JPH0351631A

JPH0351631A - 熱搬送装置

Info

Publication number: JPH0351631A
Application number: JP1188184A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Iwanaga; 茂岩永; Takashi Sawada; 敬澤田; Toshimoto Kajitani; 俊元梶谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-03-06
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0730925B2

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、冷媒を加熱するときの圧力上昇を利用して熱
を利用側に移動させる熱搬送装置に関するものである．従来の技術冷媒をバーナなどの燃焼熱で加熱し、蒸発する冷媒の圧
力を利用して冷媒を循環させる熱駆動型の熱搬送方式を
行うために，受液器に満たされた液冷媒を間欠的に冷媒
加熱器に供給する．この間欠的に供給する周期は、冷媒
の物性値の制約上から熱搬送条件の中でも最も温度（ま
たは圧力）の高い場合に合わせて設定していた．すなわ
ち，システムの動作範囲のうち最も高い温度（または圧
力）に最適となるように定めた最も短い周期で間欠的に
液冷媒を供給するようにしていた．発明が解決しようと
する課題しかし上記のような従来の方式では．システムの動作温
度（または圧力）の低い条件の下では、加熱器に入る冷
媒量と加熱器を出る冷媒量とがバランスしないことによ
る温度（または圧力）の上昇下降を周期的に繰返すハン
チングを生じることがあり，このハンチングが激しい場
合には、冷媒加熱器において局所的に液冷媒不足となっ
て過熱することがあり、このとき冷媒の熱分解や冷媒加
熱器の耐久性など、システムの信頼性上の問題があった
．本発明は上記従来の問題を解決するもので、冷媒加熱器
に必要な液冷媒を自動的に安定して供給し、冷媒過熱な
どを生じることなく安定した冷媒加熱運転をすることが
できる熱搬送装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明の熱搬送装置は、冷媒
加熱器と気液セバレータを配管接続した環状通路部を設
け，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
環状通路部に接続するとともに、前記気液セバレータ、
放熱器、第２逆止弁、前記受液器を順次配管接続して環
状熱搬送路を形威し，前記冷媒加熱器の出口側に設けた
温度検出器または圧力検出器で検知する温度または圧力
の変化に応じて前記開閉弁の開閉動作周期を変化させる
とともに，開閉動作周期の上限値および下限値を持つ制
御装置を設けたものである．さらに、本発明の熱搬送装
置における制御装置は、冷媒加熱器での熱入力に応じて
開閉動作周期の上限値および下限値を変化させるように
構威したものである．作用上記構成により、受液器から冷媒加熱器に開閉弁の開閉
動作周期により間欠的に供給される冷媒量を冷媒の温度
または圧力に応じて最適になるように開閉弁の開閉動作
周期を設定するとともに、放熱器と受液器との設置状態
の違いなどによる最適値のズレを開閉弁の開閉動作周期
の上限値と下限値との間で設定することにより、冷媒加
熱器から放熱器に圧送されて凝縮される冷媒量と冷媒加
熱器に供給される必要冷媒量とをバランスさせ、冷媒加
熱器に必要な冷媒が安定して供給されて、従来のように
、冷媒過熱などをきたすことなく，安定した冷媒加熱運
転が行われる。

さらに，冷媒加熱器における熱入力に応じて制御装置は
開閉動作周期の上限値および下限値を変化させるので，
サイクル運転動作条件が変動したときにも，安定した運
転が容易に、しかも、応答性よく行われる．実施例以下，本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する．第１図は本発明の実施例を示す熱搬送装置のシステム構
成図である。第１図において，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８ｌ
２の入口管３と冷媒加熱器２の出口管４とで連結されて
環状通路部を形成している．また，受液Ｉ５は気液セパ
レータ１の上方に配置され、受液器５は環状通路部を構
成する気液セパレータ１に第１逆止弁６を有する落込み
管７で接続され，さらに、受液器５は開閉弁８を有する
均圧管９で環状通路部を構成する冷媒加熱器出口管４に
接続されることにより、受液器５と冷媒加熱器２とは連
結されている．気液セパレータ１と放熱器１０とはガス
冷媒往き管ｌ１で接続され、放熱器ｌＯと受液器５とは
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。このように，気液セパレータｌ、放熱器１０、第
２逆止弁ｌ２、受液器５および第ｌ逆止弁６は順次配管
接続された環状熱搬送路を形成している６温度検出器■
４は冷媒加熱器２の出口管４に設けられている．また、
制御装１１１５は開閉弁８および温度検出器１４と電気
的に接続されている．バーナ１６は冷媒加熱器２に設け
られ，冷媒を加熱する。燃焼量可変装［１７はバーナ１
６の燃量供給路に設けられ，バーナｌ６の燃焼量を可変
可能である．１８は放熱器１０に設けられた送風機であ
る。

上記構成において、以下、その動作を説明する。

冷媒加熱器２において、バーナｌ６の燃焼熱で加熱され
た冷媒は、ガスと液の混合した２相状態で冷媒加熱器出
口管４を通り、気液セパレータｌに流入し、液冷媒は冷
媒加熱器入口管３を通って再び冷媒加熱器２に流入する
。一方，気液セパレータ１に流入した２相状態の冷媒の
うちガス冷媒は、ガス冷媒往き管１１を通り、放熱器１
０で送風機１８の運転により利用側の空気へ放熱して凝
縮液化する．ここで，開閉弁８が閉のときには、受液器
５へ放熱器１０から凝縮液化した冷媒が液冷媒戻り管ｌ
３により第２逆止弁ｌ２を通って送られる．このとき、
受液器５内の圧力は気液セパレータｌ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る。

この状態で、開閉弁８を開状態とすると、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ｌ逆止弁６を
通って気液セパレータ↓内に流入する．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５受液
器５内へ放熱器１０の凝縮液冷媒が，バーナ１６の熱で
蒸発する冷媒の圧力で圧送され、受液器５が液冷媒で満
されるというサイクルを繰返す。

このように、気液セパレータ１と冷媒加熱器２との間は
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．この間欠動作サイクルで開閉弁８の開閉動作周期を制御
装置ｌ５により変化させると、冷媒加熱器２への冷媒供
給量を適性に設定することができる．第２図および第３
図は開閉弁８の開時間を一定として，閉時間を，冷媒加
熱器２の出口側に設けた温度検出＠１４で検知した温度
に応じて，制御装置１５により変化させる場合を示して
いる．第２図および第３図において，時間Ｔ１で温度検
出器１４で検知したサイクル動作温度がθ、のとき、開
閉弁８の閉時間はτＯａｔｈであり、この閉時間τＯｆ
ｆｔは、第３図に示す温度θ１に対する閉時間τＯｔ？
，の上限値Ａ１と下限値Ｂ，の間の作動域内のある点Ｃ
１に設定されている。次に、時間Ｔ２で，時間Ｔ１から
の時間経過とともにサイクル動作温度が０２に上昇した
とき、開閉弁８の閉時間はτｏ＃＃２に変化して短かく
なる．この閉時間τＯｌｔｚは、温度θ１のときと同様
に、温度θ８のときの上限値Ａ２と下限値Ｂ２の間の作
動域内のある点Ｃ，で設定されている。ここではτｏａ
ｔ，＞τＯｌｚとなっている。

次に、放熱器１０と受液器５との距離（配管長）あるい
は高低設置高さを変えた場合、たとえば距離（配管長）
が長く放熱器１０が受液器５より低い位置にあるとき、
サイクル動作温度が０１，θ２で閉時間は作動領域内の
第３図のＣ，ａ，Ｃ．ａの点のτＯｔｔｘ　ａ　ｖ　τ
Ｏｆｌｚ　ａとなり，閉時間τＯｎが長くなる方向に変
化して、システムは安定した冷媒加熱運転を行うことが
できるものである。

このように、開閉弁８の開閉動作周期の上限値および下
限値により閉時間の限界を設定しているので，間欠動作
サイクルによる液冷媒の供給量と冷媒加熱器２で蒸発し
て放熱器ｌＯで凝縮する冷媒量との極度のアンバランス
を発生させることなく自動的に安定した冷媒加熱運転が
でき，システムの信頼性を向上させることができるとと
もに、放熱機１０と受液器５との位置関係，換言すると
放熱器１０と受液器５との距離と高低差の位置関係など
設置状態の違いによる開閉弁８の開閉動作周期の最適値
のズレを吸収して設置自由度を向上させることができる
。

次に，開閉弁８の開閉動作周期の上限値および下限値を
変化させる制御装置１５の実施例について説明する。

冷媒加熱器２に設けたバーナ１６の燃焼量を燃焼量可変
装置１７で変化させた場合，上限値および下限値の設定
には、熱入力の変化に対する対応が必要となる，第４図
は燃焼量をＨｌ−Ｌ．制御する場合を示したものでＨ．
燃焼およびＬ．燃焼の各燃焼量に対する閉時間の上限値
および下限値を設けたものである．なお，上記のものは燃焼ｊｉＨ＋　　Ｌｏ制御したもの
であるが、さらに多段制御した場合あるいは比例制御し
た場合も燃焼量に応じて、すなわち熱入力に応じた開閉
動作周期の上限値および下限値を設定することにより，
熱入力の変化によるサイクル運転条件が変動したときに
も安定運転を容易に応答性よく達成でき、熱入力制御を
加えた実用性の高いシステムを提供することができる．
以上は冷媒加熱器の出口側に設けた温度検出器１４で検
知した温度で開閉弁８の開閉動作周期を制御するものを
示したが，冷媒加熱器２の出口側の冷媒は２相状態であ
り，温度と圧力には一定の関係があるので，温度検出器
ｌ４の代りに圧力検出器で開閉動作周期を同様に制御で
きるのは明らかである．発明の効果以上のように本発明によれば，冷媒加熱器の出口側に設
けた温度検出器または圧力検出器で検知する温度または
圧力の変化に応じて開閉弁の開閉動作周期を変化させる
とともに、開閉動作周期の上限値および下限値を持つ制
御装置を設けたことにより，従来のような冷媒過熱など
の生じない安定した冷媒加熱運転ができてシステムの信
頼性を向上させることができ，さらに，放熱器と受液器
の距離や高低差位置などに対応した冷媒加熱運転ができ
てａＳＣの自由度が向上し，システムとしての利便性が
向上するものである．さらに、制御装置が開閉動作周期の上限値および下限値
を熱入力に応じて変化可能なため，熱入力の変化時にも
応答性よく安定した冷媒加熱運転を達或することができ
、熱入力制御を加えた実用性の高いシステムを提供する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す熱搬送装置のシステム構
成図、第２図は本発明の一実施例を示す熱搬送装置のシ
ステム動作を説明するための図、第３図は同熱搬送装置
における開閉弁の温度閉時間特性図，第４図は本発明の
他の一実施例を示す熱搬送装置における開閉弁の温度閉
時間特性図である。１・・・気液セパレータ，２・・・冷媒加熱器，３・・
・入口管，４・・・出口管、５・・・受液器、６・・・
第１逆止弁、７・・・落込み管，８・・・開閉弁、９・
・・均圧管、ＩＯ・・・放熱器、ｌ１・・・ガス冷媒往
き管、ｌ２・・・第２逆止弁，　１３・・・液冷媒戻り
管、ｌ４・・・温度検出器，１５・・・制御Ｍｌ、１７
・・・熱入力可変装置．第７図 β・・漏閉イ第２図第３図第４図温慶ρ

Claims

【特許請求の範囲】１、冷媒加熱器と気液セパレータを配管接続した環状通
路部を設け、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
とで前記環状通路部に接続するとともに、前記気液セパ
レータ、放熱器、第２逆止弁、前記受液器を順次配管接
続して環状熱搬送路を形成し、前記冷媒加熱器の出口側
に設けた温度検出器または圧力検出器で検知する温度ま
たは圧力の変化に応じて前記開閉弁の開閉動作周期を変
化させるとともに、開閉動作周期の上限値および下限値
を持つ制御装置を設けた熱搬送装置。２、制御装置は冷媒加熱器での熱入力に応じて開閉動作
周期の上限値および下限値を変化させるように構成した
請求項１記載の熱搬送装置。