(57)【要約】【課題】熱交換器の冷却効率が高く、必要な電力量を従来よりも低減することができる保水成形体、空調室外機冷却方法および保水成形体の製造方法を提供する。【解決手段】空調機の室外機１０が有する熱交換器１１を冷却する保水成形体１であって、保水成形体１は、セメントブロックであり、保水率が３５体積％以下であり、通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体であって、
前記保水成形体は、セメントブロックであり、保水率が３５体積％以下であり、通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることを特徴とする保水成形体。
【請求項２】
前記保水成形体の密度は、０．５ｇ／ｃｍ３以上である請求項１に記載の保水成形体。
【請求項３】
前記保水成形体は、ｐＦ０〜１．８における保水率が３体積％以上２４体積％以下であり、
ｐＦ１．８〜４．２における保水率が１体積％以上７体積％以下であり、
ｐＦ４．２〜７．０における保水率が１０体積％以上３０体積％以下である請求項１または２に記載の保水成形体。
【請求項４】
前記保水成形体を保持し、前記室外機の空気吸入側に前記保水成形体を配置する保持具を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の保水成形体。
【請求項５】
前記空調機の室内機にドレン管が接続されており、
前記ドレン管を通ってドレン水が排出されるドレン水排出経路のドレン水排出口が前記保水成形体の上方に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の保水成形体。
【請求項６】
表面に拡散層を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載の保水成形体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の保水成形体によって前記熱交換器を冷却する方法であって、
前記空調機の室内機にドレン管が接続されており、
前記ドレン管から排出されるドレン水が前記保水成形体に供給される空調室外機冷却方法。
【請求項８】
空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体を製造する方法であって、
前記保水成形体を構成するセメントと水を混合する第１工程と、
前記セメントと前記水の混合物を型枠に入れ、前記型枠に振動を与える第２工程と、を有することを特徴とする保水成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体、保水成形体を用いた空調室外機冷却方法、および保水成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却することにより、空調機の冷却効率を高め、空調の消費電力量を低減することが知られている。熱交換器の冷却装置として、熱交換器に水を散布するもの（例えば、特許文献１）、熱交換器の近傍にクーリングマットを設置して該クーリングマットに冷却水を流下させるもの（例えば、特許文献２）、室外機の空気吸入側に保水成形体を取り付けるものがある（例えば、特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１３３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−３８０６号公報
【特許文献３】特開２０１４−１８１８３３号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／１２９８３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されているような冷却装置では、熱交換器に水を散布するための電力等が別途必要となり、消費電力量が増大する可能性がある。さらに、熱交換器へ水を散布することにより、熱交換器のフィンにスケールが付着したり、腐食が発生したりするおそれがある。
【０００５】
特許文献２に記載されているような冷却装置は、クーリングマットに流下させた冷却水と空気の熱交換によって熱交換器を冷却するという仕組みであるため、熱交換器を冷却水の温度よりも低い温度にすることはできず、効率的に熱交換器を冷却することが困難である。また、クーリングマットに冷却水を流下させるために、電力等の動力が必要である。
【０００６】
また、特許文献３、４に記載されているような構成の保水成形体では、熱交換器の冷却が十分でないことがあり、更なる空調機の冷却効率の向上や消費電力の抑制のため、改善の余地があると考えられる。
【０００７】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器の冷却効率が高く、必要な電力量を従来よりも低減することができる保水成形体、保水成形体を用いた空調室外機冷却方法、および保水成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決することができた保水成形体は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体であって、保水成形体は、セメントブロックであり、保水率が３５体積％以下であり、通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることを特徴とするものである。
【０００９】
上記発明の保水成形体において、保水成形体の密度は、０．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。
【００１０】
上記発明の保水成形体において、保水成形体は、ｐＦ０〜１．８における保水率が３体積％以上２４体積％以下であり、ｐＦ１．８〜４．２における保水率が１体積％以上７体積％以下であり、ｐＦ４．２〜７．０における保水率が１０体積％以上３０体積％以下であることが好ましい。
【００１１】
上記発明の保水成形体において、該保水成形体を保持し、室外機の空気吸入側に該保水成形体を配置する保持具を有することが好ましい。
【００１２】
上記発明の保水成形体において、空調機の室内機にドレン管が接続されており、ドレン管を通ってドレン水が排出されるドレン水排出経路のドレン水排出口が保水成形体の上方に配置されていることが好ましい。
【００１３】
上記発明の保水成形体において、表面に拡散層を有していることが好ましい。
【００１４】
前記課題を解決することができた本発明の空調室外機冷却方法は、上記発明の保水成形体によって熱交換器を冷却する方法であって、空調機の室内機にドレン管が接続されており、ドレン管から排出されるドレン水が保水成形体に供給されることを特徴とするものである。
【００１５】
前記課題を解決することができた本発明の保水成形体の製造方法は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体を製造する方法であって、保水成形体を構成するセメントと水を混合する第１工程と、セメントと水の混合物を型枠に入れ、型枠に振動を与える第２工程と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の保水成形体は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体であって、保水成形体は、セメントブロックであり、保水率が３５体積％以下であり、通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることにより、室外機が吸入する空気の温度を効率的に下げることができ、熱交換器の温度をより低下させることができる。そのため、空調機の冷却効率を向上させることができ、また、空調機が必要とする電力量を低減し、消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における保水成形体を室外機の空気吸入側に配置した状態の模式図を表す。
【図２】本発明の実施の形態における保水成形体の一例の斜視図を表す。
【図３】本発明の実施の形態における保水成形体の他の一例の斜視図を表す。
【図４】本発明の保水成形体の通気率の測定方法の模式図を表す。
【図５】本発明の保水成形体の効果を確認する方法の模式図を表す。
【図６】本発明の保水成形体を設置した部屋Ａと、設置していない部屋Ｂの空調機の積算消費電力のグラフを表す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る保水成形体に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、図面における種々部材の寸法は、本発明の特徴の理解に資することを優先しているため、実際の寸法とは異なる場合がある。
【００１９】
本発明に係る保水成形体は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却するものである。保水成形体は、セメントブロックであり、保水率が３５体積％以下であり、通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上である。
【００２０】
保水成形体は、セメントブロックである。保水成形体を構成する材料は、例えば、高炉セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント、混合セメント、エコセメント等のセメント等が挙げられる。中でも、保水成形体を構成する材料は、高炉セメント、ポルトランドセメント、およびアルミナセメントのうちの少なくとも１つを含んでいることが好ましく、高炉セメントを含んでいることがより好ましい。また、保水成形体は、高炉セメントを含むセメントを硬化させたセメントゲルであることが好ましい。保水成形体がこのように構成されていることにより、保水成形体の製造が容易となる。
【００２１】
保水成形体は、セメントの他に、砂、砂利、石灰石、高炉水砕スラグ等の骨材、無機短繊維、有機短繊維、ケイ酸カルシウム、建設残土、鹿沼土、真珠岩系のパーライト、イソライト、軽石等の水吸収性材料等を有していてもよい。保水成形体を構成する材料は、ケイ酸カルシウム、およびロックウール等の無機短繊維の少なくとも一方を含んでいることが好ましい。保水成形体を構成する材料がケイ酸カルシウムおよび無機短繊維の少なくとも一方を含んでいることにより、保水成形体の保水性を高めることができる。なお、保水成形体の製造方法の詳細については後述する。
【００２２】
保水成形体を構成する材料が含んでいるケイ酸カルシウムは、０．５重量％以上であることが好ましく、１重量％以上であることがより好ましく、２重量％以上であることがさらに好ましい。保水成形体を構成する材料が含んでいるケイ酸カルシウムの下限値をこのように設定することにより、保水形成体の保水性と通気性を高めることが出来る。また、ケイ酸カルシウムの上限値は３０重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。保水成形体を構成する材料が含んでいるケイ酸カルシウムの上限値をこのように設定することにより、保水形成体の強度を確保することができる。
【００２３】
保水成形体を構成する材料が無機短繊維を含んでおり、該無機短繊維はロックウールであることが好ましい。保水成形体を構成する材料が含んでいるロックウールは、１重量％以上あることが好ましく、２重量％以上あることがより好ましく、３重量％以上あることが更に好ましい。保水成形体を構成する材料が含んでいるロックウールの下限値をこのように設定することにより、保水成形体の保水性と通気性の両方を向上させることができる。また、保水成形体を構成する材料が含んでいるロックウールの上限値は３０重量％以下であることが好ましく、２３重量％以下であることがより好ましく、１５重量％以下であることがさらに好ましい。保水成形体を構成する材料が含んでいるロックウールの上限値をこのように設定することにより、保水形成体の強度が低下することを防止できる。
【００２４】
保水成形体の保水率は、３５体積％以下である。保水成形体の保水率が３５体積％以下であることにより、保水成形体の内部に、水を吸収して保つ空隙の他に、保水せずに空気を通過させることができる空隙を有することができる。つまり、保水成形体が適度に水をその内部に保ちつつ、通気性を有するものとなる。保水成形体が保水性、拡散性、および通気性を有することにより、保水成形体の表面に沿って流れる空気だけでなく、保水成形体を通過する空気も、保水成形体が保持している水の蒸発潜熱によって冷却することができる。その結果、室外機が吸入する空気の温度を効果的に下げることができ、室外機が有する熱交換器の冷却効率を高めることができる。
【００２５】
保水成形体の保水率は、次のようにして求めることができる。まず、保水成形体を１０５度で２４時間乾燥させて絶乾状態とし、絶乾状態の保水成形体の重量および体積を測定する。次に、絶乾状態の保水成形体の全体を水に２４時間浸漬させて、保水成形体に吸水させる。保水成形体を水から取り出して１０分後に、吸水状態の保水成形体の重量を測定する。そして、以下の計算式により、保水成形体が保持している水の重量を算出する。
保水成形体が保持している水の重量（ｇ）＝吸水状態の保水成形体の重量（ｇ）−絶乾状態の保水成形体の重量（ｇ）
【００２６】
水の比重は、標準大気圧下において９９９．９７２ｋｇ／ｍ３（０．９９９９７２ｇ／ｃｍ３）であり、１ｇ／ｃｍ３に近い。そのため、保水成形体が保持している水の量１ｇ当たりの水の体積を１ｃｍ３とする。
【００２７】
算出した保水成形体が保持している水の重量と、保水成形体を水に浸漬させる前に測定した保水成形体の体積を用い、以下の計算式によって保水成形体の体積当たりの保水率を算出する。
保水率（体積％）＝保水成形体が保持している水の体積（ｃｍ３）／絶乾状態の保水成形体の体積（ｃｍ３）
＝保水成形体が保持している水の重量（ｇ）／絶乾状態の保水成形体の体積（ｃｍ３）
【００２８】
保水成形体の保水率は、３５体積％以下であればよいが、３３体積％以下であることが好ましく、３０体積％以下であることがより好ましく、２８体積％以下であることがさらに好ましい。保水成形体の保水率の上限値をこのように設定することにより、保水成形体に適度な通気性を付与することができる。また、保水成形体の保水率は、１０体積％以上であることが好ましく、１５体積％以上であることがより好ましく、２０体積％以上であることがさらに好ましい。保水成形体の保水率の下限値をこのように設定することにより、保水成形体が空気を冷却するために必要な水をその内部に保持することが可能となる。
【００２９】
保水成形体の通気率は、０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上である。保水成形体の通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることにより、保水成形体が保水性と通気性の両方を備えたものとなり、前述のとおり、保水成形体の表面に沿って流れる空気、および保水成形体を通過する空気を水の蒸発潜熱によって冷やすことができ、室外機が吸入する空気の温度を低下させ、熱交換器を効率的に冷却できる。
【００３０】
保水成形体の通気率は、ＪＩＳ  Ａ１５１６に基づく試験装置を用い、ＪＩＳ  Ａ２２０１に基づく試験手順によって求めることができる。保水成形体の通気率の求め方の詳細について、以下に説明する。図４に示す、開口寸法Ｄ１が２００ｍｍ×２００ｍｍである気密箱５０、差圧計５５、記録計５６、微少流量計５７、流量調整弁５８、および圧力ポンプ５９を有する装置を用い、本体５１と蓋５２を有する気密箱５０の開口部に保水成形体１を配置する。保水成形体１の上面に、気密箱５０の開口寸法Ｄ１と同じ大きさの開口を有する鉄板５３を被せる。本体５１と蓋５２、蓋５２と保水成形体１、および保水成形体１と鉄板５３のそれぞれの間にシール材５４を用いてシール処理を行い、気密箱５０を密封状態にする。圧力ポンプ５９を作動させ、気密箱５０の内部を減圧させることにより、保水成形体１の一方側と他方側とで圧力差を設けて、保水成形体１を通過する空気の量（通気量ｑ）を測定する。保水成形体１の通気方向は、図４の矢印にて示すように、気密箱５０の外部から気密箱５０の内部に向かう方向である。なお、本装置を用いた通気量測定の対象面積は、気密箱５０の開口寸法Ｄ１である２００ｍｍ×２００ｍｍである。
【００３１】
各圧力差における通気量ｑは、次の式により２０℃、１気圧の標準状態における通気量Ｑに換算する。
Ｑ＝ｑ・｛（Ｐ１・Ｔ０）／（Ｐ０・Ｔ１）｝
Ｑ：２０℃、１気圧の空気密度における通気量（ｍ３／ｈ）
ｑ：測定時の空気密度における通気量（ｍ３／ｈ）
Ｐ０：１０１３（ｈＰａ）
Ｐ１：測定時の気圧（ｈＰａ）
Ｔ０：２９３（Ｋ）
Ｔ１：測定時の空気温度（Ｋ）
【００３２】
次の式により、圧力差ΔＰと通気量Ｑとの関係である通気率ａを求めることができる。
Ｑ＝ａ・ΔＰ
ａ＝Ｑ／ΔＰ
ΔＰ：圧力差（Ｐａ）
ａ：通気率［（ｍ３／ｈ）／Ｐａ］
【００３３】
なお、通気率ａの算出において、３００Ｐａの圧力差ΔＰを加えても通気量ｑが測定限界値である０．０００２９２ｍ３／ｈ以下である場合には、通気率ａは０（ｍ３／ｈ）／Ｐａであるとする。
【００３４】
保水成形体の通気率は、０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であればよいが、０．０００３（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることが好ましく、０．０００５（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることがより好ましく、０．０００７（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることがさらに好ましい。保水成形体の通気率の下限値をこのように設定することにより、保水成形体を空気が通過しやすくなり、保水成形体の内部を通過する空気を冷却しやすくなる。また、保水成形体の通気率は、０．０１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以下であることが好ましく、０．００５（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以下であることがより好ましく、０．００３（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以下であることがさらに好ましい。保水成形体の通気率の上限値をこのように設定することにより、保水成形体が有する、保水に用いられる空隙と空気の通過が可能な空隙とのバランスが適切なものとなり、保水成形体の保水性と通気性が熱交換器の冷却に適したものとなる。
【００３５】
保水成形体は、前述の保水に用いられる空隙、空気の通過が可能な空隙の他に、毛細管部分、及び通水孔部分が内部に形成されている。この毛細管部分および通水孔部分は、保水に用いられる空隙から保水成形体の表面に延びて、保水成形体の表面に開口している。保水成形体の表面に水分を供給すると、水分は毛細管部分および通水孔部分への付着力と重力とにより、表面から毛細管部分および通水孔部分へ浸入し、毛細管部分および通水孔部分を通って保水に用いられる空隙に到達し、保水に用いられる空隙に保持される。この吸水の際、水分は、毛細管部分に吸収されるだけでなく、毛細管部分より太い通水孔部分にも吸収されるため、保水成形体は優れた吸水性を発揮する。さらに、上記水分が保水に用いられる空隙に保持されるため、保水成形体は優れた保水性を発揮する。
【００３６】
また、日光が表面に当たると、保水成形体の表面の水分が蒸発し、次にその下で毛細管部分に保持された表面近傍の水分が蒸発し、それに伴い保水に用いられる空隙の水分が毛細管現象および拡散によって毛細管部分に引き込まれる。そして、水分は表面に向かって毛細管部分の中を伝播し、表面へ補充されて蒸発する。この結果、放射エネルギーの多くは水分を蒸発させる気化の潜熱に変わることにより、保水成形体自体の温度が低下し、表面の温度が上がりにくくなる。その結果、保水成形体は表面を冷却する効果を発揮する。また、保水に用いられる空隙に多くの水分が保持され、この水分が表面に順次補充されるため、保水成形体は上記の表面温度上昇抑制効果を持続することができる。
【００３７】
保水成形体の表面は親水性表面であることが好ましい。それにより、保水成形体の内部に保持された水分が、毛細管部分や通水孔部分を通りそれらの開口から表面に供給された際、その水分が表面に広く、薄くかつ速やかに拡がる。この結果、表面における水分の蒸発面積が広くなり、かつその蒸発速度は大きくなって、保水成形体は優れた蒸発性および表面温度上昇抑制効果を奏することができる。保水成形体の表面を親水性表面にするには、保水成形体が高炉セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント等の無機質セメントを有することが好ましい。
【００３８】
保水成形体の内部の構成については、保水成形体のｐＦを測定することにより確認することができる。ｐＦとは、土壌が有する毛管作用の力によって水を保持する力（毛管ポテンシャル）を水柱の高さに換算し、これを対数で表したものである。ｐＦの値が大きいほど、水が土壌に吸着されている力が強い。ｐＦ０〜１．８で土壌に吸着されている土壌水は「重力水」に分類され、土壌の粗孔隙内に取り込まれていた水が重力により下層へ排除される水である。ｐＦ１．８〜４．２で土壌に吸着されている土壌水は「懸垂水」に分類され、水の毛細管現象によって土壌の粗孔隙内に保持される水である。ｐＦ４．２〜７．０で土壌に吸着されている土壌水は「吸湿水」に分類され、土壌粒子の表面に薄い水分子層として強く吸着されている水である。
【００３９】
保水成形体において、ｐＦ０〜１．８の重力水は、空気の通過が可能な空隙に存在している水に対応し、ｐＦ１．８〜４．２の懸垂水は、毛細管部分および通水孔部分に保持されている水に対応し、ｐＦ４．２〜７．０の吸湿水は、保水に用いられる空隙に吸着されている水に対応する。従って、保水成形体の各ｐＦにおける保水率を測定することにより、保水成形体の内部の構成を確認することができる。
【００４０】
保水成形体の各ｐＦにおける保水率は、「土壌標準分析・測定法」（日本土壌肥料科学会監修、土壌標準分析測定法委員会編、博友社）や「土壌物理性測定法」（農林省農林水産技術会議事務局監修、土壌物理性測定法委員会編、養賢堂）に基づいて測定することができる。
【００４１】
保水成形体は、ｐＦ０〜１．８における保水率が３体積％以上であることが好ましく、５体積％以上であることがより好ましく、７体積％以上であることがさらに好ましい。保水成形体のｐＦ０〜１．８における保水率の下限値をこのように設定することにより、保水成形体が、空気の通過が可能な空隙を十分に有するものとなり、空気の冷却に寄与する表面積が増え、空気の冷却効率を高めることができる。さらに、空気の通過が可能な空隙を水が通り、保水成形体の全体に水を行き渡らせることが容易となる。また、ｐＦ０〜１．８における保水率が２４体積％以下であることが好ましく、２０体積％以下であることがより好ましく、１５体積％以下であることがさらに好ましく、１０体積％以下であることが特に好ましい。保水成形体のｐＦ０〜１．８における保水率の上限値をこのように設定することにより、保水成形体が毛細管部分、通水孔部分、および保水に用いられる空隙も十分に有するものとなり、通気性と保水性を両立した保水成形体とすることができる。
【００４２】
保水成形体は、ｐＦ１．８〜４．２における保水率が１体積％以上であることが好ましく、１．２体積％以上であることがより好ましく、１．５体積％以上であることがさらに好ましい。保水成形体のｐＦ１．８〜４．２における保水率の下限値をこのように設定することにより、毛細管部分および通水孔部分を適度に有する保水成形体となり、保水成形体の表面や空気の通過が可能な空隙の水分が蒸発しても、毛細管部分と通水孔部分の水が移動し、保水成形体の表面および空気の通過が可能な空隙に水分を補給することができる。そのため、水の蒸発を効率よく行うことができ、空気の冷却が効果的となる。また、ｐＦ１．８〜４．２における保水率が７体積％以下であることが好ましく、５体積％以下であることがより好ましく、３体積％以下であることがさらに好ましい。保水成形体のｐＦ１．８〜４．２における保水率の上限値をこのように設定することにより、保水成形体の通気性と保水性のバランスがとれたものとなり、冷却効率を高めることができる。
【００４３】
保水成形体は、ｐＦ４．２〜７．０における保水率が１０体積％以上であることが好ましく、１２体積％以上であることがより好ましく、１５体積％以上であることがさらに好ましい。保水成形体のｐＦ４．２〜７．０における保水率の下限値をこのように設定することにより、保水成形体の内部に水を保持しやすくなり、保水成形体の保水率を高めることができる。また、ｐＦ４．２〜７．０における保水率が３０体積％以下であることが好ましく、２５体積％以下であることがより好ましく、２０体積％以下であることがさらに好ましい。保水成形体のｐＦ４．２〜７．０における保水率の上限値をこのように設定することにより、保水成形体が十分な通気性も有するものとなって、保水成形体を通過する空気も効率的に冷却することが可能となる。
【００４４】
保水成形体は、空調機の室外機の近傍に配置すればよい。具体的には、保水成形体を室外機に直接取り付けてもよく、保水成形体を室外機付近に設置してもよい。また、保水成形体を室外機の上方や下方に配置してもよいが、図１に示すように、保水成形体１を室外機１０の空気吸入側１０ａに配置することが好ましい。なお、図１において、矢印は空気の大まかな流れを示す。保水成形体１をこのような位置に配置することにより、保水成形体１によって温度が低下した空気がファン１２によって室外機１０内に取り込まれやすく、室外機１０の熱交換器１１を冷却しやすくなる。
【００４５】
保水成形体１の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。複数の保水成形体１を配置する場合、保水成形体１を上下左右方向に複数並べて配置してもよく、例えば、室外機１０の上方と下方の両方に配置する等、複数の保水成形体１を離間させて配置してもよい。保水成形体１を複数配置することにより、大型の室外機１０であっても効率的に熱交換器１１を冷却することが可能となる。
【００４６】
空調機を冷房として使用する時期には、室外機の熱交換器を冷却することによって、空調機の冷却効率を高めて空調の消費電力量を低減することができるため、室外機の近傍に保水成形体を配置する。一方、空調機を暖房として使用する時期には、空調の消費電力の低減のために室外機の熱交換器を冷却する必要はないため、保水成形体を室外機の近傍から撤去する、または非通気性材料から構成されるカバー等を用いて保水成形体の全体を覆う等してもよい。なお、保水成形体が暖房として使用する空調機の運転の妨げとなることはないため、保水成形体を室外機の近傍に配置したままであってもよい。
【００４７】
保水成形体の形状は、例えば、平板状、薄片状、筒状等が挙げられるが、中でも、図２および図３に示すような平板状であることが好ましい。保水成形体１の形状が平板状であることにより、保水成形体１の製造が容易であり、また、保水成形体１の設置を容易に行うことができる。保水成形体の大きさは、室外機の大きさや取り扱いが容易となる大きさとすればよいが、例えば、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、厚み３０ｍｍ程度とすることができる。
【００４８】
保水成形体の密度は、０．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、１ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、１．５ｇ／ｃｍ３以上であることがさらに好ましい。保水成形体の密度の下限値をこのように設定することにより、保水に用いられる空隙を内部に十分有している保水成形体とすることができ、水の蒸発潜熱によって熱交換器を効果的に冷却することができる。また、保水成形体の密度は、３ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、２．５ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましく、２ｇ／ｃｍ３以下であることがさらに好ましい。保水成形体の密度の上限値をこのように設定することにより、保水成形体を空気が通過しやすくなり、熱交換器の冷却効率を高めることができる。また、保水成形体の重量を軽減できるため、保水成形体の設置や撤去が容易となる。
【００４９】
保水成形体の曲げ強度は、２．０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、２．５Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、３．０Ｎ／ｍｍ２以上であることがさらに好ましい。保水成形体の曲げ強度の下限値をこのように設定することにより、保水成形体の強度を十分なものとすることができる。また、保水成形体の曲げ強度の上限値は特に限定されないが、例えば、１０Ｎ／ｍｍ２以下、７．５Ｎ／ｍｍ２以下、５Ｎ／ｍｍ２以下とすることができる。
【００５０】
図２に示すように、保水成形体１は、保水成形体１を保持する保持具２を有していることが好ましい。保水成形体１が保持具２を有していることにより、空調機を冷房として使用する時期に保水成形体１を室外機の近傍へ容易に配置することができ、また、空調機を暖房として使用する時期には容易に撤去することが可能となる。なお、前述の通り、空調機を暖房として使用する際に保水成形体１が室外機の近傍に配置されていたとしても、保水成形体１が暖房として使用されている空調機の運転を妨げることはないため、空調機を暖房として使用する時期に必ずしも保水成形体１を撤去する必要はない。
【００５１】
保持具２は、保水成形体１の上下左右の端部の少なくとも一つを支持する枠状物と、枠状物を室外機の近傍に自立させる脚部を有する構成であってもよく、該枠状物と、枠状物を室外機に取り付ける磁石等の接続具を有する構成であってもよく、網状等の通気性のある織編物の袋状物と、袋状物を室外機に取り付けるＳ字フック等の取り付け具を備える構成であってもよい。中でも、保持具２は、図２に示すように、保水成形体１の上下左右の端部の少なくとも一つを支持する枠状物と、枠状物を室外機の近傍に自立させる脚部を有する構成であることが好ましい。
【００５２】
保持具２が枠状粒と脚部を有する構成である場合、保持具２を構成する材料は、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム等の金属、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレン等の樹脂、木材等が挙げられる。中でも、保持具２を構成する材料は、金属であることが好ましく、ステンレス鋼であることがより好ましい。保持具２がこのように構成されていることにより、耐久性の高い保持具２とすることができる。
【００５３】
また、図１に示すように、保持具２を有する保水成形体１を室外機１０の空気吸入側１０ａに配置することが好ましい。保持具２を有する保水成形体１をこのような位置に配置することにより、容易に熱交換器１１の冷却効率を高められる。
【００５４】
保水成形体１と、室外機１０の空気吸入側１０ａとの間に所定の間隔を設けることが好ましい。保水成形体１と室外機１０との間に距離があることにより、室外機１０の内部に取り込まれる空気の風量を低下させにくく、また、保水成形体１の表面に沿って流れて温度の低下した空気が室外機１０内に入りやすくなり、熱交換器１１を効果的に冷却することができる。保水成形体１と室外機１０との距離は、１ｃｍ以上であることが好ましく、３ｃｍ以上であることがより好ましく、５ｃｍ以上であることがさらに好ましい。保水成形体１と室外機１０との距離の下限値をこのように設定することにより、室外機１０の中に取り込まれる空気の量を十分なものとすることができる。また、保水成形体１と室外機１０との距離は、３０ｃｍ以下であることが好ましく、２０ｃｍ以下であることがより好ましく、１０ｃｍ以下であることがさらに好ましい。保水成形体１と室外機１０との距離の上限値をこのように設定することにより、保水成形体１によって温度が下げられた空気を室外機１０が取り込みやすくなる。
【００５５】
保水成形体が保持している水分量が低下すると熱交換器の冷却効率が低下するため、保水成形体に水分を補充する必要がある。例えば、保水成形体を水に浸漬させる、保水成形体に水をかける等の方法によって保水成形体に水分を補充してもよいが、室外機から排出されるドレン水を保水成形体に供給することによって水分を補充することが好ましい。保水成形体への水分の補充にドレン水を用いることにより、空調機の作動における排水であるドレン水を有効に活用することができ、排水の量を低減することができる。
【００５６】
図１に示すように、空調機の室内機２０にドレン管２１が接続されており、ドレン管２１を通ってドレン水２４が排出されるドレン水排出経路２２のドレン水排出口２３が保水成形体１の上方に配置されていることが好ましい。ドレン水排出口２３がこのような位置に配置されていることにより、電力等の動力を必要とせずに保水成形体１へドレン水２４を供給することが可能となる。
【００５７】
図示していないが、ドレン管２１は、保水成形体１にドレン水２４を供給するための樋等が接続されていてもよい。つまり、ドレン水排出経路２２は、ドレン管２１から構成されていてもよく、ドレン管２１と樋等のドレン管２１とは異なる部材を有していてもよい。ドレン水排出経路２２が樋等のドレン管２１とは異なる部材を有していることにより、保水成形体１へのドレン水２４の供給において、供給する時間の間隔や供給量等を制御することができ、保水成形体１の水分量を調整できる。
【００５８】
ドレン排出経路２２において、ドレン排出口２３は１つであってもよく、複数であってもよい。ドレン排出口２３を複数とするには、例えば、ドレン水排出経路２２のドレン水排出口２３側に水平管等の部材を接続し、この水平管等の部材に複数のドレン排出口２３を設ける等すればよい。ドレン排出口２３が複数あることにより、保水成形体１の全体に水分を補給しやすくなる。
【００５９】
図３に示すように、保水成形体１は表面に拡散層３を有していることが好ましい。保水成形体１が拡散層３を有していることにより、保水成形体１に供給された水分が保水成形体１の全体に行き渡り、保水成形体１の全体に水分を供給しやすくなる。
【００６０】
拡散層３の素材は、不織布、発泡樹脂等が挙げられる。中でも、拡散層３の素材は、不織布であることが好ましい。拡散層３が不織布であることにより、拡散層３に供給された水分を拡散層３の全体に染み込ませやすく、保水成形体１の全体に水分を行き渡らせることができる。
【００６１】
拡散層３は、保水成形体１の表面に設けられていることが好ましいが、中でも、保水成形体１の上面に設けられていることがより好ましい。拡散層３がこのように保水成形体１に設けられていることにより、拡散層３に供給された水分が保水成形体１の上部から下部に向かって浸透し、保水成形体１の全体に水分を補給することが容易となる。
【００６２】
保水成形体１と拡散層３との接合方法は、例えば、保水成形体１と拡散層３を重ねて、水が通過可能な穴を有する蓋部材を被せる方法等が挙げられる。中でも、保水成形体１と拡散層３を重ねて、保水成形体１および拡散層３を保持具２に固定することにより、保水成形体１と拡散層３とを接合することが好ましい。保水成形体１と拡散層３とをこのように接合することにより、保水成形体１と拡散層３を容易に強固に固定しやすくなる。
【００６３】
本発明に係る空調室外機冷却方法は、図１に示すように、本発明の保水成形体１によって熱交換器１１を冷却する方法であって、空調機の室内機２０にドレン管２１が接続されており、ドレン管２１から排出されるドレン水２４が保水成形体１に供給されるものである。空調機の室外機１０の熱交換器１１をこのように冷却することにより、空調機の作動における排水であるドレン水２４を有効に活用して、保水成形体１による熱交換器１１の冷却効率を高めることができる。
【００６４】
本発明に係る保水成形体の製造方法は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体を製造する方法であって、保水成形体を構成するセメントと水を混合する第１工程と、セメントと水の混合物を型枠に入れ、型枠に振動を与える第２工程と、を有することを特徴とするものである。
【００６５】
第１工程において、保水成形体を構成する材料であるセメントと水を混合する。この際、セメントおよび水以外の保水成形体を構成する材料を、セメントと水と共に混合してもよい。セメントおよび水以外の保水成形体を構成する材料としては、前述の、砂、砂利、石灰石、高炉水砕スラグ等の骨材、無機短繊維、有機短繊維、ケイ酸カルシウム、建設残土、鹿沼土、真珠岩系のパーライト、イソライト、軽石等の水吸収性材料等が挙げられる。
【００６６】
保水成形体がセメントおよび水以外の他の材料を有する場合、該他の材料は第１工程にてセメントおよび水と混合してもよく、第１工程の後に混合してもよい。また、第１工程の前に、セメントと水のいずれか一方と該他の材料とを混合し、セメントと水のもう一方とこの混合物とを第１工程にて混合してもよい。
【００６７】
例えば、セメントおよび水以外の保水成形体を構成する材料がケイ酸カルシウムである場合、第１工程において、セメント、水、およびケイ酸カルシウムを混合することが好ましい。このように第１工程を行うことにより、保水成形体の強度が増しやすくなる。また、セメントおよび水以外の保水成形体を構成する材料が骨材および短繊維である場合、第１工程の前に骨材と短繊維を混合し、その後、第１工程において、この混合物とセメントおよび水とを混合することが好ましい。このように第１工程を行うことにより、各材料が均一に混ざりやすく、保水成形体全体において保水性や通気性が一定なものとなりやすくなる。
【００６８】
第２工程において、セメントと水の混合物を型枠に入れ、型枠に振動を与える。型枠に振動を与えることにより、型枠内の混合物が凝結、硬化し、保水成形体を成形することができる。また、型枠に振動を与えることと併せて、圧縮を行ってもよい。型枠に圧縮を行うことにより、セメントと水の混合物が型枠内に十分に行き渡り、型枠に沿った形状に成形することができる。つまり、第２工程において、型枠に振動と圧縮の両方を与えることが好ましい。
【００６９】
第２工程の後、成形した保水成形体を所望の大きさや形状となるように切削する成形工程を行ってもよい。また、成形した保水成形体に養生を行うことが好ましい。保水成形体に養生を行うことにより、保水成形体の強度等の物性を高めることができる。
【００７０】
保水成形体の設置前に、保水成形体を水中に浸漬する、水を散布する等によって吸水させる工程を行うことが好ましい。保水成形体の設置前にこのようにして吸水工程を行うことにより、保水成形体の内部に十分な水分量を保持させることができ、熱交換器を冷却する効果を高めることが可能となる。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示す。下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００７２】
（実施例１）
まず、骨材である石灰石および高炉水砕スラグを乾燥後の重量で５０重量％と、無機短繊維であるロックウール１０重量％とを縦軸強制撹拌式ミキサーに投入し、１８０秒間空練りした。次に、ケイ酸カルシウム２重量％、水、およびセメント３８重量％をミキサーへ投入し、１２０秒間空練りした。そして、ミキサーへ水を投入し、１８０秒間本練りを行った。混合した材料を金属製の型枠に入れ、型枠に振動と圧縮を加えて、養生を行い、保水成形体を成形した。保水成形体の寸法は、２９８ｍｍ×２９８ｍｍ×厚み２６ｍｍであった。
【００７３】
（比較例１）
比較例１として、市販の東洋紡ＳＴＣ株式会社製の保水パネル（品番：ＮＩＳ−Ｗ、寸法：３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚み２２ｍｍ）を用いた。
【００７４】
（比較例２）
比較例２として、株式会社アイ・クリエイトが販売しているペットシート「ヒエール」に使用されている持続性水冷パネル（品番：ＡＫ４５０３００ＢＬ、寸法：２５０ｍｍ×３９５ｍｍ×厚み２０ｍｍ）を用いた。
【００７５】
保水成形体の保水率は、次のようにして求めた。実施例１および比較例１〜２の保水成形体を１０５度で２４時間乾燥させて絶乾状態とし、絶乾状態の保水成形体の重量および体積を測定した。絶乾状態の保水成形体の全体を水に２４時間浸漬させて吸水させ、吸水状態の保水成形体を水から取り出して１０分後、吸水状態の保水成形体の重量を測定した。そして、以下の計算式により、保水率を算出した。
保水率＝（吸水状態の保水成形体の重量−絶乾状態の保水成形体の重量）／絶乾状態の保水成形体の体積
【００７６】
保水成形体の通気率は、次のようにして求めた。図４に示す、開口寸法Ｄ１が２００ｍｍ×２００ｍｍである気密箱５０、差圧計５５、記録計５６、微少流量計５７、流量調整弁５８、および圧力ポンプ５９を有する装置を用いた。本体５１と蓋５２を有する気密箱５０の開口部に保水成形体１を配置した。保水成形体１の上面に、気密箱５０の開口寸法Ｄ１と同じ大きさの開口を有する鉄板５３を被せた。本体５１と蓋５２、蓋５２と保水成形体１、および保水成形体１と鉄板５３のそれぞれの間にシール材５４を用いてシール処理を行い、気密箱５０を密封状態にした。圧力ポンプ５９を作動させて気密箱５０の内部を減圧させることにより、保水成形体１の一方側と他方側とで圧力差（ΔＰ）を設け、保水成形体１を通過する空気の量（通気量ｑ）を測定した。保水成形体１の通気方向は、図４の矢印にて示すように、気密箱５０の外部から気密箱５０の内部に向かう方向である。なお、本装置を用いた通気量測定の対象面積は、気密箱５０の開口寸法Ｄ１である２００ｍｍ×２００ｍｍである。
【００７７】
各圧力差ΔＰにおける通気量ｑは、次の式により２０℃、１気圧の標準状態における通気量Ｑに換算した。
Ｑ＝ｑ・｛（Ｐ１・Ｔ０）／（Ｐ０・Ｔ１）｝
Ｑ：２０℃、１気圧の空気密度における通気量（ｍ３／ｈ）
ｑ：測定時の空気密度における通気量（ｍ３／ｈ）
Ｐ０：１０１３（ｈＰａ）
Ｐ１：測定時の気圧（ｈＰａ）
Ｔ０：２９３（Ｋ）
Ｔ１：測定時の空気温度（Ｋ）
【００７８】
圧力差ΔＰと通気量Ｑとの関係である通気率ａを、次の式により求めた。
Ｑ＝ａ・ΔＰ
ａ＝Ｑ／ΔＰ
ΔＰ：圧力差（Ｐａ）
ａ：通気率［（ｍ３／ｈ）／Ｐａ］
【００７９】
なお、通気率ａの算出において、３００Ｐａの圧力差ΔＰを加えても通気量ｑが測定限界値である０．０００２９２ｍ３／ｈ以下である場合には、通気率ａは０（ｍ３／ｈ）／Ｐａであるとする。
【００８０】
表１に実施例１、および比較例１〜２の保水率および通気率を示す。実施例１の保水成形体は保水性と通気性の両方を備えたものであり、保水成形体の表面に沿って流れる空気、および保水成形体を通過する空気を水の蒸発潜熱によって冷却することができ、室外機が吸入する空気の温度をより低下させやすく、熱交換器を効率的に冷やすことができる。
【００８１】
【表１】
2020020517.tif 000003
【００８２】
また、実施例１および比較例１〜２の保水成形体について、各ｐＦにおける保水率を、前述の「土壌標準分析・測定法」および「土壌物理性測定法」に基づいて測定した。なお、ｐＦ０における保水率（最大容水量）は減圧飽和法、ｐＦ１．８における保水率は加圧板法、ｐＦ２．７、ｐＦ３．０、ｐＦ４．０、ｐＦ４．２のそれぞれにおける保水率は遠心法、ｐＦ７．０（炉乾燥状態）は加熱減量法にて測定を行った。
【００８３】
ｐＦ０における保水率からｐＦ１．８における保水率を引いて、ｐＦ０〜１．８における保水率を算出した。同様にして、ｐＦ１．８〜４．２における保水率と、ｐＦ４．２〜７．０における保水率も算出した。
【００８４】
実施例１、および比較例１〜２の各ｐＦにおける保水率を表２に示す。実施例１の保水成形体はその内部に、空気の通過が可能な空隙、毛細管部分、通水孔部分、および保水に用いられる空隙がバランスよく存在しており、空気の冷却に適した構成であるといえる。
【００８５】
【表２】
2020020517.tif 000004
【００８６】
実施例の保水成形体を設置することによる効果を以下のようにして確認した。図５に示すように、３．０ｍ×５．４ｍの部屋１００を仕切り部材１０３によって２つに区切り、３．０ｍ×２．７ｍの部屋Ａ（１００Ａ）と３．０ｍ×２．７ｍの部屋Ｂ（１００Ｂ）とした。仕切り部材１０３には、塩化ビニルのシートを用いた。部屋Ａ（１００Ａ）の室内に冷房能力２．２ｋＷの６畳用の空調機の室内機Ａ（１０２Ａ）を設置し、部屋Ａ（１００Ａ）の室外にこの空調機の室外機Ａ（１０１Ａ）を設置した。部屋Ｂ（１００Ｂ）の室内にも、部屋Ａ（１００Ａ）に設置した空調機と同じものである別の空調機の室内機Ｂ（１０２Ｂ）を設置し、部屋Ｂ（１００Ｂ）の室外にこの空調機の室外機Ｂ（１０１Ｂ）を設置した。なお、室外機Ａ（１０１Ａ）と室外機Ｂ（１０１Ｂ）の設置の向きは、いずれも室外機Ａ（１０１Ａ）、室外機Ｂ（１０１Ｂ）の空気吸入側が部屋１００側となるように設置した。そして、室外機Ａ（１０１Ａ）と部屋Ａ（１００Ａ）との間に保水成形体１を配置した。
【００８７】
部屋Ａ（１００Ａ）に設置した空調機、および部屋Ｂ（１００Ｂ）に設置した空調機を作動させ、室外機Ａ（１０１Ａ）と室外機Ｂ（１０１Ｂ）の温度と、部屋Ａ（１００Ａ）の空調機と部屋Ｂ（１００Ｂ）の空調機の積算消費電力を確認した。なお、実験条件は以下の通りである。
場所：京都府八幡市
日時：２０１７年８月２９日の９時３０分〜２０時
天候：晴れ、気温３０〜３４度
空調機設定温度：２８度
【００８８】
保水成形体１を設置していない部屋Ｂ（１００Ｂ）の室外機Ｂ（１０１Ｂ）の温度が４０．３度の際、保水成形体１を設置した部屋Ａ（１００Ａ）の室外機Ａ（１０１Ａ）の温度は３８．７度であり、保水成形体１を設置した室外機Ａ（１０１Ａ）の方が、保水成形体１を設置していない室外機Ｂ（１０１Ｂ）よりも温度が１．６度低くなっていた。
【００８９】
また、部屋Ａ（１００Ａ）の空調機と部屋Ｂ（１００Ｂ）の空調機の積算消費電力のグラフを図６に示す。図６のグラフによると、２０時の時点で、保水成形体１を設置した部屋Ａ（１００Ａ）の空調機の積算消費電力は、保水成形体１を設置していない部屋Ｂ（１００Ｂ）の空調機の積算消費電力よりも約５００００Ｗ低くなっていた。これは、空調機の作動時間１分毎の電力値の積算量に換算すると、保水成形体１を設置した空調機は、保水成形体を設置していない空調機と比較して消費電力量を約３２％低下させている。
【００９０】
これらの結果より、保水成形体を用いることにより、室外機の熱交換器を冷却し、空調機の冷却効率を高めて消費電力量を低下させることが可能であると言える。なお、室外機の熱交換器を冷却するメカニズムは、次のように考えられる。保水成形体が保持している水分が保水成形体の表面にて徐々に蒸発し、その蒸発によって温度が低くなった空気が室外機の内部に取り込まれ、熱交換器の温度を下げたものと推測される。また、水の蒸発潜熱によって保水成形体自体も冷却され、熱交換器から熱を奪う輻射冷却の効果によっても熱交換器を冷却したと考えられる。
【００９１】
以上のように、本発明の保水成形体は、空調機の室外機が有する熱交換器を冷却する保水成形体であって、セメントブロックであり、保水率が３５体積％以下であり、通気率が０．０００１（ｍ３／ｈ）／Ｐａ以上であることにより、室外機が吸入する空気の温度を効率的に下げることができ、熱交換器の温度をより低下させることができる。その結果、空調機の冷却効率を向上させることができ、また、空調機が必要とする電力量を低減し、消費電力を抑制することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１：保水成形体
２：保持具
３：拡散層
１０：室外機
１０ａ：空気吸入側
１１：熱交換器
１２：ファン
２０：室内機
２１：ドレン管
２２：ドレン水排出経路
２３：ドレン水排出口
２４：ドレン水
５０：気密箱
５１：本体
５２：蓋
５３：鉄板
５４：シール材
５５：差圧計
５６：記録計
５７：微少流量計
５８：流量調整弁
５９：圧力ポンプ
１００：部屋
１００Ａ：部屋Ａ
１００Ｂ：部屋Ｂ
１０１Ａ：室外機Ａ
１０１Ｂ：室外機Ｂ
１０２Ａ：室内機Ａ
１０２Ｂ：室内機Ｂ
１０３：仕切り部材
Ｄ１：気密箱の開口寸法
【図１】
2020020517.tif 000005
【図２】
2020020517.tif 000006
【図３】
2020020517.tif 000007
【図４】
2020020517.tif 000008
【図５】
2020020517.tif 000009
【図６】
2020020517.tif 000010