(57)【要約】【課題】  傾斜させて配置された空気熱交換器の交換熱量の増大を達成する空気調和装置を目的とする。【解決手段】  圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器５と、空気熱交換器５に対して上方から冷却水を散布する散水ヘッダ１８，１９と、空気熱交換器５の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって空気熱交換器５へと空気を誘引する室外ファン１５とを備え、空気熱交換器５ｂが傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニット１において、傾斜空気熱交換器５ｂの下方に流れ込む空気を冷却しかつ冷却水を冷却する散水冷却器２６が設けられていることを特徴とする。【選択図】      図２
2006242394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、前記空気熱交換器の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって該空気熱交換器へと空気を誘引する室外ファンと、を備え、前記空気熱交換器が傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニットにおいて、
前記空気熱交換器の下方に流れ込む空気を冷却する空気冷却手段が設けられていることを特徴とする空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項２】
前記空気冷却手段は、前記空気熱交換器の下方に形成された空間内に配置されるとともに、略鉛直方向に延在するシート体を備え、前記空気熱交換器の下方に流下した水が前記シート体表面を流過する間に空気と接触させて該水を冷却することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項３】
前記空気冷却手段は、前記空気熱交換器の下面から下方に前記水を略面状に落下させて形成された水幕とされていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項４】
圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、前記空気熱交換器の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって該空気熱交換器へと空気を誘引する室外ファンと、を備え、前記空気熱交換器が傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニットにおいて、
前記散水手段は、前記空気熱交換器に対して、高さ方向に異なる複数の散水位置から水を散布するとともに、前記各散水位置における散水量は、空気熱交換器の正面単位面積あたりに換算して上方ほど多くされていることを特徴とする空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項５】
圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、を備え、前記空気熱交換器が傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニットにおいて、
前記空気熱交換器は、前記散水手段によって散布される水が流過する面に、該水が該空気熱交換器の延在方向に流れるように導くガイド部を備えていることを特徴とする空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項６】
圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、前記空気熱交換器の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって該空気熱交換器へと空気を誘引する室外ファンと、を備え、前記空気熱交換器は、略鉛直方向に立設された鉛直空気熱交換器および傾斜して配置された傾斜空気熱交換器を備えた、空気調和装置の熱源ユニットにおいて、
前記鉛直空気熱交換器に散布する水の量を前記傾斜空気熱交換器に散布する水の量よりも多く、および／または、前記鉛直空気熱交換器に流す冷媒の量を前記傾斜空気熱交換器に流す冷媒の量よりも多くすることを特徴とする空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項７】
前記鉛直空気熱交換器の下端と、前記傾斜空気熱交換器の下端とが隣接配置されているとともに、
前記傾斜空気熱交換器の下部が、水で濡らされていない乾燥状態とされていることを特徴とする請求項６記載の空気調和装置の熱源ユニット。
【請求項８】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する空気熱交換器を備えた請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和装置の熱源ユニットを備え、さらに、
前記空気熱交換器において凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段と、
該膨張手段において膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気熱交換器に水を散布する散水手段を備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和装置の熱源ユニットに設けられた空気熱交換器に対して水を散布する散水装置を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
この散水装置は、冷房運転時において凝縮器として用いられる空気熱交換器に、水を散布することによって冷媒の凝縮圧力を低下させて冷凍機の性能を向上させるものである。
【０００３】
一方、空気熱交換器を鉛直方向に立てて設置せずに、傾斜させて設置させた構成が知られている（これら空気熱交換器の組み合わせによって、いわゆるＶ形配置やＷ形配置と称せられる。）。これは、空気熱交換器を傾斜させることにより形成された下方の空間を空気導入空間として利用するものである。これにより、空気熱交換器を隣接配置することが可能となり、空気熱交換器を複数設置する場合の空間利用効率を上げることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０５６６５号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、傾斜させて配置された空気熱交換器に水を散布しようとした場合、上方から散布した水は、空気熱交換器の延在方向へ伝って流れずに、鉛直下方へと流れ即座に空気熱交換器を通過してしまう。これでは、空気熱交換器全体を水で濡らすことができず、交換熱量の増大が図れない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、傾斜させて配置された空気熱交換器の交換熱量の増大を達成する空気調和装置の熱源ユニットおよびこれを備えた空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和装置の熱源ユニットおよびこれを備えた空気調和装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和装置の熱源ユニットは、圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、前記空気熱交換器の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって該空気熱交換器へと空気を誘引する室外ファンと、を備え、前記空気熱交換器が傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニットにおいて、前記空気熱交換器の下方に流れ込む空気を冷却する空気冷却手段が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
空気熱交換器が傾斜して設けられているので、上方から散水すると、水は空気熱交換器を伝ってその延在方向へは流れずに、空気熱交換器を通り抜けて鉛直下方へと流れ落ちてしまい、空気熱交換器の延在方向における下端まで行き届かない。散布水が行き届かない部分は、いわゆるドライ状態での熱交換になり、交換熱量が少なくなる。外気温が冷媒温度よりも高い場合には空気から熱が与えられてしまう。そこで、空気冷却手段により、空気熱交換器の下方に冷却された空気を流すようにして、全体として空気熱交換器の性能を落とさないこととした。
【０００９】
さらに、本発明の空気調和装置の熱源ユニットによれば、前記空気冷却手段は、前記空気熱交換器の下方に形成された空間内に配置されるとともに、略鉛直方向に延在するシート体を備え、前記空気熱交換器の下方に流下した水が前記シート体表面を流過する間に空気と接触させて該水を冷却することを特徴とする。
【００１０】
シート体表面を流れる水によって空気冷却手段を通過する際に空気は冷却される。さらに、空気冷却手段はシート体を備えているので、このシート体表面を流過する水は、空気と接触することによって冷却されることになる。すなわち、シート体表面を流れる水は誘引される空気のエンタルピーと露点温度エンタルピーとのエンタルピー落差を最大限に利用して冷却されることになり、結果的に散布水を効果的に冷却することができる。
【００１１】
さらに、本発明の空気調和装置の熱源ユニットによれば、前記空気冷却手段は、前記空気熱交換器の下面から下方に前記水を略面状に落下させて形成された水幕とされていることを特徴とする。
【００１２】
空気熱交換器の下面から下方に水を略面状に落下させて形成された水幕を設けることとしたので、空気熱交換器の下部に流入しようとする空気は水幕を通過することにより、冷却される。
【００１３】
また、本発明の空気調和装置の熱源ユニットは、圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、前記空気熱交換器の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって該空気熱交換器へと空気を誘引する室外ファンと、を備え、前記空気熱交換器が傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニットにおいて、前記散水手段は、前記空気熱交換器に対して、高さ方向に異なる複数の散水位置から水を散布するとともに、前記各散水位置における散水量は、空気熱交換器の正面単位面積あたりに換算して上方ほど多くされていることを特徴とする。
【００１４】
空気熱交換器が傾斜して配置されているので、上方から散水すると、水は空気熱交換器を伝って下方へは流れずに、空気熱交換器を通り抜けて下方へと流れ落ちてしまう。本発明の散水手段によれば、高さ方向に異なる複数の位置から水を散布することとしたので、熱交換器の濡れ面積を増大させることができる。
また、室外ファンが空気熱交換器の上方に配置されているので、空気熱交換器へと誘引される空気の流量は、室外ファンに近い上方ほど大きくなる。したがって、効果的な熱交換が期待できる上方に位置する散水位置から空気熱交換器に多くの水を散水することとした。これにより、傾斜して配置された空気熱交換器であっても、多くの交換熱量を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の空気調和装置の熱源ユニットは、圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、を備え、前記空気熱交換器が傾斜して配置された空気調和装置の熱源ユニットにおいて、前記空気熱交換器は、前記散水手段によって散布される水が流過する面に、該水が該空気熱交換器の延在方向に流れるように導くガイド部を備えていることを特徴とする。
【００１６】
空気熱交換器が傾斜して配置されているので、上方から散水すると、水は空気熱交換器を伝ってその延在方向へは流れずに、空気熱交換器を通り抜けて鉛直下方へと流れ落ちてしまう。本発明では、散布水が流過する面に、空気熱交換器の延在方向に流れるように導くガイド部を設けることとしたので、散布水がそのまま鉛直下方に流れ落ちてしまうことがない。
ガイド部としては、フィン・アンド・チューブ型熱交換器の場合、フィンの表面に形成された凹部又は凸部が好適である。この凹部又は凸部は、フィンの腐食を防止するために、プレス加工によって切欠を設けないように形成するのが好ましい。
ガイド部は、水が空気熱交換器の延在方向に流れるように、鉛直方向に対して交わる方向に延在しているのが好ましい。
さらに好ましくは、ガイド部にガイドされた水の流れが空気熱交換器の上面側へと流れるように傾斜されていることが好ましい。これにより、ガイド部を通過した水が空気熱交換器の下面側へ流れ、鉛直下方に流れ落ちてしまうことを防止できる。
【００１７】
また、本発明の空気調和装置の熱源ユニットは、圧縮機で圧縮された冷媒を空気により冷却して凝縮液化させる空気熱交換器と、該空気熱交換器に対して上方から水を散布する散水手段と、前記空気熱交換器の上方に配置されるとともに空気を上方へ送出することによって該空気熱交換器へと空気を誘引する室外ファンと、を備え、前記空気熱交換器は、略鉛直方向に立設された鉛直空気熱交換器および傾斜して配置された傾斜空気熱交換器を備えた、空気調和装置の熱源ユニットにおいて、前記鉛直空気熱交換器に散布する水の量を前記傾斜空気熱交換器に散布する水の量よりも多く、および／または、前記鉛直空気熱交換器に流す冷媒の量を前記傾斜空気熱交換器に流す冷媒の量よりも多くすることを特徴とする。
【００１８】
鉛直空気熱交換器は、略鉛直方向に立設されているので、散水手段によって上方から散布された水はそのまま下方まで流れ、十分な濡れ面積をもって熱交換することができる。これに対して、傾斜して配置された傾斜空気熱交換器は、散水手段によって上方から散布された水は、殆どが傾斜空気熱交換器を通過して鉛直下方へと流れてしまい、傾斜空気熱交換器を十分に濡らすことなく流れ落ちてしまう。したがって、傾斜空気熱交換器は、鉛直空気熱交器ほどの伝熱量が期待できない。そこで、本発明は、散布する水の量および／または冷媒の量を、傾斜空気熱交換器よりも鉛直空気熱交換器の方を多く流すこととした。
【００１９】
さらに、本発明の空気調和装置の熱源ユニットは、前記鉛直空気熱交換器の下端と、前記傾斜空気熱交換器の下端とが隣接配置されているとともに、前記傾斜空気熱交換器の下部が、水で濡らされていない乾燥状態とされていることを特徴とする。
【００２０】
鉛直空気熱交換器は鉛直方向に立設されているので、散水手段によって上方から散布された水は下方まで流れ、下部は水で濡れた状態とされる。この状態で室外ファンによって外部から空気が誘引されると、空気とともに散布された水が水しぶきとなって巻き上げられて、外部へと持ち去られてしまう（いわゆるキャリーオーバ）。散布水には防錆剤等の添加剤が添加されているので、添加剤まで外部へと持ち去られてしまう。これでは、随時添加剤を追加注入する必要が生じ、ランニングコストを圧迫してしまう。本発明では、鉛直空気熱交換器の下端に隣接して配置された傾斜空気熱交換器の下部を積極的に乾燥状態とすることにより、傾斜空気熱交換器の下部に誘引される空気の流路抵抗を小さくし、この傾斜空気熱交換器の下部から多くの空気を取り込むこととした。これにより、鉛直空気熱交換器の下部から取り込まれる空気も相対的に減り、鉛直空気熱交換器の下部の水が水しぶきとなり外部へと持ち出されることが防止される。
【００２１】
また、本発明の空気調査装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮する空気熱交換器を備えた上記のいずれかに記載の空気調和装置の熱源ユニットと、前記空気熱交換器において凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段と、該膨張手段において膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
空気熱交換器の下方に流れ込む空気を冷却する空気冷却手段を設けることとしたので、傾斜させて配置された空気熱交換器の下方に水が行き渡らない場合であっても所定量の交換熱量を確保することができる。
【００２３】
傾斜させて配置された空気熱交換器に対して、高さ方向に異なる複数の位置から水を散布することとしたので、熱交換器の濡れ面積を増大させることができる。さらに、効果的な熱交換が期待できる上方に位置する散水位置から空気熱交換器に多くの水を散水することとしたので、傾斜して配置された空気熱交換器であっても、多くの交換熱量を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、図１乃至図６を用いて説明する。
図１及び図２には、空気調和装置の熱源ユニットの概略構成図が示されており、図１には冷房時の冷媒流れが、図２には冷却水流れが主として示されている。
熱源ユニット１は、室外に配置され、ガス冷媒を圧縮する例えばターボ圧縮機等の圧縮機３と、圧縮機３で圧縮されたガス冷媒を外気と熱交換させて凝縮させる空気熱交換器５と、空気熱交換器５において凝縮された液冷媒を膨張させる高圧膨張弁７ａと、高圧膨張弁７ａから導かれる液冷媒を一時貯留して中間冷却を行う中間冷却器６と、中間冷却器６から導かれる液冷媒を膨張させる低圧膨張弁７ｂと、低圧膨張弁７ｂにおいて膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器９とを備えている。高段膨張弁７ａは図示される８面の空気熱交換器５ａ，５ｂ各々の下流に分離配置してもよい。
【００２５】
圧縮機３は、インバータ制御された電動機１１によって回転駆動されている。
蒸発器９には、冷温水ノズル１３が設けられている。この冷温水ノズル１３は、内部に水が流通する伝熱管１３aを備えており、この伝熱管１３ａが蒸発器９内に挿入されている。これにより、蒸発器９において得られる冷熱によって伝熱管１３a内を流れる水が冷却されることにより、冷水が得られるようになっている。
【００２６】
空気熱交換器５は、熱源ユニット１の上部空間に配置されている。空気熱交換器５は、空気の流れ方向に沿う向きに立設された板状のフィンを複数枚積層し、内部に冷媒が流れる複数のチューブをフィンの積層方向に貫通させた構成とされ、いわゆるフィン・アンド・チューブ型熱交換器となっている。この空気熱交換器５は、冷房運転時において、外気との間で高温高圧ガス冷媒を冷却して凝縮させる。
フィンの基材にはアルミ合金が用いられている。アルミ合金としては、熱伝導率を良くするために、アルミ含有率が高いものを用いるのが好ましい。フィンの表面には、濡れ性を確保するために、水ガラス系親水性樹脂コーティングがなされており親水性処理が施されている。
【００２７】
空気熱交換器５は、鉛直方向に立設された鉛直室外熱交換器５ａと、鉛直方向に対して傾斜させて設けられた傾斜空気熱交換器５ｂとを備えている。一つの鉛直空気熱交換器５ａと一つの傾斜空気熱交換器５ｂとが対になっており、それぞれの空気熱交換器５ａ，ｂの下端が隣り合う状態で配置されている。本実施形態では４対の空気熱交換器５が設けられており、合計として８面構成とされている。
圧縮機３から供給される冷媒は、図示しないバルブによって、鉛直空気熱交換器５ａ及び傾斜空気熱交換器５ｂのそれぞれに分配されるようになっている。冷媒量の分配比は、傾斜空気熱交換器５ｂよりも鉛直空気熱交換器５ａの方が多くなる設定とされている。
【００２８】
一対の空気熱交換器５ａ，ｂの上方には、室外ファン１５が設けられている。つまり、各対の空気熱交換器５ａ，ｂに対して、一つの室外ファン１５がそれぞれ設けられている。
室外ファン１５は、空気を上方へ送出することによって下方に配置された空気熱交換器５ａ，ｂへと空気を外部から誘引するものである。室外ファン１５は電動モータ１６によって回転させられる。電動モータ１６は、図示しない制御部によって駆動・停止が行なわれるようになっている。なお、電動モータ１６をインバータ制御とし、回転数を可変制御できるようにしても良い。あるいは、直流モータを採用して回転数制御を行うようにしても良い。
【００２９】
図２に示されているように、鉛直空気熱交換器５ａの上方には散水ヘッダ（散水手段）１８が設けられている。また、傾斜空気熱交換器５ｂの上部にも、複数の散水ヘッダ（散水手段）１９が設けられている。各散水ヘッダ１８，１９の下方には多数の孔部が形成されており、各孔部から冷却水が下方に流出するようになっている。各孔部は、空気熱交換器５のフィンのそれぞれに均等に冷却水が行き渡るように配列されている。
８つの空気熱交換器５に対して設けられた各散水ヘッダ１８，１９は、給水配管２４によって接続されている。また、給水配管２４は、各散水ヘッダ１８，１９と、熱源ユニット１の下方空間に設けられた貯水槽２０と接続している。給水配管２４に設けられた給水ポンプ２２によって、貯水槽２０内の水が各散水ヘッダ１８，１９に供給される。
本実施形態では、傾斜空気熱交換器５ｂに設けられた散水ヘッダ１９は２本とされており、上方のヘッダの方が下方のヘッダに比べて散水量が多くなるように設定されている。
【００３０】
傾斜空気熱交換器５ｂが傾斜させられることによって形成された下方空間には、散水冷却器（空気冷却手段）２６が設けられている。散水冷却器２６の上部には、傾斜空気熱交換器５ｂから落下してくる水に含まれるゴミ等の不純物を除去するためのフィルタ２８が設けられている。
散水冷却器２６及び傾斜空気熱交換器５ｂの下方には、散水冷却器２６及び傾斜空気熱交換器５ｂに散布された冷却水を回収するための回収トレイ３０が設けられている。回収トレイ３０の上方にも、ゴミ等の不純物を除去するためのフィルタ３２が設けられている。
【００３１】
鉛直空気熱交換器５ａの下方には、この鉛直空気熱交換器５ａに散布された冷却水を回収するための回収トレイ３４が設けられている。この回収トレイ３４の上方にも、ゴミ等の不純物を除去するためのフィルタ３６が設けられている。
各回収トレイ３０，３４によって回収された水は、返送配管３８を介して貯水槽２０へと戻される。このように貯水槽２０に戻された水は、上述のように給水ポンプ２２によって汲み上げられ、再び空気熱交換器５に散水されるようになっている。
【００３２】
図３に示されているように、散水冷却器２６は、内部に充填材４０を備えた構成となっている。充填材４０は、表面に凹凸を有する樹脂製の凹凸シート（シート体）を鉛直方向に複数枚立設した構成とされており、各凹凸シート間には空気を流すための微少隙間が形成されている。充填材４０は、凹凸シートの表面を冷却水が流下する間に多くの空気と接触させることにより冷却水から空気への物質移動係数を増大させて、十分にエンタルピー落差を利用して冷却水を蒸発させ、冷却水を自己冷却すると同時に、通過する空気をも冷却するものである。なお、図３には、空気の流れＦが示されており、上方の空気流れは直接、傾斜空気熱交換器５ｂへと流れ込み、下方の空気流れは散水冷却器２６を通過した後に、傾斜空気熱交換器５ｂへと流れ込む。
図４に示されているように、充填材４０の上方には散水ヘッダ４１が設けられている。散水ヘッダ４１の下面には多数の孔が形成されており、これにより、充填材４０の各凹凸シートの全てに均等に冷却水が供給されるようになっている。なお、図４は、傾斜空気熱交換器５ｂを下面側（すなわち空気流れの上流側；図３の右側）から見た図である。
【００３３】
図５には、傾斜空気熱交換器を上面側（すなわち空気流れの下流側；図３の左側）から見た図である。このように、散水ヘッダ１９は、傾斜空気熱交換器の幅方向に延在したパイプ状となっており、本実施形態では、傾斜空気熱交換器５ｂの上方に２本設けられている。
【００３４】
図６には、傾斜空気熱交換器５ｂのフィン４２の部分拡大図が示されている。フィン４２の表面にはプレス加工によって複数のディンプル（凹部）４６が形成されている。ディンプル４６は、鉛直方向に流れようとする冷却水Ｗに対して直交するような横長形状とされている。ディンプル４６は、傾斜空気熱交換器５ｂの上面側の端部が他方の端部よりも下方に位置するように、水平線Ｌに対して傾けられている。これにより、同図に示すように、流下する冷却水がディンプル４６によって堰き止められた後に、傾斜空気熱交換器５ｂの上面側（図において左側）へと流れるようになり、傾斜空気熱交換器５ｂの下面側に流れて鉛直下方に冷却水が落下することを防止している。
なお、同図では、チューブ４４がフィン４２の幅方向において１本のみ設けられている構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィン４２の幅方向に２本以上チューブを設けても良い。
【００３５】
次に、上記構成の空気調和装置の動作について説明する。
本実施形態では、空気熱交換器５に対する散水に特徴があるので、冷房運転について説明し、空気熱交換器５に対して散水を行わない暖房運転については説明を省略する。
冷媒は、圧縮機３によって圧縮され、熱源ユニット１の上部空間に設けられた空気熱交換器５に送られる。空気熱交換器５へと送られた冷媒は、鉛直空気熱交換器５ａと傾斜空気熱交換器５ｂのそれぞれに分配される。冷媒量の分配比は、鉛直空気熱交換器５ａの方が傾斜空気熱交換器５ｂよりも多くなるように設定されている。
空気熱交換器５では、室外ファン１５によって導入される空気に熱を与えることによって冷媒が冷却されて凝縮する。
【００３６】
各空気熱交換器５ａ，ｂには、散水ヘッダ１８，１９から冷却水が流下させられるようになっている（図２参照）。流下させられた冷却水は、空気熱交換器５のフィン表面を膜状に流れるに伴い、チューブ内を流れる冷媒から熱を奪う。これにより、空気熱交換器５における凝縮量を増大させている。
空気熱交換器のフィン表面を流れる冷却水が冷媒から奪う熱量は、冷媒と冷却水との温度差に基づく熱伝達にもよるが、主として冷却水の蒸発潜熱が大きく寄与する。ただし、散布される冷却水の温度が低いほど、冷媒から冷却水への熱伝達量が大きくなることから、冷却水を冷却することが有効である。
【００３７】
冷却水を冷却するために、傾斜空気熱交換器５ｂの下方に散水冷却器２６が設けられている。以下、冷却水の冷却系統について説明する。
散水ヘッダ１９から傾斜空気熱交換器５ｂへと供給された冷却水は、傾斜空気熱交換器５ｂの上部を濡らしながら下方へと流れ、散水冷却器２６上へと流れ落ちる。流れ落ちた冷却水は、フィルタ２８によってゴミ等の不純物が除去された後に、散水冷却器２６内の充填材４０へと流れ込む。充填材４０へと流れ込んだ冷却水は、充填材４０を構成する凹凸シートの表面を流れるに従い、凹凸シート間を通過する空気とのエンタルピー差に基づく物質移動によって冷却される。これにより、外気温度（乾球温度３５℃、湿球温度２４℃）とされた夏場において、散水冷却器２６を通過した冷却水は３０℃以下まで冷却される。また、これと同時に、散水冷却器２６を通過する空気も冷却される。
このように散水冷却器２６によって冷却された冷却水は、回収トレイ３０に一時的に貯留される。回収トレイ３０に貯留された冷却水は、貯水槽２０へと導かれ、ここで鉛直空気熱交換器５ａを流過した冷却水を回収する回収トレイ３４からの冷却水と合流する。貯水槽２０内の冷却水は、給水ポンプ２２によって汲み上げられ、再び散水ヘッダ１８，１９から各空気熱交換器５へと流される。
以上のような循環を繰り返すことによって、空気熱交換器５に散布される冷却水は冷却される。
【００３８】
空気熱交換器５において水により冷却され低い凝縮温度となった冷媒は、高圧膨張弁７ａによって絞られた後に、中間冷却器６へと送られる。絞られて蒸発したガス冷媒は、中間冷却器６から圧縮機３の中間段へと送られる。一方、蒸発せずに中間冷却器６内に貯留された液冷媒は、低圧膨張弁７ｂによって膨張させられ、蒸発器９へと送られる。蒸発器９へと送られた冷媒は、蒸発器９において蒸発する。冷媒が蒸発する際に持ち去る熱量によって冷熱が得られる。この冷熱は、冷温水ノズル１３の伝熱管１３ａ内を流れる水に与えられ、この水は冷却されることになる。冷温水ノズル１３から得られる冷水は、７℃程度の温度である。
蒸発器９において蒸発した冷媒は、圧縮機３へと戻り再び圧縮される。
【００３９】
以上説明した本実施形態の空気調和装置によれば、以下の作用効果を奏する。
傾斜空気熱交換器５ｂの下方に散水冷却器２６を設けることとし、空気が傾斜空気熱交換器５ｂに流入する前に、この散水冷却器２６を通過するようにした。空気は散水冷却器２６を通過することにより、主として冷却水の蒸発潜熱によって冷却される。つまり、散水冷却器２６を、散水を冷却するためだけでなく、空気熱交換器５へ流入する空気を冷却するための空気冷却手段としても用いることとした。
このように散水冷却器２６によって冷却された空気を傾斜熱交換器５ｂの下部に流すこととしたので（図３参照）、傾斜されていることにより冷却水が行き渡らずにドライ状態となった部分が傾斜空気熱交換器５ｂの下部に生じたとしても、ある程度の交換熱量を確保することができる。
散水冷却器２６を通過することによって空気の相対湿度は上昇するので、散水冷却器２６を通過しない空気に比べれば、空気熱交換器におけるエンタルピー落差は減少してしまう。しかし、夏季のように外気温が高く空気熱交換器内を流れる冷媒温度が外気温よりも高い場合であっても、散水冷却器２６を通過させることによって、外気温度よりも流入する空気の温度を低くすることができる。したがって、空気熱交換器内を流れる冷媒温度よりも高い温度の空気が傾斜空気熱交換器５ｂの下部に流れ込むことにより、熱交換器の性能を低下させるという事態を回避することができる。
このように、傾斜空気熱交換器５ｂの下方空間に散水冷却器を配置することにより、下部まで冷却水が流れないという傾斜空気熱交換器に特有の不都合点を解消でき、全体として傾斜空気熱交換器５ｂの性能を確保することができる。
【００４０】
また、散水冷却器２６は、充填材４０の凹凸シート表面上に冷却水を流すことによって、誘引空気状態でのエンタルピーと露点温度エンタルピーの落差を最大限に利用して冷却水を冷却するので、冷却水を効果的に冷却することができる。
【００４１】
また、傾斜空気熱交換器５ｂに対して、高さを異ならせて散水ヘッダ１９を複数設けることとしたので、傾斜空気熱交換器５ｂの濡れ面積を増大させることができる。
【００４２】
また、室外ファン１５が空気熱交換器５の上方に配置されているので、空気熱交換器５へと誘引される空気の流量は、室外ファン１５に近い上方ほど大きくなる。これを考慮して、効果的な熱交換が期待できる上方に位置する散水ヘッダ１９から多くの冷却水を散水することとした。これにより、傾斜して配置された傾斜空気熱交換器５ｂであっても、効果的に熱交換させることができる。
【００４３】
また、図６に示すように、冷却水が流過するフィン４２の表面に、傾斜空気熱交換器５ｂの延在方向に流れるように導くガイド部としてディンプル４６を設けることとした。これにより、散布した冷却水がそのまま鉛直下方に流れ落ちてしまうことを防止できる。
さらに、ディンプル４６は、鉛直方向に対して交わる方向に延在しているので、傾斜空気熱交換器５ｂの延在方向に流れるように導くことができる。
さらに、ディンプル４６にガイドされた冷却水の流れが傾斜空気熱交換器５ｂの上面側へと流れるように傾斜されているので、ディンプル４６を通過した冷却水が傾斜空気熱交換器５ｂの下面側へ流れ、鉛直下方に流れ落ちてしまうことを防止できる。
【００４４】
鉛直空気熱交換器５ａに散布する冷却水の量を傾斜空気熱交換器５ｂに散布する冷却水の量よりも多くし、さらに、鉛直空気熱交換器５ａに流す冷媒の量を傾斜空気熱交換器５ｂに流す冷媒の量よりも多くすることとした。
鉛直空気熱交換器５ａは、略鉛直方向に立設されているので、上方から散布された冷却水はそのまま下方まで流れ、十分な濡れ面積をもって熱交換することができる。これに対して、傾斜して配置された傾斜空気熱交換器５ｂは、散水ヘッダ１９によって上方から散布された冷却水は、殆どが傾斜空気熱交換器を通過して鉛直下方へと流れてしまい、傾斜空気熱交換器５ｂの下部まで十分に濡らすことなく流れ落ちてしまう。したがって、傾斜空気熱交換器５ｂは、鉛直空気熱交器５ａほどの伝熱量が期待できない。そこで、散布する冷却水の量と冷媒の量を、傾斜空気熱交換器５ｂよりも鉛直空気熱交換器５ａの方を多く流すこととし、それぞれの能力に応じた適切な散水量および冷媒量とした。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、散水冷却器を設けずに、散水ヘッダ１９の数をさらに増やした点で異なる。その他の構成は同様であるので、それらの説明は省略し、傾斜空気熱交換器５ｂ周りの構成について説明する。
傾斜空気熱交換器５ｂに設ける散水ヘッダ１９を、上方だけでなく、下方にも設ける（本実施形態では３つ）。これにより、傾斜空気熱交換器５ｂの上部だけでなく、下部も含めた全体を冷却水で濡らすことができ、交換熱量を増大させることができる。
各散水ヘッダ１９から流す冷却水の量は、上方ほど多く、下方ほど少なくなるように調整する。これにより、上方に配置された室外ファン１５（図２参照）による流入空気量との関係で交換熱量が期待できる傾斜空気熱交換器５ｂの上方を重点的に濡らすことができる。
本実施形態によれば、傾斜空気熱交換器５ｂに対して、上部だけでなく下部も濡らすように高さを異ならせて散水ヘッダ１９を複数設けることとしたので、傾斜空気熱交換器５ｂの下部まで冷却水で濡らすことができる。したがって、傾斜空気熱交換器５ｂの下部に冷却水が行き渡らずにドライ状態のままで熱交換させる場合に比べて、より多くの熱交換が可能となる。
【００４６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対し、散水冷却器を設けていない傾斜空気熱交換器周りの構成が相違する。その他の構成は基本的に同様であるので、それらの説明は省略する。
図８に示すように、傾斜空気熱交換器５ｂの下方空間には散水冷却器等の構成部材を配置せず、この下方空間に冷却水を積極的に垂れ流し、水幕を形成する。
具体的には、傾斜空気熱交換器５ｂの下面に、水切り５０を取り付ける。水切り５０は、傾斜空気熱交換器５ｂの幅方向に延在するように設けられ、例えば三角形状の横断面を有する棒状体とされている。水切り５０の材質としては、耐腐食性を考慮して、金属よりも樹脂が好適である。
【００４７】
本実施形態による、水切り５０によれば、以下の作用効果を奏する。
上方の散水ヘッダ１９から傾斜空気熱交換器５ｂに散布された冷却水Ｗは、傾斜空気熱交換器５ｂのフィン表面を伝って傾斜空気熱交換器５ｂを通過し、傾斜空気熱交換器５ｂの下面（背面）へと流れる。その後、冷却水Ｗは、傾斜空気熱交換器５ｂの下面を伝い、水切り５０によって強制的に鉛直下方へと落とされる。これにより、水切り５０から下方に向けて冷却水Ｗが強制的に流れ落ち、水切り５０の幅方向に亘って幕状の水幕５１が形成される。
傾斜空気熱交換器５ｂの下部に流入しようとする空気は、水幕５１を通過することになる。空気は、水幕５１を通過する際に、冷却水Ｗの顕熱および蒸発潜熱によって冷却される。したがって、傾斜空気熱交換器５ｂの下部には、冷却された空気が導入されることになる。
本実施形態では、冷却水が行き渡らずにドライ状態となった部分が傾斜空気熱交換器５ｂの下部に生じることになるが、この下部についてもある程度の交換熱量を確保することができる。
また、夏季のように外気温が高く空気熱交換器内を流れる冷媒温度が外気温よりも高い場合であっても、水幕５１を通過させることによって、外気温度よりも流入する空気の温度を低くすることができる。したがって、空気熱交換器内を流れる冷媒温度よりも高い温度の空気が傾斜空気熱交換器５ｂの下部に流れ込むことにより、熱交換器の性能を低下させるという事態を回避することができる。
【００４８】
本実施形態では、散水ヘッダ１９を上部の１本のみとし、しかも水切り５０を設けることによって、傾斜空気熱交換器５ｂの下部を冷却水で濡らさずにドライ状態とすることにした。これは、鉛直空気熱交換器５ａの下部から冷却水が噴き上げられて外部へと持ち去られてしまうこと（キャリーオーバ）を防止するためである。
つまり、鉛直空気熱交換器５ａは鉛直方向に立設されているので、散水ヘッダ１８によって上方から散布された冷却水Ｗは下方まで流れ、下部も冷却水Wで濡れた状態とされる。この状態で室外ファン１５（図２参照）によって外部から空気が誘引されると、空気とともに散布された冷却水が水しぶきとなって巻き上げられて、外部へと持ち去られてしまう。散布水には防錆剤等の添加剤が添加されているので、添加剤まで外部へと持ち去られてしまう。これでは、随時添加剤を追加注入する必要が生じ、ランニングコストを圧迫してしまう。
本実施形態では、鉛直空気熱交換器５ａの下端に隣接して配置された傾斜空気熱交換器５ｂの下部を積極的にドライ（乾燥）状態とすることにより、傾斜空気熱交換器５ｂの下部に誘引される空気の流路抵抗を小さくし、この傾斜空気熱交換器５ｂの下部から多くの空気を取り込むこととした。これにより、鉛直空気熱交換器５ａの下部から取り込まれる空気が相対的に減り、鉛直空気熱交換器５ａの下部の冷却水が水しぶきとなり外部へと持ち出されることが防止される。
【００４９】
また、本実施形態の回収トレイ３０は、第１実施形態に比べて、次のような変形が施されている。つまり、回収トレイ３０は、その下面に傾斜面３０ｂを備えており、傾斜面３０ｂの終端となる下端には箱形状とされた貯留部３０ａが設けられている。このような構成とすることにより、回収トレイ３０内に流れ込んだ冷却水は傾斜面３０ｂを伝って貯留部３０ａへと集められ、効率的に冷却水が回収できるようになっている。回収トレイには第１実施形態と同様にごみ等の不純物を除去するためのフィルターを設ける。もちろん、この回収トレイ３０は、第１実施形態等の他の実施形態の回収トレイに適用しても良い。
【００５０】
また、図９に示すように、水切り５０を省略し、傾斜空気熱交換器５ｂの下方に複数のルーバ５２を設けることとしても良い。ルーバ５２を上下方向に複数設けることにより、傾斜空気熱交換器５ｂを通過した冷却水をガイドしながら下方へと流す。また、ルーバ５２を複数列（本実施形態では２列）設けることとして、通過する空気との接触時間をさらに増大させることとしても良い。それぞれの実施形態で配置される各々のルーバ５２のオーバーフローさせる端面側は鋸状の形状とし冷却水が長手方向に適切に分散する様に工夫する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の空気調和装置の冷媒流れを示した概略図である。
【図２】本発明の空気調和装置の冷却水流れを示した概略図である。
【図３】傾斜空気熱交換器と散水冷却器との位置関係を示した側面図である。
【図４】傾斜空気熱交換器を下面側（すなわち空気流れの上流側）から見た正面図である。
【図５】傾斜空気熱交換器を上面側（すなわち空気流れの下流側）から見た背面図である。
【図６】傾斜空気熱交換器に用いられるフィンを示した部分拡大図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示し、散水ヘッダを傾斜空気熱交換器の上下にわたって複数も受けた構成を示した側面図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示し、傾斜空気熱交換器の下面に水切りを設けた状態を示す斜視図である。
【図９】図８の水切りに代えてルーバを設けた変形例を示した側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  熱源ユニット
３  圧縮機
５  空気熱交換器
５ａ  鉛直空気熱交換器
５ｂ  傾斜空気熱交換器
１５  室外ファン
１８，１９  散水ヘッダ
２０  貯水槽
２２  給水ポンプ
２６  散水冷却器（空気冷却手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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