JP5998476B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、二流体ノズルを有する噴霧機構を備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a spray mechanism having a two-fluid nozzle.
従来、噴霧ノズルから水を熱交換器に噴霧して熱交換器を冷却する噴霧機構を備えた空気調和機が知られている。この空気調和機では、噴霧された水により熱交換器が冷却されるので、冷凍サイクルの効率が高まり、空気調和機に必要とされる動力(消費電力)を削減することができる。 Conventionally, an air conditioner having a spray mechanism for spraying water from a spray nozzle onto a heat exchanger to cool the heat exchanger is known. In this air conditioner, since the heat exchanger is cooled by the sprayed water, the efficiency of the refrigeration cycle is increased, and the power (power consumption) required for the air conditioner can be reduced.
例えば特許文献1には、噴霧機構の噴霧ノズルとして水と空気を同時に噴霧する二流体ノズルを備えた空調調和機が開示されている。二流体ノズルでは、空気量と水量の体積比(ALR)が小さくなると、ノズルから噴霧される水滴の粒径が大きくなる。粒径の大きな水滴は、熱交換器に向かう過程において蒸発しきれずに熱交換器に付着することがある。熱交換器に付着した水滴は、熱交換器の腐食の原因となる。特許文献1には、ALRが500以上600以下となるように空気量と水量を調節し、二流体ノズルから粒径10μm以下の微細ミストを噴霧する技術が開示されている。この特許文献1には、微細ミストが熱交換器に到達する前に蒸発し、熱交換器に水滴が付着することを防止できる、と記載されている。
For example,
しかしながら、二流体ノズルからの水の噴霧量が変更されるときには、変更される空気量や水量に一時的なばらつきが生じてALRが変動しやすくなるため、それに伴って水滴の粒径が所望の範囲よりも大きくなることがある。 However, when the amount of water sprayed from the two-fluid nozzle is changed, the air amount to be changed and the amount of water are temporarily varied and the ALR tends to fluctuate. May be larger than range.
本発明の目的は、二流体ノズルから噴霧される水滴の粒径が大きくなるのを抑制しつつ噴霧量を変更することができる空気調和機を提供することである。 The objective of this invention is providing the air conditioner which can change the spraying quantity, suppressing the particle size of the water droplet sprayed from a two-fluid nozzle becoming large.
(1) 本発明の空気調和機は、冷媒回路(5)に設けられた室外熱交換器(13)と、噴霧機構(20)と、噴霧機構制御部(4a)とを備える。前記噴霧機構(20)は、前記室外熱交換器(13)に向かう空気に水を噴霧するための二流体ノズル(21)、前記二流体ノズル(21)に空気を供給するエア供給機構(70)及び前記二流体ノズル(21)に水を供給する水供給機構(60)を有する。前記噴霧機構制御部(4a)は、前記二流体ノズル(21)に供給される空気量と前記二流体ノズル(21)に供給される水量との体積比が20以上200以下となるように前記噴霧機構(20)を制御する。前記噴霧機構制御部(4a)は、前記二流体ノズル(21)からの水の噴霧量を増加させるときには、空気量を増加させた後、水量を増加させる制御を実行する。前記二流体ノズル(21)は、多数の気泡を含む水を外部に噴霧する噴霧部(51)を備える。前記噴霧部(51)は、圧力差による前記気泡の膨張によって微細化された水を噴霧する。 (1) The air conditioner of this invention is provided with the outdoor heat exchanger (13) provided in the refrigerant circuit (5), the spray mechanism (20), and the spray mechanism control part (4a). The spray mechanism (20) includes a two-fluid nozzle (21) for spraying water onto the air toward the outdoor heat exchanger (13), and an air supply mechanism (70) for supplying air to the two-fluid nozzle (21). And a water supply mechanism (60) for supplying water to the two-fluid nozzle (21). The spray mechanism control unit (4a) is configured so that the volume ratio of the amount of air supplied to the two-fluid nozzle (21) and the amount of water supplied to the two-fluid nozzle (21) is 20 or more and 200 or less. The spray mechanism (20) is controlled. When increasing the amount of water spray from the two-fluid nozzle (21), the spray mechanism control unit (4a) executes control to increase the amount of water after increasing the amount of air. The two-fluid nozzle (21) includes a spray unit (51) that sprays water containing a large number of bubbles to the outside. The spray section (51) sprays water that has been refined by the expansion of the bubbles due to a pressure difference.
この構成では、水の噴霧量を増加させるときに、仮に水量の増加量に一時的なばらつきが生じて水量の増加量が一時的に所望の範囲を超えるような場合であっても、水量を変更する時点では、空気量はすでに増量されている(又は空気量の増量が開始されている)ので、ALRが過度に小さくなるのを抑制することができる。これにより、二流体ノズル(21)から噴霧される水滴の粒径が大きくなるのを抑制しつつ噴霧量を変更することができる。またこの構成では、多数の気泡を含む水が噴霧部(51)から噴霧されるとき又は噴霧部(51)から噴霧された後、気泡がはじけて液滴が微細化される。したがって、この構成では、従来の二流体ノズルのように噴霧ノズルの噴射孔において空気を高速で水に噴射するための大きな動力は必要とされない。すなわち、この構成では、水の中に多数の気泡を形成する動力が必要とされるだけであるので、従来に比べて少ない空気量でよく、従来に比べて空気を送るのに必要な動力を低減することができる。これにより、空気調和装置全体としての動力を効果的に低減することができる。また、予め水中に多数の気泡を混入させておく二流体ノズル(21)を用いているので、噴霧ノズルの先端(噴霧孔)に圧縮空気と水とを別々に供給してその圧縮空気の勢いで水滴を形成する従来の二流体ノズルを用いる場合に比べて、前記体積比の下限値を小さく設定しても従来と同等の微細な水滴を形成することができる。したがって、この構成では、前記体積比が20以上といった低い下限値を有する範囲に設定にすることも可能になる。これにより、従来に比べて、二流体ノズル(21)に送る圧縮空気をつくる動力を低減することができる。 In this configuration, when the amount of water spray is increased, even if the amount of increase in water temporarily varies and the amount of increase in water temporarily exceeds the desired range, the amount of water is reduced. At the time of change, the air amount has already been increased (or the increase in the air amount has been started), so that it is possible to suppress the ALR from becoming excessively small. Thereby, the spraying amount can be changed while suppressing the particle size of the water droplet sprayed from the two-fluid nozzle (21) from increasing. Moreover, in this structure, when water containing many bubbles is sprayed from the spraying part (51) or after being sprayed from the spraying part (51), the bubbles are repelled and the droplets are miniaturized. Therefore, in this configuration, unlike the conventional two-fluid nozzle, large power for injecting air into water at high speed in the injection hole of the spray nozzle is not required. In other words, this configuration only requires the power to form a large number of bubbles in the water, so less air is required than in the past, and the power required to send air is higher than in the past. Can be reduced. Thereby, the motive power as the whole air conditioning apparatus can be reduced effectively. In addition, since the two-fluid nozzle (21) in which a large number of bubbles are mixed in water in advance is used, compressed air and water are separately supplied to the tip (spray hole) of the spray nozzle, and the momentum of the compressed air. Compared to the case of using a conventional two-fluid nozzle that forms water droplets, fine water droplets equivalent to the conventional one can be formed even if the lower limit of the volume ratio is set small. Therefore, in this configuration, the volume ratio can be set to a range having a low lower limit value of 20 or more. Thereby, the motive power which produces the compressed air sent to a two-fluid nozzle (21) can be reduced compared with the past.
(2) 前記空気調和機において、前記噴霧機構制御部(4a)は、前記二流体ノズル(21)からの水の噴霧量を減少させるときには、水量を減少させた後、空気量を減少させる制御を実行するのが好ましい。 (2) In the air conditioner, when the spray mechanism control unit (4a) decreases the spray amount of water from the two-fluid nozzle (21), the control reduces the air amount after decreasing the water amount. Is preferably performed.
この構成では、水の噴霧量を減少させるときに、仮に空気量の減少量に一時的なばらつきが生じて空気量の減少量が一時的に所望の範囲を超えるような場合であっても、空気量を変更する時点では、水量はすでに減量されている(又は水量の減量が開始されている)ので、ALRが過度に小さくなるのを抑制することができる。これにより、二流体ノズル(21)から噴霧される水滴の粒径が大きくなるのをより確実に抑制した状態で噴霧量を変更することができる。 In this configuration, when the spray amount of water is decreased, even if the amount of decrease in the air amount temporarily decreases and the amount of decrease in the air amount temporarily exceeds a desired range, At the time of changing the air amount, the amount of water has already been reduced (or the reduction of the amount of water has started), so that it is possible to suppress the ALR from becoming excessively small. Thereby, the amount of spraying can be changed in the state which controlled more reliably that the particle size of the water droplet sprayed from a two fluid nozzle (21) becomes large.
本発明によれば、二流体ノズルから噴霧される水滴の粒径が大きくなるのを抑制しつつ噴霧量を変更することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, spraying quantity can be changed, suppressing that the particle size of the water droplet sprayed from a two-fluid nozzle becomes large.
<空気調和機の全体構造>
以下、本発明の一実施形態に係る空気調和機1について図面を参照して説明する。図1に示すように、空気調和機1は、室外機2と、室内機3と、噴霧機構20と、これらを制御するコントローラ4とを備えている。
<Overall structure of air conditioner>
Hereinafter, an
室内機3は、室内熱交換器11と、室内送風機12とを備えている。室外機2は、室外熱交換器13と、室外送風機14と、冷媒圧縮機15と、四方切換弁8と、膨張弁9とを備えている。室内機3と室外機2は、ガス側連絡配管6及び液側連絡配管7により接続されている。空気調和機1は冷媒回路5を備え、この冷媒回路5は、冷媒圧縮機15、室外熱交換器13、膨張弁9、室内熱交換器11、四方切換弁8、これらを接続する冷媒配管などによって構成されている。
The
空気調和機1では、四方切換弁8の経路を切り換えることにより、冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。図1において実線で示される四方切換弁8の経路の場合、空気調和機1は冷房運転を行い、図1において破線で示される四方切換弁8の経路の場合、空気調和機1は暖房運転を行う。
In the
室内熱交換器11は、冷媒回路5を循環する冷媒と室内送風機12によって供給される室内空気との間で熱交換させる。室外熱交換器13は、冷媒回路5を循環する冷媒と室外送風機14によって供給される室外空気との間で熱交換させる。室内熱交換器11及び室外熱交換器13としては、例えばクロスフィンコイル式の熱交換器が挙げられるが、これに限定されない。クロスフィンコイル式の熱交換器は、伝熱管と、伝熱管が貫通する多数のプレートフィンとを備えており、伝熱管の内部を冷媒が流れ、プレートフィン同士の間を外気が流れる。
The
図2に示すように、室外熱交換器13は、ケース10の底板から上方に延びており、平面視で略U字形状を有している。ケース10の側板には、室外熱交換器13に対向する位置に、外気をケース10内に吸い込むために図略の吸込口が設けられている。また、ケース10の天板にはケース10内の空気を外部に吹き出すための図略の吹出口が設けられている。室外機2は、外気温度を検知する温度センサ91を備えている。
As shown in FIG. 2, the
室内送風機12及び室外送風機14としては、遠心送風機、軸流送風機、斜流送風機などを用いることができる。図2に示すように、室外送風機14は、羽根車14aと、この羽根車14aを回転させる図略のモータとを備えている。本実施形態では、室外送風機14は、室外熱交換器13よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。室外送風機14は、ケース10内の上部に設けられており、前記吹出口の直下に位置している。
As the
コントローラ4の機能としては、噴霧機構20を制御する噴霧機構制御部4aが含まれる。また、コントローラ4は、記憶部(メモリ)4bを備える。この記憶部4bには、後述するALRの目標値(又は目標範囲)、空気の増加量、水の増加量などの種々の設定値などが予め記憶されている。図2に示すように本実施形態では、コントローラ4は、室外機2のケース10内に配置されているが、これに限定されない。コントローラ4は、例えば室内機3のケース内に配置されていてもよく、室外機2及び室内機3以外の別に場所に配置されていてもよい。
The function of the
空気調和機1の運転時には、冷媒圧縮機15に動力が与えられることにより冷媒が室外機2と室内機3との間を循環するとともに、室外送風機14の前記モータに動力が与えられることにより羽根車14aが回転し、前記吸込口からケース10の内部に外気が吸い込まれる。ケース10内に吸い込まれた外気は、室外熱交換器13において冷媒と熱交換した後、前記吹出口を通じてケース10の外部に吹き出される。具体的には、例えば冷房運転時には、ケース10内に吸い込まれた外気は、凝縮器として機能する室外熱交換器13における前記伝熱管を介して、この伝熱管内を流れる高温高圧の冷媒と熱交換する。すなわち、外気は、室外熱交換器13の伝熱管及び冷媒を冷却する。これにより、前記伝熱管を流れる冷媒は、冷却されて凝縮する。
During operation of the
<噴霧機構の構造>
次に、噴霧機構20について説明する。噴霧機構20は、冷房運転時において室外熱交換器13に向かう外気を冷却することができる。噴霧機構20は、室外熱交換器13に向かう外気の温度を低下させることにより、室外熱交換器13の伝熱管及び冷媒を冷却する効果を高めることができる。このように噴霧機構20は、室外熱交換器13及び冷媒を補助的に冷却して空気調和機1の冷房能力を高めることができる。
<Structure of spray mechanism>
Next, the
図2に示すように、噴霧機構20は、二流体ノズル21と、水供給機構60と、エア供給機構70とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
二流体ノズル21は、ケース10の側板又はケース10に別途設けられた図略の支持部材によって支持されている。二流体ノズル21は、送風機14の羽根車14aが回転することにより形成される気流の方向において、室外熱交換器13よりも上流側に位置している。
The two-
本実施形態では、二流体ノズル21は、水滴が室外熱交換器13に向かって噴霧されるように配置されている。二流体ノズル21は、その軸方向が空気の流れ方向に沿う方向に向けられた状態で配置されている。二流体ノズル21から噴霧された水滴は、放射状に拡散しながら前記気流の方向に沿って室外熱交換器13に向かって移動する。
In the present embodiment, the two-
二流体ノズル21の軸方向の向きは、図1に示す形態に限定されるものではなく、送風機14により形成される気流の方向に対して、例えば直交する方向であってもよく、また、傾斜する方向であってもよい。また、二流体ノズル21から水が噴霧される方向は、気流とは反対の方向であってもよい。この場合、気流と反対の方向に噴霧された水滴は、気流に押し戻されて室外熱交換器13の方向に向きが反転する経路をたどる。これにより、室外熱交換器13よりも上流側において水滴がたどる経路長を大きくすることができる。
The direction of the axial direction of the two-
水供給機構60は、液送配管61と、水量調節機構としての流量調整弁92と、圧力調整器93と、ストレーナ94と、水量検知部としての流量計95とを含む。液送配管61は、図略の水供給源と二流体ノズル21とを接続している。水供給源としては、例えば上水道などの水道が例示できる。流量調整弁92は、開度調整可能である。水供給源から液送配管61に流入する水は、ストレーナ94において濾過され、圧力調整器93において水圧が調整される。水圧調整された水は、流量調整弁92の開度に応じて水量が調節されて二流体ノズル21に送られる。流量調整弁92の開度は、コントローラ4の噴霧機構制御部4aによって制御される。
The
水量調節機構としては、流量調整弁92に代えて例えば液送ポンプなどを用いることもできる。また、水供給源としては、水が貯留された図略のタンクなどであってもよい。この場合には、液送配管61は、タンクに設けられた給水口に接続され、液送ポンプなどを用いてタンクの水が二流体ノズル21に送られる。
As the water amount adjustment mechanism, for example, a liquid feed pump or the like can be used instead of the flow
エア供給機構70は、気送配管71と、空気量調節機構としての流量調整弁19と、空気圧縮機17と、空気量検知部としての流量計18とを含む。気送配管71は、空気圧縮機17と二流体ノズル21とを接続している。
The
次に、二流体ノズル21の構造について説明する。二流体ノズル21は、水と空気により微細な水滴を噴霧することができる。二流体ノズル21は、胴部90と、胴部90よりも下流側(水の流れ方向の下流側)に位置するオリフィス部50とを有している。胴部90は、水道などの図略の水供給源から胴部90に供給された水に微細な気泡を混入させる機能と、気泡が混入した水をオリフィス部50に案内する機能とを有している。オリフィス部50は、水滴を微細化して噴霧する機能を有している。
Next, the structure of the two-
胴部90は、径方向よりも軸方向の方が長い円柱状の外形を有している。胴部90は、エア案内管31と、エア案内管31の内側に配置された水案内管41とを有している。すなわち、エア案内管31の内部に水案内管41が挿入されている。エア案内管31の軸方向と水案内管41の軸方向とは一致している。また、これらの軸は、ほぼ同一直線状に位置している。エア案内管31の内周面と水案内管41の外周面とは互いに離隔している。水案内管41の上流側端部には、図2に示す液送配管61が接続される。
The
水案内管41には、厚み方向に貫通する複数のエア導入孔43aが設けられている。エア案内管31には、エア流路F1に空気を供給するためのエア供給部32が設けられている。エア供給部32は、エア流路F1に連通する空気の供給孔32aが内部に形成された円筒形状を有している。このエア供給部32には、図2に示す気送配管71が接続される。
The
エア案内管31の一端(下流側の端)と水案内管41の一端(下流側の端)とは、軸方向においてほぼ同じ位置にあり、水案内管41の他端(上流側の端)は、エア案内管31の他端(上流側の端)よりも上流側に位置している。すなわち、水案内管41の他端側の部位は、エア案内管31から上流側に突出している。エア流路F1の一端は、オリフィス部50によって塞がれており、エア流路F1の他端は、閉塞部材33によって塞がれている。
One end (downstream end) of the
胴部90は、エア案内部30と、水案内部40と、気泡形成部43とを有している。水案内部40は、水案内管41の内周面により区画される水流路F2を含む。エア案内部30は、水案内管41の外周面とエア案内管31の内周面とにより区画されるエア流路F1を含む。
The
気泡形成部43は、複数のエア導入孔43aを含む。複数のエア導入孔43aは、水案内管41の周方向及び軸方向に互いに間隔をあけて配置されている。気泡形成部43は、水案内管41のうち、最上流に位置するエア導入孔43aから最下流に位置するエア導入孔43aまでの筒状の部位をいう。
The
オリフィス部50は、水滴を微細化して噴霧するための噴霧部51と、エア流路F1の一端を塞ぐ閉塞部52とを有している。閉塞部52は、径方向外側の環状の領域であり、噴霧部51は、閉塞部52よりも径方向内側の領域である。閉塞部52は、エア案内管31の一端と水案内管41の一端に当接してエア流路F1の一端を塞ぐ内面(上流側の表面)52aを有している。
The
噴霧部51は、水流路F2と二流体ノズル21の外部とを連通する連通孔を有している。連通孔は、下流側に向かうにつれて内径が小さくなるテーパー面を有するテーパー孔51aと、テーパー孔51aの下流側に位置して水が噴霧される噴霧孔51bとを含む。
The
テーパー面に沿ってテーパー孔51aを下流側に流れる水は、次第に流速が高められて噴霧孔51bに到達する。噴霧孔51bに到達した水は、多数の微細な気泡を含んでおり、これらの気泡とともに二流体ノズル21の外部に噴霧される。多数の気泡を含む水が噴霧孔51bから噴霧されるとき又は噴霧孔51bから噴霧された後、内外の圧力差によって気泡が膨張してはじけて水滴が微細化される。
The water flowing downstream through the tapered hole 51a along the tapered surface is gradually increased in flow rate and reaches the
二流体ノズル21から噴霧される水滴の粒径は、主にALR(空気量(体積)/水量(体積))を調節することにより調整できる。図4は、ALRと水滴の粒径との関係を示すグラフである。図4に示すように、二流体ノズル21から噴霧される水滴の粒径は、ALRが大きくなるほど小さくなる傾向にある。
The particle diameter of water droplets sprayed from the two-
二流体ノズル21から噴霧される水滴の最大許容粒径は、二流体ノズル21から噴霧された水滴が室外熱交換器13に到達する前に蒸発可能な値に設定される。具体的に、水滴の最大許容粒径は、二流体ノズル21と室外熱交換器13との間において水滴がたどる経路長、気流の方向に対する二流体ノズル21の軸方向の向き、調節されたALRで噴霧される水滴の粒径のばらつきなどの条件に応じて適宜設定される。
The maximum allowable particle diameter of water droplets sprayed from the two-
空気調和機1では、噴霧機構20の動作時に目標とされるALRは、所定のALR目標値又は所定のALR目標範囲に設定される。所定のALR目標値に基づいて噴霧機構20が制御される場合には、ALR目標値は、例えば図4に示すような噴霧機構20に固有の特性データに基づいて、二流体ノズル21から噴霧される水滴の粒径が最大許容粒径以下となる値に設定される。
In the
また、所定のALR目標範囲に基づいて噴霧機構20が制御される場合には、ALR目標範囲の下限値は、例えば図4に示すような噴霧機構20に固有の特性データ(ALRと水滴の粒径との関係を示すデータ)に基づいて、二流体ノズル21から噴霧される水滴の粒径が最大許容粒径以下となる値に設定される。
When the
本実施形態では、図3に示すような二流体ノズル21を用いているので、噴霧ノズルの噴霧孔において空気と水を同時に噴射する従来の二流体ノズルよりも小さなALRであっても、従来と同等の微細な水滴を形成することができる。具体的に、本実施形態では、水が流れるとともにエア案内部30を流れる空気が水の中に流入して多数の気泡を含む水が形成される水案内部40を備える二流体ノズル21を用いているので、ALR目標範囲の下限値を例えば20に設定することができる。言い換えると、本実施形態では、ALR目標範囲を20以上とすることができる。
In the present embodiment, since the two-
一方、ALR目標範囲の上限値は、特に限定されるものではないが、空気圧縮機17で消費される電力の増大を抑制するという点で小さい値に設定されるのが好ましい。例えば、ALRの上限値は、一例を挙げると、空気圧縮機17で消費される電力を含む噴霧機構20を動作させるために消費される電力が、二流体ノズル21から噴霧された水滴による熱交換器の冷却作用に起因して削減される消費電力を超えない範囲に設定される。
On the other hand, the upper limit value of the ALR target range is not particularly limited, but is preferably set to a small value in terms of suppressing an increase in power consumed by the
ALR目標範囲の上限値は、例えば200、好ましくは100、より好ましくは50に設定することができる。 The upper limit value of the ALR target range can be set to, for example, 200, preferably 100, and more preferably 50.
本実施形態では、以下に説明する制御例1,2のように、噴霧量を増加させる噴霧量変更時には、水滴の粒径が最大許容粒径を超えるのを抑制するために、水量を増加させる前に空気量を増加させる制御を実行する。これらの制御例1,2では、噴霧量を増加させる噴霧量変更時において水滴の粒径が一時的に大きくなるのが抑制される。すなわち、噴霧量変更前後において大粒径の水滴が形成されるのを抑制することができるので、噴霧量変更前後において連続的に微細な粒径の水滴を噴霧することができる。 In the present embodiment, as in Control Examples 1 and 2 described below, when changing the spray amount to increase the spray amount, the water amount is increased in order to prevent the particle size of the water droplet from exceeding the maximum allowable particle size. Perform control to increase air volume before. In these control examples 1 and 2, when the spray amount is changed to increase the spray amount, the particle size of the water droplet is prevented from temporarily increasing. That is, since it is possible to suppress the formation of water droplets having a large particle size before and after the change of the spray amount, water droplets having a fine particle size can be continuously sprayed before and after the change of the spray amount.
<制御例1>
次に、空気調和機1の制御例1について説明する。この制御例1では、コントローラ4の噴霧機構制御部4aは、水の噴霧量を増加させる場合、水量を増加させる前に空気量を増加させる制御を実行する。具体的には次の通りである。
<Control example 1>
Next, a control example 1 of the
図5は、空気調和機1の制御例1を示すフローチャートである。図5に示すように、空気調和機1において、例えば冷房運転が開始されると(ステップS1)、噴霧機構制御部4aは、温度センサ91により検知される外気温度、冷媒圧縮機15の吐出圧力などに基づいて、冷房運転の負荷が所定のレベルに達しているか否かを判断する(ステップS2)。冷房運転の負荷が所定のレベルに達している場合、噴霧機構制御部4aは、噴霧機構20による水噴霧が必要であると判断する(ステップ2においてYES)。
FIG. 5 is a flowchart showing a control example 1 of the
ついで、噴霧機構制御部4aは、冷房運転の負荷に適した噴霧量の水滴が噴霧機構20から噴霧されるように噴霧機構20を制御して水噴霧を開始する(ステップS3)。このとき、噴霧機構制御部4aは、水の噴霧量を所定の値(又は所定の範囲)に調節することに加え、さらに、ALRを所定の目標値(又は所定の目標範囲)に調節する。ALRは、エア供給機構70における空気圧縮機17及び流量調整弁19と、水供給機構60における圧力調整器93及び流量調整弁92とが制御されることによって調節される。二流体ノズル21に送られる空気量は、流量計18によって計測され、二流体ノズル21に送られる水量は、流量計95によって計測される。
Next, the spray
ついで、噴霧機構制御部4aは、そのときの冷房運転の負荷に基づいて、水の噴霧量を増加させる必要があるか否かを判断する(ステップS4)。水の噴霧量を増加させる必要がある場合には(ステップS4においてYES)、噴霧機構制御部4aは、まず空気量を増加させ(ステップS5)、その後、水量を増加させる(ステップS6)。
Next, the spray
ステップS5において増加させる空気量は、冷房運転の負荷に対応させて予め定められており、記憶部4bに記憶されている。ステップS5では、水量を増加させる前に空気量を増加させるので、ALRは、一時的に大きくなって所定の目標値(又は所定の目標範囲)を超えることもあるが、ALRが大きくなると水滴の粒径は小さくなるので、粒径の点では特に問題とならない。
The amount of air to be increased in step S5 is determined in advance corresponding to the cooling operation load, and is stored in the
ステップS6において増加させる水量(空気量が増加された後に増加させる水量)は、例えば図4に示すような噴霧機構20に固有の特性データに基づいて、ALRが所定の目標値(又は所定の目標範囲)となるように設定される。
The amount of water to be increased in step S6 (the amount of water to be increased after the air amount is increased) is determined based on, for example, characteristic data unique to the
ついで、噴霧機構制御部4aは、水噴霧を継続する必要があるか否かを判断する(ステップS7)。この判断基準としては、例えば水噴霧が開始されたときからの経過時間が所定の時間に達したことが挙げられる。また、例えば温度センサ91により検知される外気温度、圧縮機15の吐出圧力などに基づいて、冷房運転の負荷が所定のレベルを下回ったことを前記判断基準としてもよい。
Next, the spray
水噴霧の継続が不要である場合、噴霧機構制御部4aは、流量調整弁19,92を閉じて二流体ノズル21からの水噴霧を停止する(ステップS8)。また、噴霧機構制御部4aは、空気圧縮機17を停止する。
When it is not necessary to continue water spraying, the spray
水噴霧の継続が必要である場合、噴霧機構制御部4aは、ステップS4に戻り、上述したステップS4〜S8の制御を繰り返す。
When it is necessary to continue water spraying, the spray
また、ステップS4において、噴霧機構制御部4aは、水の噴霧量を増加させる必要がないと判断したときには(ステップS4においてNO)、そのときの冷房運転の負荷に基づいて、水の噴霧量を減少させる必要があるか否かを判断する(ステップS9)。水の噴霧量を減少させる必要がある場合には(ステップS9においてYES)、噴霧機構制御部4aは、空気量及び水量を減少させる(ステップS10)。水の噴霧量の減少が完了したときには、ALRは、所定の目標値(又は所定の目標範囲)に調節されている。
In step S4, when the spray
<制御例2>
次に、空気調和機1の制御例2について説明する。この制御例2では、噴霧機構制御部4aは、水の噴霧量を増加させる場合、水量を増加させる前に空気量を増加させる制御を実行するのに加え、さらに、水の噴霧量を減少させる場合、空気量を減少させる前に水量を減少させる制御を実行する。具体的には次の通りである。
<Control example 2>
Next, a control example 2 of the
図6は、空気調和機1の制御例2を示すフローチャートである。図6に示すように、制御例2のステップS1〜S9は、制御例1のステップS1〜S9と同じである。制御例2では、水の噴霧量を減少させる必要がある場合には(ステップS9においてYES)、噴霧機構制御部4aは、まず水量を減少させ(ステップS10)、その後、空気量を減少させる(ステップS11)。
FIG. 6 is a flowchart showing a control example 2 of the
ステップS10では、空気量を減少させる前に水量を減少させるので、ALRは、一時的に大きくなって所定の目標値(又は所定の目標範囲)を超えることもあるが、ALRが大きくなると水滴の粒径は小さくなるので、粒径の点では特に問題とならない。 In step S10, since the amount of water is decreased before the amount of air is decreased, the ALR temporarily increases and may exceed a predetermined target value (or a predetermined target range), but if the ALR increases, Since the particle size is small, there is no particular problem in terms of particle size.
ステップS11において減少させる空気量は、例えば図4に示すような噴霧機構20に固有の特性データに基づいて、ALRが所定の目標値(又は所定の目標範囲)となるように設定される。
The amount of air to be decreased in step S11 is set so that the ALR becomes a predetermined target value (or a predetermined target range) based on characteristic data unique to the
以上説明したように、本実施形態では、室外熱交換器13に向かう空気に水を噴霧する噴霧機構20を備えているので、水が噴霧されていない場合に比べて、室外熱交換器13を通過する空気の温度が低くなる。これにより、冷凍サイクルの効率が高まり、空気調和機1の冷房運転時において冷媒圧縮機15などを駆動させるのに必要な動力を低減することができる。
As described above, in the present embodiment, since the
また、本実施形態の制御例1では、噴霧機構制御部4aは、二流体ノズル21からの水の噴霧量を増加させるときには、空気量を増加させた後、水量を増加させる制御を実行する。したがって、水の噴霧量を増加させるときに、仮に水量の増加量に一時的なばらつきが生じて水量の増加量が一時的に所望の範囲を超えるような場合であっても、水量を変更する時点では空気量はすでに増量されているので、ALRが過度に小さくなるのを抑制することができる。これにより、二流体ノズル21から噴霧される水滴の粒径が大きくなるのを抑制しつつ噴霧量を変更することができる。
Moreover, in the control example 1 of this embodiment, when increasing the spray amount of the water from the two-
また、本実施形態の制御例2では、水の噴霧量を減少させるときに、仮に空気量の減少量に一時的なばらつきが生じて空気量の減少量が一時的に所望の範囲を超えるような場合であっても、空気量を変更する時点では水量はすでに減量されているので、ALRが過度に小さくなるのを抑制することができる。これにより、二流体ノズル21から噴霧される水滴の粒径が大きくなるのをより確実に抑制した状態で噴霧量を変更することができる。
Further, in the control example 2 of the present embodiment, when the amount of water spray is decreased, a temporary variation occurs in the amount of decrease in the air amount so that the amount of decrease in the air amount temporarily exceeds a desired range. Even in such a case, since the amount of water has already been reduced when the air amount is changed, it is possible to suppress the ALR from becoming excessively small. Thereby, it is possible to change the spray amount in a state where the increase in the particle size of the water droplet sprayed from the two-
また、本実施形態では、二流体ノズル21は、空気が流れるエア案内部30と、水が流れるとともに、エア案内部30を流れる空気が水の中に流入して多数の気泡を含む水が形成される水案内部40と、水案内部40よりも水の流れ方向の下流側に位置し、水案内部40において形成された多数の気泡を含む水を外部に噴霧する噴霧部51とを備える。すなわち、この構成では、水案内部40において多数の気泡を含む水が形成され、この多数の気泡を含む水が噴霧部51から噴霧されるとき又は噴霧部51から噴霧された後、気泡がはじけて液滴が微細化される。このように微細化された液滴は、熱交換器13に到達する前に気化(蒸発)しやすくなるので、熱交換器13に液滴が付着するのが抑制される。これにより、熱交換器13の腐食が抑制される。しかも、本構成では、従来の二流体ノズルのように噴霧ノズルの噴射孔において空気を高速で水に噴射するための大きな動力は必要とされない。すなわち、本構成では、水案内部40を流れる水の中に多数の気泡を形成する動力が必要とされるだけであるので、従来に比べて少ない空気量でよく、従来に比べて空気を送るのに必要な動力を低減することができる。これにより、空気調和装置全体としての動力を効果的に低減することができる。
Further, in the present embodiment, the two-
また、本実施形態では、水案内部40は、管形状を有し、厚み方向に貫通する1つ又は複数のエア導入孔43aを有しており、エア案内部30は、水案内部40の外周を囲む管形状を有する。この構成のように、1つ又は複数のエア導入孔43aが設けられた水案内部40の外周を囲むようにエア案内部30を配置するという二重管構造を採用することによって二流体ノズル21を安価に製作することができる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態では、複数のエア導入孔43aが水案内部40の周方向及び水案内部40の延びる方向に互いに間隔をあけて設けられているので、エア導入孔43aが1つである場合に比べて、周方向及び水案内部40の延びる方向に互いに間隔があけられた複数の部位から空気を水案内部40の水の中に流入させることができる。したがって、水案内部40を流れる水の中に気泡を効率よく分散させることができる。また、エア導入孔43aが1つである場合に比べて水の中に空気を流入させる抵抗が小さくなり、空気を水の中に流入させるのに必要な圧力を低く設定することができる。これにより、動力をさらに低減することができる。
Moreover, in this embodiment, since the several
また、本実施形態では、上述したような二流体ノズル21を用いているので、噴霧ノズルの噴霧孔において空気と水を同時に噴射する従来の二流体ノズルを用いる場合に比べて、前記体積比の下限値を小さく設定しても従来と同等の微細な水滴を形成することができる。したがって、この構成では、前記体積比が20以上という低い下限値の設定にすることも可能になる。これにより、従来に比べて、二流体ノズル21に送る圧縮空気をつくる動力を低減することができる。
Moreover, in this embodiment, since the two-
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the meaning.
例えば、前記実施形態では、二流体ノズル21として噴霧孔よりも上流側において予め水に空気を混入させる二流体ノズルを用いる場合を例示したが、これに限定されない。例えば、噴霧ノズルの噴霧孔において空気と水を同時に噴射する二流体ノズルなどを用いることもできる。
For example, in the above-described embodiment, the case where the two-fluid nozzle in which air is mixed with water in advance on the upstream side of the spray hole is used as the two-
1 空気調和機
2 室外機
3 室内機
4 コントローラ
4a 噴霧機構制御部
4b 記憶部
5 冷媒回路
13 室外熱交換器
15 冷媒圧縮機
16 タンク
18 空気量検知部
19 空気量調節機構
20 噴霧機構
21 噴霧ノズル
30 エア案内部
40 水案内部
51 噴霧部
60 水供給機構
70 エア供給機構
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記室外熱交換器(13)に向かう空気に水を噴霧するための二流体ノズル(21)、前記二流体ノズル(21)に空気を供給するエア供給機構(70)及び前記二流体ノズル(21)に水を供給する水供給機構(60)を有する噴霧機構(20)と、
前記二流体ノズル(21)に供給される空気量と前記二流体ノズル(21)に供給される水量との体積比が20以上200以下となるように前記噴霧機構(20)を制御する噴霧機構制御部(4a)と、を備え、
前記噴霧機構制御部(4a)は、前記二流体ノズル(21)からの水の噴霧量を増加させるときには、空気量を増加させた後、水量を増加させる制御を実行し、
前記二流体ノズル(21)は、多数の気泡を含む水を外部に噴霧する噴霧部(51)を備え、
前記噴霧部(51)は、圧力差による前記気泡の膨張によって微細化された水を噴霧する空気調和機。 An outdoor heat exchanger (13) provided in the refrigerant circuit (5);
A two-fluid nozzle (21) for spraying water onto the air toward the outdoor heat exchanger (13), an air supply mechanism (70) for supplying air to the two-fluid nozzle (21), and the two-fluid nozzle (21 ) A spray mechanism (20) having a water supply mechanism (60) for supplying water to
A spray mechanism that controls the spray mechanism (20) so that the volume ratio of the amount of air supplied to the two-fluid nozzle (21) and the amount of water supplied to the two-fluid nozzle (21) is 20 or more and 200 or less. A control unit (4a),
The spray mechanism control unit (4a), when increasing the spray amount of water from the two-fluid nozzle (21), executes a control to increase the amount of water after increasing the amount of air ,
The two-fluid nozzle (21) includes a spray unit (51) that sprays water containing a large number of bubbles to the outside.
The said spraying part (51) is an air conditioner which sprays the water refined | miniaturized by the expansion | swelling of the said bubble by a pressure difference .
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