JPS59200140A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば原子力発電所に代表されるように、
熱密度の高いイ残器を収容しかつ区画された室を有する
建屋等において採用される機２、９冷却川の空気調和機
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

たとえば原子力発電所のように、互いに区画された室に
それぞれ高出力の機器全収容した熱密度の高い建屋にお
いては、各区画室ごとに必要に応じて独立した空気調和
機いわゆるローカルクーラ全設置して、効果的な冷却を
々すようにしている。

従来のこの種の空気調和機としては、たとえば第１図に
示すよりんエアーハンドリングユニットタイプの空気調
和機ａが用いられている。

すなわちこのものは、ケーシングｂ内に送風機ｃ全円’
Ｈし、モータｄによってベル）ｅｋ介して送Ｊ！を徹Ｃ
の羽根車′ｆｆ：駆動するようにしてあり、空気シネ入
口ｆから取入れた空気全熱交換器ｇにて冷却したのち、
第１のエアチャンバｈ１と、第２のエアチャンバｈ２と
を介して送風ｍｃに空気を等いて吹出口ｉから対象とす
る冷却区域に冷風全通るようになっている。これらのエ
アチャンバｈｌ＋ｈ２は熱交換器ｇへの空気の流れを整
流させる機能を有するものである。上記送風機Ｃの風量
としては、たとえば５０００ｍ３／ｈないしは１５００
０ｍ’／ｈ程度のものなどが採用される。

このよう々従来の空気調和機にるってｔｒＪ、、減湿冷
却し、た場合の結露水の飛散全防止する等の観点から、
冷却コイルに対する正面風速全２．５ｔ′ｎｙ／３以下
と比較的低い値に設定しであるのが通例である。そして
このように従来では正面風速が比較的遅いことから、所
望の熱交換量を得るためには比較的大きな冷却コイル正
面面積を必要とし、かつ汎用性のある形状であることか
ら占有床面損も犬であった。

ところで原子力発電設備のように互いに区画どの観点か
ら空気調和機をより一層小形化する要求が強まっている
。

〔発明の目的〕

本発明ｉｄ上記事情にもとづきなされたものでその目的
とするところは、冷却コイルの占有床面積全編小するこ
とができ、従来に比べて大幅な小形化が可能となる空気
調和機を提供するこ〔発明の概要〕 すなわち本発明は、一端側に空気導入口を有し他端π１
１１に空気吹出し口を備えた空気調和機本体ケーシング
と、このケーシング内に設けられ冷媒として冷却水等が
流通されるフィンチューブ形冷却コイルと、この冷却コ
イルに対して通風上流側に設けられ冷却コイルに対する
正面風速を３ないし５　ｒｒｂ／８　％好ましくは４０
〜４．５フｎ／Ｓ付近とした送風機と、上記冷却コイル
に対して通風下茹側に設けられたエリミネータと全具備
した空気調和機である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第２図および第３図を参照して
説明する。図中１は空気調和機を示す。２はそのベース
体であって、このベース体２の上面にモータ取付台３を
介しで羽根車駆動用モータ４が設−ニされている。また
、５は空気調和機の本体を構成する空気間′ｙＦＤ機本
体ケージ　　　゛ングであって、このケーシング５は冷
却処理すべき空気を水平方向に流通させるようにし、一
端側に空気導入口５ａｆ有し、かつ他端側に空気吹出し
口５ｂを備えて箱状に形成されている。

上記ケーシング５の内面には図示しない断熱材がコーテ
ィングされておシ、ケーシング外部との断熱を図ってい
る。

そして上記空気導入口５＆に送風機ケーシング８が着脱
可能に連結されてお９、この送風機ケーシング８の内側
に、羽根車９が設けられている。この羽根車９は、その
回転軸全水平方向に配置したいわゆる横置きタイプとし
、かつ上記モータ４の出力軸１０に羽根車９の羽根車コ
ーン部９８を直接連結した直接駆動方式とする。

そしてこれらモータ４と羽根車９および送風機ケーシン
グ８等によって、押込型の送風機１１を構成している。

その風量としては、−例として５０００ｍ３／ｈ　ｆｒ
、いしは１５０００ｍ３／ｈ　８度のものを使用する。

そして上記ケーシング５内には、上記送風機１１の下流
側に、整流体１２とフィルタ１３とフィンチューブ形冷
却コイル１４とが水平方向にこの順に配列されている。

上記整流体１２は、第３図に示したように、金属製等の
板材に多数の空気流通孔１５・・・全形成した多孔板等
全採用したものであり、羽根車９の下流側に対向して配
置しである。そして整流体１２の中央部すなわち羽根車
９の羽根車コーン部９ａと対向する位置には、羽根車コ
ーン部９ａの径にほぼ相当する内径の開口部１６が形成
されている。

一方、上記フィルタ１３としては、たとえば金網フィル
タや繊維性フィルタ、不織布フィルタ等全採用する。

また、フィンチューブ形冷却コイル１４は、鋼管等のよ
うに熱伝導性の良好な素材からなる管にアルミフィン等
の放熱板全取付けたものでアシ、冷媒として冷却水全流
通させるようになっている。また、上記冷却コイル１４
の正面形状は正方形に近いものとする。

また、フィンチューブ形冷却コイル１４に対して通風方
向下流側にエリミネータ２ｏが設はラレテイル。１だ、
空気吹出し口５ｂにルーバ切の吹出調整槻右な２ノが設
けられておシ、冷却された空気の風向きおよび風量全調
節できるようになっている。

そして送風機１１の風速は、以下述べる理由によシ、フ
ィンチューブ形冷却コイル１４に対する正面風速を３〜
５　”Ｉｎ／８　、好ましくは４．０〜４、５　ｍ／ｓ
の範囲に設定しである。

すなわち、フィンチューブ形冷却コイルにて熱交換され
る熱量ｑは、次式に示されるようにコイル伝熱係数Ｋｆ
（ｋｃｎＶｒｎ、′・ｈｒ・℃・ｒｏヒ）とコイル前面
積Ａｆ（ｍ２）に依存する。

ｑχＫｆ−Ａｆ−Ｒ 〔但しＲはコイル列数〕 上記の式に示されたように、熱、Ｋｑはコイル伝熱係数
Ｋｆとコイル前面積Ａｆに比例することになる。言い換
えると、熱量ｑが一定の場合、風速を早めてコイル伝熱
係数Ｋｆを高めれば、これに反比例してコイル前面積Ａ
ｆとコイル列数Ｒ全乗じた値を低減できるととに々る。

しかしながら、伝熱係数Ｋｆは第５図に示されたように
、風速の大きさに正比例して増加するものではなく、風
速の増大に伴なってその増加率が次第に低下するため、
コイル列数が増加し、風速とコイル床占有面債の関係は
実際には第４図に曲線ｍで示したように最小値をもつも
のとなる。

しかも風速が増大すると送風機静圧が増大し、そ−夕動
力が大きくなる結果、モータがらの発熱量も増加する。

したがって第４図に曲線ｎで示すようにモータからの発
熱を冷却するに必要なコイル面積も増大するととになる
。

以上の２曲線ｍ　ｒ　ｎ　ｆ加えた曲線Ｐが、空気調和
機のコイル床面積と風速との関係を表わすことになる。

す々わち、冷却コイルのコイル前面形状を正方形に近い
ものとした場合、冷却コイル床面積比は曲線Ｐで示され
るように正面風速４ｍ〜４．５ｍ１ｓ付近が最も小さく
、たとえば従来のように２．５　ｍ／ｓとしたものに比
べて約１０チ減となることが判った。なお、正面風速と
は、空気が通過するコイル前面積で通過風量を割った値
である。したがって実際の通過風速は、空気が流通し得
る有効開口率が１未満であるため上記正面風速よシも更
に速い値となる。

なお上記実施例では検討条件として設計室温４０℃、冷
却水温度３５℃、風量１５０００ｒｎ３／ｋ　Ｎ室内発
熱量１３０００　ｋａＪ／ｈとしたが、風量が５０００
ｍ３／ｈの場合においても同様に正面風速４０〜４．５
ｍ１ｓ付近でコイル床面積比が最小と々るという結果が
得られた。

以上のようにフィンチューブ形冷却コイル１４に対する
正面風速を３〜５　ｍ／Ｓ　％好ましくは４．０〜４．
．５ｍ／ｓに設定することによシ、冷却コイル１４の占
有床面積を減少できるものである。

そして設計室温と冷却水温度との差を５℃程度としたか
ら、冷却コイル表面に結露水を生じることがなく、シた
がって正面風速を３〜５ｍ／　ｌ＋と高めた値としても
結露水の飛散音生じることがない。したがって、原子力
発電設備の建屋に設置される空気調和機のように、フィ
ンチューブ形冷却コイルに流す冷却水として比較的高い
温度の水（原子炉補機冷却水等）を使用する場合に特に
有効である。

また、冷却コイル１４に対して通風下流側にエリミネー
タ２０を設けたから、万一冷却水温の低下等によってコ
イル表面に結露を生じたシ、あるいは冷却コイル１４の
破損等を生じた場合に、水滴が外部に飛散することを防
止でき、周囲の機器が水滴飛散によって悪影響を受ける
おそれがなくなる。すなわち、正面風速を３〜５竜／８
と高めても、水滴飛散等のおそれがなくな夛、高風速化
が可能となるものである。

なお、正面風速が５　ｍ／ｓ　ｋ超えると正面風速４．
０〜４．５ｍ／ｓの場合に比べてコイル床面積比が急増
し、従来の２．５　ｍ７ｇ以下の場合と同等のコイル床
面積比となるから本願の所期の目的は達成し得なくなる
。よって本願では最大正面風速を５ｍ／ｓまでとする。

以上のように構成された空気調和機１は、モ−夕４に通
電し、羽根車９を回転させることによって空気全取入れ
、整流体１２に向けて押込み通風をなす。整流体１２に
当った空気はその風圧で整流体中央部の開口部１６並び
に各空気流通孔１５・・から流出するため、整流体中央
部近傍における風速と整流体周辺部における風速とのば
らつきを低減できる。

そして整流体１２を通過した空気はフィルタ１３を通過
することによって更に整流される。

このフィルタ１３では、導入空気中の塵埃等の固形異物
を除去し、冷却コイル１４の表面に塵埃等が付着するこ
とによる熱交換性能の低下を防ぐ。そしてフィルタ１３
から冷却コイル１４に送られた空気は、冷却コイル１４
内を流れる冷却水と熱交換し、所定の温度寸で冷却され
る。

そしてエリミネータ２０を通電、吹出調整機才（υ２）
へと導びかれる。この吹出調整（幾構２１は、予め吹出
し風量と風向きがセットされておシ、所定の風速の冷却
された空気が冷却対象箇所に導びかれる。こうして室内
の空気が循環・冷却されることによシ、室内の機器類等
の設備から生じる発生熱が処理され、室内は所定の温度
に保持されるものである。

以上のように本実施例によれば、正面風速全高めること
によシ冷却コイル１４を小ムｌ（化できたこと、および
薄型の整流体１２の採用によシ従来のエアチャンバｔ　
’ＩＡ略できたことによって、空気調和機全体の大幅な
小型化が可能となった。

たとえば本発明による試作品では、同等の能力をもつ従
来の空気調和様に比べて面積比で７０飴、高さ比で６０
条、体心２比で約４０％とな〕、従来に比べてはるかに
小形なものが得られた。

しかも上記ね成の空気調和機ノによハば、ベース体２上
に送＆！、機１ノを始めと１−で冷却コイル１４や整流
体１２、フィルタ１３、エリミネータ２θ、吹田調整機
’ａ２１などの各種構成品が水平方向に一列に配置され
るから、重心位置が低く安定したｔｆ’ｓ造とな９、剛
性も筒いものとなる。特にモータ４および羽根車９が低
位置に配置されるため、低重心化を図る上できわめて有
効であるのは勿論のこと、低位置にあることから送風機
１１の定期的な保守・点検が容易に行ない得るとともに
、これら回転機器から生じる振動の低減対策を７ｈ′４
じ易いといり利点もある。

〔発明の効果〕

本発明は前記したように、フィンチューブ形冷却コイル
を通過する空気の正面風速を３〜５η’ｌ／Ｓとするこ
とによシ冷却コイルの小形化が可能となシ、従来に比べ
てコイル床面積を大幅に減少できる。したがって空気調
和機の床占有面２工；？を減少できるため、空気調和機
を狭い室内に設置する必要がある場合等においてきわめ
て】ｈｚ・１」となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調ｆ１′］機の斜視図、第２図は本
発明の一実施例を示す空気調和機の平面図、第３図は同
窒気調和機全一部［新面で示した側面し１％２４図はコ
イル正面風速とコイル床面積比との関係を示す図、第５
図はフィンチー−プ形コイルの伝熱係数とコイル正面風
速との関係を示す図である。 １・・・空気調和機、５・・・空気調和機本体ケーシン
グ、５ａ・・・空気導入口、５ｂ・・・空気吹出し口、
１１・・・送風機、１４・・・フィンチューブ形冷却コ
イル、２０・・・エリミネータ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１　図 矛２図 第１頁の続き ０発　明　者　広瀬正二 東京都中央区日本橋本石町４丁 目２番地三井第２別館新日本空 調株式会社内 ■出　願　人　株式会社東芝 川崎市幸区堀用町７２番地 ０出　願　人　日本原子力事業株式会社東京都港区三田
三丁目１３番１２号 ０出　願　人　新日本空調株式会社 東京都中央区日本橋本石町４丁 目２番三井第２別館

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端側に空気導入口を有し他端側に空気吹出し口を備え
   た空気調和機本体ケーシングと、このケーシング内に設
   けられたフィンチューブ形冷却コ、イルと、この冷却コ
   イルに対して通風上流側に設けられ冷却コイルに対する
   正面風速を３ｍ〜５ηＶｓとした送風機と、上記冷却コ
   イルに対して通風下流側に設けられたエリミネータと全
   其備したことを特徴とする空気調和様。