JPH03160238A

JPH03160238A - 冷媒自然循環式冷房システム

Info

Publication number: JPH03160238A
Application number: JP30004889A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Inoue; 良則井上; Yoshitaka Sasaki; 佐々木　義隆; Kensuke Tokunaga; 研介徳永; Nozomi Kusumoto; 望楠本; Shuji Sugiura; 杉浦　修史; Takeo Ueno; 武夫植野
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1991-07-10

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、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、前記凝縮器と前記薫発
器および冷媒配管とにわたって密ｒＡ状態で冷媒を循環
流動ずるよう６こ構或し、かつ、前記冷媒として、１１
１記華発器での熱交換に伴って液体から芸気に１目変化
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茎発２ユに移送
ずるに足るヘノド差を備えた冷媒自然循環式冷房システ
ムに関する。

〈従来の技術〉この種の冷媒自然循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ｉｆ　ｉｉｔｉ器に運ばれ、その凝縮器にお
いて、チラーによる冷水やブライン、または、ファンに
よる冷却等により供給される冷却媒体との熱交換によっ
て放熱されるように構或されている。

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、凝縮器への冷
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。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、夜間などの運転を惇止している状態にお
いては、凝縮器と蒸発器に至るまでの冷媒配管が外気に
よって温められ、その冷媒配管内の冷媒液の温度が上昇
し、次の日の運転開始時には室内温度と同し状態になっ
ている。そのような状態で凝縮器に冷却媒体を供綺する
と、冷媒配管の凝縮器側が冷却されてそこでの内圧が滅
少し、それに伴って冷媒配管内で冷媒液が気化し、その
気化した冷媒蒸気によって冷媒液の流下が阻害され、冷
媒液が芸発器に供給されるまでに時間がかかり、冷房運
転の立ち上がりが遅くなり、運転開始後、所定時間の間
は冷風が室内に供給されず不快になる欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、運転開始時には冷媒配管内の冷媒液の温度が低温に
なっているようにして、冷房運転の立ち上がりが早くて
快適な冷房運転を行うことが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〉本発明は、上述のような目的を達或するために、請求項
第（１）項の発明として、冒頭に記載した冷媒自然循環
式冷房システムにおいて、通常のｉ！Ｉ！転時間範囲外
において、前記凝縮器用の冷却装置から前記凝縮器に冷
却媒体を供給する冷却媒体供給手段を付設して構戒する
。

冷却媒体供給手段としては、請求項第（２）項に記載の
ように、通常の運転時間範囲外Ｃこおいて、冷却媒体の
少量供給を！！続ずるとか、請求項第（３）項Ｃこ記戦
のよう６こ、例えば、運転開始時刻が午前８時であると
すれば、それよりも２０分前から運転開始時刻になるま
での２０分間など、冷媒配管内の冷媒液を所定温度にま
で冷却するに足る所定時間だけ冷却媒体を供給するよう
に構成するものであれば良い。

また、冷却媒体供給手段を構或する冷却媒体供給のため
の手段としては、請求項第（４）項に記載のように、冷
凍機から供給されて蓄えられた蓄熱槽内の冷却媒体を凝
縮器に供給する凝縮器用ポンプを駆動するとか、請求項
第（５）項に記載のように、凝縮器に冷却媒体を供給す
る蓄熱槽と冷凍機とにわたって循環流動ずる熱源用冷媒
を、凝縮器にバイパス配管を介して供給するといった手
段を採用できる。

く作用〉請求項第（１）項の発明に係る冷媒自然循環式冷房シス
テムの構或によれば、運転開始時刻になるまでの間に、
凝縮器に供給される冷却媒体によって、凝縮器と蒸発器
との間に充填されている冷媒配管内の冷媒岐を冷却し、
運転開始に伴って冷媒を良好に自然循環させて冷媒液を
蒸発器に供給することができる。

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
。

第土夫盈期第１図は冷媒自然循環式冷房システムの第１実施例を示
す全体システム構戒図であり、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
冷却装置Ａからの冷水や氷スラリーなとの冷却媒体を供
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
用側となる華発器３を備えた個別空気調和ａ４が設けら
れている。

前記凝縮器ｌと渾発器３・・・それぞれとが、受液器５
と気液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、菌発器３・
・・および冷媒配管７にわたり、菌発器３での熱交換に
伴って液体から草気に相変化するとともに、凝縮器１で
の凝縮により黄気から肢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
化された冷媒が茎発器３に流下供給されるとともに、蒸
発器３での熱交換に伴って液体から華気に相変化された
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、冷媒が凝縮器１と茶発器３との間で自然的に循環流
動するように構戒されている。

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の英発器３・・・それぞれへの冷媒液供給用
冷媒配管部分７ａの人口箇所には、冷媒液流入量を３Ｆ
１節する流量ｉＩｉｌ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の蒸発器３・・・それぞれからの冷媒華気排
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１０での圧
力差により機絨的に作動し、その圧力差が一定に維持さ
れるように、疏量調節弁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式のいずれで
あっても良い。また、このような冷媒液の供給量を制御
する構戒としては、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じて開度を調整する電動操作
型の汰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の戻り空気の塩度をｄ｛１１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１１０され
、それにより室内温度を設定範囲内に維持するように構
成される。

前記冷却装置Ａは、冷凍機ｌ１と蓄熱槽１２とを、冷却
媒体圧送ポンプ１３を介装した返送管１４と冷凍機１１
で得られた微細な氷スラリーを供給する供給管Ｉ５とを
介して連通接続して構成されている。

前記蓄熱槽１２と凝縮器ｌとが、凝縮器用ポンプｌ６お
よび逆流防止用のチャッキ弁１７を介装した冷水供給管
１８と冷水返送管１９とを介して運通接続され、蓄熱槽
１２に蔽えられた氷スラリーや冷水などの冷却媒体を凝
縮器１に供給するように構戒されている。

前記返送管１４の冷却媒体圧送ボンプｌ３よりも下流側
箇所と、冷水供給管ｌ８のチャッキ弁ｌ７よりも下流側
箇所とが、逆流防止用のチャンキ弁２０と電磁開閉弁２
１とを介装したバイパス配管２２を介して連通接続され
ている。

前記電磁開閉弁２１には２４時間タイマ２３が接続され
るとともに、この２４時間タイマ２３において、通常の
運転時間範囲外の時間（例えば、午後１０時から午前８
時など）に電磁開閉弁２ｌに駆動信号を出力するように
設定され、冷房運転を停止している間は電磁開閉弁２１
を開き、蓄熱槽１２から冷凍機１１に供給される冷水や
氷スラリーなとの冷却媒体の一部を、バイパス配管２２
を通じて凝縮器１に供給するように構威されている。

上記逆流防止用のチャンキ弁２０と電磁開閉弁２１とを
介装したバイパス配管２２と、２４時間タイマ２３とか
ら成る構或をして冷却媒体供給千段ど称する。

Ｊ＝記構威により、通常の運転時間から外れて冷房運転
を停＋ｈＬでいる間、凝縮器■に冷水や氷スラリーなと
の冷却媒体を供給し続け、冷媒配管７の凝縮器１から電
磁開閉弁９・・・までの間に充填されている冷媒液を冷
却し、その冷媒液が外気によって温められることを防止
できるようになっている。

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

また、蒸発器３・・・それぞれで発生した冷媒茂気を戻
す水平方向の冷媒配管７部分は、珂発器３・・・側から
遠ざかる程低くなるように傾斜して設けられ、その冷媒
配管７中に冷媒液が混入したとしても、その冷媒液を蒸
発器３・・・それぞれから遠ざかる側に流下させやすい
ように構威されている。

閏中２４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チャンキ弁を示している。

アキュムレータ６の上部空間と凝縮器１とが第ｌの配管
２５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、アキュムレータ６、および、そ
れより下方の冷媒配管７中で冷媒液が蒸発して冷媒茎気
が発生した場合に、その冷媒蒸気を凝縮器ｌに戻すよう
に構威されている。

また、受液器５の七部空間と凝縮器１とが第２の配管２
６を介して連通接続され、櫃縮器ｌＴ：凝縮液化した冷
媒７夜を受液器５に円滑に流下できるように構成されて
いる。

この第ｌ実施例によれば、冷却装置八におＵる冷却媒体
圧送ボンプ１３を利用して凝ｉ１６器１るこ冷却媒体を
供給するために、凝縮器用ポンプ１６を用いる場合に比
べて、電力消費量が安くて経済的である利点を有してい
る。すなわち、疑縮器ｌにおいて、複数個の芸発器３・
・・による冷房に必要な凝縮能力が要求されるため、１
ｊ！縮器用ポンブ１６として大きい容璽のものが必要と
されるのに対して、冷却装ｉ？ＥＡにおける冷却媒体圧
送ボンブｌ３は小さい容量のもので済み、その駆動に必
要な電力消費量が少なく、かつ、本来的に、夜間等に製
氷のために駆動しているものであり、特別に駆動ずるた
めの制御構戒も不要であり、そのうえ、深夜電力を利用
するものであり、極めて経済的である。

５２−実搭例− 第２図は、第２実施例の冷却媒体供給手段を示す構或図
であり、凝縮器用ボンブ１６の駆動回路（図省略）にタ
イマ２７が接続されるとともに、このタイマ２７におい
て、通常の運転時間範囲夕｛で、かつ、運転開始時刻よ
りも前の所定時間（例えば、午前７時４０分から午前８
時など）に凝縮２３用ボンプｌ６の駆動回路に駆動信号
を出力するように設定され、通常の運転開始に先立って
Ｑ縮器用ポンプ１６を駆動することにより蓄熱槽１２か
ら凝縮器１に冷水や氷スラリーなどの冷却媒体を供給し
、冷媒配管７の凝縮器１から電磁開閉弁９・・・までの
間に充填されている冷媒７夜を冷却するように構成され
ている。

上記タイマ２７において設定される時間は、冷媒配管７
内の冷媒液を、運転開始に伴う冷媒，・夜の流下を阻害
しない程度の所定温度にまで冷却するに足る時間が設定
される。

冷却媒体供給手段としては、次のような各種の構或も採
用できる。

（イ）第２実施例において、凝縮器用ポンプ１６の回転
数を、通常の冷房運転時におけるよりも低下できるよう
に構威し、通常の運転開始範囲夕｛の時間の間、凝縮器
用ポンプ１６を駆動して少量の冷却媒体を凝縮器１に供
給し続＋３、冷媒配管７内の冷媒液の温度が上昇するこ
とを防止するように構或ずる。

（口）第２実施例において、凝縮器用ボンブ１６と並列
に、容量の小さい補助ポンプを冷水供給管１８に接続し
、通常の運転開始範囲外の時間の間、補助ポンプを駆動
して少量の冷水を凝縮器１に供給し続け、冷媒配管７内
の冷媒液の温度が上昇することを防止するように構成す
る。

（ハ）凝縮器ｌ内の冷媒液の温度を測定し、その温度が
設定以下になったときに凝縮器用ポンプ１６を駆動する
ように構或する。

本発明としては、利用側となる蒸発器３をｌ個設け、そ
の蒸発器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構戒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によれば、運
転停止時における、凝縮器と蒸発器との間に充填されて
いる冷媒配管内の冷媒液の温度の上昇を回避できるから
、運転開始に伴う凝縮器での冷媒液の冷却に起因する内
圧低下を生しず、運転開始に伴って冷媒液を円滑かつ良
好に蒸発器に供給でき、冷房運転の立ち上がりを早くで
きて冷房運転を快適に行うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る冷媒自然循環式冷房システムの実
施例を示し、第１図は、第１実施例の全体システム構成
図、第２図は、第２実施例の要部の構戒図である。ｌ・・・凝縮器３・・・蒸発器７・・・冷媒配管１ｌ・・・冷凍機ｌ２・・・蓄熱槽ｌ３・・・冷却媒体圧送ボンプ１６・・・凝縮器用ボンブ２２・・・ハイバス配管Ａ・・・冷却装置

Claims

【特許請求の範囲】

（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、通常
の運転時間範囲外において、前記凝縮器用の冷却装置か
ら前記凝縮器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段を
付設したことを特徴とする冷媒自然循環式冷房システム
。
（２）請求項第（１）項に記載の冷却媒体供給手段が、
通常の運転時間範囲外において、冷却媒体の少量供給を
継続するものである冷媒自然循環式冷房システム。
（３）請求項第（１）項に記載の冷却媒体供給手段が、
通常の運転開始時刻になるまでの所定時間だけ冷却媒体
を供給するものである冷媒自然循環式冷房システム。
（４）請求項第（２）項または第（３）項に記載の冷却
媒体供給手段が、冷凍機から供給されて蓄えられた蓄熱
槽内の冷却媒体を凝縮器に供給する凝縮器用ポンプを駆
動するものである冷媒自然循環式冷房システム。
（５）請求項第（２）項または第（３）項に記載の冷却
媒体供給手段が、凝縮器に冷却媒体を供給する蓄熱槽と
冷凍機とにわたって循環流動する冷却媒体を、前記凝縮
器にバイパス配管を介して供給するものである冷媒自然
循環式冷房システム。