JPH0712373A - 空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フロン等の冷媒を使用しないで冷水を製造し
て、この冷水を空調機の冷熱源として使用できる空調シ
ステムを提供する。 【構成】真空ポンプ２０で耐圧容器１６内が所定の真空
度に減圧されると、焼結金属で作られたコイル管３０の
内部に保有された水はその表面に滲み出て耐圧容器１６
内の空間に蒸発する。そして、水が蒸発する際に、コイ
ル管３０は蒸発潜熱により冷却される。これにより、コ
イル管３０と貯留槽１４との間で循環される水１２は次
第に冷却されていき、貯留槽１４内に所定温度の冷水１
２を製造することができる。従って、貯留槽１４内に製
造された冷水１２を空調機１０の冷熱源として使用する
ことにより、フロン等の有害物質を使用しない空調シス
テムを創出することができる。また、コイル管３０は焼
結金属で作られいるので、水の蒸発面積が大きくなり、
蒸発潜熱を効率良く発生させることができるので、大き
な冷熱を取り出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調システムに係り、
特に、冷水製造装置で冷水を製造し、この冷水を空調機
の冷熱源として使用する空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インテリジェントビルの事務室に
は、パーソナルコンピューターやワークステーション等
のオートメーション機器が多数設置されており、オート
メーション機器等の発熱体からの発熱により室内顕熱が
増加してきており、年間を通して冷房空調する傾向にあ
る。

【０００３】従来、冷熱源として冷水を使用する空調機
においては、冷水の製造装置として冷凍機やヒートポン
プが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷凍機
やヒートポンプは、通常、冷媒として地球環境に問題の
あるフロンを使用しているという欠点がある。また、吸
引式と呼ばれる冷凍機やヒートポンプには、冷媒として
フロンを使用していないが、高濃度の臭化リチウム溶液
を使用している。この臭化リチウム溶液は毒性が皆無で
はなく、また、機器を腐食させるという欠点がある。

【０００５】本発明は、このうような事情に鑑みてなさ
れたもので、フロン等の冷媒を使用しないで冷水を製造
して、この冷水を空調機の冷熱源として使用できる空調
システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、冷熱源として冷水を使用する空調機と、前記
冷水を製造して前記空調機に供給する冷水製造装置とか
ら成る空調システムに於いて、前記冷水製造装置は、減
圧室と、前記減圧室内に設けられ、その内部に水を保有
すると共に、前記減圧室が減圧されると前記内部の水が
その表面に滲み出る材質で形成された蒸発手段と、前記
減圧室を所定の真空度に減圧すると共に、その減圧によ
り前記蒸発手段から前記減圧室内に蒸発される水蒸気を
回収する真空手段と、前記蒸発手段との間で水を循環さ
せると共に、その水を前記空調機に供給する貯留槽と、
から成ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によれば、真空手段で減圧室が所定の真
空度に減圧されると、蒸発手段の内部に保有された水は
その表面に滲み出て減圧室内に蒸発する。そして、水が
蒸発する際に、蒸発手段は蒸発潜熱により冷却される。
これにより、蒸発手段と貯留槽との間で循環される水は
次第に冷却されていき、貯留槽内に所定温度の冷水を製
造することができる。従って、貯留槽内に製造された冷
水を空調機の冷熱源として使用することにより、フロン
等の有害物質を使用しない空調システムを創出すること
ができる。

【０００８】また、蒸発手段は、その内部に水を保有で
き、且つ、前記減圧室が減圧されると前記内部の水がそ
の表面に滲み出る材質で形成された、例えば、焼結金属
で作られたコイル管あるいは水槽の多孔部分に吸水性高
分子膜を貼着したものである。これにより、水の蒸発面
積が大きくなり、蒸発潜熱を効率良く発生させることが
できるので、大きな冷熱を取り出すことができる。

【０００９】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る空調シス
テムの好ましい実施例について詳説する。図１は本発明
の空調システムの第１実施例を示している。本発明の空
調システムは、主として空調機１０と、空調機１０に冷
熱源としての冷水を供給する冷水製造装置１１とで構成
されている。

【００１０】同図に示したように、空調機１０に供給す
る冷水１２を貯留する貯留槽１４の上方に、耐圧容器１
６が設けられ、耐圧容器１６内は、第１の電磁弁１８を
介して真空ポンプ２０に繋がっている。また、耐圧容器
１６内には減圧計２２が設けられ、信号ケーブル２４で
真空調節計２６に接続され、真空調節計２６は信号ケー
ブル２８で真空ポンプ２０の駆動部と第１の電磁弁１８
に接続されている。そして、減圧計２２で測定された耐
圧容器１６内の真空度が真空調節計２６に入力され、真
空度が真空調節計２６で予め設定した上限設定値（真空
度良い）になると、真空調節計２６からの出力信号が真
空ポンプ２０と第１の電磁弁１８に送られ、第１の電磁
弁１８を閉じると同時に真空ポンプ２０を停止する。ま
た、耐圧容器１６内の真空度が下限設定値より悪くなる
と真空調整計２６からの出力信号により真空ポンプ２０
が稼働すると同時に第１の電磁弁１８が開いて耐圧容器
１６内を設定した真空度まで回復させる。これにより、
耐圧容器１６内を真空調節計２６で設定した一定の真空
度範囲に維持できるようになっている。

【００１１】また、耐圧容器１６内には、焼結金属で作
られたコイル管３０が配設され、貯留槽１４底部から延
びた往路配管３２が、循環ポンプ３４、フィルタ３６、
第２の電磁弁３８を介してコイル管３０の入口に繋が
り、コイル管３０の出口から延びた復路配管４０が、第
３の電磁弁４２を介して貯留槽１４内の上部に達してい
る。これにより、貯留槽１４とコイル管３０との間の循
環系路が形成される。

【００１２】また、貯留槽１４内には、温度センサ５０
が設けられ、信号ケーブル５２で温度調節計５４に接続
され、温度調節計５４は信号ケーブル５６で第２、第３
の電磁弁３８、４２に夫々接続されている。また、三方
弁４４は信号ケーブル５８で空調機１０の図示しない温
度制御部に接続されている。そして、温度センサ５０で
測定されて貯留槽１４内の水温が温度調節計５４に入力
され、水温が温度調節計５４で予め設定した最低水温に
なると、温度調節計５４からの出力信号が第２、第３の
電磁弁３８、４２に送られ、第２、第３の電磁弁３８、
４２を閉じて、貯留槽１４とコイル管３０との間の水の
循環を停止する。また、貯留槽１４内の水温が空調機１
０との熱交換により上昇して、温度調節計５４で設定し
た最高水温になると、温度調節計５４からの出力信号が
第２、第３の電磁弁３８、４２に送られ、第２、第３の
電磁弁３８、４２を開けて、貯留槽１４とコイル管３０
との間の水の循環を開始する。これにより、貯留槽１４
内の水１２の温度を、温度調節計５４で予め設定した水
温範囲に維持できるようになっている。

【００１３】また、往路配管３２の、フィルタ３６と第
２の電磁弁３８の間から分岐した空調用供給配管４２
は、三方弁４４を介して空調機１０の入口に接続され、
空調機１０の出口から延びた空調用戻り配管４６は、復
路配管４０に合流されている。また、三方弁４４のうち
の一方４４Ａはバイパス配管４８により空調用戻り配管
４６に繋がれている。これにより、貯留槽１４と空調機
１０との間の循環系路が形成されると共に、貯留槽１４
内の水１２は、三方弁４４により流量調整されて空調機
１０に供給される。そして、この流量調整は、温度制御
部からの出力信号に基づいて三方弁４４が制御され、空
調用供給配管４２に流す流量とバイパス配管４８に流す
流量を調整することにより行われる。

【００１４】また、真空ポンプ２０は、ドレイン配管６
０により貯留槽１４に接続されると共に、このドレイン
配管６０の途中から分岐した配管６２が第４の電磁弁６
４を介して図示しない水道配管に接続されている。ま
た、貯留槽１４内には、貯留槽１４の液面を測定する液
面センサ６６が設けられ、信号ケーブル６８で第４の電
磁弁６４に接続されている。これにより、耐圧容器１６
から真空ポンプ２０に吸引される蒸発水は、貯留槽１４
に戻されると共に、貯留槽１４内の水位が下がったら第
４の電磁弁６４が開いて水道水が貯留槽１４に補充され
るようになっている。

【００１５】以上の如く構成された本発明の空調システ
ムの作用について説明する。貯留槽１４に貯留された水
１２は、循環ポンプ３４によりフィルタ３６に送水され
て濾過された後、第２の電磁弁３８を通ってコイル管３
０に供給され、コイル管３０内を流れて第３の電磁弁４
２を通って貯留槽１４内の上方に戻る循環を行う。この
循環において、真空ポンプ２０により耐圧容器１６内が
真空調節計２６で設定した真空度に減圧されると、前記
コイル管３０は焼結金属で作られているので、コイル管
３０内を流れる水がコイル管３０の表面から滲み出て耐
圧容器１６内に蒸発する。そして、水が蒸発する際に、
コイル管３０は蒸発潜熱により急速に冷却される。これ
により、コイル管３０と貯留槽１４との間で循環される
水は次第に冷却されていき、貯留槽１４内に温度調節計
で５４で設定した水温の冷水を製造することができる。
そして、貯留槽１４内に製造された冷水は、貯留槽１４
と空調機１０との間の循環系路を循環することにより、
空調機１０の冷熱源として使用される。

【００１６】また、コイル管３０を焼結金属で作ったの
で、コイル管３０の表面全体から水を蒸発させることが
できる。これにより、水の蒸発面積が大きくなり、蒸発
潜熱を効率良く発生させることができるので、大きな冷
熱を取り出すことができる。従って、上記した構成の冷
水製造装置１１を用いれば、空調機１０の冷熱源として
必要な量の冷熱を取り出すことができるので、従来の空
調システムのように、冷水を製造する冷媒としてフロン
や臭化リチウム溶液等の有害物質を使用しない空調シス
テムを創出することができる。

【００１７】次に、図２及び図３に従って、本発明の空
調システムの第２実施例を説明する。また、第１実施例
と同じ部材には同符号を付して説明する。尚、第２実施
例は、耐圧容器１６の内部構造以外は、第１実施例と略
同様な為、第１実施例と同じ構成部分及び同じ動作につ
いては詳しい説明を省略する。図２に示すように、空調
機１０に供給する冷却水１２を貯留する貯留槽１４の上
方に、耐圧容器１６が設けられ、耐圧容器１６は、第１
の電磁弁１８を介して真空ポンプ２０に繋がっている。
また、耐圧容器１６内には減圧計２２が設けられ、信号
ケーブル２４で真空調節計２６に接続され、真空調節計
２６は信号ケーブル２８、２８で真空ポンプ２０の駆動
部と第１の電磁弁１８に接続されると共に、信号ケーブ
ル７０、７０で第１実施例で説明した温度調節計５４に
も接続されている。これにより、第１実施例の場合と同
様に耐圧容器１６内を真空調節計２６で設定した真空度
範囲に維持できると共に、第２実施例の場合には、耐圧
容器１６内の真空度が前記真空度範囲より悪くなって
も、貯留槽１４内の水１２の水温が温度調節計５４で設
定した最高水温を越えていない場合には、真空ポンプ２
０及び第１の電磁弁１８が動作しないようになってい
る。

【００１８】次に、図２及び図３に従って、耐圧容器１
６の内部構造を説明する。耐圧容器１６内には蒸発用の
水７１を貯留する蒸発用タンク７２が設けられ、この蒸
発用タンク７２は、箱型に形成された容器７２Ａ底部の
多数の開口部から、先端が閉塞された中空な円筒管７２
Ｂが耐圧容器１６の底部近傍まで延び、前記円筒管７２
Ｂが耐圧容器１６内の空間全体に林立した構造をしてい
る。また、円筒管７２Ｂの側面には、多数の小孔７５が
穿設されると共に、円筒管７２Ｂの外周には吸水性高分
子膜で作られ、油中の水分除去等に使用されるフィルタ
７４（例えば、フジ アクアコン カートリッジで、こ
れは通常の高分子膜に比べ約８倍の水を保持できる）が
貼着されている。そして、耐圧容器１６の上部側面を貫
通した銅管７６が前記容器７２Ａの底部を這うように延
ばされ、前記開口部位置で分岐されて、円筒管７２Ｂ内
を円筒管７２Ｂの内面との間に一定の空間７８を形成す
るように配設され、円筒管７２Ｂの先端部を貫通して再
び合流し、耐圧容器１６の側面下部を貫通して耐圧容器
１６外に延ばされている。そして、貯留槽１４と銅管７
６との間で、貯留槽１４に貯留されている水１２が循環
される。

【００１９】また、蒸発用タンク７２には、耐圧容器１
６の上部を貫通して給水配管８０が配設され、給水配管
８０はフィルタ８３、第５の電磁弁８２を介して図示し
ない水道配管に繋がれている。また、蒸発用タンク７２
内には、液面を検出する液面センサ６６が設けられ、信
号ケーブル８４で第５の電磁弁８２に接続されている。
また、真空ポンプ２０からは、ドレイン配管６０が延ば
され、給水配管８０の第５の電磁弁８２の手前に合流さ
れている。これにより、耐圧容器１６から真空ポンプ２
０に吸引される蒸発水は、蒸発用タンク７２に戻される
と共に、蒸発用タンク７２内の水位が下がったら第５の
電磁弁が開いて水道水が蒸発用タンク７２に補給するよ
うになっている。

【００２０】上記した以外に第１実施例と若干異なる点
はあるが、根本的な相違ではないので、説明は省略す
る。次に、本発明の空調システムの第２実施例における
作用を説明する。貯留槽１４に貯留された水１２は、循
環ポンプ３４により銅管７６に供給され、銅管７６内を
流れて貯留槽１４内の上方に戻る循環を行う。一方、蒸
発用タンク７２の容器７２Ａの水７１は、円筒管７２Ｂ
と銅管７６の間の空間７８に供給され、真空ポンプ２０
により耐圧容器１６内が真空調節計２６で設定した真空
度に減圧されると、円筒管７２Ｂに穿設された多数の小
孔７５から滲み出てフィルタ７４に吸水され、耐圧容器
１６内に蒸発する。そして、水が蒸発する際に、円筒管
７２Ｂは蒸発潜熱により冷却され、円筒管７２の水７１
は急速に冷却される。そして、円筒管７２Ｂ内の冷却さ
れた水７１と、円筒管７２Ｂ内に配設された銅管７６内
を流れる水１２とが熱交換することにより、銅管７６内
を流れる水１２は冷却され、貯留槽１４内に貯留され
る。

【００２１】これにより、コイル管３０と貯留槽１４と
の間で循環される水は次第に冷却されていき、貯留槽１
４内に温度調節計５４で設定した水温の冷水を製造する
ことができる。そして、貯留槽１４内に製造された冷水
は、貯留槽１４と空調機１０との間の循環系路を循環す
ることにより、空調機１０の冷熱源として使用される。

【００２２】また、耐圧容器１６内の構造を上記の如く
構成したので、耐圧容器１６内に林立する円筒管７２Ｂ
に貼着されたフィルタ７４の表面全体から水を蒸発させ
ることができる。これにより、水の蒸発面積が大きくな
り、蒸発潜熱を効率良く発生させることができるので、
大きな冷熱を取り出すことができる。従って、第２実施
例の場合も、第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００２３】尚、前記実施例では蒸発手段として、焼結
金属のコイル管３０あるいは多孔状の円筒管部分に吸水
性高分子のフィルタ７４を貼着した蒸発用タンク７２を
用いたが、これに限定されるものではない。要は、内部
に水を保有できて、耐圧容器１６内が減圧されると、そ
の表面に水が滲み出て、しかも蒸発面積を大きくできる
ものであればよく、例えば、中空糸膜や逆浸透膜等の分
離膜でもよい。また、真空ポンプの種類は問わないが、
水蒸気に強く腐食にも強いスクロール型や水符式真空ポ
ンプがより望ましい。

【００２４】

【発明の効果】本発明の空調システムによれば、真空手
段で減圧室が所定の真空度に減圧されると、蒸発手段の
内部に保有された水はその表面に滲み出て減圧室内に蒸
発し、水が蒸発する際に、蒸発手段は蒸発潜熱により冷
却されるので、蒸発手段と貯留槽との間で循環される水
は次第に冷却されていき、貯留槽内に所定温度の冷水を
製造することができる。

【００２５】また、蒸発手段として、その内部に水を保
有でき、且つ、前記減圧室が減圧されると前記内部の水
がその表面に滲み出る材質で形成された、例えば、焼結
金属で作られたコイル管あるいは水槽の多孔部分に吸水
性高分子膜を貼着したものを使用すれば、水の蒸発面積
が大きくなり、蒸発潜熱を効率良く発生させることがで
きるので、大きな冷熱を取り出すことができる。従っ
て、上記した構成の冷水製造装置を用いれば、空調機の
冷熱源として必要な量の冷熱を取り出すことができるの
で、従来の空調システムのように、冷水を製造する冷媒
としてフロンや臭化リチウム溶液等の有害物質を使用し
ない空調システムを創出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空調システムの第１実施例の構成
図

【図２】本発明に係る空調システムの第２実施例の要部
構成図

【図３】本発明に係る空調システムの第２実施例の要部
断面図

【符号の説明】

１０…空調機 １２…水 １４…貯留槽 １６…耐圧容器 ２０…真空ポンプ ３０…コイル管 ３４…循環ポンプ ７２…蒸発用タンク ７２Ａ…円筒管 ７４…フィルタ ７５…小孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷熱源として冷水を使用する空調機と、前
   記冷水を製造して前記空調機に供給する冷水製造装置と
   から成る空調システムに於いて、 前記冷水製造装置は、 減圧室と、 前記減圧室内に設けられ、その内部に水を保有すると共
   に、前記減圧室が減圧されると前記内部の水がその表面
   に滲み出る材質で形成された蒸発手段と、 前記減圧室を所定の真空度に減圧すると共に、その減圧
   により前記蒸発手段から前記減圧室内に蒸発される水蒸
   気を回収する真空手段と、 前記蒸発手段との間で水を循環させると共に、その水を
   前記空調機に供給する貯留槽と、から成ることを特徴と
   する空調システム。
2. 【請求項２】前記蒸発手段は焼結金属で作られたコイル
   管であることを特徴とする請求項１の空調システム。
3. 【請求項３】前記蒸発手段はその多孔部分に吸水性高分
   子膜を貼着した水槽であることを特徴とする請求項１の
   空調システム。