JPH0225641A

JPH0225641A - 冷媒自然循環式熱移動装置

Info

Publication number: JPH0225641A
Application number: JP63176311A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamashita; 山下　彰夫; Kazuaki Iijima; 和明飯嶋
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-01-29
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0762539B2

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、冷媒自然循環サイクルを利用する冷媒自然循
環式熱移動装置の改良に関する。

〔従来の技術］最近、例えば、電算機室のような内部発熱が高く、しか
も温湿度条件１空気清浄を厳しく要求される室に対して
省エネルギ等を図った空調装置が要求されている。この
要求に沿ったもののひとつとして、低温外気を利用して
室内側の熱を室外側に移動する冷媒自然循環式熱移動装
置を、ヒートポンプ式冷暖房装置に併用した大型空調機
が脚光を浴びている。

上記の冷媒自然循環式熱移動装置は、サーモ升イフォン
とも称せられており、室内外に設けられた熱交換器を冷
媒配管で環状に接続し、内部に低沸点冷媒を封入したも
のである。

かかる冷媒自然循環式熱移動装置として、例えば、実開
昭６１−７９７７３号公報に示すものが知られている（
第３図図示）。

図示のように、冷媒自然循環式熱移動装置１０１は、室
内側の室内機１１１に設けられた蒸発器１０２と、その
高所に配置されるとともに室外側の室外機１１２に設け
られた凝縮器１０３と、蒸発器１０２の出口１０２Ｂと
凝縮器１０３の入口１０３Ａとを接続するガス側冷媒配
管１０４と、＆１縮器１０３の出口１０３Ｂと蒸発器１
０２の入口１０２Ａとを接続する法例冷媒配管１０５と
を備えている。

冷媒自然循環式熱移動装置１０１においては、冷媒は、
蒸発器１０２で室内側の暖かい空気によって熱せられ、
沸騰、蒸発する。このときの蒸発潜熱により、室内空気
は冷却される。蒸発した冷媒は、ガス状になってガス側
冷媒配管１０４を上昇し、凝縮器１０３に導かれ、冷た
い外気によって冷却される。冷却された冷媒は、凝縮液
化して法例冷媒配管１０５の内部を流下し、再び蒸発器
１０２に戻る。

上記の冷媒循環は、冷媒の相変化に伴う比重差と冷媒液
面の高低差による自然循環力によって起り、室外側の温
度が室内側の温度より低ければ、この冷媒循環は無動力
で生じ、室内側の熱が室外側に放出される。

〔発明が解決しようとする課題］上述の冷媒自然循環式熱移動装置１０１にあっては、ビ
ルの高層化に伴い、室内機１１１と一般に屋上に設置さ
れる室外機１１２との高低差が大きくなり、そのため冷
却能力が低下する。これは、第４図に示すように、ガス
側冷媒配管１０４内の液柱Ｈが高くなることにより室内
機１１１内の蒸発器１０２にかかる冷媒液圧が高くなり
、従って、蒸発器１０２内での冷媒の沸騰が起き難くな
り、蒸発温度が高くなるためである。

室内機１１１と室外機１１２との高低差が大きい場合で
も、高低差が小さい場合の大きな冷却能力を得るには、
凝縮器１０３と蒸発器１０２の温度差即ち室内外の温度
差を大きくすることにより蒸発器１０２内で冷媒を沸騰
させ易くして蒸発温度を低くする必要がある。従って、
この場合、上述の冷媒自然循環式で冷却を開始できる室
外気温をより低くしなければならず、冷媒自然循環式熱
移動装置１０１の稼働効率が低下してしまう。

また、運転中でも、蒸発温度が高いため、熱交換能力が
低下し、装置全体の冷却効率が低くなってしまう。

本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされた
もので、その目的は、室内機と室外機との高低差が大き
い場合でも、冷却能力が低下せず、冷却効率が高い冷媒
自然循環式熱移動装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、室内側に設置さ
れた１以上の蒸発器と、室外側に設置されるとともに蒸
発器の高所に位置する凝縮器と、蒸発器の出口と凝縮器
の入口とを接続するガス側冷媒配管と、凝縮器の出口と
蒸発器の入口とを接続する法例冷媒配管とを備え、蒸発
器、ガス側冷媒配管、凝縮器、法例冷媒配管の間を一定
量の冷媒を循環させて、室外側と室内側との温度差によ
り室内側の熱を室外側に移動させる冷媒自然循環式熱移
動装置において、ガス側冷媒配管の蒸発器の出口付近に
設けられ液状の冷媒を入れる液面安定器と、液面安定器
内の液状の冷媒の液面を検出する液面検出器と、法例冷
媒配管の途中に設けられて蒸発器への液状の冷媒の流量
を制御するコントロールバルブと、液面検出器で検出さ
れた冷媒の液面が所定の高さから変化したとき、その高
さの減少に従ってコントロールバルブの開閉度が増加す
るように制御する制御装置とを備えているものである。

〔作　用〕

本発明にあっては、液面安定器内の冷媒が蒸発してその
液面が下がると、その液面が液面検出器により検出され
、その信号が制御装置に伝達される。そして、制御装置
からの指令により、コントロールバルブがその液面の高
さの減少量に応じただけ開閉度が増加する。従って、コ
ントロールバルブで止められている法例冷媒配管内の冷
媒が、蒸発した冷媒量と等しいだけ蒸発器に流れ、液面
安定器内の冷媒の液面が上昇し、液面は所定の高さに維
持される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る冷媒自然循環式熱移
動装置を示す。

第１図において、１は蒸発器で、室内側の室内機２の内
側に設置されている。３は凝縮器で、蒸発器１の高所に
位置するとともに室外側の室外機４の内側に設置されて
いる。５はガス側冷媒配管で、蒸発器１の出口ＩＢと凝
縮器３の大口３Ａとを接続する。６は源側冷媒配管で、
凝縮器３の出口３Ｂと蒸発器１の入口ＩＡとを接続する
。蒸発器１．ガス側冷媒配管５．凝縮器３．源側冷媒配
管６の間を一定量の冷媒が循環するようになっている。

そして、上記の源側冷媒配管６は、後述のコントロール
バルブ９より上側で大径に構成される上部液側冷媒配管
６Ａと、下側で小径に構成される下部液側冷媒配管６Ｂ
とからなる。

７は液面安定器で、ガス側冷媒配管５の蒸発器１の出口
ＩＢ付近に設けられ液状の冷媒を入れる。

８は液面検出器で、液面安定器７内の液状の冷媒の液面
を検出する。９はコントロールバルブで、源側冷媒配管
６の途中に設けられてその開閉度を制御することにより
蒸発器ｌへの液状の冷媒の流量を制御する。１０は制御
装置で、液面検出器８で検出された冷媒の液面が所定の
高さから変化したとき、その高さの減少に従ってコント
ロールバルブ９の開閉度が増加するように制御する。

次に、本実施例の作用を説明する。

液面安定器７内の冷媒が蒸発してその液面が下がると、
その液面が液面検出器８により検出され、その信号が制
御装置１０に伝達される。そして、制御装置１０からの
指令により、コントロールバルブ９は、蒸発器１の冷媒
の液面の高さの減少量に応じただけその開閉度が増加す
る。従って、コントロールバルブ９で止められている上
部液側冷媒配管６Ａ内の冷媒が、蒸発した冷媒量と等し
いだけ下部液側冷媒配管６Ｂを通って蒸発器１に流れ、
液面安定器８内の冷媒の液面が上昇し、液面は所定の高
さに維持される。

以上の如き構成によれば、室内機２と室外機４の高低差
が大きい場合でも、液面安定器７内の液面は同一の高さ
に保たれるので、蒸発器１には液面安定器７内の冷媒の
所定の高さの液面での液圧が掛かる。しかも、液面安定
器７は蒸発器１の出口ＩＢ付近に設けられていることか
らの液面が低い位置にあるので、ガス側冷媒配管５例の
液柱を低く保ち、この結果、蒸発器１内の圧力を低く保
ち、冷却能力を低下させることなく該装置の運転ができ
る。ひいては、上述の冷媒自然循環式で冷却を開始でき
る室外気温が高くても良く、該冷媒自然循環式熱移動装
置の稼働効率を向上させることができる。

また、該装置が冷却運転を停止した場合、液面安定器７
内に冷媒の液面が所定の高さに保たれているので、再び
運転する場合にも、室内外の温度差は非常に小さくて良
い。従って、該装置の利用効率を向上させることができ
る。

さらに、運転中でも、蒸発温度が低くなるため、熱交換
能力が高くなり、該装置全体の冷却効率を向上させるこ
とができる効果を奏する。

第２図は本発明の第２実施例に係る冷媒自然循環式熱移
動装置を示し、室外機１１内の凝縮器１１Ａに、室内機
１２内の蒸発器１２Ａと、室内機１３内の蒸発器１３Ａ
と、室内機１４内の蒸発器１４Ａとが、ガス側冷媒配管
１５．源側冷媒配管１６を介して接続している。これら
各蒸発器１２Ａ、１３Ａ、１４Ａに対応してそれぞれ液
面安定器１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、液面検出器１２Ｃ１
１３ｃ、１４Ｃ，コントロールバルブ１２Ｄ、１３Ｄ、
１４Ｄ、制御装置１７が設置されている。

そして、室内機１２内の蒸発器１２Ａと、室内機１３内
の蒸発器１３Ａと、室内機１４内の蒸発器１４Ａとは並
列に接続している。各蒸発器１３Ａ。

１４Ａ、１５Ａに対して凝縮器１１Ａは高所に位置して
いる。

第２実施例によれば、第１実施例の効果に加えて、室外
機１台に対して室内機を複数台設置することができ、ま
た、この場合には各蒸発器１２Ａ１３Ａ、１４，１：お
ける冷却能力が同一になっているので、各室内機１２，
１３．１４を同じ高さに設置する必要がなくなる。

〔発明の効果］以上述べたように、本発明に係る冷媒自然循環式熱移動
装置によれば、室内機と室外機の高低差が大きい場合で
も、液面安定器内の液面は同一の高さに保たれるので、
蒸発器には液面安定器内の冷媒の所定の高さの液面での
液圧が掛かる。しかも、液面安定器は蒸発器の出口付近
に設けられていることからの液面が低い位置にあるので
、ガス側冷媒配管側の液柱を低く保ち、この結果、蒸発
器内の圧力を低く保ち、冷却能力を低下させることなく
該装置の運転ができる。ひいては、上述の冷媒自然循環
式で冷却を開始できる室外気温が高くても良く、該冷媒
自然循環式熱移動装置の稼働効率を向上させることがで
きる。

また、装置が冷却運転を停止した場合、液面安定器内に
冷媒の液面が所定の高さに保たれているので、再び運転
する場合にも、室内外の温度差は非常に小さくて良い。

従って、装置の利用効率を向上させることができる。

さらに、運転中でも、蒸発温度が低くなるため、熱交換
能力が高くなり、装置全体の冷却効率を向上させること
ができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る冷媒自然循環式熱移
動装置の構成図である。第２図は本発明の第２実施例に係る冷媒自然循環式熱移
動装置の構成図である。第３図は従来における冷媒自然循環式熱移動装置の構成
図である。第４図は同冷媒自然循環式熱移動装置の問題点の説明図
である。〔主要な部分の符号の説明〕１・・・蒸発器ＩＡ・・・入口１Ｂ・・・出口３・・・凝縮器３Ａ・・・入口３Ｂ・・・出口５・・・ガス側冷媒配管６・・・法例冷媒配管７・・・液面安定器８・・・液面検出器９・・・コントロールバルブ１０・・・制御装置。第１図１Ａ（入口）第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）室内側に設置された１以上の蒸発器と、室外側に
設置されるとともに蒸発器の高所に位置する凝縮器と、
蒸発器の出口と凝縮器の入口とを接続するガス側冷媒配
管と、凝縮器の出口と蒸発器の入口とを接続する液側冷
媒配管とを備え、蒸発器、ガス側冷媒配管、凝縮器、液
側冷媒配管の間を一定量の冷媒を循環させて、室外側と
室内側との温度差により室内側の熱を室外側に移動させ
る冷媒自然循環式熱移動装置において、ガス側冷媒配管
の蒸発器の出口付近に設けられ液状の冷媒を入れる液面
安定器と、液面安定器内の液状の冷媒の液面を検出する
液面検出器と、液側冷媒配管の途中に設けられて蒸発器
への液状の冷媒の流量を制御するコントロールバルブと
、液面検出器で検出された冷媒の液面が所定の高さから
変化したとき、その高さの減少に従ってコントロールバ
ルブの開閉度が増加するように制御する制御装置とを備
えていることを特徴とする冷媒自然循環式熱移動装置。