(57)【要約】【課題】簡易に表面処理剤を施した放熱板の通風抵抗を簡易に評価可能な評価装置及び評価方法を提供する。【解決手段】放熱板を隙間を介して平行に配置させ支持するジャケットを備え、放熱板の面方向に沿ってジャケットに温度調整された流体を循環させ放熱板を加熱及び冷却する温調ユニットと、放熱板間の隙間に送風する送風ファンと、放熱板を収容する筒体と、隙間を通過する前後の圧力を測定する圧力センサーと、圧力センサーによる測定値を記録するデータ収集ユニットと、を有する通風抵抗評価装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板を隙間を介して平行に配置させ支持するジャケットを備え、前記放熱板の面方向に沿って前記ジャケットに温度調整された流体を循環させ前記放熱板を加熱及び冷却する温調ユニットと、
前記放熱板間の隙間に送風する送風ファンと、
前記放熱板を収容する筒体と、
前記隙間を通過する前後の圧力を測定する圧力センサーと、
前記圧力センサーによる測定値を記録するデータ収集ユニットと、
を有する通風抵抗評価装置。
【請求項２】
一対の前記ジャケットを有し、それぞれのジャケットが放熱板を支持する請求項１に記載の通風抵抗評価装置。
【請求項３】
前記放熱板が、前記ジャケットから着脱可能である請求項１又は２に記載の通風抵抗評価装置。
【請求項４】
前記放熱板間の隙間が、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の通風抵抗評価装置。
【請求項５】
隙間を介し平行に配置された放熱板をジャケットに取り付け、
前記放熱板間の隙間に送風しながら、前記放熱板の面方向に沿って温度調整された流体を前記ジャケット内に循環させて前記放熱板を急冷して前記放熱板に結露を生じさせ、
前記放熱板間の隙間を通過する前後の圧力差を測定することで、前記放熱板に生じた結露の影響による通風抵抗を評価する通風抵抗評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通風抵抗評価装置、及び通風抵抗評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィンチューブタイプの熱交換器では、熱交換器を冷却側で使用する場合に水が凝集して結露水が発生する。図９（ａ）に示すように、結露水が水滴４１となって生じると空気の通路が狭くなって空気の抵抗（通風抵抗）が大きくなる。通風抵抗が増加すると熱交換効率が低下する。また、この水滴４１が隣り合う放熱板４０（フィン）の間に水のブリッジ４２を形成する場合は、通風抵抗がさらに大きくなる。
【０００３】
そこで、熱交換器用の放熱板表面に濡れ性（親水性）を付与する表面処理剤を施すことがなされている。表面処理剤を施すことで図９（ｂ）に示すように、結露水を放熱板４０上で水膜４３とすることができる。結露水を水膜４３とすることで通風抵抗が大きくなることを抑制できる。放熱板の表面処理剤は、結露水を水膜状とするために親水性を付与するものである必要がある。
【０００４】
表面処理剤の性能評価は、表面処理剤を施した放熱板に水滴を滴下しその接触角を測定することで行われている。また、表面処理剤の親水性を簡易に判別する方法としては、特許文献１に記載の方法がある。
【０００５】
さらに、このような放熱板は、熱交換器に組み立てられて通風抵抗の実測がなされている。図１０は熱交換器３０の一例の概略図である。また、図１１は熱交換器３０を用いた通風抵抗の測定手順を示す図である。
熱交換器３０は、所定の隙間を介し平行配置された複数の放熱板３１と、この放熱板３１を貫通するチューブ３２とを有している。チューブ３２には冷媒を通過させることができる。また、チューブ３２は、放熱板３１を複数回通過するように平行配置された放熱板３１の両側で蛇行している。
【０００６】
図１１に示すように、通風抵抗の測定は、熱交換器３０の前面側と背面側を覆うようにダクト３４、３４を設置して行う。各ダクト３４には、圧力タップ３４ａが設けられており、それぞれのダクト３４内の圧力を測定することができる。また、熱交換器３０の上下の面は、長板３３で覆われており、上下面側から空気が流出することがないように塞がれている。
この状態で、一方のダクト３４側から送風を行い、熱交換器３０を通過する前後のダクト３４の圧力差を測定することで、通風抵抗を評価できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５６３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
水滴を滴下しその接触角を測定する評価方法は、熱交換器を組み上げて行う通風抵抗の測定値と一致しない場合があった。また、特許文献１に記載の評価方法は、表面処理剤の性質を簡便に評価する手段としては有用であるが、通風抵抗を予測することはできない。
したがって、通風抵抗を測定するためには、熱交換器として組み上げて測定する以外の方法がなかった。表面処理剤を施した放熱板を熱交換器として組み立てることはコスト負荷が大きいため通風抵抗の簡易な評価方法及び評価装置が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易に表面処理剤を施した放熱板の通風抵抗を簡易に評価可能な評価装置及び評価方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、放熱板を隙間を介して平行に配置させ支持するジャケットを備え、前記放熱板の面方向に沿って前記ジャケットに温度調整された流体を循環させ前記放熱板を加熱及び冷却する温調ユニットと、前記放熱板間の隙間に送風する送風ファンと、前記放熱板を収容する筒体と、前記隙間を通過する前後の圧力を測定する圧力センサーと、前記圧力センサーによる測定値を記録するデータ収集ユニットと、を有する。
また、本発明の通風抵抗評価装置は、一対の前記ジャケットを有し、それぞれのジャケットが放熱板を支持するものであってもよい。
また、本発明の通風抵抗評価装置において、前記放熱板が、前記ジャケットから着脱可能であることが好ましい。
また、本発明の通風抵抗評価装置において、前記放熱板間の隙間が、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明の通風抵抗評価方法は、隙間を介し平行に配置された放熱板をジャケットに取り付け、前記放熱板間の隙間に送風しながら、前記放熱板の面方向に沿って温度調整された流体を前記ジャケット内に循環させて前記放熱板を急冷して前記放熱板に結露を生じさせ、前記放熱板間の隙間を通過する前後の圧力差を測定することで、前記放熱板に生じた結露の影響による通風抵抗を評価する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の通風抵抗評価装置は、放熱板を隙間を介して支持し、放熱板を加熱、冷却できるジャケットを備えており、この隙間に送風ファンにより空気を送ることように構成されている。したがって、熱交換器を組み立てることなく表面処理を施した放熱板の通風抵抗を評価することができる。
また、本発明の通風抵抗評価装置は、放熱板の面方向に沿って温度調整された流体を循環させる温調ユニットを備える。放熱板の面方向に沿って循環経路を設けることで、伝熱効率が高まるため、この温調ユニットは、放熱板を急速に所定の温度に到達させることができる。したがって、この通風抵抗評価装置を用いることで比較的短い時間で複数サイクルの測定が可能となる。また、伝熱効率が高いため、温調ユニットは加熱及び冷却を行うための装置を小型とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の通風抵抗評価装置の概略図である。
【図２】図１に示す通風抵抗評価装置の熱交換ユニットを示す概略図であり、放熱板同士の隙間から放熱板側を見た状態を示す図である。
【図３】変形例として適用可能な熱交換ユニットの概略図である。
【図４】図１に示す通風抵抗評価装置においてバルブユニットの切り替えを行い、放熱板を加熱状態から冷却状態、また冷却状態から加熱状態とした際の放熱板の表面温度の測定結果を示すグラフである。
【図５】図１に示す通風抵抗評価装置において乾き運転と湿り運転を交互に６サイクル行った場合の、時間と差圧の関係を示すグラフである。
【図６】実施例における各サンプル材を用いて、通風抵抗評価装置により乾き運転と湿り運転を交互に６サイクル行った場合の、時間と差圧の関係を示すグラフである。
【図７】図６に示す結果から通風抵抗を算出した結果を示すグラフである。
【図８】放熱板同士の隙間にカメラを設け結露の様子を観察しながら湿り運転を行った際の撮像画像である。
【図９】放熱板に生じる結露水の様子を示す模式図であり、図９（ａ）は、結露水が水滴となった状態を示し、図９（ｂ）は、結露水が水膜となった状態を示す。
【図１０】熱交換器の一例を示す図である。
【図１１】図１０に示す熱交換器を用いた通風抵抗の測定手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態の通風抵抗評価装置及び通風抵抗評価方法を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。
【００１４】
＜通風抵抗評価装置＞
図１、図２に本発明の実施形態に係る通風抵抗評価装置２０の概略図を示す。通風抵抗評価装置２０は、表面処理剤が施された放熱板６を用いて、簡易的な熱交換ユニット２１を構成し、当該熱交換ユニット２１における通風抵抗を評価する評価装置である。この通風抵抗評価装置２０による評価結果は、一例として、放熱板６に施された表面処理剤の性能の判定に用いることができる。
【００１５】
通風抵抗評価装置２０は、熱交換ユニット２１と、送風ファン１０と、入口側圧力センサー８、出口側圧力センサー４と、データ収集ユニット２２とを備え概略構成されている。
【００１６】
熱交換ユニット２１は、一対の放熱板６、６と、これらの放熱板６、６を加熱冷却する温調ユニット２６を有している。温調ユニット２６は、放熱板６、６を隙間を介して平行に配置させ支持するジャケット７、７を備えている。また、温調ユニット２６は、放熱板６の面方向に沿ってジャケット７に温度調整された水（流体）を循環させ前記放熱板を加熱及び冷却する。なお、温調ユニット２６が循環させる流体は、水に限るものではなく一般的に冷媒として使用できるものを用いることができる。
【００１７】
放熱板６は、四辺形のアルミニウム合金板、又は純アルミニウム板からなり、その表面に親水性の表面処理剤が施されている。放熱板６同士は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の隙間２５を介して互いに平行に配置されている。
【００１８】
放熱板６は、温調ユニット２６のジャケット７に取り付けられている。温調ユニット２６のジャケット７は、放熱板６の背面６ｃにそれぞれ設置されている。ジャケット７に温水又は冷水を供給し、ジャケット７を加熱又は冷却することで、放熱板６は、加熱又は冷却される。
また、温調ユニット２６は、温水供給器１３と冷水供給器１４と流路切り替えバルブユニット１１と循環ポンプ１２と、ジャケット７とを有している。
【００１９】
温水供給器１３は、内部に恒温水槽（高温）１３ｃを備えている。恒温水槽１３ｃは、例えば５０℃程度の温度に保持した温水を貯留する。この恒温水槽１３ｃは、供給口１３ａと循環口１３ｂを有している。温水供給器１３は、供給口１３ａからジャケット７に温水を供給し、放熱板６を加熱して温度が低下した水を循環口１３ｂから受け入れる。温度が下がった水は、恒温水槽１３ｃの内部で再度昇温される。
【００２０】
同様に冷水供給器１４は、内部に恒温水槽（低温）１４ｃを備え、例えば５℃程度の温度に保持した冷水を貯留する。冷水供給器１４は、供給口１４ａからジャケット７に冷水を供給し、放熱板６を冷却して温度が上昇した水を循環口１４ｂから受け入れる。温度が上がった水は、恒温水槽１４ｃの内部で再度冷却される。
【００２１】
温水供給器１３の供給口１３ａ、循環口１３ｂ並びに冷水供給器１４の供給口１４ａ、循環口１４ｂは、それぞれ流路切り替えバルブユニット１１（バルブユニット１１）に接続されている。バルブユニット１１は、ジャケット７に供給、循環させる流路を切り替える。即ち、ジャケット７に供給する水を温水供給器１３により生成された温水（例えば５０℃）とするか、冷水供給器１４により生成された冷水（例えば５℃）とするかを切り替え可能である。また、バルブユニット１１は、ジャケット７に供給する往路のみならず、ジャケット７を加熱又は冷却して戻ってきた復路を切り替え可能である。したがって、バルブユニット１１によって、ジャケット７に温水を供給した場合に復路を温水供給器１３とし、冷水を供給した場合に復路を冷水供給器１４とする。
【００２２】
ジャケット７とバルブユニット１１の間には、循環ポンプ１２が設けられている。循環ポンプ１２は、温水供給器１３又は冷水供給器１４から供給された水に一定の圧力を付加して水を循環させる。
【００２３】
ジャケット７は、一対の放熱板６の背面６ｃ（対向する放熱板６とは反対側の面）に、それぞれ背面６ｃを覆うように設けられている。ジャケット７は角プレート状のヒートシンクであり、ジャケット７の内部には、温水又は冷水が流れる管路２３が設けられている。
放熱板６は、ジャケット７に面接触して着脱可能に固定されている。その固定方法は、着脱可能であってジャケット７と放熱板６と間の伝熱を妨げなければ特に限定されるものではないが、本実施形態では、剥がすことが可能な熱伝導性両面粘着テープを用いている。また、ねじ止めによって放熱板６をジャケット７に固定してもよい。
【００２４】
ジャケット７は、熱伝導特性に優れた材質であることが好ましく、例えば銅合金からなることが望ましい。このような材質とすることで、管路２３を通過する水の温度に応じて全体の温度が均一に変わり、放熱板６に均等に熱を加えることができる。
【００２５】
一対のジャケット７、７間には、スペーサ５が設けられており、このスペーサ５によって、ジャケット７に固定された放熱板６、６の間に隙間２５を確保している。このスペーサ５は、後段において述べる、送風ファン１０により隙間２５に導入される空気の流れを阻害しないように配置することが望ましい。
【００２６】
管路２３は、一対のジャケット７、７のうち一方の内部を通過した後に他方の内部を通過するように配置されている。したがって、管路２３を流れる水は、一方のジャケット７を通過した後に他方のジャケット７を通過する。
【００２７】
管路２３は、ジャケット７の内部において、放熱板６の全体を覆うように蛇行して配されている。また、管路２３は、放熱板６の面に沿って設けられている。これにより、管路２３を通過する温水又は冷水が効率よく放熱板６の表面全体を冷却又は加熱する。
【００２８】
以上に説明した熱交換ユニット２１は、管路２３に流れる水を、温水から冷水に、又は冷水から温水に切り替えることで、放熱板６の表面の温度を即座に冷却又は加熱することができる。
図４に、バルブユニット１１を切り替えることにより、管路２３に流れる水を、温水から冷水、さらに再度温水に切り替えた場合の放熱板６の表面の温度の測定結果を示す。図４には、温水供給器１３の内部の恒温水槽（高温）１３ｃに貯留された温水の温度と、冷水供給器１４の内部の恒温水槽（低温）１４ｃに貯留された冷水の温度をＫ型の熱電対で測定した結果も併せてします。放熱板６の表面の温度は、放熱板６の表面に張り付けたＫ型の熱電対で測定した。
【００２９】
図４に示すように、放熱板６の温度は、バルブを切り替えたタイミングにおいて、瞬時に放熱板６の温度が変改している。図４の横軸（測定時間）の０ｍｉｎの切り替えにおいては、放熱板６の温度が５０℃から１０℃まで急冷され、時間を経るごとにやがて５℃程度に冷却されている。また、横軸（測定時間）の６０ｍｉｎの切り替えにおいては放熱板６が５℃から５０℃まで急加熱されている。
このように、バルブユニット１１の切り替えを行うことで、放熱板６を急冷又は急加熱することができる。放熱板６の表面の温度が露点温度を下回ったときに、放熱板６の表面に空気中の水分が凝集し、結露が発生する。
【００３０】
放熱板６が取り付けられたジャケット７は、筒体２４に収納されている。ジャケット７は、筒体２４の内部において、ジャケット７の背面７ｃと接触する固定部２４ａ、２４ａに挟みこまれて固定されている。
筒体２４は、その固定部２４ａ、２４ａのうち一方が開閉できるように構成されていることが望ましい。このように構成することで、ジャケット７を筒体２４から、取り出すことができる。
また、ジャケット７の背面７ｃと接触する固定部２４ａは、ジャケット７との熱交換を最小とするように断熱効果のある材料を用いて形成することが望ましい。
【００３１】
四辺形に形成されたジャケット７及び放熱板６の４辺のうち、対向する２辺側は筒体２４の塞面部２４ｂ、２４ｂにより塞がれている。また、他の対向する２辺は開放されている。開放された２辺のうち一方側（入口側）には、送風ファン１０が設けられている。送風ファン１０は、放熱板６の隙間２５に入口側から空気（風）を送る。
なお、送風ファン１０を放熱板６の隙間２５の出口側に配置し、送風ファン１０によって放熱板６と反対方向に空気を送っても良い。この場合は、送風ファン１０に対し放熱板側が負圧となり、送風ファン１０に吸引されるように隙間２５に空気が送り込まれる。
【００３２】
送風ファン１０は、風速を調整する調整手段を有している。この調整手段により、放熱板６の隙間２５を流れる空気の風速を１ｍ／ｓ〜８ｍ／ｓに調整することができる。
【００３３】
入口側において、送風ファン１０と隙間２５の間には、送風ファン１０側から順に入口側整流格子９と入口側圧力センサー８が設けられている。また、送風ファン１０から隙間２５を通過した空気の出口側には、隙間２５側から順に出口側圧力センサー４と出口側整流格子１とが設けられている。
【００３４】
入口側整流格子９及び出口側整流格子１は、送風ファン１０から送られた空気の流れを整える役割を果たすものである。入口側整流格子９及び出口側整流格子１が設けられることによって、一対の放熱板６、６の間の隙間２５には、層流が流れることとなる。これにより、通風抵抗を測定するにあたり誤差要因となりうる乱流が形成されることを防ぎ測定対象となる空気の流れを安定させることができ外乱を排した評価が可能となる。
【００３５】
入口側圧力センサー８及び出口側圧力センサー４は、風の圧力を測定するセンサーであって、例えば、ダイヤフラム式のものなどを採用可能である。入口側圧力センサー８と出口側圧力センサー４は、同じものを用いることが好ましい。
【００３６】
これらの圧力センサー４、８は、データ収集ユニット２２に接続されている。データ収集ユニット２２は、圧力センサー信号変換器２及びデータロガー３を有している。データ収集ユニット２２において、圧力センサー４、８から送られた信号は、圧力センサー信号変換器２を介しデータロガー３に送られる。データロガー３は、一対の放熱板６、６の間の隙間２５を通過する空気の入口側と出口側の圧力を経時的に記録する。
【００３７】
入口側圧力センサー８で測定した圧力と出口側圧力センサー４で測定した圧力差（差圧）を観察することで、通風抵抗を評価することができる。
放熱板６に結露が生じ、風が通りぬける流路が狭くなる場合や、一方の放熱板６と他方の放熱板６の結露がつながり水滴のブリッジが形成されたりすると、風が抜けにくくなるため通風抵抗が増す。この通風抵抗の増加は、入口側と出口側の圧力差（差圧）の変化として評価される。
【００３８】
一般に、放熱板６の表面の親水性が高い場合は、結露として生じた水分が、表面に広がり膜状に形成された状態（図９（ｂ）参照）となる。したがって、通風抵抗は小さくなる。これに対して、表面の親水性が不十分な場合は、流路を妨げるように結露が生じた状態（図９（ａ）参照）となるため、通風抵抗が大きくなる。
【００３９】
通風抵抗評価装置２０は、ジャケット７の内部に、放熱板６の面方向に沿って温度調整された水（温水又は冷水）を循環させる管路２３が設けられている。このジャケット７は、放熱板６と面接触するため、放熱板６を効率よく、又均一に加熱又は冷却できる。したがって、放熱板６の温度を急速に所定の温度に到達させることができ、この通風抵抗評価装置２０を用いることで短時間に複数サイクルの計測ができる。また、伝熱効率が高いため、ジャケット７の内部に温水を供給する温水供給器１３及び冷水を供給する冷水供給器１４として、小型のものを採用することができる。
【００４０】
加えて、ジャケット７の内部に設けられた管路２３は、放熱板６の面方向に沿って放熱板６を覆うように配置されているため、放熱板６の面内の温度を均一にできる。したがって、放熱板６の面内において発生する結露の状態も均一とすることができ、これにより、実際に熱交換器として使用する放熱板の一部を切り出したようなサンプル材を用いて評価を行っても、表面処理剤による結露の発生に伴う通風抵抗を純粋に評価できる。
【００４１】
さらに、ジャケット７と放熱板６は、着脱可能であるため、同じ装置を用いて様々な表面処理剤を施した放熱板６の評価を行うことができる。
また、放熱板６同士の隙間２５の大きさは、スペーサ５の厚さで調整可能である。したがって、スペーサ５を入れ替えることで、隙間２５の大きさを様々に変えた場合の通風抵抗を評価できる。
【００４２】
また、上述した通風抵抗評価装置２０のように、一対の（２枚の）放熱板６を用い、これらの間に送風ファン１０により風を流して通風評価を行うことで、放熱板６に生じた結露（水滴又は水膜）が通風抵抗に与える影響を直接評価できる。特に、放熱板６同士の隙間２５にカメラを設け結露の様子を観察しながら通風抵抗の評価を行う場合においては、結露の状態と、その状態が通風抵抗に与える影響を直接観察することができる。例えば、隙間２５において結露がブリッジを生じた場合と、このブリッジが崩壊した場合とで、通風抵抗がどのように変わるかが直接判定できる。したがって、結露の好ましい状態をより明確に判断することができ、放熱板６に施す表面処理剤の特性をさらに改善させるための指標とすることができる。
【００４３】
＜通風抵抗評価装置の変形例＞
上述した通風抵抗評価装置２０の熱交換ユニット２１は、一対の放熱板６とこれらの背面６ｃに設けられた一対のジャケット７を有しているが、放熱板６及びジャケット７の数はこれに限るものではない。図３に変形例として適用可能な、４枚の放熱板６を有する熱交換ユニット２１Ａを示す。
【００４４】
この熱交換ユニット２１Ａは、平行に並ぶ３つのジャケット７Ａ、７Ｂ、７Ｃを有している。これらのジャケット７Ａ、７Ｂ、７Ｃのうち、両側に配置されたジャケット７Ａ、７Ｃは、その一面に放熱板６が固定されている。また、中央に配置されてジャケット７Ｂには、その両面にそれぞれ放熱板６、６が固定されている。ジャケット７Ａ、７Ｂの間、並びにジャケット７Ｂ、７Ｃの間には、スペーサ５が挟み込まれており、当該スペーサ５により、各放熱板６の間には、それぞれ隙間２５が形成されている。
【００４５】
この熱交換ユニット２１Ａの管路２３Ａは、ジャケット７Ａ、７Ｂ、７Ｃの内部をそれぞれ蛇行し、それぞれの面に固定された放熱板６の背面６ｃを覆うように設けられている。また、管路２３Ａは、ジャケット７Ａ、７Ｂ、７Ｃを順次経由して配設され、管路２３Ａを流れる水は、ジャケット７Ａ、ジャケット７Ｂ、ジャケット７Ｃと順に通過する。
【００４６】
この熱交換ユニット２１Ａは、放熱板６を４枚備え、対向する放熱板６の間に２つの隙間２５が形成されている。したがって、この熱交換ユニット２１Ａは、風が通り抜ける２つの流路として、２つの隙間２５、２５を有している。これにより、２か所の通風抵抗を平均化して評価することができるので、外乱に対してより強い評価方法を構築することができる。
【００４７】
＜通風抵抗評価方法＞
次に、この通風抵抗評価装置２０を用いた通風抵抗評価方法について説明する。なお、この通風抵抗評価は、温度・湿度を精密に調整可能な精密空調室にて行うことが望ましい。
【００４８】
まず、温水供給器１３から管路２３に温水が供給されるようにバルブユニット１１を切り替える。さらに循環ポンプ１２を駆動させて、温水供給器１３から管路２３に５０℃程度の温水を供給した状態とする。これによって、管路２３、ジャケット７を介して放熱板６が加熱される。
【００４９】
次に、送風ファン１０によって、放熱板６の間の隙間２５への送風を開始する。さらに、圧力センサー４、８による入口側及び出口側の圧力の測定を行い、データロガー３による測定結果の記録を開始する。
この状態で、一定時間（例えば６０分間）待機して、放熱板６を加熱し温水供給器１３により生成された温水の温度と略同じとする。
このように、バルブユニット１１により５０℃の温水を流し、放熱板６の表面温度を５０℃としながら、送風ファン１０による送風を行い、通風抵抗を測定する運転状態を乾き運転と呼ぶ。
【００５０】
次に、バルブユニット１１を切り替えて管路２３に送る水を温水から冷水（５℃程度）に切り替える。切り替えてから一定時間（例えば１２０分間）待機して、放熱板６を冷却し冷水供給器１４により生成された冷水の温度と略同じとする。
このように、バルブユニット１１により５℃の冷水を流し、放熱板６の表面温度を５℃としながら、送風ファン１０による送風を行い、通風抵抗を測定する運転状態を湿り運転と呼ぶ。
【００５１】
さらに、バルブユニット１１の切り替えと一定時間の待機を繰り返し、乾き運転と湿り運転を交互に行う。この間、データロガー３による隙間２５の入口側及び出口側の圧力の測定結果の記録を継続して行う。
管路２３に冷水を流し、放熱板６を冷却している間は、放熱板６の表面が露点以下となるため、表面に結露が生じる。したがって、放熱板６の冷却時には、加熱時と比較して通風抵抗が大きくなる。
入口側と出口側の圧力を記録することで、放熱板６の表面に生じた結露の状態に依存する通風抵抗を評価することができる。
【００５２】
図５に、このようにして測定した差圧を縦軸とし、時間を横軸としたグラフの一例を示す。
バルブユニット１１を切り替えた直後は、差圧が安定していないため、乾き運転及び湿り運転の最後の３０分の平均値を差圧として取る。湿り運転時の差圧と乾き運転時に差圧との比を通風抵抗として評価する。
このような評価を行うことで、放熱板６の表面に発生する結露が通風抵抗にどのような影響を及ぼすかを定量的に知ることができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５４】
以下の表１に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．６のサンプルを用いて、通風抵抗評価装置２０を構成して、通風抵抗評価試験を行った。なお、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６のサンプルは、全てアルミニウム合金製の６０ｍｍ×６０ｍｍの板材であり、同一形状を有している。また、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５のサンプルは、それぞれ異なった表面処理剤Ａ〜Ｄが施されている。Ｎｏ．１のサンプルは表面処理剤が施されていない。Ｎｏ．６のサンプルは、表面に水性エポキシ塗料が施されている。
【００５５】
【表１】
2015163828.tif 000003
【００５６】
表１において、水濡れ性試験は、ＪＩＳ  Ｒ３２５７に準拠して、表面処理剤を施した放熱板６のサンプル材の表面に４μｌ以下の水滴を滴下して、その接触角を測定することで評価した評価結果を表す。接触角が４０°以下の場合を○とし、それ以外を×とした。
【００５７】
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６のサンプルを用いて、それぞれ通風抵抗評価装置２０を構成して、通風抵抗評価試験を行った結果を図６にまとめて示す。
この試験は、温度・湿度を精密に調整可能な精密空調室にて行った。乾き運転を行う場合に、精密空調室の室内環境を、乾球温度２１℃、湿球温度を１７．４℃とした。また、湿り運転を行う場合に、精密空調室の室温環境を、乾球温度２７℃、乾球温度１９．６℃とした。
また、乾き運転を１時間、湿り運転を２時間として、これらを繰り返し、５サイクル又は６サイクル繰り返した。
【００５８】
また、乾き運転及び湿り運転の最後の３０分の平均値を差圧として取り、湿り運転時の差圧と乾き運転時に差圧との比を通風抵抗として評価した。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６のサンプルについて、図６に示す測定結果を基に、１サイクル目から５又は６サイクル目までの通風抵抗の評価結果をまとめたものを図７に示す。
【００５９】
図７に示す結果から、各サンプルの通風抵抗は、Ｎｏ．１、Ｎｏ．６のサンプルは、通風抵抗が略同程度で最も大きく、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５の順で通風抵抗が低くなっている。
このように、各サンプルの通風抵抗の順列を確認することができた。
【００６０】
以上のサンプル材と同様の表面処理剤を施した放熱板６を用いて図１０に示すような熱交換器を作製し、図１１にしめす通風抵抗の試験を行った。その結果、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．６のサンプルは、通風抵抗が高く一定の基準を満たすことができなかった。それに対して、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５のサンプルは、通風抵抗が低く基準を見たいし、上述の通風抵抗の評価結果を裏付ける結果を得た。このことから、上述した通風抵抗評価装置２０による評価結果は、有効なものであることが確認された。
【００６１】
図７に示す結果においてＮｏ．５のサンプルに着目すると通風抵抗が１以下となっている。これに関しては以下の考察が可能である。
乾き運転時（空気の温度５０℃）の空気の動粘度は１８．１ｍ２／ｓであり、湿り運転時（空気の温度５℃）の、空気の動粘度は、１３．５ｍ２／ｓである。動粘度が高くなると空気は、隙間を流れにくくなる。したがって、動粘度のみを考慮すると通風抵抗は、湿り運転時の方が低くなる。
結露水が水膜状に形成され、結露水の通風抵抗に与える影響が小さくなる場合には、動粘度の通風抵抗に与える影響が大きくなり、１以下の通風抵抗が測定される場合があると考えられる。
【００６２】
さらに、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．６のサンプルについて、放熱板６同士の隙間２５にカメラを設け結露の様子を観察しながら湿り運転を行った際の撮像画像を図８に示す。
Ｎｏ．１、Ｎｏ．６の放熱板６の表面には、水滴が複数形成されているのに対して、Ｎｏ．３の放熱板６の表面には、水膜が形成されている。この撮像画像から、結露が水滴となることで通風抵抗が悪化し、水膜となることで通風抵抗に好影響を与えることを確認することができた。
【００６３】
以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６４】
１…出口側整流格子、２…圧力センサー信号変換器、３…データロガー、４、８…圧力センサー、５…スペーサ、６…放熱板、６ｃ…背面、７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ…ジャケット、７ｃ…背面、９…入口側整流格子、１０…送風ファン、１１…バルブユニット、１２…循環ポンプ、１３…温水供給器、１４…冷水供給器、２０…通風抵抗評価装置、２１、２１Ａ…熱交換ユニット、２２…データ収集ユニット、２３、２３Ａ…管路、２４…筒体、２５…隙間、２６…温調ユニット
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図８】
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