JPH11257883A - 熱源併用冷媒自然循環式冷房システム - Google Patents
熱源併用冷媒自然循環式冷房システムInfo
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- JPH11257883A JPH11257883A JP6531998A JP6531998A JPH11257883A JP H11257883 A JPH11257883 A JP H11257883A JP 6531998 A JP6531998 A JP 6531998A JP 6531998 A JP6531998 A JP 6531998A JP H11257883 A JPH11257883 A JP H11257883A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】空気温度が上昇する中間期や夏期にも十分な冷
却性能が得られる熱源併用冷媒自然循環式冷房システム
を提供する。 【解決手段】本発明によれば、凝縮器は空気冷却凝縮器
４８と冷水冷却凝縮器６４とから構成され、空気冷却凝
縮器４８には凝縮器用ファン５０によって低温外気が供
給され、冷水冷却凝縮器６４には冷水搬送ポンプ６６に
よって冷水が搬送される。このように、凝縮器で熱媒体
を冷却する冷熱源に低温外気と冷水とを併用することに
よって、外気温度が上昇する中間期や夏期でも十分な冷
却性能が得られ、クリーンルーム１２内を常に一定の温
度に冷房することができる。
却性能が得られる熱源併用冷媒自然循環式冷房システム
を提供する。 【解決手段】本発明によれば、凝縮器は空気冷却凝縮器
４８と冷水冷却凝縮器６４とから構成され、空気冷却凝
縮器４８には凝縮器用ファン５０によって低温外気が供
給され、冷水冷却凝縮器６４には冷水搬送ポンプ６６に
よって冷水が搬送される。このように、凝縮器で熱媒体
を冷却する冷熱源に低温外気と冷水とを併用することに
よって、外気温度が上昇する中間期や夏期でも十分な冷
却性能が得られ、クリーンルーム１２内を常に一定の温
度に冷房することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱源併用冷媒自然
循環式冷房システムに係り、特に計算機室やＯＡ室、ク
リーンルームや工場等の空間の冷房を行う熱源併用冷媒
自然循環式冷房システムに関する。
循環式冷房システムに係り、特に計算機室やＯＡ室、ク
リーンルームや工場等の空間の冷房を行う熱源併用冷媒
自然循環式冷房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、事務所等の一般ビル及びクリーン
ルームや工場等の産業用空調のエネルギーが増大の一途
をたどっている。この空調エネルギーを削減する様々な
空調システムが考案されている。クリーンルームや工場
等の産業用空調分野では、生産設備の高密度化に伴い、
生産設備から発生する熱負荷が増大し、冬期においても
冷房が必要となっている。また、一般ビルにおいてもＯ
Ａ機器を多数設置したＯＡ室や計算機を設置した計算機
室でも同様なことが起きている。このような場合の冷房
方式として、マルチパッケージ空調方式やファンコイル
方式が挙げられるが、冷熱供給のためのエネルギー消費
量が非常に大きくランニングコストが高くなっている。
そこで、省エネルギーの観点から、低温空気を冷熱源と
する低温空気熱源冷媒自然循環式冷房システムが挙げら
れる。
ルームや工場等の産業用空調のエネルギーが増大の一途
をたどっている。この空調エネルギーを削減する様々な
空調システムが考案されている。クリーンルームや工場
等の産業用空調分野では、生産設備の高密度化に伴い、
生産設備から発生する熱負荷が増大し、冬期においても
冷房が必要となっている。また、一般ビルにおいてもＯ
Ａ機器を多数設置したＯＡ室や計算機を設置した計算機
室でも同様なことが起きている。このような場合の冷房
方式として、マルチパッケージ空調方式やファンコイル
方式が挙げられるが、冷熱供給のためのエネルギー消費
量が非常に大きくランニングコストが高くなっている。
そこで、省エネルギーの観点から、低温空気を冷熱源と
する低温空気熱源冷媒自然循環式冷房システムが挙げら
れる。
【０００３】このシステムでは、室内の高温の還気が送
風される蒸発器、蒸発器よりも高所に設置され低温の外
気が送風される凝縮器、及びそれらを接続する蒸気管と
液管とから構成されており、それらで構成される密閉系
内に熱媒体が充填される。蒸発器内の熱媒体は、蒸発器
に送風された室内の空気によって加熱され蒸発する。こ
の時、蒸発器に送風された室内の空気は、熱媒体が蒸発
する際の潜熱によって冷却され、室内が冷却される。そ
して、蒸発してガスとなった熱媒体は、蒸気管を上昇し
て凝縮器内に移動する。凝縮器内に移動した熱媒体は、
凝縮器に送風される低温外気に冷却されて液化し、液化
した熱媒体は液管を自重で下降して再び蒸発器内へ戻り
室内を冷却する。このシステムでは、熱媒体は凝縮と蒸
発とを繰り返しながら蒸発器と凝縮器との間を循環する
ため、熱媒体の搬送動力を必要とせず、また低温熱源も
必要としないため、省エネ性が高くなっている。
風される蒸発器、蒸発器よりも高所に設置され低温の外
気が送風される凝縮器、及びそれらを接続する蒸気管と
液管とから構成されており、それらで構成される密閉系
内に熱媒体が充填される。蒸発器内の熱媒体は、蒸発器
に送風された室内の空気によって加熱され蒸発する。こ
の時、蒸発器に送風された室内の空気は、熱媒体が蒸発
する際の潜熱によって冷却され、室内が冷却される。そ
して、蒸発してガスとなった熱媒体は、蒸気管を上昇し
て凝縮器内に移動する。凝縮器内に移動した熱媒体は、
凝縮器に送風される低温外気に冷却されて液化し、液化
した熱媒体は液管を自重で下降して再び蒸発器内へ戻り
室内を冷却する。このシステムでは、熱媒体は凝縮と蒸
発とを繰り返しながら蒸発器と凝縮器との間を循環する
ため、熱媒体の搬送動力を必要とせず、また低温熱源も
必要としないため、省エネ性が高くなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
低温空気熱源冷媒自然循環式冷房システムでは、冷熱源
として低温空気を利用しているため、空気温度が上昇す
る中間期や夏期には十分な冷却性能が得られないという
欠点がある。本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、空気温度が上昇する中間期や夏期にも十分な
冷却性能が得られる熱源併用冷媒自然循環式冷房システ
ムを提供するものである。
低温空気熱源冷媒自然循環式冷房システムでは、冷熱源
として低温空気を利用しているため、空気温度が上昇す
る中間期や夏期には十分な冷却性能が得られないという
欠点がある。本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、空気温度が上昇する中間期や夏期にも十分な
冷却性能が得られる熱源併用冷媒自然循環式冷房システ
ムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する為に、被空調室内に設けられた蒸発器と、被空調
室外に設けられ前記蒸発器よりも高所に設置される凝縮
器と、前記蒸発器と空気冷却凝縮器とを連結する冷媒蒸
気管及び冷媒液管と、前記被空調室内の空気を前記蒸発
器に供給する蒸発器用空気供給手段と、前記被空調室内
の空気よりも低温の冷熱源を前記凝縮器に供給する冷熱
源供給手段と、から構成され、前記蒸発器、凝縮器、冷
媒蒸気管、及び冷媒液管から成る密閉系に熱媒体を充填
し、前記蒸発器に供給された空気を、前記蒸発器内の前
記熱媒体が蒸発する際の潜熱によって冷却し前記被空調
室内を冷房する熱源併用冷媒自然循環式冷房システムに
おいて、前記凝縮器は、空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮
器とから構成され、前記冷熱源供給手段は、前記空気冷
却凝縮器に外気を供給する外気供給手段と、前記冷水冷
却凝縮器に冷水を供給する冷水供給手段とから構成され
ることを特徴とする。
成する為に、被空調室内に設けられた蒸発器と、被空調
室外に設けられ前記蒸発器よりも高所に設置される凝縮
器と、前記蒸発器と空気冷却凝縮器とを連結する冷媒蒸
気管及び冷媒液管と、前記被空調室内の空気を前記蒸発
器に供給する蒸発器用空気供給手段と、前記被空調室内
の空気よりも低温の冷熱源を前記凝縮器に供給する冷熱
源供給手段と、から構成され、前記蒸発器、凝縮器、冷
媒蒸気管、及び冷媒液管から成る密閉系に熱媒体を充填
し、前記蒸発器に供給された空気を、前記蒸発器内の前
記熱媒体が蒸発する際の潜熱によって冷却し前記被空調
室内を冷房する熱源併用冷媒自然循環式冷房システムに
おいて、前記凝縮器は、空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮
器とから構成され、前記冷熱源供給手段は、前記空気冷
却凝縮器に外気を供給する外気供給手段と、前記冷水冷
却凝縮器に冷水を供給する冷水供給手段とから構成され
ることを特徴とする。
【０００６】請求項１の発明によれば、蒸発器内の熱媒
体は被空調室内の空気によって加熱されて蒸発し、被空
調室内の空気は熱媒体が蒸発する際の潜熱によって冷却
され被空調室内が冷房される。蒸発した熱媒体は冷媒蒸
気管を介して空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮器とに導か
れる。空気冷却凝縮器には外気供給手段によって外気が
供給され、冷水冷却凝縮器には冷水供給手段によって冷
水が供給される。空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮器とに
導かれた熱媒体は、この外気と冷水によって冷却されて
液化する。液化した熱媒体は、冷媒液管を介して再び蒸
発器に導かれる。このように、冷熱源に外気と冷水とを
併用することによって、空気温度が上昇する中間期や夏
期にも十分な冷却性能が得られ、被空調室内の温度を常
に一定に保つことができる。
体は被空調室内の空気によって加熱されて蒸発し、被空
調室内の空気は熱媒体が蒸発する際の潜熱によって冷却
され被空調室内が冷房される。蒸発した熱媒体は冷媒蒸
気管を介して空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮器とに導か
れる。空気冷却凝縮器には外気供給手段によって外気が
供給され、冷水冷却凝縮器には冷水供給手段によって冷
水が供給される。空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮器とに
導かれた熱媒体は、この外気と冷水によって冷却されて
液化する。液化した熱媒体は、冷媒液管を介して再び蒸
発器に導かれる。このように、冷熱源に外気と冷水とを
併用することによって、空気温度が上昇する中間期や夏
期にも十分な冷却性能が得られ、被空調室内の温度を常
に一定に保つことができる。
【０００７】請求項２の発明によれば、空気冷却凝縮器
と冷水冷却凝縮器とは冷媒蒸気管及び冷媒液管に対して
並列に接続され、温度検出手段は空気冷却凝縮器に供給
される外気の温度を検出し、制御手段は、該検出温度に
応じて冷水供給手段を制御する。このように、空気冷却
凝縮器と冷水冷却凝縮器とを並列に接続することによっ
て、冷熱源として外気と冷水とを切り換えることがで
き、熱冷媒を正常に循環させることができる。
と冷水冷却凝縮器とは冷媒蒸気管及び冷媒液管に対して
並列に接続され、温度検出手段は空気冷却凝縮器に供給
される外気の温度を検出し、制御手段は、該検出温度に
応じて冷水供給手段を制御する。このように、空気冷却
凝縮器と冷水冷却凝縮器とを並列に接続することによっ
て、冷熱源として外気と冷水とを切り換えることがで
き、熱冷媒を正常に循環させることができる。
【０００８】請求項３の発明によれば、外気と冷水との
切り換え方法として、冷水冷却凝縮器に供給される冷水
の温度を７℃とすると、外気温度が７℃以下では外気の
みを利用して運転を行い、外気温度が７℃〜１０℃では
外気及び冷水の両熱源を利用し、外気温度が１０℃以上
では冷水のみを利用した運転を行う。このように、冷水
の温度に応じて外気と冷水とを切り換えることによっ
て、熱冷媒を正常に循環させることができる。
切り換え方法として、冷水冷却凝縮器に供給される冷水
の温度を７℃とすると、外気温度が７℃以下では外気の
みを利用して運転を行い、外気温度が７℃〜１０℃では
外気及び冷水の両熱源を利用し、外気温度が１０℃以上
では冷水のみを利用した運転を行う。このように、冷水
の温度に応じて外気と冷水とを切り換えることによっ
て、熱冷媒を正常に循環させることができる。
【０００９】請求項４の発明によれば、外気温度が７℃
を超えた際に、噴霧手段によって前記冷水冷却凝縮器に
水を噴霧することにより、外気のみで対応できる温度領
域を広げ、冷水を駆動するコストを削減することができ
る。請求項５の発明によれば、被空調室内に清浄空気を
供給する空調器で発生した水を前記噴霧手段で使用する
ことによって、水を生成させる手段を別個設けなくとも
よい。
を超えた際に、噴霧手段によって前記冷水冷却凝縮器に
水を噴霧することにより、外気のみで対応できる温度領
域を広げ、冷水を駆動するコストを削減することができ
る。請求項５の発明によれば、被空調室内に清浄空気を
供給する空調器で発生した水を前記噴霧手段で使用する
ことによって、水を生成させる手段を別個設けなくとも
よい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る熱源併用冷媒自然循環式冷房システムの好ましい実
施の形態について詳説する。本発明に係る熱源併用冷媒
自然循環式冷房システムをクリーンルームへ適用した場
合について説明する。
係る熱源併用冷媒自然循環式冷房システムの好ましい実
施の形態について詳説する。本発明に係る熱源併用冷媒
自然循環式冷房システムをクリーンルームへ適用した場
合について説明する。
【００１１】図１は、本発明に係る熱源併用冷媒自然循
環式冷房システムの第１の実施の形態の構成図である。
クリーンルーム１２には多数の生産設備１４が設置され
ており、生産設備１４から多量の熱が発生してクリーン
ルーム１２内の温度が上昇する。温度が上昇した循環エ
アは、グレーチング１６を通過し、クリーンルーム１２
の壁面に設けられた吸込口１８からリターンダクト２０
に導かれて空調機２２に回収される。空調機２２に回収
された循環エアは、外気取入ダクト２４から補給された
外気と共に、空調機２２で冷却され、サプライダクト２
６を介してクリーンルーム１２内に供給される。クリー
ンルーム１２内に供給された循環エアは、各ファンフィ
ルタユニット（以下ＦＦＵ）２８、２８…のファン２９
の作用によって各ＦＦＵ２８、２８…内に吸い込まれ、
フィルタ３０で除塵濾過され、各ＦＦＵ２８、２８…の
吹出口から吹き出され、再び生産設備１４に供給され
る。
環式冷房システムの第１の実施の形態の構成図である。
クリーンルーム１２には多数の生産設備１４が設置され
ており、生産設備１４から多量の熱が発生してクリーン
ルーム１２内の温度が上昇する。温度が上昇した循環エ
アは、グレーチング１６を通過し、クリーンルーム１２
の壁面に設けられた吸込口１８からリターンダクト２０
に導かれて空調機２２に回収される。空調機２２に回収
された循環エアは、外気取入ダクト２４から補給された
外気と共に、空調機２２で冷却され、サプライダクト２
６を介してクリーンルーム１２内に供給される。クリー
ンルーム１２内に供給された循環エアは、各ファンフィ
ルタユニット（以下ＦＦＵ）２８、２８…のファン２９
の作用によって各ＦＦＵ２８、２８…内に吸い込まれ、
フィルタ３０で除塵濾過され、各ＦＦＵ２８、２８…の
吹出口から吹き出され、再び生産設備１４に供給され
る。
【００１２】一方、生産設備１４から発生する排気は排
気ダクト３２を通りファン３４を介して排出される。ク
リーンルーム１２の図中左下部にはダクト４０が設けら
れ、ダクト４０内には蒸発器４２と蒸発器用ファン（蒸
発器用空気供給手段）４４とが設けられる。室内の高温
の環気が蒸発器用ファン４４によって蒸発器４２に供給
される。
気ダクト３２を通りファン３４を介して排出される。ク
リーンルーム１２の図中左下部にはダクト４０が設けら
れ、ダクト４０内には蒸発器４２と蒸発器用ファン（蒸
発器用空気供給手段）４４とが設けられる。室内の高温
の環気が蒸発器用ファン４４によって蒸発器４２に供給
される。
【００１３】また、クリーンルーム１２の外部にはダク
ト４６が設けられ、ダクト４６内には空気冷却凝縮器４
８と凝縮器用ファン（外気供給手段）５０とが設けられ
る。低温の外気が凝縮器用ファン５０によって空気冷却
凝縮器４８に供給される。前記空気冷却凝縮器４８の下
方には冷水冷却凝縮器６４が設けられ、この冷水冷却凝
縮器６４には冷水搬送ポンプ（冷水供給手段）６６が接
続される。この冷水搬送ポンプ６６には図示しない冷凍
器が接続され、冷凍器の冷水は冷水搬送ポンプ６６によ
って吸引され、冷水冷却凝縮器６４に供給される。
ト４６が設けられ、ダクト４６内には空気冷却凝縮器４
８と凝縮器用ファン（外気供給手段）５０とが設けられ
る。低温の外気が凝縮器用ファン５０によって空気冷却
凝縮器４８に供給される。前記空気冷却凝縮器４８の下
方には冷水冷却凝縮器６４が設けられ、この冷水冷却凝
縮器６４には冷水搬送ポンプ（冷水供給手段）６６が接
続される。この冷水搬送ポンプ６６には図示しない冷凍
器が接続され、冷凍器の冷水は冷水搬送ポンプ６６によ
って吸引され、冷水冷却凝縮器６４に供給される。
【００１４】前記蒸発器４２と低温空気凝縮器４８とは
冷媒蒸気管５２によって連通され、冷水凝縮器と蒸発器
４２とは冷媒液管５４によって連通される。また、低温
空気凝縮器４８と冷水冷却凝縮器６４とは配管６８によ
って直列に接続される。前記蒸発器４２、低温空気凝縮
器４８、冷水冷却凝縮器６４、冷媒蒸気管５２、冷媒液
管５４、及び配管６８で密閉系が構成され、この密閉系
にはフロン１３４ａ（ＣＨ2 ＦＣＦ3 ）等の熱冷媒が充
填される。
冷媒蒸気管５２によって連通され、冷水凝縮器と蒸発器
４２とは冷媒液管５４によって連通される。また、低温
空気凝縮器４８と冷水冷却凝縮器６４とは配管６８によ
って直列に接続される。前記蒸発器４２、低温空気凝縮
器４８、冷水冷却凝縮器６４、冷媒蒸気管５２、冷媒液
管５４、及び配管６８で密閉系が構成され、この密閉系
にはフロン１３４ａ（ＣＨ2 ＦＣＦ3 ）等の熱冷媒が充
填される。
【００１５】前記クリーンルーム１２内の生産設備１４
の近傍には温度センサ６０が設けられ、クリーンルーム
１２内の温度を検出する。該検出温度は温度コントロー
ラー６２に入力され、温度コントローラー６２は該検出
温度に応じて、クリーンルーム１２内の空気の温度が一
定になるように、ファン５０にファン制御信号を出力し
て低温空気凝縮器４８へ供給する低温外気の風量を制御
すると共に、冷水搬送ポンプ６６にポンプ制御信号を出
力して冷水冷却凝縮器６４へ供給する冷水の水量を制御
する。
の近傍には温度センサ６０が設けられ、クリーンルーム
１２内の温度を検出する。該検出温度は温度コントロー
ラー６２に入力され、温度コントローラー６２は該検出
温度に応じて、クリーンルーム１２内の空気の温度が一
定になるように、ファン５０にファン制御信号を出力し
て低温空気凝縮器４８へ供給する低温外気の風量を制御
すると共に、冷水搬送ポンプ６６にポンプ制御信号を出
力して冷水冷却凝縮器６４へ供給する冷水の水量を制御
する。
【００１６】次いで、上記の如く構成された熱源併用冷
媒自然循環式冷房システムの作用について具体的な数値
を示して説明する。生産設備１４、１４…からの熱によ
って、クリーンルーム１２内の温度が設定温度の２３℃
から２５℃まで上昇すると、温度上昇した空気は、蒸発
器用ファン４４によって蒸発器４２に送風される。ま
た、生産設備１４から発生した排気は、排気ダクト３２
を通りファン３４を介して排気される。蒸発器４２内の
熱媒体は、蒸発器４２に送風された２５℃の室内の空気
によって加熱されて１３℃で蒸発する。この時、蒸発器
４２に送風された室内の空気は、熱媒体が蒸発する際の
潜熱によって冷却される。蒸発してガスとなった熱媒体
は、冷媒蒸気管５２を上昇して空気冷却凝縮器４８に移
動する。
媒自然循環式冷房システムの作用について具体的な数値
を示して説明する。生産設備１４、１４…からの熱によ
って、クリーンルーム１２内の温度が設定温度の２３℃
から２５℃まで上昇すると、温度上昇した空気は、蒸発
器用ファン４４によって蒸発器４２に送風される。ま
た、生産設備１４から発生した排気は、排気ダクト３２
を通りファン３４を介して排気される。蒸発器４２内の
熱媒体は、蒸発器４２に送風された２５℃の室内の空気
によって加熱されて１３℃で蒸発する。この時、蒸発器
４２に送風された室内の空気は、熱媒体が蒸発する際の
潜熱によって冷却される。蒸発してガスとなった熱媒体
は、冷媒蒸気管５２を上昇して空気冷却凝縮器４８に移
動する。
【００１７】空気冷却凝縮器４８には、０℃の低温外気
が凝縮器用ファン５０によって送風され、空気冷却凝縮
器４８に移動した前記熱媒体は、凝縮器４８に送風され
る低温外気に冷却されて液化する。液化した熱媒体は配
管６８を自重で下降して冷水冷却凝縮器６４に移動す
る。冷水冷却凝縮器６４には冷水搬送ポンプ６６によっ
て冷凍器から７℃の冷水が供給され、熱媒体が冷却され
て液化する。このように、低温外気よりも熱伝導率の大
きい冷水によって熱媒体を冷却することによって、外気
の温度が高く空気冷却凝縮器４８の凝縮能力が不足して
いる場合にも、熱媒体を液化することができる。
が凝縮器用ファン５０によって送風され、空気冷却凝縮
器４８に移動した前記熱媒体は、凝縮器４８に送風され
る低温外気に冷却されて液化する。液化した熱媒体は配
管６８を自重で下降して冷水冷却凝縮器６４に移動す
る。冷水冷却凝縮器６４には冷水搬送ポンプ６６によっ
て冷凍器から７℃の冷水が供給され、熱媒体が冷却され
て液化する。このように、低温外気よりも熱伝導率の大
きい冷水によって熱媒体を冷却することによって、外気
の温度が高く空気冷却凝縮器４８の凝縮能力が不足して
いる場合にも、熱媒体を液化することができる。
【００１８】液化した熱媒体は冷媒液管５４を自重で下
降して再び蒸発器４２へ戻る。このように、熱媒体は凝
縮と蒸発とを繰り返しながら、蒸発器４２と凝縮器４８
との間を循環する。温度センサ６０はクリーンルーム１
２内の温度を検出し、該検出温度は温度コントローラー
６２に入力される。温度コントローラー６２は該検出温
度に応じて、クリーンルーム１２内の温度が一定になる
ように、ファン５０にファン制御信号を出力して空気冷
却凝縮器４８へ供給する低温外気の風量を制御すると共
に、冷水搬送ポンプ６６にポンプ制御信号を出力して冷
水凝縮器６４へ供給する冷水の水量を制御する。これに
よって、外気温度の上昇する中間期や夏期でも十分な冷
却性能が発揮され、クリーンルーム１２内の温度が常に
一定に保たれる。
降して再び蒸発器４２へ戻る。このように、熱媒体は凝
縮と蒸発とを繰り返しながら、蒸発器４２と凝縮器４８
との間を循環する。温度センサ６０はクリーンルーム１
２内の温度を検出し、該検出温度は温度コントローラー
６２に入力される。温度コントローラー６２は該検出温
度に応じて、クリーンルーム１２内の温度が一定になる
ように、ファン５０にファン制御信号を出力して空気冷
却凝縮器４８へ供給する低温外気の風量を制御すると共
に、冷水搬送ポンプ６６にポンプ制御信号を出力して冷
水凝縮器６４へ供給する冷水の水量を制御する。これに
よって、外気温度の上昇する中間期や夏期でも十分な冷
却性能が発揮され、クリーンルーム１２内の温度が常に
一定に保たれる。
【００１９】図２は、本発明の熱源併用冷媒自然循環式
冷房システムの第２の実施の形態の構成図である。同図
に示すように、第２の実施の形態では、空気冷却凝縮器
４８と冷水凝縮器６４とが並列に接続される。即ち、冷
媒蒸気管５２と冷媒液管５４とは各々２本の配管に分岐
され、一方は空気冷却凝縮器４８に接続され、他方は冷
水冷却凝縮器６４に接続される。
冷房システムの第２の実施の形態の構成図である。同図
に示すように、第２の実施の形態では、空気冷却凝縮器
４８と冷水凝縮器６４とが並列に接続される。即ち、冷
媒蒸気管５２と冷媒液管５４とは各々２本の配管に分岐
され、一方は空気冷却凝縮器４８に接続され、他方は冷
水冷却凝縮器６４に接続される。
【００２０】冷媒蒸気管５２を上昇する冷媒蒸気は、空
気冷却凝縮器４８と冷水凝縮器６４とに導かれ、空気冷
却凝縮器４８に導かれた冷媒蒸気は、凝縮器用ファン５
０によって空気冷却凝縮器４８に供給された低温外気に
よって冷却されて液化する。一方、冷水凝縮器６４に導
かれた冷媒蒸気は、冷水搬送ポンプ６６によって冷水凝
縮器６４に搬送された冷水によって冷却されて液化す
る。空気冷却凝縮器４８内で液化された冷媒液と冷水凝
縮器６４内で液化された冷媒液とは、冷媒液管５４を下
降して蒸発器４２に再び導かれる。この時、空気冷却凝
縮器４８に供給される低温外気の温度が、冷水凝縮器６
４に供給される冷水の温度よりも３、４℃高くなると、
凝縮器用ファン５０を停止させて低温外気の供給を停止
して、冷水のみで熱媒体を冷却する。逆に外気温度が冷
水の温度よりも低くなると、冷水搬送ポンプ６６を停止
させて冷水の供給を停止して、低温外気のみで熱媒体を
冷却する。例えば、冷水の温度を７℃とすると、外気温
度が７℃以下では外気のみを利用して運転を行い、外気
温度が７℃〜１０℃では外気及び冷水の両冷熱源を利用
し、外気温度が１０℃以上では冷水のみを利用した運転
を行う。
気冷却凝縮器４８と冷水凝縮器６４とに導かれ、空気冷
却凝縮器４８に導かれた冷媒蒸気は、凝縮器用ファン５
０によって空気冷却凝縮器４８に供給された低温外気に
よって冷却されて液化する。一方、冷水凝縮器６４に導
かれた冷媒蒸気は、冷水搬送ポンプ６６によって冷水凝
縮器６４に搬送された冷水によって冷却されて液化す
る。空気冷却凝縮器４８内で液化された冷媒液と冷水凝
縮器６４内で液化された冷媒液とは、冷媒液管５４を下
降して蒸発器４２に再び導かれる。この時、空気冷却凝
縮器４８に供給される低温外気の温度が、冷水凝縮器６
４に供給される冷水の温度よりも３、４℃高くなると、
凝縮器用ファン５０を停止させて低温外気の供給を停止
して、冷水のみで熱媒体を冷却する。逆に外気温度が冷
水の温度よりも低くなると、冷水搬送ポンプ６６を停止
させて冷水の供給を停止して、低温外気のみで熱媒体を
冷却する。例えば、冷水の温度を７℃とすると、外気温
度が７℃以下では外気のみを利用して運転を行い、外気
温度が７℃〜１０℃では外気及び冷水の両冷熱源を利用
し、外気温度が１０℃以上では冷水のみを利用した運転
を行う。
【００２１】上記のように低温外気と冷水との切り換え
をする理由について説明する。低温外気と冷水との温度
差が３℃までなら、熱媒体の分配量が圧力を均一に保つ
ために自動的に変わって正常運転を維持する。しかし、
温度差が３℃以上になると、空気冷却凝縮器４８と冷水
凝縮器６４との中の熱媒体の凝縮温度が大きくなり、熱
媒体の循環が阻害される。このため、温度差に応じて低
温外気と冷水との切り換えを行わなくてはならない。
をする理由について説明する。低温外気と冷水との温度
差が３℃までなら、熱媒体の分配量が圧力を均一に保つ
ために自動的に変わって正常運転を維持する。しかし、
温度差が３℃以上になると、空気冷却凝縮器４８と冷水
凝縮器６４との中の熱媒体の凝縮温度が大きくなり、熱
媒体の循環が阻害される。このため、温度差に応じて低
温外気と冷水との切り換えを行わなくてはならない。
【００２２】図３は、本発明の熱源併用冷媒自然循環式
冷房システムの第３の実施の形態の構成図である。同図
に示すように、第３の実施の形態では、クリーンルーム
１２外の蒸発器４２よりも高所に筐体７０が設けられ、
筐体７０内には一対の冷水凝縮器７２、７２、ノズル７
４、及びファン７６が設けられる。前記一対の冷水凝縮
器７２は、蒸発器４２に対して冷媒蒸気管５２と冷媒液
管５４とによって並列に連結され、蒸発器４２内で加熱
されて蒸発した熱冷媒は、冷媒蒸気管５２を介して一対
の冷水凝縮器７２に導かれる。
冷房システムの第３の実施の形態の構成図である。同図
に示すように、第３の実施の形態では、クリーンルーム
１２外の蒸発器４２よりも高所に筐体７０が設けられ、
筐体７０内には一対の冷水凝縮器７２、７２、ノズル７
４、及びファン７６が設けられる。前記一対の冷水凝縮
器７２は、蒸発器４２に対して冷媒蒸気管５２と冷媒液
管５４とによって並列に連結され、蒸発器４２内で加熱
されて蒸発した熱冷媒は、冷媒蒸気管５２を介して一対
の冷水凝縮器７２に導かれる。
【００２３】外気温度が冷水の温度（例えば７℃）を超
えると、ノズル７４からは水が噴霧され、冷水凝縮器７
２内の熱媒体は、ノズル７４から噴霧される水とファン
７６の作用とによって冷却されて液化される。このよう
に、冷水凝縮器７２に水を噴霧することによって、外気
のみで対応できる温度領域を広げることができ、冷水の
駆動のコストを削減することができる。
えると、ノズル７４からは水が噴霧され、冷水凝縮器７
２内の熱媒体は、ノズル７４から噴霧される水とファン
７６の作用とによって冷却されて液化される。このよう
に、冷水凝縮器７２に水を噴霧することによって、外気
のみで対応できる温度領域を広げることができ、冷水の
駆動のコストを削減することができる。
【００２４】冷水凝縮器７２内で液化した熱媒体は、冷
媒液管５４を介して再び蒸発器４２に導かれる。噴霧さ
れた水は前記筐体７０の底部に溜まり、排出管７８を介
して排出される。前記ノズル７４は供給管８０の先端に
設けられ、供給管８０の後端にはタンク８２が設けられ
る。タンク８２内に貯留された水は、ポンプ８４によっ
てノズル７４に供給される。タンク８２は配管８６によ
って空調機８８に連結され、空調機８８の冷却コイル９
０で生じる水が、ポンプ９２によってタンク８２に供給
されてタンク８２内の水位が一定に保たれる。このよう
に、空調機８８内で発生した水を前記ノズルから噴霧す
ることによって、水を生成する装置を別個設けなくとも
よい。
媒液管５４を介して再び蒸発器４２に導かれる。噴霧さ
れた水は前記筐体７０の底部に溜まり、排出管７８を介
して排出される。前記ノズル７４は供給管８０の先端に
設けられ、供給管８０の後端にはタンク８２が設けられ
る。タンク８２内に貯留された水は、ポンプ８４によっ
てノズル７４に供給される。タンク８２は配管８６によ
って空調機８８に連結され、空調機８８の冷却コイル９
０で生じる水が、ポンプ９２によってタンク８２に供給
されてタンク８２内の水位が一定に保たれる。このよう
に、空調機８８内で発生した水を前記ノズルから噴霧す
ることによって、水を生成する装置を別個設けなくとも
よい。
【００２５】前記空調機８８には、リターンダクト２０
を通って高温の環気が取り込まれると共に、外気取入ダ
クト２４を通って外気が取り込まれ、前記空調機８８内
で環気と外気とが混合される。該混合エアは冷却コイル
９０で所定の露点となるように冷却・除湿され、その
後、再熱コイル９４で加熱され、更に、加湿器９６で蒸
気などにより加湿される。加湿された混合エアは、ファ
ン９８によってサプライダクト２６を介してクリーンル
ーム１２内に供給される。
を通って高温の環気が取り込まれると共に、外気取入ダ
クト２４を通って外気が取り込まれ、前記空調機８８内
で環気と外気とが混合される。該混合エアは冷却コイル
９０で所定の露点となるように冷却・除湿され、その
後、再熱コイル９４で加熱され、更に、加湿器９６で蒸
気などにより加湿される。加湿された混合エアは、ファ
ン９８によってサプライダクト２６を介してクリーンル
ーム１２内に供給される。
【００２６】クリーンルーム１２内は高清浄な空間が要
求されるため、常に周囲に比較して空気圧を高くして汚
れた一般空気の進入を防止する必要がある。このため、
これら排気された風量分と漏れなどで減少する風量分を
補って、前記リターンダクト２０に設けられた環気用ダ
ンパ２１と外気取入ダクト２４に設けられた外気用ダン
パ２５とを操作し外気を導入するように運転する。この
ような空気調和システムの動作により、クリーンルーム
１２内は高清浄かつ一定の温・湿度に安定して制御され
る。
求されるため、常に周囲に比較して空気圧を高くして汚
れた一般空気の進入を防止する必要がある。このため、
これら排気された風量分と漏れなどで減少する風量分を
補って、前記リターンダクト２０に設けられた環気用ダ
ンパ２１と外気取入ダクト２４に設けられた外気用ダン
パ２５とを操作し外気を導入するように運転する。この
ような空気調和システムの動作により、クリーンルーム
１２内は高清浄かつ一定の温・湿度に安定して制御され
る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱源
併用冷媒自然循環式冷房システムによれば、凝縮器内の
熱媒体を冷却する冷熱源に外気と冷水とを併用すること
によって、空気温度が上昇する中間期や夏期にも十分な
冷却性能が得られ、被空調室内の温度を常に一定に保つ
ことができる。
併用冷媒自然循環式冷房システムによれば、凝縮器内の
熱媒体を冷却する冷熱源に外気と冷水とを併用すること
によって、空気温度が上昇する中間期や夏期にも十分な
冷却性能が得られ、被空調室内の温度を常に一定に保つ
ことができる。
【図１】熱源併用冷媒自然循環式冷房システムの第１の
実施の形態の構成図
実施の形態の構成図
【図２】熱源併用冷媒自然循環式冷房システムの第２の
実施の形態の構成図
実施の形態の構成図
【図３】熱源併用冷媒自然循環式冷房システムの第３の
実施の形態の構成図
実施の形態の構成図
１２…クリーンルーム ２２、８８…空調機 ４２…蒸発器 ４４…蒸発器用ファン ４６…ダクト ４８…空気冷却凝縮器 ５０…凝集器用ファン ５２…冷媒蒸気管 ５４…冷媒液管 ６０…温度センサ ６２…温度コントローラ ６４、７２…冷水冷却凝縮器 ６６…冷水搬送ポンプ ７４…ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 順太 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】被空調室内に設けられた蒸発器と、被空調
室外に設けられ前記蒸発器よりも高所に設置される凝縮
器と、前記蒸発器と空気冷却凝縮器とを連結する冷媒蒸
気管及び冷媒液管と、前記被空調室内の空気を前記蒸発
器に供給する蒸発器用空気供給手段と、前記被空調室内
の空気よりも低温の冷熱源を前記凝縮器に供給する冷熱
源供給手段と、から構成され、前記蒸発器、凝縮器、冷
媒蒸気管、及び冷媒液管から成る密閉系に熱媒体を充填
し、前記蒸発器に供給された空気を、前記蒸発器内の前
記熱媒体が蒸発する際の潜熱によって冷却し前記被空調
室内を冷房する熱源併用冷媒自然循環式冷房システムに
おいて、 前記凝縮器は、空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮器とから
構成され、前記冷熱源供給手段は、前記空気冷却凝縮器
に外気を供給する外気供給手段と、前記冷水冷却凝縮器
に冷水を供給する冷水供給手段とから構成されることを
特徴とする熱源併用冷媒自然循環式冷房システム。 - 【請求項２】前記空気冷却凝縮器と冷水冷却凝縮器と
は、冷媒蒸気管及び冷媒液管を介して前記蒸発器に並列
に接続されており、 前記空気冷却凝縮器に供給される外気の温度を検出する
温度検出手段と、 前記温度検出手段で検出された検出温度に応じて前記冷
水供給手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とした請求項１記載の熱源併用冷媒
自然循環式冷房システム。 - 【請求項３】前記冷水冷却凝縮器に供給される冷水の温
度を７℃とすると、外気温度が７℃以下では外気のみを
利用して運転を行い、外気温度が７℃〜１０℃では外気
及び冷水の両熱源を利用し、外気温度が１０℃以上では
冷水のみを利用した運転を行うことを特徴とした請求項
２記載の熱源併用冷媒自然循環式冷房システム。 - 【請求項４】前記温度検出手段が外気温度が７℃を超え
たことを検出した際に、前記冷水冷却凝縮器に水を噴霧
する噴霧手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の
熱源併用冷媒自然循環式冷房システム。 - 【請求項５】前記噴霧手段で使用される水は、前記被空
調室内に清浄空気を供給する空調器で発生した水である
ことを特徴とする請求項４記載の熱源併用冷媒自然循環
式冷房システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6531998A JPH11257883A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 熱源併用冷媒自然循環式冷房システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6531998A JPH11257883A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 熱源併用冷媒自然循環式冷房システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257883A true JPH11257883A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13283483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6531998A Pending JPH11257883A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 熱源併用冷媒自然循環式冷房システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11257883A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008202916A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Espec Corp | 冷却ユニット、冷却装置 |
| EP2091314A3 (en) * | 2008-02-13 | 2011-11-02 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| WO2012003895A1 (de) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | Sam Technologies Gmbh | System und verfahren zur kühlung einer rechenanlage |
| JP2014181928A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 原子炉冷却システム |
| CN108012513A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | 一种无需行间空调的数据中心及其散热系统 |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP6531998A patent/JPH11257883A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008202916A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Espec Corp | 冷却ユニット、冷却装置 |
| EP2503866A2 (en) | 2008-02-13 | 2012-09-26 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| US8199504B2 (en) | 2008-02-13 | 2012-06-12 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| EP2498025A2 (en) | 2008-02-13 | 2012-09-12 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| EP2498024A2 (en) | 2008-02-13 | 2012-09-12 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| EP2091314A3 (en) * | 2008-02-13 | 2011-11-02 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| EP2503866A3 (en) * | 2008-02-13 | 2014-08-20 | Hitachi, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| EP2498024A3 (en) * | 2008-02-13 | 2014-08-27 | Hitachi, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| EP2498025A3 (en) * | 2008-02-13 | 2014-08-27 | Hitachi, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| US8839638B2 (en) | 2008-02-13 | 2014-09-23 | Hitachi, Ltd. | Cooling system for electronic equipment |
| WO2012003895A1 (de) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | Sam Technologies Gmbh | System und verfahren zur kühlung einer rechenanlage |
| JP2014181928A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 原子炉冷却システム |
| CN108012513A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | 一种无需行间空调的数据中心及其散热系统 |
| CN108012513B (zh) * | 2017-12-29 | 2023-10-20 | 华南理工大学 | 一种无需行间空调的数据中心及其散热系统 |
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