JP2898369B2 - 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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JP2898369B2
JP2898369B2 JP18843390A JP18843390A JP2898369B2 JP 2898369 B2 JP2898369 B2 JP 2898369B2 JP 18843390 A JP18843390 A JP 18843390A JP 18843390 A JP18843390 A JP 18843390A JP 2898369 B2 JP2898369 B2 JP 2898369B2
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弘一 小寺
昭之 川嶋
賢 中澤
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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の熱交換効率を向上する
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回路を有する
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、このドレン管路に配
置される制御弁と、前記タンク本体内の冷媒の液位を測
定する液面センサと、この液面センサからの液位信号を
入力し、この値に基づいて液位が予め定められた値にな
るように前記制御弁の開度を制御する制御手段とから構
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、このドレン管路に配置される制御弁と、前
記タンク本体内の冷媒の液位を測定する液面センサと、
この液面センサからの液位信号を入力し、この値に基づ
いて液位が予め定められた値になるように前記制御弁の
開度を制御する制御手段とから構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は、制御手段によ
り制御弁を開とすることにより、タンク本体の下部から
ドレン管路を通り、受液タンクに導かれる。
〔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が挿通さ
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を凝縮
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の下部と受液タンク21の上部のガス部と
を接続してドレン管路45が配置されており、このドレン
管路45には、制御弁47が配置されている。
一方、タンク本体39の側方には、タンク本体39と同一
レベルで、液面計48が配置されており、この液面計48に
は、タンク本体39内の冷媒の液位を出力する液面センサ
49が配置されている。
なお、図において符号50は、液面センサ49からの液位
信号を入力し、この値に基づいて液位が予め定められ
た、例えば、一定の値になるように、制御弁47の開度を
制御する制御装置を示している。
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の下部と受液タンク21の上部のガス部
とを接続するドレン管路45と、このドレン管路45に配置
される制御弁47と、タンク本体39内の冷媒の液位を測定
する液面センサ49と、この液面センサ49からの液位信号
を入力し、この値に基づいてタンク本体39内の液位が予
め定められた値になるように制御弁47の開度を制御する
制御装置50とから構成したので、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からの凝縮器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、制御装置50により制御弁47を開とすることによ
り、タンク本体39の下部からドレン管路45を通り、受液
タンク21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が
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。
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、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、このドレン管
路に配置される制御弁と、タンク本体内の冷媒の液位を
測定する液面センサと、この液面センサからの液位信号
を入力し、この値に基づいて液位が予め定められた値に
なるように制御弁の開度を制御する制御手段とから構成
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、制御手段により制御弁を開とするこ
とにより、タンク本体の下部からドレン管路を通り、受
液タンクに導かれるため、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 39……タンク本体 41,43……分断端部 45……ドレン管路 47……制御弁 49……液面センサ 50……制御装置。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−18362(JP,A) 特開 平2−57835(JP,A) 特開 平2−82037(JP,A) (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、こ
    のドレン管路に配置される制御弁と、前記タンク本体内
    の冷媒の液位を測定する液面センサと、この液面センサ
    からの液位信号を入力し、この値に基づいて液位が予め
    定められた値になるように前記制御弁の開度を制御する
    制御手段とから構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、このドレン管路に配置される制御弁
    と、前記タンク本体内の冷媒の液位を測定する液面セン
    サと、この液面センサからの液位信号を入力し、この値
    に基づいて液位が予め定められた値になるように前記制
    御弁の開度を制御する制御手段とから構成してなること
    を特徴とする冷暖房装置。
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