JP3521011B2 - 熱搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は気液相変化する冷媒を用
いて温冷熱源からの熱を搬送するための熱搬送装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種気液相変化する冷媒を用いた熱搬
送装置としては、特開平4-236063号公報及び特開平4-23
6064号公報に示されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱搬送装置
においては、液冷媒を循環させるための液ポンプは熱源
側又は利用側熱交換器のいずれであってもとにかく低温
側熱交換器の近傍に設置することが必要であり、特に熱
源側熱交換器と利用側熱交換器との間に高低差がある場
合には熱を搬送できない場合が生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、熱源側熱交換器、利用側熱交換器、放熱器付容
器、液ポンプを連結してなる閉回路内に気液相変化する
冷媒を封入するとともに上記放熱器付容器に上記液ポン
プに連なる第一の開口と上記利用側熱交換器に連なる第
二の開口を設け、上記第一の開口を第二の開口よりも低
位に配設し、上記放熱器付容器内の液冷媒の液面レベル
によりこの放熱器付容器の放熱量を調整する冷却手段を
設けたことを特徴とする熱搬送装置にある。

【０００５】他の特徴とするところは、上記冷却手段
は、上記放熱器付容器内の液冷媒の液面レベルが低い場
合に上記放熱器付容器の放熱量を多くする制御を行うこ
とにある。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【作用】本発明の熱搬送装置では、熱源側熱交換器で高
温熱源から吸熱することにより蒸発気化した冷媒は利用
側熱交換器に移動しここで放熱することにより凝縮液化
する。この液冷媒は放熱器付容器に入りその放熱器を介
して更に放熱することによりその圧力は利用側熱交換器
内の冷媒の圧力よりも低くなる。そのため利用側熱交換
器にて液化した冷媒は利用側熱交換器と放熱器付容器と
の圧力差、即ち、利用側熱交換器と放熱器付容器との間
の温度差だけで放熱器付容器内に移動する。そして、放
熱器付容器内に貯溜された冷媒は液ポンプにより抽出さ
れて熱源側熱交換器に供給される。

【００２１】

【実施例】本発明の１実施例が図１に示されている。図
１に示すように、熱源側熱交換器２、利用側熱交換器
４、放熱器付容器５、液ポンプ１が配管３、６、７を介
してこの順に連結されて閉回路を構成し、この閉回路内
には気液相変化する冷媒が封入されている。

【００２２】しかして、液ポンプ１より吐出された液冷
媒は熱源側熱交換器２に入り、ここで高温熱源から吸熱
することにより蒸発気化してガス冷媒となる。このガス
冷媒は配管３を通って利用側熱交換器４に入りここで低
温熱源に放熱することによって凝縮液化して液冷媒とな
る。この利用側熱交換器４内の液冷媒の圧力はこの利用
側熱交換器４の温度によって決まる。

【００２３】この液冷媒は配管６を通って放熱器付容器
５に入り、ここで放熱器5zから更に放熱することによっ
て利用側熱交換器４よりも低い温度となり、この低い温
度に対応する圧力となる。なお、放熱器付容器５内の圧
力を極端に下げる必要はなく、又、ここで冷媒を凝縮液
化させる必要もないため、放熱器付容器５と利用側熱交
換器４との高さの違いによる液冷媒のヘッド差や配管６
内を通る液冷媒の流れに伴う圧力損失に抗して液冷媒が
利用側熱交換器４から放熱器付容器５内に移動しうる程
度の圧力差が生じれば足りる。

【００２４】放熱器付容器５内の圧力が利用側熱交換器
４内の圧力より低く保たれることにより利用側熱交換器
４にて凝縮液化した液冷媒は配管６を経て放熱器付容器
５内に入る。そして、この放熱器付容器５内に貯溜され
た液冷媒は容器５の下方に連結された配管７を通って液
ポンプ１に入り循環サイクルを形成する。ここで液ポン
プ１は放熱器付容器５の近傍に置かれることが望ましい
が、配管７内で液冷媒が発泡しなければ離れていてもよ
い。

【００２５】放熱器付容器５内において、図２に示すよ
うに、液ポンプ１に連なる配管７の第一の開口７ｚを利
用側熱交換器４に連なる配管６第二の開口６ｚよりも低
位に配設することによって放熱器付容器５内の気相冷媒
が液ポンプ１に吸入されるのを回避できる。勿論、放熱
器付容器５内に隔壁を設けたり、第二の開口６ｚと第一
の開口７ｚを十分離すことによっても配管７内に気相冷
媒が流入するのを回避することができる。

【００２６】放熱器付容器５はその容器と放熱器が一体
である必要はなく、従って、図３に示すように、放熱器
を熱交換器5dで構成し、容器5aと熱交換器5dを分離して
互いに配管5y、5xで接続するようにしても良い。即ち、
容器5aと熱交換器5dを並列に接続し、容器5aの上部と熱
交換器5dの上部が配管5yで結ばれ、容器5aの下部と熱交
換器5dの下部も配管5xで結ばれている。熱交換器5dにて
放熱することにより熱交換器5d内の圧力は利用側熱交換
器４内のそれよりも低く保たれ、これと連通する容器5a
内の圧力が熱交換器5d内の圧力と同じとなることより、
利用側熱交換器４にて凝縮液化した液冷媒が配管６を経
て容器5aに流入することになる。

【００２７】また、配管６は、図４に示すように、容器
5aの上部と熱交換器5dの上部とを連結する配管5yに接続
してもよい。

【００２８】また、熱交換器5dは他に放熱手段があれば
必ずしも必要でなく、容器5aそのもので放熱することも
可能である。例えば、図５に示すとおり、容器5aに送風
機5eにより冷却風を送って冷却することができ、また、
冷却風を自然対流により送ってもよい。また、図６に示
すとおり、冷却水配管5fを容器5aのまわりに巻回して冷
却水により容器5aを冷却してもよい。また、冷凍装置を
用いて容器5aを冷却してもよい。

【００２９】図７には放熱器付容器５内の液冷媒の液面
レベルにより放熱器付容器５の放熱量を調整する冷却手
段を備えた放熱器付容器の一例が示されている。容器５
ａには液面検知器５ｈが設けられており、液面レベルが
低い場合にはその信号が制御装置５ｇに伝えられ、制御
装置５ｇは送風機５ａを駆動する。すると、容器５ａの
放熱量が多くなって容器５ａの温度が低下し、その内部
の圧力が低下する。その結果、配管６より流入する駅冷
媒の量が増え、容器５ａ内の液面レベルが上昇する。

【００３０】液面レベルが高くなると、液面検知器5hは
その信号を制御装置5gに伝え、制御装置5gは送風機5eを
停止する。すると、容器5aの放熱量が少なくなって容器
5aの温度が上昇し、その内部の圧力が上昇する。その結
果、配管６より流入する冷媒の量が減り容器5a内の液面
レベルが下降する。

【００３１】かくして、液面レベルの上昇又は下降に応
じて送風機5eを運転・停止することにより液面レベルを
一定の範囲に保持することができる。なお、送風機5eは
液面検知器5hにより検知した液面レベルに応じてその送
風量を加減してもよく、必ずしも発停による制御である
必要はない。

【００３２】図８には適度な液面レベルを維持するため
の放熱器付容器５の別の例が示されている。容器5a内の
液面レベルが低い場合には、液面検知器5hの信号が制御
装置5vに伝えられ制御装置5vは弁5iを開放する。する
と、冷却水が弁5iを通って冷却水管5fに通水されること
により容器5aは冷やされその内部の圧力が低下するの
で、液面レベルが上昇する。

【００３３】液面レベルが高くなると、液面検知器5hは
その信号を制御装置5vに伝え、制御装置5vは弁5iを閉止
し冷却水の通水を停止する。その結果、容器5aの放熱量
が少なくなり、容器5aの温度が上昇し内部圧力が上昇す
るので液面レベルが低下する。

【００３４】即ち、液面レベルの上昇又は下降に応じて
冷却水を通水し又は停止することにより液面レベルを一
定の範囲に保持することができる。なお、弁5iの開度は
液面検知器5hにより検知された液面レベルに応じて加減
してもよい。また、容器5aの冷却に冷却水以外の他の冷
却手段、例えば、冷凍装置等を用いることができ、この
場合には冷凍装置の冷却能力を調整することにより液面
レベルを調整できる。

【００３５】図９には第２の実施例が示されている。こ
の第２の実施例においては、液ポンプとして可逆ポンプ
11が用いられ、この右側に放熱器付容器5bが、左側に放
熱器付容器5cが接続されている。熱源側熱交換器２の熱
源が温熱である場合、可逆ポンプ11から吐出された液冷
媒は配管17a を経て放熱器付容器5cに入る。この容器5c
においては放熱は行われても行われなくてもよいが、放
熱があれば容器5c内の液冷媒の液面レベルは比較的高く
なり容器5c内が液冷媒で満たされることもある。

【００３６】放熱がない場合には、容器5c内に配管16a
の開口高さ以上に液冷媒が溜まると配管16a より流出す
る。放熱器付容器5cの温度を高めに保持すれば、容器5c
が液冷媒で満されることはなく、容器5c内に適度な気相
域を形成できるので、過剰な冷媒を必要としない。

【００３７】配管16a に入った液冷媒は熱源側熱交換器
２に入り、ここで温熱源から吸熱することによって蒸発
気化する。気化した冷媒は配管３を経て利用側熱交換器
４に入りここで放熱することにより凝縮液化する。この
液冷媒は配管16b 、放熱器付容器5b、配管17b を経て可
逆ポンプ11に吸引される。これにより熱源側熱交換器２
で吸熱された温熱は利用側熱交換器４に搬送される。

【００３８】逆に、熱源側熱交換器２の熱源が冷熱であ
る場合、液冷媒は可逆ポンプ11から配管17b を経て放熱
器付容器5bに入る。この容器5bでは放熱が行われても行
われなくてもよい。配管16b より流出した液冷媒は利用
側熱交換器４にて吸熱することにより蒸発気化する。気
化した冷媒は配管３を経て熱源側熱交換器２に入りここ
で冷熱源に放熱することによって凝縮液化する。その
後、配管16a 、放熱器付容器5c、配管17a を経て可逆ポ
ンプ11に吸引されて循環サイクルを形成する。

【００３９】即ち、熱源が温熱である場合には可逆ポン
プ11は配管17a 側に吐出し、熱源が冷熱である場合には
可逆ポンプ11は配管17b 側に吐出することで温熱及び冷
熱いずれであってもこれを搬送することができる。

【００４０】図10には第３の実施例が示され、この第３
の実施例においては可逆ポンプ11が熱源側熱交換器２の
近傍においてその下方に配置されている。熱源が温熱で
ある場合は図１に示す第１の実施例の場合と同様に冷媒
が循環する。

【００４１】しかし、熱源が冷熱である場合、可逆ポン
プ11から吐出された液冷媒は配管17b 、放熱器付容器
５、配管６を経て利用側熱交換器４に入り、ここで吸熱
して蒸発気化した後、配管３を経て熱源側熱交換器２に
入り、ここで放熱して凝縮液化する。

【００４２】可逆ポンプ11がこの熱源側熱交換器２の近
傍においてその下方に設置されているので、液化した冷
媒は圧力損失が生ぜず、また、逆ヘッドになることがな
いため、液冷媒のまま可逆ポンプ11に吸入されて循環サ
イクルを完了する。即ち、この第３の実施例は図９に示
す放熱器付容器5cがなくても、温熱及び冷熱のいずれを
も搬送することができる。

【００４３】第11図には第４の実施例が示されている。
この第４の実施例においては、液ポンプとして可変速可
逆ポンプ21を具え、このポンプ21は熱源側熱交換器２の
近傍においてその下方に設置されている。そして、利用
側熱交換器は互いに並列に接続された複数( 図には３
個）の熱交換器24a 、24b 、24c からなり、これら熱交
換器24a 、24b 、24c の放熱器付容器５側にはそれぞれ
弁20a 、20b 、20c が設置されている。これら熱交換器
24a 〜24bは多室形空気調和機の各々の室内機に相当す
る。

【００４４】複数の利用側熱交換器24a 、24b 、24c を
有する場合にはその運転台数、即ち、負荷に応じた冷媒
流量を得られる可変速ポンプ21がより有効となる。勿論
前述の第１〜第３の実施例においても搬送熱量を加減す
る場合には可変速ポンプが有効となることは言うまでも
ない。

【００４５】第４の実施例においてその各利用側熱交換
器24a 、24b 、24c によって暖房運転を行う場合、弁20
a 、20b 、20c はいずれも開放され、可変速可逆ポンプ
21は高速で駆動される。この可変速可逆ポンプ21から吐
出された液冷媒は配管17a を経て熱源側熱交換器２に入
り、ここで液冷媒は吸熱して蒸発気化した後、配管23を
経て利用側熱交換器24a 、24b 、24c に流入する。

【００４６】この利用側熱交換器24a 、24b 、24c にて
放熱することによって凝縮液化した後、この液冷媒は弁
20a 、20b 、20c を経て配管26b にて合流し、放熱器付
容器５、配管17b を経て可変速可逆ポンプ21に吸入され
る。

【００４７】利用側熱交換器24a と24b で暖房し、利用
側熱交換器24c を運転しない場合は、弁20a 、20b が開
放され、弁20c は閉止され、可変速可逆ポンプ21は中速
で駆動される。可変速可逆ポンプ21から吐出された液冷
媒は配管17a 、熱源側熱交換器２、配管23を経て利用側
熱交換器24a 、24b 、24c に流入する。弁20c が閉止さ
れているため、利用側熱交換器24c にはその自然放熱に
よって液冷媒が溜まり込むと、以後、ガス冷媒は流入し
ない。利用側熱交換器24a 、24b にて放熱することによ
って凝縮液化した冷媒は弁20a 、20b を経て配管26b に
て合流し、放熱器付容器５、配管17b を経て可変速可逆
ポンプ21に吸入される。

【００４８】利用側熱交換器24a だけで暖房運転する場
合は弁20a のみが開放され、弁20b、20c は閉止され、
可変速可逆ポンプ21は低速で駆動される。

【００４９】熱源が冷熱で各利用側熱交換器24a 、24b
、24c で冷房運転する場合、弁20a、20b 、20c はいず
れも開放される。可変速可逆ポンプ21は高速で駆動さ
れ、液冷媒は配管17b に吐出される。この液冷媒は放熱
器付容器５、配管26b 、弁20a 、20b 、20c を経てそれ
ぞれ利用側熱交換器24a 、24b 、24c に流入し、これら
利用側熱交換器24a 、24b 、24c にて吸熱することによ
り蒸発気化して配管23に入る。次いで、このガス冷媒は
熱源側熱交換器２に流入しここで放熱することによって
凝縮液化した後、配管17a を経て可変速可逆ポンプ21に
吸入される。

【００５０】利用側熱交換器24c を休止する場合は弁20
c のみが閉止される。利用側熱交換器24a のみによって
冷房運転する場合は弁20a は開放され、弁20b 、20c が
閉止される。

【００５１】なお、可変速可逆ポンプ21の回転速度、即
ち、液冷媒の吐出量を利用側熱交換器24a 、24b 、24c
の運転台数に応じて変化させているが、この可変速可逆
ポンプ21の回転速度はこれら利用側熱交換器24a 、24b
、24c の負荷に応じて変化させることによって負荷に
見合う量の冷媒を供給してもよい。また、温熱又は冷熱
いずれか一方のみを搬送する場合は可逆ポンプである必
要はない。

【００５２】図12には第５の実施例が示されている。こ
の第５の実施例は一方向吐出ポンプ１と四方切換弁18を
備えている。熱源側熱交換器２の熱源が冷熱の場合、四
方切換弁18は図に実線で示す通りに切り換えられる。ポ
ンプ１から吐出された液冷媒は四方切換弁18を経て利用
側熱交換器４、配管３、熱源側熱交換器２、四方切換弁
18、配管6a、放熱器付容器５、配管７を経てポンプ１に
戻る。

【００５３】熱源側熱交換器２の熱源が温熱である場
合、四方切換弁18は図に破線で示すように切り換えら
れ、ポンプ１から吐出された液冷媒は四方切換弁18、熱
源側熱交換器２、配管３、利用側熱交換器４、四方切換
弁18、配管6a、放熱器付容器５、配管７をこの順に経て
ポンプ１に吸入される。この例においてもポンプ１の吐
出量を可変とすることによって搬送熱量を調節できる。

【００５４】図13には第６の実施例が示されている。こ
の第６の実施例は熱源側熱交換器２に燃焼熱が供給され
る。燃焼器30にて発生した熱は熱源側熱交換器２にて冷
媒に供給され利用側熱交換器４にて放熱される。このよ
うにすると、燃焼に伴う排気ガスを室内で発生させるこ
となく燃焼熱を室内に設置された利用側熱交換器４で利
用することができる。

【００５５】図14には第７の実施例が示されている。こ
の第７の実施例においては、蓄熱槽31と、これに温熱又
は冷熱を蓄えるためのヒートポンプ装置40を備えてい
る。蓄熱槽31に温熱を蓄える場合には、四方弁42が実線
に示すように切り換えられる。すると、圧縮機41から吐
出された高温・高圧のガス冷媒は四方弁42を経て蓄熱熱
交換器45に入りここで放熱することによって蓄熱槽31内
に貯溜された水の温度を上昇させ、自身は凝縮液化す
る。

【００５６】液化した冷媒は絞り44で減圧された後、熱
源熱交換器43に入り、ここで空気や河川水、地域冷暖房
用温水等の熱源から熱を奪うことによって蒸発気化す
る。気化した冷媒は四方弁42を経て圧縮機41に戻る。こ
れにより蓄熱槽31内の水の温度が上昇し、この水の温度
が所定の温度まで上昇すると圧縮機41が停止する。

【００５７】蓄熱槽31内に冷熱を蓄える場合には四方弁
42が破線で示すように切り換えられる。すると、圧縮機
41から吐出されたガス冷媒が四方弁42、熱源熱交換器4
3、絞り44、蓄熱熱交換器45、四方弁42をこの順に経て
圧縮機41に戻る。この間、蓄熱槽31内の水は冷却され、
０℃以下になると氷結し、この氷の割合が所定量まで増
大すると、圧縮機41が停止する。

【００５８】蓄熱槽31に温熱が蓄えられているとき、可
逆ポンプ11から吐出された液冷媒は熱源側熱交換器12に
入り、ここで蓄熱槽31に蓄えられた温熱を吸熱し、この
熱は利用側熱交換器４に移送されて、ここから放熱され
る。可逆ポンプ11が作動している場合、又は、蓄熱槽31
内の水温が所定レベルまで降下した場合には圧縮機41を
駆動して蓄熱運転が行われる。

【００５９】蓄熱槽31に冷熱が蓄えられているとき、可
逆ポンプ11は液冷媒を配管17b 側に吐出し、蓄熱槽31に
蓄えられた冷熱は利用側熱交換器４に移送され、ここで
吸熱する。可逆ポンプ11が作動している場合、又は、蓄
熱槽31内の氷の割合が所定値まで減少した場合には圧縮
機41が駆動されて蓄冷運転が行われる。なお、氷による
蓄熱量は多いため、可逆ポンプ11の作動後所定時間内は
蓄冷運転を行わないようにすることも可能である。

【００６０】また、ヒートポンプ装置40に代えて深夜電
力等のヒータを用いて蓄熱することも可能であり、ヒー
タをヒートポンプ装置と併用してもよい。また、可逆ポ
ンプ11を可変速とすれば、負荷に応じた熱搬送ができ
る。

【００６１】図15には第８の実施例が示されている。こ
の第８の実施例はヒートポンプ装置40により供給される
熱を熱源として用いている。四方弁42が実線の位置にあ
るとき、圧縮機41から吐出されたガス冷媒は四方弁42を
経て熱源側熱交換器12に入り、ここで可逆ポンプ11より
配管17a を経て供給された液冷媒に熱を与えることによ
って自身は凝縮液化する。液化した冷媒は絞り44にて減
圧された後、熱源熱交換器43に入りここで熱源から熱を
奪うことによって蒸発気化する。気化した冷媒は四方弁
42を経て圧縮機41に戻り冷凍サイクルを完了する。

【００６２】一方、可逆ポンプ11より吐出された液冷媒
は配管17a を経て熱源側熱交換器12に入りここでヒート
ポンプ装置40から吸熱することによって蒸発気化する。
気化した冷媒は配管３、利用側熱交換器４、配管16b 、
放熱器付容器５、配管17b を経て可逆ポンプ11に戻る。

【００６３】四方弁42が破線の位置にあるとき、圧縮機
41から吐出されたガス冷媒は四方弁42、熱源熱交換器4
3、絞り44を経て熱源側熱交換器12に入り、ここで熱搬
送装置の配管３より流入したガス冷媒より熱を奪うこと
によって自身は蒸発気化する。気化した冷媒は四方弁42
を経て圧縮機41に戻り冷凍サイクルを完了する。

【００６４】一方、可逆ポンプ11から吐出された液冷媒
は配管17b 、放熱器付容器５、配管16b 、利用側熱交換
器４、配管３、熱源側熱交換器12、配管17a を経て可逆
ポンプ11に戻る。このようにしてヒートポンプ装置40に
よって供給される熱を利用側熱交換器４に搬送できる。

【００６５】図16には第９の実施例が示されている。こ
の第９の実施例においては複数（図には２つ）の熱源側
熱交換器12a 、12b が互いに直列に接続されている。熱
源側熱交換器12b は弁50を介して通水される温水と熱交
換可能とされ、熱源側熱交換器12a はヒートポンプ装置
40a の蒸発器を兼ねている。複数の熱源側熱交換器12a
、12b を互いに並列に接続して弁を切り換える等によ
りそのいずれか１又は２以上を運転することも可能であ
る。

【００６６】先ず、利用側熱交換器４にて吸熱が行われ
れる場合、可逆ポンプ11は配管17b側に吐出し、弁50は
閉とされ、ヒートポンプ装置40a が運転される。可逆ポ
ンプ11から吐出された液冷媒は配管17b 、放熱器付容器
５、配管16b 、利用側熱交換器４、配管３を経て熱源側
熱交換器12b を熱交換することなく通過して熱源側熱交
換器12a に入り、ここでヒートポンプ装置40a 側の冷媒
から吸熱することにより凝縮液化した後、配管17a を経
て可逆ポンプ11に戻る。

【００６７】一方、ヒートポンプ装置40a においては、
圧縮機41から吐出された冷媒は熱源熱交換器43、絞り44
を経て熱源側熱交換器12a に入り、ここで熱搬送装置側
の冷媒と熱交換することによって蒸発気化して圧縮機41
に戻る。

【００６８】次に、利用側熱交換器４にて放熱が行われ
る場合にはヒートポンプ装置40a を停止し、弁50を開と
する。可逆ポンプ11は液冷媒を配管17a 側に吐出する。
この液冷媒は熱源側熱交換器12a に入るが、ヒートポン
プ装置40a が停止しているのでここを熱交換することな
く通過して熱源側熱交換器12b に入り、ここで温水より
吸熱することによって蒸発気化する。気化した冷媒は利
用側熱交換器４、配管16b 、放熱器付容器５、配管17b
を経て可逆ポンプ11に戻る。

【００６９】図17には第10の実施例が示されている。こ
の第10の実施例はヒートポンプ装置40によって供給され
る熱と燃焼器30によって与えられる熱を熱源として使い
分けている。利用側熱交換器４によって冷房を行う場合
は、燃焼器30を停止し、ヒートポンプ装置40の四方弁42
を破線に示すように切り換えて圧縮機41を運転する。す
ると、圧縮機41から吐出された冷媒は四方弁42、熱源熱
交換器43、絞り44を経て熱源側熱交換器12a に入り、こ
こで熱搬送装置側の冷媒より熱を奪うことによって自身
は蒸発気化した後、四方弁42を経て圧縮機41に戻る。

【００７０】一方、熱搬送装置においては、可逆ポンプ
11から吐出された液冷媒は配管17b、放熱器付容器５、
配管16b を経て利用側熱交換器４に入り、ここで室内の
空気より熱を奪うことにより蒸発気化した後、配管３を
経て熱源側熱交換器12b に入るが、燃焼器30は作動して
いないのでガス冷媒はそのまま流出し、熱源側熱交換器
12a に流入し、ここでヒートポンプ装置40側に放熱する
ことによって液化した後、配管17a を経て可逆ポンプ11
に戻る。

【００７１】利用側熱交換器４によって暖房運転を行う
場合は、外気温が比較的高い場合と低い場合の２通りの
場合がある。先ず、比較的外気温度が高い場合には燃焼
器30は作動させず、ヒートポンプ装置40の四方弁42を図
示の実線に示すように切り換えて、圧縮機41を運転す
る。すると、圧縮機41から吐出された冷媒は四方弁42を
経て熱源側熱交換器12a に入り、ここで熱搬送装置側の
冷媒に放熱して凝縮液化した後、絞り44、熱源熱交換器
43、四方弁42を経て圧縮機41に戻る。

【００７２】一方、熱搬送装置においては、可逆ポンプ
11から吐出された液冷媒は配管17aを経て熱源側熱交換
器12a に入り、ここでヒートポンプ装置40側より吸熱す
ることによって蒸発気化した後、熱源側熱交換器12b を
熱交換することなく通過して配管３を経て利用側熱交換
器４に入る。ここで室内空気に放熱することによって凝
縮液化し、配管16b 、放熱器付容器５、配管17b を経て
可逆ポンプ11に戻る。このようにして外気よりヒートポ
ンプ装置40が吸収した熱は利用側熱交換器４に搬送され
て暖房運転が行われる。

【００７３】次に、外気温度が低い場合は、ヒートポン
プ装置40を停止し、燃焼器30を作動させ可逆ポンプ11は
配管17a 側に吐出する。可逆ポンプ11から吐出された液
冷媒は配管17a 、熱源側熱交換器12a を熱交換すること
なく通過して熱源側熱交換器12b に入り、ここで燃焼器
30の燃焼熱を吸熱することによって蒸発気化する。気化
した冷媒は配管３を経て利用側熱交換器４で室内空気を
暖めることによって自身は凝縮液化して配管16b 、放熱
器付容器５、配管17b を経て可逆ポンプ11に戻る。

【００７４】この例では燃焼器30とヒートポンプ装置40
のいずれか一方を作動させているが、両方を同時に作動
させても良い。また、空調負荷に応じて可逆ポンプ11か
ら吐出される冷媒量を変えても良く、また、冷媒量の変
化に合わせてヒートポンプ装置40の能力や燃焼器30の発
熱量を調整することが望ましい。

【００７５】以上、種々の実施例について説明したが、
例えば、ヒータ、熱機関の排熱、温泉水、加熱蒸気など
を温熱源として利用することが可能であり、また、ブラ
インを含む冷水、空気、河川水や海水等を冷熱源として
利用することも可能である。

【００７６】

【発明の効果】本発明においては、熱源側熱交換器、利
用側熱交換器、放熱器付容器、液ポンプを連結してなる
閉回路内に気液相変化する冷媒を封入したため、熱源側
熱交換器で高温熱源から吸熱することにより蒸発気化し
た冷媒は第二の開口から利用側熱交換器に移動しここで
放熱することにより凝縮液化する。この液冷媒は放熱器
付容器に入りその放熱器を介して更に放熱することによ
りその圧力は利用側熱交換器内の冷媒の圧力よりも低く
なるので、利用側熱交換器にて液化した冷媒は利用側熱
交換器と放熱器付容器との圧力差、即ち、利用側熱交換
器と放熱器付容器との間の温度差だけで放熱器付容器内
に移動し、放熱器付容器内に貯溜された冷媒は第一の開
口から液ポンプにより抽出されて熱源側熱交換器に供給
される。従って、利用側熱交換器と熱源側熱交換器のい
ずれか一方が他方より高位に設置されていても液ポンプ
の設置位置をその都度変更することなく、熱を搬送する
ことが可能となる。そして、放熱器付容器に液ポンプに
連なる第一の開口と利用側熱交換器に連なる第二の開口
を設けて第一の開口を第二の開口よりも低位に配設した
ため、放熱器付容器内の気相冷媒が第一の開口から液ポ
ンプに吸入されて循環冷媒量が低下してしまうのを回避
でき、安定した熱輸送が可能となる。更に、放熱器付容
器内の液冷媒の液面レベルにより放熱器付容器の放熱量
を調整する冷却手段を設けたため、必要以上の熱が放熱
器付容器から放出されるのを回避することができるとと
もに液ポンプに連なる第一の開口を液冷媒で満たすこと
ができるので、安定した運転が可能となる。

【００７７】冷却手段によって放熱器付容器内の液冷媒
の液面レベルが低い場合に放熱器付容器の放熱量を多く
する制御を行えば、放熱器付容器の温度を低下させ、放
熱器付容器内の圧力を低下させることができるので、最
終的に冷媒の流入を促進させることができる。

【００７８】

【００７９】

【００８０】

【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【００８６】

【００８７】

【００８８】

【００８９】

【００９０】

【００９１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる熱搬送装置の回
路図である。

【図２】放熱器付容器への配管接続状態を示す略示的断
面図である。

【図３】放熱器付容器の他の例を示す構成図である。

【図４】放熱器付容器の更に他の例を示す構成図であ
る。

【図５】放熱器付容器の更に他の例を示す構成図であ
る。

【図６】放熱器付容器の更に他の例を示す構成図であ
る。

【図７】放熱器付容器の更に他の例を示す構成図であ
る。

【図８】放熱器付容器の更に他の例を示す構成図であ
る。

【図９】本発明の第２の実施例に係る熱搬送装置の回路
図である。

【図10】本発明の第３の実施例に係る熱搬送装置の回路
図である。

【図11】本発明の第４の実施例に係る熱搬送装置の回路
図である。

【図12】本発明の第５の実施例に係る熱搬送装置の回路
図である。

【図13】本発明の第６の実施例に係る熱搬送装置の構成
図である。

【図14】本発明の第７の実施例に係る熱搬送装置の構成
図である。

【図15】本発明の第８の実施例に係る熱搬送装置の構成
図である。

【図16】本発明の第９の実施例に係る熱搬送装置の構成
図である。

【図17】本発明の第10の実施例に係る熱搬送装置の構成
図である。

【符号の説明】

１ 液ポンプ ２ 熱源側熱交換器 ４ 利用側熱交換器 ５ 放熱器付容器 ３、６、７ 配管

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源側熱交換器、利用側熱交換器、放熱
   器付容器、液ポンプを連結してなる閉回路内に気液相変
   化する冷媒を封入するとともに上記放熱器付容器に上記
   液ポンプに連なる第一の開口と上記利用側熱交換器に連
   なる第二の開口を設け、上記第一の開口を第二の開口よ
   りも低位に配設し、上記放熱器付容器内の液冷媒の液面
   レベルによりこの放熱器付容器の放熱量を調整する冷却
   手段を設けたことを特徴とする熱搬送装置。
2. 【請求項２】 上記冷却手段は、上記放熱器付容器内の
   液冷媒の液面レベルが低い場合に上記放熱器付容器の放
   熱量を多くする制御を行うことを特徴とする請求項１記
   載の熱搬送装置。