JPH04208360A - 閉鎖系空間用空調装置 - Google Patents

閉鎖系空間用空調装置

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JPH04208360A
JPH04208360A JP34009790A JP34009790A JPH04208360A JP H04208360 A JPH04208360 A JP H04208360A JP 34009790 A JP34009790 A JP 34009790A JP 34009790 A JP34009790 A JP 34009790A JP H04208360 A JPH04208360 A JP H04208360A
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heat
medium
heat exchanger
heat medium
air conditioner
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JP34009790A
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Tadashi Ogura
小倉 正
Naoaki Izumitani
泉谷 直昭
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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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) 本願発明は、例えば月面基地や宇宙ステ、−ンヨンなど
のような閉鎖系空間内の空気を諷度調節するための閉鎖
系空間用空調装置に関するものである。
(発明の技術的背景) 一般に空調装置においては室内の空気を冷却する際に吸
熱した作動熱媒体からその熱を放出させるために、室外
に放熱用熱交換器を設置し、該放熱用熱交換器を外気で
冷却することによって熱媒体から熱を放出させるように
なっている。この場合、当該放熱用熱交換器に対しては
ファンにより強制送風して大量の熱交換用空気を供給す
るようにして居るため、当該熱交換用空気と放熱用熱交
換器内を流通する熱交換器との間の温度差がそれほど大
きくなくても十分に熱媒体から熱を放出させることがで
きる。
これに対して、もしファンによる強制送風なしに、放熱
用熱交換器からの自然放熱だけで熱媒体から熱を放出さ
せようとした場合は、きわめて放熱面積の大きい熱交換
器を必要とすることになる。
(発明が解決しようとする課題) ところで、例えば月面基地や宇宙ステーンヨンなどのよ
うな大気圏外構造物に付設される空調装置について考察
すると、該空調装置に設けられる放熱用熱交換器は、地
球上と異なり大気の存在しない真空中に設置せざるを得
ないため、必然的にその放熱形態は熱輻射のみによらざ
るを得ず、その結果、大型の放熱用熱交換器を必要とす
るようになる。
しかし、月面基地や宇宙ステーションは本来その輸送コ
ストの巨額さから考えるとき、いかに必要性があるとは
いえ、空調装置の放熱用熱交換器や熱媒体用配管などに
ついてその大型化が許容される余地はない。
(発明の目的) 本願発明は上記のような技術的背景の下になされたもの
であって、例えば上述した月面基地や宇宙ステーション
のような閉鎖系空間のための空調装置を可及的に小型軽
量化して提供し得るようにすることを目的とするもので
ある。
(課題を解決するための手段) 本願発明の閉鎖系空間用空調装置は、上記目的を達成す
るために例えば第1図に例示される次のような技術的課
題解決手段を備えて構成されている。
(1)請求項1記載の発明に係る閉鎖系空間用空調装置
は、例えば第1図に示されるようにフロンガスを熱媒体
として使用するフロンヒートポンプ方式の第1の冷凍サ
イクルと高温で動作可能なフッ素系アルコール類を熱媒
体として使用するアルコールヒートポンプ方式の第2の
冷凍サイクルの2つの空気調和システムを中間熱交換器
を介して組み合わせることにより2元冷凍サイクルの空
気調和システムを構成したことを特徴とするものである
(2)請求項2記載の発明に係る閉鎖系空間用空調装置
は、上記の箪2の冷凍サイクルが複数の圧縮機を備えた
多段圧縮構造を採用して構成されていることを特徴とす
るものである。
(作 用) 上記本願発明の閉鎖系空間用空調装置の構成では、通常
のフロンガスを熱媒体とするフロンヒートポンプ方式の
第1の冷凍サイクルの空調/ステムに対し、例えば15
0°C程度の高温でても使用可能な7ノ素系アルコール
を熱媒体とするアルコールヒートポンプ方式の第2の冷
凍サイクルの空調/ステムを中間熱交換器を介して組合
わせることにより2元冷凍サイクルの空気調和/ステム
を構成している。
したがって、先に述べた放射熱交換器の冷媒入口温度が
例えば約150’c程度の高温になり、同放射熱交換器
側冷凍サイクルの運転温度を上げることができるので同
放射熱交換器の面積が従来の1元サイクルの場合の1/
2程度まで小型化することが可能となる。
また、上記第2の冷凍サイクル側の圧縮部を複数の圧縮
機によって構成し、多段圧縮すると、上記熱媒体の温度
を可及的に高くすることができ、上記の作用をより有効
に実現することができる。
(発明の効果) 従って、上記本願発明の閉鎖系空間用空調装置によると
、放射熱交換器の面積を大幅に縮小小型化することがで
き、かつ軽量化が可能となる。
(実施例) 第1図は、本願発明の実施例に係る閉鎖系空間用空調装
置の構成並びに作用を示している。
第1図には月面基地での居住線となる建物1が示されて
いる。この建物】内には室内空間(特許請求の範囲中の
閉鎖系空間に該当する)2を冷房する空調装置を収容す
るための機械室9が設けられている。
この実施例における空調装置は本願各発明を適用して次
のように構成されている。
すなわち、図示実施例の空調装置は、フロンガス(例え
ばR22)などの第1の熱媒体Rを作動熱媒体とする第
1熱媒体循環系Xと、例えば150°C程度の高温で使
用可能な5フツ化プロパツール等のフッ素系アル・コー
ルよりなる第2の熱媒体Hを作動熱媒体とする第2熱媒
体循環系Yとの組み合わせにより構成されている。
第1熱媒体循環系Xは、室内空間2の空気A1から吸熱
してこれを冷却する作用をする第1の吸熱熱交換器lO
と、該第1の吸熱熱交換器IOで吸収した室内空気A1
の熱を第2熱媒体循環系Yを循環流通する第2の熱媒体
Hへ向けて放熱する作用をする第1の放熱熱交換器15
とをそなえ、且つそれらの同熱交換@lo、15の間に
フロンガス圧縮機16とフロンガス膨張弁17とを介在
せしめてフロンヒートポンプ方式の空調機に構成されて
いる。この第1熱媒体循環系Xの第1の吸熱熱交換器1
0には室内空気A、を循環させるためのファン40が付
設されている。
居住棟建物1には天井パネル3の上方に通風ダクト4が
設けられており、上記ファン40はタクト41により上
記通風ダクト4と接続されている。
そして、天井パネル3には必要数の空気吹出口5゜5・
・が形成されている。
一方、第2熱媒体循環系Yは、前述の第1の放熱熱交換
器15と熱交換して第1の熱媒体Rから放熱される熱を
吸熱する第2の吸熱熱交換器21と、上記第2の熱媒体
Hか上記第1の熱媒体Rから吸収した熱を宇宙空間へ向
けて輻射放熱する第2の放熱熱交換器25とをそなえ、
且つ第2の放熱熱交換器21と第2の放熱熱交換器25
を接続する一方側の管路(往路)28.29中に上記第
2の熱媒体Hを昇圧昇温させる作用をする第1、第2の
圧縮機23a、23bを設け、さらに上記画然交換器2
1.25間を接続する他方側の管路(復路)33.34
中に上記第2の熱媒体Hを膨張させてその圧力及び温度
を降下させる第1、第2の膨張弁31.32が、また該
第1、第2の膨張弁31゜32の間に中間熱交換器とし
ての気液分離機能をもった凝縮機30が設けられて構成
されている。
上記圧縮機23a、23bはモータで駆動されている。
なお、第2の放熱熱交換器25は上述の建物1外に設置
されている。
次に図示実施例の閉鎖系空間用空調装置の作用を説明す
ると、この空調装置では、ファン40の運転により室内
空気A(温度Ta、=30〜35°C)が第1の吸熱熱
交換器10を通過するとき、該室内空気A1は第1の吸
熱熱交換器10を流通する第1の熱媒体Rと熱交換して
冷却され(温度Ta。
−15〜20℃)、さらにタクト41及び天井パネル3
裏側のタクト4を通って吹出口5から室内空間2へ吹き
出される。
第1の吸熱熱交換器lOに対してはフロンガス膨張弁1
7から管路14を通って膨張せしめられた上記フロンガ
スよりなる低温の第1の熱媒体R(R1)が供給される
。この第1の熱媒体R(R,、)は室内空気A1との熱
交換(吸熱)により蒸発せしめられ、ガス状(R1)に
なって管路11を通ってフロンガス圧縮機16の低圧側
へ供給される(温度Tr*=5〜7℃)。該昇温ガスR
(Rt)は、フロンガス圧縮機16で圧縮されて、高温
の液体となり、該液化された熱媒体R(R、)は管路1
2を通って第1の放熱熱交換器15へ送られ、そこで第
2の吸熱熱交換器21内を流通する低温状態の第2の熱
媒体H(Hs)と熱交換(放熱)して冷却せしめられ、
温度の低下した熱媒体R(Ra)となり、やがて管路1
3を通ってフロンガス膨張弁17へ還流する。
次に、第2熱媒体循環系Yにおける第2の熱線体Hの循
環流通について説明すると、この第2の熱媒体()・ノ
素系アルコール)Hは第2の吸熱熱交換器21において
上記第1の熱媒体R(R3)と熱交換(吸熱)して−次
的に昇温(温度Ta、=50℃)したあと、矢印H(H
、)で示すように管路28を経て先ず第1の圧縮機23
aに至り、該第1の圧縮機23aによって昇圧昇温せし
められる(圧力Ph* ==1.8〜2.0ata、温
度Ta−= 110〜420°C)。
このようにして成る温度Ta、まで昇圧昇温せしめられ
た圧縮気体状態の第2の熱媒体H(Ht>は、上記凝縮
器30で一次的に冷却された後に更に第2の圧縮機23
bで圧縮昇温されて一段と温度Ta、が高い(Tむ=1
50℃)圧縮気体H(H、)となって管路29を介し屋
外側の第2の放熱熱交換器25に供給される。
そして、該第2の放熱熱交換器25によって上記第2の
熱媒体Hの高温(T a、= 150℃)の熱が効果的
に真空状態の屋外スペース中に輻射放熱されて凝縮する
。この時の放熱効果は、当該第2の放熱熱交換器25の
入口側第2の熱媒体H(H3)の温度が高いほど効率が
高(なるが、本実施例の場合には上述の如(圧縮機を2
段に組み合わせ、多段圧縮することによって熱媒体H(
Hs)の温度を十分に高くするようにしているので該放
熱効果が特に高くなる。その結果、該第2の放熱熱交換
器25の大きさも小さくて済むようになる。
以上のようにして放熱され、温度が低下した第2の熱媒
体H(H、)は、やがて、第1の膨張弁33で膨張せし
められて減圧された後、凝縮器30で凝縮され、更に第
2の膨張弁34で膨張され減圧された上で、より低温の
低圧液体H,(Hs)となって上述の第2の吸熱熱交換
器21に供給されて、第1の熱媒体(R(Rs)と効率
良く熱交換される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明の実施例にかかる閉鎖系空間用空調装
置の構成を示す概略図である。 1 ・・・・・建物 2 ・・・・・室内空気 3 ・・・・・天井パネル 4 ・・・・・ダクト 9 ・・・・・機械室 10・・・・・第1の吸熱熱交換器 15・・・・・第1の放熱熱交換器 16・・・・・フロンガス圧縮機 I7・・・・・フロンガス膨張弁 21・・・・・第2の吸熱熱交換器 23a ・・・・第1の圧縮機 23b ・・・・第2の圧縮機 25・・・・・第2の放熱熱交換器 30・・・・・凝縮器 31・・・・・第1の膨張弁 32・・・・・第2の膨張弁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フロンガスを熱媒体として使用するフロンヒートポ
    ンプ方式の第1の冷凍サイクルと高温で動作可能なフッ
    素系アルコール類を熱媒体として使用するアルコールヒ
    ートポンプ方式の第2の冷凍サイクルとの2つの空気調
    和システムを中間熱交換器を介して組み合わせることに
    より2元冷凍サイクルの空気調和システムを構成したこ
    とを特徴とする閉鎖系空間用空調装置。 2、第2の冷凍サイクルは複数の圧縮機を使用し、多段
    圧縮構造を採用していることを特徴とする請求項1記載
    の閉鎖系空間用空調装置。
JP2340097A 1990-11-30 1990-11-30 閉鎖系空間用空調装置 Expired - Fee Related JPH0823454B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011033295A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温型ヒートポンプシステム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62268960A (ja) * 1986-05-15 1987-11-21 三菱重工業株式会社 ヒ−トポンプ装置
JPH0268459A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Ulvac Corp 2段圧縮冷凍機

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