JP2703570B2 - 冷却システム - Google Patents
冷却システムInfo
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- JP2703570B2 JP2703570B2 JP63232962A JP23296288A JP2703570B2 JP 2703570 B2 JP2703570 B2 JP 2703570B2 JP 63232962 A JP63232962 A JP 63232962A JP 23296288 A JP23296288 A JP 23296288A JP 2703570 B2 JP2703570 B2 JP 2703570B2
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- Japan
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- heat exchanger
- pipe
- cooling
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Description
本発明は冷却システムに係り、特に重力式ヒートパイ
プを用いて例えば冷房のように熱負荷に対する冷却を行
うシステムに関する。
プを用いて例えば冷房のように熱負荷に対する冷却を行
うシステムに関する。
この種の冷却システムに関する従来技術としては、本
件出願人が既に出願した特開平１−3447号の冷却システ
ムがある。この冷却システムでは、熱負荷のある位置に
空調ユニットや冷蔵庫等の冷却ユニットが設置され、且
つそれよりも高い位置に冷熱源装置が設置されて、その
間を冷媒液管および冷媒ガス管によって往復に連結し、
冷熱源装置、冷媒液管、冷却ユニットおよび冷媒ガス管
の順で閉ループを形成するように冷媒の自然循環系が形
成されている。この自然循環系で、冷却ユニットの熱交
換器内における冷媒液位を適正に制御するために採用さ
れている技術は、第４図に示すような液位制御手段によ
るものである。即ち、熱交換器21の近傍に該熱交換器21
の内部と連通する連通管22を設け、連通管22内の冷媒液
位と熱交換器21内の冷媒液位とが等しくなるように構成
している。具体的には、連通管22の一方端を熱交換器21
への冷媒液入口の冷媒液管23に、また他方端を熱交換器
21からの冷媒ガス流出管26に接続している。また、連通
管22には熱交換器21内の所望の適正冷媒液位と等しい高
さ位置で液面を検知する液面制御スイッチ24が設けられ
ており、一方、冷媒液管23には流量調整弁25が設けられ
てその開閉は上記液面制御スイッチ24からの信号によっ
て制御されている。従って、熱交換器21内の冷媒液が熱
交換すると蒸発して熱交換器21内の冷媒液位が低下し、
これと同時に連通管22内の冷媒液位も低下するので液面
制御スイッチ24が流量調整弁25を開いて熱交換器21およ
び連通管22内へ冷媒液を供給する。そして熱交換器21内
の冷媒液位が所望の液位に達すると液面制御スイッチ24
が流量調整弁25を閉じ、このようにして熱交換器21内の
冷媒液位を常に適正な状態に保つように構成されてい
る。
件出願人が既に出願した特開平１−3447号の冷却システ
ムがある。この冷却システムでは、熱負荷のある位置に
空調ユニットや冷蔵庫等の冷却ユニットが設置され、且
つそれよりも高い位置に冷熱源装置が設置されて、その
間を冷媒液管および冷媒ガス管によって往復に連結し、
冷熱源装置、冷媒液管、冷却ユニットおよび冷媒ガス管
の順で閉ループを形成するように冷媒の自然循環系が形
成されている。この自然循環系で、冷却ユニットの熱交
換器内における冷媒液位を適正に制御するために採用さ
れている技術は、第４図に示すような液位制御手段によ
るものである。即ち、熱交換器21の近傍に該熱交換器21
の内部と連通する連通管22を設け、連通管22内の冷媒液
位と熱交換器21内の冷媒液位とが等しくなるように構成
している。具体的には、連通管22の一方端を熱交換器21
への冷媒液入口の冷媒液管23に、また他方端を熱交換器
21からの冷媒ガス流出管26に接続している。また、連通
管22には熱交換器21内の所望の適正冷媒液位と等しい高
さ位置で液面を検知する液面制御スイッチ24が設けられ
ており、一方、冷媒液管23には流量調整弁25が設けられ
てその開閉は上記液面制御スイッチ24からの信号によっ
て制御されている。従って、熱交換器21内の冷媒液が熱
交換すると蒸発して熱交換器21内の冷媒液位が低下し、
これと同時に連通管22内の冷媒液位も低下するので液面
制御スイッチ24が流量調整弁25を開いて熱交換器21およ
び連通管22内へ冷媒液を供給する。そして熱交換器21内
の冷媒液位が所望の液位に達すると液面制御スイッチ24
が流量調整弁25を閉じ、このようにして熱交換器21内の
冷媒液位を常に適正な状態に保つように構成されてい
る。
ところが、上述のような冷却システムにおける熱交換
器内の冷媒液位制御手段の実際にあっては、流量調整弁
25自体の開閉速度がさほど早くないために、液面制御ス
イッチ24が流量調整弁25を閉じさせる信号を発生しても
瞬時的に流量調整弁25が閉じる訳ではなく、連通管22か
ら冷媒液が溢れ出て冷媒ガス管26内に流れ込んでしまっ
て所謂リキッドバックと呼ばれる現象が起こり、冷媒ガ
スの通過が阻害されて冷却能力の低下を招く恐れがあっ
た。 本発明は上述のごとき従来技術の課題に鑑み、これを
有効に解決すべく創案されたものである。したがって本
発明の目的は、連通管から冷媒液が溢れても、リキッド
バック現象を生じず、冷却能力の低下を防止できる冷却
システムを提供することにある。
器内の冷媒液位制御手段の実際にあっては、流量調整弁
25自体の開閉速度がさほど早くないために、液面制御ス
イッチ24が流量調整弁25を閉じさせる信号を発生しても
瞬時的に流量調整弁25が閉じる訳ではなく、連通管22か
ら冷媒液が溢れ出て冷媒ガス管26内に流れ込んでしまっ
て所謂リキッドバックと呼ばれる現象が起こり、冷媒ガ
スの通過が阻害されて冷却能力の低下を招く恐れがあっ
た。 本発明は上述のごとき従来技術の課題に鑑み、これを
有効に解決すべく創案されたものである。したがって本
発明の目的は、連通管から冷媒液が溢れても、リキッド
バック現象を生じず、冷却能力の低下を防止できる冷却
システムを提供することにある。
本発明に係る冷却システムは、上述のごとき従来技術
の課題を解決し、その目的を達成するために以下のよう
な構成を備えている。 即ち、熱負荷位置よりも高所に設置された冷熱源側熱
交換器と、上記熱負荷位置に設置された冷却用熱交換器
との間が冷媒液管および冷媒ガス管で連結され、内部に
封入されている冷媒がこれら冷熱源側熱交換器および冷
却用熱交換器の間を自然循環するように構成された熱搬
送系よりなる冷却システムにおいて、上記冷却用熱交換
器の下部への冷媒液流入口の近辺の上記冷媒液管には電
動の流量調整弁が介設され、一端が該流量調整弁と上記
冷媒液流入口との間の上記冷媒液管に接続され、且つ他
端が上記冷却用熱交換器内上部のスーパーヒート域の部
分に連結されて該冷却用熱交換器内の冷媒液位と等しい
冷媒液位を維持する連通管が備えられ、上記冷却用熱交
換器内の所望の冷媒液位と等しい高さ位置の上記連通管
途中には、該連通管内の冷媒液位が上記所望の冷媒液位
よりも高くなると上記流量調整弁を閉じさせる命令信号
を出力する液位検知手段が設けられている。
の課題を解決し、その目的を達成するために以下のよう
な構成を備えている。 即ち、熱負荷位置よりも高所に設置された冷熱源側熱
交換器と、上記熱負荷位置に設置された冷却用熱交換器
との間が冷媒液管および冷媒ガス管で連結され、内部に
封入されている冷媒がこれら冷熱源側熱交換器および冷
却用熱交換器の間を自然循環するように構成された熱搬
送系よりなる冷却システムにおいて、上記冷却用熱交換
器の下部への冷媒液流入口の近辺の上記冷媒液管には電
動の流量調整弁が介設され、一端が該流量調整弁と上記
冷媒液流入口との間の上記冷媒液管に接続され、且つ他
端が上記冷却用熱交換器内上部のスーパーヒート域の部
分に連結されて該冷却用熱交換器内の冷媒液位と等しい
冷媒液位を維持する連通管が備えられ、上記冷却用熱交
換器内の所望の冷媒液位と等しい高さ位置の上記連通管
途中には、該連通管内の冷媒液位が上記所望の冷媒液位
よりも高くなると上記流量調整弁を閉じさせる命令信号
を出力する液位検知手段が設けられている。
本発明に係る冷却システムでは、その冷却用熱交換器
内の冷媒液位を常時適正な液位に制御するに際して以下
のように作用する。 冷却用熱交換器内の冷媒液は熱交換して蒸発し、冷媒
ガスとなって冷熱源側熱交換器へ回収されるべく冷媒ガ
ス管内を上昇する。熱交換が進行するとその蒸発量に伴
って熱交換器内の冷媒液位が低下し、連通管内の冷媒液
位も共に低下する。連通管内の冷媒液位が液位検知手段
の位置よりも低くなると、該検知手段から流量調整弁へ
弁を開放する信号が出力されて流量調整弁が開き、冷媒
液が熱交換器内および連通管内へ流入する。冷媒液位が
上昇して液位検知手段の位置に達すると、該検知手段か
らは流量調整弁へこれを閉じさせるべく命令信号が出力
されるが、弁の閉じる速度が遅いと流入する冷媒液は所
定の量よりも多くなって連通管から溢れ出る。併し乍
ら、この溢れ出た冷媒液は連通管の一端が接続されてい
る熱交換器内の上部に位置するスーパーヒート域の部分
に流入する。即ち、熱交換器内のスーパーヒート域では
冷媒の蒸発が完了しているので、この部分での冷却効果
はもはや得られないのが通常であるが、この部分に冷媒
液が流入することによって新たな冷却効果が得られ、冷
却能力の向上が期待できる。
内の冷媒液位を常時適正な液位に制御するに際して以下
のように作用する。 冷却用熱交換器内の冷媒液は熱交換して蒸発し、冷媒
ガスとなって冷熱源側熱交換器へ回収されるべく冷媒ガ
ス管内を上昇する。熱交換が進行するとその蒸発量に伴
って熱交換器内の冷媒液位が低下し、連通管内の冷媒液
位も共に低下する。連通管内の冷媒液位が液位検知手段
の位置よりも低くなると、該検知手段から流量調整弁へ
弁を開放する信号が出力されて流量調整弁が開き、冷媒
液が熱交換器内および連通管内へ流入する。冷媒液位が
上昇して液位検知手段の位置に達すると、該検知手段か
らは流量調整弁へこれを閉じさせるべく命令信号が出力
されるが、弁の閉じる速度が遅いと流入する冷媒液は所
定の量よりも多くなって連通管から溢れ出る。併し乍
ら、この溢れ出た冷媒液は連通管の一端が接続されてい
る熱交換器内の上部に位置するスーパーヒート域の部分
に流入する。即ち、熱交換器内のスーパーヒート域では
冷媒の蒸発が完了しているので、この部分での冷却効果
はもはや得られないのが通常であるが、この部分に冷媒
液が流入することによって新たな冷却効果が得られ、冷
却能力の向上が期待できる。
以下に本発明の好適な実施例について、第１図ないし
第３図を参照して説明する。第１図に本発明の一実施例
として空調システムの概略構成を模式的に示す。熱負荷
のある位置、即ち冷房を行おうとする部屋に室内空調ユ
ニットが設置され、その内部には負荷側熱交換器として
の蒸発コイル１が備えられている。一方、蒸発コイル１
よりも高所の例えば建物の屋上等には冷熱源側熱交換器
としての凝縮コイル２が設置されている。凝縮コイル２
の下部からは冷媒液管３が下方へ延び、電動の流量調整
弁４を介して蒸発コイル１下部の冷媒液流入口５へ接続
されている。また、蒸発コイル１の上部からは冷媒ガス
管６が取り出され、上昇して凝縮コイル２の上部へ接続
され、このように各構成が閉ループを形成するように接
続されて冷媒が自然循環する熱搬送系７が構成されてい
る。凝縮コイル２には、冷熱源としての氷蓄熱槽８が接
続されており、ポンプ９によって冷水が供給されてい
る。蒸発コイル１のすぐ横には液面計10が設置されてお
り、蒸発コイル１内液位に等しい液位を示すように熱搬
送系７に対して接続されている。即ち、液面計10の下端
部は蒸発コイル１の下端部に大幅等しい高さ位置でその
冷媒液流入口５と流量調整弁４との間の冷媒液管３に接
続されており、上端部は蒸発コイル１の上端部に大幅等
しい高さ位置にまで伸びており、その上端部には蒸発コ
イル１上部のスーパーヒート域の部分へ連結される均圧
管11が接続されている。即ち、液面計10と均圧管11とに
よって蒸発コイル１に対する連通管が構成されている。
第２図はその均圧管11の接続状態を示す要部拡大詳細
図、第３図はその側面図であるが、液面計10内には、冷
媒液位が所定の高さに達したときにその液位を検知して
流量調整弁４を閉じさせるべく命令信号を出力する液位
検知手段として、フロート13およびリードスイッチ14が
設けられている。均圧管11は、液面計９の頂部から気流
上流側の第１列目最上段のｕベント部12に接続されてい
る。この位置は、蒸発コイル１において熱負荷が最も大
きく且つスーパーヒート度が最も高い箇所であり、この
部分に冷媒液が流入しても最も効率的に熱交換が行われ
て冷媒は直ちに蒸発し、冷媒ガス管６へ流入できる。従
って、冷媒ガス管６内に冷媒液が滞留することはなく、
冷媒ガスが上昇するのを阻害する恐れは解消される。
第３図を参照して説明する。第１図に本発明の一実施例
として空調システムの概略構成を模式的に示す。熱負荷
のある位置、即ち冷房を行おうとする部屋に室内空調ユ
ニットが設置され、その内部には負荷側熱交換器として
の蒸発コイル１が備えられている。一方、蒸発コイル１
よりも高所の例えば建物の屋上等には冷熱源側熱交換器
としての凝縮コイル２が設置されている。凝縮コイル２
の下部からは冷媒液管３が下方へ延び、電動の流量調整
弁４を介して蒸発コイル１下部の冷媒液流入口５へ接続
されている。また、蒸発コイル１の上部からは冷媒ガス
管６が取り出され、上昇して凝縮コイル２の上部へ接続
され、このように各構成が閉ループを形成するように接
続されて冷媒が自然循環する熱搬送系７が構成されてい
る。凝縮コイル２には、冷熱源としての氷蓄熱槽８が接
続されており、ポンプ９によって冷水が供給されてい
る。蒸発コイル１のすぐ横には液面計10が設置されてお
り、蒸発コイル１内液位に等しい液位を示すように熱搬
送系７に対して接続されている。即ち、液面計10の下端
部は蒸発コイル１の下端部に大幅等しい高さ位置でその
冷媒液流入口５と流量調整弁４との間の冷媒液管３に接
続されており、上端部は蒸発コイル１の上端部に大幅等
しい高さ位置にまで伸びており、その上端部には蒸発コ
イル１上部のスーパーヒート域の部分へ連結される均圧
管11が接続されている。即ち、液面計10と均圧管11とに
よって蒸発コイル１に対する連通管が構成されている。
第２図はその均圧管11の接続状態を示す要部拡大詳細
図、第３図はその側面図であるが、液面計10内には、冷
媒液位が所定の高さに達したときにその液位を検知して
流量調整弁４を閉じさせるべく命令信号を出力する液位
検知手段として、フロート13およびリードスイッチ14が
設けられている。均圧管11は、液面計９の頂部から気流
上流側の第１列目最上段のｕベント部12に接続されてい
る。この位置は、蒸発コイル１において熱負荷が最も大
きく且つスーパーヒート度が最も高い箇所であり、この
部分に冷媒液が流入しても最も効率的に熱交換が行われ
て冷媒は直ちに蒸発し、冷媒ガス管６へ流入できる。従
って、冷媒ガス管６内に冷媒液が滞留することはなく、
冷媒ガスが上昇するのを阻害する恐れは解消される。
以上の説明より明らかなように、本発明によれば次の
ごとき優れた効果が発揮される。 即ち、流量調整弁の閉じる速度が遅いために連通管か
ら冷媒液が溢れても、リキッドバック現象を生じること
なく冷却能力の低下を防止できる。
ごとき優れた効果が発揮される。 即ち、流量調整弁の閉じる速度が遅いために連通管か
ら冷媒液が溢れても、リキッドバック現象を生じること
なく冷却能力の低下を防止できる。
第１図は本発明の一実施例として空調システムの概略構
成を示す模式図、第２図は本実施例における均圧管の接
続状態を示す要部拡大詳細図、第３図はその側面図、第
４図は従来技術の冷却システムにおける冷媒液位制御手
段の概略構成を示す模式図である。 １……冷却用熱交換器としての蒸発コイル、 ２……冷熱源側熱交換器としての凝縮コイル、 ３……冷媒液管、４……流量調整弁、５……蒸発コイル
の冷媒液流入口、６……冷媒ガス管、７……熱搬送系、
10,11……連通管としての液面計および均圧管、12……
スーパーヒート域の部分としてのＵベント部、13,14…
…液位検知手段としてのフロートおよびリードスイッチ
成を示す模式図、第２図は本実施例における均圧管の接
続状態を示す要部拡大詳細図、第３図はその側面図、第
４図は従来技術の冷却システムにおける冷媒液位制御手
段の概略構成を示す模式図である。 １……冷却用熱交換器としての蒸発コイル、 ２……冷熱源側熱交換器としての凝縮コイル、 ３……冷媒液管、４……流量調整弁、５……蒸発コイル
の冷媒液流入口、６……冷媒ガス管、７……熱搬送系、
10,11……連通管としての液面計および均圧管、12……
スーパーヒート域の部分としてのＵベント部、13,14…
…液位検知手段としてのフロートおよびリードスイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】熱負荷位置よりも高所に設置された冷熱源
側熱交換器（２）と、上記熱負荷位置に設置された冷却
用熱交換器（１）との間が冷媒液管（３）および冷媒ガ
ス管（６）で連結され、内部に封入されている冷媒がこ
れら冷熱源側熱交換器（２）および冷却用熱交換器
（１）の間を自然循環するように構成された熱搬送系
（７）よりなる冷却システムにおいて、 上記冷却用熱交換器（１）の下部への冷媒液流入口
（５）の近辺の上記冷媒液管（３）には電動の流量調整
弁（４）が介設され、一端が該流量調整弁（４）と上記
冷媒液流入口（５）との間の上記冷媒液管（３）に接続
され、且つ他端が上記冷却用熱交換器（１）内上部のス
ーパーヒート域の部分（12）に連結されて該冷却用熱交
換器（１）内の冷媒液位と等しい冷媒液位を維持する連
通管（10,11）が備えられ、上記冷却用熱交換器（１）
内の所望の冷媒液位と等しい高さ位置の上記連通管（1
0,11）途中には、該連通管（10,11）内の冷媒液位が上
記所望の冷媒液位よりも高くなると上記流量調整弁
（４）を閉じさせる命令信号を出力する液位検知手段
（13,14）が設けられたことを特徴とする冷却システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232962A JP2703570B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232962A JP2703570B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 冷却システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282037A JPH0282037A (ja) | 1990-03-22 |
| JP2703570B2 true JP2703570B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=16947602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63232962A Expired - Fee Related JP2703570B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703570B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156272U (ja) * | 1986-03-18 | 1987-10-03 |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63232962A patent/JP2703570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0282037A (ja) | 1990-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |