JPH02118381A

JPH02118381A - ブライン冷却システム

Info

Publication number: JPH02118381A
Application number: JP26959788A
Authority: JP
Inventors: Kosaburo Negishi; 根岸　鋼三郎
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-05-02

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）本発明はブラインと負荷との間の熱交換により、負荷を
冷却する冷却装置におけるブライン冷却システムに関す
るものである。

（従来の技術）第２図は従来のブライン冷却システムの一例を示す概略
構成図である。図において、１０はブライン循環回路で
、図示せぬ負荷、例えば屋内の空気とブラインとの間で
熱交換を行い空気を冷却する冷却器１１とポンプ１２と
冷媒−ブライン熱交換器３０とから構成される。２０は
冷媒循環回路で、冷媒圧縮器２１、凝縮器２２、温度式
膨張弁２３及び冷媒−ブライン熱交換器３０により構成
される。

前記冷媒−ブライン熱交換器３０は、その内部に蒸発器
３１を有し、冷媒はこの蒸発器３１内を流通する。これ
により、蒸発器３１の外側を流通するブラインと蒸発器
３１内を流通する冷媒との間で熱交換が行われ、ブライ
ンが冷却されるようになっている。

前記冷却器１１の一端側は、冷媒−ブライン熱交換器３
０のブライン流入口３０ａに、冷却器１１の他端側はポ
ンプ１２の吐出側にそれぞれ連結されて設けられている
。また、ポンプ１２の吸込側は冷媒−ブライン熱交換器
３０のブライン流出口３０ｂに連結されている。

前記冷媒圧縮器２１の吐出側は凝縮器２２の一端側に、
冷媒圧縮器２１の吸込側は冷媒−ブライン熱交換器３０
の蒸発器３１の一端側にそれぞれ連結されて設けられて
いる。また、凝縮器２２の他端側と蒸発器３１の他端側
との間には温度式膨張弁２３が設けられている。更に、
温度式膨張弁２３の温度センサ２３ａは蒸発器３１の一
端側に流出する冷媒の温度を検出できる位置に配設され
ている。

前述の構成において、ブラインはポンプ１２により、ブ
ライン循環回路１０を第２図中の実線矢印で示すように
流通する。また、冷媒圧縮器２１の冷媒は、冷媒循環回
路２０を第２図中の一点鎖線矢印で示すように流通する
。これにより、冷却器１１で、空気とブラインとの間で
熱交換が行われて空気が冷却される。また、冷媒−ブラ
イン熱交換器３０で、冷媒とブラインとの間で熱交換が
行われてブラインが冷却される。

前記冷却器１１の一端側は、冷媒−ブライン熱交換器３
０のブライン流入口３０ｇに、冷却器１１の他端側はポ
ンプ１２の吐出側にそれぞれ連結されて設けられている
。また、ポンプ１２の吸込側は冷媒−ブライン熱交換器
３０のブライン流出口３０ｂに連結されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら従来のブライン冷却システムでは、冷媒と
ブラインとの間の熱交換を冷媒−ブライン熱交換器の蒸
発器を介して行っているため、熱交換の効率が非常に悪
いという問題点を有していた。

本発明の目的は上記問題点に鑑み、冷媒とブラインとの
間の熱交換を効率良く行うことが可能なブライン冷却シ
ステムを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するために、請求項（１）で
は、圧縮器と前記冷媒を凝縮する凝縮器と膨張弁と冷媒
−ブライン熱交換器とからなり、所定の温度で気化する
冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記冷媒−ブライン
熱交換器と液体のブラインを循環させるポンプと負荷を
冷却する冷却器とを含むブライン循環回路とを備え、該
ブライン循環回路を循環する前記ブラインを、前記冷媒
循環回路に前記冷媒を循環させることにより冷却するブ
ライン冷却システムにおいて、前記冷媒−ブライン熱交
換器は、密閉容器からなり、該密閉容器の底部にブライ
ン流出口と該密閉容器内に開放された多数の吐出口を有
する冷媒注入部とを有し、更に、該密閉容器の上部にブ
ライン流入口と該密閉容器内に開放された冷媒排出口を
有する構成にした。

また、請求項（２）では、請求項（１）記載のブライン
冷却システムにおける冷媒循環回路に、冷媒中に含まれ
ている冷媒以外の物質を取り除く分離手段を設けた。

請求項（３）では、請求項（１）又は（２）記載のブラ
イン冷却システムにおけるブライン循環回路に、ブライ
ン中に含まれているブライン以外の物質を取り除く分離
手段を設けた。

請求項（４）では、請求項（１）、　（２）又は（３）
記載のブライン冷却システムにおける冷媒−ブライン熱
交換器内のブラインと該ブライン中に注入された冷媒と
を撹拌する撹拌手段を設けた。

更に、請求項（５）では、請求項（１）、　（２）、　
（３）又は（４）記載のブライン冷却システムにおける
冷媒−ブライン熱交換器内に、ブライン中に注入された
冷媒を分散させる分散手段を設けた。

（作　用）請求項（１）によれば、冷媒−ブライン熱交換器内のブ
ライン中に冷媒注入部の多数の吐出口から冷媒が注入さ
れブラインと冷媒が直接熱交換を行ない、ブラインが冷
却される。また、冷媒はブラインから得た熱により気化
してブラインと分離し、冷媒−ブライン熱交換器から排
出される。

また、請求項（２）によれば、分離手段により、冷媒循
環回路を循環する冷媒中に混在する冷媒以外の物質が分
離される。

請求項（３）によれば、分離手段により、ブライン循環
回路を循環するブライン中に混在するブライン以外の物
質が分離される。

請求項（４）によれば、撹拌手段により、冷媒−ブライ
ン熱交換器内のブラインと該ブライン中に注入された冷
媒とが撹拌される。

請求項（５）によれば、分散手段により、冷媒−ブライ
ン熱交換器内のブライン中に注入された冷媒がブライン
中に分散される。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である、図
において、従来例と同一構成部分は同一符号をもって表
わす。即ち、１ｏはブライン循環回路で、冷却器１１、
ポンプ１２、冷媒分離器１３及び冷媒−ブライン熱交換
器４ｏにより構成される。２０は冷媒循環回路で、冷媒
圧縮器２１、凝縮器２２、温度式膨張弁２３、水分吸着
器２４、気化ブライン吸着器２５、酸吸着器２６及び冷
媒−ブライン熱交換器４ｏにより構成される。

前記冷媒分離器１３は、ブライン中に混在する冷媒を分
離して取り除くものである。

前記水分吸着器２４はシリカゲルからなり、気化した冷
媒中に混在する水分を吸着して冷媒を透過する。気化ブ
ライン吸着器２５は活性炭がらなり、気化した冷媒中に
混在する気化したブラインを吸着するものである。また
、酸吸着器２６は液化した冷媒中に混在する酸を吸着す
る。

前記冷媒−ブライン熱交換器４ｏは円柱形状の密閉容器
４５からなり、その内側底部にはブライン流出口４０ａ
と多数の吐出口を有する冷媒吐出管４１を、内側中間部
にはブラインと冷媒とを撹拌する撹拌器４２と水平に配
設された複数のパンチメタル板４３をそれぞれ備えてい
る。また、密閉容器４５の内側上部にはブライン流入口
４０ｃと、このブライン流入口４０ｃよりも上方に位置
し、気化した冷媒を排出する冷媒排出口４０ｄが設けら
れると共に、ブライン流入口４０ｃと冷媒排出口４０ｄ
との間に冷媒とブラインとを分離する冷媒−ブライン分
離装置４４が設けられている。

前記撹拌器４２は、モータ４２ａと該モータ４２ａに連
結された回転シャフト４２ｂと該回転シャフト４２ｂに
取り付けられた複数のプロペラ４２ｃとから構成される
。モータ４２ａは冷媒−ブライン熱交換器４ｏの密閉容
器４５の外側に配設され、シャフト４２ｂは前記容器の
中心軸に沿って配設されている。

前記冷媒−ブライン分離装置４４は、活性炭、セラミッ
ク等から構成され、気化した冷媒に混在するブラインを
分離する。

前記冷却器１１の一端側は冷媒−ブライン熱交換器４０
のブライン流入口４０ｃに、冷却器１１の他端側はポン
プ１２の吐出側に、ポンプ１２の吸込側は冷媒分離器１
３の流出口に、冷媒分離器１３の流入口は冷媒−ブライ
ン熱交換器４０のブライン流出口４０ａにそれぞれ連結
されて設けられている。また、冷媒分離器１３によって
分離された後に気化した冷媒は、気化冷媒戻し管１３ａ
を介して冷媒−ブライン熱交換器４０に戻されるように
なっている。

前記冷媒圧縮器２１の吐出側は凝縮器２２の一端側に、
冷媒圧縮器２１の吸込側は水分吸着器２４と気化ブライ
ン吸着器２５とを介して冷媒−ブライン熱交換器４０の
冷媒排出口４０ｄに、凝縮器２２の他端側は酸吸着器２
６と温度式膨張弁２３とを介して冷媒吐出管４１にそれ
ぞれ連結されて設けられている。更に、温度式膨張弁２
３の温度センサ２３ａは、冷媒−ブライン熱交換器４０
の冷媒排出口４０ｄから排出される冷媒の温度を検出で
きる位置に配設されている。

前記冷媒−ブライン熱交換器４０には、冷媒−ブライン
分離装置４４付近に気化した冷媒で満たされた空間を残
して、エチレングリコールからなるブラインが満たされ
ている。また、冷媒としてフロン系のものを使用し、冷
媒とブラインが混合しないようになっている。

前述の構成において、ブラインはブライン循環回路１０
を第１図中の実線で示すように流通し、冷媒は冷媒循環
回路２０を第１図中の一点鎖線矢印で示すように流通す
る。即ち、冷媒−ブライン熱交換器４０のブライン流出
口４０ａから流出したブラインは、冷媒分離器１３に流
入する。この冷媒分離器１３によって、ブライン中に混
在する冷媒が分離され、気化した冷媒は気化冷媒戻し管
１３ａを介して冷媒−ブライン熱交換器４０に戻される
。

前記冷媒分離器１３から流出するブラインは、ポンプ１
２によって冷却器１１に送られ、ここで空気とブライン
との間で熱交換が行われて空気が冷却される。冷却器１
１から流出する加温されたブラインは、ブライン流入口
４０ｃから冷媒−ブライン熱交換器４０に流入する。

前記冷媒圧縮器２１によって、冷媒は圧縮され、気体か
ら液体に変換される。この後、凝縮器２２により、冷媒
の温度は低下されて酸吸着器２６に流入する。酸吸着器
２６により、液化した冷媒中に混在する酸が吸着されて
取り除かれる。酸吸着器２６から流出した冷媒は、温度
式膨張弁２３を介して冷媒吐出管４１に流入し、該冷媒
吐出管４１の多数の吐出口から冷媒−ブライン熱交換器
４０内のブライン中に注入される。冷媒−ブライン熱交
換器４０内のブライン中に注入された冷媒は、ブライン
と熱交換を行い、加温されてブラインの中を上昇する。

このとき、冷媒は複数のパンチメタル板４３によってブ
ライン中に分散されると共に、撹拌器４２により、冷媒
とブラインが撹拌される。これにより、ブラインの隅々
にまで冷媒が行き渡る。更に、気化した冷媒は、冷媒−
ブライン分離装置４４を介して冷媒排出口４０ｄに致る
。

冷媒−ブライン分離装置４４によって、気化した冷媒中
に混在するブラインが分離される。

前記冷媒排出口４０ｄから排出された気化した冷媒は、
水分吸着器２４により、冷媒中に混在する水分が取り除
かれ、更に、気化ブライン吸着器２５により、冷媒中に
混在する気化したブラインが取り除かれて、冷媒圧縮器
２１に吸入される。

尚、本実施例では、ブラインとしてエチレングリコール
を使用したが、これに限定されるものではなく、プロピ
レングリコール等のグリコール系又はアルコール系の液
体を使用しても同様の効果を得ることができる。

また、本実施例の各吸着器、分離器において、吸着剤と
して活性炭、シリカゲル、セラミック等を使用したが、
これらに限定されないことは言うまでもないことである
。

（発明の効果）以上説明したように請求項（１）によれば、冷媒注入部
により、ブライン中に分散して冷媒が注入されると共に
冷媒とブラインとの間で直接熱交換が行われるため、冷
媒とブライン・との間の熱交換の効率を高くすることが
できる。

請求項（２）によれば、冷媒循環回路に、冷媒中に混在
する冷媒以外の物質を取り除く分離手段を設けたので、
冷媒循環回路の各構成部分に対して有害な物質が取り除
かれるため、冷媒循環回路の各構成部分の寿命を延ばす
ことができると共に、冷却能力の低下を防止できる。

請求項（３）によれば、ブライン循環回路に、ブライン
中に混在するブライン以外の物質を取り除く分離手段を
設けたので、ブライン循環回路の各構成部分に対して有
害な物質が取り除かれるため、ブライン循環回路の各構
成部分の寿命を延ばすことができると共に、冷却能力の
低下を防止できる。

請求項（４）及び（５）によれば、冷媒−ブライン熱交
換器内のブラインの隅々にまで冷媒が行き渡るため、熱
交換の効率をさらに高めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
従来例を示す概略構成図である。１０・・・ブライン循環回路、１１・・・冷却器、１２
・・・ポンプ、１３・・・冷媒分離器、２０・・・冷媒
循環回路、２１・・・冷媒圧縮器、２２・・・凝縮器、
２３・・・温度式膨張弁、２４・・・水分吸着器、２５
・・・気化ブライン吸着器、２６・・・酸吸着器、３０
．４０・・・冷媒−ブライン熱交換器、４１・・・冷媒
吐出管、４２・・・撹拌器、４３・・・パンチメタル板
、４４・・・冷媒−ブライン分離装置、４５・・・密閉
容器。特許出願人　　サンデン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮器と前記冷媒を凝縮する凝縮器と膨張弁と冷
媒−ブライン熱交換器とからなり、所定の温度で気化す
る冷媒を循環させる冷媒循環回路と、前記冷媒−ブライ
ン熱交換器と液体のブラインを循環させるポンプと負荷
を冷却する冷却器とを含むブライン循環回路とを備え、
該ブライン循環回路を循環する前記ブラインを、前記冷
媒循環回路に前記冷媒を循環させることにより冷却する
ブライン冷却システムにおいて、前記冷媒−ブライン熱交換器は、密閉容器からなり、該
密閉容器の底部にブライン流出口と該密閉容器内に開放
された多数の吐出口を有する冷媒注入部とを有し、更に
、該密閉容器の上部にブライン流入口と該密閉容器内に
開放された冷媒排出口を有することを特徴とするブライン冷却システム。
（２）冷媒循環回路に、冷媒中に混在する冷媒以外の物
質を取り除く分離手段を設けた請求項（１）記載のブラ
イン冷却システム。
（３）ブライン循環回路に、ブライン中に混在するブラ
イン以外の物質を取り除く分離手段を設けた請求項（１
）又は（２）記載のブライン冷却システム。
（４）冷媒−ブライン熱交換器内のブラインと該ブライ
ン中に注入された冷媒とを撹拌する撹拌手段を設けた請
求項（１）、（２）又は（３）記載のブライン冷却シス
テム。
（５）冷媒ブライン熱交換器内に、ブライン中に注入さ
れた冷媒を分散させる分散手段を設けた請求項（１）、
（２）、（３）又は（４）記載のブライン冷却システム
。