JP3051429B2 - 冷房装置 - Google Patents
冷房装置Info
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- JP3051429B2 JP3051429B2 JP2188431A JP18843190A JP3051429B2 JP 3051429 B2 JP3051429 B2 JP 3051429B2 JP 2188431 A JP2188431 A JP 2188431A JP 18843190 A JP18843190 A JP 18843190A JP 3051429 B2 JP3051429 B2 JP 3051429B2
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- condenser
- outside air
- refrigerant
- pipe
- receiving tank
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷房装置に係わり、特に、外気冷熱を利用
した冷房装置に関する。
した冷房装置に関する。
従来、コンピュータールーム等のように内部発熱が多
い部屋に対しての冷房の省エネルギ方法の一つとして、
冬期に、低温外気を利用して室内側の熱を室外側に移動
する冷媒自然循環式熱移動装置を冷房装置に併用した空
調装置が提案されている。
い部屋に対しての冷房の省エネルギ方法の一つとして、
冬期に、低温外気を利用して室内側の熱を室外側に移動
する冷媒自然循環式熱移動装置を冷房装置に併用した空
調装置が提案されている。
第２図は、この種の空調装置の室内機を示すもので、
この室内機では、室用蒸発器11には、屋外に配置される
外気凝縮器13に接続される循環管路15が形成されてい
る。
この室内機では、室用蒸発器11には、屋外に配置される
外気凝縮器13に接続される循環管路15が形成されてい
る。
そして、外気凝縮器13を有効利用できるのが外気の温
度の低い冬期に限られ、また、外気の状態により外気凝
縮器13の冷却能力が変動するため、室用蒸発器13に隣接
して、冷水を循環する補助冷水コイル17が配置されてい
る。
度の低い冬期に限られ、また、外気の状態により外気凝
縮器13の冷却能力が変動するため、室用蒸発器13に隣接
して、冷水を循環する補助冷水コイル17が配置されてい
る。
しかしながら、このような従来の空調装置の室内機で
は、補助冷水コイル17を配置しているため、コンピュー
タールーム等のように、冷水の持ち込みを嫌う場所に冷
水を持ち込まざるをえず、また、室内機に室用蒸発機11
および補助冷水コイル17を組み込む必要があり、装置が
大型化するという問題があった。
は、補助冷水コイル17を配置しているため、コンピュー
タールーム等のように、冷水の持ち込みを嫌う場所に冷
水を持ち込まざるをえず、また、室内機に室用蒸発機11
および補助冷水コイル17を組み込む必要があり、装置が
大型化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、外気
の冷熱を確実に利用することができるとともに、冷水を
室内に持ち込むことなく不足する冷却能力を充分に補う
ことができ、かつ、室内機を小型化することのできる冷
房装置を提供することを目的とする。
の冷熱を確実に利用することができるとともに、冷水を
室内に持ち込むことなく不足する冷却能力を充分に補う
ことができ、かつ、室内機を小型化することのできる冷
房装置を提供することを目的とする。
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する第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、前記第２管路から分岐して、前記受液タンク
に開口する第４管路と、この第４管路に配置され、前記
冷媒と外気とを熱交換する外気凝縮器と、前記第２管路
に配置される圧力センサと、前記凝縮器に冷熱源を供給
する冷熱源供給配管と、この冷熱源供給配管に配置さ
れ、前記圧力センサにより検出される第２管路内の圧力
を所定の圧力に制御するための制御弁と、を備え、前記
外気凝縮器は、前記凝縮器より上方に位置し、且つ、前
記外気凝縮器と前記凝縮器とは切替弁を介することなく
接続してなるものである。
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する第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、前記第２管路から分岐して、前記受液タンク
に開口する第４管路と、この第４管路に配置され、前記
冷媒と外気とを熱交換する外気凝縮器と、前記第２管路
に配置される圧力センサと、前記凝縮器に冷熱源を供給
する冷熱源供給配管と、この冷熱源供給配管に配置さ
れ、前記圧力センサにより検出される第２管路内の圧力
を所定の圧力に制御するための制御弁と、を備え、前記
外気凝縮器は、前記凝縮器より上方に位置し、且つ、前
記外気凝縮器と前記凝縮器とは切替弁を介することなく
接続してなるものである。
本発明の冷房装置では、外気の温度が室内温度に対し
て高い夏期等の冷房時には、凝縮器に外部から冷熱源が
供給され、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、ここで冷熱源と
熱交換し、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し、室内の冷房が行なわれる。
て高い夏期等の冷房時には、凝縮器に外部から冷熱源が
供給され、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、ここで冷熱源と
熱交換し、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し、室内の冷房が行なわれる。
このとき、外気凝縮器内部の冷媒はガス状であり、外
気の温度が高いのでこのガス状の冷媒は加熱され膨張し
て、その浮力で第４管路の上部に滞留し、管路内を循環
することはない。
気の温度が高いのでこのガス状の冷媒は加熱され膨張し
て、その浮力で第４管路の上部に滞留し、管路内を循環
することはない。
一方、外気の温度が室内温度に対して低い冬期等の冷
房時には、凝縮器への外部からの冷熱源の供給が停止さ
れ、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
４管路を通って外気凝縮器に流入し、ここで外気と熱交
換し、凝縮作用を受け、この後、この管路を自然循環状
態で受液タンク内に循環し、室内の冷房が行なわれる。
房時には、凝縮器への外部からの冷熱源の供給が停止さ
れ、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
４管路を通って外気凝縮器に流入し、ここで外気と熱交
換し、凝縮作用を受け、この後、この管路を自然循環状
態で受液タンク内に循環し、室内の冷房が行なわれる。
外気の温度が室内温度に対してやや低い春期、秋期等
の冷房時は、蒸発器に流入しここで蒸発作用を受け室内
側の空気を冷房した冷媒は、凝縮器および外気凝縮器に
流入するが、外気凝縮器における凝縮作用は凝縮器にお
ける蒸発作用に比して小さい。その結果として管路内の
圧力が上昇するが、圧力センサによる制御弁の働きによ
り、凝縮器へ冷熱源が供給され、蒸発器における蒸発作
用に対する、外気凝縮器における凝縮作用の不足分の、
凝縮作用が凝縮器で行なわれ、管路内の圧力が正常とな
る。
の冷房時は、蒸発器に流入しここで蒸発作用を受け室内
側の空気を冷房した冷媒は、凝縮器および外気凝縮器に
流入するが、外気凝縮器における凝縮作用は凝縮器にお
ける蒸発作用に比して小さい。その結果として管路内の
圧力が上昇するが、圧力センサによる制御弁の働きによ
り、凝縮器へ冷熱源が供給され、蒸発器における蒸発作
用に対する、外気凝縮器における凝縮作用の不足分の、
凝縮作用が凝縮器で行なわれ、管路内の圧力が正常とな
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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から上方に分岐
して、受液タンク21に開口する第４管路37か形成されて
いる。
して、受液タンク21に開口する第４管路37か形成されて
いる。
この第４管路37は、屋外に延設されており、屋外にお
ける第４管路37の、受液タンク21より上方となる位置
に、冷媒と外気とを熱交換する外気凝縮器39が配置され
ている。
ける第４管路37の、受液タンク21より上方となる位置
に、冷媒と外気とを熱交換する外気凝縮器39が配置され
ている。
また、凝縮器25と外気凝縮器39とは、切替弁を介する
ことなく接続している。すなわち、凝縮器25と外気凝縮
器39とを切り換える切替弁が存在しない。
ことなく接続している。すなわち、凝縮器25と外気凝縮
器39とを切り換える切替弁が存在しない。
なお、この実施例では、第４管路37の外気凝縮器39と
受液タンク21との間には、受液タンク21から外気凝縮器
39側への冷媒の移動を阻止する逆止弁41が配置されてい
る。
受液タンク21との間には、受液タンク21から外気凝縮器
39側への冷媒の移動を阻止する逆止弁41が配置されてい
る。
また、第２管路33には、圧力センサ43が配置されてお
り、冷熱源供給配管27には、圧力センサ43により検出さ
れる第２管路33内の圧力を所定の圧力に制御するための
制御弁45が配置されている。
り、冷熱源供給配管27には、圧力センサ43により検出さ
れる第２管路33内の圧力を所定の圧力に制御するための
制御弁45が配置されている。
以上のように構成された冷房装置では、外気の温度が
室内温度に対して高い夏期等の冷房時には、凝縮器25に
外部から冷水等の冷熱源が供給され、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、ここで冷熱源と熱交換し、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
に循環し、室内の冷房が行なわれる。
室内温度に対して高い夏期等の冷房時には、凝縮器25に
外部から冷水等の冷熱源が供給され、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、ここで冷熱源と熱交換し、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
に循環し、室内の冷房が行なわれる。
一方、外気の温度が室内温度に対して低い冬期等の冷
房時には、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４管路37を通って外気凝縮器39に流入し、
ここで外気と熱交換し、凝縮作用を受け、この後、この
管路37を自然循環状態で受液タンク21内に循環し、室内
の冷房が行なわれる。
房時には、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４管路37を通って外気凝縮器39に流入し、
ここで外気と熱交換し、凝縮作用を受け、この後、この
管路37を自然循環状態で受液タンク21内に循環し、室内
の冷房が行なわれる。
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から上方に分岐して、受液タンク21に開口する
第４管路37を形成するとともに、この第４管路37の受液
タンク21より上方となる位置に、冷媒と外気とを熱交換
する外気凝縮器39を配置したので、外気の冷熱を確実に
利用することができるとともに、冷水を室内に持ち込む
ことなく不足する冷却能力を充分に補うことができ、か
つ、室内機を小型化することが可能となる。
２管路33から上方に分岐して、受液タンク21に開口する
第４管路37を形成するとともに、この第４管路37の受液
タンク21より上方となる位置に、冷媒と外気とを熱交換
する外気凝縮器39を配置したので、外気の冷熱を確実に
利用することができるとともに、冷水を室内に持ち込む
ことなく不足する冷却能力を充分に補うことができ、か
つ、室内機を小型化することが可能となる。
すなわち、以上のように構成された冷房装置では、冷
媒を流通する第２管路33から上方に分岐する第４管路37
に外気凝縮器39を配置したので、外気温度が低い冬期等
に、コンピュータールーム等において、外気の冷熱を確
実に利用することが可能となる。
媒を流通する第２管路33から上方に分岐する第４管路37
に外気凝縮器39を配置したので、外気温度が低い冬期等
に、コンピュータールーム等において、外気の冷熱を確
実に利用することが可能となる。
また、室内機である蒸発器23には、補助冷水コイル等
を配置する必要がなくなるため、コンピュータールーム
等において、冷水を室内に持ち込むことなく不足する冷
却能力を充分に補うことが可能となり、同時に、室内機
を小型化することが可能となる。
を配置する必要がなくなるため、コンピュータールーム
等において、冷水を室内に持ち込むことなく不足する冷
却能力を充分に補うことが可能となり、同時に、室内機
を小型化することが可能となる。
さらに、以上のように構成された冷房装置では、外気
凝縮器39を受液タンク21の上方に配置したので、外気温
度が低い時に、外気凝縮器39で凝縮された冷媒は、重力
の作用により自然落下し、受液タンク21に流入するた
め、第４管路37にポンプ等を配置する必要がなくなる。
凝縮器39を受液タンク21の上方に配置したので、外気温
度が低い時に、外気凝縮器39で凝縮された冷媒は、重力
の作用により自然落下し、受液タンク21に流入するた
め、第４管路37にポンプ等を配置する必要がなくなる。
また、以上のように構成された冷房装置では、外気温
度が高く、外気凝縮器39での液化量が不足する時には、
第２管路33の圧力が所定の圧力まで低下しないため、圧
力センサ43により制御弁45が開とされ、冷熱源供給配管
27からの冷水により残りの冷媒ガスが液化され、これに
より、第２管路33内の圧力が常に所定の圧力に維持され
るため、外気温度が高くなった時にも、室内を確実に冷
房することが可能となる。
度が高く、外気凝縮器39での液化量が不足する時には、
第２管路33の圧力が所定の圧力まで低下しないため、圧
力センサ43により制御弁45が開とされ、冷熱源供給配管
27からの冷水により残りの冷媒ガスが液化され、これに
より、第２管路33内の圧力が常に所定の圧力に維持され
るため、外気温度が高くなった時にも、室内を確実に冷
房することが可能となる。
さらに、以上のように構成された冷房装置では、外気
温度が所定の凝縮温度より高い時には、外気凝縮器39内
の冷媒ガスが、加熱膨張し、浮力により第３管路のう
ち、第２管路33より上方に位置する部分に滞留するた
め、第４管路37あるいは第２管路33等に特別な切替弁等
を配置することが不要となる。
温度が所定の凝縮温度より高い時には、外気凝縮器39内
の冷媒ガスが、加熱膨張し、浮力により第３管路のう
ち、第２管路33より上方に位置する部分に滞留するた
め、第４管路37あるいは第２管路33等に特別な切替弁等
を配置することが不要となる。
なお、以上述べた実施例では、冷媒ガスが配管抵抗等
により外気凝縮器39側に逆流し、屋外にて熱ロスを起こ
す虞を考慮し、第４管路37に逆止弁41を配置した例につ
いて述べたが、必ずしも必要でないことは勿論である。
により外気凝縮器39側に逆流し、屋外にて熱ロスを起こ
す虞を考慮し、第４管路37に逆止弁41を配置した例につ
いて述べたが、必ずしも必要でないことは勿論である。
また、第４管路37を、第２管路33の頂部より分岐する
ことにより、冷媒の流れを非常に円滑にすることが可能
となり、さらに、この分岐部分の配管径を大きくするこ
とにより、冷媒のガス流速の影響を少なくすることが可
能となる。
ことにより、冷媒の流れを非常に円滑にすることが可能
となり、さらに、この分岐部分の配管径を大きくするこ
とにより、冷媒のガス流速の影響を少なくすることが可
能となる。
なお、以上述べた実施例では、第１管路29に液ポンプ
31を配置した例について述べたが、本発明は、かかる実
施例に限定されるものではなく、例えば、受液タンク21
の下方に蒸発器23が配置されている場合等には、冷媒が
自然循環するため、必ずしも必要でないことは勿論であ
る。
31を配置した例について述べたが、本発明は、かかる実
施例に限定されるものではなく、例えば、受液タンク21
の下方に蒸発器23が配置されている場合等には、冷媒が
自然循環するため、必ずしも必要でないことは勿論であ
る。
また、以上述べた実施例では、外気凝縮器39におい
て、大気と冷媒とを熱交換した例について述べたが、本
発明は、かかる実施例に限定されるものではなく、例え
ば、春，秋等のように大気の温度が比較的高い時には、
外気凝縮器に冷水をかけて、この冷水と冷媒とを熱交換
するようにしても良いことは勿論である。
て、大気と冷媒とを熱交換した例について述べたが、本
発明は、かかる実施例に限定されるものではなく、例え
ば、春，秋等のように大気の温度が比較的高い時には、
外気凝縮器に冷水をかけて、この冷水と冷媒とを熱交換
するようにしても良いことは勿論である。
以上述べたように、本発明によれば、時々刻々変化す
る外気温度に対して、外気温度が室内温度に対して低い
場合は、外気凝縮器においては外気温度と室内温度の差
に応じて凝縮作用が行なわれ、凝縮作用の不足分を補う
形で、凝縮器において外部からの冷熱源による凝縮作用
が行なわれる。つまり、外気温によって外気凝縮器を接
続し、あるいは切り離す作業を行なうことなく、外気に
由来する冷熱を余すところなく利用することができる。
る外気温度に対して、外気温度が室内温度に対して低い
場合は、外気凝縮器においては外気温度と室内温度の差
に応じて凝縮作用が行なわれ、凝縮作用の不足分を補う
形で、凝縮器において外部からの冷熱源による凝縮作用
が行なわれる。つまり、外気温によって外気凝縮器を接
続し、あるいは切り離す作業を行なうことなく、外気に
由来する冷熱を余すところなく利用することができる。
一方、外気温度が低い場合は、外気凝縮器では冷媒が
加熱され膨張して、その浮力で第４管路の上部に滞留
し、管路内を循環することがないため、外気凝縮器を制
御弁で切り離すことなく、冷房のための回路を維持でき
る。
加熱され膨張して、その浮力で第４管路の上部に滞留
し、管路内を循環することがないため、外気凝縮器を制
御弁で切り離すことなく、冷房のための回路を維持でき
る。
このように、本発明によれば、いずれの場合も外気温
度と、室内温度を比較して外気凝縮器を接続し、あるい
は切り離すための自動制御が不要となり、管路内の圧力
を検出して、凝縮器へ供給される冷熱源の量を制御する
のみで十分に対応することが可能となる。
度と、室内温度を比較して外気凝縮器を接続し、あるい
は切り離すための自動制御が不要となり、管路内の圧力
を検出して、凝縮器へ供給される冷熱源の量を制御する
のみで十分に対応することが可能となる。
従って、外気の冷熱を確実に利用することができると
ともに、冷水を室内に持ち込むことなく不足する冷却能
力を充分に補うことができ、かつ、室内機を小型化する
ことができるという利点がある。
ともに、冷水を室内に持ち込むことなく不足する冷却能
力を充分に補うことができ、かつ、室内機を小型化する
ことができるという利点がある。
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図は従来の冷房装置の室内機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 37……第４管路 39……外気凝縮器。
である。 第２図は従来の冷房装置の室内機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 37……第４管路 39……外気凝縮器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川嶋 昭之 東京都板橋区板橋１―48―８ ダイヤパ レス板橋1404 (72)発明者 中澤 賢 東京都江東区亀戸３―58―８ 西ビル 202 (56)参考文献 特開 平１−174834（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00
Claims (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す
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、 前記第２管路から分岐して、前記受液タンクに開口する
第４管路と、 この第４管路に配置され、前記冷媒と外気とを熱交換す
る外気凝縮器と、 前記第２管路に配置される圧力センサと、 前記凝縮器に冷熱源を供給する冷熱源供給配管と、 この冷熱源供給配管に配置され、前記圧力センサにより
検出される第２管路内の圧力を所定の圧力に制御するた
めの制御弁と、 を備え、 前記外気凝縮器は、前記凝縮器より上方に位置し、且
つ、前記外気凝縮器と前記凝縮器とは切替弁を介するこ
となく接続してなる ことを特徴とする冷房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188431A JP3051429B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 冷房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188431A JP3051429B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 冷房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476332A JPH0476332A (ja) | 1992-03-11 |
| JP3051429B2 true JP3051429B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=16223556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2188431A Expired - Fee Related JP3051429B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 冷房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3051429B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006313034A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 地中熱利用装置 |
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1990
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