(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）一部のチューブに熱媒としての水を通さないようにし、該チューブの内部に電気ヒータを挿入したフィンチューブ形の熱交換コイルと、前記チューブ内に内蔵され前記電気ヒータの温度を検知するチューブ内温度センサと、該熱交換コイル間を通過する空気量を制御するコイル側ダンパと、空気を前記熱交換コイル間に通さずにバイパスをさせるバイパス経路と、該バイパス経路を通過する空気量を制御するバイパスダンパと、調和空気を送り出す送風機とを備えた空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法において、
（ロ）前記空気調和機の運転中では、前記熱交換コイルの内部温度が凍結点近くになった場合には前記バイパスダンパと、前記コイル側ダンパとの開度を互いに相反する方向に作動させてコイル通過風量とバイパス風量とを制御可能に設けることにより当該コイル内温度を凍結点以上に維持可能とし、
（ハ）前記空気調和機の運転操作を行っても前記熱交換コイルの温度が低下する場合には前記熱交換コイルへ通水を行い加熱することにより凍結を防止させ、
（ニ）前記空気調和機の運転停止中では、前記バイパスダンパ、および前記コイル側ダンパの双方を全閉にすることにより外気が熱交換コイルおよびその近傍に侵入して前記熱交換コイルに触れるのを阻止するようにするとともに、
（ホ）熱源機を運転している場合には、前記熱交換コイルに温水を通水させるか、
（へ）または前記熱源機が運転されていない場合には、前記熱交換コイルのコイル温度に応じて前記電気ヒータを加熱して凍結を防止するようにしてコイルの温度を保持すること、
（ト）を特徴とする空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法。
【請求項２】
前記熱交換コイルの内部温度が、第一の設定以下になった時には、最初に前記熱交換コイル近傍に設けた温度センサが検知する強制全開信号に基づいて全開されるコイル通水制御用電動弁と、
次いで強制運転信号の出力に基づいて強制運転される前記熱交換コイルに温水を送出する温水発生機及び送水用循環ポンプと、
さらに、前記熱交換コイル内部の温度が、前記第一の設定値よりも若干低い第二の設定値になった時には、通電されることにより、前記熱交換コイルの内部の温度を一定に保つように熱交換コイルのチューブ内に内蔵された電気ヒータと、
により構成されること、を特徴とする請求項１に記載の空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載の空気調和機の熱交換コイルの熱交換方法に用いる凍結防止用熱交換コイルにして、
冷水又は温水、若しくは冷水と温水との両方を通水して空気の冷却、或いは加熱若しくはその双方を行うコイルと、該コイルの端部に位置するチューブ列の内部に抜き差し自在に挿入される電気ヒータと、前記チューブ列の一部に挿入される温度センサとを備え、
前記電気ヒータの通電制御を前記温度センサにより検出するコイル内温度に基づいて行うように構成した
ことを特徴とする凍結防止用熱交換コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法、および凍結防止用熱交換コイルに関し、各種ビル、病院等の建物に用いられる空気調和機における熱交換コイルの冬期における凍結を確実に防止して熱交換コイルのパンクをなくし、保守管理を向上させ、省エネルギー性に優れたものにするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の運転停止中において、熱交換コイルの冬季における凍結防止方法としては、（１）温水発生機により発生される温水を循環ポンプを駆動することにより熱交換コイル内に通水する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。（２）また、他の方法として、循環水に不凍液を用いる方法がある（例えば、特許文献２参照。）。（３）また、他の方法として、熱交換コイルおよび配管内の水抜きを行う方法がある（例えば、特許文献３参照。）。（４）さらに、他の方法として、凍結防止個所への電気ヒータの装着による方法等があった（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１４７４５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４５１９号公報
【特許文献３】特開平６−３２３５７６号公報
【特許文献４】特開２００５−４９００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記特許文献１に記載の熱交換コイルに温水を通水する上記方法（１）は、空気調和が必要のない夜間でも、温水発生機、循環ポンプを作動させて熱交換コイルへの通水を行う（送風機は停止している）という措置を採ることにより、熱交換コイルの温度を一定以上に保ち、熱交換コイルの凍結を防止するものであり、この方法は凍結防止法としては極めて有効ではあるが、冬期の夜間等、空気調和機の運転停止時に、運転をし続けると、エネルギー消費量の増大を招くものであった。また、気象予報をたよりに凍結のおそれがあるときだけ、この方法を実施しようとしても、凍結のおそれの有る無しの判定が難しく、結局、暖房が必要になる冬期中は、ずっとこの方法を継続する建物が多く、凍結のおそれの有無にかかわらず、無駄なエネルギーが消費される。
【０００４】
また、循環水に不凍液を用いる上記方法（２）は、凍結防止法として、有効性の高い方法であるが、不凍液の濃度管理を厳密に行う必要があり、定期的に濃度をチェックしないと、循環水が、配管系の膨張タンク等の開放部分から蒸発することにより、常時補給水の追加を行わなければ、循環水の濃度低下により、凍結を防止するという、いざという時に、全く役にたたない。
【０００５】
また、循環水に不凍液を用いる上記方法（２）は、濃度により凍結防止の効能が異なるので、周囲温度が、どの位になるかを、過去のデータ等により把握することも必要である。従って、この方法を採用するのには、不凍液の濃度管理を日常的に行える体制が整っていること、及び、気象予報などにより、想定した以上の温度低下が予測される時には、他の凍結防止手段との併用が実施できるという管理体制が整っていることが必要である。
【０００６】
熱交換コイルおよび配管内の水抜きを行う上記方法（３）は、コイルの凍結パンクが、コイルチューブ内の水が凍結し、体積膨張して、管壁を押し破ることで生ずるという原理に基づいて、その原因となるコイル内部、および接続する配管内の水を全て抜きさってしまえば、凍結パンクは起きないことから、凍結防止の確実な方法として存在する。そして、この方法をとるためには、予め、配管系の適切な位置に確実に水が抜ける排水弁が備えられていることが必要である。
【０００７】
また、注意しなければならないことは、コイルチューブ内の水が凍結しなくても、配管内の水が凍結すれば、コイルチューブ内の水は押されて圧力が上がり、パンクしてしまうため、コイルだけでなく、接続する配管内の水も抜かなければならないことである。水は非圧縮性流体であるため、配管内の圧力上昇は、そのままコイルの管に伝わる。しかしながら、コイルおよび配管内部の水を全て抜くのは、現実に難しい面があり、特に大きなシステムでは、凍結のおそれのある時にだけ、一時的に水を抜くことに無理がある。すなわち、水を抜いた後は、再び水を注入しなければならず、水質管理、あるいは水資源の面から現実的ではない。小さなシステムでは、非常手段として行うことは可能である。また、ある一定期間、なんらの理由で空調システムを使用しない時、例えば、空調設備の工事期間中に水張りテストを行い、竣工までには間がある場合や冷房だけのシステムで冬季は全く使用しない設備の場合等には、この方法は行われているが、日常的に行う凍結防止手段としては適していない。
【０００８】
凍結防止個所へ電気ヒータを装着するという上記従来の方法（４）は、空気流入側のコイル下部近傍にセットするものが多く、直接コイルに触れていないので、主にその近傍の空気を暖めることにより間接的にコイルを暖め、凍結を防止するものであり、直接コイルを暖めていないので、消費した電気容量のうちの一部だけが凍結防止に寄与するものである。従って、無駄なエネルギー消費が多い。また、空気調和機の運転停止中であっても、ダクトを通して外気が空気調和機内に自然流入して来るので、ダクトの途中にダンパを設けて外気流入を防止する等の手段の併用を行わないと、電気ヒータの容量が膨大なものになってしまう。
【０００９】
また、首都圏においては、近年の都市温暖化により実際に凍結事故が少ないことから、凍結に対する危機意識が低くなり、何らの措置も採られていないこともある。しかし、実際、首都圏においては、過去数年に一度の割合で、寒波に見舞われており、凍結事故は、このような時に集中して発生している。本来、このような気象状況の発生は、予報により予め分かる訳ですから、それなりの準備、対応措置を採れば良いのであるが、そうでない場合に、凍結事故が多発している。専門の設備管理業者が常駐していて、そのような時の手順が明確にされて建物は問題ないが、名目上の管理者だけの場合は、緊急措置がとりにくい時があり、凍結パンクが発生してしまう。また、数年に一度しか起こらないことでは、担当者も代わり、あるいは処置方法も忘れられて対応されないこともある。これが首都圏における凍結事故発生の典型例の一つでもある。
【００１０】
また、もう１つの重大な課題として、空気調和機の運転中におけるコイルの凍結パンク事故がある。印刷工場等室内に発熱量の高い機器が稼働している事業場では、冬季、夜間であっても外気をそのまま室内に導入して、外気冷房運転を行う場合が出てくる。このようなケースでは、例えば運転時のコイルの凍結防止対策としてよく採られる手法である温水制御電動弁の最小開度制御を行おうとしても、室内の温度が設計温度を超えるような高い温度となってしまうので、採用できない。かといって、温水制御弁を閉じてしまうと、氷点下の外気がコイル表面に直接触れることになり、直ちにコイルは凍結してしまう。従って、このような建物では空気調和機とは別に外気を室内に導入する送風機を設けて運転する必要があるが、設備費用面に難があり、結局、空気調和機だけのシステムに費やされ、コイルの凍結パンクを招いている場合があった。
【００１１】
本発明は上記従来の欠点を解決し、空気調和機の運転中、または運転停止中を問わず、熱交換コイルの凍結パンクを有効に防止できる空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法、および凍結防止用熱交換コイル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】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、
（イ）一部のチューブに熱媒としての水を通さないようにし、該チューブの内部に電気ヒータを挿入したフィンチューブ形の熱交換コイルと、前記チューブ内に内蔵され前記電気ヒータの温度を検知するチューブ内温度センサと、該熱交換コイル間を通過する空気量を制御するコイル側ダンパと、空気を前記熱交換コイル間に通さずにバイパスをさせるバイパス経路と、該バイパス経路を通過する空気量を制御するバイパスダンパと、調和空気を送り出す送風機とを備えた空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法において、
（ロ）前記空気調和機の運転中では、前記熱交換コイルの内部温度が凍結点近くになった場合には前記バイパスダンパと、前記コイル側ダンパとの開度を互いに相反する方向に作動させてコイル通過風量とバイパス風量とを制御可能に設けることにより当該コイル内温度を凍結点以上に維持可能とし、
（ハ）前記空気調和機の運転操作を行っても前記熱交換コイルの温度が低下する場合には前記熱交換コイルへ通水を行い加熱することにより凍結を防止させ、
（ニ）前記空気調和機の運転停止中では、前記バイパスダンパ、および前記コイル側ダンパの双方を全閉にすることにより外気が熱交換コイルおよびその近傍に侵入して前記熱交換コイルに触れるのを阻止するようにするとともに、
（ホ）熱源機を運転している場合には、前記熱交換コイルに温水を通水させるか、
（へ）または前記熱源機が運転されていない場合には、前記熱交換コイルのコイル温度に応じて前記電気ヒータを加熱して凍結を防止するようにしてコイルの温度を保持する、
（ト）ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２は、請求項１において、前記熱交換コイルの内部温度が、第一の設定以下になった時には、最初に前記熱交換コイル近傍に設けた温度センサが検知する強制全開信号に基づいて全開されるコイル通水制御用電動弁と、
次いで強制運転信号の出力に基づいて強制運転される前記熱交換コイルに温水を送出する温水発生機及び送水用循環ポンプと、
さらに、前記熱交換コイル内部の温度が、前記第一の設定値よりも若干低い第二の設定値になった時には、通電されることにより、前記熱交換コイルの内部の温度を一定に保つように熱交換コイルのチューブ内に内蔵された電気ヒータと、
により構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３は、前記請求項１または２に記載の空気調和機の熱交換コイルの熱交換方法に用いる凍結防止用熱交換コイルにして、
冷水又は温水、若しくは冷水と温水との両方を通水して空気の冷却、或いは加熱若しくはその双方を行うコイルと、該コイルの端部に位置するチューブ列の内部に抜き差し自在に挿入される電気ヒータと、前記チューブ列の一部に挿入される温度センサとを備え、
前記電気ヒータの通電制御を前記温度センサにより検出するコイル内温度に基づいて行うように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、一部のチューブに熱媒としての水を通さないようにし、該チューブの内部に電気ヒータを挿入したフィンチューブ形の熱交換コイルと、前記チューブ内に内蔵され前記電気ヒータの温度を検知するチューブ内温度センサと、該熱交換コイル間を通過する空気量を制御するコイル側ダンパと、空気を前記熱交換コイル間に通さずにバイパスをさせるバイパス経路と、該バイパス経路を通過する空気量を制御するバイパスダンパと、調和空気を送り出す送風機とを備えた空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法において、前記空気調和機の運転中では、前記熱交換コイルの内部温度が凍結点近くになった場合には前記バイパスダンパと、前記コイル側ダンパとの開度を互いに相反する方向に作動させてコイル通過風量とバイパス風量とを制御可能に設けることにより当該コイル内温度を凍結点以上に維持可能とし、前記空気調和機の運転操作を行っても前記熱交換コイルの温度が低下する場合には前記熱交換コイルへ通水を行い加熱することにより凍結を防止させ、前記空気調和機の運転停止中では、前記バイパスダンパ、および前記コイル側ダンパの双方を全閉にすることにより外気が熱交換コイルおよびその近傍に侵入して前記熱交換コイルに触れるのを阻止するようにするとともに、熱源機を運転している場合には、前記熱交換コイルに温水を通水させるか、または前記熱源機が運転されていない場合には、前記熱交換コイルのコイル温度に応じて前記電気ヒータを加熱して凍結を防止するようにしてコイルの温度を保持するので、空気調和機の運転中は、コイル内部温度が凍結点に近くなった場合には、コイル側ダンパを絞り、バイパス側ダンパを開けて当該コイルへの通風を減らすことにより、コイル温度を維持して凍結を防止する。この処置をとってもコイル温度がさらに低下する場合には、コイル内の電気ヒータに通電して加熱し、凍結を防止することができる。また、空気調和機の運転停止中では、コイル側ダンパ及びバイパス側ダンパの両方を閉じて、外気が直接コイルに触れないようにするとともに、熱源機が運転中の場合には、コイル通水弁を開放する指示出力を発し、当該コイルへ温水を通水させ凍結を防止し、コイル温度に応じて内蔵の電気ヒータに通電して加熱し、コイルの凍結を防止する。また、熱源機が運転中の場合には、コイル通水弁を開放する指示出力を発し、当該コイルへ温水を通水させ凍結を防止する。または、熱源機が運転されていない場合には、前記熱交換コイルのコイル温度に応じて前記電気ヒータを加熱して凍結を防止するようにしてコイルの温度を保持する。
【００１６】
また、本発明の請求項２によれば、前記熱交換コイルの内部温度が、第一の設定以下になった時には、最初に前記熱交換コイル近傍に設けた温度センサが検知する強制全開信号に基づいて全開されるコイル通水制御用電動弁と、次いで強制運転信号の出力に基づいて強制運転される前記熱交換コイルに温水を送出する温水発生機及び送水用循環ポンプと、さらに、前記熱交換コイル内部の温度が、前記第一の設定値よりも若干低い第二の設定値になった時には、通電されることにより、前記熱交換コイルの内部の温度を一定に保つように熱交換コイルのチューブ内に内蔵された電気ヒータと、により構成されるので、熱交換コイルの内部温度が、第一の設定以下になった時に、最初に強制全開信号に基づいてコイル通水制御用電動弁が全開され、次いで強制運転信号の出力に基づいて温水発生機及び送水用循環ポンプが強制運転されて熱交換コイルに温水を送出し、さらに、前記熱交換コイル内部の温度が、前記第一の設定値よりも若干低い第二の設定値になった時には、熱交換コイルのチューブ内に内蔵された電気ヒータに通電されて熱交換コイルの内部の温度が一定に保たれて段階的に温度が調節され、凍結が確実に防止される。
【００１７】
また、本発明の請求項３によれば、前記請求項１または２に記載の空気調和機の熱交換コイルの熱交換方法に用いる凍結防止用熱交換コイルにして、冷水又は温水、若しくは冷水と温水との両方を通水して空気の冷却、或いは加熱若しくはその双方を行うコイルと、該コイルの端部に位置するチューブ列の内部に抜き差し自在に挿入される電気ヒータと、前記チューブ列の一部に挿入される温度センサとを備え、前記電気ヒータの通電制御を前記温度センサにより検出するコイル内温度に基づいて行うように構成したので、無駄なく有効に消費電力を費やすことによりコイル内の温度を調節し、熱交換コイルとして有効に活用でき、コンパクトに作成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に従って詳細を説明する。
【００１９】
図１は本発明の空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法を実施するのに使用する空気調和機の実施形態１を示し、運転停止時の断面図、図２は同じく本実施形態１で使用する熱交換コイルの一例を示す分解斜視図、図３は同じく本実施形態１の空気調和機の通常運転状態を示す断面図、図４は同じく本実施形態１の空気調和機が冬季において、室内の熱負荷が高く、冷却の必要がある場合の運転状態を示す断面図である。
【００２０】
本実施形態１は、一部のチューブ２に熱媒としての水を通さないようにし、該チューブ２の内部に電気ヒータ３を挿入したフィンチューブ形の熱交換コイル４と、前記チューブ内２に内蔵され前記電気ヒータ３の温度を検知するチューブ内温度センサＳ１と、該熱交換コイル間４を通過する空気量を制御するコイル側ダンパ５と、空気Ｋを前記熱交換コイル４間に通さずにバイパスをさせるバイパス経路６と、該バイパス経路６を通過する空気量を制御するバイパスダンパ７と、調和空気を送り出す送風機８とを備えた空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法において、前記空気調和機１の運転中では、前記熱交換コイル４の内部温度が凍結点近くになった場合には前記バイパスダンパ７と、前記コイル側ダンパ５との開度を互いに相反する方向に作動させてコイル通過風量とバイパス風量とを制御可能に設けることにより当該熱交換コイル４内温度を凍結点以上に維持可能とし、前記空気調和機の運転操作を行っても前記熱交換コイル４の温度が低下する場合には前記熱交換コイル４へ通水を行い加熱することにより凍結を防止させ、前記空気調和機１の運転停止中では、前記バイパスダンパ７、および前記コイル側ダンパ５の双方を全閉にすることにより外気が熱交換コイル４およびその近傍に侵入して前記熱交換コイル４に触れるのを阻止するようにするとともに、熱源機を運転している場合には、前記熱交換コイル４に温水を通水させるか、または熱源機が運転されていない場合には、前記熱交換コイル４のコイル温度に応じて前記電気ヒータ３を加熱して凍結を防止するようにしてコイルの温度を保持する、ことを特徴とする。
【００２１】
図示する本実施形態１では、前記空気調和機１は、例えば建物内の機械室、又は屋上等に設置され、例えば配管工事、ダクト工事、電気工事、計装工事を行って室内の空調及び換気を実行するためのセントラル形の空気調和機１の主要部を示している。
【００２２】
前記熱交換コイル４は、一部のチューブ２、本実施形態１では外気の導入側の端部の位置、すなわち最前列のチューブ列において、上から上方大半部は１段おきに、かつ下方部は数段が連続段にそれぞれ熱源としての水を通さないようにし、該チューブ２の内部に電気ヒータ３を抜き差し自在に挿入したフィンチューブ形であるが、通常は冷房時は冷水、また暖房時は温水が通水される冷温水兼用コイル又は温水専用コイルが使用される。このように、熱交換コイル４は、熱源としての水を通さないようにしたチューブ２内に電気ヒータ３を挿入するとともに適所にセンサＳ１を挿入する構成なので、無駄なく有効に消費電力を費やすことにより熱交換コイル４内の温度を調節し、熱交換コイル４として有効に活用でき、コンパクトであり、集積度も高くなる。また、前記電気ヒータ３は、前記熱交換コイル４の内部の温度が、コイル通水制御用電動弁１５が全開される第一の設定値よりも若干低い第二の設定値になった時には、通電されることにより、前記熱交換コイル４の内部の温度を一定に保つようになっている。前記電気ヒータ３としては、例えばシーズヒータが好適に用いられる。この電気ヒータの配挿個数、配列順序は、特定なものに制限されるものではなく、チューブ２の設置個数、このチューブ２内に流入される冷水または温水の容量、外気温度、室内温度等に鑑み、凍結を防止できるように自由に設定される。
【００２３】
前記バイパスダンパ７は、前記熱交換コイル４を殆ど通さずに空気Ｋを室内に送り込むためのものであり、開閉或いは開度調節が自在に行えるように可動羽根が無段階に動かせるように電動式アクチュエータが備えられる。このバイパスダンパ７を徐徐に開と、熱交換コイル４を通過する空気量が徐徐に減り、全開状態では熱交換コイル４の空気圧力損失とのバランス関係で、ほとんどの空気が、このバイパス経路６を通過することになる。
【００２４】
前記送風機８は、電動機Ｍにより駆動され、例えばプーリおよびベルトによる駆動方式が採用されているが、図示する駆動方式に限ることなく、電動機Ｍとの直接駆動方式を採用してもよい。
【００２５】
９は本実施形態１の空気調和機１を制御するための制御回路を内蔵した制御盤であり、この制御盤９は空気調和機１の前面に、調和空気の風路を妨げないように手前に寄せて設置される。
【００２６】
１０,１１は前記熱交換コイル４に冷水又は温水を供給し、排出するための配管接続口である。
【００２７】
また、１２はエアフィルタ、１３は外気取り入れダクトを接続するためのフランジであり、１４は調和空気を室内に供給するための供給ダクトを接続するための吐出口フランジである。そして、空気調和機１の運転時には、前記フランジ１３に接続された外気取り入れダクトを通して屋外の空気が空気調和機１に吸い込まれる。こうして、空気調和機１内に導入される外気は、エアフィルタ１２を通って空気中のほこり、チリ等を除去した後に、通常は全開となっているコイル側ダンパ５を通過し、前記熱交換コイル４で加熱または冷却された上で送風機８により吐出口フランジ１４に接続されている吐出ダクトを通して空調対象となっている各室に送風される。
【００２８】
１５はコイル通水制御用電磁弁であり、このコイル通水制御用電磁弁１５は前記熱交換コイル４の内部温度が、第一の設定以下になった時には、最初に前記熱交換コイル４の近傍に設けた図示しない温度センサが検知する強制全開信号に基づいて全開されるようになる。１６は前記強制運転信号の出力に基づいて強制運転されることにより前記熱交換コイル４に温水を送出する温水発生機であり、１７は温水発生機１６からの温水を熱交換コイル４に供給するための循環ポンプである。
【００２９】
本実施形態１は以上の構成からなり、図３、図４は、冬季における通常の空気調和での運転時での空気の流れ、およびコイル側ダンパ５、およびバイパスダンパ７の動作を示したものである。
【００３０】
すなわち、図３では、コイル側ダンパ５は、全開になり、バイパスダンパ７は全閉して空気を通さない。これにより空気調和機１内に取り入れた冷たい空気は、全て熱交換コイル４の間を通り、加熱されて室内に送り出される。
【００３１】
この際、熱交換コイル４のチューブ列２・・・内に配挿される電気ヒータ３の配挿個数、配列順序は、特定なものに制限されるものではなく、チューブ２の設置個数、このチューブ２内に流入される温水等の容量、外気温度、室内温度等に鑑み、凍結を効率良く防止できるように自由に設定される。
【００３２】
図４は、室内の熱負荷が高く、冬季であっても空気Ｋを加熱する必要が全くなく、室内を冷却する必要がある場合、例えば印刷工場等室内に発熱量の高い機器が稼働している事業場において、発熱負荷に対応するのに冷たい外気をそのまま室内に送り込むために、バイパスダンパ７を全開にし、コイル側ダンパ５は全閉にして熱交換コイル４には冷たい外気が全く通らないようにし、バイパス経路６を経て室内へと流れるようにしている。これにより、空気調和機１の運転中に、熱交換コイル４の内部温度が凍結点近くになった場合には、前記バイパスダンパ７と、前記コイル側ダンパ５との開度を互いに相反する方向に作動させてコイル通過風量とバイパス風量とを制御可能に設けることにより当該熱交換コイル４内の温度を凍結点以上に維持可能とすることができる。また、前記空気調和機１の運転操作を行っても前記熱交換コイル４の温度が低下する場合には、前記熱交換コイル４へ通水を行い加熱することにより熱交換コイル４を凍結から保護することができる。
【００３３】
従って、従来、凍結防止対策としてよく採られる手法である温水制御電動弁の最小開度制御を行おうとすると、室内の温度が設計温度を超えるような高い温度となってしまうので、採用できないことになり、かといって、温水制御電磁弁を閉じてしまうと、氷点下の外気がコイル表面に直接触れることになり、直ちにコイルは凍結してしまうのに対処して、空気調和機とは別に外気を室内に導入する送風機を設けて運転するという設備を設置する必要がなく、少ない設備で確実にコイルの凍結パンクを防止することができる。
【００３４】
また、図１は空気調和機１の運転停止時の場合を示すものであり、コイル側ダンパ５は全閉されて屋外大気の風圧により空気調和機１の内部に冷たい外気が侵入してくるのを防止している。この時、同時にバイパスダンパ７も全閉にし、外気がバイパス経路６を通って反対側から熱交換コイル４に侵入して来るのを防止し、この双方により熱交換コイル４が直接冷たい外気に接触して外気にさらされるのを防止することができる。その理由は熱交換コイル４を凍結パンクさせる冷気の伝わりは、この外気の侵入によってもたらされるのが最も大きいので、コイル側ダンパ５とバイパスダンパ７の双方を空気調和機１の運転停止時に全閉することが、凍結防止に最も寄与するためである。
【００３５】
そして、前記熱交換コイル４の内部温度が、第一の設定以下になった時には、最初に前記熱交換コイル４の近傍に設けた図示しない温度センサが検知する強制全開信号に基づいてコイル通水制御用電動弁１５が全開され、次いで強制運転信号の出力に基づいて温水発生機１６及び送水用循環ポンプ１７が強制運転されることにより前記熱交換コイル４に温水を送出する。さらに、前記熱交換コイル４の内部の温度が、前記第一の設定値よりも若干低い第二の設定値になった時には、熱交換コイル４のチューブ２内に内蔵された電気ヒータ３に通電されることにより、熱交換コイル４の内部の温度が一定に保たれ、段階的に温度が調節され、凍結が確実に防止される。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、空気調和機の運転中、または運転停止中を問わず、熱交換コイルの凍結パンクを有効に防止できる空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法、および凍結防止用熱交換コイル等の用途・機能に適する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明の空気調和機の熱交換コイルの凍結防止方法を実施するのに使用する空気調和機の実施形態１を示し、運転停止時の断面図である。
【図２】図２は同じく本実施形態１で使用する熱交換コイルの一例を示す分解斜視図を示す。
【図３】図３は同じく本実施形態１の空気調和機の通常運転状態を示す断面図である。
【図４】図４は同じく本実施形態１の空気調和機が冬季において、室内の熱負荷が高く、冷却の必要がある場合の運転状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      空気調和機
２      チューブ
３      電気ヒータ
４      熱交換コイル
５      コイル側ダンパ
６      バイパス経路
７      バイパスダンパ
８      送風機
９      制御盤
１５    コイル通水制御用電磁弁
１６    温水発生機
１７    循環ポンプ
Ｋ      空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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