JPH05164338A - 熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒を加熱する時の冷媒の圧力上昇を利用し
て熱を暖房などに利用する熱搬送装置に関するもので、
利用側への管路長の変化あるいは装置内の封入冷媒量の
変動に関係なく高室温領域への運転範囲の拡大と高暖房
能力を確保することを目的とする。 【構成】 冷媒加熱器２と気液セパレータ１を環状管路
に接続し、気液セパレータ１の上方に設けた受液器５
を、第１逆止弁６を有する落込み管７と、開閉弁８を有
する均圧管９とで前記環状管路に接続した熱搬送部１８
と、気液セパレータ１、放熱器１０、第２逆止弁１２、
受液器５を順次配管接続した環状の循環路と、少なくと
も放熱器１０と第２逆止弁１２との間に設けた液冷媒過
冷却度検知器２０と、この過冷却度検知器２０により開
閉弁８の開閉動作周期を設定する過冷却度制御器２３を
設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒を加熱するときの
冷媒の圧力上昇を利用して、熱を暖房などに利用する熱
搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱搬送装置は、例えば特開平３−
５１６３１公報に示されるように、図２のような構成に
なっている。

【０００３】すなわち、気液セパレータ１は、冷媒加熱
器２の上方に配置されるとともに冷媒加熱器２の入口管
３と冷媒加熱器２の出口管４とで連結され環状の管路で
接続されている。また、受液器５は気液セパレータ１の
上方に配置され、第１逆止弁６を有する落込み管７で気
液セパレータ１へ接続され、さらに開閉弁８を有する均
圧管９により出口管４を介して気液セパレータ１に接続
されている。気液セパレータ１と利用側として室内側に
配置される放熱器１０は、ガス冷媒往き管１１で接続さ
れ、放熱器１０で受液器５は、第２逆止弁１２を有する
液冷媒戻り管１３で接続されている。以上のように、気
液セパレータ１、放熱器１０、第２逆止弁１２、受液器
５、第１逆止弁６は順次配管接続された環状の循環路を
形成している。１４は冷媒加熱器２の出口管に設けた温
度検知器であり、１５は温度検知器１４の検知する温度
により、開閉弁８の開閉時間を制御する制御装置であ
る。１６は冷媒加熱器２に設けたバーナであり、バーナ
１６により冷媒を加熱する。１７は放熱器１０に設けた
送風機である。

【０００４】上記構成において、その動作を以下に説明
する。冷媒加熱器２において、バーナ１６の燃焼熱で加
熱された冷媒は、ガスと液の２相状態で出口管４を通
り、気液セパレータ１へ流入し、液冷媒は入口管３から
再び冷媒加熱器２に流入する。一方、気液セパレータ１
へ流入した２相状態の冷媒のうちガス冷媒は、ガス冷媒
往き管１１から放熱器１０へ入り、送風機１７で送られ
た室内空気と熱交換し、放熱凝縮液化する。

【０００５】ここで、開閉弁８が閉のときには、放熱器
１０で凝縮液化した冷媒は、液冷媒戻り管１３から第２
逆止弁１２を介して、受液器５内へ流入する。このとき
受液器５内の圧力は気液セパレータ１内の圧力より低く
なっているため、第１逆止弁６は閉状態となってい。こ
の状態で、開閉弁８を開とすると、受液器５と気液セパ
レータ１とは均圧管９により連通して均圧状態となり、
受液器５内の液冷媒は重力により第１逆止弁６を通り気
液セパレータ１内へ流入する。

【０００６】次に、開閉弁８を再び閉にすると、第１逆
止弁６は閉状態となり、受液器５内へ放熱器１０の凝縮
液冷媒が、圧送され、受液器５が液冷媒で満たされるサ
イクルを繰り返す。このように、気液セパレータ１と冷
媒加熱器２間は蒸発した冷媒圧による自然循環サイクル
であり、受液器５から気液セパレータ１および冷媒加熱
器２への液冷媒の供給は開閉弁８の開閉周期による間欠
動作サイクルである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
て、熱搬送装置内に一定の冷媒量を封入し、温度検知器
１４の検知温度に対する開閉弁８の開閉周期は、熱搬送
装置を安定動作させるために動作条件の中でも放熱器１
０の液冷媒が受液器５に最も流入しにくい場合に合わせ
て設定していた。具体的な動作条件として、ガス冷媒往
き管１１、液冷媒戻り管１３の各々の管長が最も長い場
合であり、受液器５に液冷媒が流入する際の管路での圧
力損失が大きいため液冷媒が受液器５に流入し終るまで
の時間を長く要する条件に合わせて開閉周期を設定して
いた。しかもこの設定に際しては、所定量封入された熱
搬送装置内の冷媒が外部へのリークなどである程度減少
しても安定動作するように考慮している。

【０００８】しかしながら、以上のように管路が長く冷
媒量が減少した条件で開閉弁８の開閉周期を設定するた
め、ガス冷媒往き管１１、液冷媒戻り管１３の管長が短
く、かつ冷媒の外部へのリークが発生していない場合な
どでは、開閉周期が長い気味の設定となり放熱器１０内
での滞溜液冷媒量が増大する。この放熱器１０内での滞
溜液冷媒量の増大により、放熱器内での冷媒側の熱交換
に有効に働く伝熱面積の低下が発生し、室内側の空気温
度に対して冷媒の凝縮圧力が増大し、システム許容圧力
の限界値の関係でバーナ１６の燃焼量を低減させねばな
らず、最大に燃焼させられる室内側の空気温度の低下と
室内側の空気温度が高い領域における暖房能力の低下が
実用上の課題となっていた。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、管路
の長さの大小と熱搬送装置内の冷媒量に関係なく最適な
開閉弁の開閉周期制御により室内側となる放熱器内への
液冷媒の滞溜を防止し、装置の室内側空気温度の高い領
域までの運転範囲の拡大と高い暖房能力を確保すること
を目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、冷媒加熱器と気液セパレータを環状管路に接
続し、気液セパレータの上方に設けた受液器を、第１逆
止弁を有する落込み管と、開閉弁を有する均圧管とで、
前記環状管路に接続した熱搬送部と、気液セパレータ、
放熱器、第２逆止弁、受液器を順次配管接続した環状の
循環路と、少なくとも前記放熱器と第２逆止弁との間に
設けた液冷媒過冷却検知器と、前記過冷却度検知器によ
り開閉弁の開閉動作周期を設定する過冷却度制御器を設
けた構成としている。

【００１１】

【作用】本発明は上記構成によって、放熱器出口側の液
冷媒の過冷却度（換言すると、受液器への流入液冷媒の
過冷却度）によって開閉弁の開閉動作周期を設定するこ
とにより、管路の長さの大小あるいは封入冷媒量の変化
などに関係なく、放熱器内の冷媒滞溜量を適正量にし
て、室内側の空気温度などの放熱条件に対する冷媒の凝
縮圧力の増大を防止し、装置の室内温度に対する運転範
囲の拡大と高い暖房能力を確保する。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図１で説明する。

【００１３】図１において、図２と同一符号は同一部材
を示し同一機能を有しているので詳細な説明は省略し、
異なる点を中心に説明する。

【００１４】１８は冷媒加熱器２と気液セパレータ１を
入口管３と出口管４との環状管路で接続し、気液セパレ
ータ１の上方に設けた受液器５を、第１逆止弁６を有す
る落込み管７と、開閉弁８を有する均圧管９とで前記環
状管路に接続した熱搬送部、１９は気液セパレータ１、
放熱器１０、第２逆止弁１２、受液器５を順次配管接続
した環状の循環路である。

【００１５】２０は放熱器１０と第２逆止弁１２との間
の液冷媒戻り管１３に設けた液冷媒過冷却度検知器、２
１は冷媒加熱器２の出口側に設けた冷媒蒸発温度検知
器、２２はバーナ１６への燃料の供給量を可変する燃焼
量可変装置である。

【００１６】２３は液冷媒過冷却度検知器２０、冷媒蒸
発温度検知器２１、燃焼量可変装置２２および開閉弁８
と電気的に接続された過冷却度制御器である。

【００１７】上記構成において、液冷媒過冷却度検知器
２０は冷媒圧力と冷媒温度の両方を検知して過冷却度を
直接精度良く検出すると共に、冷媒蒸発温度検知器２１
で検知した蒸発温度に応じた過冷却度になるように開閉
弁８の開閉動作周期を設定することにより管路の長さの
大小さらには熱搬送装置内の封入冷媒量変化によらず放
熱器１０内の滞溜冷媒量を適正に制御できる。そのた
め、運転範囲の拡大と高い暖房能力が確保できるだけで
なく、室内側の放熱器と室外側の熱搬送部との距離（管
路の長さ変化）に対する自由度が向上する。

【００１８】また他の実施例として、液冷媒過冷却度検
知器２０の低コスト化のために温度サーミスタのみで構
成し、冷媒加熱器出口側に設けた冷媒温度検知器２１で
検出した温度と液冷媒過冷却度検知器２０で検出した温
度との差温を検出する制御器で過冷却度制御器２３を構
成することにより、より低コストで開閉弁８の開閉動作
周期を設定でき、本熱搬送装置の低コスト化に寄与でき
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の熱搬送装置
は、少なくとも放熱器と第２逆止弁との間に設けた液冷
媒過冷却度検知器と、この過冷却度検知器により開閉弁
の開閉動作周期を設定する過冷却度制御器を設けたこと
により、蒸発温度に応じた過冷却度になるように開閉弁
を開閉動作させることにより、次の効果が得られる。 （１）室内側室温の高い領域までの運転範囲の拡大と高
暖房能力が確保できる。 （２）室内側の放熱器と室外側となる熱搬送部との距離
の制約が小さくなり、装置の設置の自由度が向上する。 （３）熱搬送装置内の冷媒の外部へのリーク等による封
入冷媒量の変動に対しても安定した運転が行われ、安定
した冷媒加熱が行なえるため、信頼性、耐久性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の熱搬送装置のシステム構成
図

【図２】従来の熱搬送装置のシステム構成図

【符号の説明】

１ 気液セパレータ ２ 冷媒加熱器 ５ 受液器 ６ 第１逆止弁 ７ 落込み管 ８ 開閉弁 ９ 均圧管 １０ 放熱器 １２ 第２逆止弁 １８ 熱搬送部 １９ 循環路 ２０ 液冷媒過冷却度検知器 ２１ 冷媒蒸発温度検知器 ２３ 過冷却度制御器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒加熱器と気液セパレータを環状管路に
   接続し、前記気液セパレータの上方に設けた受液器を、
   第１逆止弁を有する落込み管と、開閉弁を有する均圧管
   とで、前記環状管路に接続した熱搬送部と、気液セパレ
   ータ、放熱器、第２逆止弁、受液器を順次配管接続した
   環状の循環路と、少なくとも前記放熱器と第２逆止弁と
   の間に設けた液冷媒過冷却度検知器と、前記過冷却度検
   知器により開閉弁の開閉動作周期を設定する過冷却度制
   御器を設けた熱搬送装置。
2. 【請求項２】過冷却度制御器は、冷媒加熱器出口側に設
   けた冷媒蒸発温度検知器の温度と、液冷媒過冷却度検知
   器で検知した液冷媒温度との差温を検出する制御器とし
   た請求項１記載の熱搬送装置。