JPH0476393A

JPH0476393A - 空調用受液装置

Info

Publication number: JPH0476393A
Application number: JP19110790A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kodera; 小寺　弘一; Akiyuki Kawashima; 昭之川嶋; Masaru Nakazawa; 賢中澤
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1992-03-11
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP2902068B2

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、気液相変化する冷媒を用いた空調装置におい
て、冷媒を液体状態で一時収容するため〔従来の技術〕従来、フロン系冷媒のように気液相変化する冷媒を用い
た冷暖房装置としては、例えば、本出願人が先に出願し
た特開平２−５７８３５号公報に開示されるものが知ら
れている。

第７図は、この公報に開示される冷暖房装置を示すもの
で、この冷暖房装置は、受液タンク１１と、外部からの
冷、温熱源と熱交換する凝縮器兼蒸発器１３と、室内空
気と熱交換する、少なくとも一台以上の室用蒸発器兼凝
縮器１５と、所要の配管および冷暖切換弁と、これ等に
より熱サイクルを行なわせる液ポンプ１７とを配設して
構成され、さらに、熱運搬手段としてフロン系冷媒が使
用されている。

以上のような冷暖房装置では、熱運搬手段としてフロン
系冷媒を循環使用するようにしたので、冷媒の搬送量が
少なくなり、動力が低減されるとともに、配管のサイズ
を縮小し、配設スペースを節約することが可能となる。

また、従来の液ポンプ方式では、冷房しか行なうことが
できないが、この冷暖房装置では、可逆サイクルのため
、冷、暖両用に利用でき、さらに、ＤＨＣ熱源使用にも
適し、また、室内の負荷のアンバランスに対しても容易
に制御可能である。

そして、このような冷暖房装置では、受液タンク１１は
、例えば、液ポンプ１７の吸い込みに必要な圧力を液位
りで付加する機能を有しており、また、タンク水平断面
積を配管断面積に比べて大きくすることにより、冷媒液
が吸い出される時の冷媒液の降下流速を抑え、残留気泡
を分離する機能を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の冷暖房装置では、受液
タンク１１と凝縮器兼蒸発器１３等を配管で接続してい
るため、特に、冷暖房装置の高さが高くなり、多大な設
置スペースが必要になり、また、据え付は工数、配管工
数等の設置工数が増大するという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、設置ス
ペースおよび設置工数を従来より大幅に低減することの
できる空調用受液装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の空調用受液装置は、気液相変化する冷媒を液体
状態で収容する受液タンクを備えた空調用受液装置にお
いて、前記受液タンク内に外部熱源を流通する伝熱管を
配置するとともに、受液タンクの下部に、前記冷媒を液
体状態で収容する貯液部を形成し、前記受液タンクの上
部にガス部を形成し、さらに、前記受液タンクのガス部
にガス冷媒流入口またはガス冷媒流出口を開口し、前記
貯液部の下部に液冷媒流出口または液冷媒流入口を開口
してなるものである。

〔作　用〕

本発明の空調用受液装置は、外部熱源に冷熱源を使用す
る時には、凝縮器および受液タンクの作用をし、一方、
外部熱源に温熱源を使用する時には、蒸発器および受液
タンクの作用をする。

すなわち、外部熱源に冷熱源を使用する時には、ガス冷
媒流入口からガス部に流入した気体状の冷媒のうち液分
は、そのまま貯液部に落下し、ガス分は、伝熱管で外部
からの冷熱源と熱交換され液体状になり貯液部に落下し
、貯液部に溜まった液体状の冷媒は、液冷媒流出口から
流出される。

一方、外部熱源に温熱源を使用する時には、液冷媒流入
口から貯液部に流入した液体状の冷媒は、伝熱管で外部
からの温熱源と熱交換され気体状になりガス部に上昇し
１、気体状でガス冷媒流出口から流出される。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明
する。

第１図は、本発明の空調用受液装置の一実施例を示すも
ので、図において符号７１は、例えば、フロン系冷媒の
ように気液相変化する冷媒を液体状態で収容する受液タ
ンクを示している。

この受液タンク７１の下部には、冷媒を液体状態で収容
する貯液部７３が形成されている。

そして、受液タンク７１の上部には、気体状の冷媒が存
在するガス部７５が形成されている。

受液タンク７１には、その上下に、仕切板７７により、
上部チャンバー７９および下部チャンバー８１が形成さ
れている。

そして、仕切板７７を上下方向に挿通して伝熱管８３が
配置されている。

上部チャンバー７９には、温水のような温熱源を供給し
、冷水のような冷熱源を流出する上部開口８５が開口さ
れ、また、下部チャンバー８１には、温水のような温熱
源を流出し、冷水のような冷熱源を供給する下部開口８
７が開口されている。

そして、受液タンク７１の上部のガス部７５には、ガス
冷媒流入口（またはガス冷媒流出口）８９が開口されて
いる。

そして、このガス冷媒流入口（またはガス冷媒流出口）
８９の開口部近傍に気液分離部９０が形成されている。

また、受液タンク７１の貯液部７３の下部には、液冷媒
流出口（液冷媒流入口）９１が開口されている。

以上のように構成された空調用受液装置は、外部熱源に
、例えば、冷水等の冷熱源を使用する時には、例えば、
冷房用の凝縮器および受液タンクの作用をし、一方、外
部熱源に、例えば、温水等の温熱源を使用する時には、
例えば、暖房用の蒸発器および受液タンクの作用をする
。

すなわち、冷房等のために外部熱源に冷熱源を使用する
時には、ガス冷媒流入口８９からガス部７５に流入した
気体状の冷媒のうち液分は、そのまま貯液部に落下し、
ガス分は、伝熱管８３で外部からの冷熱源と熱交換され
液体状になり貯液部７３に落下し、貯液部７３に溜まっ
た液体状の冷媒は、液冷媒流出口９Ｉから流出される。

一方、暖房等のために外部熱源に温熱源を使用する時に
は、液冷媒流入口９１から貯液部７３に流入した液体状
の冷媒は、伝熱管８３で外部からの温熱源と熱交換され
気体状になりガス部７５に上昇し、気体状でガス冷媒流
出口８９から流出される。

第２図は、上述した空調用受液装置を使用することによ
り、設置スペースおよび設置工数を従来より大幅に低減
することが可能になる冷房装置の一例を示している。

すなわち、図において符号１２１は、例えば、フロン系
冷媒のように気液相変化する冷媒を液体状態で収容する
受液タンクを示している。

符号１２３は、冷媒と室内空気とを熱交換させる複数台
の蒸発器（１台のみを図示）を示している。

符号１２５は、冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換させ
る凝縮器を示しており、この凝縮器１２５には、外部か
ら冷水等の冷熱源を供給するための冷熱源供給配管２７
が挿通されている。

受液タンク１２１の出口側と蒸発器１２３の一側とを接
続して第１管路１２９が形成されており、この第１管路
１２９には、液ポンプ１３１が配置されている。

また、蒸発器１２３の他側と凝縮器１２５の一例とを接
続して第２管！１３３が形成されている。

さらに、凝縮器１２５の他側と受液タンク１２１の入口
側とを接続して第３管路１３５が形成されている。

そして、この例では、第２管路１３３には、第２管路１
３３内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみを凝
縮器２５に導く気液分離装置１３７が配置されている。

この気液分離装置１３７は、凝縮器１２５の側方に配置
されるタンク本体１３９を有している。

このタンク本体１３９の上部のガス部には、分断された
第２管路１３３の一対の分断端部１４１゜１４３が開口
されている。

タンク本体１３９の下部と受液タンク１２１の上部のガ
ス部とを接続してドレン管路１４５が配置されており、
このドレン管路１４５には、制御弁１４７が配置されて
いる。

一方、タンク本体１３９０側方には、タンク本体１３９
と同一レベルで、液面計１４８が配置されており、この
液面計１４８には、タンク本体１３９内の冷媒の液位を
出力する液面センサ１４９が配置されている。

なお、図において符号１５０は、液面センサ１４９から
の液位信号を入力し、この値に基づいて液位が予め定め
られた、例えば、一定の値になるように、制御弁１４７
の開度を制御する制御装置を示している。

以上のように構成された冷房装置では、液ポンプ１３１
が作動されると、受液タンク１２１内の冷媒は、第１管
路１２９を通り蒸発器１２３に流入し、ここで蒸発作用
を受は室内側の空気を冷房し、第２管路１３３を通って
凝縮器１２５に流入し、ここで凝縮作用を受け、この後
、第３管Ｂ１３５を通って受液タンク１２１内に循環す
る。

そして、以上のように構成された冷房装置では、第２管
路１３３に、第２管路１３３内のガス分と液分との分離
を行ないガス分のみを凝縮器１２５に導く気液分離装置
１３７を配置するとともに、この気液分離装置１３７を
、凝縮器１２５の側方に配置され、分断された第２管路
１３３の一対の分断端部１４１，１４３が上部のガス部
に開口されるタンク本体１３９と、このタンク本体１３
９の下部と受液タンク１２１の上部のガス部とを接続す
るドレン管路１４５と、このドレン管路１４５に配置さ
れる制御弁１４７と、タンク本体１３９内の冷媒の液位
を測定する液面センサ１４９と、この液面センサ１４９
からの液位信号を入力し、この値に基づいてタンク本体
１３９内の液位が予め定められた値になるように制御弁
１４７の開度を制御する制御装置１５０とから構成した
ので、第２管路１３３内のガス分と液分とを含んだ冷媒
は、蒸発器１２３側の分断端部１４１からタンク本体１
３９の上部に流出され、軽いガス分のみが、凝縮器１２
５側の分断端部１４３から凝縮器１２５に導かれ凝縮器
１２５において凝縮され、一方、タンク本体１３９内に
流入した液分は、制御装置１５０により制御弁１４７を
開とすることにより、タンク本体１３９の下部からドレ
ン管路１４５を通り、受液タンク１２１に導かれるため
、凝縮器１２５に供給される冷媒には、凝縮の不要な熱
交換効率を低下させる液状の冷媒が含まれることがなく
、凝縮器１２５における凝縮効率を従来より大幅に向上
することが可能となる。

ところで、このような冷房装置への、上述した第１図の
空調用受液装置の設置は、第２図の凝縮器１２５．受液
タンク１２１．気液分離装置１３７、ドレン管路１４５
および第３管路１３５を取り去り、これに替え、第２図
の冷熱源供給配管１２７を、第１図の上部開口８５およ
び下部開口８７に接続し、また、第２管路１３３の凝縮
器１２５側を第１図のガス冷媒流入口９１に接続し、さ
らに、第１管路１２９の受液タンク１２１側を第１図の
液冷媒流出口９１に接続することにより容易に可能とな
る。

しかして、以上のように構成された空調用受液装置では
、受液タンク７１を上下方向に貫通して、外部熱源を流
通する伝熱管８３を配置するとともに、受液タンク７１
の下部に、冷媒を液体状態で収容する貯液部７３を形成
し、受液タンク７１の上部にガス部７５を形成し、さら
に、受液タンク７１のガス部７５にガス冷媒流入口（ま
たはガス冷媒流出口）８９を開口し、貯液部７３の下部
に液冷媒流出口（または液冷媒流入口）９１を開口した
ので、例えば、第２図に示したように、受液タンク１２
１と凝縮器１２５等を配管で接続する必要がな（なるた
め、設置スペースおよび設置工数を従来より大幅に低減
することが可能となる。

また、以上のように構成された空調用受液装置では、ガ
ス部７５に気液分離部９０を形成したので、この気液分
離部９０において、充分な気液分離を行なうことが可能
となるため、複雑な構造の気液分離装置を別途配置する
必要がなくなる。

第３図は、上述した空調用受液装置を使用することによ
り、設置スペースおよび設置工数を従来より大幅に低減
することが可能になる冷暖房装置の一例を示している。

すなわち、図において符号２１は、例えば、フロン系冷
媒のように気液相変化する冷媒を液体状態で収容する受
液タンクを示している。

符号２３は、冷媒と室内空気とを熱交換させる複数台の
室側蒸発器兼凝縮器（１台のみを図示）を示している。

符号２５は、冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換させる
凝縮器を示しており、この凝縮器２５には、外部から冷
水等の冷熱源を供給するための冷熱源供給配管２７が挿
通されている。

符号２６は、冷媒と外部からの温熱源とを熱交換させる
蒸発器を示して・おり、この蒸発器２６には、外部から
温水等の温熱源を供給するための温熱源供給配管２８が
挿通されている。

受液タンク２１の出口側と室側蒸発器兼凝縮器２３の一
側とを接続して第１管路２９が形成されており、この第
１管路２９には、受液タンク２１側から順に、液ポンプ
３１．開閉弁３３．制御弁３５が配置されている。

また、室側蒸発器兼凝縮器２３の他側と凝縮器２５の一
側とを接続して第２管路３７が形成されている。

さらに、凝縮器２５の他側と受液タンク２１の入口側と
を接続して第３管路３９が形成されている。

受液タンク２１の出口側と蒸発器２６の一側とを接続し
て第４管路４１が形成されており、この第４管路４１に
は、開閉弁４３が配置されている。

また、蒸発器２６の他側と室用蒸発器兼凝縮器２３の他
側とを接続して第５管路４５が形成されている。

さらに、第１管路２９の開閉弁３３と制御弁３５との間
から分岐して、受液タンク２１の入口側に接続する第６
管路４７が配置されており、この第６管路４７には、開
閉弁４９が配置されている。

なお、冷熱源供給配管２７には、第２管路３７に配置さ
れる圧力センサ５１からの信号により開度を制御される
制御弁５３が配置されており、この制御弁５３により、
凝縮器２５における冷媒の凝縮が制御されるように構成
されている。

また、温熱源供給配管２８には、第５管路４５に配置さ
れる圧力センサ５５からの信号により開度を制御される
制御弁５７が配置されており、この制御弁５７により、
蒸発器２６における冷媒の蒸発が制御されるように構成
されている。

さらに、第１管路２９に配置される制御弁３５は、室内
に配置される温度センサ５９によりその開度を制御され
るように構成されている。

また、第１管路２９には、液ポンプ３１の前後の差圧を
測定する差圧センサ６１が配置されており、この差圧セ
ンサ６１により液ポンプ３１の作動が制御されるように
構成されている。

そして、この例では、室用蒸発器兼凝縮器２３が、受液
タンク２１と第６管路４７の接続部より、高さＨだけ上
方に配置されている。

また、蒸発器２６が、受液タンク２１内の液面より、高
さしたけ下方に配置されている。

なお、図において符号６３．６５は開閉弁を示している
。

以上のように構成された冷暖房装置では、第４図に示す
ように、冷房時には、凝縮器２５の冷熱源供給配管２７
には、例えば、冷水からなる冷源が供給され、液ポンプ
３１が作動される。

そして、受液タンク２１内の冷媒は、第１管路２９を通
り室用蒸発器兼凝縮器２３に流入し、ここで蒸発作用を
受は室内側の空気を冷房し、第２管路３７を通って凝縮
器２５に流入し、ここで凝縮作用を受け、この後、第３
管路３９を通って受液タンク２１内に循環する。

なお、第４図において黒塗りの開閉弁は、それぞれ閉の
状態を示しており、白の開閉弁は開の状態を示している
。

一方、暖房時には、第５図に示すように、蒸発器２６の
温熱源供給配管２８には、例えば、温水からなる温源が
供給され、液ポンプ３１が停止される。

そして、受液タンク２１内の冷媒は、受液タンク２１よ
り蒸発器２６が下方に配置されているため、第４管路４
１を通り蒸発器２６に流入し、ここで蒸発作用を受はガ
ス化され、第５管路４５を通って室用蒸発器兼凝縮器２
３に流入し、ここで凝縮作用を受は室内側の空気を暖房
し、この後、自重により第６管路４７を通って受液タン
ク２１内に自然循環する。

なお、第５図において黒塗りの開閉弁は、それぞれ閉の
状態を示しており、白の開閉弁は開の状態を示している
。

しかして、以上のように構成された冷暖房装置では、受
液タンク２１の上方位置に室用蒸発器兼凝縮器２３を配
置するとともに、受液タンク２１の下方位置に蒸発器２
６を配置したので、暖房時には、受液タンク２１内の冷
媒は、第４管路４１を通り蒸発器２６に流入し、ここで
蒸発作用を受け、第５管路４５を通って室用蒸発器兼凝
縮器２３に流入し、ここで凝縮作用を受は室内側の空気
を暖房し、この後、第６管路４７を通って受液タンク２
１内に自然循環することになり、暖房時には、液ポンプ
３１の作動を停止することが可能となる。

従って、暖房時には、液ポンプ３１を作動するための電
源が不要となり、暖房コストを従来より大幅に低減する
ことが可能となる。

第６図は、以上のように構成された冷暖房装置に、第１
図に示した空調用熱交換装置を配置した例を示すもので
、この例では、制御弁５７　（５３）が、第２管路３７
に配置される圧力センサ５１（５５）により制御される
ように構成されている。

そして、第３図の冷熱源供給配管２７および温熱源供給
配管２８が、上部開口８５および下部開口８７に接続さ
れ、また、第６管路４７が、液冷媒流入口９１に接続さ
れている。

なお、この例では、第１図および第３図と同一部分には
、同一符号を付してあり、また、実線の矢符は、冷房時
の冷媒の流れを、破線の矢符は、暖房時の冷媒の流れを
示している。

なお、以上述べた例では、冷房装置および冷暖房装置に
本発明の空調用受液装置を適用した例について述べたが
、本発明は、かかる例に限定されるものではなく、例え
ば、蒸発器として暖房装置に適用することもでき、また
、前述した特開平２５７８３５に開示されるような凝縮
器兼蒸発器にも適用することができることは勿論である
。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の空調用受液装置では、受液
タンク内に外部熱源を流通する伝熱管を配置するととも
に、受液タンクの下部に、冷媒を液体状態で収容する貯
液部を形成し、受液タンクの上部にガス部を形成し、さ
らに、受液クンクのガス部にガス冷媒流入口またはガス
冷媒流出口を開口し、貯液部の下部に液冷媒流出口また
は液冷媒流入口を開口したので、受液タンクと凝縮器等
を配管で接続する必要がな（なるため、設置スペースお
よび設置工数を従来より大幅に低減することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調用受液装置の一実施例を示す断面
図である。第２図は第１図の空調用受液装置を設置するに好適な冷
房装置の一例を示す配管系統図である。第３図は第１図の空調用受液装置を設置するに好適な冷
暖房装置の一例を示す配管系統図である。第４図は第３図の冷暖房装置の冷房時の状態を示す配管
系統図である。第５図は第３図の冷暖房装置の暖房時の状態を示す配管
系統図である。第６図は第３図の冷暖房装置に本発明の空調用熱交換装
置を配置した状態を示す配管系統図である。第７図は従来の冷暖房装置を示す配管系統図である。〔主要な部分の符号の説明〕７１・・・受液タンク７３・・・貯液部７５・・・ガス部８９・・・ガス冷媒流入口またはガス冷媒流出口９１・
・・液冷媒流出口または液冷媒流入口。第１図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気液相変化する冷媒を液体状態で収容する受液タ
ンクを備えた空調用受液装置において、前記受液タンク
内に外部熱源を流通する伝熱管を配置するとともに、受
液タンクの下部に、前記冷媒を液体状態で収容する貯液
部を形成し、前記受液タンクの上部にガス部を形成し、
さらに、前記受液タンクのガス部にガス冷媒流入口また
はガス冷媒流出口を開口し、前記貯液部の下部に液冷媒
流出口または液冷媒流入口を開口してなることを特徴と
する空調用受液装置。