(57)【要約】  ヒートポンプシステムは、互いに流体連通する２つのユニットを含み、各ユニットは、直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドを含む空気／ブライン熱交換器を収容するハウジングを含む。ハウジング内のブライン入口は、液体ブラインを空気／ブライン熱交換器の上端に供給するのでブラインが熱交換器パッドを通って下方に流れるようになる。ハウジング内の空気入口は、周囲の空気を熱交換器パッド内に向けて、パッドを通るブラインの流れに対して横切る方向に方向付け、空気出口は、ハウジングから空気を排出する。ブラインタンクは、空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを受け取る。一対のブライン／冷媒熱交換器が、ブラインタンクに結合されて、タンクからブラインを受け取り、そして異なるハウジングのブライン入口に結合され、冷媒供給源が、冷媒をブライン／冷媒熱交換器に供給する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートポンプシステムであって、
互いに流体連通している２つの略類似したユニットであって、それぞれが、
直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドを含む、空気／ブライン熱交換器を収容するハウジングと、
液体ブラインを前記空気／ブライン熱交換器の上端に供給して、前記ブラインが前記熱交換器パッドを通って下方に流れるようにするための前記ハウジング内のブライン入口と、
周囲の空気を、前記熱交換器パッドに向けて、前記パッドを通る前記ブラインの流れに対して横切る方向に方向付けるための前記ハウジング内の空気入口と、
前記熱交換器パッドを通過する空気を受け取り、前記ハウジングから前記空気を排出する空気出口と、
前記空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを受け取るブラインタンクと、を含むユニットと、
前記タンクからブラインを受け取るために前記ブラインタンクに結合された一対のブライン／冷媒熱交換器であって、前記ハウジングのうちの別のハウジングの前記ブライン入口に結合されている前記ブライン／冷媒熱交換器と、
前記ブライン／冷媒熱交換器に冷媒を供給するために、前記ブライン／冷媒熱交換器に結合された冷媒供給源と、を備えたヒートポンプシステム。
【請求項２】
（ａ）前記直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドを通るブライン流量Ｍｂと（ｂ）前記直接接触型の熱交換器パッドを通る空気の流量Ｃａとの比Ｍｂ／Ｃａが約０．１から約４の間である、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記ハウジングのそれぞれが、そのハウジング内の前記空気／ブライン熱交換器を通して周囲の空気を引き込むための排気ファンを含む請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記ブライン／冷媒熱交換器に結合され、前記ブライン／冷媒熱交換器に冷媒を供給するための冷媒供給ラインを含む、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記ブラインタンクのうちの別のブラインタンクに結合され、前記ブライン／冷媒熱交換器にブラインを供給する一対のブラインポンプを含む、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項６】
前記空気／ブライン熱交換器パッドが、パッドを通って流れるブラインによって湿潤され、前記パッドを通って引き込まれるかまたは押し込まれる空気に対して透過性であり、前記ブラインと前記空気の間に密接な接触を提供する多孔質パッドである、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記ブライン入口が、前記熱交換器パッドの上端にブラインを噴霧する、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項８】
各空気／ブライン熱交換器が、前記パッドを通る空気の流れの方向に互いに離間して配置された一対の直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドを含む、請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項９】
前記ユニットのうちの第１のユニットの前記ブラインタンクから前記ユニットのうちの第２のユニットの前記ブラインタンクまでブラインを伝導する第１の導管と、前記第２のユニットの前記ブラインタンクから前記第１のユニットの前記ブラインタンクまでブラインを伝導する第２の導管とを含むブライン熱交換器を備えた、請求項１記載のヒートポンプシステム。
【請求項１０】
ヒートポンプ方法であって、
前記直接接触型の空気／ブライン熱交換器の上端に液体ブラインを供給して、前記ブラインが前記熱交換器パッドを通って下方に流れるようにすることと、
周囲の空気を、前記熱交換器パッド内に向けて、前記パッドを通るブラインの流れを横切る方向に方向付けることと、
前記熱交換器パッドを通過した空気を受け取り、前記ハウジングから前記空気を排出することと、
ブラインタンクの中の前記空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを受け取ることと、
前記タンクからブライン／冷媒熱交換器へブラインを供給することと、
前記ブライン／冷媒熱交換器に冷媒を供給することと、を含むヒートポンプ方法。
【請求項１１】
（ａ）直接接触型の熱交換器パッドを通るブライン流量Ｍｂと（ｂ）直接接触型の熱交換器パッドを通る空気の流量Ｃａとの比Ｍｂ／Ｃａが約０．１から約４の間である、請求項１０に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１２】
筐体内の空気の温度と湿度を制御するためのヒートポンプ方法であって、
前記筐体内に配置された第１のハウジング内の第１の直接接触型の空気／ブライン熱交換器の上端に液体ブラインを供給して、前記ブラインが前記第１の熱交換器パッドを通って下方に流れるようにすることと、
周囲の空気を、前記筐体の前記第１の熱交換器パッド内に向けて、前記パッドを通る前記ブラインの流れを横切る方向に方向付けることと、
前記熱交換器パッドを通過した空気を前記ハウジングから前記筐体の内部の空間に排出することと、
前記第１のハウジング内の第１のブラインタンク内の前記第１の空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを受け取ることと、
前記筐体の外側に配置された第２のハウジング内の第２の直接接触型の空気／ブライン熱交換器の上端に液体ブラインを供給して、前記ブラインが前記第２の熱交換器パッドを通って下方に流れるようにすることと、
前記筐体の外側から周囲の空気を前記第２の熱交換器パッド内に向けて、前記パッドを通る前記ブラインの流れを横切る方向に方向付けることと、
前記第２の熱交換器パッドを通過した空気を前記ハウジングから前記筐体の外側の空間に排出することと、
前記第２のハウジング内の第２のブラインタンク内の前記第２の空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを受け取ることと、
前記第１のブラインタンクからブラインを前記第１のハウジングに直接結合された第１のブライン／冷媒熱交換器へ供給することと、
前記第２のブラインタンクからブラインを前記第２のハウジングに直接結合された第２のブライン／冷媒熱交換器へ供給することと、
前記第１と第２のブライン／冷媒熱交換器に冷媒を供給することと、を含むヒートポンプ方法。
【請求項１３】
前記ハウジングのそれぞれが、そのハウジング内の前記空気／ブライン熱交換器を通して周囲の空気を引き込むための排気ファンを含む、請求項１２に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１４】
前記ブライン／冷媒熱交換器に結合された冷媒供給ラインを含み、前記ブライン／冷媒熱交換器に冷媒を供給する、請求項１２に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１５】
前記ブラインタンクうちの異なるブラインタンクに結合された一対のブラインポンプを含み、前記ブライン／冷媒熱交換器にブラインを供給する、請求項１２に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１６】
前記熱交換器パッドが、前記パッドを通って流れるブラインによって湿潤され、前記パッドを通って引き込まれるかまたは押し込まれる空気に対して透過性であり、前記ブラインと前記空気の間に密接な接触を提供する多孔質パッドである、請求項１２に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１７】
前記ブライン入口が、前記熱交換器パッドの上端にブラインを噴霧する、請求項１２に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１８】
各空気／ブライン熱交換器が、前記パッドを通る空気の流れの方向に互いに離間して配置された一対の直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドを含む、請求項１２に記載のヒートポンプ方法。
【請求項１９】
前記ユニットのうちの第１のユニットの前記ブラインタンクからブライン熱交換器を通って前記ユニットのうちの第２のユニットの前記ブラインタンクへブラインを伝導することと、前記第２のユニットの前記ブラインタンクから前記ブライン熱交換器を通って前記第１のユニットの前記ブラインタンクへ前記ブラインを伝導することを含む、請求項１２に記載のヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１６年１１月８日に出願された米国特許出願第１５／３４６，２１６号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、概ねヒートポンプシステムに関し、特にブライン、冷媒および周囲の空気を利用するヒートポンプシステムに関する。本発明はまた、ヒートポンプシステムを利用した空調方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
空間暖房および冷房システムは、通常、建物の内外に位置するフィン付きパイプを通ってコンプレッサによって循環せしめられる冷媒を含む。冬には、コンプレッサは圧縮されて温められた冷媒を、凝縮が起こる屋内のフィン付きパイプ部分に押し込む。解放された熱は通常、ファンによって家の中に分配される。そして、凝縮した冷媒は絞り弁を通過して蒸発器に至る。蒸発熱は、より冷えた外気によって提供される。夏の間は、冷媒の循環方向が逆になる。外側フィン付きパイプは凝縮器を構成し、内側フィン付きパイプは蒸発器として機能する。
下記特許文献１には、後述するように、パッドについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開第２００３／０００３２７４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、ヒートポンプシステムは、互いに流体連通する２つのユニットを含み、各ユニットは、直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドを含む空気／ブライン熱交換器を収容するハウジングを含む。ハウジング内のブライン入口は、液体ブラインを空気／ブライン熱交換器の上端に供給するので、ブラインが熱交換器パッドを通って下方に流れるようになる。ハウジング内の空気入口は、周囲の空気を熱交換器パッド内に向けて、パッドを通るブラインの流れに対して横切る方向に方向付け、空気出口は、熱交換器パッドを通過した空気を受け取り、ハウジングから空気を排出する。ブラインタンクは、空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを受け取り、２つのブライン／冷媒熱交換器は、ブラインタンクに結合されて、タンクからブラインを受け取る。ブライン／冷媒熱交換器は、ハウジングのうち、異なるハウジングのブライン入口に結合され、冷媒供給は、ブライン／冷媒熱交換器に結合されて、冷媒をブライン／冷媒熱交換器に供給する。
【０００６】
好ましい実施形態では、各ハウジングは、そのハウジング内の直接接触型の空気／ブライン熱交換器を通して周囲の空気を引き込むための排気ファンを含み、冷媒供給ラインは、ブライン／冷媒熱交換器に結合されて、それらの熱交換器に冷媒を供給し、一対のブラインポンプは、ブラインタンクのうちの異なるブラインタンクに結合されてこのブライン／冷媒熱交換器にブラインを供給する。直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッドは、パッドを通って流れるブラインによって湿潤され、パッドを通して引き込まれるかまたは押し込まれる空気に対して透過性であり、ブラインと空気との間の密接な接触を提供する多孔質パッドであることが好ましい。
【０００７】
本発明はさらに、筐体内の空気の温度および湿度を制御するためのヒートポンプ方法を提供する。この方法は、筐体内に配置された第１のハウジング内の第１の直接接触型の空気／ブライン熱交換器の上端に液体ブラインを供給するので、ブラインは第１の熱交換器パッドを通って下方に流れる。筐体内の周囲の空気は、第１の熱交換器パッドに向けて、パッドを通るブラインの流れを横切る方向に方向付けられ、ハウジングから熱交換器パッドを通って通過した空気を筐体内の空間に排出し、第１のハウジング内の第１のブラインタンク内の第１の空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを収容する。この方法はまた、筐体の外側に位置する第２のハウジング内の第２の直接接触型空気／ブライン熱交換器の上端に液体ブラインを供給してブラインが第２の熱交換器パッドを通って下方に流れるようにし、周囲の空気を筐体の外側から第２の熱交換器パッド内に向けて、パッドを通過するブラインの流れを横切る方向に方向付け、第２の熱交換器パッドを通過した空気をハウジングから筐体の外側の空間に排出し、第２の空気／ブライン熱交換器を通過したブラインを第２のハウジング内の第２のブラインタンクで受け取る。
【０００８】
ＬｉＢｒ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２のような吸湿性ブラインおよびそれらの混合物を有利に使用できる。これらのブラインの濃度は、ヒートポンプの使用温度範囲全体にわたって塩または氷の沈殿が生じない程度である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ブラインと冷媒を利用したヒートポンプシステムの概略図である。
【図２】図１に示すシステムの一動作モードを示す湿度図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す例示的実施形態では、ヒートポンプシステムは、それぞれ蒸発器および凝縮器として作用する２つの実質的に同様のユニット１０および１０’を含む。ユニット１０は空調される筐体Ｅの内側に配置され、ユニット１０’は筐体Ｅの外側に配置される。熱交換器１２は、ユニット１０内に流入する空気の温度および水分含有量を減少させるので、ユニット１０から排出される空気は、空調されている筐体Ｅ内の周囲の空気よりも冷たい。
【００１１】
第２のユニット１０’内の熱交換器１２’は、ユニット１０’から排出される空気の温度を上昇させるので、筐体Ｅへの空気供給は、筐体Ｅ内の空気を、冷却ではなく、加熱する必要があるときにユニット１２’に切り替えることができる。すなわち、ユニット１０からの空気は、夏季には筐体Ｅの中に供給でき、ユニット１０’からの空気は、冬季には筐体Ｅに供給できる。
【００１２】
ユニット１０および１０’のそれぞれは、空気／ブライン熱交換器１３または１３’を収容するハウジング１２または１２’を含む。ハウジング１２および１２’の上部にそれぞれ配置されたブライン入口１０および１０’は、ブライン／冷媒熱交換器２４および２４’から空気／ブライン熱交換器のすぐ上に配置された１組のドリップまたはスプレーノズルまたは開口１１および１１’にブラインを供給するため、流入するブラインがパッドの上端に向けられる。ユニット１０および１０’の下部には、それぞれブラインタンク１４および１４’が収容されており、空気／ブライン熱交換器を出るブラインを受け取るようになっている。
【００１３】
空気／ブライン熱交換器１３および１３’の各々は、互いにわずかに離間して配置された一対の直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッド１３ａおよび１３ｂ、または１３’ａおよび１３’ｂを含むことが好ましい。パッド１３ａおよび１３ｂは、上記特許文献１（米国特許公開第２００３／０００３２７４号明細書）に記載されているようなパッドでもよい。少なくとも２つのそのような多孔質パッドを、２つのパッド間に垂直方向の間隙を設けて、各空気／ブライン熱交換器に使用することが好ましい。ブライン／冷媒熱交換器２４からの冷えたブラインは、パッド１３ａおよび１３ｂを湿潤させ、空気が空気透過性パッド１３ａ、１３ｂを通過し、重力により、パッドを通って下方に流れるブラインのそれを横切る方向に流れて、空気を冷却する。２つのパッド１３ａ、１３ｂの間の間隙は、約５〜１０ｍｍとして液体ブラインが一方のパッドから別のパッドへ流れるのを防ぐようにしてもよい。このように、内側パッド１３ｂ内の液体ブラインは、外側パッド１３ａ内の液体ブラインよりも冷たく、２つのパッドを通る空気のクロスフローにより、内側パッド１３ｂを通過するより冷えた空気が、より冷えたブラインと相互作用する。
【００１４】
流入する周囲の空気は、排気ファン２０または２０’によって、あるいは他の任意の自然なまたは強制的な手段によってハウジング１２または１２’内に引き込まれる。流入する空気は、ハウジング１２および１２’の広い側壁のうちの一方の開口部を通って熱交換器１３および１３’に入る。開口部は、熱交換器１３および１３’内の外側パッド１３ａおよび１３’ａとそれぞれ位置合わせされ、空気は排気ファン２０および２０’によって熱交換器１３または１３’を通して引き込まれる。直接接触型の空気／ブライン熱交換器パッド１３ａおよび１３ｂは、パッドを通る空気の流れの方向に互いに離間している。空気は、熱交換器１２または１２’を通って流れるブラインによって冷却されるので、ハウジングから排出された空気は、熱交換器に入る周囲の空気よりも低い温度および低い湿度レベルにある。
【００１５】
ブライン入口１０および１０’のそれぞれは、導管２２または２２’によって、ブライン／冷媒熱交換器２４および２４’のうちの一方に接続されている。導管２６および２６’は、対応するブラインタンク１４および１４’から循環ポンプ２８および２８’を介してブラインをそれぞれブライン／冷媒熱交換器２４または２４’に運ぶ。ブラインタンク１４および１４’もまた、導管３０および３２ならびにブライン熱交換器３４を介して互いに液体連通している。
【００１６】
ブライン／冷媒熱交換器２４および２４’は、それぞれコイル３８および３８’を収容する密閉容器３６および３６’から構成されている。コイル３８および３８’は、閉ループ内で導管４０および４２によって相互接続されている。導管４０内のコンプレッサ４４は、コイル３８および３８’、導管４０および４２、ならびに絞り弁４６を含む閉ループを通って冷媒を押し出す。
【００１７】
ポンプ２８および２８’との間の同期および制御の必要性を回避するために、タンク１４’に蓄積されたブラインは、導管３２を通る重力による流れによってタンク１４に戻されることが好ましい。これは、タンク１４’をタンク１４よりも高い位置に配置することによって達成される。導管３０および３２を介したタンク１４および１４’の間のブライン交換流量は、空気／ブライン熱交換器１３および１３’を通るブラインの循環速度よりも小さい。必要に応じて、特定の条件下での運転のために、２つのユニットの間のブラインの循環を止めることも可能である。
【００１８】
図２は、設計ポイントＤＰの気温と湿度を保つように設計された空調システムの湿度図表である。図表において、
乾球温度は２４℃であり（図表の下部に水平スケールを有する垂直座標）、
蒸気濃度は乾燥空気１キログラムあたり水分８．５グラムであり（図表の右側に縦軸を有する水平座標）、
空気のエンタルピは、乾燥空気１キログラム当たり４６キロジュール（ｋＪ／ｋｇ）である（図表の左側に対角目盛を有する対角線座標）。
【００１９】
図２中の顕熱負荷ＳＬがベクトルＤＰ−ＳＬである（２４℃から２９℃、５１ｋＪ／ｋｇ）。潜在負荷ＬＬがベクトルＤＰ−ＬＬである（２４℃、５１ｋＪ／ｋｇ）。総負荷ＴＬは、ベクトルＤＰ−ＳＬとＤＰ−ＬＬの合計である。ＴＬは２９℃の温度における、１０．５ｇ／ｋｇの蒸気濃度とエンタルピ５６ｋＪ／ｋｇである。空調なしで、１０００秒の時間間隔で、１０００ｋｇの空気質量を有する筐体の空気のエンタルピはＤＰ４６ｋＪ／ｋｇからＴＬ５６ｋＪ／ｋｇに変わる。筐体の負荷は（５６−４６）ｋＪ／ｋｇｘ１０００ｋｇ／１０００秒＝１０ｋＪ／秒＝１０ｋＷと等しい。湿度と温度が安定した状態で筐体を設計ポイントＤＰに保つには、ＤＰ−ＴＬベクトルとＤＰ−ＢＴＬベクトルのバランスをとる必要がある。これは（ＳＬ＋ＬＬ）に対応する。設計ポイントＤＰの乾燥空気が従来の空調システムに導入されると、凝縮することなく露点（図２の露点Ｐ）まで冷却され、それによって蒸気濃度は８．５ｇ／ｋｇに保たれる。
【００２０】
図２において、ベクトル和は、（ＤＰ−ＤｅｗＰ）＋（ＤＰ−ＴＬ）＝（Ｄｅｗ−ＢＳＬ）となり、出口空気は１７°Ｃ、そして相対湿度（ＲＨ）は８８％である。したがって、５０％のＲＨと２４℃の設計ポイントＤＰは、ＢＳＬ、すなわち、８８％のＲＨと１７℃に置き換えられる。
【００２１】
従来の空調と筐体負荷のバランスをとるために、空気をさらにある飽和点ＳＰ、すなわち７．５℃、そして６．５ｇ／ｋｇの蒸気濃度まで冷却し、さらに、終了する前にＢＴＬ点まで加熱しなければならない。
【００２２】
液体界面の蒸気圧は冷媒の相対湿度曲線に従う。たとえば、２５％の塩分濃度のＬｉＣｌは図２の５０％の相対湿度線に追従する。筐体空気が２４℃で蒸気濃度が８．５ｇ／ｋｇ、Ｓ＝２５％、温度１５℃、界面蒸気濃度が５．５ｇ／ｋｇでＬｉＣｌでの熱と蒸気を交換すると、空気蒸気は液体ブライン上で凝縮し、空気は、ベクトルＤＰ−ＤｅｗＰ−ＳＰを追従するときに、筐体の気候（温度２４℃、蒸気濃度８．５ｇ／ｋｇ、エンタルピ４６ｋＪ／ｋｇ）の設計点（ＤＰ）を表す、容量が２２ｋＷでエンタルピ差が４６−２４＝２２ｋＪ／ｋｇの２２ｋＷと比べると、容量が１０ｋＷのベクトルＤＰ−ＢＴＬを追従する。筐体顕熱負荷ＳＬは、ベクトルＤＰ−ＳＬであり、筐体潜在負荷ＬＬは、ベクトルＤＰ−Ｌであり、蒸気濃度はＤＰの８．５ｇ／ｋｇとＬＬの１０．５ｇ／ｋｇとの間で変化する。総負荷ＴＬは、ベクトルＤＰ−ＴＬであり（ＴＬが蒸気濃度１０．５ｇ／ｋｇ、温度２９℃である場合）、これはＤＰ−ＳＬおよびＤＰ−ＬＬのベクトル和として図２に示されている。ＤＰを一定に保つために、空調は、ベクトルＤＰ−ＴＬを（５６−４６）＝１０ｋＪ／ｋｇのエンタルピ勾配とバランスをとるべきである。
【００２３】
図２は、ＴＬのバランスをとる３つのベクトルを示している。
１．ＤＰ−ＤｅｗＰ、温度が２４℃から１２℃まで下がり、蒸気濃度は８．５ｇ／ｋｇのままであり、エンタルピは４６から３４ｋＪ／ｋｇまで変化する。
２．ＤｅｗＰ−ＳＰは温度８．５℃、蒸気濃度は６．５ｇ／ｋｇ、エンタルピは２４ｋＪｋｇである。
３．ＳＰ−ＢＴＬは、温度１８℃、蒸気濃度は６．５ｇ／ｋｇ、エンタルピは３５ｋＪ／ｋｇである。
【００２４】
ＤＰからＤｅｗＰは乾式冷却が伴う。顕熱負荷ＳＬの平衡化により、ＤＰは温度が１７℃、相対湿度が８８％のＢＳＬになる。
【００２５】
温度がＤＰで、１０００秒でＴＬに変化し、ＨＡＣでの空気の流れが１ｋｇ／秒の、１０００ｋｇの空気を有する筐体では、冷却負荷は、
（５６−４６）ｋＪ／ｋｇ×１０００ｋｇ／（１０００秒）＝１０ｋＷ
となる。
【００２６】
図１の空気／ブライン熱交換器１３では、空気はパッド１３ａおよび１３ｂ内の冷えたブラインで熱を失い、そのブラインは次にタンク１４に流れ込む。加熱されたブラインは、ポンプ２８によってタンク１４から汲み出され、冷媒／ブライン熱交換器２４で冷却される。式（１）は、空気の流れＣａが、筐体上の総負荷ＴＬおよび所与の筐体に対する空調の設計ポイントＤＰによって決定されることを示している。
（１）Ｃａ＝ＴＬ（ｋＷ）／［Ｅｎ（ＴＬ）−Ｅｎ（ＤＰ）］ｋｇ／秒。
【００２７】
ここで、Ｃａは空気の流れ（ｋｇ／秒）、ＴＬは総負荷（ｋＷ）、Ｅｎ（ＴＬ）はＴＬの空気のエンタルピ、Ｅｎ（ＤＰ）は設計ポイントＤＰのエンタルピである。空気冷却容量Ｑａは、冷媒／ブライン熱交換器２４におけるブライン冷却に等しい。したがって、冷却容量Ｑａは以下の通りである。
（２）Ｑａ＝［Ｃａ×（Ｅｎ（Ｔ１）−Ｅｎ（ＤＰ）］ｋｗブライン流量Ｍｂは、式（３）の冷却容量Ｑａに関連している。
（３）Ｍｂ＝Ｃａ×［Ｅｎ（Ｔ１）−Ｅｎ（Ｄｐ）］／［Ｃｐｂ×（Ｔｂｒ−Ｔｂｃ）］ｋｇ／秒、ここで、Ｃｐｂはブラインの比熱である。
式（３）は次のように書くことができる。
（４）Ｍｂ／Ｃａ＝ΔＥｎ／（Ｃｐｂ  ΔＴｂ）
【００２８】
ΔＥｎは負荷によって決定されるので、ブライン対空気流Ｍｂ／Ｃａは温度勾配ΔＴｂに関係し、設計ポイントＤＰは（式１）で求められる。
【００２９】
所与の負荷を有する所与の筐体に対して、式（４）は、質量比Ｍｂ／Ｃａが大きいとブライン温度勾配が小さくなることを示している。
【００３０】
Ｍｂが大きいと、ポンプ（図１の２８）が大きくなり、ブライン入口１０または直接接触型の熱交換器１２でのスプレー分配からの液体ドリフトの増大と関連づけられている。テストはＭｂ／Ｃａ＞４の場合、ポンプ２８の動力が、蒸発器４での実用限界および摩擦損失を超えることを確認する。これにより、ブライン入口１０および熱交換器１２からのブラインのドリフトが促進される。したがって、式（５）は、数４をブライン／空気の質量比流の上限として定義する。
（５）Ｍｂ／Ｃａ＜４
【００３１】
一方、ブライン流量Ｍｂが小さいと、液温勾配Ｔｂｒ−Ｔｂｃが大きくなり、それはブライン界面でのエンタルピ勾配が大きくなることと関連づけられている。タンク１４でのブラインエンタルピは、熱交換器１２に入る空気のための空気筐体エンタルピよりも小さくなければならない。さもないと、筐体空気は熱交換器１２内で加熱されてしまう。また、タンク１４内のブラインは、蒸発器２４内の冷媒よりも温かくなる。
【００３２】
したがって、ブライン対空気流の比の下限は、下記のように式（６）の右側に示される。
（６）Ｍｂ／Ｃａ＞（Ｅｎ（ＤＰ）−Ｅｎ（ＢＴＬ）／（ｃｐｂ）×（Ｔａ（ｅｎｃ）−Ｔ（Ｒｅｆ））
式（６）において、
Ｃａは式（１）で求められ、
Ｅｎ（ＤＰ）は設計点によって決定される。
【００３３】
負荷ＴＬ＝−ＢＴＬが与えられているので、図２の湿度図表からＥｎ（ＢＴＬ）を決定できる。
Ｔａ（筐体）は設計点で与えられる。
Ｔ（冷媒）は通常、ヒートポンプと蒸発器の設計の一部である。
テストと式（５）の限界から次のことがわかる。
（７）０．１＜Ｍｂ／Ｃａ＜４
【００３４】
本発明の特定の実施形態、態様および用途を例示し説明してきたが、本発明は、本明細書に開示された正確な構成および組成物に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正、変更および変形が前述の説明から明らかである。
【図１】
2019533801.tif 000003
【図２】
2019533801.tif 000004
【国際調査報告】
2019533801.tif 000005
2019533801.tif 000006
2019533801.tif 000007