JPH0486428A - 冷暖房装置 - Google Patents

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、冷暖房装置に係わり、特に、気液相変化する
冷媒を用いた冷暖房装置に関する。

［従来の技術〕 従来、フロン系冷媒のように気液相変化する冷媒を用い
た冷暖房装置としては、例えば、本出願人が先に出願し
た特開平２−５７８３５号公報に開示されるものが知ら
れている。

第７図は、この公報に開示される冷暖房装置を示すもの
で、この冷暖房装置は、受液タンク１１と、外部からの
冷、温熱源と熱交換する凝縮器兼蒸発器１３と、室内空
気と熱交換する、少な（とも−台以上の室用蒸発器兼凝
縮器１５と、所要の配管および冷暖切換弁と、これ等に
より熱サイクルを行なわせる液ポンプ１７とを配設して
構成され、さらに、熱運搬手段としてフロン系冷媒が使
用されている。

以上のような冷暖房装置では、熱運搬手段としてフロン
系冷媒を循環使用するようにしたので、冷媒の搬送量が
少なくなり、動力が低減されるとともに、配管のサイズ
を縮小し、配設スペースを節約することが可能となる。

また、従来の液ポンプ方式では、冷房しか行なうことが
できないが、この冷暖房装置では、可逆サイクルのため
、冷、暖両用に利用でき、さらに、ＤＨＣ熱源使用にも
適し、また、室内の負荷のアンバランスに対しても容易
に制御可能である。

そして、この冷暖房装置では、暖房時には、液ポンプ１
７が作動され、受液タンク１１内の冷媒は、図に太線で
示すように、第１管路１８を通り凝縮器兼蒸発器１３に
流入し、ここで蒸発作用を受け、第２管路１９を通って
室用蒸発器兼凝縮器１５に流入し、ここで凝縮作用を受
は室内側の空気を暖房し、この後、第６管路２０を通っ
て受液タンク１１内に循環する。

（発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の冷暖房装置では、液ポ
ンプ１７の作動により、冷媒を強制循環しているため、
充分な強制循環能力を備えた比較的大型の液ポンプ１７
が必要になるという問題があった。

特に、受液タンク１７の下方に室用蒸発器兼凝縮器１５
が配置され、あるいは、各管路１８，１９．２０の抵抗
が大きく、また、第６管路２０を使用する暖房時には、
実揚程が非常に大きくなり、充分な強制循環を行なうこ
とが困難になる虞があった。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、比較的
小型の液ポンプにより冷媒を確実に循環させることので
きる冷暖房装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の冷暖房装置は、気液相変化する冷媒を液体状
態で収容する受液タンクと、前記冷媒と室内空気とを熱
交換させる室用蒸発器兼凝縮器と、前記冷媒と外部から
の冷熱源とを熱交換させる凝縮器と、前記冷媒と外部か
らの温熱源とを暖房時に熱交換させる蒸発器と、前記受
液タンクの出口側と前記室用蒸発器兼凝縮器の一例とを
接続し液ポンプの介装される第１管路と、前記室用蒸発
器兼凝縮器の他側と前記受液タンクの入口側とを接続す
る第２管路と、前記受液タンクの上部に形成されるガス
部に一端および他端を連通され前記受液タンクの上方と
なる位置に前記凝縮器の配置される第３管路と、前記受
液タンクの出口側と前記蒸発器の一例とを接続する第４
管路と、前記蒸発器の他側と前記室用蒸発器兼凝縮器の
他側とを接続する第５管路と、前記室用蒸発器兼凝縮器
の一例と前記受液タンクの入口側とを接続する第６管路
とを備えてなるものである。

請求項２の冷暖房装置は、請求項１において、室用蒸発
器兼凝縮器を、受液タンクより下方に配置するとともに
、第１管路の液ポンプをバイパスして、開閉弁の介装さ
れるバイパス管路を設けてなるものである。

〔作　用〕

請求項１の発明においては、冷房時には、受液タンク内
の冷媒は、第１管路を通り室用蒸発器兼凝縮器に流入し
、ここで蒸発作用を受は室内側の空気を冷房し、第２管
路を通って受液タンク内に循環する。そして、受液タン
クのガス部に流入した冷媒のガス分は、第３管路の一端
を通り、凝縮器内で凝縮され、第３管路の他端から受液
タンクの貯液部に自然落下することになる。

一方、暖房時には、受液タンク内の冷媒は、第４管路を
通り蒸発器に流入し、ここで蒸発作用を受け、第５管路
を通って室用蒸発器兼凝縮器に流入し、ここで凝縮作用
を受は室内側の空気を暖房し、この後、第６管路を通っ
て受液タンク内に循環する。

そして、この暖房時に、凝縮器に冷熱源を供給すること
により、第６管路から受液タンクのガス部に流入した冷
媒のガス分は、第３管路の一端を通り、凝縮器内で凝縮
され、第３管路の他端から受液タンクの貯液部に自然落
下し、受液タンク内の内圧が低減し、これにより、第６
管路内の冷媒が受液タンク側に向けて引かれることにな
る。

請求項２の冷暖房装置では、請求項１において、室用蒸
発器兼凝縮器を受液タンクより下方に配置するとともに
、第１管路の液ポンプをバイパスして、開閉弁の介装さ
れるバイパス管路を設けたので、冷房時には、バイパス
管路の開閉弁を開とすることにより、受液タンク内の冷
媒が第１管路およびバイパス管路を通り室用蒸発器兼凝
縮器に自然循環状態で確実に流入することになる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明
する。

第１図は、本発明の冷暖房装置の一実施例を示すもので
、図において符号２１は、例えば、フロン系冷媒のよう
に気液相変化する冷媒を液体状態で収容する受液タンク
を示している。

符号２３は、冷媒と室内空気とを熱交換させる複数台の
室用蒸発器兼凝縮器（１台のみを図示）を示している。

符号２５は、冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換させる
凝縮器を示しており、この凝縮器２５には、外部から冷
水等の冷熱源を供給するための冷熱源供給配管２７が挿
通されている。

符号２６は、冷媒と外部からの温熱源とを熱交換させる
蒸発器を示しており、この蒸発器２６には、外部から温
水等の温熱源を供給するための温熱源供給配管２８が挿
通されている。

受液タンク２１の出口側と室用蒸発器兼凝縮器２３の一
例とを接続して第１管路２９が形成されており、この第
１管路２９には、受液タンク２１側から順に、液ポンプ
３１．開閉弁３３．制御弁３５が配置されている。

また、室用蒸発器兼凝縮器２３の他側と受液タンク２１
の入口側とを接続して第２管路３７が形成されている。

さらに、受液タンク２１の上部に形成されるガス部４８
には、このガス部４８に一端および他端を連通して第３
管路３９が配置されている。

そして、この第３管路３９の受液タンク２１の上方とな
る位置には、凝縮器２５が配置されている。

受液タンク２１の出口側と蒸発器２６の一例とを接続し
て第４管路４１が形成されており、この第４管路４１に
は、開閉弁４３が配置されている。

また、蒸発器２６の他側と室用蒸発器兼凝縮器２３の他
側とを接続して第５管路４５が形成されている。

さらに、第１管路２９の開閉弁３３と制御弁３５との間
から分岐して、受液タンク２１の入口側に接続する第６
管路４７が配置されており、この第６管路４７には、開
閉弁４９が配置されている。

なお、冷熱源供給配管２７には、受液タンク２１に配置
される圧力センサ６９からの信号により開度を制御され
る制御弁５３が配置されており、この制御弁５３により
、凝縮器２５における冷媒の凝縮が制御されるように構
成されている。

また、温熱源供給配管２８には、第５管路４５に配置さ
れる圧力センサ５１からの信号により開度を制御される
制御弁５７が配置されており、この制御弁５７により、
蒸発器２６における冷媒の蒸発が制御されるように構成
されている。

さらに、第１管路２９に配置される制御弁３５は、室内
に配置される温度センサ５９によりその開度を制御され
るように構成されている。

また、第１管路２９には、液ポンプ３１の前後の差圧を
測定する差圧センサ６１が、第４管路４１には液面セン
サ６３が配置されており、差圧センサ６１および液面セ
ンサ６３により液ポンプ３１の作動が制御されるように
構成されている。

以上のように構成された冷暖房装置では、第２図に示す
ように、冷房時には、凝縮器２５の冷熱源供給配管２７
には、例えば、冷水からなる冷源が供給され、液ポンプ
３１が作動される。

そして、受液タンク２１内の冷媒は、第１管路２９を通
り室用蒸発器兼凝縮器２３に流入し、ここで蒸発作用を
受は室内側の空気を冷房し、第２管路３７を通って受液
タンク２１内に循環する。

そして、受液タンク２１のガス部４８に流入した冷媒の
ガス分は、第３管路３９の一端を通り、凝縮器２５内で
凝縮され、第３管路３９の他端から受液タンク２１の貯
液部５０に自然落下することになる。

なお、第２図において黒塗りの開閉弁は、それぞれ閉の
状態を示しており、白の開閉弁は開の状態を示している
。

一方、暖房時には、第３図に示すように、蒸発器２６の
温熱源供給配管２８には、例えば、温水からなる温熱源
が供給され、液ポンプ３１が作動される。

そして、受液タンク２１内の冷媒は、第４管路４１を通
り蒸発器２６に流入し、ここで蒸発作用を受はガス化さ
れ、第５管路４５を通って室用蒸発器兼凝縮器２３に流
入し、ここで凝縮作用を受は室内側の空気を暖房し、こ
の後、第６管路４７を通って受液タンク２１内に循環す
る。

そして、この暖房時に、凝縮器２５の冷熱源供給配管２
７に、例えば、冷水からなる冷源を供給することにより
、第６管路４７から受液タンク２１のガス部４８に流入
した冷媒のガス分は、第３管路３９の一端を通り、凝縮
器２５内で凝縮され、第３管路３９の他端から受液タン
ク２１の貯液部５Ｄに自然落下し、受液タンク２１内の
ガス部４８の内圧が低減し、これにより、第６管路４７
内の冷媒が受液タンク２１側に向けて引かれることにな
る。

なお、第３図において黒塗りの開閉弁は、それぞれ閉の
状態を示しており、白の開閉弁は開の状態を示している
。

しかして、以上のように構成された冷暖房装置では、受
液タンク２１の上部に形成されるガス部４８に一端およ
び他端を連通される第３管路３９を形成し、この第３管
路３９の受液タンク２１の上方となる位置に凝縮器２５
を配置したので、暖房時に、凝縮器２５に冷熱源を供給
することにより、第６管路４７から受液タンク２１のガ
ス部４８に流入した冷媒のガス分は、第３管路３９の一
端を通り、凝縮器２５内で凝縮され、第３管路３９の他
端から受液タンク２１の貯液部５０に自然落下し、受液
タンク２１内の内圧が低減し、これにより、第６管路４
７内の冷媒が受液タンク２１側に向けて引かれることに
なる。

従って、第４管路４１．第５管路４５および第６管路４
７における冷媒の循環が非常に円滑になり、比較的小型
の液ポンプ３１により冷媒を確実に循環させることが可
能となる。

そして、特に、受液タンク２１の下方に室用蒸発器兼凝
縮器２３が配置されている時、あるいは、各管路４１，
４５．４７の抵抗が大きい時にも、充分な強制循環を行
なうことが容易に可能となる。

また、液ポンプ３１の容量を小さ（することが可能とな
るため、製造コストおよび使用電力コストを低減するこ
とが可能となる。

さらに、以上のように構成された冷暖房装置では、第２
管路３７に直接凝縮器２５を配置する必要がなくなり、
第２管路３７の流通抵抗を小さくすることが可能となる
。

また、室用蒸発器兼凝縮器２３の効率を向上させるため
に、過剰の冷媒液を供給すると、第２管路３７には、余
剰の液が残り、これが凝縮器２５に入ることにより、凝
縮効率が低下するが、本発明では、第２管路３７の液は
、受液タンク２１で落下分離し、凝縮器２５には、ガス
分のみが供給されるので、凝縮効率の低下が少なくなる
。

第４図は、本発明の冷暖房装置の他の実施例を示すもの
で、この実施例では、室用蒸発器兼凝縮器２３が、受液
タンク２１より下方に配置されており、また、第１管路
２９の液ポンプ３１をバイパスして、開閉弁７３の介装
されるバイパス管路７５が設けられている。

以上のように構成された冷暖房装置では、冷房時には、
第５図に示すように、バイパス管路７５の開閉弁７３が
開とされ、液ポンプ３１が停止され、受液タンク２１内
の冷媒は、受液タンク２１より室用蒸発器兼凝縮器２３
が下方に配置されているため、第１管路２９およびバイ
パス管路７５を通り室用蒸発器兼凝縮器２３に自然循環
状態で流入し、ここで蒸発作用を受は室内側の空気を冷
房し、第２管路３７を通って受液タンク２１内に循環す
る。そして、受液タンク２１のガス部に流入した冷媒の
ガス分は、第３管路３９の一端を通り、凝縮器２５内で
凝縮され、第３管路３９の他端から受液タンク２１の貯
液部に自然落下することになる。

一方、暖房時には、第６図に示すように、バイパス管路
７５の開閉弁７３が閉とされ、液ポンプ３１が作動され
、受液タンク２１内の冷媒は、第４管路４１を通り蒸発
器２６に流入し、ここで蒸発作用を受け、第５管路４５
を通って室用蒸発器兼凝縮器２３に流入し、ここで凝縮
作用を受は室内側の空気を暖房し、この後、第６管路４
７を通り受液タンク２１内に循環する。

以上のように構成された冷暖房装置においても第１図に
示した実施例とほぼ同様の効果を得ることができるが、
この実施例では、室用蒸発器兼凝縮器２３を受液タンク
２１より下方に配置するとともに、第１管路２９の液ポ
ンプ３１をバイパスして、開閉弁７３の介装されるバイ
パス管路７５を設けたので、冷房時には、バイパス管８
７５の開閉弁７３を開とすることにより、受液タンク２
１内の冷媒が第１管路２９およびバイパス管路７５を通
り室用蒸発器兼凝縮器２３に自然循環状態で確実に流入
するため、冷房時には、液ポンプ３１の作動を停止する
ことができる。

〔発明の効果］ 以上述べたように、請求項１の冷暖房装置によれば、受
液タンクの上部に形成されるガス部に一端および他端を
連通される第３管路を形成し、この第３管路の受液タン
クの上方となる位置に凝縮器を配置したので、暖房時に
も、凝縮器に冷熱源を供給することにより、第６管路か
ら受液タンクのガス部に流入した冷媒のガス分は、第３
管路の一端を通り、凝縮器内で凝縮され、第３管路の他
端から受液タンクの貯液部に自然落下し、受液タンク内
の内圧が低減し、これにより、第６管路内の冷媒が受液
タンク側に向けて引かれることになるため、各管路およ
び第６管路における冷媒の循環が非常に円滑になり、比
較的小型の液ポンプにより冷媒を確実に循環させること
ができるという利点がある。

請求項２の冷暖房装置では、請求項１において、室用蒸
発器兼凝縮器を受液タンクより下方に配置するとともに
、第１管路の液ポンプをバイパスして、開閉弁の介装さ
れるバイパス管路を設けたので、冷房時には、バイパス
管路の開閉弁を開とすることにより、受液クンク内の冷
媒が第１管路およびバイパス管路を通り室用蒸発器兼凝
縮器に自然循環状態で確実に流入するため、冷房時には
、液ポンプの作動を停止することができるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷暖房装置の一実施例を示す配管系統
図である。 第２図は第１図の冷房時の状態を示す配管系統図である
。 第３図は第１図の暖房時の状態を示す配管系統図である
。 第４図は本発明の冷暖房装置の他の実施例を示す配管系
統図である。 第５図は第４図の冷房時の状態を示す配管系統図である
。 第６図は第４図の暖房時の状態を示す配管系統図である
。 第７図は従来の冷暖房装置を示す配管系統図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 ２１・・・受液タンク ２３・・・室用蒸発器兼凝縮器 ２５・・・凝縮器 ２６・・・蒸発器 ２９・・・第１管路 ３１・・・液ポンプ ３７・・・第２管路 ３９・・・第３管路 ４１・・・第４管路 ４５・・・第５管路 ４７・・・第６管路。 第 図 ３１（瘤９ｒシフ”９ 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気液相変化する冷媒を液体状態で収容する受液タ
   ンクと、前記冷媒と室内空気とを熱交換させる室用蒸発
   器兼凝縮器と、前記冷媒と外部からの冷熱源とを熱交換
   させる凝縮器と、前記冷媒と外部からの温熱源とを暖房
   時に熱交換させる蒸発器と、前記受液タンクの出口側と
   前記室用蒸発器兼凝縮器の一側とを接続し液ポンプの介
   装される第１管路と、前記室用蒸発器兼凝縮器の他側と
   前記受液タンクの入口側とを接続する第２管路と、前記
   受液タンクの上部に形成されるガス部に一端および他端
   を連通され前記受液タンクの上方となる位置に前記凝縮
   器の配置される第３管路と、前記受液タンクの出口側と
   前記蒸発器の一側とを接続する第４管路と、前記蒸発器
   の他側と前記室用蒸発器兼凝縮器の他側とを接続する第
   ５管路と、前記室用蒸発器兼凝縮器の一側と前記受液タ
   ンクの入口側とを接続する第６管路とを備えてなること
   を特徴とする冷暖房装置。
2. （２）室用蒸発器兼凝縮器を、受液タンクより下方に配
   置するとともに、第１管路の液ポンプをバイパスして、
   開閉弁の介装されるバイパス管路を設けてなることを特
   徴とする請求項１記載の冷暖房装置。