JPH0719508A - 熱搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒を加熱して、暖房に利用する装置に関す
るもので、冷媒加熱器に必要な液冷媒を安定して供給
し、冷媒加熱器での冷媒の異常過熱を防止し、装置の信
頼性、低騒音および安定した暖房を確保する。 【構成】 冷媒加熱器２と気液セパレータ１を環状管路
とし、受液器５を、第１逆止弁６を有する落込み管７
と、開閉弁８を有する均圧管９とで環状管路とした熱搬
送部１９と、気液セパレータ１、放熱器１０、第２逆止
弁１２、受液器５を順次配管接続した循環路２０と、放
熱器１０から第２逆止弁１２、受液器５に至る通路に設
けた圧力検知手段２２と、バーナ１６に設けた燃焼量可
変装置１８と、バーナ１６での燃焼量および圧力検知手
段２２で検知する圧力に応じて開閉弁８の開時間を設定
する制御装置２３とを設けた構成とする。そしてバーナ
１６の燃焼量と圧力検知手段２２での検知圧力により開
閉弁８の開閉動作をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒を加熱するときの
冷媒の圧力上昇を利用して、熱を暖房などに利用する熱
搬送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱搬送装置は、例えば特開平３−
５１６３１号公報に示されるように、図２のような構成
になっている。

【０００３】すなわち、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器２の入口管
３と冷媒加熱器２の出口管４とで連結され環状の管路で
接続されている。また、受液器５は気液セパレータ１の
上方に配置され、第１逆止弁６を有する落込み管７で気
液セパレータ１へ接続され、さらに開閉弁８を有する均
圧管９により出口管４を介して気液セパレータ１に接続
されている。気液セパレータ１と利用側として室内側に
配置される放熱器１０は、ガス冷媒往き管１１で接続さ
れ、放熱器１０と受液器５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。以上のように、気
液セパレータ１、放熱器１０、第２逆止弁１２、受液器
５、第１逆止弁６は順次配管接続された環状の循環路を
形成している。１４は冷媒加熱器２の出口管に設けた温
度検知器であり、１５は温度検知器１４の検知する温度
により、開閉弁８の開閉時間を制御する制御装置であ
る。１６は冷媒加熱器２に設けたバーナであり、バーナ
１６により冷媒を加熱する。１７はバーナ１６の燃焼量
を可変する燃焼量可変装置である。１８は放熱器１０に
設けた送風機である。

【０００４】上記構成において、その動作を以下に説明
する。冷媒加熱器２において、バーナ１６の燃焼熱で加
熱された冷媒は、ガスと液の２相状態で出口管４を通
り、気液セパレータ１へ流入し、液冷媒は入口管３から
再び冷媒加熱器２に流入する。一方、気液セパレータ１
へ流入した２相状態の冷媒のうちガス冷媒は、ガス冷媒
往き管１１から放熱器１０へ入り、送風機１８で送られ
た室内空気と熱交換し、過冷却液にまで放熱凝縮液化す
る。

【０００５】ここで、図４に示すように開閉弁８が閉の
ときには、放熱器１０で過冷却液化した冷媒は、液冷媒
戻り管１３から第２逆止弁１２を介して、受液器５内へ
ガス冷媒を凝縮させながら流入する。このとき受液器５
内の圧力は気液セパレータ１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１逆止弁６を通り気液セパ
レータ１内へ流入する。

【０００６】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、受液器５内へ放熱器１０の過冷
却液冷媒が、受液器内の減圧により吸引され、受液器５
が液冷媒で満たされるサイクルを繰り返す。このよう
に、気液セパレータ１と冷媒加熱器２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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
て、冷媒加熱による熱搬送を行なうため開閉弁８の開閉
周期は冷媒加熱器２の出口管４に設けた温度検知器１４
で検出した冷媒の蒸発温度に応じて適正に制御してい
る。

【０００８】しかしながら、ガス冷媒往き管１１、液冷
媒戻り管１３が長い場合とか、サイクル中の冷媒が外部
へのリークなどで少なくなった場合に、放熱器１０で凝
縮液化した冷媒が、図４中点線で示すように、受液器５
内へ満たされる時間（満杯液量Ｗ２に達する時間）がＴ
２からＴ３に長くなり、温度検知器１４の検知する温度
により、開閉弁８の閉時間Ｔ１で制御する制御装置で
は、閉時間が短く液冷媒が受液器５内へ満たされる前に
開閉弁８が開となり、液冷媒が気液セパレータ１内に流
入するため、冷媒加熱器２に供給される液冷媒量がＷ２
−Ｗ１ぶんだけ不足し、冷媒加熱器２において局所的に
液冷媒不足となって過熱し、冷媒の熱分解や、冷媒加熱
器２の耐久性など、システムの信頼性をそこなう課題が
あった。

【０００９】また、開閉弁８が開となる時、気液セパレ
ータ１内すなわち均圧管９の冷媒圧力Ｐ２より、受液器
５内の冷媒圧力Ｐ１が低いため、開閉弁８入口、出口に
圧力差ができ、開閉弁８が開く時、弁から耳障りな音が
発生する。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、冷媒
加熱器に必要な液冷媒を安定して供給し、冷媒加熱器で
の冷媒の異常過熱を防止し、装置の信頼性、低騒音およ
び安定した暖房を確保することを目的としたものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、バーナを有する冷媒加熱器と気液セパレータ
を環状管路に接続し、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、前記環状管路に接続した熱搬送部と、気
液セパレータ、放熱器、第２逆止弁、受液器を順次配管
接続した環状の循環路と、前記放熱器から第２逆止弁、
受液器に至る管路に設けた圧力検知手段と、前記バーナ
に設けた燃焼量可変装置と、バーナでの燃焼量および前
記圧力検知手段で検知する圧力に応じて開閉弁の開閉動
作周期を設定する制御装置を設けた構成としている。

【００１２】

【作用】本発明は上記構成によって、開閉弁の閉時間
は、開閉弁閉成時の検知圧力が次第に減少の後増加に転
じ、受液器が液冷媒により満杯になり閉成時の圧力に回
復するまでに要する受液器の満杯時間と、バーナでの燃
焼量により求められる最小閉時間とを比較した大きい方
を用いて開閉弁の開閉動作周期を設定し、常に受液器に
液冷媒が十分満たされてから開閉弁を開とするから、長
配管あるいは低冷媒量時、液冷媒が受液器内へ満たされ
る時間が長くなっても、十分な液冷媒が気液セパレータ
内に流入し、冷媒加熱器に供給されるため、液冷媒が不
足することがなく、冷媒加熱器から放熱器に循環し凝縮
する冷媒量と冷媒加熱器に供給される必要冷媒量とをバ
ランスさせられる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１、図２を参照し
て説明する。図１において、図３と同一符号は同一部材
を示し同一機能を有しているので詳細な説明は省略し、
異なる点を中心に説明する。

【００１４】１９はバーナ１６と対向して設けた冷媒加
熱器２と気液セパレータ１を環状管路に接続し、気液セ
パレータ１の上方に設けた受液器５を、第１逆止弁６を
有する落込み管７と、開閉弁８を有し一端は出口管４に
対向する均圧管９とで前記環状管路に接続した熱搬送部
である。２０は気液セパレータ１、送風機１８を有する
放熱器１０、第２逆止弁１２、受液器５を順次配管接続
した環状の循環路である。２１は放熱器１０に設けた室
温検知器であり、放熱器１０に対して流入する空気の温
度を検知する。

【００１５】また本実施例においては、液冷媒が受液器
５内へ満たされた状態が放熱器１０から、第２逆止弁１
２、受液器５に至る通路の液冷媒圧力の変化に同期して
いることに着目（図４参照）し、前記管路中に圧力検知
手段２２を設け、開閉弁８、温度検知器１４、燃焼量可
変装置１７、送風機１８、室温検知器２１とともに制御
装置２３に電気的に接続され、開閉弁８の閉時における
圧力検知手段２２での検知圧力により求められる受液器
の満杯時間Ｔ_pと、バーナ１６での燃焼量により求めら
れる最小閉時間Ｔ_mとを比較した大きい方を用いて開閉
弁８の閉時間を決定し、開閉弁８の開閉動作周期を設定
している。

【００１６】上記構成において、その動作を図２の制御
フローに基づいて説明する。暖房開始後、開閉弁８を閉
成し、圧力検知手段２２で圧力Ｐを検出するとともに、
開閉弁８の開閉動作周期を受液器５に流入する冷媒が放
熱器１０で十分な過冷却液となり得る冷媒循環量に設定
するため、現在のバーナ１６での燃焼量から最小閉時間
Ｔ_mを算出する。次にｔ秒後の圧力Ｐ’を検出し圧力Ｐ
と比較する。開閉弁８の閉時中においては圧力検知手段
２２による検知圧力Ｐ’が、開閉弁８の閉成時の検知圧
力Ｐから次第に減少の後増加に転じ、受液器５が液冷媒
により満杯になると閉成時の圧力Ｐにまで回復するとい
う変化を示すため、Ｐ’＜Ｐであれば、受液器５内へ液
冷媒が流入中であるから、ｔ秒間隔で圧力Ｐ’をサンプ
リングしＰとの比較を繰り返す。Ｐ’≧Ｐであれば、受
液器５に液冷媒が満杯になったと判断し、閉成からの経
過時間が最小閉時間Ｔ_mに達していなければ達するまで
待機し、Ｔ_mを経過していれば開閉弁８を開成しＴ４の
時間だけ開とする。

【００１７】Ｔ４の時間は受液器５内の液冷媒を気液セ
パレータ１内へ落としきるだけの時間を設定すればよ
い。開閉弁８をＴ４の時間だけ開とした後、開閉弁８を
閉成する。このサイクルを繰り返す。

【００１８】この実施例の構成によれば、液冷媒が受液
器５内へ満たされた状態を、放熱器１０から、第２逆止
弁１２、受液器５に至る通路の液冷媒圧力を検知するこ
とにより判断し、常に受液器に液冷媒が十分満たされて
から開閉弁８を開にするから、長配管、低冷媒量時、液
冷媒が受液器５内へ満たされる時間が長くなっても、十
分な液冷媒が気液セパレータ１内に流入し、冷媒加熱器
２に供給されるため、液冷媒が不足することがない。

【００１９】したがって冷媒加熱器２から放熱器１０に
循環され凝縮する冷媒量と冷媒加熱器２に供給される必
要冷媒量とがバランスし、冷媒加熱器２での冷媒の異常
過熱を防止し、装置の信頼性および安定した暖房を確保
することができる。

【００２０】また、開閉弁８が開となる時、気液セパレ
ータ１内すなわち均圧管９の冷媒圧力Ｐ２より、受液器
５内の冷媒圧力Ｐ１が低いことがなく、開閉弁８が開く
時の弁からの耳障りな音が発生することもない。

【００２１】加えて、開閉弁８の閉時間をバーナ１６で
の燃焼量により求められる最小閉時間Ｔ_mより長く設定
するので、開閉弁８の開閉動作周期が長くなり、受液器
５に流入する冷媒が放熱器１０で十分な過冷却液となり
得る冷媒循環量となる。その結果、受液器５内での凝
縮、減圧とそれによる液冷媒の吸引が確実に行なわれる
ので、過冷却度が不十分なため装置の動作が停止したり
不安定になったりせず、安定確実な暖房が実施できる。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例で説明したように本発明の熱
搬送装置によれば次の効果が得られる。

【００２３】（１）常に受液器に液冷媒が十分満たされ
てから開閉弁を開とすることができるので、長配管、低
冷媒量時、液冷媒が受液器内へ満たされる時間が長くな
っても、十分な液冷媒が気液セパレータ内に流入し、冷
媒加熱器に供給されるため、液冷媒が不足することがな
く、冷媒加熱器から放熱器に循環され凝縮する冷媒量と
冷媒加熱器に供給される必要冷媒量とをバランスさせ、
冷媒加熱器での冷媒の異常過熱を防止し、装置の信頼性
および安定した暖房を確保することができる。

【００２４】（２）開閉弁が開となる時、気液セパレー
タ内すなわち均圧管の冷媒圧力より、受液器内の冷媒圧
力が低いことがないので、開閉弁が開く時の弁からの耳
障りな音が発生することもない。

【００２５】（３）受液器への液冷媒流入が短時間で完
了しても、流入冷媒が放熱器で十分な過冷却液となり得
る冷媒循環量となるまで開閉弁の開閉動作周期を長く設
定できるので、受液器内での凝縮、減圧とそれによる液
冷媒の吸引が確実に行なわれ、過冷却度が不十分なため
装置の動作が停止したり不安定になったりせず、安定確
実な暖房が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における熱搬送装置の回路構
成図

【図２】同装置の制御フローチャート図

【図３】従来の熱搬送装置の回路構成図

【図４】同装置のタイムチャート図

【符号の説明】

１ 気液セパレータ ２ 冷媒加熱器 ５ 受液器 ６ 第１逆止弁 ７ 落込み管 ８ 開閉弁 ９ 均圧管 １０ 放熱器 １２ 第２逆止弁 １６ バーナ １７ 燃焼量可変装置 １９ 熱搬送部 ２０ 循環路 ２２ 圧力検知手段 ２３ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バーナを有する冷媒加熱器と気液セパレー
   タを環状管路に接続し、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、前記環状管路に接続した熱搬送部
   と、気液セパレータ、放熱器、第２逆止弁、受液器を順
   次配管接続した環状の循環路と、前記放熱器から第２逆
   止弁、受液器に至る管路に設けた圧力検知手段と、前記
   バーナに設けた燃焼量可変装置と、バーナでの燃焼量お
   よび前記圧力検知手段で検知する圧力に応じて開閉弁の
   開閉動作周期を設定する制御装置を設けた熱搬送装置。
2. 【請求項２】開閉弁の閉時間は、開閉弁閉時において圧
   力検知手段での検知圧力により求められる受液器の満杯
   時間と、バーナでの燃焼量により求められる最小閉時間
   とを比較して大きい方を用いて決定する請求項１記載の
   熱搬送装置。