JPH0476334A - 冷房装置および冷暖房装置 - 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、冷房装置および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房装置および冷暖房装置
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３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、少なくとも一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、冷房時には、液ポンプ１
７が作動され、受液タンクｌｌ内の冷媒は、図に太線で
示すように、第１管路１８を通り室用蒸発器兼凝縮器１
５に流入し、ここで蒸発作用を受は室内側の空気を冷房
し、この後、第２管路１９を通って蒸゛発器兼凝縮器１
３に流入し、ここで凝縮作用を受け、第３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、冷房
時に、室用蒸発器兼凝縮器１５の熱交換効率を向上する
ために、液ポンプ１７により、室用蒸発器兼凝縮器１５
に多量の液状の冷媒を供給すると、液状の冷媒の一部が
そのまま第２管路１９に流入し、第２管路１９内の冷媒
は、ガス分と液分とが混合した状態になり、この状態の
冷媒を凝縮器兼蒸発器１３にそのまま導くと、凝縮器兼
蒸発器１３における凝縮効率が極端に低下するという問
題があった。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、凝縮器
における凝縮効率を従来より大幅に向上することのでき
る冷房装置および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〕

本発明にかかわる冷房装置は、気液相変化する冷媒を液
体状態で収容する受液クンクと、前記冷媒と室内空気と
を熱交換させる蒸発器と、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、前記受液タンクの出口側と
前記蒸発器の一例とを接続し液ポンプの介装される第１
管路と、前記蒸発器の他側と前記凝縮器の一側とを接続
する第２管路と、前記凝縮器の他側と受液タンクの入口
側とを接続する第３管路とを備えた冷房装置において、
前記第２管路に、第２管路内のガス分と液分との分離を
行ないガス分のみを凝縮器に導く気液分離装置を配置す
るとともに、この気液分離装置を、前記受液タンクの上
方に配置され、分断された前記第２管路の一対の分断端
部が上部のガス部に開口されるタンク本体と、このタン
ク本体の下部と受液タンクの上部のガス部とを接続する
ドレン管路と、このドレン管路に配置される制御弁と、
前記タンク本体内の冷媒の液位を測定する液面センサと
、この液面センサからの液位信号を入力し、この値に基
づいて液位が予め定められた値になるように前記制御弁
の開度を制御する制御手段とから構成してなるものであ
る。

本発明の冷暖房装置は、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
換させる蒸発器と、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、前記受液タンクの出口側と前記蒸
発器の一側とを接続し液ポンプの介装される第１管路と
、前記蒸発器の他側と前記凝縮器の一側とを接続する第
２管路と、前記凝縮器の他側と受液タンクの入口側とを
接続する第３管路とを備えた冷房回路を有する冷暖房装
置において、前記第２管路に、第２管路内のガス分と液
分との分離を行ないガス分のみを凝縮器に導く気液分離
装置を配置するとともに、この気液分離装置を、前記受
液タンクの上方に配置され、分断された前記第２管路の
一対の分断端部が上部のガス部に開口されるタンク本体
と、このタンク本体の下部と受液クンクの上部のガス部
とを接続するドレン管路と、このドレン管路に配置され
る制御弁と、前記タンク本体内の冷媒の液位を測定する
液面センサと、この液面センサからの液位信号を入力し
、この値に基づいて液位が予め定められた値になるよう
に前記制御弁の開度を制御する制御手段とから構成して
なるものである。

〔作　用〕

本発明の冷房装置および冷暖房装置においては、冷房時
には、受液タンク内の冷媒は、第１管路を通り蒸発器に
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管路を通って凝縮器に流入し、ここで凝縮作用を受
け、この後、第３管路を通って受液タンク内に循環する
。

そして、本発明では、第２管路に配置される気液分離装
置により、第２管路内のガス分と液分との分離が行なわ
れ、ガス分のみが凝縮器に導かれる。

すなわち、第２管路内のガス分と液分とを含んだ冷媒は
、蒸発器側の分断端部からタンク本体の上部に流出され
、軽いガス分のみが、凝縮器側の分断端部から凝縮器に
導かれ凝縮器において凝縮される。

一方、タンク本体内に流入した液分は、制御手段により
制御弁を開とすることにより、タンク本体の下部からド
レン管路を通り、受液タンクに導かれる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明す
る。

第１図は、本発明の冷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
蒸発器（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。

受液タンク２１の出口側と蒸発器２３の一側とを接続し
て第１管路２９が形成されており、この第１管路２９に
は、液ポンプ３１が配置されている。

また、蒸発器２３の他側と凝縮器２５の一側とを接続し
て第２管路３３が形成されている。

さらに、凝縮器２５の他側と受液タンク２１の入口側と
を接続して第３管路３５が形成されている。

そして、この実施例では、第２管路３３には、第２管路
３３内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみを凝
縮器２５に導く気液分離装置３７が配置されている。

この気液分離装置３７は、受液タンク２１の上方に配置
されるタンク本体３９を有している。

このタンク本体３９の上部のガス部には、分断された第
２管路３３の一対の分断端部４１，４３が開口されてい
る。

タンク本体３９の下部と受液タンク２１の上部のガス部
とを接続してドレン管路４５が配置されており、このド
レン管路４５には、制御弁４７が配置されている。

一方、タンク本体３９０側方には、タンク本体３９と同
一レベルで、液面計４８が配置されており、この液面計
４８には、タンク本体３９内の冷媒の液位を出力する液
面センサ４９が配置されている。

なお、図において符号５０は、液面センサ４９からの液
位信号を入力し、この値に基づいて液位が予め定められ
た、例えば、一定の値になるように、制御弁４７の開度
を制御する制御装置を示している。

以上のように構成された冷房装置では、液ポンプ３１が
作動されると、受液タンク２１内の冷媒は、第１管路２
９を通り蒸発器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３３を通って凝縮器２５
に流入し、ここで凝縮作用を受け、この後、第３管路３
５を通って受液タンク２１内に循環する。

しかして、以上のように構成された冷房装置では、第２
管路３３に、第２管路３３内のガス分と液分との分離を
行ないガス分のみを凝縮器２５に導く気液分離装置３７
を配置するとともに、この気液分離装置３７を、受液タ
ンク２１の上方に配置され、分断された第２管路３３の
一対の分断端部４１，４３が上部のガス部に開口される
タンク本体３９と、このタンク本体３９の下部と受液タ
ンク２１の上部のガス部とを接続するドレン管路４５と
、このドレン管路４５に配置される制御弁４７と、タン
ク本体３９内の冷媒の液位を測定する液面センサ４９と
、この液面センサ４９からの液位信号を入力し、この値
に基づいてタンク本体３９内の液位が予め定められた値
になるように制御弁４７の開度を制御する制御装置５０
とから構成したので、第２管路３３内のガス分と液分と
を含んだ冷媒は、蒸発器２３例の分断端部４工からタン
ク本体３９の上部に流出され、軽いガス分のみが、凝縮
器２５側の分断端部４３から凝縮器２５に導かれ凝縮器
２５において凝縮され、一方、タンク本体３９内に流入
した液分は、制御装置５０により制御弁４７を開とする
ことにより、タンク本体３９の下部からドレン管路４５
を通り、受液タンク２１に導かれるため、凝縮器２５に
供給される冷媒には、凝縮の不要な熱交換効率を低下さ
せる液状の冷媒が含まれることがなく、凝縮器２５にお
ける凝縮効率を従来より大幅に向上することが可能とな
る。

第２図は、本発明の冷暖房装置の一実施例を示すもので
、この実施例では、室内には、蒸発器と凝縮器との機能
を備えた室用蒸発器兼凝縮器５１が配置され、また、室
外には、冷媒と外部からの温熱源とを熱交換させる蒸発
器５３が配置されている。

この蒸発器５３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５５が挿通されている。

受液タンク２１の出口側と蒸発器５３の一側とを接続し
て第４管路５７が形成されており、この第４管路５７に
は、開閉弁５９が配置されている。

また、蒸発器５３の他側と室用蒸発器兼凝縮器５１の他
側とを接続して第５管路６１が形成されている。

さらに、第１管路２９の開閉弁６３と室用蒸発器兼凝縮
器５１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６５が配置されており、この第６管路
６５には、開閉弁６７が配置されている。

そして、第２管路３３には、上述した実施例の気液分離
装置３７と同一の気液分離装置が配置されている。

以上のように構成された冷暖房装置では、冷房は、室用
蒸発器兼凝縮器５１を蒸発器として使用し、前述した実
施例とほぼ同様に行なわれる。

一方、暖房は、液ポンプ３１の作動により、受液タンク
２１内の冷媒を、第４管路５７を通り蒸発器５３に流入
させ、ここで蒸発作用を受けた冷媒を、第５管路６１を
通して室用蒸発器兼凝縮器５１に流入させ、ここで凝縮
作用を受は室内側の空気を暖房した冷媒を、第６管路６
５を通して受液タンク２１内に循環することにより行な
われる。

以上のように構成された冷暖房装置においても、冷房時
には、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。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、第２管路に、第２
管路内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみを凝
縮器に導く気液分離装置を配置するとともに、この気液
分離装置を、受液タンクの上方に配置され、分断された
第２管路の一対の分断端部が上部のガス部に開口される
タンク本体と、このタンク本体の下部と受液タンクの上
部のガス部とを接続するドレン管路と、このドレン管路
に配置される制御弁と、タンク本体内の冷媒の液位を測
定する液面センサと、この液面センサからの液位信号を
入力し、この値に基づいて液位が予め定められた値にな
るように制御弁の開度を制御する制御手段とから構成し
たので、第２管路内のガス分と液分とを含んだ冷媒は、
蒸発器側の分断端部からタンク本体の上部に流出され、
軽いガス分のみが、凝縮器側の分断端部から凝縮器に導
かれ凝縮器において凝縮され、一方、タンク本体内に流
入した液分は、制御手段により制御弁を開とすることに
より、タンク本体の下部からドレン管路を通り、受液タ
ンクに導かれるため、凝縮器に供給される冷媒には、凝
縮の不要な熱交換効率を低下させる液状の冷媒が含まれ
ることがなく、凝縮器における凝縮効率を従来より大幅
に向上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図は本発明の冷房装置の一実施例を示す配管系統図
である。 第２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３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・・・蒸発器 ２５・・・凝縮器 ２９・・・第１管路 ３１・・・液ポンプ ３３・・・第２管路 ３５・・・第３管路 ３９・・・タンク本体 ４１．４３・・・分断端部 ４５・・・ドレン管路 ４７・・・制御弁 ４９・・・液面センサ ５０・・・制御装置。 第１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蒸発器と
   、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、前記受液タンクの出口側と前記蒸発器の一側とを接
   続し液ポンプの介装される第１管路と、前記蒸発器の他
   側と前記凝縮器の一側とを接続する第２管路と、前記凝
   縮器の他側と受液タンクの入口側とを接続する第３管路
   とを備えた冷房装置において、前記第２管路に、第２管
   路内のガス分と液分との分離を行ないガス分のみを凝縮
   器に導く気液分離装置を配置するとともに、この気液分
   離装置を、前記受液タンクの上方に配置され、分断され
   た前記第２管路の一対の分断端部が上部のガス部に開口
   されるタンク本体と、このタンク本体の下部と受液タン
   クの上部のガス部とを接続するドレン管路と、このドレ
   ン管路に配置される制御弁と、前記タンク本体内の冷媒
   の液位を測定する液面センサと、この液面センサからの
   液位信号を入力し、この値に基づいて液位が予め定めら
   れた値になるように前記制御弁の開度を制御する制御手
   段とから構成してなることを特徴とする冷房装置。
2. （２）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蒸発器と
   、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、前記受液タンクの出口側と前記蒸発器の一側とを接
   続し液ポンプの介装される第１管路と、前記蒸発器の他
   側と前記凝縮器の一側とを接続する第２管路と、前記凝
   縮器の他側と受液タンクの入口側とを接続する第３管路
   とを備えた冷房回路を有する冷暖房装置において、前記
   第２管路に、第２管路内のガス分と液分との分離を行な
   いガス分のみを凝縮器に導く気液分離装置を配置すると
   ともに、この気液分離装置を、前記受液タンクの上方に
   配置され、分断された前記第２管路の一対の分断端部が
   上部のガス部に開口されるタンク本体と、このタンク本
   体の下部と受液タンクの上部のガス部とを接続するドレ
   ン管路と、このドレン管路に配置される制御弁と、前記
   タンク本体内の冷媒の液位を測定する液面センサと、こ
   の液面センサからの液位信号を入力し、この値に基づい
   て液位が予め定められた値になるように前記制御弁の開
   度を制御する制御手段とから構成してなることを特徴と
   する冷暖房装置。