JPH01277145A - 空気調和設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、電算室等の冷房及び建築物の室の冷暖房が可
能な空気調和設備に関する。

〔従来の技術〕

最近、例えば、電算室のような内部発熱が高く、しかも
温湿度条件、空気清浄度等を満足する室に対して省エネ
ルギ等を図った空気調和設備が要求されている。この要
求に沿ったもののひとつとして、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回路を、冷暖
房装置に併設し、電算室等を冷房するとともに建築物の
部屋を冷暖房する空気調和設備が開発されている。なお
、ここで、冷媒自然循環回路は、サーモサイフオンとも
称せられており、室内外に設けられた熱交換器を冷媒配
管で環状に接続し、内部に低沸点冷媒を封入したもので
、冷媒自然循環により間接的に対象となる空気を冷房す
る。

かかる空気調和設備として、例えば、実開昭６１−４６
３５０号公報に示すものが知られている（第５図図示）
。

図示のように、この空気調和設備は、室内空調機１０１
及び室外ユニット１０２を冷媒配管１０７．１０８にて
接続せしめたものである。

前記室内空調機１０１には蒸発器１０３，１０４が併設
されている。該蒸発器１０３は冷媒自然循環回路１０５
の一構成機器であり、前記蒸発器１０４は圧縮式冷凍回
路１０６の一構成機器である。

この室内空調機１０１により、蒸発器１０３゜１０４で
発生した蒸発熱を利用して図示しない電算室を間接的に
冷却できる。

前記室外ユニット１０２には凝縮器１１１，１１２が併
設されている。該凝縮器１１１は冷媒自然循環回路１０
５の一構成機器であり、前記凝縮器１１２は圧縮式冷凍
回路１０６の一構成機器である。　　　　　。

この室外ユニッｌ−１０２により、凝縮器１１１゜１１
２で発生した凝縮熱を放熱する。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の空気調和設備にあっては、特に、外気の温
度が高い夏期には、室外ユニット１０２に取り入れられ
た外気と室内空調機１０１での還気の温度差が小さく、
従って、冷媒自然循環回路１０５の冷却能力が低く、運
転の稼働率が低くなっている。

一方、室内空調機１０１に収納された圧縮式冷凍回路１
０６の蒸発器１０４は、夏冬を通して電算室の温度が高
いことから、夏冬を通して電算室を冷房する冷却用とし
てのみ使用される。

冬期においては、室外ユニット１０２に併設された冷媒
自然循環回路１０５の凝縮器１１１．圧縮式冷凍回路１
０６の凝縮器１１２が使用され、加熱された外気は建築
物の外に廃熱されるだけとなっている。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、冷媒自然循環回路を利用して電算室等
の冷房及び建築物の室の冷暖房をする場合に、冷媒自然
循環回路が運転される稼働率を向上させ、１つの室外ユ
ニットで冷暖房ができ、さらに、室外ユニットで外気の
温度を比例的に加熱制御して建築物の部屋に供給できる
空気調和設備を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、温水を温熱源と
する加熱コイル及び冷水を冷熱源とする冷却コイルを有
し、これらにより加熱または冷却された外気を所定の室
内に供給する室外ユニットと、室外ユニットに内設され
た凝縮器及びこの凝縮器より低い位置にある蒸発器を有
してなる冷媒自然循環回路とを備えているものである。

そして、室外ユニットに水噴霧器を内設し、この水噴霧
器を凝縮器の上流側に位置させることが好ましい。

〔作　用〕

本発明において、冷媒自然循環回路内の冷媒は、室外ユ
ニットに取り入れられた外気の温度が蒸発器回りの空気
の温度より低いと自然循環し、室外ユニット内では凝縮
器により熱が放出される。そして、室外ユニットに取り
入れられた外気の温度と蒸発器回りの空気の温度との温
度差に比例して冷媒自然循環回路の冷暖房能力が決定さ
れる。この冷暖房能力の有無により、次の冷媒自然循環
回路が運転される場合とされない場合に分けられる。

第１に、特に、夏期において、室外ユニットでの外気と
蒸発器回りでの空気の温度差が所定の温度差より小さい
とき、冷媒自然循環ｗＲ路は冷暖房能力が生ぜず、運転
されない。この場合、室外ユニットに取り入れられた外
気は冷却コイルにより冷却される。

第２に、特に、冬期において、室外ユニットでの外気と
蒸発器回りでの運気の温度差が所定の温度差より大きい
とき、冷媒自然循環回路は冷暖房能力が生じ、運転され
る。この場合、室外ユニットに取り入れられた外気は、
その加熱コイルにより加熱されると同時に、冷媒自然循
環回路を構成する凝縮器の凝縮熱により加熱される。一
方、冷媒自然循環回路の蒸発器によりその回りの空気が
冷却される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の実施例に係る空気調和設
備の内容であり、電算室等の冷房及び建築物の室の冷暖
房に適用する場合を例にとって説明する。

第１図に示すように、室外二二ッ）１は、室内空調機２
より高い位置に設置されている。室外ユニット１と室内
空調機２には、冷媒自然循環回路３が連結している。以
下、詳細に説明する。

室外ユニット１には、加熱コイル４と、冷却コイル５と
、冷媒自然循環回路３を構成する凝縮器６と、凝縮器６
の上流側に位置している水噴霧器７と、フィルタ８と、
加湿器９と、第１送風機１０とが内蔵されており、加熱
または冷却処理された外気は第１送風機１０により第１
室（図示せず）に供給される。即ち、室外ユニツ）Ｉは
、加熱コイル及び冷却コイル等を有してなる従来の通常
の室外ユニットに、冷媒自然循環回Ｈ３を構成する凝縮
器６と、水噴霧器７とが内設された構造となっている。

加熱コイル４には、第１配管ＩＩを介してボイラ１２が
接続しており、温水が供給される。

冷却コイル５には、第２配管１３の端部１３Ａにおいて
熱交換する圧縮冷凍器１４が接続しており、この圧縮冷
凍器１４により冷却された冷水が供給される。

水噴霧器７及び加湿器９には、第３配管１５が接続して
おり、水道水が供給される。

一方、室内空調機２には、冷却コイル１６と、冷媒自然
循環回路３を構成する蒸発器１７と、フィルタ１８と、
第２送風機１９とが内蔵されており、冷却処理された外
気は第２送風機１９により電算室（第２室）２０に供給
される。

冷却コイル１６には、第４配管２１の端部２１Ａと熱交
換する圧縮冷凍器２２が接続しており、この圧縮冷凍器
２２により冷却された冷水が供給される。

そして、冷媒自然循環回路３は９．室外ユニット１に収
納された凝縮器６．この凝縮器６より低い位置にあって
室内空調機２に収納された蒸発器１７と、蒸発器１７の
出口１７Ｂと凝縮器６の入口６Ａとを接続するガス側冷
媒配管２３と、蒸発器１７の入口１７Ａと凝縮器６の出
口６Ｂとを接続する法例冷媒配管２４とを構成要素とし
、蒸発器１７、凝縮器６．ガス側冷媒配管２３．法例冷
媒配管２４の間に冷媒を循環させて、電算室２０からの
運気の温度と外気との温度との温度差により還気熱を室
外ユニット１に移動させる。

次に、本実施例の作用を説明する。

夏期には、室外ユニット１での外気の温度が室内空調機
２での運気の温度より高いか或いはそれらの温度差が所
定の温度差より少なくなっており、従って、冷媒自然循
環回路３は運転されず、凝縮器６で熱が放出されず、蒸
発器６で蒸発熱も運気に吸熱されない。

この場合、室外ユニット１の冷却コイル５には、第２配
管１３から冷水が供給されている。この冷却コイル５に
より外気が冷却され、第１送風機１０の作用で第１室に
供給され、第１室は冷房される。

一方、室内空調機２の冷却コイル１６には、第４配管２
１から冷水が供給されている。この冷却コイル１６によ
り電算室２０からの運気が冷却され、第２送風機１９の
作用で電算室２０に再び供給され、電算室２０は冷房さ
れる。

そして、冬期には、室外ユニット１での外気の温度が低
く、室内空調機２での還気の温度が高く、所定の温度差
以上の温度差がある。従って、冷媒自然循環回路３は運
転される。

この場合、室外ユニット１に取り入れられた外気は、第
１配管１１から温水が供給された加熱コイル４により加
熱されるとともに、冷媒自然循環回路３を構成する凝縮
器６の凝縮熱により加熱される。この加熱された外気は
、第１送風機１０の作用で第１室に供給され、第１室は
暖房される。

一方、電算室２０内から室内空調機２に循環した運気は
、冷却コイル１６及び冷媒自然循環回路３を構成する蒸
発器１７により冷却される。この冷却された運気は電算
室２０に供給され、冷房される。

本実施例において次の効果が生じる。

第１に、以上の如き構成の空気調和設備によれば、該空
気調和設備は加熱コイル及び冷却コイル等を有してなる
従来の通常の室外ユニットに、冷媒自然循環回路３の凝
縮器６が内設されている構造となっているので、特に、
夏期に室外ユニット１の冷却コイル５で建築物の室を冷
房することができる。また、冬期に冷媒自然循環回路３
の蒸発器１７で電算室２０等の冷房をすることができる
とともに冷媒自然循環回路３の凝縮器６及び加熱コイル
４で第１室を暖房できる。従って、電算室等の冷房及び
建築物の室を冷暖房するのに冷媒自然循環回路３及び１
つの室外ユニット１で足り、従来例のように冷房用とし
て専用の室外ユニ・ントを不要とすることができる。

第２に、冬期には、室外ユニット１に取り入れられた外
気を、凝縮器６の凝縮熱により予熱できるので、従来の
通常の室外ユニットで起こりがちの冷却コイル５の凍結
を防止できる。

第３に、室外ユニット１は温水を熱源とする加熱コイル
４を有するので、温水の温度調整が容易で、従来の圧縮
式冷凍回路に比して比例的に温水の加熱制御ができ、従
って、室外ユニット１で外気の温度を比例的に加熱制御
して建築物の室に供給できる。

第４に、室外ユニットｌには水噴霧器７が内設されてい
るので、水噴霧器７からの水噴霧と凝縮器６からの予熱
により、室外ユニット１に取り入れられた外気を加湿で
きるとともに、高温度の夏期でも室外ユニット１での外
気と蒸発器１７の運気の温度差が所定の温度差以下でも
、その温度差が大きい場合に相当し、冷媒自然循環回路
３が運転される。ひいては、冷媒自然循環回路３の年間
の運転される運転期間を延長することができ、冷媒自然
循環回路３の運転される稼働率を向上させることができ
る。以下、その理由を第２図、第３図により説明する。

先ず、冷媒自然循環回路３が運転されるには、室外ユニ
ット１に取り入れられた外気の温度が室内空調機２に循
環した運気の温度より所定の温度差だけ低いことが必要
であるが、第２図に示すように、冷媒自然循環回路３が
運転されるための外気の最高温度を例えば１５°Ｃとし
た場合には、１５°Ｃ以下の外気の頻度（斜線領域の運
転範囲Ａ）は４９％となっている。水噴霧をすると、第
３図に示すように、１５°Ｃ以上の入口外気は加湿、冷
却され、第２図の格子模様領域Ｂの範囲まで冷媒自然循
環回路３の運転が可能となる。従って、１５°Ｃ以上の
格子模様領域Ｂの運転拡張範囲（外気頻度は１３％）が
追加され、冷媒自然循環回路３は外気頻度が６２％の年
間の運転範囲が確保される。

なお、本実施例においては、室外ユニット１に取り入れ
られた外気は、加熱または冷却されて、第１室に供給さ
れるようになっているが、第４図に示すように、室外ユ
ニット１に給気ダクト３１を連結し、この給気ダクト３
１の途中に排気ダクト３２を連結し、さらに、給気ダク
ト３１．排気ダクト３２にそれぞれ第１ダンパ３１Ａ、
第２ダンパ３２Ａが設けられている。第１ダンパ３１Ａ
を閉じ、第２ダンパ３２Ａを開けることにより排気運転
を行ない、加熱または冷却された外気を第１室の冷暖房
に使用せず、他用途に供することもできる。

〔発明の効果〕

本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

請求項１記載の空気調和設備においては、該空気調和設
備は加熱コイル及び冷却コイル等を有してなる従来の通
常の室外ユニットに、冷媒自然循環回路の凝縮器が内設
された構造となっているので、特に、夏期に室外ユニッ
トの冷却コイルで建築物の部屋を冷房することができる
。また、冬期に冷媒自然循環回路の蒸発器で電算室等の
冷房をすることができるとともに冷媒自然循環回路の凝
縮器及び加熱コイルで所定の室を暖房できる。従って、
電算機室等の冷房及び建築物の部屋を冷暖房するのに冷
媒自然循環回路及び１つの室外ユニットで足り、従来例
のように冷房用として専用の室外ユニットを不要とする
ことができる効果を奏する。

また、室外ユニットは温水を熱源とする加熱コイルを有
するので、従来の圧縮式冷凍回路に比して比例的に温水
の加熱制御ができ、従って、室外ユニットで外気の温度
を比例的に加熱制御して建築物の部屋に供給できる効果
を奏する。

請求項２記載の空気調和設備においては、室外ユニット
には水噴霧器が内設されているので、水噴霧器からの水
噴霧と凝縮器からの予熱により、室外ユニットに取り入
れられた外気を加湿できるとともに、高温度の夏期でも
室外１ニツ［・での外気と蒸発器回りの空気の温度差が
所定の温度差以下でも、その温度差が大きい場合に相当
し、冷媒自然循環回路が運転される。ひいては、冷媒自
然循環回路の年間の運転される運転期間を延長すること
ができ、冷媒自然循環回路の運転される稼働率を向上さ
せることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る空気調和設備の配管図で
ある。 第２図は湿り空気線図上における水噴霧による冷媒自然
循環回路の運転延長可能範囲の説明図である。 第３図は湿り空気線図上における水噴霧による外気の変
化の説明図である。 第４図は第１図の室外ユニットの他の使用方法を示す説
明図である。 第５図は従来における空気調和設備の配管図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 １・・・室外ユニット ３・・・冷媒自然循環回路 ４・・・加熱コイル ５・・・冷却コイル ６・・・凝縮器 ７・・・水噴霧器 １７・・・蒸発器。 第２図 第３図 第４図 手続補正書（放） １、事件の表示 昭和６３年特許願第１０５８１５号 ２、　発明の名称 空気調和設備 ３、補正をする者 事件との関係　　　出願人 住　所　　東京都千代田区有楽町−丁目４番１号名　称
　・（１８３）三機工業株式会社４、代理人　〒１５１
　ｆｔ　（０３）３７５−１６３１住　所　　東京都渋
谷区代々木２丁目１１番２号由井ビル６階 ６、補正の対象 図面全図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　温水を温熱源とする加熱コイル及び冷水を冷熱
   源とする冷却コイルを有し、これらにより加熱または冷
   却された外気を所定の室内に供給する室外ユニットと、
   室外ユニットに内設された凝縮器及びこの凝縮器より低
   い位置にある蒸発器を有してなる冷媒自然循環回路とを
   備えていることを特徴とする空気調和設備。
2. （２）　室外ユニットには水噴霧器が内設され、この水
   噴霧器は凝縮器の上流側に位置していることを特徴とす
   る請求項１記載の空気調和設備。