特許 7599883 散水装置及び散水方法

(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】

(24)【登録日】2024-12-06

(45)【発行日】2024-12-16

(54)【発明の名称】散水装置及び散水方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 6/00 20060101AFI20241209BHJP

   F24F 1/03 20190101ALI20241209BHJP

   F24F 1/037 20190101ALI20241209BHJP

   F24F 3/14 20060101ALI20241209BHJP

【ＦＩ】

F24F6/00 A

F24F6/00 E

F24F1/03

F24F1/037

F24F3/14

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020162002

(22)【出願日】2020-09-28

(65)【公開番号】P2022054792

(43)【公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000141060

【氏名又は名称】株式会社関電工

(74)【代理人】

【識別番号】100090413

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 康稔

(72)【発明者】

【氏名】石川 誠司

【審査官】杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－０８９６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２５７６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３８５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２２３４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ６／００

Ｆ２４Ｆ １／０３

Ｆ２４Ｆ １／０３７

Ｆ２４Ｆ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋外に設置された外調機あるいは空調機が空気を加湿する加湿器を備えており、前記加湿器を利用して散水を行う散水装置であって、
前記加湿器に供給される加湿用の水を、前記外調機あるいは空調機の上部に対して散水する散水器を備えたことを特徴とする散水装置。

【請求項2】

前記外調機あるいは空調機の外気取入れ側のダクト及び外気給気側のダクトの上部に対して前記散水を行うことを特徴とする請求項１記載の散水装置。

【請求項3】

屋外に設置された屋外設置設備もしくは建物の外部に対して前記散水を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の散水装置。

【請求項4】

前記加湿用の水を、前記加湿器もしくは前記散水器のいずれに供給するかを切り替える切替手段を設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の散水装置。

【請求項5】

前記切替手段は、外気の温度が設定値よりも上昇したときに、前記散水器に対して加湿用の水を供給することを特徴とする請求項４記載の散水装置。

【請求項6】

請求項４又は５記載の散水装置を利用して散水を行う散水方法であって、
外気の温度が設定値よりも上昇したときに、前記切替手段を切り替えて、前記散水器に前記加湿用の水を供給し、前記外調機あるいは空調機の上部に散水することを特徴とする散水方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屋外に設置された空調設備，受変電設備，蓄電設備，太陽光発電設備などに散水する散水装置及び散水方法の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

屋外設置設備、例えば空調設備の外調機は、建物の屋上に設置されていることが多いが、屋外に設置された空調機やダクト冷水配管は、直射日光にさらされており、冷房の空調負荷が大きい炎天下の猛暑日に、更なる空調負荷を生じさせている。このような空調機器に対して省エネルギー化を図るための手法の一つとして、打ち水ないし散水を行うようにしたものが提案されている。
例えば、下記特許文献１には、コンパクト且つ簡易な構成で省エネを図ることを目的としたドレン水散水装置及び空調装置が開示されている。これは、空調用室内機のドレン水が導入される水量調整部と、空調用室外機の熱交換器上に配置されて前記水量調整部に接続される散水管とを備えており、ドレン水を散水管から室外機の熱交換器に散水するようにしている。下記特許文献２にも、同様にドレン水を室外機の外表面に散布するようにした空気調和機が開示されている。下記特許文献３には、室外機の熱交換器からの放熱における蒸発潜熱による冷却効果を散水量に対して効率よく得ることを目的とした室外機の補助冷却装置が開示されている。補助冷却装置は、保湿部材とノズルとを備えており、ノズルで保湿部材に散水し、保湿部材で、室外機の熱交換器を濡れた状態に維持する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2009-150564号公報

【文献】特開2005-114200号公報

【文献】特開2007-240107号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した特許文献１及び２に記載の背景技術では、ドレン水がないとき、あるいは少量のときは、良好な冷却効果が得られない。また、特許文献３記載の背景技術では、補助冷却装置を別途設ける必要があり、装置構成が複雑となる，補助冷却を行う電力も必要となる，といった課題がある。

【0005】

一方、空調設備には、冬季の加湿用の加湿器が設置されていることがある。空調設備に付属する加湿装置は、空調設備内部で上水を散布あるいは蒸発せしめて流体空気の湿度を上げる装置であるが、加湿に利用されるのは冬期の数か月のみで、冷房時期の有効活用ができれば好都合である。

【0006】

加えて、屋外には、受変電設備や蓄電設備、太陽光発電設備などの電気設備も設置される場合があり、これら電気設備に対する昨今の気象変動による夏季の高温対策も必要となる。例えば、
ａ，屋外設置の受変電設備の設置条件は、例えば、周囲の温度が－２０℃～＋４０℃以内で、かつ、温度の２４時間の平均値が＋３５℃以下となっており、高温下ではケーブルの許容電流値の低下を招く恐れがある。してみると、例えば、周囲温度４０℃以上で外函に対して散水を行うようにすると好都合である。
ｂ，蓄電設備（蓄電池）は、周辺温度の上昇により短寿命となる。してみると、蓄電池保護のためには、周囲温度が予め決めた設定値以上となった場合に外函に対して散水を行うようにすると好都合である。
ｃ，太陽光発電設備はある温度を超えると発電効率が低下する。してみると、太陽光発電設備の効率的運用のためには、周囲温度が予め決めた設定値以上となった場合に外函に対して散水を行うようにすると好都合である。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、空調装置の加湿器の有効利用を図るとともに、簡便な構成でありながら、効率的に夏季における空調負荷を削減し、省エネルギー化や夏場の電力供給のピークカットを実現することである。他の目的は、屋外に設置された各種設備に対しても、効果的な高温対策を行うことである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の散水装置は、屋外に設置された外調機あるいは空調機が空気を加湿する加湿器を備えており、前記加湿器を利用して散水を行う散水装置であって、前記加湿器に供給される加湿用の水を、前記外調機あるいは空調機の上部に対して散水する散水器を備えたことを特徴とする。

【0009】

主要な形態の一つによれば、前記外調機あるいは空調機の外気取入れ側のダクト及び外気給気側のダクトの上部に対して前記散水を行うことを特徴とする。あるいは、屋外に設置された屋外設置設備もしくは建物の外部に対して前記散水を行うことを特徴とする。他の形態によれば、前記加湿用の水を、前記加湿器もしくは前記散水器のいずれに供給するかを切り替える切替手段を設けたことを特徴とする。更に他の形態によれば、前記切替手段は、外気の温度が設定値よりも上昇したときに、前記散水器に対して加湿用の水を供給することを特徴とする。

【0010】

本発明の散水方法は、前記散水装置を利用して散水を行う散水方法であって、外気の温度が設定値よりも上昇したときに、前記切替手段を切り替えて、前記散水器に前記加湿用の水を供給し、前記外調機あるいは空調機の上部に散水することを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、外調機あるいは空調機の上部、前記外調機あるいは空調機の外気取入れ側のダクト及び外気給気側のダクトの上部、更には屋外に設置される屋外設置設備もしくは建物の外部に対して、空調装置の加湿器に供給される加湿用の水を散水することとしたので、夏季における加湿器の有効利用を図るとともに、簡便な構成でありながら、効率的に夏季における空調負荷を削減し、省エネルギー化や夏場の電力供給のピークカットを実現することができ、更には、屋外設置設備に対して効果的な高温対策を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例の散水装置の構成を示す図である。(A)は手動切替式の実施例１を示し、(B)は自動切替式の実施例２を示す。

【図2】本発明の実施例３の散水装置の構成を示す図である。

【図3】前記実施例における散水器の設置の様子を示す図である。

【図4】本発明の実施例４の散水装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

【実施例1】

【0014】

最初に、図１(A)を参照しながら、本発明の実施例１について説明する。図１(A)には、本発明を適用した空調装置の構成が示されている。本実施例は、手動で弁を切り替えるようにした例である。同図において、空調装置のうち、屋外に設置されている外調機１００は、吸気口１０２からダクト１０４を通じて外気を取り込んでおり、ダクト１０６を通じて送気口１０８から送出し、更にダクト（図示せず）を介して屋内の空調機（図示せず）に供給されるようになっている。外調機１００には、加湿器１１０が設けられており、この加湿器１１０で加湿された空気が、ファン１２０によって前記送気口１０８に送られるようになっている。

【0015】

加湿器１１０には、給水管（給水設備）１３０から電磁弁１３２，手動弁１４０を介して加湿用の水が供給されている。電磁弁１３２は、散水／加湿切替スイッチ１３４によって切替えられるようになっている。そして、散水／加湿切替スイッチ１３４によって、前記ダクト１０４に設置された温度調節器１４１による散水制御と、室内ないし屋内に設置された湿度調節器１４２による加湿制御とに切り替えられるようになっている。また、ファン連動接点１４４の信号に基づいて、空調機停止中に電磁弁１３２が閉となるように、インターロック制御が行われるようになっている。

【0016】

前記手動弁１４０は、散水器１５０に接続されている。散水器１５０は、外調機１００の上部と、外気取入れ側のダクト１０４の上部と、外気給気側のダクト１０６の上部に、それぞれ散水可能に設けられている。手動弁１４０は、給水管１３０の水を、冬季は加湿器１１０に供給するように、夏季は散水器１５０に供給するように、作業者によって手動で切り替えられる。

【0017】

次に、本実施例の全体の動作を説明する。外調機１００では、ファン１２０の回転によって、吸気口１０２からダクト１０４を通じて外気が取り込まれ、これがダクト１０６を通じて送気口１０８から室内の空調機に供給される。この場合において、外気の温度は、ダクト１０４の温度調節器１４１によって制御され、室内に供給される空気の湿度は、湿度調節器１４２によって制御される。温度調節器１４１，湿度調節器１４２が、温度検出器，湿度検出器，制御動作指示調節器による構成であっても同様である。

【0018】

ここで、冬季の暖房運転中においては、手動弁１４０が加湿器１１０側に切り替えられる。そして、空調機が運転されてファン連動接点１４４がＯＮとなれば、ファン１２０が回転するとともに、インターロックが解除され、電磁弁１３２の制御が可能となる。この状態で、室内湿度が、湿度調節器１４２に設定された値よりも低下したときは、電磁弁１３２が「開」となり、給水管１３０から手動弁１４０を通じて、矢印Ｆ１で示すように、加湿器１１０に水が供給される。また、これにより、外調機１００で取り込んだ空気が加湿器１１０で加湿されて室内の空調機に供給されるようになる。

【0019】

一方、夏季の冷房運転中においては、手動弁１４０が散水器１５０側に切り替えられる。そして、そして、空調機が運転されてファン連動接点１４４がＯＮとなれば、ファン１２０が回転するとともに、インターロックが解除され、同様に電磁弁１３２の制御が可能となる。この状態で、外気温度が、温度調節器１４１に設定された値よりも上昇したときは、電磁弁１３２が「開」となり、給水管１３０から手動弁１４０を通じて、矢印Ｆ２で示すように、散水器１５０に水が供給される。これにより、外調機１００やダクト１０４，１０６に散水器１５０で散水され、冷却されるようになる。なお、散水器１５０への水の供給は、給水管１３０における配管の直圧で行ってもよいし、給水管１３０にポンプを設けて行ってもよい。

【0020】

以上のように、本実施例によれば、散水器１５０を屋外の炎天下に置かれた空調設備である外調機１００やダクト１０４に設け、夏季の外気温上昇時に加湿用の水を散水することとしたので、外調機１００やダクト１０４を散水の蒸発による潜熱で奪うことで冷却して温度を下げることができる。これにより、これまで空調装置により処理されていた直射日光による空調負荷を削減でき、省エネルギー化や夏場の電力供給のピークカットを実現できる。加えて、夏季利用されていない加湿用の配管を利用することで、新たに送水用の配管を増設する必要がなく、初期設備費用を削減することが可能である。

【実施例2】

【0021】

次に、図１(B)を参照しながら、本発明の実施例２について説明する。なお、上述した実施例と同一ないし対応する構成要素には、同一の符号を用いることとする。前記実施例は、手動切替式であるが、本実施例は、自動切替式の例である。同図において、加湿用の給水管１３０は、加湿用電磁弁１６０と散水用電磁弁１６２とにそれぞれ配管されている。そして、加湿用電磁弁１６０は、加湿器１１０に配管されており、散水用電磁弁１６２は、散水器１５０に配管されている。

【0022】

上述した温度調節器１４１は、散水用電磁弁１６２，補助リレー１６４，ファン連動接点１４４に接続されており、湿度調節器１４２は、補助リレー１６４に接続されており、この補助リレー１６４が、散水／加湿切替スイッチ１３４と加湿用電磁弁１６０に接続されている。散水／加湿切替スイッチ１３４が散水側となっているときは、温度調節器１４１と接続される散水用電磁弁１６２が制御可能となり、加湿用電磁弁１６０は常に「閉」となる、一方、散水／加湿切替スイッチ１３４が加湿側となっているときは、湿度調節器１４２と接続される加湿用電磁弁１６０が制御可能となり、散水用電磁弁１６２は常に「閉」となる。

【0023】

冬季においては、空調機が運転されてファン連動接点１４４がＯＮとなれば、ファン１２０が回転するとともに、インターロックが解除され、電磁弁１６０の制御が可能となる。この状態で、室内湿度が、湿度調節器１４２に設定された値よりも低下したときは、加湿用電磁弁１６０が「開」となり、散水用電磁弁１６２は常に「閉」であることから、給水管１３０から、矢印Ｆ１で示すように、加湿器１１０に水が供給され、外調機１００で取り込んだ空気が加湿器１１０で加湿されて室内の空調機に供給されるようになる。

【0024】

一方、夏季においては、空調機が運転されてファン連動接点１４４がＯＮとなれば、ファン１２０が回転するとともに、インターロックが解除され、電磁弁１６２の制御が可能となる。この状態で、外気温度が、温度調節器１４１に設定された値よりも上昇したときは、散水用電磁弁１６２が「開」となり、加湿用電磁弁１６０は常に「閉」であることから、給水管１３０から、矢印Ｆ２で示すように、散水器１５０に水が供給され、外調機１００やダクト１０４，１０６が散水器１５０で散水され、冷却されるようになる。

【0025】

以上のように、本実施例においても、夏季の外気温上昇時に加湿器用の水が散水されるので、外調機１００やダクト１０４，１０６を散水の蒸発によって潜熱を奪うことで冷却することができ、温度を下げることができる。

【実施例3】

【0026】

次に、図２及び図３を参照しながら、本発明の実施例３について説明する。本実施例は、建物の屋上に設置された外調機と、各階の屋内に設けられた空調機とによって空調装置が構成されている場合の例である。図２には空調装置の全体の構成が示されており、図３には、建物の設置例が示されている。これらの図において、建物の屋上には外調機２００が設置されており、１階及び２階の屋内には、空調機３００がそれぞれ設置されている。

【0027】

外調機２００は、吸気口２０２からダクト２０４を通じて外気を取り込むようになっており、ダクト２２０から各階の空調機３００に対して給気するようになっている。外調機２００は、冷却コイル２１０，加熱冷却コイル２１２，加湿器２１４，ファン２１６を備えている。また、ダクト２０４，外調機２００，ダクト２２０には、散水器２３０が設けられている。この散水器２３０に対しては、上述した実施例と同様にして、加湿器２１４の加湿用の水が供給されるようになっている。

【0028】

外調機２００の送気側のダクト２２０は、各階の空調機３００の吸気側のダクト３０４に接続されている。空調機３００は、冷却コイル３１０，加熱冷却コイル３１２，加湿器３１４，ファン３１６を備えており、ダクト３２０を通じて送気口３２２から各階に送気が行われ、ダクト３３０を通じて還気口３３２から還気が行われるようになっている。また、各階には、吸気口３４０が設けられており、ダクト３４２を通じてファン３５０の吸込側に接続されている。また、ファン３５０の吐出側は、ダクト３５２を通じて排気口３５４に接続されている。これにより、ファン３５０を駆動すると、各階の空気が吸気口３４０から吸気され、排気口３５４から建物外に排気されるようになっている。ファン３５０も、屋上に設置されている。

【0029】

更に、建物の壁面ないし窓面には、各階毎に散水器３６０が設けられており、上述した実施例と同様にして、各階の空調機３００の加湿器３１４の加湿用の水がそれぞれ供給されるようになっている。

【0030】

本実施例によれば、上記実施例と同様に、冬季であれば加湿器２１４に供給される加湿用の水が、夏季の暑い時期において散水器２３０に供給されるようになり、外調機２００やダクト２０４，２２０に散水が行われて冷却されるようになる。更に本実施例によれば、冬季であれば加湿器３１４に供給される加湿用の水が、夏季の暑い時期において散水器３６０に供給されるようになり、建物の外壁も良好に冷却されるようになる。

【実施例4】

【0031】

次に、図４を参照しながら、本発明の実施例４について説明する。本実施例は、空調装置４００が建物の屋上に設置されており、各階には給気ＶＡＶ（Variable Air Volume，可変風量制御装置）５００と、還気ＶＡＶ５１０がそれぞれ設けられている。空調装置４００は、吸気口４０２からダクト４０４を通じて外気を取り込むようになっており、ダクト４２０から各階の給気ＶＡＶ５００に対して給気するようになっている。空調装置４００は、冷却コイル４１０，加熱冷却コイル４１２，加湿器４１４，ファン４１６を備えている。また、排気用のダクト５２２には排気ファン５２４が設けられており、排気ファン５２４は、ダクト５３０を介して排気口５３２に配管されている。また、ダクト４０４，空調装置４００の本体，ダクト４２０，ダクト５２２には、散水器４３０が設けられている。この散水器４３０に対しては、上述した実施例と同様にして、加湿器４１４の加湿用の水が供給されるようになっている。

【0032】

本例においても、散水器４３０を空調装置４００やダクト４０４，４２０，５２２に設け、夏季の外気温上昇時に加湿器用の水を散水することとしたので、屋外の炎天下に置かれた空調装置４００やダクト４０４，４２０，５２２を散水の蒸発によって潜熱を奪うことで冷却することができ、温度を下げることができる。

【0033】

＜他の実施例＞ なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例１では、冷房運転中であって、温度調節器１４１で外気温度が設定値以上となったときに散水を行うこととしたが、冷房運転中あるいは冷房運転直前において、外気温や、外調機１００やダクト１０４の表面温度が設定値以上となった場合にも、散水を行うようにしてよい。また、外気温度のみならず、外気湿度を考慮するようにしてもよい。湿度が高いときは、散水による冷却効果が低いと考えられるので、一定値以上の湿度となったとき、あるいは降雨時は散水を停止するといった具合である。
(2)前記実施例では、建物の屋上に設置された空調設備に対して散水を行うようにしたが、屋上以外の空調設備その他の各種設備に対しても、外函に散水を行うようにしてよい。また、建物の壁面や窓面のみならず、屋上，バルコニー，テラスに対して散水を行ってもよい。庇に対してミスト噴霧を行うようにしてもよい。
(3)また、散水は、屋外，屋内いずれの空調機の加湿用の水を利用してもよい。例えば、
ａ，屋外設置の外調機の加湿器で、外調機やその周辺に散水する場合，
ｂ，屋内設置の外調機の加湿器で、壁面・窓面に散水する場合，
ｃ，屋外設置の空調機の加湿器で、空調機やその周辺に散水する場合，
ｄ，屋内設置の空調機の加湿器で、壁面・窓面に散水する場合，
など、各種の態様が考えられる。
(4)前記実施例では、建物の各階に設置した空調機の加湿器を利用して、各階の壁面や窓面に散水を行ったが、例えば、上層階に設置した加湿器を利用して、下層階の壁面や窓面に散水を行うようにしてもよい。
(5)屋外に設置される冷却水配管や冷水配管に対して散水を行うようにしてもよい。
(6)前記実施例では、我が国における夏季・冬季の外気温の変動を前提としたが、南半球では気温変動が夏季と冬季で逆の関係となる。
(7)前記実施例では、屋外ないし室外に設置した空調設備や建物の外部に対して散水を行ったが、屋外に設置された，受変電設備，蓄電設備，太陽光発電設備などの電気設備の外函や、その他の各種の屋外設置設備に対して散水を行って、夏季における高温対策としてよい。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明によれば、外調機あるいは空調機の上部、前記外調機あるいは空調機の外気取入れ側のダクト及び外気給気側のダクトの上部、更には室外に設置する空調設備，電気設備，建物の外部などの散水対象に対して、空調装置の加湿器に供給される加湿用の水を散水することとしたので、夏季における加湿器の有効利用を図るとともに、簡便な構成でありながら、効率的に夏季における空調負荷を削減し、省エネルギー化や夏場の電力供給のピークカットを実現することができ、屋外設置設備に対して効果的な高温対策を施すことも可能となることから、加湿器を有する各種の空調装置に好適である。

【符号の説明】

【0035】

１００：外調機
１０２：吸気口
１０４，１０６：ダクト
１０８：送気口
１１０：加湿器
１２０：ファン
１３０：給水管
１３２：電磁弁
１３４：散水／加湿切替スイッチ
１４０：手動弁
１４１：温度調節器
１４２：湿度調節器
１４４：ファン連動接点
１５０：散水器
１６０：加湿用電磁弁
１６２：散水用電磁弁
１６４：補助リレー
２００：外調機
２０２：吸気口
２０４，２２０：ダクト
２１０：冷却コイル
２１２：加熱冷却コイル
２１４：加湿器
２１６：ファン
２３０：散水器
３００：空調機
３０４：ダクト
３１０：冷却コイル
３１２：加熱冷却コイル
３１４：加湿器
３１６：ファン
３２０：ダクト
３２２：送気口
３３０：ダクト
３３２：還気口
３４０：吸気口
３４２：ダクト
３５０：ファン
３５２：ダクト
３５４：排気口
３６０：散水器
４００：空調装置
４０２：吸気口
４０４，４２０，５２２：ダクト
４１０：冷却コイル
４１２：加熱冷却コイル
４１４：加湿器
４１６：ファン
４３０：散水器
５２４：排気ファン
５３０：ダクト
５３２：排気口
５００：給気ＶＡＶ
５１０：還気ＶＡＶ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】