(57)【要約】【課題】水が蒸発する際の気化熱により、熱交換器中を流通する冷媒の冷却を促進する場合において、熱交換器の雰囲気の状態が変動しても、冷媒を安定して冷却できると共に、冷却装置の運転コストを良好に削減できるようにする。【解決手段】冷却装置は、冷却に用いられた冷媒が内部を流通する熱交換器と、熱交換器の表面に水が付着するように熱交換器に対して散水する散水機構と、熱交換器に対して送風する送風機構と、散水機構と送風機構とを制御する制御器と、を備え、制御器は、飽和水蒸気量を決定する決定因子に基づいて、熱交換器の雰囲気の水蒸気量が、雰囲気の飽和水蒸気量に近づく方向に、散水機構及び送風機構の少なくともいずれかを制御する水蒸気量制御を行う。【選択図】図１
2020193763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却に用いられた冷媒が内部を流通する熱交換器と、
前記熱交換器の表面に水が付着するように前記熱交換器に対して散水する散水機構と、
前記熱交換器に対して送風する送風機構と、
前記散水機構と前記送風機構とを制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、飽和水蒸気量を決定する決定因子に基づいて、前記熱交換器の雰囲気の水蒸気量が、前記雰囲気の飽和水蒸気量に近づく方向に、前記散水機構及び前記送風機構の少なくともいずれかを制御する水蒸気量制御を行う、冷却装置。
【請求項２】
前記制御器は、式１に基づいて前記水蒸気量制御を行う、請求項１記載の冷却装置。
［式１］
ａ（Ｔ）＝（２１７×ｅ（Ｔ））／（Ｔ＋２７３．１５）
但し、Ｔは雰囲気の温度［℃］、ａ（Ｔ）は温度Ｔにおける飽和水蒸気量［ｇ／ｍ３］、ｅ（Ｔ）は温度Ｔにおける空気中の飽和水蒸気圧［ｈＰａ］とする。
【請求項３】
前記制御器は、式２及び３に基づいて前記水蒸気量制御を行う、請求項１記載の冷却装置。
［式２］
ＰＷＳ＝Ｐｃ×ｅｘｐ｛（Ａ×ｘ＋Ｂ×ｘ１．５＋Ｃ×ｘ３＋Ｄ×ｘ６）／（１−ｘ）｝
［式３］
ｘ＝１−Ｔ０／Ｔｃ
但し、ＰｗｓはＷａｇｎｅｒの厳密水蒸気圧［ｋＰａ］、Ｐｃは臨界圧である２２１２０［ｋＰａ］、Ｔｃは臨界温度である６４７．３［ｋ］、Ｔ０は絶対温度［Ｋ］、Ａ＝−７．７６４５１、Ｂ＝１．４５８３８、Ｃ＝−２．７７５８、Ｄ＝−１．２３３０３とする。
【請求項４】
前記決定因子が、気温、湿度、気圧のうちの少なくとも１つである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記散水機構により散水される水の電気伝導度が、２００μＳ／ｃｍ以下の範囲の値に設定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記散水機構により散水される水が、逆浸透膜分離処理、吸着処理、蒸留処理、及びイオン交換処理のうちの少なくとも１つにより処理されてなる純水である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記純水を生成する純水生成部を更に備える、請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記散水機構により散水する水を貯留する貯留槽を更に備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記送風機構により送風される風が、人工風又は自然風の少なくともいずれかである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
内部に前記冷媒を流通させることにより冷却対象を冷却する冷却部と、
前記冷却部と前記熱交換器との間で冷媒を循環させる配管と、を更に備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
一定期間にわたり前記水蒸気量制御を行った場合と、前記一定期間にわたり前記水蒸気量制御を行わなかった場合との電力消費量の差を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果を表示する表示部と、を更に備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の複数の前記冷却装置を備え、
前記複数の冷却装置のうちの１の冷却装置の前記送風機構により送風される風が、前記複数の冷却装置のうちの他の１以上の冷却装置から排出された排気である、冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を冷却する冷却装置、及び、当該冷却装置を備える冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調や冷凍用途等に用いられる冷却装置は、例えば、冷却対象を冷媒により冷却する冷却部と、冷却に用いて昇温した冷媒を外気等と熱交換させて冷却する熱交換器とを備える。熱交換器において冷媒の熱交換を効率よく行うことは、冷却装置の運転コストを削減する観点等から望ましい。そこで、例えば特許文献１に開示されるように、水を逆浸透膜処理等により処理して得られる純水を、冷却装置の熱交換器が収容された室外機に対して散水することで、水中の異物が室外機に付着するのを防止しつつ、水が蒸発する際の気化熱により、熱交換器中を流通する冷媒の冷却を促進する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４３１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水の気化熱による冷却効果は、水の蒸発量により変動する。水の蒸発量は、水が撒かれた雰囲気の状態により変動する。このため上記構成では、熱交換器の雰囲気の状態が変化することで、冷媒の熱交換率を安定して保持することが困難になる場合がある。この問題は、冷却装置を長時間運転する場合や、複数の冷却装置を駆動させる場合等に顕著となる。
【０００５】
そこで本発明は、水が蒸発する際の気化熱により、熱交換器中を流通する冷媒の冷却を促進する場合において、熱交換器の雰囲気の状態が変動しても、冷媒を安定して冷却できると共に、冷却装置の運転コストを良好に削減できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷却装置は、冷却に用いられた冷媒が内部を流通する熱交換器と、前記熱交換器の表面に水が付着するように前記熱交換器に対して散水する散水機構と、前記熱交換器に対して送風する送風機構と、前記散水機構と前記送風機構とを制御する制御器と、を備え、前記制御器は、飽和水蒸気量を決定する決定因子に基づいて、前記熱交換器の雰囲気の水蒸気量が、前記雰囲気の飽和水蒸気量に近づく方向に、前記散水機構及び前記送風機構の少なくともいずれかを制御する水蒸気量制御を行う。
【０００７】
上記構成によれば、制御器が水蒸気量制御を行うことで、熱交換器の雰囲気の状態に応じて、熱交換器に散水された水の蒸発量を適切に設定できる。これにより、熱交換器から蒸発する水の量を、そのときの蒸発可能な最大量に近づけ、水の気化熱による熱交換器の冷却効果を最大限に得ることができる。また、制御器が水蒸気量制御を行うことで、熱交換器に対する散水量及び送風量を適切に設定できる。これにより、水の使用量や消費電力を低減できる。従って、熱交換器の雰囲気の状態が変動しても、冷媒を安定して冷却できると共に、冷却装置の運転コストを良好に削減できる。
【０００８】
前記制御器は、式１に基づいて前記水蒸気量制御を行ってもよい。
［式１］
ａ（Ｔ）＝（２１７×ｅ（Ｔ））／（Ｔ＋２７３．１５）
但し、Ｔは雰囲気の温度［℃］、ａ（Ｔ）は温度Ｔにおける飽和水蒸気量［ｇ／ｍ３］、ｅ（Ｔ）は温度Ｔにおける空気中の飽和水蒸気圧［ｈＰａ］とする。
【０００９】
前記制御器は、式２及び３に基づいて前記水蒸気量制御を行ってもよい。
［式２］
ＰＷＳ＝Ｐｃ×ｅｘｐ｛（Ａ×ｘ＋Ｂ×ｘ１．５＋Ｃ×ｘ３＋Ｄ×ｘ６）／（１−ｘ）｝
［式３］
ｘ＝１−Ｔ０／Ｔｃ
但し、ＰｗｓはＷａｇｎｅｒの厳密水蒸気圧［ｋＰａ］、Ｐｃは臨界圧である２２１２０［ｋＰａ］、Ｔｃは臨界温度である６４７．３［ｋ］、Ｔ０は絶対温度［Ｋ］、Ａ＝−７．７６４５１、Ｂ＝１．４５８３８、Ｃ＝−２．７７５８、Ｄ＝−１．２３３０３とする。
これらの各式に基づくことで、制御器は、熱交換器の雰囲気の飽和水蒸気量を精度よく把握でき、水蒸気量制御を適切に行うことができる。
【００１０】
前記決定因子が、気温、湿度、気圧のうちの少なくとも１つであってもよい。このように測定が比較的容易な因子に基づくことで、制御器が水蒸気量制御を迅速に行うことができる。
【００１１】
前記散水機構により散水される水の電気伝導度が、２００μＳ／ｃｍ以下の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、散水機構により散水する水に電気伝導性を有する異物が混入するのを防止でき、当該異物が散水により熱交換器に付着するのを防止できる。
【００１２】
前記散水機構により散水される水が、逆浸透膜分離処理、吸着処理、蒸留処理、及びイオン交換処理のうちの少なくとも１つにより処理されてなる純水であってもよい。これにより、散水機構により散水する水の純度を更に高めることができ、水中の微細な異物が熱交換器に付着するのを防止できる。
【００１３】
前記純水を生成する純水生成部を更に備えてもよい。これにより、純水を外部から供給することなく冷却装置単体で利用できる。よって、熱交換器の雰囲気の状態が仮に急に変動した場合でも、迅速に対応できる。
【００１４】
前記散水機構により散水する水を貯留する貯留槽を更に備えてもよい。これにより、豊富な純水を冷却装置単体で利用できる。よって、熱交換器の雰囲気の状態が変動した場合でも迅速に対応できる。また、前記純水生成部の造水能力を適正に設計できる。
【００１５】
前記送風機構により送風される風が、人工風又は自然風の少なくともいずれかであってもよい。これにより、送風機構が送風する風の選択幅を拡大でき、熱交換器からの水の蒸発を効率よく促進できる。
【００１６】
内部に前記冷媒を流通させることにより冷却対象を冷却する冷却部と、前記冷却部と前記熱交換器との間で冷媒を循環させる配管と、を更に備えていてもよい。これにより、冷却部と熱交換器とを離隔させて配置し易くできる。よって、水が冷却部にかかるのを防止しながら、熱交換器に対して効率的に散水できる。
【００１７】
一定期間にわたり前記水蒸気量制御を行った場合と、前記一定期間にわたり前記水蒸気量制御を行わなかった場合との電力消費量の差を演算する演算部と、前記演算部の演算結果を表示する表示部と、を更に備えてもよい。これにより、制御器の水蒸気量制御による効果を迅速且つ容易に視認できる。
【００１８】
本発明の一態様に係る冷却システムは、上記したいずれかの複数の冷却装置を備え、前記複数の冷却装置のうちの１の冷却装置の前記送風機構により送風される風が、前記複数の冷却装置のうちの他の１以上の冷却装置から排出された排気である。これにより、他の冷却装置からの排気を利用することで、熱交換器を気化熱により効率よく冷却できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の各態様によれば、水が蒸発する際の気化熱により、熱交換器中を流通する冷媒の冷却を促進する場合において、熱交換器の雰囲気の状態が変動しても、冷媒を安定して冷却できると共に、冷却装置の運転コストを良好に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る冷却装置の概略図である。
【図２】図１の冷却装置の機能ブロック図である。
【図３】第２実施形態に係る冷却システムの一部を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、各実施形態について図を参照しながら説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、実施形態に係る冷却装置１の概略図である。図２は、図１の冷却装置１の機能ブロック図である。図１及び２に示す冷却装置１は、空調装置であって、ヒートポンプ式である。冷却装置１は、室内機２、室外機（チラー）３、制御器４、及び２本の配管Ｌ１，Ｌ２を備える。配管Ｌ１，Ｌ２は、室内機２と室外機３との間で冷媒を循環させる。配管Ｌ１の途中には、ポンプＰ１が設けられている。
【００２３】
室内機２は、部屋Ｒ内に配置され、室外機３は、部屋Ｒ外に配置されている。室内機２は、内部に冷媒を流通させることにより冷却対象を冷却する冷却部２１と、後述する演算部４１の演算結果を表示する表示部２２とを有する。冷却部２１は、配管Ｌ１に接続され且つ配管Ｌ１から冷媒が導入される導入口と、配管Ｌ２に接続され且つ配管Ｌ２に向けて冷媒を排出する排出口とを有する。本実施形態の冷却対象は、部屋Ｒ内の空気である。
【００２４】
室外機３は、熱交換器３０、散水機構３１、送風機構３２、純水生成部３３、貯留槽３４、温度計Ｍ１、湿度計Ｍ２、及び気圧計Ｍ３を有する。これらの構成要素３０〜３４，Ｍ１〜Ｍ３は、室外機３のハウジング３５に収容されている。即ち、室外機３は、熱交換器３０と散水機構３１とが同じハウジング３５に収容された一体型である。
【００２５】
ハウジング３５の内部には、流通経路Ｓが設けられている。流通経路Ｓには、室外機３の外部から取り込まれた外気が流通する。本実施形態の流通経路Ｓは、一例として直線状に延びている。流通経路Ｓは、ハウジング３５の内部で外気の流れが室外機３の構成要素により乱されるのを抑制すると共に、熱交換器３０に対して外気を効率よく接触できるように配置されている。
【００２６】
熱交換器３０は、室内機２と配管Ｌ１，Ｌ２とを流通した冷媒を熱交換する。冷媒は、熱交換器３０の内部を流通する。熱交換器３０は、一例として、蛇行するように配置されて冷媒を流通させる導管３６を有する。この導管３６は、流通経路Ｓを流通する外気と、散水機構３１により散水される純水とに接触するように配置されている。導管３６は、配管Ｌ２に接続され且つ配管Ｌ２から冷媒が導入される導入口と、配管Ｌ１に接続され且つ配管Ｌ１に向けて冷媒を排出する排出口とを有する。
【００２７】
散水機構３１は、熱交換器３０の表面に水が付着するように熱交換器３０に対して散水する。散水機構３１は、貯留槽３４から延びる配管Ｌ３と、配管Ｌ３の途中に設けられたポンプＰ２と、配管Ｌ３の下流端に設けられたノズルユニット３７とを有する。貯留槽３４は、散水機構３１により散水する水を貯留する。ポンプＰ２は、貯留槽３４に貯留された水を配管Ｌ３を通じてノズルユニット３７に供給する。
【００２８】
ノズルユニット３７は、熱交換器３０に対して直接散水するように配置されている。一例としてノズルユニット３７は、複数のノズルを有し、熱交換器３０の上方から熱交換器３０に対して散水する。
【００２９】
送風機構３２は、熱交換器３０に対して送風する。これにより送風機構３２は、熱交換器３０内の冷媒と外気とを熱交換させる。また送風機構３２は、熱交換器３０に散水された純水の蒸発を促進する。一般に、水の蒸発速度及び蒸発量は、風速が高くなると増大する。このため、一定範囲において送風機構３２の風速を高めると、水の気化熱による熱交換器３０の冷却効果は向上する。
【００３０】
送風機構３２により送風される風は、人工風又は自然風の少なくともいずれかである。ここで言う人工風とは、機械的に生成される風を指す。一例として、送風機構３２は、ファンＦと、ファンＦを駆動する駆動ユニット３８とを有する。駆動ユニット３８の動作は、制御器４に制御される。
【００３１】
制御器４は、散水機構３１と送風機構３２とを制御する。本実施形態の制御器４は、更にポンプＰ１，Ｐ２、及び表示部２２を制御する。制御器４は、演算部と記憶部とを有する。一例として、演算部は、ＣＰＵにより実現され、記憶部は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤにより実現されている。記憶部には、散水機構、送風機構、及び表示部を演算部が制御するための所定の制御プログラムが格納されている。
【００３２】
図２に示すように、制御器４には、温度計Ｍ１、湿度計Ｍ２、及び気圧計Ｍ３からの出力信号が入力される。温度計Ｍ１は、流通経路Ｓへ導入される気体の温度を計測する。また湿度計Ｍ２は、流通経路Ｓへ導入される気体の湿度を計測する。気圧計Ｍ３は、流通経路Ｓへ導入される気体の気圧を計測する。
【００３３】
また制御器４には、制御器４が送風機構３２に送信した指令信号が再びフィードバックされ、当該指令信号が送風機構３２の制御に用いられる。制御器４は、制御プログラムに基づき、これらの出力信号の値に応じて後述する水蒸気量制御を行うことで、散水機構３１により散水された水の気化熱により得られる熱交換器３０の冷却効果を、熱交換器３０の雰囲気の状態（本実施形態では、流通経路Ｓを流通する気体が熱交換器３０に最初に接触する領域とその近傍の雰囲気である、熱交換器３０の上流側の雰囲気の状態）に応じて最適化する。
【００３４】
純水生成部３３は、散水機構３１により散水される水が、逆浸透（ＲＯ）膜分離処理、吸着処理、蒸留処理、及びイオン交換処理のうちの少なくとも１つ（ここでは全部）により処理された純水を生成する。このような純水を用いることで、散水機構３１の散水に用いられる水を高品質に保持できる。これにより本実施形態では、散水機構３１により散水される水の電気伝導度が、２００μＳ／ｃｍ以下の範囲の値に設定されている。この水の電気伝導度としては、更に１００μＳ／ｃｍ以下であることが望ましく、２０μＳ／ｃｍ以下であることがより望ましく、１０μＳ／ｃｍ以下の範囲の値であることが一層望ましい。一例として純水生成部３３は、水道水から純水を生成する。イオン交換処理を行う場合、純水生成部３３は、電気再生式脱イオン（ＥＤＩ）装置を有していてもよい。
【００３５】
本実施形態の冷却装置１には、このような純水生成部３３が備えられていることから、貯留槽３４には、純水生成部３３が生成した純水が貯留される。貯留槽３４には、散水機構３１及び送風機構３２の各動作は独立して純水生成部３３が駆動されることにより、純水生成部３３により生成された純水が貯留される。これにより、散水機構３１が散水を行う際に水量が不足することが防止されている。
【００３６】
冷却装置１の運転時には、純水生成部３３が、純水を生成して貯留槽３４に貯留する。また、冷却部２１により冷却に用いられた冷媒は、配管Ｌ２を通じて熱交換器３０へ送られる。また、室外機３の外部から取り入れられた外気が、送風機構３２のファンＦにより、熱交換器３０の表面と接触するように流通経路Ｓを流通する。これにより、熱交換器３０内を流通する冷媒が、外気と熱交換される。熱交換に用いられて流通経路Ｓを通過した外気は、室外機３から排出される。
【００３７】
また、室外機３のハウジング３５内では、所定のタイミングで制御器４がポンプＰ２を駆動させることで、散水機構３１により、貯留槽３４から供給される純水が、熱交換器３０の表面に水が付着するように散水される。熱交換器３０の表面に付着した水は蒸発する。この水の蒸発に伴う気化熱によって、熱交換器３０が冷却され、熱交換器３０内を流通する冷媒の冷却が促進される。
【００３８】
この水の気化熱による冷媒の冷却効果は、水の蒸発量が多いほど増大し、少ないほど減少する。例えば、熱交換器３０の表面に付着した水と接触するように気体（本実施形態では外気）が流通する場合、気体の風速が大きくなると、水の蒸発量が多くなる。本実施形態では、送風機構３２により、送風する気体の風速を大きくすることで、水の気化熱による冷媒の冷却効果が増大する。熱交換器３０で冷却された冷媒は、熱交換器３０を通過した後、配管Ｌ１を通じて再び冷却部２１に供給され、冷却対象の冷却に用いられる。
【００３９】
ここで、熱交換器３０が水の気化熱により冷却される効果は、熱交換器３０の雰囲気（本実施形態では例えば流通経路Ｓ内の雰囲気）の状態によって変動する。熱交換器３０の雰囲気の水蒸気量は、飽和水蒸気量を決定する決定因子により変動する。
【００４０】
そこで制御器４は、飽和水蒸気量を決定する決定因子に基づいて、熱交換器３０の雰囲気の水蒸気量が、前記雰囲気の飽和水蒸気量に近づく方向に、散水機構３１及び送風機構３２の少なくともいずれかを制御する水蒸気量制御を行う。この決定因子は、気温、湿度、気圧のうちの少なくとも１つである。
【００４１】
具体的に制御器４は、この決定因子の値を、温度計Ｍ１、湿度計Ｍ２、及び気圧計Ｍ３の出力信号から把握する。
また制御器４は、以下の式１に基づいて水蒸気量制御を行う。
［式１］
ａ（Ｔ）＝（２１７×ｅ（Ｔ））／（Ｔ＋２７３．１５）
但し、Ｔは雰囲気の温度［℃］、ａ（Ｔ）は温度Ｔにおける飽和水蒸気量［ｇ／ｍ３］、ｅ（Ｔ）は温度Ｔにおける空気中の飽和水蒸気圧［ｈＰａ］とする。
【００４２】
また本実施形態では、演算部４１は、一定期間にわたり水蒸気量制御を行った場合と、一定期間にわたり水蒸気量制御を行わなかった場合との電力消費量の差を演算する。表示部２２は、演算部４１の演算結果を表示する。これによりユーザは、表示部２２の表示内容を見るだけで、水蒸気量制御による電力消費量の削減効果を容易に確認できる。この場合の削減効果は、例えば、電力消費量を金額に換算した換算金額として表示されてもよい。また、ここで言う一定期間は適宜設定可能であるが、例えば１〜数日、１〜数カ月、及び１〜数年のうちのいずれかの期間に設定できる。
【００４３】
また本実施形態では、熱交換器３０に対し、熱交換器３０の表面を上方から下方に伝わるように散水機構３１が散水する。散水機構３１は、ノズルユニット３７から純水を水滴状に散水する。散水された純水は、一例として、純水により冷却しようとする熱交換器３０の表面を上端から下端に向けて伝うように流れる。これにより、散水された水の気化熱によって、熱交換器３０の広範囲の表面の冷却が促進される。
【００４４】
ここで散水機構３１の設定に際しては、散水された純水が、例えば熱交換器３０の下端に到達したところで完全に蒸発するように、散水量を設定するのが望ましい。また、純水による冷却効果を高めるため、熱交換器３０の純水と接触する領域の最も長い長さ寸法（代表長さ寸法）は、一例として、できるだけ長く設定することが望ましい。
【００４５】
制御器４は、一定時間毎に水蒸気量制御を行ってもよい。また制御器４は、制御プログラムに基づき、熱交換器３０の雰囲気の水蒸気量を連続的に算出し、算出値と飽和水蒸気量との差が許容範囲を超えたか否かを判定する。この判定において、制御器４は、前記差が許容範囲を超えたと判定した場合に水蒸気量制御を行ってもよい。
【００４６】
また散水機構３１の散水方法としては、例えば純水を霧状に噴霧してもよいし、純水を流水として散水してもよい。また散水機構３１は、複数のノズルユニット３７を有していてもよい。この場合、複数の方向から熱交換器３０に対して散水するようにノズルユニット３７が配置されていてもよい。
【００４７】
次に、水蒸気制御において制御器４が散水機構３１及び送風機構３２を制御する具体的内容を例示する。制御器４は、水蒸気制御を行う場合、熱交換器３０の雰囲気の温度が低いほど散水量を少なく、送風量を多くする。また制御器４は、熱交換器３０の雰囲気の温度が高いほど散水量を多くする。
【００４８】
また制御器４は、熱交換器３０の雰囲気の湿度が低いほど散水量を多く、送風量を適宜少なくする。また制御器４は、熱交換器３０の雰囲気の湿度が高いほど散水量を少なくする。また制御器４は、熱交換器３０の雰囲気の気圧が低いほど散水量を少なく、送風量を多くする。また制御器は、熱交換器３０の雰囲気の気圧が高いほど散水量を多くする。
【００４９】
このように散水量と送風量とが調整されることで、散水機構３１の散水による熱交換器３０の冷却効果が一層向上される。また、熱交換器３０の雰囲気の状態に応じて、水の蒸発量を超える無駄な散水量と、無駄な送風に伴う電力消費量とが削減される。
【００５０】
なお制御器４は、熱交換器３０の雰囲気の風速が低いほど散水量を少なく、送風量を多くしてもよい。また制御器４は、熱交換器３０の雰囲気の風速が高いほど散水量を多く、送風量を少なくしてもよい。この場合、室外機に風力計を設け、風力計の入力信号を制御器４に入力することで、制御器が熱交換器３０の雰囲気の風速を把握できる。
【００５１】
以上説明したように、冷却装置１によれば、制御器４が水蒸気量制御を行うことで、熱交換器３０の雰囲気の状態に応じて、熱交換器３０に散水された水の蒸発量を適切に設定できる。これにより、熱交換器３０から蒸発する水の量を、そのときの蒸発可能な最大量に近づけ、水の気化熱による熱交換器３０の冷却効果を最大限に得ることができる。また、制御器４が水蒸気量制御を行うことで、熱交換器３０に対する散水量及び送風量を適切に設定できる。これにより、水の使用量や消費電力を低減できる。従って、熱交換器３０の雰囲気の状態が変動しても、冷媒を安定して冷却できると共に、冷却装置１の運転コストを良好に削減できる。
【００５２】
また制御器４は、式１に基づいて水蒸気量制御を行うので、制御器が水蒸気量制御を適切に行うことができる。
【００５３】
また本実施形態では、決定因子が、気温、湿度、気圧のうちの少なくとも１つであある。このように測定が比較的容易な因子に基づくことで、制御器４が水蒸気量制御を迅速に行うことができる。
【００５４】
また散水機構３１により散水される水の電気伝導度が、２００μＳ／ｃｍ以下の範囲の値に設定されている。これにより、散水機構３１により散水する水に電気伝導性を有する異物が混入するのを防止でき、当該異物が散水により熱交換器３０に付着するのを防止できる。
【００５５】
また、散水機構３１により散水される水は、逆浸透膜分離処理、吸着処理、蒸留処理、及びイオン交換処理のうちの少なくとも１つにより処理されてなる純水である。これにより、散水機構３１により散水する水の純度を更に高めることができ、水中の微細な異物が熱交換器３０に付着するのを防止できる。
【００５６】
また冷却装置１は、純水を生成する純水生成部３３を備える。これにより、純水を外部から供給することなく冷却装置１単体で利用できる。よって、熱交換器３０の雰囲気の状態が仮に急に変動した場合でも、迅速に対応できる。また、純水生成部３３の造水能力を適正に設計できる。
【００５７】
また冷却装置１は、散水機構３１により散水する水を貯留する貯留槽３４を備える。これにより、豊富な純水を冷却装置１単体で利用できる。よって、熱交換器３０の雰囲気の状態が変動した場合でも迅速に対応できる。
【００５８】
また本実施形態では、送風機構３２により送風される風が、人工風又は自然風の少なくともいずれかである。これにより、送風機構３２が送風する風の選択幅を拡大でき、熱交換器３０からの水の蒸発を効率よく促進できる。
【００５９】
また冷却装置１は、内部に冷媒を流通させることにより冷却対象を冷却する冷却部２１と、冷却部２１と熱交換器３０との間で冷媒を循環させる配管Ｌ１，Ｌ２とを備える。これにより、冷却部２１と熱交換器３０とを離隔させて配置し易くできる。よって、水が冷却部２１にかかるのを防止しながら、熱交換器３０に対して効率的に散水できる。
【００６０】
また冷却装置１は、一定期間にわたり水蒸気量制御を行った場合と、一定期間にわたり水蒸気量制御を行わなかった場合との電力消費量の差を演算する演算部４１と、演算部４１の演算結果を表示する表示部２２とを備える。これにより、制御器４の水蒸気量制御による効果を迅速且つ容易に視認できる。
【００６１】
［変形例］
第１変形例に係る制御器４は、以下の式２及び３に基づいて水蒸気量制御を行う。式２は、Ｗａｇｎｅｒ式とも称されるものである。
［式２］
ＰＷＳ＝Ｐｃ×ｅｘｐ｛（Ａ×ｘ＋Ｂ×ｘ１．５＋Ｃ×ｘ３＋Ｄ×ｘ６）／（１−ｘ）｝
［式３］
ｘ＝１−Ｔ０／Ｔｃ
但し、Ｐｗｓは、Ｗａｇｎｅｒの厳密水蒸気圧［ｋＰａ］、Ｐｃは臨界圧である２２１２０［ｋＰａ］、Ｔｃは臨界温度である６４７．３［ｋ］、Ｔは絶対温度、Ａ＝−７．７６４５１、Ｂ＝１．４５８３８、Ｃ＝−２．７７５８、Ｄ＝−１．２３３０３とする。
【００６２】
第２変形例に係る制御器４は、以下の式４に基づいて水蒸気量制御を行う。式４は、Ｔｅｔｅｎｓ式とも称されるものである。
［式４］
ｅ（Ｔ）＝６．１０７８×１０｛７．５×Ｔ／（Ｔ＋２７３．３）｝
但し、ｅ（Ｔ）は温度Ｔにおける空気中の飽和水蒸気圧［ｈＰａ］、Ｔは温度［℃］とする。
第１及び２の変形例においても、第１実施形態と同様に、制御器４が水蒸気量制御を適切に行うことができる。
【００６３】
第３変形例に係る冷却装置は、温度計Ｍ１、湿度計Ｍ２、及び気圧計Ｍ３を備えていない。制御器４には、外部から無線通信又は有線通信により、雰囲気の温度、湿度、及び気圧の各値が入力される。これらの各値としては、例えば、インターネットを通じて提供される情報を利用できる。制御器４は、これらの入力された各値に基づいて水蒸気量制御を行う。第３変形例によっても、第１実施形態と同様の効果を期待できる。
【００６４】
なお、飽和水蒸気量を決定する決定因子は、飽和水蒸気圧を決定する因子でもある。熱交換器３０の雰囲気の水蒸気量が、前記雰囲気の飽和水蒸気圧に近づく方向は、熱交換器３０の雰囲気の水蒸気圧が、前記雰囲気の飽和水蒸気圧に近づく方向と実質的に同様である。即ち本実施形態の水蒸気量制御には、飽和水蒸気圧を決定する決定因子に基づいて、熱交換器３０の雰囲気の水蒸気圧が、前記雰囲気の飽和水蒸気圧に近づく方向に、散水機構３１及び送風機構３２の少なくともいずれかを制御することも含まれる。以下、その他の実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。
【００６５】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る冷却システム１０１の一部を示す概要図である。図３に示すように、冷却システム１０１は、複数の冷却装置１を備える。各冷却装置１の流通経路Ｓの入口には、気体を導入する導入管Ｌ４の下流端が接続され、出口には、気体を排出する排出管Ｌ５の上流端が接続されている。各導入管Ｌ４の上流端と、各排出管Ｌ５の下流端とは、共通配管Ｌ６に接続されている。
【００６６】
導入管Ｌ４の途中には、導入管Ｌ４内を流通する気体の導入先を共通配管Ｌ６とする第１導入モードと、前記導入先を室外機３の外部とする第２導入モードとの間で切り替える切替バルブＶ１が設けられている。排出管Ｌ５の途中には、排出管Ｌ５内を流通する気体の排出先を共通配管Ｌ６とする第１排出モードと、前記排出先を室外機３の外部とする第２排出モードとの間で切り替える切替バルブＶ２が設けられている。バルブＶ１，Ｖ２の切替動作は、各冷却装置１の制御器４により個別に制御される。
【００６７】
この冷却システム１０１では、複数の冷却装置１のうちの１の冷却装置１の送風機構３２により送風される風が、複数の冷却装置のうちの他の１以上の冷却装置１から排出された排気である。
【００６８】
冷却システム１０１の駆動時には、一例として、複数の冷却装置１のうち１の冷却装置１（以下、冷却装置Ａと称する。）が、制御器４により、バルブＶ１を第２導入モードに設定され、バルブＶ２を第１排出モードに設定される。また、複数の冷却装置１のうち他の１以上の冷却装置１（以下、冷却装置Ｂと称する。）が、制御器４により、バルブＶ１を第１導入モードに設定され、バルブＶ２を第２排出モードに設定される。
【００６９】
これにより、冷却装置Ｂからの排気は、排出管Ｌ５と共通配管Ｌ６とを流通した後、冷却装置Ａの導入管Ｌ４を流通する。冷却装置Ａの流通経路Ｓには、冷却装置Ｂからの排気が流通する。熱交換器３０に付着した水は、流通経路Ｓを流通する排気により蒸発する。このときの水の気化熱により、熱交換器３０内を流通する冷媒の冷却が促進される。冷却装置Ａの流通経路Ｓを通過した排気は、冷却装置Ａの外部へ排出される。
【００７０】
なお、水は気化（蒸発）熱が比較的大きいため、水と接触する気体の温度が比較的高くても、水の気化熱による冷却効果は十分に得られる。このため、流通経路Ｓを流通する排気の温度がある程度高い場合でも、熱交換器３０内を流通する冷媒の冷却を促進できる。このため、冷却装置Ｂから排出される排気を再び共通配管Ｌ６に戻し、当該排気を、いずれかの冷却装置１の冷媒の冷却の促進に用いてもよい。
【００７１】
また冷却システム１０１では、各冷却装置１の制御器４は、他の冷却装置１の排気の温度を温度計Ｍ１からの出力信号により把握し、排気の温度が流通経路Ｓに導入可能な他の冷却装置１からの排気を流通経路Ｓに導入するように、バルブＶ１，Ｖ２を制御してもよい。これにより、他の冷却装置からの排気を利用することで、熱交換器３０を気化熱により効率よく冷却できる。
【００７２】
（第３実施形態）
第３実施形態の冷却装置の冷却対象は、コンビニエンスストア等の店舗内の空気である。制御器４は、店舗の販売利益に影響を与える影響因子に基づいて、散水機構３１及び送風機構３２の少なくともいずれかを制御することで熱交換器３０の冷却を促す冷却制御を行う。
【００７３】
制御器４が冷却制御を行う際に基づく影響因子としては、例えば、店舗内の店員及び客を含めた人数、客の顔認証を行うことで得られる客の年齢や表情（不快感の程度等）、客の画像認証を行うことで得られる客の服装（軽装の程度等）、店舗内の冷蔵庫又は冷凍庫の扉の開閉回数、予想される来客数、気象予報情報、商品在庫数等が挙げられるが、これに限定されない。
【００７４】
第３実施形態の冷却装置によれば、第１実施形態と同様に冷却装置の運転コストの低減を図れると共に、店舗内の空気を快適にすることで客の購買意欲を促進し、店舗の販売利益に貢献できる。なお制御器４は、所定のタイミングで、これらの影響因子に基づいて冷却制御を行った場合の販売利益を目標値と比較し、比較結果が予め定められた基準範囲よりもずれている場合、ずれ量が小さくなるように冷却制御の内容を変更してもよい。
【００７５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成を変更、追加、又は削除できる。制御器４が水蒸気量制御を行う際に基づく式は、上記した式１〜４に限定されず、その他の式であってもよい。また熱交換器３０は、例えばパネル型でもよいし、外気と純水とに接触可能な少なくとも１つのフィンを有する形式でもよい。
【００７６】
また温度計Ｍ１、湿度計Ｍ２、及び気圧計Ｍ３に加え、更に熱交換器３０の直近に温度計ｍ１、湿度計ｍ２、及び気圧計ｍ３等の計器を配置してもよい。この場合、制御器４は、この計器からの出力信号の値を加味した水蒸気量制御を行ってもよい。
【００７７】
またポンプＰ２の代わりに、配管Ｌ３を流通する純水の流量を調整可能なバルブを用いてもよい。この場合のバルブの開閉動作は、制御器４により制御される。散水機構３１は、室外機３のハウジング３５の外部から熱交換器３０に対して散水してもよい。また散水機構３１は、熱交換器３０に散水された余剰の水を回収して再び散水に用いる構成を有していてもよい。
【００７８】
また散水装置３１は、熱交換器３０に直接水を付着させるように散水しなくてもよく、例えば、送風機構３２により送風される風により水滴を移動させて、熱交換器３０に水を付着させてもよい。また、流通経路Ｓは直線状に延びていなくてもよく、曲線状に延びていてもよい。
【００７９】
また送風機構３２は、ファンＦ以外の構成により機械的に風を生成してもよい。また送風機構３２は、例えば熱交換器に向けて自然風を流通させる流通経路Ｓと、当該流通経路Ｓを流通する外気の流量を調節するバルブとを有していてもよい。この場合、バルブの開閉動作は、制御器４に制御される。
【００８０】
また、流通経路Ｓの外気の流通方向におけるファンＦとノズルユニット３７との位置は、適宜設定可能である。例えば当該流通方向において、ファンＦが上流側に配置され、ノズルユニット３７が下流側に配置されていてもよいし、ファンＦとノズルユニット３７とがこの逆に配置されていてもよい。
【００８１】
また第１及び２実施形態の冷却装置は、室内用の空調装置であるが、その他の用途の空調装置であってもよいし、冷蔵装置、冷凍装置、又は、成形加工における金型冷却や機械の運転熱冷却等の冷却装置であってもよい。冷蔵装置、冷凍装置、冷却装置としては、例えば家庭用の他、業務用や産業用であってもよい。
【符号の説明】
【００８２】
Ｌ１，Ｌ２    配管
１，Ａ，Ｂ    冷却装置
４    制御器
２１    冷却部
２２    表示部
３０    熱交換器
３１    散水機構
３２    送風機構
３３    純水生成部
３４    貯留槽
４１    演算部
１０１    冷却システム
【図１】
2020193763.tif 000003
【図２】
2020193763.tif 000004
【図３】
2020193763.tif 000005