JP2859718B2 - 冷房装置および冷暖房装置 - Google Patents

冷房装置および冷暖房装置

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JP2859718B2
JP2859718B2 JP20314890A JP20314890A JP2859718B2 JP 2859718 B2 JP2859718 B2 JP 2859718B2 JP 20314890 A JP20314890 A JP 20314890A JP 20314890 A JP20314890 A JP 20314890A JP 2859718 B2 JP2859718 B2 JP 2859718B2
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弘一 小寺
昭之 川嶋
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷房装置および冷暖房装置に係わり、特に
気液相変化する冷媒を用いた冷房装置および冷暖房装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来、フロン系冷媒のように気液相変化する冷媒を用
いた冷暖房装置としては、例えば、本出願人が先に出願
した特開平2−57835号公報に開示されるものが知られ
ている。
第3図は、この公報に開示される冷暖房装置を示すも
ので、この冷暖房装置は、受液タンク11と、外部からの
冷,温熱源と熱交換する凝縮器兼蒸発器13と、室内空気
と熱交換する、少なくとも一台以上の室用蒸発器兼凝縮
器15と、所要の配管および冷暖切換弁と、これ等により
熱サイクルを行なわせる液ポンプ17とを配設して構成さ
れ、さらに、熱運搬手段としてフロン系冷媒が使用され
ている。
以上のような冷暖房装置では、熱運搬手段としてフロ
ン系冷媒を循環使用するようにしたので、冷媒の搬送量
が少なくなり、動力が低減されるとともに、配管のサイ
ズを縮小し、配設スペースを節約することが可能とな
る。
また、従来の液ポンプ方式では、冷房しか行なうこと
ができないが、この冷暖房装置では、可逆サイクルのた
め、冷,暖両用に利用でき、さらに、DHC熱源使用にも
適し、また、室内の負荷のアンバランスに対しても容易
に制御可能である。
そして、この冷暖房装置では、冷房時には、液ポンプ
17が作動され、受液タンク11内の冷媒は、図に太線で示
すように、第1管路18を通り室用蒸発器兼凝縮器15に流
入し、ここで蒸発作用を受け室内側の空気を冷房し、こ
の後、第2管路19を通って蒸発器兼凝縮器13に流入し、
ここで凝縮作用を受け、第3管路20を通って受液タンク
11内に循環する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の冷暖房装置では、冷
房時に、室用蒸発器兼凝縮器15の熱交換率を向上するた
めに、液ポンプ17により、室用蒸発器兼凝縮器15に多量
の液状の冷媒を供給すると、液状の冷媒の一部がそのま
ま第2管路19に流入し、第2管路19内の冷媒は、ガス分
と液分とが混合した状態になり、この状態の冷媒を凝縮
器兼蒸発器13にそのまま導くと、凝縮器兼蒸発器13にお
ける凝縮効率が極端に低下するという問題があった。
本発明は、上記のような問題を解決したもので、凝縮
器における凝縮効率を従来より大幅に向上することので
きる冷房装置および冷暖房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〕
本発明にかかわる冷房装置は、気液相変化する冷媒を
液体状態で収容する受液タンクと、前記冷媒と室内空気
とを熱交換させる蒸発器と、前記冷媒と外部からの冷熱
源とを熱交換させる凝縮器と、前記受液タンクの出口側
と前記蒸発器の一側とを接続し液ポンプの介装される第
1管路と、前記蒸発器の他側と前記凝縮器の一側とを接
続する第2管路と、前記凝縮器の他側と受液タンクの入
口側とを接続する第3管路とを備えた冷房装置におい
て、前記第2管路に、第2管路内のガス分と液分との分
離を行ないガス分のみを凝縮器に導く気液分離装置を配
置するとともに、この気液分離装置を、前記受液タンク
の上方に配置され、分断された前記第2管路の一対の分
断端部が上部のガス部に開口されるタンク本体と、この
タンク本体の下部開口と受液タンクの上部のガス部とを
接続するドレン管路とから構成し、このドレン管路の一
部を、前記タンク本体内の冷媒の最大液位面まで、上方
に向けて突出し液位調整部を形成してなるものである。
本発明の冷暖房装置は、気液相変化する冷媒を液体状
態で収容する受液タンクと、前記冷媒と室内空気とを熱
交換させる蒸発器と、前記冷媒と外部からの冷熱源とを
熱交換させる凝縮器と、前記受液タンクの出口側と前記
蒸発器の一側とを接続し液ポンプの介装される第1管路
と、前記蒸発器の他側と前記凝縮器の一側とを接続する
第2管路と、前記凝縮器の他側と受液タンクの入口側と
を接続する第3管路とを備えた冷房回路を有する冷暖房
装置において、前記第2管路に、第2管路内のガス分と
液分との分離を行ないガス分のみを凝縮器に導く気液分
離装置を配置するとともに、この気液分離装置を、前記
受液タンクの上方に配置され、分断された前記第2管路
の一対の分断端部が上部のガス部に開口されるタンク本
体と、このタンク本体の下部開口と受液タンクの上部の
ガス部とを接続するドレン管路とから構成し、このドレ
ン管路の一部を、前記タンク本体内の冷媒の最大液位面
まで、上方に向けて突出し液位調整部を形成してなるも
のである。
〔作 用〕
本発明の冷房装置および冷暖房装置においては、冷房
時には、受液タンク内の冷媒は、第1管路を通り蒸発器
に流入し、ここで蒸発作用を受け室内側の空気を冷房
し、第2管路を通って凝縮器に流入し、ここで凝縮作用
を受け、この後、第3管路を通って受液タンク内に循環
する。
そして、本発明では、第2管路に配置される気液分離
装置により、第2管路内のガス分と液分との分離が行な
われ、ガス分のみが凝縮器に導かれる。
すなわち、第2管路内のガス分と液分とを含んだ冷媒
は、蒸発器側の分断端部からタンク本体の上部に流出さ
れ、軽いガス分のみが、凝縮器側の分断端部から凝縮器
に導かれ凝縮器において凝縮される。
一方、タンク本体内に流入した液分が所定の液位を越
えると、ドレン管路に形成される液位調整部を越えて受
液タンク側に導かれる。
〔実施例〕
以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明
する。
第1図は、本発明の冷房装置の一実施例を示すもの
で、図において符号21は、例えば、フロン系冷媒のよう
に気液相変化する冷媒を液体状態で収容する受液タンク
を示している。
符号23は、冷媒と室内空気とを熱交換させる複数台の
蒸発器(1台のみを図示)を示している。
符号25は、冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換させる
凝縮器を示しており、この凝縮器25には、外部から冷水
等の冷熱源を供給するための冷熱源供給配管27を挿通さ
れている。
受液タンク21の出口側と蒸発器23の一側とを接続して
第1管路29が形成されており、この第1管路29には、液
ポンプ31が配置されている。
また、蒸発器23の他側と凝縮器25の一側とを接続して
第2管路33が形成されている。
さらに、凝縮器25の他側と受液タンク21の入口側とを
接続して第3管路35が形成されている。
そして、この実施例では、第2管路33には、第2管路
33内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみ凝縮器
25に導く気液分離装置37が配置されている。
この気液分離装置37は、受液タンク21の上方に配置さ
れるタンク本体39を有している。
このタンク本体39の上部のガス部38には、分断された
第2管路33の一対の分断端部41,43が開口されている。
タンク本体39の下部開口と受液タンク21の上部のガス
部49とを接続してドレン管路45が配置されている。
そして、このドレン管路45の一部が、タンク本体39内
の冷媒の最大液位面Lまで、上方に向けて突出され、液
位調整部47が形成されている。
以上のように構成された冷房装置では、液ポンプ31が
作動されると、受液タンク21内の冷媒は、第1管路29を
通り蒸発器23に流入し、ここで蒸発作用を受け室内側の
空気を冷房し、第2管路33を通って凝縮器25に流入し、
ここで凝縮作用を受け、この後、第3管路35を通って受
液タンク21内に循環する。
しかして、以上のように構成された冷房装置では、第
2管路33に、第2管路33内のガス分と液分との分離を行
ないガス分のみを凝縮器25に導く気液分離装置37を配置
するとともに、この気液分離装置37を、受液タンク21の
上方に配置され、分断された第2管路33の一対の分断端
部41,43が上部のガス部に開口されるタンク本体39と、
このタンク本体39の下部開口と受液タンク21の上部のガ
ス部49とを接続するドレン管路45とから構成し、このド
レン管路45の一部を、タンク本体39内の冷媒の最大液位
面Lまで、上方に向けて突出し液位調整部47を形成した
ので、第2管路33内のガス分と液分とを含んだ冷媒は、
蒸発器23側の分断端部41からタンク本体39の上部に流出
され、軽いガス分のみが、凝縮器25側の分断端部43から
凝縮器25に導かれ凝縮器25において凝縮され、一方、タ
ンク本体39内に流入した液分は、タンク本体39内に流入
した液分が所定の液位を越えると、冷媒が、ドレン管路
45に形成される液位調整部47を越えて受液タンク21側に
導かれるため、凝縮器25に供給される冷媒には、凝縮の
不要な熱交換効率を低下させる液状の冷媒を含まれるこ
とがなく、凝縮器25における凝縮効率を従来より大幅に
向上することが可能となる。
また、以上のように構成された冷房装置では、ドレン
管路45の一部を、タンク本体39内の冷媒の最大液位面L
まで、上方に向けて突出し液位調整部47を形成したの
で、制御弁,センサー等の特別な装置を必要とすること
なく、容易確実に液位の調節を行なうことが可能とな
る。
第2図は、本発明の冷暖房装置の一実施例を示すもの
で、この実施例では、室内には、蒸発器と凝縮器との機
能を備えた室用蒸発器兼凝縮器51が配置され、また、室
外には、冷媒と外部からの温熱源とを熱交換させる蒸発
器53が配置されている。
この蒸発器53には、外部から温水等の温熱源を供給す
るための温熱源供給配管55が挿通されている。
受液タンク21の出口側と蒸発器53の一側とを接続して
第4管路57が形成されており、この第4管路57には、開
閉弁59が配置されている。
また、蒸発器53の他側と室用蒸発器兼凝縮器51の他側
とを接続して第5管路61が形成されている。
さらに、第1管路29の開閉弁63と室用蒸発器兼凝縮器
51との間から分岐して、受液タンク21の入口側に接続す
る第6管路65が配置されており、この第6管路65には、
開閉弁67が配置されている。
そして、第2管路33には、上述した実施例の気液分離
装置37と同一の気液分離装置が配置されている。
以上のように構成された冷暖房装置では、冷房は、室
用蒸発器兼凝縮器51を蒸発器として使用し、前述した実
施例とほぼ同様に行なわれる。
一方、暖房は、液ポンプ31の作動により、受液タンク
21内の冷媒を、第4管路57を通り蒸発器53に流入させ、
ここで蒸発作用を受けた冷媒を、第5管路61を通して室
用蒸発器兼凝縮器51に流入させ、ここで凝縮作用を受け
室内側の空気を暖房した冷媒を、第6管路65を通して受
液タンク21内に循環することにより行なわれる。
以上のように構成された冷暖房装置においても、冷房
時には、第1図に示した実施例とほぼ同様の効果を得る
ことができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、第2管路に、第
2管路内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみ凝
縮器に導く気液分離装置を配置するとともに、この気液
分離装置を、受液タンクの上方に配置され、分断された
第2管路の一対の分断端部が上部のガス部に開口される
タンク本体と、このタンク本体の下部開口と受液タンク
の上部のガス部とを接続するドレン管路とから構成し、
このドレン管路の一部を、タンク本体内の冷媒の最大液
面まで、上方に向けて突出し液位調整部を形成したの
で、第2管路内のガス分と液分とを含んだ冷媒は、蒸発
器側の分断端部からタンク本体の上部に流出され、軽い
ガス分のみが、凝縮器側の分断端部から凝縮器に導かれ
凝縮器において凝縮され、一方、タンク本体内に流入し
た液分は、所定の液位を越えると、冷媒が、ドレン管路
に形成される液位調整部を越えて受液タンク側に導かれ
るため、凝縮器に供給される冷媒には、凝縮の不要な熱
交換効率を低下させる液状の冷媒が含まれることがな
く、凝縮器における凝縮効率を従来より大幅に向上する
ことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の冷房装置の一実施例を示す配管系統図
である。 第2図は本発明の冷暖房装置の一実施例を示す配管系統
図である。 第3図は従来の冷暖房装置を示す配管系統図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 21……受液タンク 23……蒸発器 25……凝縮器 29……第1管路 31……液ポンプ 33……第2管路 35……第3管路 38,49……ガス部 39……タンク本体 41,43……分断端部 45……ドレン管路 47……液位調整部。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24F 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気液相変化する冷媒を液体状態で収容する
    受液タンクと、前記冷媒と室内空気とを熱交換させる蒸
    発器と、前記冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換させる
    凝縮器と、前記受液タンクの出口側と前記蒸発器の一側
    とを接続し液ポンプの介装される第1管路と、前記蒸発
    器の他側と前記凝縮器の一側とを接続する第2管路と、
    前記凝縮器の他側と受液タンクの入口側とを接続する第
    3管路とを備えた冷房装置において、前記第2管路に、
    第2管路内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみ
    を凝縮器に導く気液分離装置を配置するとともに、この
    気液分離装置を、前記受液タンクの上方に配置され、分
    断された前記第2管路の一対の分断端部が上部のガス部
    に開口されるタンク本体と、このタンク本体の下部開口
    と受液タンクの上部のガス部とを接続するドレン管路と
    から構成し、このドレン管路の一部を、前記タンク本体
    内の冷媒の最大液位面まで、上方に向けて突出し液位調
    整部を形成してなることを特徴とする冷房装置。
  2. 【請求項2】気液相変化する冷媒を液体状態で収容する
    受液タンクと、前記冷媒と室内空気とを熱交換させる蒸
    発器と、前記冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換させる
    凝縮器と、前記受液タンクの出口側と前記蒸発器の一側
    とを接続し液ポンプの介装される第1管路と、前記蒸発
    器の他側と前記凝縮器の一側とを接続する第2管路と、
    前記凝縮器の他側と受液タンクの入口側とを接続する第
    3管路とを備えた冷房回路を有する冷暖房装置におい
    て、前記第2管路に、第2管路内のガス分と液分との分
    離を行ないガス分のみを凝縮器に導く気液分離装置を配
    置するとともに、この気液分離装置を、前記受液タンク
    の上方に配置され、分断された前記第2管路の一対の分
    断端部が上部のガス部に開口されるタンク本体と、この
    タンク本体の下部開口と受液タンクの上部のガス部とを
    接続するドレン管路とから構成し、このドレン管路の一
    部を、前記タンク本体内の冷媒の最大液位面まで、上方
    に向けて突出し液位調整部を形成してなることを特徴と
    する冷暖房装置。
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