JPH03160237A - 冷媒自然循環式冷房システムの凝縮器構造 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、冷媒の気体と液体相互への相変化を利用して
、熱源側となる擬縮器と利用側となる蒸発器とにわたっ
て冷媒を自然ｉ環させ、冷房運転を行うように構成した
冷媒自然循環式冷房システムに用いられる凝縮器構造に
関する。

く従来の技術〉 従来の冷媒自然Ｗｉ環式冷房システムとしては、実公平
１−１４８７０号公報に開示されるように、茎発器で吸
収した熱が凝縮器に運ばれ、その凝縮器において、チラ
ーによる冷水やプライン、または、ファンによる外気等
による冷却媒体との熱交換によって放熱されるように構
成されている。

そして、凝縮器に冷却媒体を供給することにより、冷媒
を自然循環させて冷房運転を行い、一方、擬縮器への冷
却媒体の供給を停止することにより、冷媒の自然循環を
停止して冷房運転を停止するように構威している。

ところで、冷媒自然循環式冷房システムを構築する建物
の規模は様々であり、殊に、近年では、高層ビルなどの
大規模の建物も建設されている。

このような規模の違いに応し、当然のことながら、凝縮
器に要求される能力にも違いを生しる。

そのため、従来一般に、構築しようとする建物の規模に
応じ、それぞれに応した能力の凝縮器を製作して対応し
ているのが実情である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、凝縮器が単品生産になるために高価にな
り、工費が増大する欠点があった。

そこで、同一仕様の複数個の擬縮器を製作することによ
って生産上のコスト低城を図り、必要能力に合わせて複
数個の凝縮器を用い、凝縮器出Ｄで確実に冷媒を液化さ
せるため、これら複数個の凝縮器を冷媒配管に対して直
列に接続するとともに、それらの凝縮器に冷却媒体とし
て冷水を直列または並列に供給して全体としての能力増
大を図ることが考えられた。ここで、複数個の凝縮器を
冷媒配管に対して直列に接続するのは、複数個の凝縮器
を並列に接続した場合に、冷媒を各凝縮器に均等分配す
ることが必要で、これが困難なこと、また、各凝縮器出
口での液シール対策を行う必要があるからである。

しかし、複数個の凝縮器に冷水を直列に供給する場合番
よ、ＨＢ．（Ｈ　２，ｇ変化により冷水の温度は徐々に
上界するため、先に冷水を供給する凝縮器に対して、そ
れより後で袷水を供給する凝縮器における能力が低下し
、全体どして得られる能力が、複数個の凝縮器の持つ能
力の総和よりも大幅に滅少して與馬大になる欠・ｊ夫が
あった。

一方、複数個の脣縮器に冷水を並列るこ供給する場合は
、ヒ記のような欠点は生しないものの、その凝縮器に接
続される冷水配管の管路抵｝ノ″〔にハランキがあるた
めに、各凝縮器間で−＋．Ｘの能力を発揮させづらい欠
点があった。

このように、襟数個の凝ｉｉｉｉ器を用いて要求さｒ，
る能力の違いに対応しようとしても、各凝縮器の持つ能
力を十分に活かすことができず、未だ改滲の余地があっ
た。

本発明は、このような事↑ｒｔ（こ鑑みてなされたもの
であって、複数｛囚の凝縮器を用いながら、各凝縮器の
能力を十分に活かすことのできる凝縮器構造を提供でき
るようにすることを目的とする・く課題を解決するため
の手段〉 本発明の冷媒自然循環式冷房システムの凝縮器構造は、
上述のような目的を達威するために、熱源側となる凝縮
器と利用側となる茎発器とを冷媒配管を介して連通接続
し、前記凝縮器と前記奈発器および冷媒配管とるこねた
って密閉状態で冷媒を循環流動するように構成し、かつ
、前記冷媒として、前記草発器での熱交換に伴って液体
から茂気に相変化する冷媒を使用するとともに、前記凝
縮器と前記蒸発器との間に、液体乙こ相変化した冷媒を
前記蒸発器に移送するに足るヘノド差を備えた冷媒自然
循環式冷房システムにおいて、前記凝縮器を、前記冷媒
配管に互いに直列に連通接続した複数個の凝縮器から構
成し、それらの凝縮器に対し、冷却媒体として氷スラリ
ーを供給する一次側配管を直列にｌＩｊ続して構成する
。

く作用〉 本発明に係る冷媒自然循環式冷房ソステムの凝縮器構造
の構成によれば、冷却媒体として氷スラリーを用いるこ
どにより潜熱変化をＩｌｌ用し、その氷スラリーの融解
潜熱によって各凝縮２聳を冷却するため、？３ｉ数個の
凝縮器に対して水スラリー＝を直列に供給しても各凝縮
器それぞれで能力を十分に発渾させることができる。し
たがって、各凝縮器の持つ能力を力１１算した状態で冷
媒を疑縮することができる。

く実施例〉 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

図は、本発明乙こ係る凝ＩＩｉｉ器構造を用いた冷媒自
然循環弐漬房システムの実施例を示す全体ソステム構成
図であり、１は、ビルの屋上などに設置される熱源側と
なる凝縮器を示し、この凝縮器１に熱源Ａからの冷水や
氷スラリーなどを供給するようになっている。

ビルの各階の各部屋それぞれなどに、送風ファン２と利
用側となる痕発２ｘ３を備えた個別空気調和機４が設け
られている。

前記凝縮器１と突発器３・・・それぞり，とが、受液器
５と気イ夜分離用のアキュムレータ６を介装した冷媒配
管７を介して連通接続され、そして、凝縮器１、茎発器
３・・・および冷媒配管７にわたり、蒸発器３での熱交
Ｉ＃に伴って液体から蒸気に相変化するとともに、凝縮
器ｌでの（疑♀宿により蒸気から液体に相変化する冷媒
が密閉状態で封入されている。

受液器５は、蒸発器３・・・それぞれよりも高い位置に
設置され、凝縮器１での凝縮により蒸気から液体に相変
化された冷媒が渾発２ｉｉ３に流下供給されるとともに
、草発器３での熱交換に伴って液体から蒸気に相変化さ
れた冷媒が上昇して凝縮器１に戻されるに足るヘッド差
が備えられ、冷房運転に際して、蒸気と液体との相変化
により、冷媒が櫃縮器１と草発器３との間で自然的に循
環流動するように構或されている。

前記冷媒としてはフロンガスＲ−２２が用いられる。こ
のフロンガスＲ−２２は、水素、塩素を含んでいて対流
圏で分解するために、オゾン層を破壊する虞の無い利点
を有している。

冷媒配管７の菌発器３・・・それぞれへの冷媒ｌ夜供給
用冷媒配管部分７ａの人口箇所には、冷媒液流入量を調
節する流量調節弁８と、冷媒液流入を阻止する電磁開閉
弁９とが設けられている。

冷媒配管７の茅発器３・・・それぞれからの冷媒蒸気排
出用冷媒配管部分７ｂの出口箇所に、冷媒蒸気の温度を
感知する感温筒１０が設けられ、その感温筒ＩＯでの圧
力差により機械的に作動し、その圧力差が一定に維持さ
れるように、流量調節弁８の開度を自動的に調整できる
ように構成されている。この流量調節弁８は、冷凍装置
に使用される自動膨張弁と同様の構造のものであって、
その均圧側は、内部均圧式または外部均圧弐のいずれで
あっても良い。また、このような冷媒液の供給量を制御
する構或としては、冷媒の飽和相当温度を感知するサー
ミスタとその感知温度に応して開度を調整する電動操作
型の流量調節弁とによって行うものでも良い。

また、前記電磁開閉弁９は、冷房運転の停止状態では閉
しられ、冷房運転開始に伴う送風ファン２の駆動に連動
して開かれるようになっている。

また、この電磁開閉弁９は、冷房運転状態にあっては、
蒸発器３の戻り空気の温度を測定する室温センサと設定
室温との比較によって自動的に開閉制御され、それによ
り室内塩度を設定範囲内に維持するように構成される。

前記熱ＦＡＡは、冷凍機ｌ１と蓄熱槽ｌ２とを、熱源用
の冷却媒体圧送ボンブＩ３を介装した返送管１４と冷凍
機ｌ１で得られた微細な氷スラリーを供給する供給管１
５とを介して連通接続して構威されている。

前記蓄熱槽ｌ２と凝縮器ｌとが、凝縮器用ポンプ１６お
よび逆流防止用のチャンキ弁１７を介装した一次側配管
を構成する氷スラリー供給管ｌ８と一次側配管を構成す
る氷スラリー返送管ｌ９とを介して連通接続され、蓄熱
槽１２に蓄えられた氷スラリーを冷却媒体としてｄ縮器
１に供給するように構成されている。

前記凝縮器１は、冷媒配管７に互いに直列に連通接続し
た三個の凝縮器１ａ．ｌｂ，ｌｃによって構成され、そ
の最下段の凝縮器１ａに前記氷スラリー供給管１８が連
通接続されるとともに、最上段の凝縮器１ｃに前記氷ス
ラリー返送管ｌ９が連通接続され、そして、最下段の凝
縮器１ａと中段の凝縮器１ｂ、および、中段の凝縮器１
ｂと最上段の凝縮器１ｃそれぞれが一次側配管を構或す
る中間配管２０を介して連通接続されている。

また、最下段の凝縮器１ａに、二次側配管として冷媒配
管７の冷媒液供給用冷媒配管７ａが連通接続されるとと
もに、最上段の凝縮器１ｃに二次側配管として冷媒配管
７の冷媒蒸気排出用冷媒配管７ｂが連通接続されている
。

図示していないが、各階それぞれにおいて配設される、
藤発器３・・・それぞれに冷媒液を供給する水平方向の
冷媒配管７ａ部分は、蒸発器３・・・側程低くなるよう
に傾斜して設けられ、冷媒液を草発器３・・・それぞれ
に供給しやすいように構成されている。

また、蒸発器３・・・それぞれで発生した冷媒蒸気を戻
す水平方向の冷媒配管７ｂ部分は、萬発器３・・・側か
ら遠さかる程低くなるようζこ顛糾して設けられ、その
冷媒配管７ｂ中に冷媒液が混入したとしても、その冷媒
液を筑発器３・・・それぞれから遠ざかる側に流下さ已
゜やすいように構威されている・図中２１は、アキュム
レータ６側から受液器５側に冷媒液が逆流することを防
止するヂャノキ弁を示し２ている。

アギュムレータ６のヒ部空間と惚縮器１どが第ｌの配管
２２を介して連通接続され、夜間などの運転停止状態で
外気温度が高温の時に、アギュ１、レータ６、および、
それより下方の冷媒配管７中で冷媒液が茶発して冷媒茅
云が発生した場合に、その冷媒華気を凝縮器１に戻すよ
うに構成されている。

また、受液器５の上部空間と凝縮器１どが第２の配管２
３を介して連通接続され、凝縮器１で凝縮液化した冷媒
液を受肢器５に円滑に疏下できるように構威されている
。

」二連実施例のように、蓄熱槽１２に蓄えた氷スラリー
を凝縮器１に供給するように構成すれば、夜間の深夜電
力によりη一或して蓄えた氷スラリーを利用でき、富力
消費量を低σ友できる利点を有しているが、本発明とし
ては、例えば、冷凍ａｌｌからの返送管ｌ４を最下段の
凝縮器１ａに連通接綺するとともに、冷凍機１１への供
給管１５を最Ｅ段の凝縮器１ｃに連通接続し、冷凍機ｌ
１で得られる氷スラリーを直１ｇ凝縮器１４こ供給する
ように構成しても良い。

本発明としては、凝縮器１を二個または四個以上の凝縮
器によって構ｒ戊するものでも良い。

木定明として！よ、利用側となる筑発器３を１個設｛：
ｌ、その朶発器３で得られる冷風をダクトを介して各部
屋などに分配供給するように溝成する場合にも適用でき
る。

〈発明の効果〉 本発明に係る冷媒自然循環式冷房システムの凝縮２尋購
造乙こよれば、複数個の凝縮器それぞれの能力を十分に
発揮させ、各・疑縮器の持つ能力をＪ］［Ｉ算した状態
で冷媒を凝縮することができるから、規模の異なる建物
に冷媒自然循環式冷房システムを構築する場合でも、同
一能力の凝縮器の個数を増残し、それらの凝縮器に一次
側配管としての水スラリーの配管および二次側配管とし
ての冷媒配管それぞれを直列に接続するだけで対応でき
、同一什様の凝縮器を用いることができ、冷媒自然循環
式冷房ンスデムを安価乙こ構築できて、工費を低減でき
るようになった。

【図面の簡単な説明】

同は、・［発明に係る冷媒自然循環式冷房システムの凝
縮器構造の実施例を示す全体ノステム構或図である。 １・・凝ｉｉｉｉ器 （３・・・茎発器 ７・・・冷媒配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱源側となる凝縮器と利用側となる蒸発器とを冷
   媒配管を介して連通接続し、前記凝縮器と前記蒸発器お
   よび冷媒配管とにわたって密閉状態で冷媒を循環流動す
   るように構成し、かつ、前記冷媒として、前記蒸発器で
   の熱交換に伴って液体から蒸気に相変化する冷媒を使用
   するとともに、前記凝縮器と前記蒸発器との間に、液体
   に相変化した冷媒を前記蒸発器に移送するに足るヘッド
   差を備えた冷媒自然循環式冷房システムにおいて、前記
   凝縮器を、前記冷媒配管に互いに直列に連通接続した複
   数個の凝縮器から構成し、それらの凝縮器に対し、冷却
   媒体として氷スラリーを供給する一次側配管を直列に接
   続したことを特徴とする冷媒自然循環式冷房システムの
   凝縮器構造。