JPH05149587A

JPH05149587A - 冷却システム

Info

Publication number: JPH05149587A
Application number: JP33255991A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kotani; 正浩小谷; Nobuyuki Hashimoto; 信行橋本; Yuichi Kimura; 裕一木村; Jiyunji Sotani; 順二素谷
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1991-11-20
Publication date: 1993-06-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ビル等の空調に使用される熱媒の相変化を利
用した冷却システムの冷熱源を空調器の下方に設置し
て、設置を容易にし、かつ冷却システムの上下階層の性
能差を皆無とし、安定した冷却性能が得られる。【構成】熱媒体の相変化を利用した空調システムにお
いて、異なる高さの階層に単数もしくは複数個の空調器
１３ａ，ｂを設け、前記空調器の下方に冷却器８を設
け、冷却器の下部に凝縮液を蓄える部分または液タンク
３１を設けると共に液搬送機構３２を設け、前記空調器
および冷却器を蒸気系配管２０と液系配管１８で連結し
た冷却システムおよび前記冷却器と空調器との間に液分
配機構３０を設けた冷却システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビル等の空調に使用する
熱媒体の相変化を利用した冷却システムに関し、冷熱源
の設置を容易にし、廃熱利用が可能でかつ上下階層の性
能差を皆無とし、安定した冷却性能が得られる冷却シス
テムに係るものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来のビル等の空調システム
においては、一般に地下室に冷水蓄熱槽あるいは氷蓄熱
槽を設け、圧縮式冷凍機を使用して水を冷却すると共
に、この冷水をポンプによって各部屋に循環させて熱交
換を行っていた。しかし冷水を循環するためのポンプの
動力費も必要であること、および漏水等の恐れがあるこ
とから、熱媒体としてフロンを使用した、相変化を用い
た空調システムが提案されている。この空調システムの
一例として冷却ユニットをビル等の各階に配置して、ビ
ルの屋上等に配置された冷熱源装置との間を重力式ヒー
トパイプで連結して冷媒を循環させる冷却システムが提
案されている（特開昭６４−３４４７）。図３は、重力
式ヒートパイプを用いた冷却システムの従来例を示した
図、図４は、同従来例システムに使用される液面調節部
を示した図である。冷熱源装置１は、建物等の高所に設
置され、重力式ヒートパイプ１２の上端部を冷却するも
のであり、コンデンシングユニット２と、第１蒸発器３
と、第２蒸発器４と、氷蓄熱槽５と、電磁切替弁６およ
び７と、冷却器８と、冷水管系９と、ポンプ１０等から
構成されている。コンデンシングユニット２は、空調ユ
ニットの室外機に相当するものであり、建物の屋上等に
設置されている。コンデンシングユニット２の蒸発器
は、重力式ヒートパイプ１２を直接冷却する第１蒸発器
３と、氷蓄熱槽５を冷却する第２蒸発器４とに分けて設
けられている。

【０００３】第１蒸発器３と第２蒸発器４とは、流れる
冷媒の経路を電磁切替弁６、７によって、選択的に切り
替えることができる。例えば、夜間は第２蒸発器４を用
いて蓄熱運転が行われ、昼間は第１蒸発器３を用いて重
力式ヒートパイプ１２を直接冷却する運転を行うことが
できる。氷蓄熱槽５は、重力式ヒートパイプ１２に形成
された冷却器８と冷水管系９とによって、熱が汲み出さ
れる。冷水管系９の途中には、氷蓄熱槽５との間を冷媒
が往復循環するためのポンプ１０が設けられている。

【０００４】各空調器１３ａ、１３ｂ、…は、建物内の
各階に設置されており、重力式ヒートパイプ１２を冷却
する冷熱源としての前述した諸設備よりも低所の被空調
室側に設置されている。重力式ヒートパイプ１２内の冷
媒は、第１蒸発器３と冷却器８の一方または双方によっ
て冷却され、コンデンシングユニット２のコンプレッサ
１１により強制循環される系の冷媒とは接触しない。重
力式ヒートパイプ１２は、液系配管１８とガス系配管２
０とからなり、液系配管１８内の冷媒は、冷熱源側の第
１蒸発器３または冷却器８で冷却されて凝縮し、受液器
１７を経て高所から低所へ流下する。液系配管１８に
は、分岐管１９が設けられており、各空調器１３ａ、１
３ｂ、…へ冷媒を供給する。この分岐管１９には、液量
調整弁２２が設けられている。空調器１３には、図４に
示すように、ファン１６と、その下流側に設置された熱
交換器１５とが含まれている。熱交換器１５は、液系配
管１８の分岐管１９から冷媒が流入する下部ヘッダ２３
と、この下部ヘッダ２３の上側に接続されて実質的に熱
交換部を構成するコイル部２５と、このコイル部２５の
上側に接続された上側の蒸気系配管２０の分岐管２１に
接続される上部ヘッダ２４とから構成されている。各空
調器１３ａ、１３ｂ、…に流入した液相冷媒は、熱交換
器１５で被空調側の空気を冷却するように熱交換して蒸
発気化し、重力式ヒートパイプ１２の蒸気系配管２０内
を上昇し、冷熱源装置１側へ還流する。

【０００５】熱交換器１５の側部には、熱交換器１５内
の冷媒液位に等しい冷媒液位を示す連通管２６が設けら
れている。この連通管２６は、液系配管１８の分岐管１
９が液量調整弁２２の下流側で下端部に接続され、蒸気
系配管２０の分岐管２１が直接上端に接続されている。
この連通管２６には、冷媒の液位が所定の高さになった
ときに、その液位を検知して液量調整弁２２に閉じるよ
うに命令信号を出力する液面スイッチ２７が取り付けら
れている。このように各空調器１３ａ、１３ｂ、…の設
置高さの差による冷媒の水頭圧の差が生じても、連通管
２６、液面スイッチ２７および液量調整弁２２によっ
て、各空調器１３ａ、１３ｂ、…の熱交換器１５内の冷
媒液位をいずれも一定にできる。さらに、液量調整弁２
２は、熱交換器１５内の冷媒液位を上昇させるときのみ
開いてその他のときには閉じているので、液系配管１８
内に満たされた冷媒の水頭圧は、この弁によって断ち切
られる。したがって、どの空調器１３ａ、１３ｂ、…に
おいても、熱交換器１５内の冷媒は、同一圧力下で同一
蒸発温度となる。

【０００６】しかし、上述した従来の冷却システムで
は、液量調整弁２２により、熱交換器１５の液面を常時
調整しているが、高いビル等に設置した場合には、冷媒
にかかる水頭圧が下階と上階で大きく違うので、特に下
の階では、液量調整弁２２だけでは調節が困難である。
この際に、熱交換器１５の液面を、連通管２６に設けら
れた液面スイッチ２７で検知しているが、冷媒が沸騰し
て液面を検地できない場合がある。さらに、冷却システ
ムが複雑なため、故障する可能性が大きい。例えば、重
力式ヒートパイプ１２が連結されて１つになっているの
で、１か所が破損すると、システム全体が作動しなくな
るばかりでなく、冷媒が大量に流出するという問題があ
る。さらにまた、重力式ヒートパイプ１２が連結され１
つになっているので、冷媒の蒸気の圧損が極めて大きく
なり、熱交換器１５と冷却器８近傍の蒸気温度の差が大
きくなるため、使用できる蓄熱量が少なくなる。この問
題を解決しようとすると、蒸気系配管の径、特に冷却器
８近辺の管径が極めて太くなる問題がある。

【０００７】またさらに重要なことは省エネルギー化が
進んできた現在では、これまで使用していなかった都市
廃熱や自然熱等の未利用のエネルギーを有効に使用して
いく検討が行われている。未利用エネルギーとしては、
ゴミ焼却時に生じる発生熱や発電用エンジン等の廃熱が
上げられる。これをビル等の空調に適用する際、吸収式
冷凍機の高温再生器の熱源としての使用が考えられる
が、通常ビル等の下部にその熱源が存在する。従って、
上記のように吸収式冷凍機を最上階に設置すると、この
熱源を上部まで搬送する必要が生じ、新たに動力が必要
となるという問題が生じてきている。また上記のような
熱媒体の相変化を利用する空調においては、凝縮した液
の水頭圧を利用して、空調を行う部屋の熱交換器へ供給
するため、凝縮器（冷却器）が下部にあると液の供給が
不可能となるという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
ついて検討の結果なされたもので、廃熱等の未利用エネ
ルギーを有効に活用できると共に、ビル等の上部と下部
による空調器の液面制御機構の簡素化を図り、空調器の
冷却特性の相違を無くし、安全な冷却システムを提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱媒体の相変
化を利用した空調システムにおいて、異なる高さの階層
に単数もしくは複数個の空調器を設け、前記空調器の下
方に冷却器を設け冷却器の下部に凝縮液を蓄える部分ま
たは液タンクを設けると共に液搬送機構を設け、前記空
調器および冷却器を蒸気系配管と液系配管で連結したこ
とを特徴とする冷却システムを請求項１とし、熱媒体の
相変化を利用した空調システムにおいて、異なる高さの
階層に単数もしくは複数個の空調器を設け、前記空調器
の下方に冷却器を設け、冷却器の下部に凝縮液を蓄える
部分または液タンクを設けると共に液搬送機構を設け、
前記空調器および冷却器を蒸気系配管と液系配管で連結
し、かつ前記冷却器と空調器との間に液分配機構を設け
たことを特徴する冷却システムを請求項２とし、前記液
搬送機構としてポンプを用いることを特徴とする請求項
１または２記載の冷却システムを請求項３とし、前記液
分配機構としてオーバーフロー方式を用いることを特徴
とする請求項２記載の冷却システムを請求項４とし、前
記液分配機構で設定する液面高さを空調器の熱交換器内
の液面が保持できる高さに設定することを特徴とする請
求項２記載の冷却システムを請求項５とするものであ
る。すなわち本発明は、フロン等の熱媒体の相変化を利
用して冷房や冷蔵を行う冷却システムに関するものであ
り、冷却器（凝縮器）を空調器の下方、例えばビル等の
下部にすることにより、吸収式冷凍機、蓄熱槽等の装置
の搬入、設置を容易にし、かつ廃熱利用を行う際に設置
し易くすると共に熱源の搬送を簡略化したものである。
また他の発明は上記のように冷却器を空調器の下方に設
置すると共に冷却器と空調器との間に液分配機構を設け
て、各階層に設置された空調器の液面を一定に保持し、
空調器の性能を安定させたものである。なお上記の吸収
式冷凍機の高温再生器の熱源としては、これまで有効に
利用されていなかったガスエンジン等の廃熱を用いて発
生させた蒸気を利用することもできる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。実施例１図１は本発明に係る冷却システムの実施例を示した図で
ある。なお前述した従来例と同様な機能を果たす部分に
は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、ビルの空調システムを例にして説明し、建物の構造
については図示しないが、図において上側が建物の高所
を表している。異なる高さの階層に部室の数あるいは面
積に対応して一個ないし複数個の空調器１３ａ、１３ｂ
を設け、各空調器は蒸気系配管２０により枝状に連結さ
れている。またガス系配管は冷却器８に接続されてい
る。一方上記空調器の下方に設けられた吸収式冷凍機等
からなる冷熱源装置１、氷蓄熱槽５、により冷却される
冷却器８と、この冷却器で冷却された凝縮液を蓄える液
タンク３１と、この液を空調器の熱交換器１５へ搬送す
る液ポンプ３２が設けられ、前記冷却器の凝縮液は液ポ
ンプにより液系配管１８を通して空調器１３ａ、１３ｂ
熱交換器１５へ搬送される。このように構成された本発
明の冷却システムは空調器１３ａ、１３ｂで熱交換を行
い、発生した熱媒蒸気は蒸気系配管２０を通して集めら
れ、例えば地下に設けられた冷却器８へと運ばれる。冷
却器はシェルアンドチューブ式熱交換器で形成されてお
りシェル側の上部に、この蒸気が流入する。チューブ側
には冷熱源装置１によって冷やされ蓄熱槽５、冷水配管
を経て冷水が通っており蒸気は、これによって凝縮し液
となり、空調器へ搬送される。なおシェル側とチューブ
側を入れ換えることも可能である。なおこの凝縮液は液
タンク３１に蓄えられるが、液を蓄える部分を有する蓄
熱槽であれば液タンクを設けなくともよい。また液の搬
送機構としてポンプを用いたが他の手段でもよい。この
ように上記の冷却システムは、冷却器を空調器の下方に
設置するので吸収式冷凍機、蓄熱槽、冷却器などの冷熱
源装置を例えば地下などに設置するため、装置の搬入お
よび設置が容易である。また冷熱源として廃熱を利用す
る場合も、従来の屋上に冷熱源を設けるよりも、著しく
有利である。実施例２本例は、実施例１で述べた冷却システムに液分配機構を
付設したもので、液分配機構以外は同様の構成となって
おり、作動も同様である。図２に示すように異なる高さ
の階層に部室の数あるいは面積に対応して一個ないし複
数個の空調器１３ａ、１３ｂを設け、各空調器は蒸気系
配管２０により枝状に連結されている。また蒸気系配管
は冷却器８に接続されている。一方上記空調器の下方に
設けられた吸収式冷凍機からなる冷熱源装置１、氷蓄熱
槽５、により冷却器８と、この冷却器で冷却された凝縮
液を蓄える液タンク３１と、この液を空調器の熱交換器
１５へ搬送する液ポンプ３２が設けられ、前記冷却器の
凝縮液は液ポンプにより液系配管１８を通して冷却器と
空調器との間に設けられた液分配機構３０へ送られる。

【００１１】上記の液分配機構は、オーバーフロー方式
になっており、空調器の熱交換器内の液面が保持できる
高さに液面を設定して、これを越えたときに下方の液分
配機構に液が流れるようになっている。このように構成
された本発明の冷却システムは空調器１３ａ、１３ｂで
熱交換を行い、発生した熱媒蒸気は蒸気系配管２０を通
して集められ、例えば地下に設けられた冷却器８へと運
ばれる。冷却器はシェルアンドチューブ式熱交換器で形
成されておりシェル側の上部に、この蒸気が流入する。
チューブ側には冷熱源装置１によって冷やされ蓄熱槽
５、冷水配管を経て冷水が通っており蒸気は、これによ
って凝縮し液となる。液は液タンク３１に蓄えられ液ポ
ンプ３２により液分配機構３０へ送られる。液分配機構
には空調器の熱交換器１５で必要な液面高さＡに対応し
た箇所にオーバーフローできるように分岐した液系配管
１８が設けられており、液面が分岐点を越えると下層階
の液分配機構へ流下する。ここで、図２においては、液
ポンプで搬送される液は最上部の液分配機構に送られて
いるが、最上階で使用していない場合には、途中階に搬
送することも可能である。

【００１２】このように空調器で蒸気が発生して熱交換
器内の液面が低下すると液分配機構内の液面も低下し、
その減少部分を凝縮した液の戻りで補給する形となって
いる。これにより、各階の液面は一定に保持され、それ
に伴い空調器の性能も維持できる。また液分配機構によ
って凝縮液の戻り管内は満液状態とはならず独立してい
るため、破損しても外部への流出を抑えることができ
る。また上記の冷却システムは、冷却器を空調器の下方
に設置するので吸収式冷凍機、蓄熱槽、冷却器などの冷
熱源装置を例えば地下などに設置するため、装置の搬入
および設置が容易である。なお冷却器で蒸気を凝縮させ
る冷熱源としては、従来のように第２蒸発器４を用いて
蓄熱運転を行う方法、或いは第１蒸発器３を用いて冷却
する方法のいずれか、または双方を用いることが可能で
ある。さらに本発明の冷却システムは、実施例に示した
冷房手段のみに適用されるものではなく、冷蔵システム
その他の冷却手段にも適用できるものである。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば冷
熱源の設置を容易にでき、かつ空調器の性能差を無く
し、安定した冷却性能が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る冷却システムの模式
図。

【図２】本発明の一実施例に係る他の冷却システムの模
式図。

【図３】従来の冷却システムの模式図。

【図４】従来の冷却システムの液面調節部の拡大図。

【符号の説明】

１冷熱源装置２コンデンシングユニット３第１蒸発器４第２蒸発器５氷蓄熱槽８冷却器１２重力式ヒートパイプ１３空調器１５熱交換器３０液分配機構３１液タンク３２液ポンプ

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】冷却システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来のビル等の空調システム
においては、一般に地下室に冷水蓄熱槽あるいは氷蓄熱
槽を設け、圧縮式冷凍機等を使用して水を冷却すると共
に、この冷水をポンプによって各部屋に循環させて熱交
換を行っていた。しかし冷水を循環するためのポンプの
動力が大きくなるうえ漏水等の恐れがあることから、熱
媒体としてフロン等を使用した、相変化を用いた空調シ
ステムが提案されている。この空調システムの一例とし
て空調器をビル等の各階に配置して、ビルの屋上等に配
置された冷熱源装置との間を重力式ヒートパイプで連結
して冷媒を循環させる冷却システムが提案されている
（特開昭６４−３４４７）。図３は、重力式ヒートパイ
プを用いた冷却システムの従来例を示した図、図４は、
同従来例システムに使用される液面調節部を示した図で
ある。冷熱源装置１は、建物等の高所に設置され、重力
式ヒートパイプ１２の上端部を冷却するものであり、コ
ンデンシングユニット２と、第１蒸発器３と、第２蒸発
器４と、氷蓄熱槽５と、電磁切替弁６および７と、冷却
器８と、冷水管系９と、ポンプ１０等から構成されてい
る。コンデンシングユニット２は、建物の屋上等に設置
されており、コンデンシングユニット２の蒸発器は、重
力式ヒートパイプ１２を直接冷却する第１蒸発器３と、
氷蓄熱槽５を冷却する第２蒸発器４とに分けて設けられ
ている。

【０００３】第１蒸発器３と第２蒸発器４とは、流れる
冷媒の経路を電磁切替弁６、７によって、選択的に切り
替えることができる。例えば、夜間は第２蒸発器４を用
いて蓄熱運転が行われ、昼間は第１蒸発器３を用いて重
力式ヒートパイプ１２を直接冷却する運転を行うことが
できる。氷蓄熱槽５からは、重力式ヒートパイプ１２に
形成された冷却器８と冷水管系９とによって、熱が汲み
出される。冷水管系９の途中には、氷蓄熱槽５との間を
冷媒が往復循環するためのポンプ１０が設けられてい
る。

【０００４】各空調器１３ａ、１３ｂ、…は、建物内の
各階に設置されており、重力式ヒートパイプ１２を冷却
する冷熱源としての前述した諸設備よりも低所の被空調
室側に設置されている。重力式ヒートパイプ１２内の冷
媒は、第１蒸発器３と冷却器８の一方または双方によっ
て冷却され、コンデンシングユニット２のコンプレッサ
１１により強制循環される系の冷媒とは接触しない。重
力式ヒートパイプ１２は、液系配管１８とガス系配管２
０とからなり、液系配管１８内の冷媒は、冷熱源側の第
１蒸発器３または冷却器８で冷却されて凝縮し、受液器
１７を経て高所から低所へ重力により流下する。液系配
管１８には、分岐管１９が設けられており、各空調器１
３ａ、１３ｂ、…へ冷媒を供給する。この分岐管１９に
は、液量調整弁２２が設けられている。空調器１３に
は、図４に示すように、ファン１６と、その下流側に設
置された熱交換器１５とが含まれている。熱交換器１５
は、液系配管１８の分岐管１９から冷媒が流入する下部
ヘッダ２３と、この下部ヘッダ２３の上側に接続されて
実質的に熱交換部を構成するコイル部２５と、このコイ
ル部２５の上側に接続された上側の蒸気系配管２０の分
岐管２１に接続される上部ヘッダ２４とから構成されて
いる。各空調器１３ａ、１３ｂ、…に流入した液相冷媒
は、熱交換器１５で被空調側の空気を冷却するように熱
交換して蒸発気化し、重力式ヒートパイプ１２の蒸気系
配管２０内を上昇し、第１蒸発器３と冷却器８の一方ま
たは双方へ還流する。

【０００５】熱交換器１５の側部には、熱交換器１５内
の冷媒液位に等しい冷媒液位を示す連通管２６が設けら
れている。この連通管２６は、液系配管１８の分岐管１
９の液量調整弁２２の下流側で下端部が接続され、蒸気
系配管２０の分岐管２１の熱交換器１５の上部との接続
部に上端が接続されている。この連通管２６には、冷媒
の液位が所定の高さになったときに、検知信号を出力す
る液面スイッチ２７が取り付けられており、この検知信
号によって液量調整弁２２の開閉を制御することによ
り、各空調器１３ａ、１３ｂ、…の熱交換器１５内の冷
媒液位を一定にする。さらに、液量調整弁２２は、熱交
換器１５内の冷媒液位を上昇させるときのみ開いてその
他のときには閉じているので、液系配管１８内に満たさ
れた冷媒の水頭圧は、この弁によって断ち切られる。し
たがって、どの空調器１３ａ、１３ｂ、…においても、
熱交換器１５内の冷媒は、圧力損失分の影響はあるもの
の、ほぼ同一圧力下で同一蒸発温度となる。

【０００６】しかし、上述した従来の冷却システムで
は、液量調整弁２２により、熱交換器１５の液面を常時
調整しているが、高いビル等に設置した場合には、冷媒
にかかる水頭圧が下階と上階で大きく違うので、特に下
の階では、液量調整弁２２だけでは熱交換器１５内に冷
媒が流入しすぎることがあり、調節が困難である。この
際に、熱交換器１５の液面を、連通管２６に設けられた
液面スイッチ２７で検知しているが、連通管内の冷媒が
沸騰したり、熱交換器で沸騰した冷媒蒸気が連通管の下
から流入したりすると液面を検知できない場合がある。
さらに、冷却システムが複雑なため、故障する可能性が
大きい。例えば、重力式ヒートパイプ１２が連結されて
１つになっているので、下階の液管の１か所が破損する
と、システム全体が作動しなくなるばかりでなく、冷媒
が大量に流出するという問題がある。

【０００７】またさらに重要なことは省エネルギー化が
進んできた現在では、これまで使用していなかった都市
廃熱や自然熱等の未利用のエネルギーを有効に使用して
いく検討が行われている。未利用エネルギーとしては、
ゴミ焼却時に生じる発生熱や発電用エンジン等の廃熱が
上げられる。これをビル等の空調に適用する際、吸収式
冷凍機の高温再生器の熱源としての使用が考えられる
が、通常ビル等の下部にその熱源が存在する。従って、
上記のように吸収式冷凍機を最上階に設置すると、この
熱源を上部まで搬送する必要が生じ、新たに動力が必要
となるという問題が生じる。また上記のような熱媒体の
相変化を利用する空調においては、凝縮した液の水頭圧
を利用して、空調を行う部屋の熱交換器へ供給するた
め、凝縮器（冷却器）が下部にあると液の供給が不可能
となるという問題がある。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱媒体の相変
化を利用した空調システムにおいて、異なる高さの階層
に単数もしくは複数個の空調器を設け、前記空調器のう
ちの少なくとも１個の空調器よりも下方に冷却器を設
け、冷却器よりも下方に凝縮液を蓄える部分または液タ
ンクを設けると共に液搬送機構を設け、前記空調器およ
び冷却器を蒸気系配管と液系配管で連結したことを特徴
とする冷却システムを請求項１とし、熱媒体の相変化を
利用した空調システムにおいて、異なる高さの階層に単
数もしくは複数個の空調器を設け、前記空調器のうちの
少なくとも１個の空調器よりも下方に冷却器を設け、シ
ステムの最下部に凝縮液を蓄える部分または液タンクを
設けると共に液搬送機構を設け、前記空調器および冷却
器を蒸気系配管と液系配管で連結し、かつ前記冷却器と
空調器との間に液分配機構を設けたことを特徴する冷却
システムを請求項２とし、前記液搬送機構としてポンプ
を用いることを特徴とする請求項１または２記載の冷却
システムを請求項３とし、前記液分配機構としてオーバ
ーフロー方式を用いることを特徴とする請求項２記載の
冷却システムを請求項４とし、前記液分配機構で設定す
る液面高さを空調器の熱交換器内の液面が保持できる高
さに設定することを特徴とする請求項２または４記載の
冷却システムを請求項５とするものである。すなわち本
発明は、フロン等の熱媒体の相変化を利用して冷房や冷
蔵を行う冷却システムに関するものであり、冷却器（凝
縮器）を空調器の下方、例えばビル等の下部にすること
により、吸収式冷凍機、蓄熱槽等の装置の搬入、設置を
容易にし、かつ廃熱利用を行う際に設置し易くすると共
に熱源の搬送を簡略化したものである。また他の発明は
上記のように冷却器を空調器の下方に設置すると共に冷
却器と空調器との間に液分配機構を設けて、各階層に設
置された空調器の液面を一定に保持し、空調器の性能を
安定させたものである。なお上記の吸収式冷凍機の高温
再生器の熱源としては、これまで有効に利用されていな
かったガスエンジン等の廃熱を用いて発生させた蒸気を
利用することもできる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。実施例１図１は本発明に係る冷却システムの実施例を示した図で
ある。なお前述した従来例と同様な機能を果たす部分に
は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施例で
は、ビルの空調システムを例にして説明し、建物の構造
については図示しないが、図において上側が建物の高所
を表している。異なる高さの階層に部屋の数あるいは面
積に対応して一個ないし複数個の空調器１３ａ、１３ｂ
を設け、各空調器は蒸気系配管２０により枝状に連結さ
れている。また蒸気系配管は冷却器８に接続されてい
る。一方上記空調器の下方には吸収式冷凍機等からなる
冷熱源装置１、氷蓄熱槽５、氷蓄熱槽の冷熱により熱媒
体を凝縮する冷却器８、この冷却器で冷却された凝縮液
を蓄える液タンク３１と、この液を空調器の熱交換器１
５へ搬送する液ポンプ３２が設けられ、前記冷却器の凝
縮液は液ポンプにより液系配管１８を通して空調器１３
ａ、１３ｂの熱交換器１５へ搬送される。このように構
成された本発明の冷却システムは空調器１３ａ、１３ｂ
で熱交換を行い、発生した熱媒蒸気は蒸気系配管２０を
通して集められ、例えば地下に設けられた冷却器８へと
運ばれる。冷却器はシェルアンドチューブ式熱交換器で
形成されておりシェル側の上部に、この蒸気が流入す
る。チューブ側には蓄熱槽５、冷水配管を経て冷水が通
っており、蒸気はこの冷水によって凝縮し液となる。な
おシェル側とチューブ側を入れ換えることも可能であ
る。なおこの凝縮液は液タンク３１に蓄えられるが、液
を蓄える部分を有する冷却器であれば液タンクを設けな
くともよい。また液の搬送機構としてポンプを用いたが
他の手段でもよい。このように上記の冷却システムは、
冷却器を空調器の下方に設置するので吸収式冷凍機、蓄
熱槽、冷却器などの冷熱源装置を例えば地下などに設置
することができ、装置の搬入および設置が容易である。
また冷熱源として廃熱を利用する場合も、従来の屋上に
冷熱源を設けるよりも、著しく有利である。なお、本実
施例では冷却器８、液タンク３１はシステムの最下部に
設置したが、冷却器８、液タンク３１は必ずしも最下部
に設置する必要はなく、建物の中間階等の中間層に設置
してもよい。実施例２本例は、実施例１で述べた冷却システムに液分配機構を
付設したもので、液分配機構以外は同様の構成となって
おり、作動も同様である。ただし、液分配機構を付設す
る場合には、液タンク３１と液ポンプ３２はシステムの
最下部に設けなければならない。図２に示すように異な
る高さの階層に部屋の数あるいは面積に対応して一個な
いし複数個の空調器１３ａ、１３ｂを設け、各空調器は
蒸気系配管２０により枝状に連結されている。また蒸気
系配管は冷却器８に接続されている。一方上記空調器
の下方には吸収式冷凍機等からなる冷熱源装置１、氷蓄
熱槽５、氷蓄熱槽の冷熱により熱媒体を凝縮する冷却器
８、この冷却器で冷却された凝縮液を蓄える液タンク３
１と、この液を空調器の熱交換器１５へ搬送する液ポン
プ３２が設けられ、前記冷却器の凝縮液は液ポンプによ
り液系配管１８を通して冷却器と空調器との間に設けら
れた液分配機構３０へ送られる。

【００１１】上記の液分配機構は、オーバーフロー方式
になっており、空調器の熱交換器内の液面が保持できる
高さに液面を設定して、これを越えたときに下方の液分
配機構に液が流れるようになっている。このように構成
された本発明の冷却システムは空調器１３ａ、１３ｂで
熱交換を行い、発生した熱媒蒸気は蒸気系配管２０を通
して集められ、例えば地下に設けられた冷却器８へと運
ばれる。冷却器はシェルアンドチューブ式熱交換器で形
成されておりシェル側の上部に、この蒸気が流入する。
チューブ側には蓄熱槽５、冷水配管を経て冷水が通って
おり、蒸気はこの冷水によって凝縮し液となる。液は液
タンク３１に蓄えられ液ポンプ３２により液分配機構３
０へ送られる。液分配機構には空調器の熱交換器１５で
必要な液面高さＡに対応した箇所にオーバーフローでき
るように分岐した液系配管１８が設けられており、液面
が分岐点を越えると下層階の液分配機構へ流下する。こ
こで、図２においては、液ポンプで搬送される液は最上
部の液分配機構に送られているが、最上階の空調器を使
用していない場合には、途中階の液分配機構に熱媒体を
搬送することも可能である。

【００１２】このように空調器で蒸気が発生して熱交換
器内の液面が低下すると液分配機構内の液面も低下し、
その減少部分を凝縮した液の戻りで補給する形となって
いる。これにより、各階の液面は一定に保持され、それ
に伴い空調器の性能も維持できる。また液分配機構によ
って凝縮液の戻り管内は満液状態とはならず独立してい
るため、システムの一部が万一破損しても熱媒体の外部
への流出を少なく抑えることができる。また上記の冷却
システムは、冷却器を空調器の下方に設置するので吸収
式冷凍機、蓄熱槽、冷却器などの冷熱源装置を地下など
に設置できるため、装置の搬入および設置が容易であ
る。なお冷却器で蒸気を凝縮させる冷熱源としては、従
来のように第２蒸発器４を用いて蓄熱運転を行う方法、
或いは第１蒸発器３を用いて冷却する方法のいずれか、
または双方を用いることが可能である。さらに本発明の
冷却システムは、実施例に示した冷房手段のみに適用さ
れるものではなく、冷蔵システムその他の冷却手段にも
適用できるものである。

【００１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る冷却システムの模式
図。

【図３】従来の冷却システムの模式図。

【図４】従来の冷却システムの液面調節部の拡大図。

【符号の説明】１冷熱源装置２コンデンシングユニット３第１蒸発器４第２蒸発器５氷蓄熱槽８冷却器１２重力式ヒートパイプ１３空調器１５熱交換器３０液分配機構３１液タンク３２液ポンプ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者素谷順二東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱媒体の相変化を利用した空調システム
において、異なる高さの階層に単数もしくは複数個の空
調器を設け、前記空調器の下方に冷却器を設け冷却器の
下部に凝縮液を蓄える部分または液タンクを設けると共
に液搬送機構を設け、前記空調器および冷却器を蒸気系
配管と液系配管で連結したことを特徴とする冷却システ
ム。
【請求項２】熱媒体の相変化を利用した空調システム
において、異なる高さの階層に単数もしくは複数個の空
調器を設け、前記空調器の下方に冷却器を設け、冷却器
の下部に凝縮液を蓄える部分または液タンクを設けると
共に液搬送機構を設け、前記空調器および冷却器を蒸気
系配管と液系配管で連結し、かつ前記冷却器と空調器と
の間に液分配機構を設けたことを特徴する冷却システ
ム。
【請求項３】前記液搬送機構としてポンプを用いるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の冷却システム。
【請求項４】前記液分配機構としてオーバーフロー方
式を用いることを特徴とする請求項２記載の冷却システ
ム。
【請求項５】前記液分配機構で設定する液面高さを空
調器の熱交換器内の液面が保持できる高さに設定するこ
とを特徴とする請求項２記載の冷却システム。