【手続補正書】
【提出日】平成16年5月19日(2004.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  空気調和装置の室外機の補助冷却装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】空気調和装置の熱交換器に水を散布するノズル部と、このノズル部を作動・停止させる制御部と、上記熱交換器の吸込口付近に配設され外気の温度を検出する温度センサーとを備えると共に、上記制御部に、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の吸込口付近の外気温度との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記吸込口付近の外気温度との関係とを夫々記憶し、かつ上記温度センサーが検出した外気温度と上記記憶に基づき上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御する散水制御手段を備えたことを特徴とする空気調和装置の室外機の補助冷却装置。
【請求項２】空気調和装置の熱交換器に水を散布するノズル部と、このノズル部を作動・停止させる制御部と、上記熱交換器の吸込口付近に配設され、外気の湿度を検出する湿度センサーとを備え、更に上記制御部に、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の吸込口付近の外気湿度との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記吸込口付近の外気湿度との関係を夫々記憶し、かつ上記湿度センサーが検出した外気湿度と上記記憶に基づき上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御する散水制御手段を備えたことを特徴とする空気調和装置の室外機の補助冷却装置。
【請求項３】空気調和装置の熱交換器に水を散布するノズル部と、このノズル部を作動・停止させる制御部と、上記熱交換器の冷媒配管の高圧側に配設され、この配管内の圧力を検出する圧力センサーとを備えると共に、更に上記制御部に、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の上記冷媒配管内の圧力との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記冷媒配管内の圧力との関係とを夫々記憶し、かつ上記圧力センサーが検出した配管内圧力と上記記憶に基づき上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御する散水制御手段を備えたことを特徴とする空気調和装置の室外機の補助冷却装置。
【請求項４】熱交換器の冷媒配管の高圧側にこの配管内の圧力を検出する圧力センサーを付設し、上記散水制御手段が、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記冷媒配管内の圧力との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記配管内圧力との関係を記憶し、かつ上記圧力センサーが検出した配管内圧力と上記記憶とにも基づいて上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御するようにした請求項１または２記載の空気調和装置の室外機の補助冷却装置。
【請求項５】上記ノズル部の水圧を検出する水圧センサーを付設し、上記散水制御手段が、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記ノズル部の水圧との関係を記憶し、かつ上記水圧センサーが検出したノズル部の水圧と上記記憶とにも基づいて、上記ノズル部の作動時間を自動的に制御するようにした請求項１，２，３または４記載の空気調和装置の熱交換器の補助冷却装置。
【請求項６】上記ノズル部に供給される水の温度を検出する水温センサーを付設し、上記散水制御手段が、上記熱交換器に散布した水が蒸発してこの熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記ノズル部に供給される水の温度との関係を記憶し、かつ上記水温センサーが検出した水温と上記記憶とにも基づいて上記ノズル部の停止時間を自動的に制御するようにした請求項１乃至５の何れか１項に記載の空気調和装置の室外機の補助冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ等空気調和装置の室外機の補助冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特に都市部においては、夏期にヒートアイランド現象と呼ばれるきびしい暑熱が発生する。
このとき、上記空気調和装置は冷房運転の負荷が増大するが、例えばビル等の建造物間の狭い隙間に室外機が設置されていたり、あるいは複数の室外機が連ねて設置されていたりして、凝縮器の熱交換が良好に行われない場合は、冷房能力の低下による冷房不調や消費電力の増大による電力料金の支払い増加のほか、場合によっては機械が停止して運転ができない等の不都合も生じかねない。
【０００３】
本出願人はこのような実状に対処すべく、特願平９−３１２００号にて空気調和装置の空冷凝縮器の補助冷却装置を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる補助冷却装置は、空気調和装置の空冷凝縮器の放熱フィンに細かい粒または霧状の水をほぼ均一に散布するスプレーノズル部と、このスプレーノズル部を作動・停止させる制御部とを備えており、上記スプレーノズル部の散布する水量をドレン水を出すことなくほぼ蒸発する程度に制御せしめて、昇温した放熱フィンに水を散布し、この散布した水の蒸発潜熱により上記放熱フィンを効率的に冷却するようになっている。
【０００５】
本発明は、この補助冷却装置をさらに発展させ、特にスプレーノズル部の水の散布時間とこの散布された水の蒸発時間とを、外気温度等の付帯条件の変化に合わせて最も効率的に制御することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記目的に適合する本発明の補助冷却装置は、先ず１つは、空気調和装置の熱交換器に水を散布するノズル部と、このノズル部を作動・停止させる制御部と、上記熱交換器の吸込口付近に配設され、外気の温度を検出する温度センサーとを備えた補助冷却装置であって、上記制御部に、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の吸込口付近の外気温度との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記吸込口付近の外気温度との関係とを夫々記憶し、かつ上記温度センサーが検出した外気温度と上記記憶に基づき上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御する散水制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明第２の補助冷却装置は請求項２の通りであり、空気調和装置の熱交換器に水を散布するノズル部と、このノズル部を作動・停止させる制御部と、上記熱交換器の吸込口付近に配設され、外気の湿度を検出する湿度センサーとを備えた補助冷却装置であって、上記制御部に、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の吸込口付近の外気湿度との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記吸込口付近の外気湿度との関係とを夫々記憶し、かつ上記湿度センサーが検出した外気湿度と上記記憶に基づき上記スプレーノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御する散水制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明第３の補助冷却装置は請求項３に記載の通りであり、空気調和装置の熱交換器に水を散布するノズル部と、このノズル部を作動・停止させる制御部と、上記熱交換器の冷媒配管の高圧側に配設され、この配管内の圧力を検出する圧力センサーとを備えた補助冷却装置であって、上記制御部に、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の上記冷媒配管内の圧力との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記冷媒配管内の圧力との関係とを夫々記憶し、かつ上記圧力センサーが検出した配管内圧力と上記記憶に基づき上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御する散水制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
一方、前記本発明の第１と第２の各補助冷却装置において、上記熱交換器の冷媒配管の高圧側にこの配管内の圧力を検出する圧力センサーを付設し、上記散水制御手段が、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記冷媒配管内の圧力との関係と、この散布した水が蒸発して上記放熱フィンのほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と自余右記配管内圧力との関係とを夫々記憶し、かつ上記圧力センサーが検出した配管内圧力と上記記憶とにも基づいて上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々自動的に制御することも可能である。
【００１０】
また、上記本発明の各補助冷却装置において、上記ノズル部の水圧を検出する水圧センサーを付設し、上記散水制御手段が、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記ノズル部の水圧との関係を記憶し、かつ上記水圧センサーが検出したノズル部の水圧と上記記憶とにも基づいて、上記ノズル部の作動時間を自動的に制御することも可能である。
【００１１】
そして、上記本発明各補助冷却装置において、上記ノズル部に供給される水の温度を検出する水温センサーを付設し、上記散水制御手段が、上記熱交換器に散布した水が蒸発してこの熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記ノズル部に供給される水の温度との関係を記憶し、かつ上記水温センサーが検出した水温と上記記憶とにも基づいて上記ノズル部の停止時間を自動的に制御することも可能である。
【００１２】
【作用】
上記本発明の第１〜第３の補助冷却装置においては、外気温度や外気湿度の変化、あるいは熱交換器の冷媒圧力の変化に応じて、ほとんどドレン水を出すことなく最適に近い状態で水を散布すると共に、この散布した水の蒸発後ただちに再び水を散布することができ、これによりほぼ無駄のない水量で、しかも水の蒸発潜熱を極めて有効に利用して、効率的に空気調和装置の熱交換器を冷却することが可能である。
【００１３】
また、これら第１、第２の補助冷却装置において、冷媒圧力の変化をノズル部の制御のパラメータとして取り入れることにより、より適確な制御が行え、同様に第１〜第３の補助冷却装置において、ノズル部の水圧や水温をパラメータとして取り入れることにより、さらに適確なノズル部の制御を行わしめることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下さらに添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明実施態様の補助冷却装置をヒートポンプの室外機に取付けた状態を示す断面図、図２は同、分解斜視図、図３は同補助冷却装置の水系統図、図４は同、電気系統図である。
【００１６】
上記実施形態の補助冷却装置１は、空調室外機の熱交換器として空冷凝縮器２の放熱フィン３に細かい粒状または霧状の水をほぼ均一に散布する１基（または数基）のノズル部、図示例ではスプレーノズル部４と、このノズル部４を作動・停止させる制御部５（図３参照）と、空冷凝縮器２の吸込口付近に配設され、この付近の外気温度を検出する温度センサー１０とを備え、例えば圧縮機が運転している時に外気温度が３５℃前後の高温になった際に作動し、昇温した放熱フィン３に対し、上記各ノズル部４から余分にドレン水が出ないように水量を調整して散布し、この散布した水の蒸発潜熱によって上記放熱フィン３を冷却するようになっている。
この補助冷却装置の作動温度は、図４に示す切替スイッチ１４により使用者によって任意に設定しうるようになっている。
【００１７】
上記補助冷却装置は、空冷凝縮器２（空調室外機）に対し、後付けで着脱自在であり、上記散布した水の蒸発も室外機の冷却ファン２ａの起こす風を利用して行わしめることが可能である。
上記散布された水は、放熱フィン３が縦に並列していることによって他の部分への飛散が防止される。
図３中、６は水道管につながる耐圧ゴムホース、７はストレーナ、８は給水電磁弁、９は散水制御手段（回路）、１０は前記温度センサーである。
【００１８】歯
上記散水制御手段９は、図５に示すように、上記放熱フィン３のほぼ全体に水を散布するのに要するスプレーノズル部４の作動時間と上記空冷凝縮器の吸込口付近の外気温度との関係と、この散布した水が蒸発して上記放熱フィン３のほぼ全体が乾燥するのに要するスプレーノズル部４の停止時間と上記吸込口付近の外気温度との関係とを夫々記憶すると共に、温度センサー１０が検出した外気温度と上記記憶に基づき上記スプレーノズル部４の作動時間と停止時間とを夫々最も効率の良い状態に制御することが可能である。
なお、ここでいう外気温度は乾式（ＤＢ）であるが、湿式（ＷＢ）を採用することも可能である。
【００１９】
一方、この補助冷却装置の温度センサー１０の代わりに湿度センサー１０ａを用いると共に、散水制御手段９の代わりとして、図５に示す如き放熱フィン３のほぼ全体に水を散布するのに要するスプレーノズル部４の作動時間と上記空冷凝縮器２の吸込口付近の外気湿度との関係と、この散布した水が蒸発して上記放熱フィン３のほぼ全体が乾燥するのに要するスプレーノズル部４の停止時間と上記吸込口付近の外気湿度との関係とを夫々記憶し、かつ上記湿度センサー１０ａが検出した外気湿度と上記記憶に基づき上記スプレーノズル部４の作動時間と停止時間とを夫々最も効率のよい状態に自動的に制御する散水制御手段９ａを設けることも可能である。
【００２０】
また、前記温度センサー１０の代わりとして、前記空冷凝縮器２の高圧側の冷媒配管１１に配設され、この配管１１内の圧力を検出する圧力センサー１０ｂを用いると共に、散水制御手段９の代わりとして、図５に示す如き放熱フィン３のほぼ全体に水を散布するのに要するスプレーノズル部４の作動時間と上記空冷凝縮器２の上記冷媒配管１１内の圧力との関係と、この散布した水が蒸発して上記放熱フィン３のほぼ全体が乾燥するのに要するスプレーノズル部４の停止時間と上記冷媒配管内の圧力との関係とを夫々記憶し、かつ上記圧力センサー１０ｂが検出した配管内圧力との関係を夫々記憶し、かつ上記圧力センサー１０ｂが検出した配管内圧力と上記記憶に基づき上記スプレーノズル部４の作動時間と停止時間とを夫々最も効率のよい状態に自動的に制御する散水制御手段９ｂを設けることも可能である。
【００２１】
そして、この圧力センサー１０ｂと散水制御手段９ｂを、前記温度センサー１０あるいは湿度センサー１０ａを有する補助冷却装置に併用して、散水制御手段９、９ａのパラメータとして上記冷媒の圧力を取り入れることも可能である。
なお、これらの補助冷却装置では、スプレーノズル部４の水圧は約２ｋｇ／ｃｍ2の標準水圧であり、また水温は約２１℃の標準水温としている。
【００２２】
他方、上記温度、湿度、冷媒圧力の各変化を夫々検出してスプレーノズル部４の作動を制御する補助冷却装置において、図３に示すようなスプレーノズル部４の水圧を検出する水圧センサー１２を付設し、散水制御手段９，９ａ、９ｂが、放熱フィン３のほぼ全体に水を散布するのに要するスプレーノズル部４の作動時間と上記スプレーノズル部４の水圧との関係を記憶すると共に、上記水圧センサー１２が検出したスプレーノズル部４の水圧と上記記憶とにも基づいて、上記スプレーノズル部４の作動時間を最も効率よく自動的に制御することも可能である。なお、スプレーノズル部４の水圧が高い方が水を散布するためのスプレーノズル部４の作動時間が短くなる。
【００２３】
また、同様に上記各補助冷却装置において、同じく図３に示すようなスプレーノズル部４に供給される水の温度を検出する水温センサー１３を付設し、散水制御手段９、９ａ、９ｂが、放熱フィン３に散布した水が蒸発してこの放熱フィン３のほぼ全体が乾燥するのに要するスプレーノズル部４の停止時間と上記スプレーノズル部４に供給される水の温度との関係を記憶すると共に、上記水温センサー１３が検出した水温と上記記憶とにも基づいて上記スプレーノズル部４の停止時間を最も効率よく自動的に制御することも可能である。
この場合、スプレーノズル部４から散布される水の温度が低い方が当然冷却フィンの冷却効果は高いが、蒸発に係る時間は水温が低い方が長くなる。
【００２４】
しかして、上記本発明の各実施態様の補助冷却装置においては、外気温度や外気湿度の変化、あるいは凝縮器の冷媒圧力の変化等に応じて、ほとんどドレン水を出すことなく最適に近い状態で放熱フィン３に水を散布すると共に、この散布した水の蒸発後ただちに再び水を散布することができ、これによりほぼ無駄のない水量で、しかも時間的にも水の蒸発潜熱を有効に利用して、極めて効率的に空冷凝縮器の熱交換器３を冷却することが可能である。
また、スプレーノズル部４の水圧や供給される水の温度等をこのノズル部４の制御のパラメータとして取り入れることにより、より適確な制御を行わしめることが可能である。
そして、この放熱フィンの効率的な冷却により、高気温時における空気調和装置の冷房能力の向上と省エネルギー化を計ると共に、安定した冷房運転を継続させることが可能である。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これら本発明各実施形態の補助冷却装置では、それぞれ空気調和装置に対して着脱自在に後付けが可能であり、上記の如く水の蒸発潜熱により空気調和装置に熱交換器として
空冷凝縮器の放熱フィンを効率的に冷却し、これらより高温時における空気調和装置巻取冷房能力を１０％以上向上させると共に、２０％以上の省エネルギー化を図ることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気調和装置の補助冷却装置は、空調室外機に着脱自在に構成され、熱交換器に係る凝縮器の放熱フィンにほぼドレン水を出すことなく水を散布し、この水の蒸発潜熱により上記熱交換器を冷却する装置であって、上記熱交換器のほぼ全体に水を散布するのに要するノズル部の作動時間と上記熱交換器の吸込口付近の外気温度や湿度等との関係と、この散布した水が蒸発して上記熱交換器のほぼ全体が乾燥するのに要するノズル部の停止時間と上記外気温度や湿度と上記記憶に基づき上記ノズル部の作動時間と停止時間とを夫々最も効率よく自動的に制御する散水制御手段を設けたものであり、外気温度や湿度等の変化に対応して、ほぼドレン水を出すことなく最適に近い状態で熱交換器に水を散布すると共に、この散布した水の蒸発後ただちにまた水を散布することができ、これにより無駄のない水量で、しかも時間的にも水の蒸発潜熱を有効に利用して、極めて効率的に上記熱交換器を冷却し、その結果、高温時や不利な設置条件における空気調和装置の冷房能力を大きく向上させると共に、消費電力を少なくして省エネルギー化を図り、かつ安定した冷房運転を継続させるなどの顕著な効果を奏するものである。
また、熱交換器の冷媒の圧力やノズル部の水圧、水温等のパラメータを増やすことにより、より適格なノズル部の作動を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明実施形態の補助冷却装置をヒートポンプの室外機に取付けた状態を示す断面図である。
【図２】
同補助冷却装置の分解斜視図である。
【図３】同補助冷却装置の水系統図である。
【図４】
同、電気系統図である。
【図５】スプレーノズル部の散水所要時間及び散水した水の乾燥時間と、外気温度、湿度、及び空冷凝縮器の高圧側冷媒管の圧力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  補助冷却装置
２  空冷凝縮器
２ａ  冷却ファン
３  放熱フィン
４  スプレーノズル部
５  制御部
６  耐圧ゴムホース
７  ストレーナ
８  給水電磁弁
９、９ａ、９ｂ  散水制御手段
１０  外気温センサー
１１  冷媒配管
１２  水圧センサー
１３  水温センサー
１４  切替スイッチ