WO2023188010A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2023188010A1
WO2023188010A1 PCT/JP2022/015572 JP2022015572W WO2023188010A1 WO 2023188010 A1 WO2023188010 A1 WO 2023188010A1 JP 2022015572 W JP2022015572 W JP 2022015572W WO 2023188010 A1 WO2023188010 A1 WO 2023188010A1
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WO
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water
nozzles
heat exchanger
pipe
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/015572
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English (en)
French (fr)
Inventor
善生 山野
隆宏 秋月
仁隆 門脇
拓也 伊藤
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device that sprinkles water on a condenser.
  • Patent Document 1 discloses a spray device including a plurality of spray nozzles for spraying water onto a heat exchanger having plate fins.
  • a plurality of spray nozzles are arranged in front of a heat exchanger, and atomized water is sprayed during cooling operation when the heat exchanger functions as a condenser.
  • the condenser is a heat exchanger with corrugated fins
  • water will accumulate in the valleys of the corrugated fins due to water sprinkling, and water will be retained in the condenser more easily than in a heat exchanger with plate fins. . If the amount of water retained in the condenser increases, air resistance may occur and the performance of the condenser may deteriorate.
  • the present disclosure solves the above-mentioned problems and provides a refrigeration cycle device that can suppress deterioration in condenser performance due to water sprinkling.
  • a refrigeration cycle device includes a condenser having corrugated fins and a water sprinkling device that sprinkles water on the condenser, and the diameter of water droplets sprayed by the water sprinkling device is 160 ⁇ m or less.
  • the refrigeration cycle device of the present disclosure by spraying water with a droplet diameter of 160 ⁇ m or less to the condenser having corrugated fins, an increase in the amount of water retained in the condenser is suppressed, and a decrease in the performance of the condenser is suppressed. can do.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle device according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an outdoor heat exchanger according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water sprinkler device of a refrigeration cycle device according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a graph showing the relationship between the amount of water sprayed per unit area for each droplet diameter and the COP improvement rate of a heat exchanger having corrugated fins.
  • FIG. 3 is a side view of a heat source unit of a refrigeration cycle device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the temperature distribution of the outdoor heat exchanger in the case where the outdoor heat exchanger according to Embodiment 2 functions as a condenser.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an installation angle of a third nozzle of a third pipe according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the installation angles of the first nozzle and the second nozzle of the first piping and the second piping according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the installation angles of the first nozzle and the second nozzle of the first piping and the second piping according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the installation angles of the first nozzle and the second nozzle of the first piping and the second piping according to the second embodiment. It is a figure showing an example of connection arrangement of heat source units.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a water sprinkler according to Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle device 100 according to the first embodiment.
  • the refrigeration cycle device 100 of the first embodiment is a heat pump chiller that performs air conditioning using cold and hot water.
  • the refrigeration cycle device 100 includes a heat source unit 1, an indoor unit 2, and a control device 3.
  • the heat source unit 1 of this embodiment has four refrigerant circuits.
  • the two refrigerant circuits form a group and share one water heat exchanger 60.
  • the heat source unit 1 of this embodiment has two groups of two refrigerant circuits.
  • the two water heat exchangers 60 are connected by piping in series, and cool or heat water, which is a heat medium, in two stages.
  • the refrigerant circuits of each system of the heat source unit 1 of this embodiment include a compressor 11, a four-way valve 12, an outdoor heat exchanger 13, an expansion valve 14, a water heat exchanger 60, and an accumulator 15. Connect the pipes to form a refrigerant circuit.
  • a refrigerant for example, a single refrigerant such as R-22 or R-134a, a pseudo-azeotropic mixed refrigerant such as R-410A or R-404A, or a non-azeotropic mixed refrigerant such as R-407C can be used. .
  • the compressor 11 compresses and discharges the sucked refrigerant.
  • the compressor 11 is driven via a compressor inverter drive device (not shown) or the like.
  • the compressor 11 can change the capacity of the compressor 11, which is the amount of refrigerant delivered per unit time, by arbitrarily changing the driving frequency based on instructions from the control device 3.
  • the four-way valve 12 serving as a flow path switching device switches the flow of the refrigerant depending on the operation to be performed based on instructions from the control device 3. For example, during cooling operation, the four-way valve 12 allows the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged by the compressor 11 to flow into the outdoor heat exchanger 13. Further, during heating operation or the like, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 is made to flow into the water heat exchanger 60.
  • the outdoor heat exchanger 13 exchanges heat between the refrigerant and external air.
  • the outdoor heat exchanger 13 functions as an evaporator during a heating operation to heat water (heating operation), and exchanges heat between the low-pressure refrigerant flowing from the expansion valve 14 side and air, and evaporates the refrigerant.
  • a cooling operation in which water is cooled, it functions as a condenser, exchanges heat between the high-pressure refrigerant flowing from the compressor 11 side and air, and condenses and liquefies the refrigerant.
  • a water sprinkler device 5 is attached to the outdoor heat exchanger 13.
  • the water sprinkler 5 sprinkles water on the outdoor heat exchanger 13 when the outdoor heat exchanger 13 functions as a condenser.
  • the outdoor heat exchanger 13 and the water sprinkler 5 will be described in detail later.
  • the outdoor fan 16 sends air to the outdoor heat exchanger 13 to promote heat exchange between the refrigerant and the air.
  • the outdoor fan 16 is driven via a fan inverter drive device (not shown) or the like.
  • the outdoor fan 16 can change the air volume by arbitrarily changing the driving frequency based on instructions from the control device 3.
  • the outdoor heat exchanger 13 and the outdoor fan 16 are shown in one-to-one correspondence, but this is not particularly limited.
  • the water heat exchanger 60 which serves as a heat medium heat exchanger, exchanges heat between water, which serves as a heat medium, and a refrigerant.
  • the water heat exchanger 60 serves as a flow path for two refrigerant circuits and a flow path for a heat medium circulation circuit. Therefore, they constitute a device that constitutes a refrigerant circuit and a device that constitutes a heat medium circulation circuit.
  • the water heat exchanger 60 functions as a condenser during heating operation, for example, and exchanges heat between the refrigerant flowing from the compressor 11 side and water, condensing the refrigerant and liquefying it or converting it into two-phase gas-liquid. , heat the water.
  • it functions as an evaporator, exchanges heat between the refrigerant flowing from the expansion valve 14 side and water, evaporates the refrigerant, and cools the water.
  • the expansion valve 14 which serves as a throttle device, adjusts the pressure of the refrigerant passing through the water heat exchanger 60, for example, by changing its opening degree.
  • the expansion valve 14 of this embodiment is an electronic expansion valve whose opening degree is changed based on instructions from the control device 3. However, it is not limited to this. For example, it may be a temperature-sensitive expansion valve that changes the degree of opening based on the temperature of the refrigerant.
  • the accumulators 15 are each provided on the suction side of the compressor 11, and store surplus refrigerant in the refrigerant circuit.
  • the pump 80 is one of the devices that constitute the heat medium circulation circuit. In the heat medium circulation circuit, the pump 80 sucks water, applies pressure, sends it out, and circulates it. Further, the pump inverter drive device (not shown) can change the capacity of the pump 80 by arbitrarily changing the drive frequency based on instructions from the control device 3.
  • the indoor unit 2 is a unit that sends conditioned air to the indoor space that is the object of air conditioning.
  • each indoor unit 2 of this embodiment includes an indoor heat exchanger 21, an indoor flow rate adjustment device 22, and an indoor fan 23.
  • the indoor heat exchanger 21 and the indoor flow rate adjustment device 22 are devices that constitute a heat medium circulation circuit.
  • FIG. 1 shows a refrigeration cycle apparatus 100 having two indoor units 2, the number of indoor units 2 may be one or three or more.
  • the indoor flow rate adjustment device 22 is composed of, for example, a two-way valve that can control the opening degree (opening area) of the valve.
  • the indoor flow rate adjustment device 22 controls the flow rate of water flowing into and out of the indoor heat exchanger 21 by adjusting the degree of opening. Then, the indoor flow rate adjustment device 22 adjusts the amount of water to be passed through the indoor heat exchanger 21 based on the temperature of the water flowing into the indoor unit 2 and the temperature of the water flowing out, so that the indoor heat exchanger 21 To enable heat exchange using the amount of heat according to the indoor heat load.
  • the indoor flow rate adjustment device 22 when the indoor heat exchanger 21 does not need to exchange heat with the heat load, such as when the indoor heat exchanger 21 is stopped or the thermostat is turned off, the indoor flow rate adjustment device 22 fully closes the valve and The supply can be stopped so that water does not flow into or out of the exchanger 21.
  • the indoor flow rate adjustment device 22 is installed in the pipe on the water outflow side of the indoor heat exchanger 21, but the invention is not limited thereto.
  • the indoor flow rate adjustment device 22 may be installed on the water inflow side of the indoor heat exchanger 21.
  • the indoor heat exchanger 21 is a fin-tube heat exchanger that exchanges heat between indoor air in the indoor space supplied from the indoor fan 23 and water.
  • water which is colder than air, passes through the heat transfer tubes of the indoor heat exchanger 21 to cool the indoor space.
  • water that is warmer than air passes through the heat transfer tubes of the indoor heat exchanger 21, heating the indoor space.
  • the indoor fan 23 generates a flow of air that passes through the indoor heat exchanger 21 and returns to the indoor space.
  • the control device 3 controls the operation of the entire refrigeration cycle device 100.
  • the control device 3 is composed of a computer including a memory that stores data and programs necessary for control, and a CPU that executes the programs, dedicated hardware such as ASIC or FPGA, or both.
  • the control device 3 controls each part of the refrigeration cycle device 100 based on information detected by a temperature sensor or a pressure sensor included in the refrigeration cycle device 100 and instructions from a remote controller (not shown). Specifically, the control device 3 controls the driving frequency of the compressor 11, the rotational speed of the outdoor fan 16 and the indoor fan 23, the switching of the four-way valve 12, the opening degree of the expansion valve 14, the driving frequency of the pump 80, and the indoor flow rate adjustment.
  • the opening degree of the device 22, the water sprinkling of the water sprinkler device 5, etc. are controlled.
  • control device 3 is provided separately from the heat source unit 1 and the indoor unit 2 in FIG. 1, it may be mounted on the heat source unit 1 or the indoor unit 2.
  • the heat source unit 1 and the indoor unit 2 may each be provided with the control device 3 and may be connected to each other in a wireless or wired communicable manner to transmit and receive various data and the like.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the outdoor heat exchanger 13 according to the first embodiment.
  • the outdoor heat exchanger 13 of this embodiment is a parallel flow heat exchanger (PFC heat exchanger).
  • the outdoor heat exchanger 13 includes a heat exchange section 130 including a plurality of heat transfer tubes 131 and a plurality of fins 132, first headers 133a, 133b, and 133c, second headers 134a and 134b, and connection pipes 135a and 135b. It is equipped with In FIG. 2, in order to simplify the drawing, only a part of the heat exchanger tubes 131 and fins 132 are shown, and illustration of the whole is omitted.
  • the heat exchanger tube 131 is a flat tube with a plurality of flow paths formed inside. Each heat exchanger tube 131 is arranged to extend between first headers 133a, 133b, and 133c and second headers 134a and 134b. Moreover, each heat exchanger tube 131 is arranged at intervals from each other in a direction orthogonal to the stretching direction.
  • the extending direction of each heat exchanger tube 131 may be referred to as a first direction or a horizontal direction
  • the direction orthogonal to the extending direction of each heat exchanger tube 131 may be referred to as a second direction or a vertical direction.
  • a direction perpendicular to the horizontal direction and the vertical direction is sometimes referred to as the depth direction.
  • the fins 132 are corrugated fins bent into a wave shape. Each fin 132 is arranged to extend between first headers 133a, 133b, and 133c and second headers 134a and 134b. Further, each fin 132 is arranged between two adjacent heat exchanger tubes 131 of the plurality of heat exchanger tubes 131, and the two adjacent heat exchanger tubes 131 are connected by the fins 132.
  • the first headers 133a, 133b, and 133c are connected to one end of the plurality of heat exchanger tubes 131 in the extending direction, and the second headers 134a and 134b are connected to the other end of the plurality of heat exchanger tubes 131 in the extending direction.
  • the first headers 133a, 133b, and 133c and the second headers 134a and 134b have the function of distributing the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 13 to the plurality of heat transfer tubes 131, and combining the refrigerant that has flowed through the plurality of heat transfer tubes 131. It has the function of
  • One end of the connecting pipe 135a is connected to the first header 133a, and the other end is connected to the four-way valve 12.
  • One end of the connecting pipe 135b is connected to the first header 133c, and the other end is connected to the expansion valve 14.
  • FIG. 2 shows four flow paths P1 to P4 of the heat exchange section 130 when the outdoor heat exchanger 13 functions as a condenser.
  • the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the four-way valve 12 and flows into the first header 133a from the connection pipe 135a.
  • the refrigerant that has flowed into the first header 133a flows into the second header 134a through the flow path P1 formed by the plurality of heat transfer tubes 131 connected to the first header 133a.
  • the refrigerant that has flowed into the second header 134a flows into the first header 133b through a flow path P2 formed by a plurality of heat transfer tubes 131 connected between the second header 134a and the first header 133b.
  • the refrigerant that has flowed into the first header 133b flows into the second header 134b through a flow path P3 formed by a plurality of heat transfer tubes 131 connected between the first header 133b and the second header 134b.
  • the refrigerant that has flowed into the second header 134b flows into the first header 133c through a flow path P4 formed by a plurality of heat transfer tubes 131 connected between the second header 134b and the first header 133c.
  • the refrigerant that has flowed into the first header 133c flows out to the expansion valve 14 through the connection pipe 135b.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the water sprinkler device 5 of the refrigeration cycle device 100 according to the first embodiment.
  • the outdoor heat exchanger 13 is also shown for explanation.
  • the water sprinkler device 5 is attached to a casing or the like that holds the outdoor heat exchanger 13.
  • the water sprinkler device 5 and the outdoor heat exchanger 13 are arranged at intervals in the depth direction.
  • the water sprinkler 5 includes a first pipe 50a, a second pipe 50b, and connection pipes 52 connected to the first pipe 50a and the second pipe 50b, respectively.
  • the first pipe 50a and the second pipe 50b are independent from each other, and one end of the first pipe 50a and the second pipe 50b is connected to a connecting pipe 52, respectively.
  • the connecting pipe 52 is connected to a water pipe or the like, and water flowing from the connecting pipe 52 is supplied to the first pipe 50a and the second pipe 50b, respectively.
  • the connection pipe 52 is provided with a valve that adjusts the flow rate of water, and by controlling the valve by the control device 3, the start and stop of watering by the watering device 5 and the amount of watering are controlled.
  • the first pipe 50a and the second pipe 50b are arranged to face each other.
  • the first pipe 50a is disposed to extend in the vertical direction outside one horizontal end of the heat exchange section 130.
  • the second pipe 50b is disposed to extend in the vertical direction outside the other end of the heat exchange section 130 in the horizontal direction.
  • one horizontal end side of the heat exchange section 130 will be referred to as a "first header side”
  • the other horizontal end side of the heat exchange section 130 will be referred to as a "second header side”.
  • a plurality of first nozzles 51a are provided in the first pipe 50a.
  • five first nozzles 51a are provided in the first pipe 50a, but the number of first nozzles 51a may be four or less or six or more.
  • Each first nozzle 51a is a hollow conical nozzle that sprays atomized water at a spray angle of 60 degrees, for example.
  • the first nozzles 51a are arranged at intervals in the vertical direction, and spray water onto the flow paths P1 to P4 of the heat exchanger 130 from the first header side toward the second header side. In other words, each first nozzle 51a sprays water from one end of the outdoor heat exchanger 13 in the horizontal direction toward the center of the outdoor heat exchanger 13.
  • a plurality of second nozzles 51b are provided in the second pipe 50b.
  • the second pipe 50b is provided with five second nozzles 51b, but the number of second nozzles 51b may be four or less or six or more.
  • Each second nozzle 51b is a hollow conical nozzle that sprays atomized water at a spray angle of 60°, for example.
  • the second nozzles 51b are arranged at intervals in the vertical direction, and spray water horizontally from the second header side toward the first header side onto the flow paths P1 to P4 of the heat exchange section 130. In other words, each second nozzle 51b sprays water from the other end of the outdoor heat exchanger 13 in the horizontal direction toward the center of the outdoor heat exchanger 13.
  • Each second nozzle 51b is arranged to face the first nozzle 51a, and the vertical position of each second nozzle 51b is the same as the vertical position of each first nozzle 51a.
  • the droplet diameter of water sprayed from each first nozzle 51a and each second nozzle 51b in the water sprinkling device 5 of this embodiment is 160 ⁇ m or less, preferably 110 ⁇ m or less.
  • the amount of water sprinkled per unit area by each first nozzle 51a and each second nozzle 51b in the water sprinkler 5 is 1.2 ⁇ 0.2L/(min ⁇ m 2 ), in other words, 1.0L/( min ⁇ m 2 ) or more and 1.4 L/(min ⁇ m 2 ) or less.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of water sprinkled per unit area and the COP improvement rate for each droplet diameter in a heat exchanger having corrugated fins.
  • the graph in FIG. 4 was obtained by conducting a water sprinkling experiment on a heat exchanger having corrugated fins, with the amount of water sprinkling changed for each droplet diameter.
  • the COP improvement rate in FIG. 4 is the improvement rate with respect to the COP when water is not sprinkled on the heat exchanger.
  • the fin pitch of the heat exchanger used in the experiment was 1 to 2 mm.
  • the COP improvement rate when the droplet diameter is 160 ⁇ m or less is higher than the COP improvement rate when the droplet diameter is 200 ⁇ m or less. Further, when the droplet diameter is 160 ⁇ m or less, the COP improvement rate becomes high when the amount of water sprayed per unit area is close to 1.2 L/(min ⁇ m 2 ). That is, according to FIG. 4, by setting the droplet diameter to 160 ⁇ m or less and the watering amount to 1.2 ⁇ 0.2 L/(min m 2 ), the COP improvement rate can be increased (for example, to 30% or more). be able to. In particular, when the droplet diameter is 110 ⁇ m and the amount of water sprinkled is 1.2 L/(min ⁇ m 2 ), the COP improvement rate is the highest and can be 50% or more.
  • each first nozzle 51a and each second nozzle 51b is 0.2 L/min and the droplet diameter is 110 ⁇ m
  • the total flow rate is 2.00 L/min.
  • the amount of water sprinkled per unit area is 1.12 L/(min ⁇ m 2 ).
  • the height of the heat exchange section 130 is 1.22 m, and the width is 1.47 m.
  • the lower limit of the droplet diameter of water sprayed from each nozzle of the water spraying device 5 may be set to 60 ⁇ m, for example. That is, the droplet diameter of the water sprayed from each nozzle of the water sprinkler 5 may be set to 60 ⁇ m or more and 160 ⁇ m or less. If the droplet diameter of the water sprayed from each nozzle of the water spray device 5 is less than 60 ⁇ m, many nozzles will be required to achieve the desired amount of water per unit area, leading to restrictions on arrangement or increased costs. It's for a reason. Furthermore, when the droplet diameter is less than 60 ⁇ m, the droplet becomes susceptible to the influence of outside wind, and the droplet may not hit the outdoor heat exchanger 13.
  • the outdoor heat exchanger 13 functioning as a condenser is An increase in the amount of water held in the vessel 13 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress deterioration in the performance of the outdoor heat exchanger 13 and improve COP by sprinkling water. Further, by setting the amount of water sprinkled per unit area of the water sprinkler 5 to 1.2 ⁇ 0.2 L/(min ⁇ m 2 ), further improvement in COP can be realized. The above effect is particularly effective when the fin pitch of the fins 132 is 1 to 2 mm.
  • Embodiment 2 will be described.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the water sprinkler 5A.
  • the other configurations of refrigeration cycle device 100 in the second embodiment are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a side view of the heat source unit 1 of the refrigeration cycle device 100 according to the second embodiment.
  • the heat source unit 1 is a top flow type outdoor unit in which an outdoor fan 16 is disposed above an outdoor heat exchanger 13.
  • a wind speed distribution as shown by arrows in FIG. 5 occurs in the air flowing into the outdoor heat exchanger 13.
  • the outdoor heat exchanger 13 is arranged at an angle with respect to the vertical direction, and the heat source unit 1 has a Y-shape when viewed from the side. It may also be arranged without being inclined with respect to it.
  • FIG. 6 is a diagram showing the temperature distribution of the outdoor heat exchanger 13 in the case where the outdoor heat exchanger 13 according to the second embodiment functions as a condenser.
  • the temperature is higher in the part of the heat exchanger 130 that is closer to the connection pipe 135a, which is the inlet of the refrigerant; It can be seen that the closer the area is, the lower the temperature is. That is, in the flow direction of the refrigerant in the heat exchange section 130, the temperature decreases from upstream to downstream. For example, as shown in FIG.
  • the flow path P1 is at a high temperature (e.g., 80°C to 100°C)
  • the flow path P2 is at a medium temperature (e.g., 40°C to 50°C)
  • the flow paths P3 and P4 are at a low temperature (e.g., 30°C to 40°C). °C).
  • the wind speed distribution and temperature distribution in the outdoor heat exchanger 13 are non-uniform, so if water is uniformly sprinkled on the heat exchange section 130 by the water sprinkler 5, the cooling effect of the water spray will vary. , the effect of improving condensation ability and watering efficiency will decrease. Therefore, the water sprinkler 5A of this embodiment is configured in consideration of the wind speed distribution and temperature distribution of the outdoor heat exchanger 13.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the water sprinkler device 5A of the refrigeration cycle device 100 according to the second embodiment.
  • the outdoor heat exchanger 13 is also shown for explanation.
  • the water sprinkler 5A is attached to a casing or the like that holds the outdoor heat exchanger 13.
  • the water sprinkler 5A and the outdoor heat exchanger 13 are arranged at intervals in the depth direction.
  • the water sprinkler 5A includes a first pipe 50a, a second pipe 50b, a third pipe 50c, and a connecting pipe 52.
  • the first pipe 50a and the second pipe 50b are arranged opposite to each other below the third pipe 50c.
  • the third pipe 50c has one end connected to the first pipe 50a and the other end connected to the second pipe 50b.
  • the second pipe 50b and the third pipe 50c are connected to a connecting pipe 52.
  • the connection pipe 52 is connected to a water pipe or the like, and water flowing from the connection pipe 52 is supplied to the second pipe 50b, the third pipe 50c, and the first pipe 50a.
  • the connection pipe 52 is provided with a valve that adjusts the flow rate of water, and by controlling the valve by the control device 3, the start and stop of watering by the watering device 5A and the amount of watering are controlled.
  • the first pipe 50a is arranged to extend in the vertical direction outside one horizontal end of the heat exchange section 130.
  • the second pipe 50b is disposed to extend in the vertical direction outside the other end of the heat exchange section 130 in the horizontal direction.
  • a plurality of first nozzles are provided in the first pipe 50a.
  • the first pipe 50a is provided with three first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3.
  • Each of the first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3 is a hollow conical nozzle that sprays atomized water at a spray angle of 60°, for example.
  • the first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3 are vertically spaced apart from each other.
  • the first nozzle 51a1 mainly sprays water on the channel P2
  • the first nozzle 51a2 mainly sprays water on the channel P3
  • the first nozzle 51a3 mainly sprays water on the channel P3. Water is sprinkled on the flow path P4.
  • Each of the first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3 sprays water from the first header side toward the second header side, that is, from one end side of the outdoor heat exchanger 13 in the horizontal direction toward the center of the outdoor heat exchanger 13. .
  • the amount of water sprayed from each of the first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3 is 0.24 L/min, and the droplet diameter is 160 ⁇ m or less, for example, 110 ⁇ m.
  • a plurality of second nozzles are provided in the second pipe 50b.
  • the second pipe 50b is provided with three second nozzles 51b1, 51b2, and 51b3.
  • Each of the second nozzles 51b1, 51b2, and 51b3 is a hollow conical nozzle that sprays atomized water at a spray angle of 60°, for example.
  • the second nozzles 51b1, 51b2, and 51b3 are spaced apart from each other in the vertical direction.
  • Each second nozzle 51b1, 51b2, and 51b3 is arranged facing each first nozzle 51a1, 51a2, and 51a3.
  • the vertical position of each second nozzle 51b1, 51b2, and 51b3 is the same as the vertical position of each first nozzle 51a1, 51a2, and 51a3.
  • the second nozzle 51b1 mainly sprays water on the channel P2, the second nozzle 51b2 mainly sprays water on the channel P3, and the second nozzle 51b3 mainly sprays water on the channel P3.
  • Water is sprinkled on the flow path P4.
  • Each of the second nozzles 51b1, 51b2, and 51b3 sprays water from the second header side toward the first header side, that is, from the other horizontal end side of the outdoor heat exchanger 13 toward the center of the outdoor heat exchanger 13. do.
  • the amount of water sprayed from each second nozzle 51b is 0.24 L/min, and the droplet diameter is 160 ⁇ m or less, for example, 110 ⁇ m.
  • the third pipe 50c is arranged to extend horizontally along the lower end of the flow path P1 of the heat exchange section 130.
  • a plurality of third nozzles 51c are provided in the third pipe 50c.
  • the third pipe 50c is provided with four third nozzles 51c.
  • Each third nozzle 51c is a hollow conical nozzle that sprays atomized water at a spray angle of 60 degrees, for example.
  • the third nozzles 51c are arranged at intervals from each other in the horizontal direction.
  • Each third nozzle 51c sprays water upwardly from the bottom to the top of the flow path P1 in the upper part of the heat exchange section 130. That is, the four third nozzles 51c of the third pipe 50c spray water on the flow path P1 in the heat exchange section 130.
  • the amount of water sprayed from each third nozzle 51c is 0.13 L/min, and the droplet diameter is 160 ⁇ m or less, for example, 110 ⁇ m.
  • the total amount of water sprinkled by the water sprinkler 5A is 1.96 L/min, which is the amount of water sprinkled per unit area. is 1.09L/(min ⁇ m 2 ).
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the installation angle of the third nozzle 51c of the third pipe 50c according to the second embodiment.
  • the third nozzle 51c and the outdoor heat exchanger 13 are schematically shown when the outdoor heat exchanger 13 is viewed from the side (when viewed in the horizontal direction).
  • the third nozzle 51c is a nozzle that sprays water onto the channel P1 having the highest wind speed.
  • the third nozzle 51c sprays water upward onto the heat exchange section 130 of the outdoor heat exchanger 13.
  • the third nozzle 51c is installed so as to be inclined at an angle ⁇ 1 toward the side approaching the outdoor heat exchanger 13 with respect to the vertical direction.
  • the angle ⁇ 1 is an angle such that the water from the third nozzle 51c is spread throughout the flow path P1 of the heat exchanger 130 but does not exceed the upper end of the heat exchanger 130, and is, for example, 45° to 70°.
  • the plurality of third nozzles 51c provided in the third pipe 50c are all installed at the same angle.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the installation angles of the first nozzle 51a1 and the second nozzle 51b1 of the first pipe 50a and the second pipe 50b according to the second embodiment.
  • FIG. 9 schematically shows the first nozzle 51a1, the second nozzle 51b1, and the outdoor heat exchanger 13 when the outdoor heat exchanger 13 is viewed from above (when viewed in the vertical direction).
  • the first nozzle 51a1 and the second nozzle 51b1 are nozzles that spray water to the channel P2 having the second highest wind speed.
  • the first nozzle 51a1 and the second nozzle 51b1 are installed so as to be inclined at an angle ⁇ 2 toward the side away from the outdoor heat exchanger 13 with respect to the horizontal direction.
  • the angle ⁇ 2 is an angle with respect to the wind speed such that water spray from the first nozzle 51a1 and the second nozzle 51b1 arranged at both ends of the heat exchanger 130 reaches the center of the heat exchanger 130, and is, for example, 10° to It is 20°.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the installation angles of the first nozzle 51a2 and the second nozzle 51b2 of the first pipe 50a and the second pipe 50b according to the second embodiment.
  • FIG. 10 schematically shows the first nozzle 51a2, the second nozzle 51b2, and the outdoor heat exchanger 13 when the outdoor heat exchanger 13 is viewed from above (when viewed in the vertical direction).
  • the first nozzle 51a2 and the second nozzle 51b2 are nozzles that spray water to the flow path P3 having the third highest wind speed.
  • the first nozzle 51a2 and the second nozzle 51b2 are installed so as to be inclined at an angle ⁇ 3 toward the side away from the outdoor heat exchanger 13 with respect to the horizontal direction.
  • the angle ⁇ 3 is an angle with respect to the wind speed such that water spray from the first nozzle 51a2 and the second nozzle 51b2 arranged at both ends of the heat exchanger 130 reaches the center of the heat exchanger 130, and is, for example, 7°. ⁇ 17°.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the installation angles of the first nozzle 51a3 and the second nozzle 51b3 of the first pipe 50a and the second pipe 50b according to the second embodiment.
  • FIG. 11 schematically shows the first nozzle 51a3, the second nozzle 51b3, and the outdoor heat exchanger 13 when the outdoor heat exchanger 13 is viewed from above (when viewed in the vertical direction).
  • the first nozzle 51a3 and the second nozzle 51b3 are nozzles that spray water to the channel P4 where the wind speed is the lowest.
  • the first nozzle 51a3 and the second nozzle 51b3 are installed so as to be inclined at an angle ⁇ 4 toward the side away from the outdoor heat exchanger 13 with respect to the horizontal direction.
  • the angle ⁇ 4 is an angle with respect to the wind speed such that water spray from the first nozzle 51a3 and the second nozzle 51b3 arranged at both ends of the heat exchanger 130 reaches the center of the heat exchanger 130, and is, for example, 0°. ⁇ 10°.
  • the angles ⁇ 2 to ⁇ 4 at which the first nozzles 51a1 to 51a3 and the second nozzles 51b1 to 51b3, which spray water horizontally from both ends of the heat exchange section 130, are installed vary depending on the wind speed. It is set as follows. Specifically, the inclination angle with respect to the horizontal direction of the nozzle that sprinkles water on the area with high wind speed is set so that the sprayed water reaches the center. is set larger than .
  • the third nozzle 51c As described above, by installing the third nozzle 51c on the third pipe 50c extending in the horizontal direction and tilting it upward at an angle ⁇ 1, it is possible to spray water over the entire flow path P1 where the wind speed is the highest.
  • the angles ⁇ 2 to ⁇ 4 of the first nozzles 51a1 to 51a3 and the second nozzles 51b1 to 51b3, which spray water horizontally from both ends of the heat exchanger 130, depending on the wind speed the flow paths P2 to Water can be sprinkled over the entire P4.
  • the number of nozzles in the third pipe 50c that sprays water on the flow path P1, which is relatively high in temperature in the heat exchanger 130 is the same as the number of nozzles in the first pipe 50a.
  • the number of nozzles is larger than that of the second pipe 50b. This makes it possible to make the amount of water sprayed per unit area for the flow path P1, which is relatively high temperature, in the heat exchange section 130 larger than the amount of water sprayed per unit area for the flow paths P2 to P4, which are relatively low temperature. can.
  • the condensing capacity of the outdoor heat exchanger 13 is improved, and the refrigeration cycle
  • the COP of the entire device 100 is improved.
  • Embodiment 1 the same effects as in Embodiment 1 can be obtained. Furthermore, by arranging, numbering, and angles of each nozzle in the water sprinkling device 5A as in this embodiment, the effect of improving the condensing capacity of the outdoor heat exchanger 13 that functions as a condenser and reducing the water sprinkling efficiency can be suppressed. Sushi and COP can be improved.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the connection arrangement of the heat source units 1. As shown in FIG. 12, the heat source units 1 of the refrigeration cycle device 100 may be arranged in a connected manner in the depth direction. FIG. 12 shows a state in which four heat source units 1 are connected in the depth direction.
  • the water sprinkler 5B of this embodiment is configured to vary the droplet diameter and the amount of water sprinkled depending on the influence of the outside wind.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a water sprinkler 5B according to the third embodiment.
  • two water sprinklers 5B are shown that respectively sprinkle water on two outdoor heat exchangers 13 arranged in a row in the horizontal direction among the four outdoor heat exchangers 13 included in the heat source unit 1.
  • the two water sprinklers 5B are connected by a connecting pipe 52a.
  • the connection pipe 52a is connected to a water pipe or the like, and water flowing from the connection pipe 52a is supplied to the second pipe 50b, the third pipe 50c, and the first pipe 50a of the two water sprinklers 5B.
  • the connection pipe 52 is provided with a valve that adjusts the flow rate of water, and by controlling the valve by the control device 3, the start and stop of watering by the watering device 5B and the amount of watering are controlled.
  • the water sprinkler 5B includes a first pipe 50a, a second pipe 50b, and a third pipe 50c.
  • the two water sprinklers 5B are attached to the housing 6 of the heat source unit 1 so that the second pipe 50b is located inside where the influence of outside wind is small.
  • the configurations of the first piping 50a and the plurality of first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3, and the configurations of the third piping 50c and the plurality of third nozzles 51c in this embodiment are the same as in the second embodiment.
  • the second pipe 50b is arranged to extend in the vertical direction outside the other end of the heat exchange section 130 in the horizontal direction.
  • the second pipe 50b is provided with a plurality of second nozzles.
  • the second pipe 50b is provided with three second nozzles 51b11, 51b12, and 51b13.
  • Each of the second nozzles 51b11, 51b12, and 51b13 is a hollow conical nozzle that sprays atomized water at a spray angle of 60°, for example.
  • the second nozzles 51b11, 51b12, and 51b13 are spaced apart from each other in the vertical direction.
  • the second nozzles 51b11, 51b12, and 51b13 are arranged opposite to the first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3.
  • the vertical position of each second nozzle 51b11, 51b12, and 51b13 is the same as the vertical position of each first nozzle 51a1, 51a2, and 51a3.
  • the second nozzle 51b1 mainly sprays water on the channel P2, the second nozzle 51b2 mainly sprays water on the channel P3, and the second nozzle 51b3 mainly sprays water on the channel P3. Water is sprinkled on the flow path P4.
  • Each of the second nozzles 51b1, 51b2, and 51b3 sprays water from the other end of the outdoor heat exchanger 13 in the horizontal direction toward the center of the outdoor heat exchanger 13.
  • the amount of water sprayed from each of the second nozzles 51b11, 51b12, and 51b13 in this embodiment is 0.10 L/min, and the droplet diameter is 75 ⁇ m or less. That is, the droplet diameter of each of the second nozzles 51b11, 51b12, and 51b13 located on the inside is smaller than the droplet diameter of each of the first nozzles 51a1, 51a2, and 51a3 located on the outside, and the amount of water sprayed is also set to be smaller.
  • the angle ⁇ 2 of the second nozzle 51b11 with respect to the horizontal direction is, for example, 10° to 20°
  • the angle ⁇ 3 of the second nozzle 51b12 with respect to the horizontal direction is, for example, 7° to 17°
  • the angle ⁇ 2 of the second nozzle 51b13 with respect to the horizontal direction is, for example, 7° to 17°.
  • the angle ⁇ 4 is, for example, 0° to 10°.
  • Embodiment 1 the same effects as in Embodiment 1 can be obtained in this embodiment as well. Furthermore, when a plurality of heat source units 1 are arranged in a connected manner, water sprinkling efficiency can be improved by reducing the droplet diameter of each nozzle located at a position where the influence of outside wind is small to facilitate evaporation.
  • the heat source units 1 are arranged in a connected manner as in this embodiment, and the heat source unit 1 is Y-shaped as shown in FIG. If piping is provided for this purpose, it is necessary to provide a gap so that the piping does not interfere with each other when connecting in the depth direction. In this case, the installation area of the heat source unit 1 after connection will increase.
  • the configuration of the water sprinkler 5B of the present embodiment since there is no pipe between the upper end of the outdoor heat exchanger 13 and the third pipe 50c, the upper ends of the outdoor heat exchanger 13 are placed close to each other. The installation area can be suppressed from increasing.
  • the refrigeration cycle device 100 is a heat pump chiller, but the refrigeration cycle device 100 may be a cooling-only machine without a cooling/heating switch, a refrigerator for cooling a refrigerated warehouse, or a direct expansion It may also be a type air conditioner.
  • the refrigeration cycle device 100 is a cooling-only machine or a refrigerator, the four-way valve 12 is omitted, the outdoor heat exchanger 13 becomes a condenser, and the indoor heat exchanger 21 becomes an evaporator.
  • Embodiments 1 to 3 are merely examples, and can be changed as desired.
  • the angle of each nozzle may be made different depending on the wind speed distribution, or the amount of water sprinkled may be made different depending on the temperature distribution.
  • any or all of the first to third nozzles may have an angle of 0°.
  • the third pipe 50c is arranged to extend horizontally along the lower end of the flow path P1 of the heat exchange section 130, but the present invention is not limited to this.
  • the third pipe 50c may be disposed above or below the lower end of the flow path P1 of the heat exchange section 130 as long as the third nozzle 51c is in a position where the portion of the heat exchange section 130 where the wind speed and temperature are high can be sprayed with water. good.
  • the distance from the upper end of the outdoor heat exchanger 13 to the third pipe 50c is set to a distance that does not interfere when the heat source units 1 are connected. .
  • the desired water sprinkling amount per unit area cannot be achieved by reducing the water sprinkling amount of each second nozzle 51b11, 51b12, and 51b13 arranged inside, 2
  • the number of nozzles may be increased.
  • the heat source unit 1 has a configuration having four refrigerant circuits, but is not limited to this, and may have three or less refrigerant circuits, or five or more refrigerant circuits. Further, in the above embodiment, the case where the outdoor heat exchanger 13 has four channels P1 to P4 has been described, but the number of channels in the outdoor heat exchanger 13 may be three or less, or five or more. But that's fine.
  • 1 Heat source unit 2 Indoor unit, 3 Control device, 5, 5A, 5B Water sprinkler, 6 Housing, 11 Compressor, 12 Four-way valve, 13 Outdoor heat exchanger, 14 Expansion valve, 15 Accumulator, 16 Outdoor fan, 21 Indoor heat exchanger, 22 Indoor flow rate adjustment device, 23 Indoor fan, 50a First piping, 50b Second piping, 50c Third piping, 51a, 51a1, 51a2, 51a3 First nozzle, 51b, 51b1, 51b2, 51b3, 51b11 , 51b12, 51b13 Second nozzle, 51c Third nozzle, 52, 52a Connection piping, 60 Water heat exchanger, 80 Pump, 100 Refrigeration cycle device, 130 Heat exchange section, 131 Heat exchanger tube, 132 Fin, 133a, 133b, 133c First header, 134a, 134b Second header, 135a, 135b connection piping.

Abstract

冷凍サイクル装置は、コルゲートフィンを有する凝縮器と、凝縮器に散水する散水装置と、を備え、散水装置が散布する水の液滴径は１６０μｍ以下である。

Description

冷凍サイクル装置
　本開示は、凝縮器に散水を行う冷凍サイクル装置に関するものである。
　冷凍サイクル装置において、外気温度が高い場合に、室外機が備える凝縮器に散水を行い、水の気化熱によって凝縮器を冷却することにより、冷媒の凝縮能力を向上させることが知られている。例えば、特許文献１では、プレートフィンを有する熱交換器へ散水するための複数の噴霧ノズルを備えた噴霧装置が開示されている。特許文献１では、熱交換器の正面に複数の噴霧ノズルを配置し、熱交換器が凝縮器として機能する冷房運転時に霧状の水を噴霧する構成となっている。
特許第５８８００１９号公報
　ここで、凝縮器がコルゲートフィンを有する熱交換器の場合、散水により波形状のコルゲートフィンの谷間に水が溜まり、プレートフィンを有する熱交換器に比べて、凝縮器に水が保持されやすくなる。凝縮器の水保持量が多くなると、空気抵抗となり凝縮器の性能が低下する恐れがある。
　本開示は、上記のような課題を解決するものであり、散水による凝縮器の性能の低下を抑制することができる冷凍サイクル装置を提供するものである。
　本開示に係る冷凍サイクル装置は、コルゲートフィンを有する凝縮器と、凝縮器に散水する散水装置と、を備え、散水装置が散布する水の液滴径は１６０μｍ以下である。
　本開示の冷凍サイクル装置によれば、コルゲートフィンを有する凝縮器に対し液滴径を１６０μｍ以下として散水することで、凝縮器の水保持量の増加を抑制し、凝縮器の性能の低下を抑制することができる。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る室外熱交換器の概略構成図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の散水装置の概略構成図である。 コルゲートフィンを有する熱交換器の液滴径毎の単位面積当たりの散水量とＣＯＰ向上率との関係を示すグラフである。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の熱源ユニットの側面図である。 実施の形態２に係る室外熱交換器が凝縮器として機能する場合における室外熱交換器の温度分布を示す図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の散水装置の概略構成図である。 実施の形態２に係る第３配管の第３ノズルの設置角度を説明する図である。 実施の形態２に係る第１配管及び第２配管の第１ノズル及び第２ノズルの設置角度を説明する図である。 実施の形態２に係る第１配管及び第２配管の第１ノズル及び第２ノズルの設置角度を説明する図である。 実施の形態２に係る第１配管及び第２配管の第１ノズル及び第２ノズルの設置角度を説明する図である。 熱源ユニットの連結配置の一例を示す図である。 実施の形態３に係る散水装置の概略構成図である。
　以下、図面に基づいて実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。さらに、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態１．
（冷凍サイクル装置の構成）
　図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の概略構成図である。本実施の形態１の冷凍サイクル装置１００は、冷温水を用いて空調を行うヒートポンプチラーである。図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、熱源ユニット１と、室内ユニット２と、制御装置３とを備える。本実施の形態の熱源ユニット１は、４系統の冷媒回路を有する。そして、２系統の冷媒回路がグループとなって、１台の水熱交換器６０を共有する。本実施の形態の熱源ユニット１は、２系統の冷媒回路を２グループ有する。そして、２台の水熱交換器６０は直列に配管接続され、熱媒体である水を２段階で冷却又は加熱する。
　図１に示すように、本実施の形態の熱源ユニット１の各系統の冷媒回路は、それぞれ圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、膨張弁１４、水熱交換器６０及びアキュムレータ１５を配管接続し、冷媒回路を構成する。冷媒としては、例えば、Ｒ－２２、Ｒ－１３４ａなどの単一冷媒、Ｒ－４１０Ａ、Ｒ－４０４Ａなどの擬似共沸混合冷媒、又はＲ－４０７Ｃなどの非共沸混合冷媒を用いることができる。また、化学式内に二重結合を含む、ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２などの地球温暖化係数が比較的小さいとされている冷媒又はその混合物、もしくはＣＯ２又はプロパンなどの自然冷媒などを用いることができる。
　圧縮機１１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機１１は、圧縮機インバータ駆動装置（図示せず）などを介して駆動される。圧縮機１１は、制御装置３からの指示に基づいて、駆動周波数を任意に変化させることにより、単位時間あたりの冷媒を送り出す量となる圧縮機１１の容量を変化させることができる。
　また、流路切替装置となる四方弁１２は、制御装置３からの指示に基づいて、実行する運転によって冷媒の流れを切り替える。例えば、冷房運転などのときには、四方弁１２は、圧縮機１１が吐出した高温高圧の冷媒が室外熱交換器１３に流入するようにする。また、暖房運転などのときには、圧縮機１１の吐出した高温高圧の冷媒が水熱交換器６０に流入するようにする。
　室外熱交換器１３は、冷媒と外部の空気との熱交換を行う。室外熱交換器１３は、水を加熱する加熱運転（暖房運転）において、蒸発器として機能し、膨張弁１４側から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させる。また、水を冷却する冷却運転（冷房運転）においては、凝縮器として機能し、圧縮機１１側から流入した高圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化させる。
　室外熱交換器１３には、散水装置５が取り付けられている。散水装置５は、室外熱交換器１３が凝縮器として機能する場合に、室外熱交換器１３に水を散布する。室外熱交換器１３及び散水装置５については、後ほど詳述する。
　また、室外ファン１６は、室外熱交換器１３に空気を送り込み、冷媒と空気との熱交換を促す。ここで、室外ファン１６は、ファンインバータ駆動装置（図示せず）などを介して駆動される。室外ファン１６は、制御装置３からの指示に基づいて、駆動周波数を任意に変化させることにより、風量を変化させることができる。図１では、室外熱交換器１３と室外ファン１６とを１対１で対応させているが、特に限定するものではない。
　熱媒体熱交換器となる水熱交換器６０は、熱媒体となる水と冷媒との熱交換を行う。水熱交換器６０は、２系統の冷媒回路の流路及び熱媒体循環回路の流路となる。したがって、冷媒回路を構成する機器及び熱媒体循環回路を構成する機器となる。水熱交換器６０は、例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、圧縮機１１側から流入した冷媒と水との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化又は気液二相化させ、水を加熱する。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、膨張弁１４側から流入した冷媒と水との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させ、水を冷却する。
　絞り装置となる膨張弁１４は、例えば、開度を変化させることで、水熱交換器６０を通過する冷媒の圧力などを調整する。本実施の形態の膨張弁１４は、制御装置３からの指示に基づいて開度を変化させる電子式膨張弁で構成する。ただし、これに限定するものではない。例えば、冷媒の温度に基づいて開度を変化する感温式膨張弁などであってもよい。
　アキュムレータ１５は、それぞれ圧縮機１１の吸入側に設けられており、冷媒回路において余剰となる冷媒を貯留する。
　ポンプ８０は、熱媒体循環回路を構成する機器の１つである。ポンプ８０は、熱媒体循環回路において、水を吸引し、圧力を加えて送り出して循環させる。また、ポンプインバータ駆動装置（図示せず）は、制御装置３からの指示に基づいて、駆動周波数を任意に変化させることにより、ポンプ８０の容量を変化させることができる。
　室内ユニット２は、空気調和対象である室内空間に調和した空気を送るユニットである。図１に示すように、本実施の形態の各室内ユニット２は、室内熱交換器２１、室内流量調整装置２２及び室内ファン２３を有する。室内熱交換器２１及び室内流量調整装置２２は、熱媒体循環回路を構成する機器となる。図１は、２台の室内ユニット２を有する冷凍サイクル装置１００を示しているが、室内ユニット２の台数は、１台であってもよいし、３台以上であってもよい。
　室内流量調整装置２２は、例えば、弁の開度（開口面積）を制御することができる二方弁などで構成されている。室内流量調整装置２２は、開度を調整することで、室内熱交換器２１を流入出する水の流量を制御する。そして、室内流量調整装置２２は、室内ユニット２へ流入する水の温度及び流出する水の温度に基づいて、室内熱交換器２１を通過させる水の量を調整し、室内熱交換器２１が、室内の熱負荷に応じた熱量による熱交換を行えるようにする。ここで、室内流量調整装置２２は、停止又はサーモＯＦＦなどのときのように、室内熱交換器２１が熱負荷との熱交換をする必要がないときは、弁を全閉にして、室内熱交換器２１に水が流入出しないように供給を止めることができる。図１において、室内流量調整装置２２は、室内熱交換器２１の水流出側の配管に設置されているが、これに限定するものではない。例えば、室内流量調整装置２２が、室内熱交換器２１の水流入側に設置されてもよい。
　また、室内熱交換器２１は、室内ファン２３から供給される室内空間における室内空気と水との間で熱交換を行うフィンチューブ式熱交換器である。冷房運転時においては、室内熱交換器２１の伝熱管に空気よりも冷たい水が通過し、室内空間が冷房される。一方、暖房運転時においては、室内熱交換器２１の伝熱管に空気よりも暖かい水が通過し、室内空間が暖房される。室内ファン２３は、室内空間の空気を室内熱交換器２１に通過させ、室内空間に戻す空気の流れを生成する。
　制御装置３は、冷凍サイクル装置１００全体の動作を制御するものである。制御装置３は、制御に必要なデータ及びプログラムを記憶するメモリと、プログラムを実行するＣＰＵと、を備えるコンピュータ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡなどの専用のハードウェア、もしくはその両方で構成される。制御装置３は、冷凍サイクル装置１００が備える温度センサ又は圧力センサなどの検出情報、及びリモコン（図示せず）からの指示に基づいて、冷凍サイクル装置１００各部を制御する。具体的には、制御装置３は、圧縮機１１の駆動周波数、室外ファン１６及び室内ファン２３の回転数、四方弁１２の切り替え、膨張弁１４の開度、ポンプ８０の駆動周波数、室内流量調整装置２２の開度及び散水装置５の散水等を制御する。
　なお、図１では制御装置３は、熱源ユニット１及び室内ユニット２とは別に設けられているが、熱源ユニット１又は室内ユニット２に搭載されてもよい。もしくは、熱源ユニット１と室内ユニット２とが、それぞれ制御装置３を備え、互いに無線又は有線によって通信可能に接続され、各種データ等を送受信してもよい。
（室外熱交換器の構成）
　続いて、本実施の形態の室外熱交換器１３の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る室外熱交換器１３の概略構成図である。本実施の形態の室外熱交換器１３は、パラレルフロー型熱交換器（ＰＦＣ熱交換器）である。室外熱交換器１３は、複数の伝熱管１３１及び複数のフィン１３２からなる熱交換部１３０と、第１ヘッダ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃと、第２ヘッダ１３４ａ及び１３４ｂと、接続配管１３５ａ及び１３５ｂと、を備えている。図２においては、図面の簡略化のため、伝熱管１３１とフィン１３２については一部のみを示し、全体の図示は省略している。
　伝熱管１３１は、内部に複数の流路が形成された扁平管である。各伝熱管１３１は、第１ヘッダ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃと、第２ヘッダ１３４ａ及び１３４ｂとの間に延伸して配置されている。また、各伝熱管１３１は、延伸方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配置されている。なお、以降の説明において、各伝熱管１３１の延伸方向を第１方向又は水平方向といい、各伝熱管１３１の延伸方向に直交する方向を第２方向又は垂直方向ということがある。また、水平方向及び垂直方向に直交する方向を奥行方向ということがある。
　フィン１３２は、波形に折り曲げられたコルゲートフィンである。各フィン１３２は、第１ヘッダ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃと、第２ヘッダ１３４ａ及び１３４ｂとの間に延伸して配置されている。また、各フィン１３２は、複数の伝熱管１３１の隣り合う２つの伝熱管１３１の間に配置され、隣り合う２つの伝熱管１３１はフィン１３２によって接続されている。
　第１ヘッダ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃは、複数の伝熱管１３１の延伸方向の一端に接続され、第２ヘッダ１３４ａ及び１３４ｂは、複数の伝熱管１３１の延伸方向の他端に接続されている。第１ヘッダ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃ、並びに第２ヘッダ１３４ａ及び１３４ｂは、室外熱交換器１３に流入する冷媒を複数の伝熱管１３１に分配する機能と、複数の伝熱管１３１を流れた冷媒を合流させる機能とを有している。
　接続配管１３５ａは、一端が第１ヘッダ１３３ａに接続され、他端が四方弁１２に接続されている。接続配管１３５ｂは、一端が第１ヘッダ１３３ｃに接続され、他端が膨張弁１４に接続されている。
　本実施の形態の室外熱交換器１３では、上記の構成により熱交換部１３０に複数の流路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が形成される。図２では、室外熱交換器１３が凝縮器として機能する場合の熱交換部１３０の４つの流路Ｐ１～Ｐ４を示している。図２に示すように、室外熱交換器１３が凝縮器として機能する場合、圧縮機１１から吐出された冷媒が、四方弁１２を通って、接続配管１３５ａから第１ヘッダ１３３ａに流入する。そして、第１ヘッダ１３３ａに流入した冷媒は、第１ヘッダ１３３ａに接続された複数の伝熱管１３１によって形成される流路Ｐ１を通って第２ヘッダ１３４ａに流入する。
　第２ヘッダ１３４ａに流入した冷媒は、第２ヘッダ１３４ａと第１ヘッダ１３３ｂとの間に接続された複数の伝熱管１３１によって形成される流路Ｐ２を通って第１ヘッダ１３３ｂに流入する。第１ヘッダ１３３ｂに流入した冷媒は、第１ヘッダ１３３ｂと第２ヘッダ１３４ｂとの間に接続された複数の伝熱管１３１によって形成される流路Ｐ３を通って第２ヘッダ１３４ｂに流入する。第２ヘッダ１３４ｂに流入した冷媒は、第２ヘッダ１３４ｂと第１ヘッダ１３３ｃとの間に接続された複数の伝熱管１３１によって形成される流路Ｐ４を通って第１ヘッダ１３３ｃに流入する。第１ヘッダ１３３ｃに流入した冷媒は、接続配管１３５ｂを通って膨張弁１４へ流出される。
（散水装置の構成）
　図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の散水装置５の概略構成図である。図３では、説明のため、室外熱交換器１３も示している。散水装置５は、室外熱交換器１３を保持する筐体等に取り付けられている。室外熱交換器１３の熱交換効率の低下を抑制するため、散水装置５と室外熱交換器１３とは、奥行方向に間隔を空けて配置される。
　図３に示すように、散水装置５は、第１配管５０ａと、第２配管５０ｂと、第１配管５０ａ及び第２配管５０ｂにそれぞれ接続される接続配管５２と、を備える。第１配管５０ａと第２配管５０ｂとは、互いに独立しており、第１配管５０ａ及び第２配管５０ｂの一端は、それぞれ接続配管５２に接続されている。接続配管５２は、水道管などに接続され、接続配管５２から流入した水が、第１配管５０ａ及び第２配管５０ｂにそれぞれ供給される。接続配管５２には、水の流量を調整する弁が設けられ、制御装置３によって弁が制御されることで散水装置５による散水の開始及び停止、及び散水量が制御される。
　第１配管５０ａと第２配管５０ｂは、互いに対向して配置されている。第１配管５０ａは、熱交換部１３０の水平方向の一端よりも外側において、垂直方向に延伸して配置されている。第２配管５０ｂは、熱交換部１３０の水平方向の他端よりも外側において、垂直方向に延伸して配置されている。なお、以降の説明において、熱交換部１３０の水平方向の一端側を「第１ヘッダ側」といい、熱交換部１３０の水平方向の他端側を「第２ヘッダ側」という。
　第１配管５０ａには、複数の第１ノズル５１ａが設けられている。図３の例では、第１配管５０ａに５つの第１ノズル５１ａが設けられているが、第１ノズル５１ａの数は、４つ以下又は６つ以上であってもよい。各第１ノズル５１ａは、例えば噴霧角度６０°で霧状の水を噴霧する中空円錐ノズルである。各第１ノズル５１ａは、垂直方向に間隔を空けて配置され、熱交換部１３０の流路Ｐ１～Ｐ４に対し、第１ヘッダ側から第２ヘッダ側に向けて水を散布する。言い換えると、各第１ノズル５１ａは、室外熱交換器１３の水平方向の一端側から室外熱交換器１３の中央に向かって散水する。
　第２配管５０ｂには、複数の第２ノズル５１ｂが設けられている。図３の例では、第２配管５０ｂには５つの第２ノズル５１ｂが設けられているが、第２ノズル５１ｂの数は、４つ以下又は６つ以上であってもよい。各第２ノズル５１ｂは、例えば噴霧角度６０°で霧状の水を噴霧する中空円錐ノズルである。各第２ノズル５１ｂは、垂直方向に間隔を空けて配置され、熱交換部１３０の流路Ｐ１～Ｐ４に対し、第２ヘッダ側から第１ヘッダ側に向けて横向きに水を散布する。言い換えると、各第２ノズル５１ｂは、室外熱交換器１３の水平方向の他端側から室外熱交換器１３の中央に向かって散水する。各第２ノズル５１ｂは、第１ノズル５１ａと対向して配置されており、各第２ノズル５１ｂの垂直方向の位置は、各第１ノズル５１ａの垂直方向の位置と同じである。
　また、本実施の形態の散水装置５における各第１ノズル５１ａ及び各第２ノズル５１ｂから散布される水の液滴径は、１６０μｍ以下であり、好ましくは、１１０μｍ以下である。さらに、散水装置５における各第１ノズル５１ａ及び各第２ノズル５１ｂによる単位面積当たりの散水量は、１．２±０．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）であり、言い換えると１．０Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）以上１．４Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）以下である。
　図４は、コルゲートフィンを有する熱交換器の液滴径毎の単位面積当たりの散水量とＣＯＰ向上率との関係を示すグラフである。図４のグラフは、コルゲートフィンを有する熱交換器に対して液滴径毎に散水量を変えて散水実験を行い求めたものである。また、図４におけるＣＯＰ向上率は、熱交換器に散水を行わない場合のＣＯＰに対する向上率である。図４の実線Ｒ１は液滴径が１１０μｍの場合のグラフであり、一点鎖線Ｒ２は液滴径が１６０μｍの場合のグラフであり、二点鎖線Ｒ３は液滴径が２００μｍの場合のグラフである。なお、実験に用いられた熱交換器のフィンピッチは１～２ｍｍである。
　図４に示すように、液滴径が１６０μｍ以下の場合のＣＯＰ向上率は、液滴径が２００μｍ以下の場合のＣＯＰ向上率よりも高くなる。また、液滴径を１６０μｍ以下とした場合においては、単位面積当たりの散水量が１．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）に近い場合にＣＯＰ向上率が高くなる。すなわち、図４によると、液滴径を１６０μｍ以下とし、散水量を１．２±０．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）とすることで、ＣＯＰ向上率を高く（例えば３０％以上に）することができる。特に、液滴径を１１０μｍとし、散水量が１．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）とした場合は、ＣＯＰ向上率が最も高く、５０％以上とすることができる。
　図３に記載の散水装置５の場合、各第１ノズル５１ａ及び各第２ノズル５１ｂの散水量を０．２Ｌ／ｍｉｎ、液滴径を１１０μｍとすると、合計流量が２．００Ｌ／ｍｉｎとなり、単位面積当たりの散水量が１．１２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）となる。なお、熱交換部１３０の高さは１．２２ｍ、幅は１．４７ｍであるとする。
　また、散水装置５の各ノズルから散水される水の液滴径の下限値を例えば６０μｍとしてもよい。すなわち、散水装置５の各ノズルから散水される水の液滴径を６０μｍ以上、１６０μｍ以下としてもよい。散水装置５の各ノズルから散水される水の液滴径が６０μｍ未満となると、単位面積当たりの目的の散水量を実現するために多くのノズルが必要になり、配置の制限又はコストアップに繋がるためである。また、液滴径が６０μｍ未満になると外風の影響を受けやすくなり、液滴が室外熱交換器１３に当たらなくなる場合もある。
　以上のように、本実施の形態では、凝縮器として機能する室外熱交換器１３へ散水する散水装置５の各ノズルから散布される水の液滴径を１６０μｍ以下とすることで、室外熱交換器１３における水の保持量の増加を抑制することができる。その結果、室外熱交換器１３の性能の低下を抑制し、散水によるＣＯＰの向上を実現することができる。また、散水装置５の単位面積当たりの散水量を、１．２±０．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）とすることで、ＣＯＰの更なる向上を実現することができる。上記の効果はフィン１３２のフィンピッチが１～２ｍｍの場合に特に有効である。
　実施の形態２．
　実施の形態２について説明する。実施の形態２では、散水装置５Ａの構成において、実施の形態１と相違する。実施の形態２における冷凍サイクル装置１００のその他の構成は、実施の形態１と同じである。
　図５は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の熱源ユニット１の側面図である。図５に示すように、熱源ユニット１は、室外熱交換器１３の上方に室外ファン１６が配置されたトップフロー型の室外機である。熱源ユニット１がトップフロー型の場合、室外熱交換器１３に流入する空気に、図５に矢印で示すような風速分布が発生する。具体的には、室外熱交換器１３の上方に流入する空気ほど風速が大きく、下方に流入する空気ほど風速が小さくなる。すなわち、室外熱交換器１３の熱交換部１３０の各流路に流入する空気の風速の大きさは、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４となる。なお、図５の例では、室外熱交換器１３が垂直方向に対して傾斜して配置され、熱源ユニット１が側面視でＹ字形状となっているが、室外熱交換器１３は垂直方向に対して傾斜せずに配置されてもよい。
　図６は、実施の形態２に係る室外熱交換器１３が凝縮器として機能する場合における室外熱交換器１３の温度分布を示す図である。図６に示すように、室外熱交換器１３が凝縮器として機能する場合、熱交換部１３０の冷媒の入口である接続配管１３５ａに近い部分ほど温度が高く、冷媒の出口である接続配管１３５ｂに近い部分ほど温度が低くなることがわかる。すなわち、熱交換部１３０における冷媒の流れ方向において、上流から下流にかけて温度が低下している。例えば、図６に示すように、流路Ｐ１は高温（例えば８０℃～１００℃）、流路Ｐ２は中温（例えば４０℃～５０℃）、流路Ｐ３及びＰ４は低温（例えば３０℃～４０℃）となる。
　図５及び図６に示すように、室外熱交換器１３における風速分布及び温度分布は不均一であるため、散水装置５によって熱交換部１３０に均一に散水すると、散水による冷却効果にばらつきが生じ、凝縮能力の向上の効果及び散水効率が低下してしまう。そこで、本実施の形態の散水装置５Ａは、室外熱交換器１３の風速分布及び温度分布を考慮した構成となっている。
　図７は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の散水装置５Ａの概略構成図である。図７では、説明のため、室外熱交換器１３も示している。散水装置５Ａは、室外熱交換器１３を保持する筐体等に取り付けられている。室外熱交換器１３の熱交換効率の低下を抑制するため、散水装置５Ａと室外熱交換器１３とは、奥行方向に間隔を空けて配置される。
　図７に示すように、散水装置５Ａは、第１配管５０ａと、第２配管５０ｂと、第３配管５０ｃと、接続配管５２と、を備えている。第１配管５０ａと第２配管５０ｂは、第３配管５０ｃの下方において、互いに対向して配置されている。第３配管５０ｃは、一端が第１配管５０ａに接続され、他端が第２配管５０ｂに接続されている。
　第２配管５０ｂと第３配管５０ｃは、接続配管５２に接続されている。接続配管５２は、水道管などに接続され、接続配管５２から流入した水が、第２配管５０ｂ、第３配管５０ｃ、及び第１配管５０ａに供給される。接続配管５２には、水の流量を調整する弁が設けられ、制御装置３によって弁が制御されることで散水装置５Ａによる散水の開始及び停止、及び散水量が制御される。
　第１配管５０ａは、熱交換部１３０の水平方向の一端よりも外側において、垂直方向に延伸して配置されている。第２配管５０ｂは、熱交換部１３０の水平方向の他端よりも外側において、垂直方向に延伸して配置されている。
　第１配管５０ａには、複数の第１ノズルが設けられている。図７の例では、第１配管５０ａには３つの第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３が設けられている。各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３は、例えば噴霧角度６０°で霧状の水を噴霧する中空円錐ノズルである。各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３は、垂直方向に互いに間隔を空けて配置されている。第１ノズル５１ａ１は、主に流路Ｐ２に対して散水を行うものであり、第１ノズル５１ａ２は、主に流路Ｐ３に対して散水を行うものであり、第１ノズル５１ａ３は、主に流路Ｐ４に対して散水を行うものである。各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３は、第１ヘッダ側から第２ヘッダ側に向かって、すなわち室外熱交換器１３の水平方向の一端側から室外熱交換器１３の中央に向かって、散水する。また、一例として、各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３の散水量は０．２４Ｌ／ｍｉｎであり、液滴径は１６０μｍ以下であり、例えば１１０μｍである。
　第２配管５０ｂには、複数の第２ノズルが設けられている。図４の例では、第２配管５０ｂには３つの第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３が設けられている。各第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３は、例えば噴霧角度６０°で霧状の水を噴霧する中空円錐ノズルである。各第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３は、垂直方向に互いに間隔を空けて配置されている。各第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３は、各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３と対向して配置されている。各第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３の垂直方向の位置は、各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３の垂直方向の位置と同じである。第２ノズル５１ｂ１は、主に流路Ｐ２に対して散水を行うものであり、第２ノズル５１ｂ２は、主に流路Ｐ３に対して散水を行うものであり、第２ノズル５１ｂ３は、主に流路Ｐ４に対して散水を行うものである。各第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３は、第２ヘッダ側から第１ヘッダ側に向かって、すなわち室外熱交換器１３の水平方向の他端側から室外熱交換器１３の中央に向かって、散水する。また、一例として、各第２ノズル５１ｂの散水量は０．２４Ｌ／ｍｉｎであり、液滴径は１６０μｍ以下であり、例えば１１０μｍである。
　第３配管５０ｃは、熱交換部１３０の流路Ｐ１の下端に沿って水平方向に延伸して配置されている。第３配管５０ｃには、複数の第３ノズル５１ｃが設けられている。図７の例では、第３配管５０ｃには４つの第３ノズル５１ｃが設けられている。各第３ノズル５１ｃは、例えば噴霧角度６０°で霧状の水を噴霧する中空円錐ノズルである。各第３ノズル５１ｃは、水平方向に互いに間隔を空けて配置されている。各第３ノズル５１ｃは、熱交換部１３０の上部にある流路Ｐ１に対し、下方から上方に向けて上向きに水を散布する。すなわち、第３配管５０ｃの４つの第３ノズル５１ｃによって、熱交換部１３０のうち、流路Ｐ１に対して散水が行われる。また、一例として、各第３ノズル５１ｃの散水量は０．１３Ｌ／ｍｉｎであり、液滴径は１６０μｍ以下であり、例えば１１０μｍである。
　本実施の形態において、熱交換部１３０の高さを１．２２ｍ、幅を１．４７ｍとした場合、散水装置５Ａの合計の散水量は、１．９６Ｌ／ｍｉｎとなり、単位面積当たりの散水量は、１．０９Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）となる。
　続いて、室外熱交換器１３に対する各ノズルの角度について説明する。図８は、実施の形態２に係る第３配管５０ｃの第３ノズル５１ｃの設置角度を説明する図である。図８では、室外熱交換器１３を側面視した場合（水平方向に見た場合）における第３ノズル５１ｃと室外熱交換器１３とを模式的に示している。第３ノズル５１ｃは、最も風速が大きい流路Ｐ１への散水を行うノズルである。図８に示すように、第３ノズル５１ｃは、室外熱交換器１３の熱交換部１３０に対し、上向きに散水を行う。また、第３ノズル５１ｃは、垂直方向に対して室外熱交換器１３に近づく側に角度α１傾いて設置される。角度α１は、第３ノズル５１ｃからの水が熱交換部１３０の流路Ｐ１の全体に散布されつつ熱交換部１３０の上端を超えないような角度であり、例えば４５°～７０°である。第３配管５０ｃに設けられる複数の第３ノズル５１ｃは、全て同じ角度で設置される。
　図９は、実施の形態２に係る第１配管５０ａ及び第２配管５０ｂの第１ノズル５１ａ１及び第２ノズル５１ｂ１の設置角度を説明する図である。図９では、室外熱交換器１３を上面視した場合（垂直方向に見た場合）における第１ノズル５１ａ１及び第２ノズル５１ｂ１と室外熱交換器１３とを模式的に示している。第１ノズル５１ａ１及び第２ノズル５１ｂ１は、２番目に風速が大きい流路Ｐ２への散水を行うノズルである。図９に示すように、第１ノズル５１ａ１及び第２ノズル５１ｂ１は、水平方向に対して室外熱交換器１３から離れる側に角度α２傾いて設置される。角度α２は、風速に対し、熱交換部１３０の両端に配置された第１ノズル５１ａ１及び第２ノズル５１ｂ１からの散水が熱交換部１３０の中央まで到達するような角度であり、例えば１０°～２０°である。
　図１０は、実施の形態２に係る第１配管５０ａ及び第２配管５０ｂの第１ノズル５１ａ２及び第２ノズル５１ｂ２の設置角度を説明する図である。図１０では、室外熱交換器１３を上面視した場合（垂直方向に見た場合）における第１ノズル５１ａ２及び第２ノズル５１ｂ２と室外熱交換器１３とを模式的に示している。第１ノズル５１ａ２及び第２ノズル５１ｂ２は、３番目に風速が大きい流路Ｐ３への散水を行うノズルである。図１０に示すように、第１ノズル５１ａ２及び第２ノズル５１ｂ２は、水平方向に対して室外熱交換器１３から離れる側に角度α３傾いて設置される。角度α３は、風速に対して、熱交換部１３０の両端に配置された第１ノズル５１ａ２及び第２ノズル５１ｂ２からの散水が熱交換部１３０の中央まで到達するような角度であり、例えば７°～１７°である。
　図１１は、実施の形態２に係る第１配管５０ａ及び第２配管５０ｂの第１ノズル５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ３の設置角度を説明する図である。図１１では、室外熱交換器１３を上面視した場合（垂直方向に見た場合）における第１ノズル５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ３と室外熱交換器１３とを模式的に示している。第１ノズル５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ３は、最も風速が小さい流路Ｐ４への散水を行うノズルである。図１１に示すように、第１ノズル５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ３は、水平方向に対して室外熱交換器１３から離れる側に角度α４傾いて設置される。角度α４は、風速に対して、熱交換部１３０の両端に配置された第１ノズル５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ３からの散水が熱交換部１３０の中央まで到達するような角度であり、例えば０°～１０°である。
　図９～図１１に示すように、熱交換部１３０の両端から水平方向に散水する第１ノズル５１ａ１～５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ１～５１ｂ３が設置される角度α２～α４は、風速に応じて異なるよう設定される。具体的には、風速が大きい部分への散水を行うノズルの水平方向に対する傾斜角度は、散布された水が中央まで届くように、風速が大きい部分への散水を行うノズルの水平方向に対する傾斜角度よりも大きく設定される。
　上記のように、第３ノズル５１ｃを水平方向に延びる第３配管５０ｃに設け、上向きに角度α１傾斜させて設置することで、最も風速が大きい流路Ｐ１の全体に散水を行うことができる。また、熱交換部１３０の両端から横向きに散水する第１ノズル５１ａ１～５１ａ３及び第２ノズル５１ｂ１～５１ｂ３の角度α２～α４を風速に応じて異ならせることで、熱交換部１３０の流路Ｐ２～Ｐ４の全体に散水を行うことができる。
　また、本実施の形態の散水装置５Ａでは、熱交換部１３０において相対的に高温となる流路Ｐ１に対して散水を行う第３配管５０ｃのノズルの数が、第１配管５０ａのノズルの数よりも多く、第２配管５０ｂのノズルの数よりも多い。これにより、熱交換部１３０において相対的に高温となる流路Ｐ１に対する単位面積当たりの散水量を、相対的に低温となる流路Ｐ２～Ｐ４に対する単位面積当たりの散水量よりも多くすることができる。
　上記のように、凝縮器として機能する室外熱交換器１３の全体に散水するとともに、高温部分の単位面積当たりの散水量を増やすことで、室外熱交換器１３の凝縮能力が向上し、冷凍サイクル装置１００全体のＣＯＰが向上する。また、凝縮器として機能する室外熱交換器１３の全体に散水するとともに、室外熱交換器１３の低温部分の散水量を減らすことで、使用する水の無駄を減らすことができ、散水効率も向上する。
　以上のように、本実施の形態では、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、散水装置５Ａにおける各ノズルの配置、数及び角度を本実施の形態のようにすることで、凝縮器として機能する室外熱交換器１３の凝縮能力の向上の効果及び散水効率の低下を抑制すし、ＣＯＰを向上させることができる。
　実施の形態３．
　実施の形態３について説明する。冷凍サイクル装置１００の熱源ユニット１は、屋外において連結して配置される場合がある。図１２は、熱源ユニット１の連結配置の一例を示す図である。図１２に示すように、冷凍サイクル装置１００の熱源ユニット１は、奥行方向に連結して配置されることがある。図１２では、熱源ユニット１が、奥行き方向に４台連結された状態を示している。
　図１２に示すように複数の熱源ユニット１が連結される場合、各熱源ユニット１の室外熱交換器１３の内側に位置する部分、すなわち熱源ユニット１の水平方向の中央部分については、図１２に矢印で示す外風の影響が小さくなり、水の蒸発率が低下する。そこで、本実施の形態の散水装置５Ｂは、外風の影響に応じて液滴径及び散水量を異ならせる構成となっている。
　図１３は、実施の形態３に係る散水装置５Ｂの概略構成図である。図１３では、熱源ユニット１が備える４つの室外熱交換器１３のうち、水平方向に並んで配置された２つの室外熱交換器１３にそれぞれ散水を行う２つの散水装置５Ｂが示されている。２つの散水装置５Ｂは、接続配管５２ａにより連結されている。接続配管５２ａは、水道管などに接続され、接続配管５２ａから流入した水が、２つの散水装置５Ｂの第２配管５０ｂ、第３配管５０ｃ、及び第１配管５０ａに供給される。接続配管５２には、水の流量を調整する弁が設けられ、制御装置３によって弁が制御されることで散水装置５Ｂによる散水の開始及び停止、及び散水量が制御される。
　図１３に示すように、散水装置５Ｂは、第１配管５０ａと、第２配管５０ｂと、第３配管５０ｃと、を備えている。２つの散水装置５Ｂは、第２配管５０ｂが外風の影響が小さい内側に位置するように、熱源ユニット１の筐体６に取り付けられている。本実施の形態における第１配管５０ａ及び複数の第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３の構成、並びに第３配管５０ｃ及び複数の第３ノズル５１ｃの構成は、実施の形態２と同じである。
　第２配管５０ｂは、熱交換部１３０の水平方向の他端よりも外側において、垂直方向に延伸して配置されている。第２配管５０ｂには、複数の第２ノズルが設けられている。図１３の例では、第２配管５０ｂには、３つの第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３が設けられている。各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３は、例えば噴霧角度６０°で霧状の水を噴霧する中空円錐ノズルである。各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３は、垂直方向に互いに間隔を空けて配置されている。
　各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３は、各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３と対向して配置されている。各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３の垂直方向の位置は、各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２及び５１ａ３の垂直方向の位置と同じである。第２ノズル５１ｂ１は、主に流路Ｐ２に対して散水を行うものであり、第２ノズル５１ｂ２は、主に流路Ｐ３に対して散水を行うものであり、第２ノズル５１ｂ３は、主に流路Ｐ４に対して散水を行うものである。各第２ノズル５１ｂ１、５１ｂ２及び５１ｂ３は、室外熱交換器１３の水平方向の他端側から室外熱交換器１３の中央に向かって散水する。
　また、本実施の形態の各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３の散水量は０．１０Ｌ／ｍｉｎであり、液滴径は７５μｍ以下である。すなわち、内側に位置する各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３の液滴径は、外側に位置する各第１ノズル５１ａ１、５１ａ２、５１ａ３の液滴径よりも小さく、散水量も少なく設定される。なお、第２ノズル５１ｂ１１の水平方向に対する角度α２は例えば１０°～２０°であり、第２ノズル５１ｂ１２の水平方向に対する角度α３は例えば７°～１７°であり、第２ノズル５１ｂ１３の水平方向に対する角度α４は例えば０°～１０°である。
　以上のように、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、複数の熱源ユニット１を連結配置した場合において、外風の影響が小さい位置にある各ノズルの液滴径を小さくして蒸発しやすくすることで、散水効率を向上させることができる。
　また、本実施の形態のように、熱源ユニット１が連結して配置される場合であって、図５に示すように熱源ユニット１がＹ字形状の場合、室外熱交換器１３の上部に散水のための配管を設けると、奥行方向の連結の際に配管同士が干渉しないよう隙間を設ける必要がある。この場合、連結後の熱源ユニット１の設置面積が増加してしまう。これに対し、本実施の形態の散水装置５Ｂの構成によると、室外熱交換器１３の上端から第３配管５０ｃまでの間は配管が存在しないため、室外熱交換器１３の上端同士を近接して配置することができ、設置面積の増加を抑制できる。
　以上が実施の形態の説明であるが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形又は組み合わせることが可能である。例えば、上記実施の形態では、冷凍サイクル装置１００がヒートポンプチラーの場合について説明したが、冷凍サイクル装置１００は、冷暖切替可能機を備えない冷房専用機、冷蔵倉庫の冷却用の冷凍機又は直膨式の空気調和装置などであってもよい。冷凍サイクル装置１００が冷房専用機又は冷凍機の場合、四方弁１２は省略され、室外熱交換器１３は凝縮器となり、室内熱交換器２１は蒸発器となる。
　また、実施の形態１～３におけるノズルの数、配置、角度、散水量及び液滴径は一例であり、任意に変更することができる。例えば、実施の形態１の散水装置５の構成において、風速分布に応じて各ノズルの角度を異ならせてもよいし、温度分布に応じて散水量を異ならせてもよい。また、実施の形態２及び実施の形態３の散水装置５Ａ及び５Ｂの構成において、第１～第３ノズルの何れか又は全ての角度を０°としてもよい。
　また、実施の形態２及び３において、第３配管５０ｃを熱交換部１３０の流路Ｐ１の下端に沿って水平方向に延伸して配置する構成としたが、これに限定されるものではない。第３配管５０ｃは、第３ノズル５１ｃが熱交換部１３０の風速及び温度が高い部分を散水できる位置であれば、熱交換部１３０の流路Ｐ１の下端よりも上方又は下方に配置されてもよい。ただし、実施の形態３のように熱源ユニット１を連結して配置する場合は、室外熱交換器１３の上端から第３配管５０ｃまでの距離を、熱源ユニット１の連結時に干渉しない距離とするとよい。
　さらに、実施の形態３の散水装置５Ｂにおいて、内側に配置された各第２ノズル５１ｂ１１、５１ｂ１２及び５１ｂ１３の散水量を減らしたことにより、目的の単位面積当たりの散水量を達成できない場合は、第２ノズルの数を増やしてもよい。
　また、上記実施の形態では、熱源ユニット１が４系統の冷媒回路を有する構成としたが、これに限定されず、３系統以下、又は５系統以上の冷媒回路を有してもよい。さらに、上記実施の形態では、室外熱交換器１３が４つの流路Ｐ１～Ｐ４を有する場合について説明したが、室外熱交換器１３の流路の数は３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。
　１　熱源ユニット、２　室内ユニット、３　制御装置、５、５Ａ、５Ｂ　散水装置、６　筐体、１１　圧縮機、１２　四方弁、１３　室外熱交換器、１４　膨張弁、１５　アキュムレータ、１６　室外ファン、２１　室内熱交換器、２２　室内流量調整装置、２３　室内ファン、５０ａ　第１配管、５０ｂ　第２配管、５０ｃ　第３配管、５１ａ、５１ａ１、５１ａ２、５１ａ３　第１ノズル、５１ｂ、５１ｂ１、５１ｂ２、５１ｂ３、５１ｂ１１、５１ｂ１２、５１ｂ１３　第２ノズル、５１ｃ　第３ノズル、５２、５２ａ　接続配管、６０　水熱交換器、８０　ポンプ、１００　冷凍サイクル装置、１３０　熱交換部、１３１　伝熱管、１３２　フィン、１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ　第１ヘッダ、１３４ａ、１３４ｂ　第２ヘッダ、１３５ａ、１３５ｂ　接続配管。

Claims (10)

  1. 　コルゲートフィンを有する凝縮器と、
    　前記凝縮器に散水する散水装置と、を備え、
    　前記散水装置が散布する水の液滴径は１６０μｍ以下である冷凍サイクル装置。
  2. 　前記散水装置の単位面積当たりの散水量は１．２±０．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　前記散水装置は、
    　複数の第１ノズルが設けられ、第１方向に延びる第１配管と、
    　複数の第２ノズルが設けられ、前記第１方向に延びる第２配管と、
    　複数の第３ノズルが設けられ、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第３配管と、を備え、
    　前記第１配管と前記第２配管は、前記第３配管の下方において対向して配置され、
    　前記第３配管の一端が前記第１配管に接続され、他端が前記第２配管に接続され、
    　前記複数の第３ノズルは、前記凝縮器に対し上向きに散水するものであり、
    　前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルは、前記凝縮器の中央に向かって散水するものである請求項１又は請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルは、前記凝縮器に流入する空気の風速分布に応じて異なる角度で設置されている請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルのうち前記凝縮器へ流入する空気の風速が相対的に高い部分に散水する第１ノズル及び第２ノズルの前記第２方向に対する角度は、前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルのうち前記風速が相対的に低い部分に散水する第１ノズル及び第２ノズルの前記第２方向に対する角度よりも大きい請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記複数の第３ノズルの数は、前記複数の第１ノズルの数より多く、前記複数の第２ノズルの数より多い請求項３～５の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　前記複数の第１ノズルの散水量と前記複数の第２ノズルの散水量は異なる請求項３～６の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　前記第３配管は、前記凝縮器の上端よりも下方に配置されている請求項３～７の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 　前記散水装置の単位面積当たりの散水量は、前記凝縮器の温度分布に応じて異なる請求項１～８の何れか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 　前記凝縮器の温度が相対的に高い部分の単位面積当たりの散水量は、前記凝縮器の温度が相対的に低い部分の単位面積当たりの散水量よりも多い請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
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