JP2015155793A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の熱交換性能の維持し、故障の発生可能性を低減する冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システム１０は純水製造装置１１と散水系１３とを備える。純水製造装置１１は純水を製造する。散水系１３は純水を空調装置の室外機２０に散水する。さらに、室外機近傍の温度を検出する温度センサ１４や降雨の有無を検出する降雨センサ、純水の水質を検出する水質センサを備え、検出結果に基づいて、散水系１３による室外機２０への散水を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、屋外に設置される機器を冷却する冷却システムに関するものである。

室外機の熱交換器に散水することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−１９０８７７号公報

熱交換器に散水することにより、特に夏季における、空調装置の消費電力を低減し得、需要家の買電コストを低減可能である。しかし、散水により熱交換器の放熱フィンに水垢およびスケールなどが付着し得、熱交換器の熱交換性能の低下および熱交換器の故障を生じ得る。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、熱交換器の熱交換性能の維持し、故障の発生可能性を低減可能な冷却システムを提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による冷却システムは、
純水を製造する純水製造装置と、
前記純水を空調装置の室外機に散水する散水系とを備える
ことを特徴とするものである。

また、第２の観点による冷却システムにおいては、
前記室外機近傍の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出した温度に基づいて、前記散水系による前記室外機への散水を制御する制御部とを、さらに備える
ことが好ましい。

また、第３の観点による冷却システムにおいては、
降雨の有無を検出する降雨センサを、さらに備え、
前記制御部は、前記降雨センサの検出結果に基づいて、前記散水系による前記室外機への散水を制御する
ことが好ましい。

また、第４の観点による冷却システムにおいては、
前記純水の水質を検出する水質センサを、さらに備え、
前記制御部は、前記水質センサによる水質の検出結果に基づいて、前記散水系による前記室外機への散水を制御する
ことが好ましい。

また、第５の観点による冷却システムにおいては、
前記制御部は、前記水質の検出結果に基づいて、警報を発する
ことが好ましい。

上記のように構成された本発明に係る冷却システムによれば、熱交換器の熱交換性能の維持し、故障の発生可能性を低減可能である。

本発明の一実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す構成図である。 図１の複数の電磁弁の開放時期を示すタイミングチャートである。 図１の制御部が実行する散水制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明を適用した冷却システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る冷却システムの概略的な構成を示す構成図である。図１に示すように、冷却システム１０は、純水製造装置１１、純水タンク１２、散水系１３、温度センサ１４、降雨センサ１５、水質センサ１６、および制御部１７を含んで構成される。

純水製造装置１１は、例えばＲＯ純水製造装置であって、水道水などの原水から、例えば電気電導度が５μＳ／ｃｍの以上且つ２０μＳ／ｃｍ以下の純水を製造する。純水タンク１２は、純水製造装置１１が製造する純水を貯水する。

散水系１３は、散水ポンプ１８および少なくとも１つ、本実施形態においては５つの電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを含む。散水ポンプ１８は、純水タンク１２の純水を加圧する。本実施形態においては、散水ポンプ１８は、吐出口に圧力センサを有し、吐出圧が所定値未満で起動し、所定値以上になると停止する。電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅは、制御部１７による制御に基づいて開閉し、散水ポンプ１８により加圧された純水の、空調装置の室外機２０への散水の実行および停止を切替える。

温度センサ１４は、例えば、室外機２０の近傍に設けられ、室外機２０の近傍の気温を検出し、制御部１７に通知する。降雨センサ１５は室外に設けられ、降雨の有無を検出し、制御部１７に通知する。水質センサ１６は、例えば電気電導度センサであり、純水タンク１２中の純水の電気電導度を純水の水質として検出し、制御部１７に通知する。

制御部１７は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサによって構成され、冷却システム１０を構成する構成要素を制御する。

例えば、制御部１７は、温度センサ１４が検出する温度に基づいて、室外機２０への散水を行うように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。本実施形態において、制御部１７は、検出した温度が第１の閾値未満のときには、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖するように制御し、散水を停止させる。第１の閾値は、室外機２０の熱交換器の放熱フィンの冷却が不要であると考えられる温度、例えば２５℃に定められる。制御部１７は、検出した温度が第１の閾値以上であるときに、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを開放し、散水を実行させる。

また、制御部１７は、室外機２０に間欠散水を実行するように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。例えば、制御部１７は、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを、例えば、１分当り５秒間だけ開放させ、間欠的に散水させる。

さらに、制御部１７は、温度センサ１４が検出する温度に基づいて、間欠散水を制御する。詳細に説明すると、制御部１７は、検出する温度が高くなるほど、単位時間当たりの散水時間を増加させるように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。例えば、制御部１７は、前述の第１の閾値以上且つ、第１の閾値より大きな第２の閾値未満であるときに１分当り５秒間だけ散水させ、第２の閾値以上であるときに１分当り１０秒間だけ散水させるように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。

さらに、制御部１７は、複数の電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する構成である場合には、それぞれの電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開放時期をずらすように、制御する。本実施形態のように、５つの電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを制御する場合には、図２に示すように、１分間を５分割した１２秒間の第１間隔から第５の間隔が電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに割当てられる。制御部１７は、温度センサ１４が検出する温度が第１の閾値以上且つ第２の閾値未満であるときに、それぞれの間隔において、５秒間だけ散水が実行されるように、各電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。また、制御部１７は、温度センサ１４が検出する温度が第２の閾値以上であるときに、それぞれの間隔において、１０秒間だけ散水が実行されるように、各電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。

また、制御部１７は、降雨センサ１５の検出結果に基づいて、室外機２０への散水を行うように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。本実施形態において、制御部１７は、降雨センサ１５が降雨を検知するときに、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖するように制御し、散水を停止させる。

また、制御部１７は、水質センサ１６の検出結果に基づいて、室外機２０への散水を行うように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。本実施形態において、制御部１７は、水質センサ１６である電気電導度センサの検出値が、例えば５μＳ／ｃｍ未満且つ２０μＳ／ｃｍを超えるなどの通常範囲外であるときに、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖するように制御し、散水を停止させる。さらに、制御部１７は、水質センサ１６の検出に基づいて、純水の水質が通常範囲外であるときに、ディスプレイなどの出力デバイスを介して、警報を発する。

また、制御部１７は、期間、曜日、時間に基づいて、室外機２０への散水を行うように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉を制御する。例えば、制御部１７は、７月１０日から９月２０日のように、気温が一般的に高い期間以外では、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖するように制御し、散水を停止させる。また、例えば、制御部１７は、土曜日および日曜日のように、事業所の業務が一般的に休みの曜日に、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖するように制御し、散水を停止させる。また、例えば、制御部１７は、９時から１７時のように、事業所の一般的な業務時間以外では、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖するように制御し、散水を停止させる。制御部１７への、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを閉鎖する期間、曜日、時間の設定は、予め定められていてもよいし、キーボードなどの入力デバイスを用いて使用者が入力することにより、定められてもよい。

次に、本実施形態において制御部１７が実行する、散水制御処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。散水制御処理は、例えば、１０分などの周期で繰返し実行される。

ステップＳ１００において、制御部１７は、現在が散水を行う期間であるか否かを判別する。散水を行う期間外であるときには、散水制御処理を終了する。散水を行う期間であるときには、プロセスはステップＳ１０１に進む。

ステップＳ１０１では、制御部１７は、現在が散水を行う曜日であるか否かを判別する。散水を行う曜日外であるときには、散水制御処理を終了する。散水を行う曜日であるときには、プロセスはステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、制御部１７は、現在が散水を行う時間であるか否かを判別する。散水を行う時間外であるときには、散水制御処理を終了する。散水を行う時間であるときには、プロセスはステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、制御部１７は、温度センサ１４が検出した温度が第１の閾値以上であるか否かを判別する。第１の閾値未満であるときには、散水制御処理を終了する。第１の閾値以上であるときには、プロセスはステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、制御部１７は、降雨センサ１５が降雨を検出しているか否かを判別する。降雨を検出しているときには、散水制御処理を終了する。降雨を検出していないときには、プロセスはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、制御部１７は、水質センサ１６が水質異常、すなわち検出した値が通常範囲外であるか否かを判別する。水質異常があるときには、プロセスはステップＳ１０６に進む。水質異常がないときには、プロセスはステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６では、制御部１７は、水質異常が発生していることの警報を発する。警報を発した後、散水制御処理を終了する。

ステップＳ１０７では、制御部１７は、温度センサ１４が検出した温度に基づいて、単位時間当たりの間欠散水時間を決定する。間欠散水時間を決定すると、プロセスはステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、制御部１７は、ステップＳ１０７で決定した間欠散水時間で、散水するように、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを制御する。間欠散水の実行後、散水制御処理を終了する。

以上のような構成の本実施形態の冷却システムによれば、室外機２０の散水に純水を用いるので、水垢およびスケールの付着が防止され、熱交換器の熱交換性能が維持され、故障の発生可能性が低減する。

また、本実施形態の冷却システムによれば、温度センサ１４が検出した温度に基づいて、散水を制御するので、散水による消費電力の低下が比較的小さいときの散水が制限され、水道の使用量および冷却システムの電気使用量が低減する。

また、本実施形態の冷却システムによれば、降雨センサ１５の検出結果に基づいて、散水を制御するので、散水による消費電力の低下が比較的小さいときの散水が制限され、水道の使用量および室外機２０の電気使用量を含む消費エネルギーが低減する。

また、本実施形態の冷却システムによれば、水質センサ１６の検出結果に基づいて、散水を制御するので、要求される水質の純水が製造されない場合の散水が制限される。したがって、純水製造異常などの発生時における散水による水垢およびスケールの付着が防止される。さらに、本実施形態の冷却システムによれば、水質の検出結果に基づいて警報を発するので、使用者に純水製造装置１１などに故障が発生していることを報知可能である。

また、本実施形態の冷却システムによれば、間欠散水が行われるので、水道の使用量および冷却システムの電気使用量が低減する。散水による放熱フィンの冷却は、液相における純水との温度交換および純水の気化時の潜熱が利用可能である。それゆえ、間欠散水を行うことにより、潜熱が有効利用され、水道の使用量が低減する。また、間欠散水が行われるので、純水の製造量の比較的少ない純水製造装置１１を適用可能であり、設置コストが低減する。

また、本実施形態の冷却システムによれば、複数の電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開放時期をずらすように制御するので、純水タンク１２から同時に散水する水量が低く抑えられる。したがって、吐出量の比較的小さい散水ポンプ１８を適用可能であり、設置コストが低減する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々
の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正
は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、本実施形態において、温度センサ１４は、室外機２０の近傍に設けられ、室外機２０の近傍の温度を検出する構成であるが、例えば、室外機２０の放熱フィンの温度を検出可能な構成であってもよい。放熱フィンの温度を用いることにより、散水した純水が気化した時期が推定可能であり、気化したときに再度散水を開始することにより、水道の使用量および室外機２０の電気使用量を含む消費エネルギーがいっそう低減する。

また、本実施形態において、水質センサ１６の検出結果に基づいて散水を制御する構成であるが、水質センサ１６の検出結果に基づいて純水製造装置１１を制御して水質を調整する構成であってもよい。また、本実施形態において、電磁弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの開閉により散水の実行および停止を切替える構成であるが、散水ポンプ１８の起動および起動停止を切替える構成であってもよい。

１０ 冷却システム
１１ 純水製造装置
１２ 純水タンク
１３ 散水系
１４ 温度センサ
１５ 降雨センサ
１６ 水質センサ
１７ 制御部
１８ 散水ポンプ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ 電磁弁
２０ 室外機

Claims (5)

1. 純水を製造する純水製造装置と、
   前記純水を空調装置の室外機に散水する散水系とを備える
   ことを特徴とする冷却システム。
2. 請求項１に記載の冷却システムであって、
   前記室外機近傍の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサが検出した温度に基づいて、前記散水系による前記室外機への散水を制御する制御部とを、さらに備える
   ことを特徴とする冷却システム。
3. 請求項２に記載の冷却システムであって、
   降雨の有無を検出する降雨センサを、さらに備え、
   前記制御部は、前記降雨センサの検出結果に基づいて、前記散水系による前記室外機への散水を制御する
   ことを特徴とする冷却システム。
4. 請求項２または３に記載の冷却システムであって、
   前記純水の水質を検出する水質センサを、さらに備え、
   前記制御部は、前記水質センサによる水質の検出結果に基づいて、前記散水系による前記室外機への散水を制御する
   ことを特徴とする冷却システム。
5. 請求項４に記載の冷却システムであって、
   前記制御部は、前記水質の検出結果に基づいて、警報を発する
   ことを特徴とする冷却システム
   

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