JPH0765778B2 - 熱移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ビル等の建物に設置されて空気調和を行う熱
移動装置に関し、特に、凝縮器と蒸発器の配置制約の対
策に係るものである。

（従来の技術） 一般に、ビル空調等においては、冷媒を自然循環させる
熱移動装置を適用しているものがある。この自然循環式
の熱移動装置は、従来、実開昭49−40042号公報に開示
されているように、凝縮器と蒸発器とを備え、該凝縮器
を蒸発器より情報の高位置に配置すると共に、両者を冷
媒液の通る往路管と冷媒ガスの通る復路管とで接続して
構成されている。

そして、前記凝縮器で凝縮した冷媒液を蒸発器との高低
差を利用して該蒸発器に送り、蒸発器で冷媒液を空調空
間の空気と熱交換して気化させる一方、空気調和を行
い、この気化した冷媒ガスを蒸発器と凝縮器のガス圧差
を利用して該凝縮器に戻し、再び凝縮するようにしてい
る。

また、前記凝縮器と蒸発器との高低差により生ずる液ヘ
ッドは、蒸発器内の圧力損失等に対応して冷媒を自然循
環させているので、液ヘッドが容量不足の際、循環ポン
プを往路管にバイパス管を介して接続し、該循環ポンプ
で容量不足を補い、冷媒を強制循環させるようにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した自然循環式の熱移動装置において
は、凝縮器と蒸発器との高低差を利用しているため、凝
縮器を必ず蒸発器の上方に設置しなければならなかっ
た。従って、凝縮器と蒸発器の配置関係が極めて制約さ
れることになり、例えば、ビル空調を行う際、最上階に
蒸発器を設置すると、凝縮器は必ず屋上等に設置しなけ
ればならず、該屋上等に設置できない場合、この熱移動
装置は用いることができないという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑み、圧送手段を備えた冷媒の循
環ループを構成し、該循環ループの途中に蒸発器を接続
すると共に、凝縮器を設けることにより、凝縮器の上方
に蒸発器を設置できるように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） 上記目的を達成するために、本発明が講じた手段は、第
１図に示すように、先ず、冷媒液を貯溜する受液器
（６）と、該受液器（６）より高位置に設置されて冷媒
液を貯溜する液面調節器（７）と、前記受液器（６）に
一端が、前記液面調節器（７）に他端が接続されると共
に冷媒液を前記受液器（６）より液面調節器（７）に送
る圧送手段（10）が介設された冷媒の往路系（８）と、
前記液面調節器（７）内の所定液面高さ位置に一端が開
口し、前記受液器（６）に他端が接続された冷媒の往路
系（９）とを備え、前記受液器（６）と液面調節器
（７）との間で往路系（８）及び復路系（９）を介して
冷媒が循環する循環ループ（３）が形成されている。

そして、前記液面調節器（７）には冷媒液を気化するす
る蒸発器（５）が連接されて液面調節器（７）と蒸発器
（５）との間で冷媒を自然循環させる自然循環系（12）
が形成されている。

加えて、前記受液器（６）には冷媒ガスを凝縮する凝縮
器（４）が連接されて受液器（６）と凝縮器（４）との
間で冷媒を自然循環させる自然循環系（11）が形成され
ている。

（作用） 上記構成により、本発明では、受液器（６）より高位置
の液面調節器（７）に冷媒液が圧送手段（10）によって
圧送され、液面調節器（７）に冷媒液が所定高さ以上に
貯溜されると自然落下式に受液器（６）に戻り、冷媒液
が受液器（６）と液液面調節器（７）間を循環する。

一方、蒸発器（５）は液面調節器（７）との間で冷媒が
自然循環し、空調空間の空気と熱交換して冷媒液を気化
する。また、凝縮器（４）は液面調節器（７）より受液
器（６）に復路系（９）を通って移送された冷媒ガスを
再び凝縮して冷媒液に変換する。

従って、蒸発器（５）と液面調節器（７）間における冷
媒の自然循環は凝縮器（４）の配置位置と無関係である
から、凝縮器（４）を蒸発器（５）の下方にも配置でき
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に示すように、１は熱移動装置であって、ビル等
の建物に設置されて該建物内の空気調和を行うものであ
る。

該熱移動装置（１）は、冷媒（２）の循環ループ（３）
を備え、該循環ループ（３）に凝縮器（４）と蒸発器
（５）とが接続されて構成されている。該循環ループ
（３）は受液器（６）と液面調節器（７）とが冷媒
（２）の往路系（８）と復路系（９）とで接続されて成
り、冷媒（２）を受液器（６）と液面調節器（７）間に
おいて循環させるようにしている。

前記受液器（６）は、冷媒液（2a）を冷媒ガス（2b）と
分離して貯溜するように構成されている。また、前記液
面調節器（７）も冷媒液（2a）を冷媒ガス（2b）と分離
して貯溜するように構成されており、冷媒液（2a）を所
定レベルまで貯溜し、所定レベル以上になると、受液器
（６）に戻すように成っている。

更に、前記液面調節器（７）は受液器（６）より上方に
設置されており、例えば、受液器（６）が建物の１階に
設置されると、液面調節器（７）は建物の２階や３階あ
るいは４階以上に設置されている。

前記往路系（８）は、１本のパイプに圧送ポンプ（10）
が介設されて成り、下端が受液器（６）の下部に、上端
が液面調節器（７）の側部に接続されている。上記圧送
ポンプ（10）は受液器（６）下方に設けられ、冷媒液
（2a）を受液器（６）より液面調節器（７）に圧送する
圧送手段を構成しており、往路系（８）は圧送ポンプ
（10）の駆動により受液器（６）に貯溜している冷媒液
（2a）を順次液面調節器（７）に送るように構成されて
いる。

前記復路系（９）は、１本のパイプにより構成され、下
端が受液器（６）の上部に接続される一方、上端は液面
調節器（７）内に導入され、所定の液面高さ位置に開口
されている。そして、この復路系（９）の上端開口の高
さにより液面調節器（７）が貯溜する冷媒液（2a）の所
定レベルが設定され、冷媒液（2a）はこの所定レベル以
上になると、復路系（９）を通り受液器（６）に戻るこ
とになる。また、液面調節器（７）に貯溜されている冷
媒ガス（2b）も復路系（９）を通り、受液器（６）に移
動することになり、冷媒（２）が往復系（８）及び復路
系（９）を介して受液器（６）と液面調節器（７）間を
循環するように構成されている。

前記凝縮器（４）は、受液器（６）に連接され、該受液
器（６）と同様に例えば、建物の１階に設置されてい
る。該凝縮器（４）は水や空気などの熱媒体が流通自在
なケース（4a）にコイル（4b）が収納されて成り、該コ
イル（4b）が受液器（６）に接続されて自然循環系（1
1）が形成されている。そして、該凝縮器（４）は受液
器（６）内の冷媒ガス（9b）を寧媒体と熱交換して凝縮
させ、冷媒液（9a）に変換するように成っている。

前記蒸発器（５）は、液面調節器（７）に連接され、業
種器の上方位置である建物の２階以上などに設置されて
いる。該蒸発器（５）はコイル（5a）にフィン（5b）が
付設されて成り、該コイル（5a）は液面調節器（７）に
接続され、入口側にバルブ（13）が介設されて自然循環
系（12）が形成されている。そして、該蒸発器（５）は
液面調節器（７）内の冷媒液（9a）を室内空気と熱交換
して気化させ、冷媒ガス（9b）に変換するように成って
いる。

また、前記凝縮器（４）及び蒸発器（５）における自然
循環系（11）及び（12）は、前記冷媒（２）の循環ルー
プ（３）における冷媒循環とは無関係に冷媒（２）が移
動し、前記凝縮器（４）と受液器（６）間、蒸発器
（５）と液面調節器（７）間でそれぞれ別個に冷媒
（２）が自然循環するように構成されている。

次に、上述した熱移動装置（１）における冷媒（２）の
循環動作について説明する。

先ず、循環ループ（３）において、受液器（６）と液面
調節器（７）とにそれぞれ冷媒液（2a）が冷媒ガス（2
b）と分離されて貯溜されており、圧送ポンプ（10）が
駆動されると、受液器（６）内の冷媒液（2a）は該受液
器（６）より上方に位置する液面調節器（７）に吸い上
げられ、該液面調節器（７）に往路系（８）を介して流
入することになる。そして、該液面調節器（７）におい
て、冷媒液（2a）が所定レベル以上に貯溜されると、つ
まり、復路系（９）の上端開口以上に貯溜されると、該
復路系（９）を介して自然落下し、受液器（６）に戻る
ことになる。また、受液器（６）と液面調節器（７）内
の冷媒ガス（9b）も冷媒液（9a）が帰還する同じ復路系
（９）を介して受液器（６）と液面調節器（７）間を移
動している。従って、循環ループ（３）内において、冷
媒（２）は凝縮器（４）及び蒸発器（５）の駆動とは別
個に循環している。

一方、凝縮器（４）においては、受液器（６）との間で
冷媒（２）が自然循環系（11）を介して循環しており、
受液器（６）内の冷媒ガス（2b）が熱媒体と熱交換して
凝縮し、冷媒液（2a）に変換して受液器（６）に戻るこ
とになる。また、蒸発器（５）においては、液面調節器
（７）との間で冷媒（２）が自然循環系（12）を介して
循環しており、液面調節器（７）内の冷媒液（2a）が室
内空気と熱交換して気化し、冷媒ガス（2b）に変換され
て液面調節器（７）に戻り、室内の空気調和が行われ
る。

この際、蒸発器（５）と液面調節器（７）間における冷
媒（２）の自然循環は循環ループ（３）とは別個に蒸発
器（５）と液面調節器（７）との高低差を利用して成さ
れるので、蒸発器（５）を凝縮器（４）の上方に設置し
ても冷媒（２）は自然循環することになる。そして、蒸
発器（５）で気化した冷媒ガス（2b）は凝縮器（４）の
ガス圧差によって液面調節器（７）及び受液器（６）を
介して凝縮器（４）に移動する。

一方、圧送ポンプ（10）は、図示していないが、インバ
ータによって制御されており、熱移動量に応じて冷媒
（２）の循環量を制御している。

第２図は他の実施例を示し、復路系（９）を２本のパイ
プ（9a），（9b）で構成したものである。そして、第１
のパイプ（9a）は、主として冷媒液（ａ）を受液器
（６）戻すものであり、下端は受液器（６）に接続され
る一方、上端は液面調節器（７）内に導入され、所定の
液面レベルに開口されており、液面調節器（７）内に冷
媒液（2a）が所定レベル以上に貯溜されると、該第１の
パイプ（9a）を介して受液器（６）に戻ることになる。

また、前記第２のパイプ（9b）は、冷媒ガス（2b）を受
液器（６）に送るものであり、下端が受液器（６）に接
続される一方、上端は液面調節器（７）内に導入される
と共に、第１のパイプ（9a）の上端開口よりやや上方に
延長されて開口し、液面調節器（７）内の冷媒ガス（2
b）のみが通って受液器（６）に移動することになる。

従って、冷媒液（2a）と冷媒ガス（2b）との専用通路を
形成したので、両者を１本のパイプで移動させる場合に
比して冷媒（２）の移動による振動が確実に防止される
ことになる。

尚、上記各実施例は、凝縮器（４）を受液器（６）の外
部に設置して該受液器（６）に自然循環方式で接続した
が、他の実施例として凝縮器（４）を受液器（６）の内
部に収納するようにしてもよい。つまり、受液器（４）
内において、凝縮器（４）により冷媒ガス（2b）を凝縮
する一方、水等の熱媒体を受液器（６）に導出して凝縮
器（４）に供給するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明の熱移動装置によれば、圧送手段
によって冷媒を受液器と液面調節器間で循環させる一
方、液面調節器に蒸発器を接続し、受液器に凝縮器を設
けたために、受液器と液面調節器間の冷媒循環とは別個
に冷媒の気化循環動作と凝縮循環動作とが行われるの
で、蒸発器を凝縮器の上方にも設置することができるか
ら、設置自由度を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は熱移動装置の概
略側面図、第２図は他の実施例を示す同概略側面図であ
る。 （１）……熱移動装置、（２）……冷媒、（３）……循
環ループ、（４）凝縮器、（５）……蒸発器、（６）…
…受液器、（７）……液面調節器、（８）……往路系、
（９）……復路系、（10）……圧送ポンプ、（10）自然
循環系、（10）……自然循環系。

フロントページの続き (72)発明者 野村 功 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭48−18843（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−23751（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒液を貯溜する受液器（６）と、 該受液器（６）より高位置に設定されて冷媒液を貯溜す
   る液面調節器（７）と、 前記受液器（６）に一端が、前記液面調節器（７）に他
   端が接続されると共に冷媒液を前記受液器（６）より液
   面調節器（７）に送る圧送手段（10）が介設された冷媒
   の往路系（８）と、 前記液面調節器（７）内の所定液面高さ位置に一端が開
   口し、前記受液器（６）に他端が接続された冷媒の復路
   系（９）とを備え、 前記受液器（６）と液面調節器（７）との間で往路系
   （８）及び復路系（９）を介して冷媒が循環する循環ル
   ープ（３）が形成される一方、 前記液面調節器（７）には冷媒液を気化する蒸発器
   （５）が連接されて液面調節器（７）と蒸発器（５）と
   の間で冷媒を自然循環させる自然循環系（12）を形成さ
   れ、 前記受液器（６）には冷媒ガスを凝縮する凝縮器（４）
   が連接されて受液器（６）と凝縮器（４）との間で冷媒
   を自然循環させる自然循環系（11）が形成されている ことを特徴とする熱移動装置。