特許 6557530 熱交換ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6557530

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】熱交換ユニット

(51)【国際特許分類】

   F17C 9/02 20060101AFI20190729BHJP

   F28D 7/06 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   F17C9/02

   F28D7/06

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-137748(P2015-137748)

(22)【出願日】2015年7月9日

(65)【公開番号】特開2017-20554(P2017-20554A)

(43)【公開日】2017年1月26日

【審査請求日】2018年4月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176315

【弁理士】

【氏名又は名称】荒田 秀明

(72)【発明者】

【氏名】東 孝祐

(72)【発明者】

【氏名】福谷 和久

【審査官】 蓮井 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０６１９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０２０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１９６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１３７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１５６９９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１７Ｃ ９／０２

Ｆ２８Ｄ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱交換ユニットであって、
少なくとも１つのユニット構成要素と、
制御部と、を備え、
前記少なくとも１つのユニット構成要素は、一方向に沿って並ぶように配置された複数の熱交換装置を有し、
各熱交換装置は、
上下方向に流れる気流を形成する送風機と、
大気よりも低温の低温媒体と前記気流とを熱交換させることによって前記低温媒体を加熱する熱交換器と、を有し、
前記制御部は、
前記気流のうち前記熱交換器から流出した低温空気の前記送風機による再吸込が生じているか否かを判定する再吸込判定部と、
風向きを判定する風向き判定部と、
前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定したときに、前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記一方向について最も風上側に位置する一方向風上装置の送風機の回転数と前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記一方向について最も風下側に位置する一方向風下装置の送風機の回転数との差又は比に基づいて表される一方向傾きが、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定していない定常時の前記一方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記一方向風下装置から前記一方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する一方向制御を行う風量制御部と、を備える、熱交換ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記少なくとも１つのユニット構成要素は、前記一方向と直交する直交方向に沿って並ぶように配置された第１ユニット構成要素及び第２ユニット構成要素を含み、
前記風量制御部は、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定したときに、前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記直交方向について最も風上側に位置する直交方向風上装置の送風機の回転数と前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記直交方向について最も風下側に位置する直交方向風下装置の送風機の回転数との差又は比に基づいて表される直交方向傾きが、前記定常時の前記直交方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記直交方向風下装置から前記直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する直交方向制御をさらに行う、熱交換ユニット。

【請求項3】

請求項２に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記再吸込判定部は、前記低温空気による外気の冷却の影響を受けない領域の気温から各送風機による空気の吸込温度の平均である平均吸込温度を引いた温度差が規定値よりも大きくなったときに前記再吸込が生じていると判定する、熱交換ユニット。

【請求項4】

請求項３に記載の熱交換ユニットにおいて、
各ユニット構成要素に含まれる前記熱交換装置の数は、前記ユニット構成要素の数よりも大きく設定されており、
前記風量制御部は、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定したときに、前記直交方向制御よりも先に、前記一方向制御として、前記温度差が前記規定値以下となるまで、前記一方向傾きが前記定常時の前記一方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記一方向風下装置から前記一方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する制御を行う、熱交換ユニット。

【請求項5】

請求項４に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記風量制御部は、前記一方向傾きが予め設定された一方向最大値になるまで前記一方向制御を行っても前記温度差が前記規定値以下にならない場合に前記直交方向制御を行う、熱交換ユニット。

【請求項6】

請求項５に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記風量制御部は、前記直交方向制御として、前記温度差が前記規定値以下となるまで、前記直交方向傾きが前記定常時の前記直交方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記直交方向風下装置から前記直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する制御を行う、熱交換ユニット。

【請求項7】

請求項６に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記風量制御部は、前記直交方向傾きが予め設定された直交方向最大値になるまで前記直交方向制御を行っても前記温度差が前記規定値以下にならない場合に、前記直交方向傾きが前記定常時の前記直交方向傾きよりも小さくなり、かつ、前記直交方向風下装置から前記直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が小さくなるように各送風機の回転数を調整する直交方向逆制御を行う、熱交換ユニット。

【請求項8】

請求項７に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記風量制御部は、前記直交方向傾きが予め設定された直交方向最小値になるまで前記直交方向逆制御を行っても前記温度差が前記規定値以下とならない場合に、各送風機から流出する気流の総流量が増えるように各送風機の回転数を調整する風量増大制御を行う、熱交換ユニット。

【請求項9】

請求項２ないし８のいずれかに記載の熱交換ユニットにおいて、
前記少なくとも１つのユニット構成要素は、前記直交方向に沿って並ぶように配置された第３ユニット構成要素及び第４ユニット構成要素をさらに含み、
前記第３ユニット構成要素は、前記一方向に前記第１ユニット構成要素に隣接するように配置されており、
前記第４ユニット構成要素は、前記一方向に前記第２ユニット構成要素に隣接するように配置されており、
前記風向き判定部は、第１ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第１平均吸込温度、第２ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第２平均吸込温度、第３ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第３平均吸込温度及び第４ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第４平均吸込温度の中で最も低い平均吸込温度を有するユニット構成要素が配置されている場所から当該熱交換ユニットの中心に向かう成分を含む風が吹いていると判定する、熱交換ユニット。

【請求項10】

請求項１ないし８のいずれかに記載の熱交換ユニットにおいて、
前記風向き判定部は、風向計により風向きを判定する、熱交換ユニット。

【請求項11】

請求項２ないし８のいずれかに記載の熱交換ユニットにおいて、
前記少なくとも１つのユニット構成要素は、前記一方向に沿って前記第１ユニット構成要素及び前記第２ユニット構成要素と並ぶように配置された追加ユニット構成要素をさらに含み、
各ユニット構成要素に含まれる前記熱交換装置の数は、前記ユニット構成要素の数よりも大きく設定されている、熱交換ユニット。

【請求項12】

請求項１に記載の熱交換ユニットにおいて、
前記再吸込判定部は、前記低温空気による外気の冷却の影響を受けない領域の気温から各送風機による空気の吸込温度の平均である平均吸込温度を引いた温度差が規定値よりも大きくなったときに前記再吸込が生じていると判定する、熱交換ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、空気よりも低温の低温媒体（液化天然ガス等）を空気（大気）で加熱することによって気化させる空温式の熱交換装置が知られている。例えば、特許文献１には、空気よりも低温の中間媒体と空気とを熱交換させることにより中間媒体を蒸発させる蒸発装置と、低温液化ガスを加熱する加温装置と、を備える低温液化ガス気化装置（熱交換ユニット）が開示されている。蒸発装置は、上下方向の気流を形成する送風機と、中間媒体と前記気流とを熱交換させることによって中間媒体を加熱する熱交換器と、を有している。同様に、加温装置は、上下方向の気流を形成する送風機と、低温液化ガスと前記気流とを熱交換させることによって低温液化ガスを加熱する熱交換器と、を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−０６１９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載されるような熱交換ユニットでは、当該熱交換ユニットに向かって風が吹いているときに、熱交換器から流出した気流、すなわち、熱交換器で熱交換した後の低温空気を送風機が再度吸い込む場合がある。具体的に、通常、各送風機は一定の回転数で駆動されているため、前記低温空気は、各装置の側方（熱交換ユニットから離間する方向）に向かって流れるが、この低温空気の流れる向きと風向きとが逆であった場合、当該装置の側方に向かった低温空気が風により前記装置側に戻されることにより送風機がその低温空気を再度吸い込む場合がある。この場合、熱交換器で熱交換した後の気流（低温空気）の影響により温度が低くなった空気（熱交換器周辺の大気）が熱交換器に供給されるので、熱交換器において有効な熱交換（低温媒体の加熱）が行われなくなる。なお、風向きは刻一刻と変化するので、その風向きに応じて熱交換効率が低くなる熱交換器も変化する。

【0005】

本発明の目的は、風に起因する送風機による低温排気の再吸込を抑制可能な熱交換ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決する手段として、本発明は、熱交換ユニットであって、少なくとも１つのユニット構成要素と、制御部と、を備え、前記少なくとも１つのユニット構成要素は、一方向に沿って並ぶように配置された複数の熱交換装置を有し、各熱交換装置は、上下方向に流れる気流を形成する送風機と、大気よりも低温の低温媒体と前記気流とを熱交換させることによって前記低温媒体を加熱する熱交換器と、を有し、前記制御部は、前記気流のうち前記熱交換器から流出した低温空気の前記送風機による再吸込が生じているか否かを判定する再吸込判定部と、風向きを判定する風向き判定部と、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定したときに、前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記一方向について最も風上側に位置する一方向風上装置の送風機の回転数と前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記一方向について最も風下側に位置する一方向風下装置の送風機の回転数との差又は比に基づいて表される一方向傾きが、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定していない定常時の前記一方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記一方向風下装置から前記一方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する一方向制御を行う風量制御部と、を備える、熱交換ユニットを提供する。

【0007】

本熱交換ユニットでは、再吸込判定部により再吸込が生じていると判定されたときに、一方向傾きが定常時の一方向傾きよりも大きくなり、かつ、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数が調整される。そうすると、各熱交換器を通過する気流（低温空気）の流量が、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に大きくなるので、各熱交換器を通過した低温空気の一部は、一方向風上装置から一方向風下装置に向かう方向に沿って流れる。つまり、熱交換ユニット全体として、一方向風上装置の熱交換器を通過した低温空気が一方向風下装置の熱交換器を通過した低温空気に合流する向きの流れが誘起される。よって、一方向風上装置の熱交換器から流出した後に風上に向かって流れる低温空気の流量が減少するので、風により本熱交換ユニット側に戻される低温空気の流量が減少する。したがって、各送風機（特に一方向風上装置の送風機）による低温空気の再吸込が抑制され、これにより各送風機による空気の吸込温度が上昇する。

【0008】

この場合において、前記少なくとも１つのユニット構成要素は、前記一方向と直交する直交方向に沿って並ぶように配置された第１ユニット構成要素及び第２ユニット構成要素を含み、前記風量制御部は、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定したときに、前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記直交方向について最も風上側に位置する直交方向風上装置の送風機の回転数と前記複数の熱交換装置のうち前記風向き判定部により判定された風向きに対して前記直交方向について最も風下側に位置する直交方向風下装置の送風機の回転数との差又は比に基づいて表される直交方向傾きが、前記定常時の前記直交方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記直交方向風下装置から前記直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する直交方向制御をさらに行うことが好ましい。

【0009】

このようにすれば、低温媒体の加熱量の増大と、各送風機による低温空気の再吸込の抑制と、を両立することができる。具体的に、第１ユニット構成要素及び第２ユニット構成要素の各熱交換器において低温媒体が加熱されるので、低温媒体の加熱量が増大し、しかも、直交方向についても、直交方向風上装置の熱交換器から流出した低温空気の一部が直交方向風下装置の熱交換器から流出した低温空気に合流する向きの流れが誘起されるので、各送風機による低温空気の再吸込が抑制される。

【0010】

さらにこの場合において、前記再吸込判定部は、前記低温空気による外気の冷却の影響を受けない領域の気温から各送風機による空気の吸込温度の平均である平均吸込温度を引いた温度差が規定値よりも大きくなったときに前記再吸込が生じていると判定することが好ましい。

【0011】

このようにすれば、安定的に再吸込が生じたか否かの判定を行うことができ、かつ、季節の変化等に起因する気温の変化が再吸込判定部の判定に与える影響を抑制することができる。具体的に、特定の送風機の吸込温度ではなく前記平均吸込温度を再吸込が生じているか否かの判定基準とすることにより、当該特定の送風機の吸込温度が局所的に高くなっている場合などに起因する誤判定を抑制することができ、また、前記温度差を判定基準とすることにより、特定の温度を判定基準とした場合の外気温の変動に起因する誤判定を抑制することができる。

【0012】

加えて、各ユニット構成要素に含まれる前記熱交換装置の数は、前記ユニット構成要素の数よりも大きく設定されており、前記風量制御部は、前記再吸込判定部が前記再吸込が生じていると判定したときに、前記直交方向制御よりも先に、前記一方向制御として、前記温度差が前記規定値以下となるまで、前記一方向傾きが前記定常時の前記一方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記一方向風下装置から前記一方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する制御を行うことが好ましい。

【0013】

このようにすれば、再吸込が生じている場合に先に直交方向制御を行う場合に比べ、前記温度差をより効率的に規定値に近づけることができる。具体的に、熱交換装置の並び数が多い方が、風上側に位置する熱交換装置の熱交換器から流出した低温空気が風下側に位置する熱交換装置の熱交換器から流出した低温空気へ向かう気流が形成されやすくなる。よって、熱交換装置がより多く並ぶ一方向についての一方向制御を先に行う方が、より効率的に平均吸込温度を上昇させること、すなわち、前記温度差を規定値に近づけることができる。

【0014】

この場合において、前記風量制御部は、前記一方向傾きが予め設定された一方向最大値になるまで前記一方向制御を行っても前記温度差が前記規定値以下にならない場合に前記直交方向制御を行うことが好ましい。

【0015】

このようにすれば、一方向制御において一方向傾きが一方向最大値になったときに直交方向制御が行われるので、効率的に平均吸込温度を上昇させることができる。

【0016】

また、本発明において、前記風量制御部は、前記直交方向制御として、前記温度差が前記規定値以下となるまで、前記直交方向傾きが前記定常時の前記直交方向傾きよりも大きくなり、かつ、前記直交方向風下装置から前記直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が大きくなるように各送風機の回転数を調整する制御を行うことが好ましい。

【0017】

このようにすれば、より確実に平均吸込温度が上昇する。

【0018】

この場合において、前記風量制御部は、前記直交方向傾きが予め設定された直交方向最大値になるまで前記直交方向制御を行っても前記温度差が前記規定値以下にならない場合に、前記直交方向傾きが前記定常時の前記直交方向傾きよりも小さくなり、かつ、前記直交方向風下装置から前記直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に前記送風機の回転数が小さくなるように各送風機の回転数を調整する直交方向逆制御を行うことが好ましい。

【0019】

このようにすれば、平均吸込温度をより確実に上昇させることができる。具体的に、直交方向への熱交換装置の並び数は、一方向へのそれよりも小さいので、直交方向傾きを大きくしても平均吸込温度が上昇しない（前記温度差が規定値に近づかない）場合があるが、その場合に直交方向逆制御を行うことにより、平均吸込温度が上昇する可能性がある。よって、平均吸込温度がより確実に上昇する。

【0020】

さらに、前記風量制御部は、前記直交方向傾きが予め設定された直交方向最小値になるまで前記直交方向逆制御を行っても前記温度差が前記規定値以下とならない場合に、各送風機から流出する気流の総流量が増えるように各送風機の回転数を調整する風量増大制御を行うことが好ましい。

【0021】

このようにすれば、再吸込が生じている状態における各熱交換器での低温媒体の加熱量の低下が抑制される。

【0022】

また、本発明において、前記少なくとも１つのユニット構成要素は、前記直交方向に沿って並ぶように配置された第３ユニット構成要素及び第４ユニット構成要素をさらに含み、前記第３ユニット構成要素は、前記一方向に前記第１ユニット構成要素に隣接するように配置されており、前記第４ユニット構成要素は、前記一方向に前記第２ユニット構成要素に隣接するように配置されており、前記風向き判定部は、第１ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第１平均吸込温度、第２ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第２平均吸込温度、第３ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第３平均吸込温度及び第４ユニット構成要素の各送風機による空気の吸込温度の平均である第４平均吸込温度の中で最も低い平均吸込温度を有するユニット構成要素が配置されている場所から当該熱交換ユニットの中心に向かう成分を含む風が吹いていると判定してもよい。

【0023】

このようにすれば、各ユニット構成要素の平均吸込温度を比較するだけで風向きを判定することができる。具体的に、熱交換ユニットに向かって風が吹いた場合、各ユニット構成要素のうち最も風上側に位置するユニット構成要素（風上装置を含むユニット構成要素）の各送風機は、風上装置の熱交換器から側方に向かって流出した後に風により当該熱交換ユニット側に戻された低温空気の再吸込を行いやすい。このため、熱交換ユニットに向かって風が吹いた場合、風上装置を含むユニット構成要素の平均吸込温度が最も低くなる。したがって、風向きは、風上装置を含むユニット構成要素から当該熱交換ユニットの中心に向かう成分を含むと判定することができる。

【0024】

あるいは、前記風向き判定部は、風向計により風向きを判定してもよい。

【0025】

また、本発明において、前記少なくとも１つのユニット構成要素は、前記一方向に沿って前記第１ユニット構成要素及び前記第２ユニット構成要素と並ぶように配置された追加ユニット構成要素をさらに含み、各ユニット構成要素に含まれる前記熱交換装置の数は、前記ユニット構成要素の数よりも大きく設定されていることが好ましい。

【0026】

このようにすれば、一方向及び直交方向の双方における熱交換装置の並び数がともに３以上となるので、一方向制御及び直交方向制御による前記平均吸込温度の上昇効果がより確実に得られる。

【発明の効果】

【0027】

以上のように、本発明によれば、風に起因する送風機による低温排気の再吸込を抑制可能な熱交換ユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態の熱交換ユニットの構成の概略を示す図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。

【図3】風量制御部による制御時の気流を模式的に示す図２相当図である。

【図4】一方向制御時の各送風機の回転数の例を示す図である。

【図5】直交方向制御時の各送風機の回転数の例を示す図である。

【図6】一方向制御及び直交方向制御時の各送風機の回転数の例を示す図である。

【図7】制御部の制御内容を示すフローチャートである。

【図8】制御部の制御内容を示すフローチャートである。

【図9】制御部の制御内容を示すフローチャートである。

【図10】風速が３ｍ／ｓの場合の各送風機の回転数比と第１平均吸込温度Ｔａｖ１との関係を示すグラフである。

【図11】風速が１０ｍ／ｓの場合の各送風機の回転数比と第１平均吸込温度Ｔａｖ１との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の第１実施形態の熱交換ユニットについて、図１〜図１１を参照しながら説明する。本熱交換ユニットは、空気（大気）よりも低温の低温媒体（低温液化ガス、中間媒体等）と空気とを熱交換させることにより低温媒体を加熱する装置である。なお、本熱交換ユニットは、空気で直接低温液化ガスを加熱するために用いられてもよいし、いわゆる中間媒体式の熱交換ユニット（プロパン等の中間媒体により低温液化ガスを加熱する装置）において中間媒体を加熱するために用いられてもよい。

【0030】

図１〜図３に示されるように、本熱交換ユニットは、複数の熱交換装置２０と、制御部７０と、を備えている。なお、図１では、制御部７０の図示は省略されている。各熱交換装置２０は、互いに同じ形状を有している。

【0031】

複数の熱交換装置２０は、複数の行と複数の列とにより形成される行列状に並ぶように配置されている。各行は、一方向に延びており、各列は、前記一方向と直交する直交方向に延びている。本実施形態では、複数の熱交換装置２０は、各行に沿って６つの熱交換装置２０が並び、かつ、各列に沿って２つの熱交換装置２０が並ぶように配置されている。

【0032】

以下、前記一方向と直交する平面であって前記一方向について当該熱交換ユニットの中央を通る仮想的な平面を「一方向中心面Ｐ１」といい、前記直交方向と直交する平面であって前記直交方向について当該熱交換ユニットの中央を通る仮想的な平面を「直交方向中心面Ｐ２」という。また、一方向中心面Ｐ１と直交方向中心面Ｐ２とにより区画される４つの領域のうち所定の領域に位置しかつ一方向に沿って並ぶ３つの熱交換装置２０をまとめて「第１ユニット構成要素１１」という。また、第１ユニット構成要素１１と直交方向に隣接しかつ一方向に沿って並ぶ３つの熱交換装置２０をまとめて「第２ユニット構成要素１２」といい、第１ユニット構成要素１１と一方向に隣接しかつ一方向に沿って並ぶ３つの熱交換装置２０をまとめて「第３ユニット構成要素１３」という。そして、第２ユニット構成要素１２と一方向に隣接するとともに第３ユニット構成要素１３と直交方向に隣接し、かつ、一方向に沿って並ぶ３つの熱交換装置２０をまとめて「第４ユニット構成要素１４」という。

【0033】

図２に示されるように、各熱交換装置２０は、送風機３０と、熱交換器４０と、支持部５０と、を有している。

【0034】

送風機３０は、下向きに流れる気流（下降気流）を形成する。具体的に、送風機３０は、円筒状の送風機室３２と、送風機室３２内に配置されたファン３４と、ファン３４を駆動するモータ３６と、を有する。ファン３４は、モータ３６が駆動したときに鉛直下向きに流れる下降気流を形成する姿勢で送風機室３２内に配置されている。モータ３６の回転数は、インバータにより調整可能となっている。

【0035】

熱交換器４０は、送風機３０により形成された下降気流（空気）と低温媒体とを熱交換させることによって低温媒体の少なくとも一部を蒸発させる。具体的に、熱交換器４０は、熱交換室４２と、熱交換室４２内に配置された伝熱管４４と、を有する。

【0036】

熱交換室４２は、四角筒状に形成されている。熱交換室４２の上端は、中空状の連結部３８を介して送風機室３２の下端に接続されている。このため、送風機３０により形成された気流は、熱交換室４２内を通って当該熱交換室４２の下方に向かう。

【0037】

伝熱管４４内には、低温媒体（低温液化ガスや中間媒体）が流れる。熱交換室４２内において伝熱管４４に前記気流が接触することにより、つまり、前記気流と低温媒体とが熱交換することにより、伝熱管４４内を流れる低温媒体の少なくとも一部が蒸発する。本実施形態では、互いに隣接する熱交換装置２０の一方側（図２の右側）の伝熱管４４と他方側（図２の左側）の伝熱管４４とは、互いに連通するように形成されている。また、前記一方側の伝熱管４４は、熱交換室４２内で折り返されている。

【0038】

支持部５０は、熱交換器４０を地面から上方に離間した位置に支持する。具体的に、支持部５０は、熱交換室４２の中心軸が鉛直方向と平行となる姿勢で当該熱交換室４２を支持している。なお、送風機室３２の中心軸も、鉛直方向と平行な姿勢となる。

【0039】

本実施形態では、熱交換室４２の外側面に、踏み板６０が接続されている。踏み板６０は、網状に形成されており、熱交換室４２の外側面の上端に接続されている。この踏み板６０は、当該踏み板６０上を人が歩くことができる程度の強度に設定される。

【0040】

制御部７０は、再吸込判定部７２と、風向き判定部７４と、風量制御部７６と、を有する。

【0041】

再吸込判定部７２は、送風機３０により形成された気流のうち熱交換器４０から流出した低温空気の送風機３０による再吸込が生じているか否かを判定する。本実施形態では、再吸込判定部７２は、前記低温空気による外気の冷却の影響を受けない領域（前記低温空気による外気の冷却効果が生じる領域から離れた領域）の気温Ｔａｉｒから、各送風機３０による空気の吸込温度の平均である平均吸込温度Ｔａｖを引いた温度差ΔＴが、規定値Ｔｅよりも大きくなったときに再吸込が生じていると判定する。規定値Ｔｅは、低温媒体の処理量（各熱交換器４０における低温媒体の加熱量）が一定以上に確保される値に設定される。

【0042】

前記気温Ｔａｉｒは、例えば、本熱交換ユニットから側方に２０ｍ〜３０ｍ離間した位置の気温、本熱交換ユニットから側方に離間した位置に設置される制御室周辺の気温、あるいは、地面から熱交換装置２０の上下方向の寸法の２倍以上の高さ位置の気温を指す。各送風機３０による空気の吸込温度は、送風機室３２内に設けられた温度センサ８０により検出される。温度センサ８０は、ファン３４の回転軸の延長線上に位置するように配置されることが好ましい。

【0043】

風向き判定部７４は、本熱交換ユニット（第１ユニット構成要素１１〜第４ユニット構成要素１４）に向かって吹く風の向きを判定する。本実施形態では、風向き判定部７４は、第１平均吸込温度Ｔａｖ１、第２平均吸込温度Ｔａｖ２、第３平均吸込温度Ｔａｖ３及び第４平均吸込温度Ｔａｖ４に基づいて風向きを判定する。第１平均吸込温度Ｔａｖ１は、第１ユニット構成要素１１の各送風機３０による空気の吸込温度の平均である。第２平均吸込温度Ｔａｖ２は、第２ユニット構成要素１２の各送風機３０による空気の吸込温度の平均である。第３平均吸込温度Ｔａｖ３は、第３ユニット構成要素１３の各送風機３０による空気の吸込温度の平均である。第４平均吸込温度Ｔａｖ４は、第４ユニット構成要素１４の各送風機３０による空気の吸込温度の平均である。具体的に、風向き判定部７４は、第１平均吸込温度Ｔａｖ１から第４平均吸込温度Ｔａｖ４の中で最も低い温度を有するユニット構成要素から当該熱交換ユニットの中心Ｏ（一方向中心面Ｐ１と直交方向中心面Ｐ２との交点）に向かう成分を含むと判定する。この判定が可能な理由は、以下のとおりである。すなわち、熱交換ユニットに向かって風が吹いた場合、複数の熱交換装置２０のうち最も風上側に位置する風上装置の熱交換器４０から流出した後に風上に向かって側方に流れた低温空気は、風により当該熱交換ユニット側に戻されるので、特に風上装置の送風機３０がその低温空気の再度吸い込みやすい。このため、熱交換ユニットに向かって風が吹いた場合、前記風上装置を含むユニット構成要素の平均吸込温度が、第１平均吸込温度Ｔａｖ１から第４平均吸込温度Ｔａｖ４の中で最も低くなる。したがって、風向きは、前記風上装置を含むユニット構成要素から当該熱交換ユニットの中心Ｏに向かう成分を含むと判定することができる。なお、風向きは、風向計で判定してもよい。

【0044】

風量制御部７６が行う制御には、一方向制御と、直交方向制御と、直交方向逆制御と、風量増大制御と、が含まれる。

【0045】

一方向制御は、再吸込判定部７２が再吸込が生じていると判定したときに、一方向傾きＡが、再吸込判定部７２が再吸込が生じていると判定していない定常時の一方向傾きＡよりも大きくなり、かつ、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように、各送風機３０の回転数を調整する制御である。一方向傾きＡは、一方向風上装置の送風機３０の回転数から一方向風下装置の送風機３０の回転数を引いた値を、一方向風上装置と一方向風下装置との間の距離（各ファン３４の回転軸間距離）で除した値である。ただし、一方向傾きＡとして、一方向風上装置の送風機３０の回転数から一方向風下装置の送風機３０の回転数を引いた回転数差が用いられてもよい。一方向風上装置は、複数の熱交換装置２０のうち風向き判定部７４により判定された風向きに対して一方向について最も風上側に位置する熱交換装置２０である。一方向風下装置は、複数の熱交換装置２０のうち風向き判定部７４により判定された風向きに対して一方向について最も風下側に位置する熱交換装置２０である。

【0046】

本実施形態では、風量制御部７６は、一方向制御として、一方向傾きＡが予め設定された一方向最大値Ａｍａｘ以下の範囲内において、前記温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下となるまで、一方向傾きＡが前記定常時の一方向傾きＡよりも大きくなり、かつ、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように、各送風機３０の回転数を調整する制御を行う。一方向最大値Ａｍａｘは、一方向風上装置の送風機３０の回転数の最大値から一方向風下装置の送風機３０の回転数の最小値を引いた値を、一方向風上装置と一方向風下装置との間の距離で除した値である。送風機３０の最大値及び最小値は、当該送風機３０の定格（モータ３６の回転数の可変範囲）に依存する。

【0047】

ここで、図４を参照しながら、一方向制御の内容を説明する。図４は、一方向に沿って（熱交換ユニットの右側から左側に向かって）熱交換ユニットに対して風が吹いており、再吸込判定部７２により再吸込が生じていると判定された場合において、風量制御部７６が一方向制御を行った後の状態の一例を示している。図４の例では、第１ユニット構成要素１１のうち最も風上側に位置する熱交換装置２０及び第２ユニット構成要素１２のうち最も風上側に位置する熱交換装置２０が、それぞれ「一方向風上装置」に相当する。そして、第３ユニット構成要素１３のうち最も風下側に位置する熱交換装置２０及び第４ユニット構成要素１４のうち最も風下側に位置する熱交換装置２０が、それぞれ「一方向風下装置」に相当する。図４に示されるように、風量制御部７６が一方向制御を行うことにより、各送風機３０の回転数は、風下側から風上側に向かうにしたがって次第に大きくなる。なお、図４において各送風機３０内に示されている数字は、モータ３６の回転数である。また、風量制御部７６が一方向制御を行っていないときの各モータ３６の回転数は、例えば全て１００％であったとする。

【0048】

風量制御部７６は、すべての送風機３０の回転数の平均が１００％となるように各送風機３０の回転数を調整することが好ましい。

【0049】

直交方向制御は、再吸込判定部７２が再吸込が生じていると判定したときに、直交方向傾きＢが前記定常時の直交方向傾きＢよりも大きくなり、かつ、直交方向風下装置から直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように、各送風機３０の回転数を調整する制御である。直交方向傾きＢは、直交方向風上装置の送風機３０の回転数から直交方向風下装置の送風機３０の回転数を引いた値を、直交方向風上装置と直交方向風下装置との間の距離で除した値である。ただし、直交方向傾きＢとして、直交方向風上装置の送風機３０の回転数から直交方向風下装置の送風機３０の回転数を引いた回転数差が用いられてもよい。直交方向風上装置は、複数の熱交換装置２０のうち風向き判定部７４により判定された風向きに対して直交方向について最も風上側に位置する熱交換装置２０である。直交方向風下装置は、複数の熱交換装置２０のうち風向き判定部７４により判定された風向きに対して直交方向について最も風下側に位置する熱交換装置２０である。

【0050】

本実施形態では、風量制御部７６は、直交方向制御として、直交方向傾きＢが予め設定された直交方向最大値Ｂｍａｘ以下の範囲内において、前記温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下となるまで、直交方向傾きＢが前記定常時の直交方向傾きＢよりも大きくなり、かつ、直交方向風下装置から直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように、各送風機３０の回転数を調整する制御を行う。直交方向最大値Ｂｍａｘは、直交方向風上装置の送風機３０の回転数の最大値から直交方向風下装置の送風機３０の回転数の最小値を引いた値を、直交方向風上装置と直交方向風下装置との間の距離で除した値である。

【0051】

ここで、図５を参照しながら、直交方向制御の内容を説明する。図５は、直交方向に沿って（熱交換ユニットの正面から背面に向かって）熱交換ユニットに対して風が吹いており、再吸込判定部７２により再吸込が生じていると判定された場合において、風量制御部７６が直交方向制御を行った後の状態の一例を示している。図５の例では、第２ユニット構成要素１２の各熱交換装置２０及び第４ユニット構成要素１４の各熱交換装置２０がそれぞれ「直交方向風上装置」に相当し、第１ユニット構成要素１１の各熱交換装置２０及び第３ユニット構成要素１３の各熱交換装置２０がそれぞれ「直交方向風下装置」に相当する。図５に示されるように、風量制御部７６が直交方向制御を行うことにより、各送風機３０の回転数は、風下側から風上側に向かうにしたがって次第に大きくなる。なお、図５においても、風量制御部７６が直交方向制御を行っていないときの各モータ３６の回転数は、例えば全て１００％であったとする。

【0052】

続いて、図６を参照しながら、風が一方向と平行な成分及び直交方向と平行な成分の双方を含んでいる場合における風量制御部７６の制御について説明する。図６は、熱交換ユニットの正面右側から背面左側に向かって当該熱交換ユニットに対して風が吹いており、再吸込判定部７２により再吸込が生じていると判定された場合において、風量制御部７６が一方向制御及び直交方向制御を行った後の状態の一例を示している。図６の例では、第１ユニット構成要素１１のうち最も風上側に位置する熱交換装置２０及び第２ユニット構成要素１２のうち最も風上側に位置する熱交換装置２０が、それぞれ「一方向風上装置」に相当する。そして、第３ユニット構成要素１３のうち最も風下側に位置する熱交換装置２０及び第４ユニット構成要素１４のうち最も風下側に位置する熱交換装置２０が、それぞれ「一方向風下装置」に相当する。また、第２ユニット構成要素１２の各熱交換装置２０及び第４ユニット構成要素１４の各熱交換装置２０がそれぞれ「直交方向風上装置」に相当し、第１ユニット構成要素１１の各熱交換装置２０及び第３ユニット構成要素１３の各熱交換装置２０がそれぞれ「直交方向風下装置」に相当する。図６に示されるように、風量制御部７６が一方向制御及び直交方向制御の双方を行うことにより、各送風機３０の回転数は、一方向及び直交方向の双方について、風下側から風上側に向かうにしたがって次第に大きくなる。この例では、風量制御部７６は、一方向に沿って並ぶ６つの熱交換装置２０の各送風機３０の回転数が、風下側から風上側に向かって１０％ずつ単調に増加するように各送風機３０の回転数を調整し、かつ、直交方向に沿って並ぶ２つの熱交換装置２０の各送風機３０の回転数が、風下側から風上側に向かって１０％増加するように各送風機３０の回転数を調整している。ただし、一方向制御は、風下側から風上側に向かって単調に増加するように各送風機３０の回転数を調整する制御に限られない。なお、図６においても、風量制御部７６が一方向制御及び直交方向制御を行っていないときの各モータ３６の回転数は、例えば全て１００％であったとする。

【0053】

直交方向逆制御は、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘになるまで直交方向制御を行っても前記温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下にならない場合に、直交方向傾きＢが前記定常時の直交方向傾きＢよりも小さくなり、かつ、直交方向風下装置から直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が小さくなるように各送風機３０の回転数を調整する制御である。

【0054】

本実施形態では、風量制御部７６は、直交方向逆制御として、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎ以上の範囲内において、前記温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下となるまで、直交方向傾きＢが前記定常時の直交方向傾きＢよりも小さくなり、かつ、直交方向風下装置から直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が小さくなるように、各送風機３０の回転数を調整する制御を行う。直交方向最小値Ｂｍｉｎは、直交方向風上装置の送風機３０の回転数の最小値から直交方向風下装置の送風機３０の回転数の最大値を引いた値を直交方向風上装置と直交方向風下装置との間の距離で除した値である。

【0055】

風量増大制御は、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎになるまで直交方向逆制御を行っても前記温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下とならない場合に、各送風機３０から流出する気流の総流量が増えるように各送風機３０の回転数を上げる制御である。

【0056】

以下、制御部７０の具体的な制御内容について、図７〜図９を参照しながら説明する。

【0057】

熱交換ユニットの運転が開始されると、まず、制御部７０は、前記気温Ｔａｉｒから平均吸込温度Ｔａｖを引いた温度差ΔＴを算出する（ステップＳ１１）。次に、制御部７０（再吸込判定部７２）は、その温度差ΔＴが規定値Ｔｅよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。

【0058】

この結果、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ未満であれば（ステップＳ１２でＮＯ）、すなわち、低温媒体の処理量が一定以上確保されていれば、制御部７０は、温度差ΔＴが判定値Ｔｅ２未満か否かを判定する（ステップＳ１３）。判定値Ｔｅ２は、規定値Ｔｅよりも小さな値であって、低温媒体の処理量が十分に確保される値に設定される。

【0059】

ステップＳ１３において、温度差ΔＴが判定値Ｔｅ２未満であれば（ステップＳ１３でＹＥＳ）、すなわち、低温媒体の処理量が十分に確保されていれば、制御部７０は、各送風機３０の回転数を下げ（ステップＳ１４）、ステップＳ１１に戻る。これにより、低温媒体の処理量を十分に確保しつつ各送風機３０の駆動に必要な動力を低減することができる。一方、ステップＳ１３において、温度差ΔＴが判定値Ｔｅ２以上であれば（ステップＳ１３でＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ１１に戻る。

【0060】

そして、ステップＳ１２において、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以上であれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、すなわち、再吸込判定部７２によって各送風機３０による低温空気の再吸込が生じていると判定されれば、制御部７０（風向き判定部７４）は、第１平均吸込温度Ｔａｖ１〜第４平均吸込温度Ｔａｖ４に基づいて風向きを判定する（ステップＳ１５）。続いて、制御部７０は、ステップＳ１５において風向き判定部７４が判定した風向きに基づいて、一方向傾きＡの正負及び直交方向傾きＢの正負を決定する（ステップＳ１６）。

【0061】

次に、制御部７０（風量制御部７６）は、一方向制御を行う。具体的に、制御部７０は、まず、現在の温度差ΔＴを第１温度差ΔＴ１とする（ステップＳ１７）。そして、制御部７０は、一方向傾きＡを風上側に大きくする（ステップＳ１８）。その後、制御部７０は、再び温度差ΔＴ（＝前記気温Ｔａｉｒ−現在の平均吸込温度Ｔａｖ）を算出し（ステップＳ１９）、その温度差ΔＴが第１温度差ΔＴ１未満か否か、すなわち、ステップＳ１８を経ることによって平均吸込温度Ｔａｖが上昇したか否か、を判定する（ステップＳ２０）。

【0062】

この結果、温度差ΔＴが第１温度差ΔＴ１未満であれば（ステップＳ２０でＹＥＳ）、制御部７０は、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下か否かを判定する（ステップＳ２１）。この結果、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下であれば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、制御部７０は、ステップＳ１１に戻る。一方、温度差ΔＴが規定値Ｔｅよりも大きい場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御部７０は、一方向傾きＡが一方向最大値Ａｍａｘか否かを判定する（ステップＳ２２）。

【0063】

この結果、一方向傾きＡが一方向最大値Ａｍａｘではない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、つまり、一方向傾きＡが一方向最大値Ａｍａｘ未満の場合、制御部７０は、ステップＳ１７に戻る。

【0064】

一方、一方向傾きＡが一方向最大値Ａｍａｘである場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、あるいは、ステップＳ２０において、温度差ΔＴが第１温度差ΔＴ１以上の場合（ステップＳ２０でＮＯ）、すなわち、ステップＳ１８を経ることによって平均吸込温度Ｔａｖが低下した場合、制御部７０は、直交方向制御を行う。具体的には、次のとおりである。

【0065】

制御部７０は、まず、現在の直交方向傾きＢを第１直交方向傾きＢ１とする（ステップＳ２３）。次に、制御部７０は、現在の温度差ΔＴを第２温度差ΔＴ２とする（ステップＳ２４）。そして、制御部７０は、直交方向傾きＢを風上側に大きくする（ステップＳ２５）。

【0066】

その後、制御部７０は、再び温度差ΔＴ（＝前記気温Ｔａｉｒ−現在の平均吸込温度Ｔａｖ）を算出し（ステップＳ２６）、その温度差ΔＴが第２温度差ΔＴ２未満か否か、すなわち、ステップＳ２５を経ることによって平均吸込温度Ｔａｖが上昇したか否か、を判定する（ステップＳ２７）。

【0067】

この結果、温度差ΔＴが第２温度差ΔＴ２未満であれば（ステップＳ２７でＹＥＳ）、制御部７０は、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下か否かを判定する（ステップＳ２８）。この結果、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下であれば（ステップＳ２８でＹＥＳ）、制御部７０は、ステップＳ１１に戻る。一方、温度差ΔＴが規定値Ｔｅよりも大きい場合（ステップＳ２８でＮＯ）、制御部７０は、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘか否かを判定する（ステップＳ２９）。

【0068】

この結果、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘではない場合（ステップＳ２９でＮＯ）、つまり、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘ未満の場合、制御部７０は、ステップＳ２４に戻る。

【0069】

一方、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘである場合（ステップＳ２９でＹＥＳ）、制御部７０は、風量増大制御を行う。具体的には、制御部７０は、各送風機３０のうち回転数を上げることが可能なものについて、均等な割合で回転数を上げ（ステップＳ３０）、ステップＳ１１に戻る。

【0070】

また、ステップＳ２７において、温度差ΔＴが第２温度差ΔＴ２以上の場合（ステップＳ２７でＮＯ）、すなわち、ステップＳ２５を経ることによって平均吸込温度Ｔａｖが低下した場合、制御部７０は、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

【0071】

この結果、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘではない場合（ステップＳ３１でＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ２４に戻る。一方、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘである場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、制御部７０は、直交方向逆制御を行う。具体的には、次のとおりである。

【0072】

制御部７０は、まず、現在の直交方向傾きＢを第１直交方向傾きＢ１に戻す（ステップＳ３２）。これは、より早期に直交方向傾きＢを小さくするためである。次に、制御部７０は、現在の温度差ΔＴを第３温度差ΔＴ３とする（ステップＳ３３）。そして、制御部７０は、直交方向傾きＢを風下側に大きくする（ステップＳ３４）。

【0073】

その後、制御部７０は、再び温度差ΔＴ（＝前記気温Ｔａｉｒ−現在の平均吸込温度Ｔａｖ）を算出し（ステップＳ３５）、その温度差ΔＴが第３温度差ΔＴ３未満か否か、すなわち、ステップＳ３４を経ることによって平均吸込温度Ｔａｖが上昇したか否か、を判定する（ステップＳ３６）。

【0074】

この結果、温度差ΔＴが第３温度差ΔＴ３未満であれば（ステップＳ３６でＹＥＳ）、制御部７０は、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下か否かを判定する（ステップＳ３７）。この結果、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下であれば（ステップＳ３７でＹＥＳ）、制御部７０は、ステップＳ１１に戻る。一方、温度差ΔＴが規定値Ｔｅよりも大きい場合（ステップＳ３７でＮＯ）、制御部７０は、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎか否かを判定する（ステップＳ３８）。

【0075】

この結果、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎではない場合（ステップＳ３８でＮＯ）、つまり、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎよりも大きい場合、制御部７０は、ステップＳ３３に戻る。

【0076】

一方、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎである場合（ステップＳ３８でＹＥＳ）、制御部７０は、ステップＳ３０に戻り、風量増大制御を行う。

【0077】

また、ステップＳ３６において、温度差ΔＴが第３温度差ΔＴ３以上の場合（ステップＳ３６でＮＯ）、すなわち、ステップＳ３４を経ることによって平均吸込温度Ｔａｖが低下した場合、制御部７０は、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ３９）。

【0078】

この結果、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎではない場合（ステップＳ３９でＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ３３に戻る。一方、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎである場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）、制御部７０は、現在の直交方向傾きＢを第１直交方向傾きＢ１に戻した後（ステップＳ４０）、ステップＳ３０に戻り、直交方向逆制御を行う。

【0079】

次に、本熱交換ユニットの動作を説明する。

【0080】

まず、熱交換ユニット本ユニットの運転が開始される。このときの各送風機３０の回転数は、例えば１００％に設定される。

【0081】

本ユニットの運転が開始されると、それぞれの熱交換装置２０において下向きの気流が形成され、この気流が伝熱管４４と接触することにより低温媒体が加熱される。そして、図２に示されるように、熱交換器４０において熱交換した後の気流（伝熱管４４に接触することより冷却された低温空気）は、地面に衝突したのち、側方（熱交換ユニットから離間する方向）に向かって流れる。

【0082】

ここで、本熱交換ユニットに向かって風が吹くと、熱交換器４０を通過した気流のうち風上に向かって側方に流れた低温空気が風により当該熱交換ユニット側に戻されることによって送風機３０がその低温空気を再度吸い込む場合がある。この場合、平均吸込温度Ｔａｖ、すなわち、低温媒体の加熱量が低下する。

【0083】

本実施形態では、再吸込判定部７２により再吸込が生じていると判定されたときに、風量制御部７６は、一方向制御を行う。すなわち、一方向傾きＡが、再吸込判定部７２により再吸込が生じていると判定されていない定常時の一方向傾きＡよりも大きくなり、かつ、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように各送風機３０の回転数が調整される。そうすると、各熱交換器４０を通過する気流（低温空気）の流量が、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に大きくなるので、図３に示されるように、各熱交換器４０を通過した低温空気の一部は、一方向風上装置から一方向風下装置に向かう方向に沿って流れる。つまり、熱交換ユニット全体として、一方向風上装置の熱交換器４０を通過した低温空気が一方向風下装置の熱交換器４０を通過した低温空気に合流する向きの流れが誘起される。よって、一方向風上装置の熱交換器４０から流出した後に風上に向かって流れる低温空気の流量が減少するので、風により本熱交換ユニット側に戻される低温空気の流量が減少する。したがって、各送風機３０（特に一方向風上装置の送風機３０）による低温空気の再吸込が抑制され、これにより各送風機３０による空気の吸込温度が上昇する。

【0084】

また、本実施形態では、風量制御部７６は、一方向制御に加え、直交方向制御をも行う。このため、より確実に各送風機３０による低温空気の再吸込を抑制することができる。具体的に、直交方向についても、直交方向風上装置の熱交換器４０から流出した低温空気の一部が直交方向風下装置の熱交換器４０から流出した低温空気に合流する向きの流れが誘起されるので、各送風機３０による低温空気の再吸込が抑制される。

【0085】

また、本実施形態では、再吸込判定部７２は、低温空気による外気の冷却の影響を受けない領域の気温Ｔａｉｒから平均吸込温度Ｔａｖを引いた温度差ΔＴが規定値Ｔｅよりも大きくなったときに再吸込が生じていると判定する。このため、安定的に再吸込が生じたか否かの判定を行うことができ、かつ、季節の変化等に起因する気温の変化が再吸込判定部７２の判定に与える影響を抑制することができる。具体的に、特定の送風機の吸込温度ではなく平均吸込温度Ｔａｖを再吸込が生じているか否かの判定基準とすることにより、当該特定の送風機の吸込温度が局所的に高くなっている場合などに起因する誤判定を抑制することができ、また、温度差ΔＴを判定基準とすることにより、特定の温度を判定基準とした場合の外気温の変動に起因する誤判定を抑制することができる。

【0086】

さらに、風量制御部７６は、再吸込判定部７２が再吸込が生じていると判定したときに、直交方向制御よりも先に、一方向制御として、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下となるまで、一方向傾きＡが定常時の一方向傾きＡよりも大きくなり、かつ、一方向風下装置から一方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように各送風機３０の回転数を調整する制御を行う。このため、再吸込が生じている場合に先に直交方向制御を行う場合に比べ、温度差ΔＴをより効率的に規定値Ｔｅに近づけることができる。具体的に、熱交換装置２０の並び数が多い方が、風上側に位置する熱交換装置２０の熱交換器４０から流出した低温空気が風下側に位置する熱交換装置２０の熱交換器４０から流出した低温空気へ向かう気流が安定的に形成されるため、熱交換装置２０がより多く並ぶ一方向についての一方向制御を先に行う方が、より効率的に平均吸込温度Ｔａｖを上昇させること、すなわち、温度差ΔＴを規定値Ｔｅに近づけることができる。

【0087】

また、一方向傾きＡが大きくなるにしたがって、一方向風上装置の熱交換器４０から流出した低温空気が一方向風下装置の熱交換器４０から流出した低温空気へ向かう気流の形成が安定し、これにより平均吸込温度Ｔａｖの上昇効果が高まるので、直交方向傾きＢよりも先に一方向傾きＡを大きくすることにより、早期に温度差ΔＴが規定値Ｔｅに近づく。

【0088】

この点につき、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、第１ユニット構成要素１１（一方向に沿って並ぶ３つの熱交換装置２０）に対して一方向に沿って風速３ｍ／ｓの風が吹いた場合の第１ユニット構成要素１１の各送風機３０の回転数比と第１平均吸込温度Ｔａｖ１との関係を示すグラフである。図１１は、第１ユニット構成要素１１に対して一方向に沿って風速１０ｍ／ｓの風が吹いた場合の第１ユニット構成要素１１の各送風機３０の回転数比と第１平均吸込温度Ｔａｖ１との関係を示すグラフである。前記回転数比は、第１ユニット構成要素１１に含まれる３つ熱交換装置２０のうちの中央の熱交換装置２０の送風機３０の回転数に対する、風上側に位置する熱交換装置２０の送風機３０の回転数の比である。また、第１ユニット構成要素１１に含まれる３つ熱交換装置２０のうちの風下側に位置する熱交換装置２０の送風機３０に対する、中央の熱交換装置２０の送風機３０の回転数の比も、前記回転数比に設定されている。図１０及び図１１に示されるように、回転数比が１．００よりも大きくなるほど、つまり、一方向傾きＡが大きくなるほど、第１平均吸込温度Ｔａｖ１が上昇している。

【0089】

また、本実施形態では、風量制御部７６は、一方向傾きＡが一方向最大値Ａｍａｘになるまで一方向制御を行っても温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下にならない場合に直交方向制御を行う。この態様では、一方向制御において一方向傾きＡが一方向最大値Ａｍａｘになった後に直交方向制御が行われるので、効率的に平均吸込温度を上昇させることができる。

【0090】

また、風量制御部７６は、直交方向制御として、温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下となるまで、直交方向傾きＢが定常時の直交方向傾きＢよりも大きくなり、かつ、直交方向風下装置から直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が大きくなるように各送風機３０の回転数を調整する制御を行う。よって、より確実に平均吸込温度が上昇する。

【0091】

さらに、風量制御部７６は、直交方向傾きＢが直交方向最大値Ｂｍａｘになるまで直交方向制御を行っても温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下にならない場合に、直交方向逆制御を行う。これにより、直交方向傾きＢが定常時の直交方向傾きＢよりも小さくなり、かつ、直交方向風下装置から直交方向風上装置に向かうにしたがって次第に送風機３０の回転数が小さくなるように各送風機３０の回転数が調整される。このため、平均吸込温度Ｔａｖをより確実に上昇させることができる。具体的に、直交方向への熱交換装置２０の並び数は、一方向へのそれよりも小さいので、直交方向傾きＢを大きくしても平均吸込温度Ｔａｖが上昇しない（温度差ΔＴが規定値Ｔｅに近づかない）場合があるが、その場合に直交方向逆制御を行うことにより、平均吸込温度Ｔａｖが上昇する可能性がある。よって、平均吸込温度Ｔａｖの上昇確率が高まる。

【0092】

さらに、風量制御部７６は、直交方向傾きＢが直交方向最小値Ｂｍｉｎになるまで直交方向逆制御を行っても温度差ΔＴが規定値Ｔｅ以下とならない場合に、各送風機３０から流出する気流の総流量が増えるように各送風機３０の回転数を調整する風量増大制御を行う。このため、再吸込が生じている状態における各熱交換器２０での低温媒体の加熱量の低下が抑制される。

【0093】

また、本実施形態では、風向き判定部７４は、第１平均吸込温度Ｔａｖ１から第４平均吸込温度Ｔａｖ４の中で最も低い温度を有するユニット構成要素から当該熱交換ユニットの中心Ｏに向かう成分を含むと判定する。この態様では、各ユニット構成要素１１〜１４の平均吸込温度を比較するだけで風向きを判定することができる。

【0094】

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0095】

例えば、再吸込判定部７２は、前記気温Ｔａｉｒから平均吸込温度Ｔａｖを引いた温度差ΔＴではなく、前記気温Ｔａｉｒから各送風機３０による空気の吸込温度のうち最も高い温度を引いた温度差が規定値Ｔｅを下回ったときに再吸込が生じていると判定してもよい。

【0096】

あるいは、再吸込判定部７２は、風向計により風向きが検知され、かつ、その風向計が示す風向きに対して風下に位置する風下装置の送風機３０の吸込温度から風上に位置する風上装置の送風機３０の吸込温度を引いた値が閾値以上となったときに、再吸込が生じていると判定してもよい。

【0097】

また、一方向傾きＡの算出には、風上装置の送風機３０の回転数から風下装置の送風機３０の回転数を引いた値ではなく、風上装置の送風機３０の回転数の風下装置の送風機３０の回転数に対する比が用いられてもよい。このことは、直交方向傾きＢについても同様である。

【0098】

また、熱交換ユニットは、前記直交方向に沿って第１ユニット構成要素１１及び第２ユニット構成要素１２と並ぶように配置された追加ユニット構成要素と、前記直交方向に沿って第３ユニット構成要素１３及び第４ユニット構成要素１４と並ぶように配置された他の追加ユニット構成要素と、さらに含んでもよい。このようにすれば、一方向及び直交方向の双方における熱交換装置２０の並び数がともに３以上となるので、一方向制御及び直交方向制御による平均吸込温度Ｔａｖの上昇効果がより確実に得られる。ただし、熱交換ユニットは、単一のユニット構成要素のみにより構成されてもよい。また、ユニット構成要素は、２つの熱交換装置２０により構成されてもよい。

【符号の説明】

【0099】

１１ 第１ユニット構成要素（ユニット構成要素）
１２ 第２ユニット構成要素（ユニット構成要素）
１３ 第３ユニット構成要素（ユニット構成要素）
１４ 第４ユニット構成要素（ユニット構成要素）
２０ 熱交換装置
３０ 送風機
４０ 熱交換器
５０ 支持部
７０ 制御部
７２ 再吸込判定部
７４ 風向き判定部
７６ 風量制御部
８０ 温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】