JP2813225B2 - 冷媒直膨式空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、冷媒直膨式空調装置に係わり、特に、冷媒
ホットガスを利用して冷房空気の湿度を調整する空調装
置に関する。

「従来の技術」 従来より、ビルその他の室内冷房を行う空調装置にお
いては、冷凍若しくはヒートポンプサイクルを構成する
熱源機より冷熱エネルギーを付与された冷媒を、ユニッ
トクーラ内の熱交換器に直接給配し、その蒸発若しくは
凝縮熱を利用して空調を行う、いわゆる直膨式の空調装
置と、前記熱源機内の蒸発器若しくは凝縮器により熱供
給された冷温水（循環水）を介して前記ユニットクーラ
内の熱交換器に冷熱エネルギーの供給を行うようにし
た、セントラル方式の空調装置等が存在するが、前者は
冷媒と室内空気が直接熱交換を行う為に熱効率の面で有
利である。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら直膨型の空調装置においては冷媒と室内
空気が直接熱交換されるために、ユニットクーラよりの
吹出し温度が異常に低くなり、この為ユニットクーラ近
傍の者に不快感を与えることになる。

この為、前記装置において前記熱交換した冷却空気に
外気温度を混合させ、吹出し温度の異常温度低下を防い
でいるが、このように構成すると除湿されていない外気
がユニットクーラより噴出されることになる為に、特に
前記外気が高温多湿の場合に、室内状態を快適な温度に
調整する事が不可能になる。

かかる欠点を解消する為に、前記冷凍サイクルを構成
する圧縮機の吐出ガス（冷媒ホットガス）を利用して前
記異常冷却された吹出し空気を再加熱するように構成す
ることも可能であるが、このように構成すると前記吐出
ガスが奪熱により凝縮された凝縮液の処理が困難にな
る。

即ち、ビル空調におけるセパレート型の空調装置にお
いては、室内に装着されるコントロールユニットその他
の室内空調機に対し、熱源機は一般に建物の屋上等に設
置する場合が多く、この為前記両機器の高低差により、
空調機排出後の凝縮液を屋上に設置された熱源機内の凝
縮器まで戻すのが困難で有り、又たとえ戻すことが可能
だとしても凝縮器内で液柱を押出す分の圧縮機吐出圧の
増加をも引起こすのみならず、動力増加を招く。

この為前記両機器の高低差は、増加を許容出来る圧縮
機の最高吐出圧に制限を受け、無用に高い箇所に熱源機
を設置出来ないという欠点を有す。

一方前記吹出し空気の異常冷却はセントラル方式の場
合でも生じ、この為従来装置においては前記循環水の異
常冷却を防止するために、蒸発器若しくは熱交換器に導
かれる循環水をボイラその他の他エネルギー発生手段を
利用して予備加熱するように構成しているが、このよう
に構成すると、エネルギーの効率利用に反するのみなら
ず、設置コストが大になる。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、直膨式の空調
装置において、前記冷媒ホットガスを用いて吹出し空気
を温度制御を行うも、熱源機の設置位置に制限を受けた
り該熱源機側の動力増加を招く事なく、効率的に温度／
湿度制御が可能な空調装置を提供することを目的とす
る。

「課題を解決するための手段」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、圧縮機と
凝縮器とを含む熱源機と、室内空調機としてのユニット
クーラ１内に２以上の熱交換器11、12を設け、第１の熱
交換器11に管路31及び膨張弁32を介して前記熱源機２の
凝縮器21よりの液冷媒を、又該熱交換器11の下流側に位
置する第２の熱交換器12に圧縮機22よりの吐出ガス冷媒
を開閉可能な開放弁33（例えば流量調整や電磁開閉弁）
を介して第２の熱交換器12に夫々給配可能に構成すると
共に、該第２の熱交換器12により熱交換されたガス冷媒
を前記膨張弁32と前記第１の熱交換器11間の管路に導入
可能に構成した冷媒直膨式空調装置において、 前記第２の熱交換器の出口に配置された液冷媒のみを
通過可能なドレーナと、 少なくとも室内の温度を検出して、前記膨張弁、前記
開閉弁、前記ドレーナを制御するコントローラとを備
え、 前記ユニットクーラの吹き出し温度が低くなった場合
に、前記開閉弁を開放して前記圧縮機からの吐出冷媒ガ
スを前記第２の熱交換器に導入するとともに前記膨張弁
を閉鎖し、 前記第２の熱交換器により熱交換された前記吐出冷媒
ガスの内、凝縮された液冷媒のみを前記ドレーナを介し
て前記膨張弁の出口直後に導入して、前記第１熱交換器
を介して前記熱源機側に戻すように構成した事を特徴と
する。

「作用」 かかる技術手段によれば、室内空気の冷却を行なう第
１の熱交換器11の下流側に、圧縮機22よりの吐出ガス冷
媒、言い換えればホットガス冷媒が導入される熱交換器
12を配した為に、前記第１の熱交換器11による異常冷却
を防止し、常に適正温度の吹出し空気を得ることが出来
るのみならず、温度制御用の特別の熱エネルギー発生手
段が不要となり、設備コストが大幅に低減する。

又、吹出し空気は外気と混合されることなく、第２の
熱交換器12の熱交換により温度制御がされるために、外
気の湿度状態と無関係に適切な温度／湿度制御が可能で
あり、而も前記第２の熱交換器12に導入されるホット冷
媒ガスは、開閉可能な開閉弁33を利用して開閉且つ流量
制御可能であるために、前記効果が一層助長される。

又、前記第２の熱交換器12の熱交換により凝縮化され
たホット冷媒ガスは凝縮器21側に戻すことなく、再度一
の熱交換器11内に導入されて蒸発作用を営む為に熱交換
の有効利用が図れる。即ち第２の熱交換器12と第１の熱
交換器11間で凝縮／蒸発サイクルを構成する為に、熱損
失が生ぜず、熱エネルギーの有効利用が図れる。

更に、前記第２の熱交換器12により熱交換された前記
凝縮液は熱源機２側に戻入する必要がなく、ユニットク
ーラ１内で循環する構成を取る為に、前記冷媒ホットガ
スを用いて吹出し空気の温度制御を行うも、熱源機２の
設置位置に制限を受けたり該熱源機２側の動力増加を招
く事がない。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的
に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の実施例に係る空調装置のシステム構
成図である。

本装置はビルの屋上その他に設置された熱源機２と、
各室内に配置されたユニットクーラ１、及び該ユニット
クーラ１の制御を行うユニットコントローラ３からな
る。

そして前記熱源機２は、モータ22aに連結されスライ
ド弁22bにより圧力制御可能な冷凍圧縮機22と、前記圧
縮機22よりの吐出ガス冷媒の凝縮を行う凝縮器21とその
凝縮液を貯溜するレシーバ23、ユニットクーラ１側で蒸
発した冷媒ガスを貯溜するアキュームレータ24を有し、
圧縮機22の吸気側へ接続され、前記吐出ガス冷媒を凝縮
器21に導く管路は分岐されて電磁開閉弁33を介してユニ
ットクーラ１内の第二の熱交換器12内に導入可能に構成
されている。

一方ユニットクーラ１は、上段側より順次エアーフィ
ルタ13、第一及び第二の熱交換器11、12及び排気ファン
14からなり、前記第１の熱交換器11はその入口側を管路
31及び膨張弁32を介してレシーバ23と、又その出口側を
アキュームレータ24を介して圧縮機22の吸気側に接続す
る。

一方第２の熱交換器12は、前記電磁弁33開放時に吐出
冷媒ガスが導入可能に構成され、又その出口側をフロー
ト式ドレーナ15及び管路34を介して第１の熱交換器11の
入口側に位置する膨張弁32の出口直後に接続させてい
る。

次にかかる実施例の作用を説明する。

先ず熱源機２側では圧縮機22により圧縮された吐出冷
媒ガスは凝縮器21により凝縮された後レシーバ23、管路
37を介して各ユニットクーラ１の第１の熱交換器11内に
導入され、そして該熱交換器11で室内空気を冷却する事
により前記凝縮液が蒸発し、該蒸発冷媒ガスを管路38を
介して熱源機２側に戻入し、アキュームレータ24を介し
て圧縮機22の吸気側に導入した後、再度圧縮−凝縮−蒸
発−戻入サイクルを繰り返す。

一方前記第１の熱交換器11により冷却された吹出し空
気の温度が異常に低くなった場合は、該空気の温度若く
しては温度検知手段40、41により検知してユニットコン
トローラ３よりの信号に基づいて電磁弁33を開放して膨
張弁32を閉じて吐出冷媒ガスを管路39を介して第２の熱
交換器12に導入し、第１の熱交換器11により冷却された
室内空気を所定温度まで加温する。

そして前記加温により吐出冷媒ガスが凝縮されて第２
の熱交換器12の出口側に排出され、そして該凝縮された
冷媒ガスはドレーナ15及び管路34を介してその凝縮液の
みを第１の熱交換器11速の膨張弁32出口側の気液混相域
に戻入され、再度第１の熱交換器11内で所定の冷却作用
を営む。

以下の前記動作を繰り返す。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、ユニットクーラ１
よりの吹出し空気は外気と混合させることなく、又特別
の熱エネルギー発生手段を設ける事なく、設備コストの
低減と吹出し空気を適正温度／湿度に維持し得る。

又、本発明は前記温度制御を行なうホット冷媒ガス第
２の熱交換器12で熱交換後、熱源機２側に戻す事なく同
一ユニットクーラ１内の第１の熱交換器11に戻入される
為に、熱損失が生ぜず、熱エネルギーの有効利用が図れ
るとともに、熱源機２とユニットクーラ１に大きな高低
差があってもこれと無関係に且つ熱源機２側の動力増加
を招く事なく空調作用を営む事が出来る等の種々の著効
を有す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係る空調装置のシステム構成図
である。 ２……熱源機、３……ユニットコントローラ（コントロ
ーラ）、11……第１の熱交換器、12……第２の熱交換
器、15……ドレーナ、21……凝縮機、22……圧縮器、32
……膨張弁、33……開閉弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と凝縮器とを含む熱源機と、少なく
   とも２以上の熱交換器を含むユニットクーラとを有し、
   管路を介して前記凝縮器よりの液冷媒を膨張弁を介して
   第１の熱交換器に、又圧縮機よりの吐出ガス冷媒を開閉
   可能な開閉弁を介して第２の熱交換器に夫々給配可能に
   構成すると共に、該第２の熱交換器により熱交換された
   冷媒を前記膨張弁と前記第１の熱交換器間の管路に導入
   可能に構成した冷媒直膨式空調装置において、 前記第２の熱交換器の出口に配置された液冷媒のみを通
   過可能なドレーナと、 少なくとも室内の温度を検出して、前記膨張弁、前記開
   閉弁、前記ドレーナを制御するコントローラとを備え、 前記ユニットクーラの吹き出し温度が低くなった場合
   に、前記開閉弁を開放して前記圧縮機からの吐出冷媒ガ
   スを前記第２の熱交換器に導入するとともに前記膨張弁
   を閉鎖し、 前記第２の熱交換器により熱交換された前記吐出冷媒ガ
   スの内、凝縮された液冷媒のみを前記ドレーナを介して
   前記膨張弁の出口直後に導入して、前記第１熱交換器を
   介して前記熱源機側に戻すように構成した事を特徴とす
   る冷媒直膨式空調装置。