(57)【要約】【課題】  特別な部材を追加することなく、ミセル構造を破壊することにより、熱交換器での伝熱特性の低下を防止できるようにする。【解決手段】  間膨方式の空気調和装置において、冷温水Ｗに、抵抗低減剤を混入するとともに、利用側熱交換器２における入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして、内面溝付管を採用して、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にできるミセル構造が、利用側熱交換器２の入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして採用された内面溝付管において破壊され、その後、利用側熱交換器２の出口側において再び生成されるようにし、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊を可能となしている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源側熱交換器（１）と利用側熱交換器（２）とポンプ装置（３）とを冷温水（Ｗ）が循環する水配管（４）を介して接続してなる空気調和装置であって、前記冷温水（Ｗ）には、抵抗低減剤を混入するとともに、前記利用側熱交換器（２）における入口側の１パスに相当する伝熱管（１１ａ）として、内面溝付管を採用したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
熱源側熱交換器（１）と利用側熱交換器（２）とポンプ装置（３）とを冷温水（Ｗ）が循環する水配管（４）を介して接続してなる空気調和装置であって、前記冷温水（Ｗ）には、抵抗低減剤を混入するとともに、前記利用側熱交換器（２）の入口側直前に接続される水配管（４）には、Ｕ字状に曲げ加工されたＵ字管部（４ａ）を設け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】
本願発明は、チラー等を熱源とする間膨方式の空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、チラー等を熱源とする間膨方式の空気調和装置は、図４に示すように、熱源側熱交換器１と利用側熱交換器２とポンプ装置３とを冷温水Ｗが循環する水配管４を介して接続することにより構成されている。ここで、前記熱源側熱交換器１は、圧縮機５、四路切換弁６、減圧機構７、暖房運転時に蒸発器として作用し、冷房運転時に凝縮器として作用する熱交換器８およびアキュムレータ９からなる一次側の冷凍サイクルＡの一部を構成し、暖房運転時に凝縮器として作用し、冷房運転時に蒸発器として作用することとなっている。符号１０は利用側ファンである。なお、前記冷凍サイクルＡにおいては、冷媒Ｒは、冷房運転時には実線矢印、暖房運転時には点線矢印のように循環することとなっている。
【０００３】
上記のような構成の空気調和装置の場合、二次側の冷温水を循環させるためのポンプ動力が大きくならざるを得ず、二次システムの効率悪化の要因となっていた。
【０００４】
上記したポンプ動力を低減させるために、冷温水に抵抗低減剤（即ち、界面活性剤）を混入する試みがなされている。
【０００５】
ところで、ある種の界面活性剤を水に適量混入させると、親水基を外側（水分子と接する側）に、疎水基を内側に向けて球状ミセルを形成し、濃度を上昇させると、ある濃度で棒状ミセルを形成する場合がある。このミセルの高次構造が、抵抗低減を生じさせる原因となると考えられている（非特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】日本機械学会論文集（Ｂ編）６７巻６５８号（２００１−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記したミセル構造は、抵抗低減効果には大いに寄与するものの、伝熱特性を低下させてしまうという不具合を発生させる。そこで、熱交換器の入口に金網等の障害物を挿入することにより、抵抗低減剤を添加した場合に水内に生ずるミセル構造を破壊し、熱交換器内での伝熱特性の低下を防止できるようにする試みがなされている。しかしながら、このようにした場合、製造の問題や障害物の信頼性の問題が新たに発生するおそれがある。
【０００８】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、特別な部材を追加することなく、ミセル構造を破壊することにより、熱交換器での伝熱特性の低下を防止できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、熱源側熱交換器１と利用側熱交換器２とポンプ装置３とを冷温水Ｗが循環する水配管４を介して接続してなる空気調和装置において、前記冷温水Ｗに、抵抗低減剤を混入するとともに、前記利用側熱交換器２における入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして、内面溝付管を採用している。
【００１０】
上記のように構成したことにより、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にミセル構造ができるが、利用側熱交換器２の入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして採用された内面溝付管においてミセル構造が破壊されることとなる。従って、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊が可能となる。なお、一旦破壊されたミセル構造は、利用側熱交換器２の出口側においては、再び生成されることとなるところから、水配管４においては抵抗低減効果が維持される。その結果、水配管４だけに抵抗低減効果が発生し、利用側熱交換器２における伝熱特性の低下が防止できることとなり、省エネシステムを確立することができる。
【００１１】
本願発明では、上記課題を解決するための第２の手段として、熱源側熱交換器１と利用側熱交換器２とポンプ装置３とを冷温水Ｗが循環する水配管４を介して接続してなる空気調和装置において、前記冷温水Ｗに、抵抗低減剤を混入するとともに、前記利用側熱交換器２の入口側直前に接続される水配管４に、Ｕ字状に曲げ加工されたＵ字管部４ａを設けている。
【００１２】
上記のように構成したことにより、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にミセル構造ができるが、利用側熱交換器２の入口側直前に接続される水配管４に形成されたＵ字管部４ａにおいてミセル構造が破壊されることとなる。従って、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊が可能となる。なお、一旦破壊されたミセル構造は、利用側熱交換器２の出口側においては、再び生成されることとなるところから、水配管４においては抵抗低減効果が維持される。その結果、水配管４だけに抵抗低減効果が発生し、利用側熱交換器２における伝熱特性の低下が防止できることとなり、省エネシステムを確立することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明の第１の手段によれば、熱源側熱交換器１と利用側熱交換器２とポンプ装置３とを冷温水Ｗが循環する水配管４を介して接続してなる空気調和装置において、前記冷温水Ｗに、抵抗低減剤を混入するとともに、前記利用側熱交換器２における入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして、内面溝付管を採用して、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にできるミセル構造が、利用側熱交換器２の入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして採用された内面溝付管において破壊され、その後、利用側熱交換器２の出口側において再び生成されるようにしたので、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊が可能となるところから、簡単な構成で水配管４だけに抵抗低減効果が発生し、利用側熱交換器２における伝熱特性の低下が防止できることとなり、省エネシステムを確立することができるという効果がある。
【００１４】
本願発明の第２の手段によれば、熱源側熱交換器１と利用側熱交換器２とポンプ装置３とを冷温水Ｗが循環する水配管４を介して接続してなる空気調和装置において、前記冷温水Ｗに、抵抗低減剤を混入するとともに、前記利用側熱交換器２の入口側直前に接続される水配管４に、Ｕ字状に曲げ加工されたＵ字管部４ａを設けて、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にできるミセル構造が、利用側熱交換器２の入口側直前に接続される水配管４に形成されたＵ字管部４ａにおいて破壊され、利用側熱交換器２の出口側においては、再び生成されるようにしたので、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊が可能となるところから、簡単な構成で水配管４だけに抵抗低減効果が発生し、利用側熱交換器２における伝熱特性の低下が防止できることとなり、省エネシステムを確立することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。
【００１６】
この空気調和装置は、背景技術の項において説明したものと同様な構成とされている。即ち、この空気調和装置は、図４に示すように、熱源側熱交換器１と利用側熱交換器２とポンプ装置３とを冷温水Ｗが循環する水配管４を介して接続することにより構成されている。ここで、前記熱源側熱交換器１は、圧縮機５、四路切換弁６、減圧機構７、暖房運転時に蒸発器として作用し、冷房運転時に凝縮器として作用する熱交換器８およびアキュムレータ９からなる一次側の冷凍サイクルＡの一部を構成し、暖房運転時に凝縮器として作用し、冷房運転時に蒸発器として作用することとなっている。符号１０は利用側ファンである。なお、前記冷凍サイクルＡにおいては、冷媒Ｒは、冷房運転時には実線矢印、暖房運転時には点線矢印のように循環することとなっている。
【００１７】
そして、前記冷温水Ｗには、所定量の抵抗低減剤（例えば、界面活性剤）が混入されており、水配管４内においては、抵抗低減剤によりミセル構造が形成され、該ミセル構造によって抵抗低減効果が得られることとなっている。ところが、このミセル構造は、抵抗低減効果には大いに寄与するものの、伝熱特性を低下させてしまうという不具合を発生させるものなので、以下の実施の形態においては、該ミセル構造を破壊するための手段が施されている。
【００１８】
第１の実施の形態
図１および図２には、本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和装置における利用側熱交換器が示されている。
【００１９】
この利用側熱交換器２は、伝熱管１１に対して多数の板状フィン１２，１２・・を直交配置してなるクロスフィンコイルタイプの熱交換器により構成されている。
【００２０】
そして、この利用側熱交換器２における入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして、ミセル構造を破壊することのできる内面溝付管（図２参照）が採用されている。内面溝付管においては、冷温水Ｗが乱流化されるところから、ミセル構造が破壊されることとなっている。該内面溝付管１１ａとしては、図２に示すように、内面に螺旋溝１３を有するものが採用されているが、乱流化を促進する構造のもの（即ち、ミセル構造を破壊できるもの）であれば、螺旋溝以外の内面溝付管を採用することもできる。なお、入口側の１パス以外の伝熱管は内面平滑管とされている。
【００２１】
上記のように構成したことにより、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にミセル構造ができるが、利用側熱交換器２の入口側の１パスに相当する伝熱管１１ａとして採用された内面溝付管においてミセル構造が破壊されることとなる。従って、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊が可能となる。なお、一旦破壊されたミセル構造は、利用側熱交換器２の出口側においては、再び生成されることとなるところから、水配管４においては抵抗低減効果が維持される。その結果、簡単な構成で水配管４だけに抵抗低減効果が発生し、利用側熱交換器２における伝熱特性の低下が防止できることとなり、省エネシステムを確立することができる。
【００２２】
第２の実施の形態
図３には、本願発明の第２の実施の形態にかかる空気調和装置における利用側熱交換器が示されている。
【００２３】
この利用側熱交換器２も、伝熱管１１に対して多数の板状フィン１２，１２・・を直交配置してなるクロスフィンコイルタイプの熱交換器により構成されている。
【００２４】
そして、前記利用側熱交換器２の入口側直前に接続される水配管４には、Ｕ字状に曲げ加工されたＵ字管部４ａが設けられている。該Ｕ字管部４ａにおいては、冷温水Ｗの乱流化が促進され、ミセル構造を破壊することができることとなっている。
【００２５】
上記のように構成したことにより、冷温水Ｗへの抵抗低減剤の混入により水中にミセル構造ができるが、利用側熱交換器２の入口側直前に接続される水配管４に形成されたＵ字管部４ａにおいてミセル構造が破壊されることとなる。従って、従来のように特別な部材を用いることなく、ミセル構造の破壊が可能となる。なお、一旦破壊されたミセル構造は、利用側熱交換器２の出口側においては、再び生成されることとなるところから、水配管４においては抵抗低減効果が維持される。その結果、簡単な構成で水配管４だけに抵抗低減効果が発生し、利用側熱交換器２における伝熱特性の低下が防止できることとなり、省エネシステムを確立することができる。
【００２６】
上記各実施の形態においては、利用側熱交換器として、クロスフィンコイルタイプの熱交換器を採用したものについて説明したが、本願発明は、他のタイプの熱交換器にも適用可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和装置における利用側熱交換器を示す正面図である。
【図２】本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和装置における利用側熱交換器の入口側の１パスの伝熱管において採用された内面溝付管の拡大断面図である。
【図３】本願発明の第２の実施の形態にかかる空気調和装置における利用側熱交換器を示す正面図である。
【図４】一般の間膨方式の空気調和装置の回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
１は熱源側熱交換器
２は利用側熱交換器
３はポンプ装置
４は水配管
４ａはＵ字管部
１１は伝熱管
１１ａは１パス目の伝熱管
１２は板状フィン
Ｗは冷温水
【図１】
2005337689.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005337689.tif 000005
【図４】
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