へ流れてきた水は、チューブ５１を通る間に、チューブ５１と密着している排気ファンモータ２１の排熱によって加温され、水温は外気温度に近づくように調整される。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、吸入された空気を冷却し、冷却された空気を給気する間接気化式空気冷却器１を備え、間接気化式空気冷却器１を、間接気化式空気冷却器１内へ水を供給する供給水用配管５と、供給水配管５より間接気化式空気冷却器１内へ供給された水の気化熱を利用することによって、間接気化式空気冷却器１内に吸入された空気を冷却するコア部４とを含み、間接気化式空気冷却器１内へ供給される水を、排気ファンモータ２１の排熱により加温することによって、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器１００を構成する。これにより、間接気化式空気冷却器１内へ供給される水が、排気ファンモータ２１の排熱により加温されることにより、水温が外気温度に近づくように調整されることによって、水温と外気温度との差が小さくすることができるので、間接式空気冷却器１の冷却能力を向上させることができる。具体的には、加温された水からの熱伝導によって、ウエットチャネル４１内を通る排気用の空気の温度が上昇する。排気用の空気の温度が上昇することによって、排気用の空気の飽和水蒸気圧が増大するとともに、排気用の空気の飽和水蒸気量が増大するので、ウエットチャネル４１表面からの気化水分量が増大する。その結果、気化熱量も増大するので、間接気化式空気冷却器１の冷却能力が向上する。また、水温が外気温度に近づくように調整されることによって、外気温度よりも排水の水温が高く、かつ、外気温度と水温との差が比較的大きくなることが抑制される。その結果、間接気化式空気冷却器１の表面、または、排水からの熱のロスが増大するのを抑制することができるので、間接気化式空気冷却器１全体の冷却能力の低下を抑制することができ、その結果、水温が加温されて外気温度に近づけられることによって向上された高い冷却能力を維持することができる。また、空気冷却器１００を構成する既存の排気ファンモータ２１の排熱を利用することによって、また、ヒータなどの昇温装置を別個に設けることなく、水温を外気温度に近づけることができるので、ヒータなどを別個に設ける場合に比べて、消費電力を低減することができるとともに、部品点数が増加するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、供給水用配管５は、排気ファンモータ２１の近傍に配置されており、排気ファンモータ２１の排熱を利用して、間接気化式空気冷却器１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器１００を構成する。これにより、排気ファンモータ２１と供給水配管５との距離が小さいので、排気ファンモータ２１の排熱が効果的に間接気化式空気冷却器１内へ供給される水に伝えられる。これにより、供給水配管５を流れる水を効率よく加温して外気温度に近づけることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、排気ファンモータ２１の排熱を利用して、間接気化式空気冷却器１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器１００を構成する。これにより、供給水用配管５を、排気ファンモータ２１の近傍に配置するだけで、水を加温することができるので、ヒータなどの昇温装置を別個に設ける場合に比べて簡素な装置構成にすることができる。

［第２実施形態］
図３および図４を参照して、本発明の第２実施形態による空気冷却器２００の構成について説明する。第２実施形態では、上記第１実施形態の構成に加えて、空気冷却器２００は、蒸気圧縮式空調機７を備える構成である。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（空気冷却器の構成）
図４に示すように、空気冷却器２００は、間接気化式空気冷却器１１を備える。間接気化式空気冷却器１１は、制御部６を含む。空気冷却器２００は、蒸気圧縮式空調機７を備える。空気冷却器２００は、室内用冷却機８を備える。また、蒸気圧縮式空調機７は、圧縮機７１を含む。蒸気圧縮式空調機７は、凝縮器７２を含む。蒸気圧縮式空調機７は、凝縮器用ファン７３を含む。蒸気圧縮式空調機７は、凝縮器用ファンモータ７３ａを含む。

また、室内用冷却機８は、電磁弁８１と、膨張弁８２と、蒸発器８３と、蒸発器用ファン８４と、蒸発器用ファンモータ８４ａとを含む。室内用冷却機８は、温度センサ８５と、制御部８６とを含む。また、蒸気圧縮式空調機７と室内用冷却機８とは、冷媒配管９０を介して接続されている。

室内用冷却機８の制御部８６は、室内用冷却機８の温度センサ８５の検出値に基づいて、間接気化式空気冷却器１１の制御部６に、排気ファン２および給気ファン３のそれぞれを停止するように制御信号を送信する。

具体的には、室内用冷却機８の温度センサ８５が検出する温度が、所定の温度（たとえば、３５℃）以上である場合は、間接気化式空気冷却器１１と蒸気圧縮式空調機７とを併用することによって、室内１１０を冷却する。そして、室内用冷却機８の温度センサ８５が検出する温度が、所定の温度（たとえば、３５℃）未満になると、室内用冷却機８の制御部８６は、間接気化式空気冷却器１１の制御部６に、排気ファン２および給気ファン３のそれぞれを停止するように制御信号を送信する。すなわち、間接気化式空気冷却器１１による冷却を停止し、蒸気圧縮式空調機７のみによって、室内１１０を冷却する。これにより、蒸気圧縮式空調機７が過負荷状態になる、外気温度が３５℃以上の状態において、間接気化式空気冷却器１１と蒸気圧縮式空調機７とを併用することにより、蒸気圧縮式空調機７の負荷を減少させることができる。その結果、蒸気圧縮式空調機７の消費電力を低減することができる。

ここで、第２実施形態では、空気冷却器２００は、凝縮器用ファンモータ７３ａによる排熱を利用して、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。具体的には、蒸気圧縮式空調機７による冷却を行っている際の、凝縮器用ファンモータ７３ａによる排熱を、間接気化式空気冷却器１１に供給される水に伝えることによって、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温する。なお、凝縮器用ファンモータ７３ａは、特許請求の範囲の「発熱部材」の一例である。

また、第２実施形態では、空気冷却器２００は、凝縮器用ファンモータ７３ａに、チューブ５１（図３参照）をコイル状に巻き付けることによって、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。

具体的には、凝縮器用ファンモータ７３ａにチューブ５１（図３参照）をコイル状に巻き付けることによって、供給水配管１５からチューブ５１に流れる水が、チューブ５１を通る間に、チューブ５１と密着している凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱によって加温され、水温が外気温度に近づくように調整される。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、圧縮機７１と凝縮器７２と凝縮器用ファンモータ７３ａとを含む蒸気圧縮式空調機７をさらに備え、凝縮器用ファンモータ７３ａによる排熱を利用して、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器２００を構成する。これにより、間接気化式空気冷却器１１と蒸気圧縮式空調機７とを併用して室内１１０を冷却する場合において、間接気化式空気冷却器１１の冷却能力を向上させることができる。ここで、蒸気圧縮式空調機７は、間接気化式空気冷却器１１に比べて消費電力が大きい。したがって、間接気化式空気冷却器１１の冷却能力が向上することにより、蒸気圧縮式空調機７による冷却の負荷が減少することによって、間接気化式空気冷却器１１と蒸気圧縮式空調機７とを合わせた空気冷却器２００全体の消費電力を低減することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、凝縮器用ファンモータ７３ａに、チューブ５１をコイル状に巻き付けることによって、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器２００を構成する。これにより、チューブ５１と、凝縮器用ファンモータ７３ａとが密着するので、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を、さらに効率よく加温することができる。

［第３実施形態］
図５を参照して、本発明の第３実施形態による空気冷却器３００の構成について説明する。第３実施形態では、上記第２実施形態の構成と異なり、凝縮器用ファン７３からの送風される外気を利用して水温を調整する構成である。なお、上記第２実施形態と同様の構成は、第２実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（空気冷却器の構成）
第３実施形態では、図５に示すように、空気冷却器３００は、供給水配管２５を、凝縮器７２と凝縮器用ファン７３との間に設けることにより、凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱によって、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。具体的には、凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱によって、凝縮器用ファン７３の周囲の外気が加熱される。加熱された外気が、凝縮器用ファン７３によって、凝縮器７２と凝縮器用ファン７３との間に設けられた供給水配管２５に送風される。加熱された外気と供給水配管２５を流れる水との熱交換により、供給水配管２５を流れる水が加温される。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、凝縮器用ファンモータ７３ａによる排熱を利用して、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器３００を構成する。これにより、間接気化式空気冷却器１１と蒸気圧縮式空調機７とを併用して室内１１０を冷却する場合において、間接気化式空気冷却器１１の冷却能力を向上させることができるので、蒸気圧縮式空調機７による冷却の負荷が減少することができる。その結果、間接気化式空気冷却器１１と蒸気圧縮式空調機７とを合わせた空気冷却器３００全体の消費電力を低減することができる。

第３実施形態では、上記のように、供給水配管２５を、凝縮器７２と凝縮器用ファン７３との間に設けることにより、凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱によって、間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器３００を構成する。これにより、別個に部品等を設けることなく、供給水配管２５を流れる水を加温することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。

［第４実施形態］
図６および図７を参照して、本発明の第４実施形態による空気冷却器４００の構成について説明する。第４実施形態では、上記第２実施形態の構成と異なり、内部熱交換器７４を利用して水温を調整する構成である。なお、上記第２実施形態と同様の構成は、第２実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（空気冷却器の構成）
図６に示すように、蒸気圧縮式空調機２７は、内部熱交換器７４（図７参照）を含む。内部熱交換器７４は、冷媒経路９０上の圧縮機７１と凝縮器７２との間に設けられている。

図７に示すように、内部熱交換器７４は、二重管形状を有している。

ここで、第４実施形態では、図６に示すように、圧縮機７１と凝縮器７２との間に、圧縮機７１と凝縮器７２との間を流れる冷媒と間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水との間で熱交換を行う内部熱交換器７４を配置することによって、圧縮機７１から吐出される高温ガスの熱によって間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている。具体的には、図７に示すように、内部熱交換器７４の二重管のうちの内部管７４ａには、圧縮機７１から送られてくる高温ガスが流れる。また、二重管のうちの外部管７４ｂは、供給水配管３５に繋がれており、内部熱交換器７４を通った水は、内部管７４ａを通る高温ガスによって加温され、間接気化式空気冷却器１１に供給される。また、内部熱交換器７４を流れる高温ガスおよび水は、互いに対向する方向に流れる。これにより、高温ガスおよび水が互いに同方向に流れる場合よりも、熱交換率が向上する。なお、内部熱交換器７４の内部管７４ａは、特許請求の範囲の「発熱部材」一例である。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記のように、圧縮機７１と凝縮器７２との間に、圧縮機７１と凝縮器７２との間を流れる冷媒と間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水との間で熱交換を行う内部熱交換器７４を配置することによって、圧縮機７１から吐出される高温ガスの熱によって間接気化式空気冷却器１１内へ供給される水を加温する。その結果、水温が外気温度に近づくように調整されるように、空気冷却器４００を構成する。これにより、高温になった冷媒の熱が、空気中に加えて供給水配管３５を流れる水へも排熱されることによって、冷媒の熱が空気中にのみ排熱される場合に比べて、冷凍サイクルの凝縮温度（凝縮圧力）がさらに低くなるので、蒸発圧力に対する凝縮圧力が小さくなり、圧縮機７１を低圧縮比化することができる。ここで、圧縮機７１を低圧縮比運転をすることによって、圧縮機７１の負荷が減少する。したがって、空気冷却器４００の冷却運転を省エネ化することができる。

［第５実施形態］
図８を参照して、本発明の第５実施形態による空気冷却器５００の構成について説明する。第５実施形態では、上記第１実施形態の構成と異なり、温度調節器９を利用して水温を調整する構成である。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

（空気冷却器の構成）
図８に示すように、第５実施形態による空気冷却器５００は、間接気化式空気冷却器２１を備える。

間接気化式空気冷却器２１は、温度調節器９を含む。間接気化式空気冷却器２１は、供給水配管４５を含む。供給水配管４５は、チューブ５１の給水口５１１よりも上流側において、２つに分岐されている。２つに分岐された供給水配管４５のうちの一方は、排気ファンモータ２１にコイル状に巻かれたチューブ５１を介し、排気ファンモータ２１の排熱によって加温された水を、コア部４に供給する。２つに分岐された供給水配管４５のうちの他方の供給水配管４５ａは、チューブ５１を介さずに、加温されていない水を、コア部４に供給する。また、供給水配管４５ａ上に、電磁弁１６が設けられている。電磁弁１６が開かれることによって、供給水配管４５ａを通った加温されていない水と、チューブ５１を通った加温された水とが、供給水配管４５と供給水配管４５ａとの接続点Ａにおいて混ざり合い、コア部４に供給される。

ここで、第５実施形態では、温度調節器９によって、間接気化式空気冷却器２１内へ供給される加温された水の温度が、外気温度近傍に保たれるように制御される。具体的には、温度調節器９は、水温センサ９ａを含む。温度調節器９は、制御部９ｂを含む。温度調節器９の水温センサ９ａは、接続点Ａとコア部４との間の水の温度を検出するように構成されている。電磁弁１６が閉じている場合において、水温センサ９ａによって検出される水温が、所定の温度以上（外気温度が３５℃の場合、たとえば３６℃以上）になると、温度調節器９の制御部９ｂによって、電磁弁１６が開かれる。電磁弁１６が開かれることにより、接続点Ａにおいて、チューブ５１を通った加温された水と、供給水配管４５ａを通った加温されていない水とが混ざり合う。その結果、水温センサ９ａによって検出される水温が下がる。また、水温センサ９ａによって検出された水温が、所定の温度以下（外気温度が３５℃の場合、たとえば３４℃以下）になると、温度調節器９の制御部９ｂによって、電磁弁１６が閉じられる。

（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第５実施形態では、上記のように、間接気化式空気冷却器２１内へ供給される加温された水の温度が、外気温度近傍に保たれるように制御を行う温度調節器９をさらに備えるように、空気冷却器５００を構成する。ここで、水温が外気温度を超えて大きくなるほど、間接気化式空気冷却器２１の表面、または、排水からの熱のロスが増大するので、間接気化式空気冷却器２１の冷却能力は低下する。したがって、これにより、間接気化式空気冷却器２１内へ供給される水の温度を、正確に外気温度に近づけることができるので、さらに効率よく間接式空気冷却器２１の冷却能力を向上させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１実施形態では、チューブ５１を排気ファンモータ２１にコイル状に巻き付け、排気ファンモータ２１の排熱を利用して、供給水配管５からチューブ５１へ流れてきた水を加温した例を示したが、本発明はこれに限られない。図９に示すように、チューブ５１を給気ファンモータ３１にコイル状に巻き付け、給気ファンモータ３１の排熱を利用して、供給水配管５からチューブ５１に流れる水を加温してもよい。なお、給気ファンモータ３１は、特許請求の範囲の「発熱部材」の一例である。

また、図１０および図１１に示すように、水ジャケット５２（図１１参照）（たとえば、金属製）を排気ファンモータ２１を覆うように取り付け、排気ファンモータ２１の排熱を利用して、供給水配管５から水ジャケット５２に流れる水を加温してもよい。具体的には、供給水配管５を流れる水は、水ジャケット５２の給水口５２１から水ジャケット５２に入り、水ジャケット５２の排水口５２２から出る。これにより、供給水配管５から水ジャケット５２に流れる水は、水ジャケット５２を通る間に、水ジャケット５２と密着している排気ファンモータ２１の排熱によって加温され、水温は外気温度に近づくように調整される。なお、水ジャケット５２は、円筒形状である。

また、図１２に示すように、水ジャケット５２（図１１参照）を給気ファンモータ３１を覆うように取り付け、給気ファンモータ３１の排熱を利用して、供給水配管５から水ジャケット５２に流れる水を加温してもよい。

また、上記第２実施形態では、チューブ５１を凝縮器用ファンモータ７３ａにコイル状に巻き付け、凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱を利用して、供給水配管５からチューブ５１に流れる水を加温した例を示したが、本発明はこれに限られない。図１３に示すように、水ジャケット５２（図１１参照）を凝縮器用ファンモータ７３ａを覆うように取り付け、凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱を利用して、供給水配管１５から水ジャケット５２に流れる水を加温してもよい。具体的には、供給水配管１５から水ジャケット５２に流れる水は、水ジャケット５２を通る間に、水ジャケット５２と密着している凝縮器用ファンモータ７３ａの排熱によって加温され、水温は外気温度に近づくように調整される。

また、図１４に示すように、チューブ５１を圧縮機７１にコイル状に巻き付け、圧縮機７１の排熱を利用して、供給水配管１５からチューブ５１に流れる水を加温してもよい。なお、圧縮機７１は、特許請求の範囲の「発熱部材」の一例である。

また、図１５に示すように、水ジャケット５２を圧縮機７１を覆うように取り付け、圧縮機７１の排熱を利用して、供給水配管１５から水ジャケット５２に流れる水を加温してもよい。

また、図１６に示すように、チューブ５１を蒸発器用ファンモータ８４ａにコイル状に巻き付け、蒸発器用ファンモータ８４ａの排熱を利用して、供給水配管１５からチューブ５１に流れる水を加温してもよい。なお、蒸発器用ファンモータ８４ａは、特許請求の範囲の「発熱部材」の一例である。

また、図１７に示すように、水ジャケット５２を蒸発器用ファンモータ８４ａを覆うように取り付け、蒸発器用ファンモータ８４ａの排熱を利用して、供給水配管１５から水ジャケット５２に流れる水を加温してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、間接気化式空気冷却器の排気ファンおよび給気ファンがそれぞれ、軸流式ファンである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、排気ファンおよび給気ファンがそれぞれ、遠心式ファンであってもよい。

また、上記第１実施形態では、排気ファンモータの排熱または給気ファンモータの排熱のいずれか一方を利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。排気ファンモータの排熱および給気ファンモータの排熱のそれぞれを利用して、供給水配管に流れる水を加温してもよい。

また、上記第５実施形態では、排気ファンモータの排熱を利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。給気ファンモータの排熱を利用するか、または、排気ファンモータの排熱および給気ファンモータの排熱のそれぞれを利用して、供給水配管に流れる水を加温してもよい。

また、上記第５実施形態では、チューブを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。水ジャケットを用いてもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、間接気化式空気冷却器を室外に設置する例を示したが、本発明はこれに限られない。間接気化式空気冷却器を室内に設置してもよい。

また、上記第２実施形態では、圧縮機の排熱、凝縮器用ファンモータの排熱、または、蒸発器用ファンモータの排熱のうちのいずれか１つを利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。圧縮機の排熱、凝縮器用ファンモータの排熱、または、蒸発器用ファンモータの排熱のうちの少なくともいずれか２つを併用して、供給水配管を流れる水を加温してもよい。

また、上記第２実施形態では、圧縮機の排熱、凝縮器用ファンモータの排熱、または、蒸発器用ファンモータの排熱のうちの少なくともいずれか１つを利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。圧縮機の排熱、凝縮器用ファンモータの排熱、または、蒸発器用ファンモータの排熱のうちの少なくともいずれか１つと、排気ファンモータの排熱または給気ファンモータの排熱のうちの少なくとも１つとによって、供給水配管を流れる水を加温してもよい。

また、上記第３実施形態では、加熱された外気の凝縮器用ファンからの送風を利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。凝縮器用ファンからの送風と、排気ファンモータの排熱または給気ファンモータの排熱のうちの少なくとも１つとによって、供給水配管を流れる水を加温してもよい。

また、上記第４実施形態では、内部熱交換器を利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。内部熱交換器と、排気ファンモータの排熱または給気ファンモータの排熱のうちの少なくとも１つとによって、供給水配管を流れる水を加温してもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、圧縮機の排熱、凝縮器用ファンモータの排熱、または、蒸発器用ファンモータの排熱のうちの少なくともいずれか１つ、または、内部熱交換器のうちの１つを利用して、供給水配管を流れる水を加温する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、圧縮機の排熱、凝縮器用ファンモータの排熱、または、蒸発器用ファンモータの排熱のうちの少なくともいずれか１つ、および、内部熱交換器のそれぞれを利用して、供給水配管を流れる水を加温してもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、間接気化式空気冷却器に温度調節器を設置していない例を示したが、本発明はこれに限られない。第２〜第４実施形態においても、温度調節器を設置してもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、間接気化式空気冷却器を停止する方法として、排気ファンおよび給気ファンのそれぞれを停止するように制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、間接気化式空気冷却器への給水を停止することによって、間接気化式空気冷却器による冷却を停止してもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、外気温度が所定の温度（たとえば、３５℃）未満になると、間接気化式空気冷却器を停止するように制御される例を示したが、本発明はこれに限られない。外気温度が所定の温度（たとえば、３５℃）未満になっても、間接気化式空気冷却器を停止しなくてもよい。

また、上記第１、第２、および第５実施形態では、チューブは樹脂製である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、チューブは、シリコン製でもよい。

また、上記第４実施形態では、図７に示すように、内部熱交換器は、２つの大きさ（直径）の異なる円筒を重ねることによって、二重管形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。二重管であれば、円筒形状でなくてもよい。

また、上記第３実施形態では、凝縮器と凝縮器用ファンとの間に供給水配管を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蒸発器と蒸発器用ファンとの間に供給水配管を設けてもよい。

１、１１、２１ 間接気化式空気冷却器
２ 排気ファン（間接気化式空気冷却器用ファン）
３ 給気ファン（間接気化式空気冷却器用ファン）
４ コア部
５、１５、２５、３５、４５、４５ａ 供給水配管
７、１７、２７ 蒸気圧縮式空調機
２１ 排気ファンモータ（間接気化式空気冷却器用ファンモータ）
３１ 給気ファンモータ（間接気化式空気冷却器用ファンモータ）
５１ チューブ
５２ 水ジャケット
７１ 圧縮機（発熱部材）
７２ 凝縮器
７３ 凝縮器用ファン
７３ａ 凝縮器用ファンモータ（発熱部材）
７４ 内部熱交換器
７４ａ 内部熱交換器の内部管（発熱部材）
８４ａ 蒸発器用ファンモータ（発熱部材）
１００、２００、３００、４００、５００ 空気冷却器

Claims (6)

1. 吸入された空気を冷却し、冷却された空気を給気する間接気化式空気冷却器を備え、
   前記間接気化式空気冷却器は、前記間接気化式空気冷却器内へ水を供給する供給水配管と、前記供給水配管より前記間接気化式空気冷却器内へ供給された水の気化熱を利用することによって、前記間接気化式空気冷却器内に吸入された空気を冷却するコア部とを含み、
   前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水を、空気冷却器を構成する発熱部材の排熱により加温することによって、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されており、
   前記間接気化式空気冷却器内へ供給される加温された水の温度が、外気温度近傍に保たれるように制御を行う温度調節器をさらに備える、空気冷却器。
2. 前記供給水配管は、前記発熱部材の近傍に配置されており、前記発熱部材の排熱を利用して、前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている、請求項１に記載の空気冷却器。
3. 前記間接気化式空気冷却器は、空気を前記間接気化式空気冷却器内へ吸入する間接気化式空気冷却器用ファンと、前記間接気化式空気冷却器用ファンを駆動する間接気化式空気冷却器用ファンモータとをさらに含み、
   前記発熱部材としての前記間接気化式空気冷却器用ファンモータの排熱を利用して、前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている、請求項１または２に記載の空気冷却器。
4. 圧縮機と凝縮器と凝縮器用ファンモータとを含む蒸気圧縮式空調機をさらに備え、
   前記発熱部材としての前記圧縮機による排熱、または、前記発熱部材としての前記凝縮器用ファンモータによる排熱のうちの少なくともいずれか１つを利用して、前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気冷却器。
5. 圧縮機と凝縮器と凝縮器用ファンモータとを含む蒸気圧縮式空調機をさらに備え、
   前記間接気化式空気冷却器は、空気を前記間接気化式空気冷却器内へ吸入する間接気化式空気冷却器用ファンと、前記間接気化式空気冷却器用ファンを駆動する間接気化式空気冷却器用ファンモータとをさらに含み、
   前記供給水配管は、チューブと水ジャケットとを含み、
   前記間接気化式空気冷却器用ファンモータ、前記圧縮機、または、前記凝縮器用ファンモータのうちの少なくともいずれか１つに、前記チューブをコイル状に巻き付けるか、または、前記水ジャケットを取り付けるかの少なくともいずれか一方によって、前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気冷却器。
6. 圧縮機と凝縮器と凝縮器用ファンモータと凝縮器用ファンとを含む蒸気圧縮式空調機をさらに備え、
   前記間接気化式空気冷却器は、空気を前記間接気化式空気冷却器内へ吸入する間接気化式空気冷却器用ファンと、前記間接気化式空気冷却器用ファンを駆動する間接気化式空気冷却器用ファンモータとをさらに含み、
   前記供給水配管を、前記凝縮器と前記凝縮器用ファンとの間に設けるか、または、前記圧縮機と前記凝縮器との間に、前記圧縮機と前記凝縮器との間を流れる冷媒と前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水との間で熱交換を行う内部熱交換器を配置するかの少なくともいずれか一方によって、前記凝縮器用ファンモータの排熱、または、前記圧縮機から吐出される高温ガスの熱によって前記間接気化式空気冷却器内へ供給される水を加温し、水温が外気温度に近づくように調整されるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気冷却器。

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