JPH0539963A

JPH0539963A - 冷暖房装置

Info

Publication number: JPH0539963A
Application number: JP3194119A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Suzuki; 三男鈴木; Koichi Kodera; 弘一小寺
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1993-02-19
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JP3348402B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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し、配管系の冷
媒量を従来より大幅に低減することができるとともに、
暖房時には、液ポンプの作動を停止することを目的とす
る。【構成】気液相変化する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、冷媒と外部からの冷温熱源
とを熱交換させる凝縮器兼蒸発器と、この凝縮器兼蒸発
器の一側と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、室用蒸発器兼凝縮器の他側
と凝縮器兼蒸発器の他側とを接続する第２管路と、第１
管路の液ポンプをバイパスして配置され開閉弁を有する
バイパス管路とから構成し、凝縮器兼蒸発器の上方位置
に室用蒸発器兼凝縮器を配置するとともに、凝縮器兼蒸
発器の下方位置に液ポンプを配置する。

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。

【０００２】

【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。

【０００３】図４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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】

【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、受液タンク１１を配置して
いるため、配管系に比較的多量の冷媒が必要になり、ま
た、冷媒量が多いために冷媒が配管系から室内に漏れた
時に、室内が酸欠状態になる虞れがあるという問題があ
った。

【０００７】また、受液タンク１１を配置しているた
め、配管系の構成要素が増大し、装置が複雑になるとい
う問題があった。さらに、冷房時および暖房時ともに、
液ポンプ１７を常時作動し、冷媒を強制循環する必要が
あり、液ポンプ１７の作動に多大な電気エネルギが必要
になるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記のような問題を解決したも
ので、配管系の冷媒量を従来より大幅に低減することが
できるとともに、暖房時には、液ポンプの作動を停止す
ることができる冷暖房装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかわる冷暖房
装置は、気液相変化する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温熱
源とを熱交換させる凝縮器兼蒸発器と、この凝縮器兼蒸
発器の一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
縮器の他側と前記凝縮器兼蒸発器の他側とを接続する第
２管路と、前記第１管路の液ポンプをバイパスして配置
され開閉弁を有するバイパス管路とを備え、前記凝縮器
兼蒸発器の上方位置に前記室用蒸発器兼凝縮器を配置す
るとともに、前記凝縮器兼蒸発器の下方位置に前記液ポ
ンプを配置してなるものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、冷房時には、バイパス管路
の開閉弁が閉とされるとともに、液ポンプが作動され、
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け室内側の空気を冷房し、第２管路
を通って凝縮器兼蒸発器に流入し、ここで凝縮作用を受
け、配管系を循環する。

【００１１】そして、この場合、凝縮器兼蒸発器の下方
位置に液ポンプが配置されているため、液ポンプの有効
吸込ヘッドが十分に確保される。一方、暖房時には、バ
イパス管路の開閉弁が開とされるとともに、液ポンプが
停止され、冷媒は、室用蒸発器兼凝縮器より凝縮器兼蒸
発器が下方に配置されているため、バイパス管路を通り
凝縮器兼蒸発器に自然循環状態で流入し、ここで蒸発作
用を受け、第２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け室内側の空気を暖房し、配管
系を自然循環する。

【００１２】

【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。図１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。

【００１３】符号２３は、冷媒と外部からの冷熱源また
は温熱源とを熱交換させる凝縮器兼蒸発器を示してお
り、この凝縮器兼蒸発器２３には、外部から冷水等の冷
熱源または温水等の温熱源を供給するための冷，温熱源
供給配管２５が挿通されている。

【００１４】凝縮器兼蒸発器２３の一側と室用蒸発器兼
凝縮器２１の一側とを接続して第１管路２７が形成され
ており、この第１管路２７には、液ポンプ２９が配置さ
れている。

【００１５】また、室用蒸発器兼凝縮器２１の他側と凝
縮器兼蒸発器２３の他側とを接続して第２管路３１が形
成されている。さらに、第１管路２７の液ポンプ２９を
バイパスしてバイパス管路３３が配置されており、この
バイパス管路３３には、開閉弁３５が配置されている。

【００１６】そして、この実施例では、室用蒸発器兼凝
縮器２１が、凝縮器兼蒸発器２３より、高さＨｃだけ上
方に配置されている。また、液ポンプ２９が、凝縮器兼
蒸発器２３より、高さＨｓだけ下方に配置されている。

【００１７】以上のように構成された冷暖房装置では、
冷房時には、図２に示すように、バイパス管路３３の開
閉弁３５が閉とされ、凝縮器兼蒸発器２３の冷，温熱源
供給配管２５には、例えば、冷水からなる冷源が供給さ
れ、液ポンプ２９が作動される。

【００１８】そして、冷媒は、第１管路２７を通り室用
蒸発器兼凝縮器２１に流入し、ここで蒸発作用を受け室
内側の空気を冷房し、第２管路３１を通って凝縮器兼蒸
発器２３に流入し、ここで凝縮作用を受け、配管系を循
環する。

【００１９】一方、暖房時には、図３に示すように、バ
イパス管路３３の開閉弁３５が開とされ、凝縮器兼蒸発
器２３の冷，温熱源供給配管２５には、例えば、温水か
らなる温源が供給され、液ポンプ２９が停止される。

【００２０】そして、冷媒は、室用蒸発器兼凝縮器２１
より凝縮器兼蒸発器２３が下方に配置されているため、
バイパス管路３３を通り凝縮器兼蒸発器２３に流入し、
ここで蒸発作用を受けガス化され、第２管路３１を通っ
て室用蒸発器兼凝縮器２１に流入し、ここで凝縮作用を
受け室内側の空気を暖房し、この後、自重によりバイパ
ス管路３３を通って配管系内を自然循環する。

【００２１】しかして、以上のように構成された冷暖房
装置では、装置を、気液相変化する冷媒と室内空気とを
熱交換させる室用蒸発器兼凝縮器２１と、冷媒と外部か
らの冷温熱源とを熱交換させる凝縮器兼蒸発器２３と、
この凝縮器兼蒸発器２３の一側と室用蒸発器兼凝縮器２
１の一側とを接続し液ポンプ２９の介装される第１管路
２７と、室用蒸発器兼凝縮器２１の他側と凝縮器兼蒸発
器２３の他側とを接続する第２管路３１と、第１管路２
７の液ポンプ２９をバイパスして配置され開閉弁３５を
有するバイパス管路３３とから構成し、凝縮器兼蒸発器
２３の上方位置に室用蒸発器兼凝縮器２１を配置し、凝
縮器兼蒸発器２３の下方位置に液ポンプ２９を配置した
ので、配管系の冷媒量を従来より大幅に低減することが
できるとともに、暖房時には、液ポンプ２９の作動を停
止することができる。

【００２２】すなわち、上述した冷暖房装置では、受液
タンクが不要となるため、配管系に必要な冷媒量を従来
より大幅に低減することができる。そして、冷媒量が少
なくなるため、冷媒が配管系から漏れた時に、室内が酸
欠状態になる虞れを解消することができる。

【００２３】また、受液タンクが不要となるため、配管
系の構成要素が減少し、装置が非常に簡易なものにな
る。さらに、上述した冷暖房装置では、凝縮器兼蒸発器
２３の上方位置に室用蒸発器兼凝縮器２１を配置したの
で、暖房時には、冷媒が自然循環されるため、暖房時に
は、液ポンプ２９を作動する必要がなくなり液ポンプ２
９の作動に必要な電気エネルギを低減することができ
る。

【００２４】そして、暖房時には、冷媒が自然循環され
るため、暖房時に、凝縮器兼蒸発器２３に冷媒が過剰供
給されることがなくなり、未蒸発の冷媒が凝縮器兼蒸発
器２３のガス管に流入する虞れがなくなる。

【００２５】また、冷房時には、液ポンプ２９が作動さ
れるが、凝縮器兼蒸発器２３の下方位置に液ポンプ２９
が配置されているため、液ポンプ２９の有効吸込ヘッド
（ＮＰＳＨ）が十分に確保され、液ポンプ２９にキャビ
テーションが発生する虞れを確実に防止することが可能
となる。

【００２６】そして、液ポンプ２９にギアポンプ等の必
要有効吸込ヘッドの小さいポンプを使用することによ
り、必要高さＨｓを小さくすることが可能になる。ま
た、第１管路２７の凝縮器兼蒸発器２３と液ポンプ２９
との間の配管径を大きくすることにより、この間での冷
媒に対する抵抗が減少し、必要高さＨｓを小さくするこ
とが可能になる。

【００２７】さらに、凝縮器兼蒸発器２３に、プレート
型熱交換器等の内容積の小さい熱交換器を使用すること
により、配管系への冷媒の充填量をより低減することが
可能となる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、配
管系の冷媒量を従来より大幅に低減することができると
ともに、暖房時には、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】

【図１】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。

【図２】図１の冷暖房装置の冷房時の状態を示す配管系
統図である。

【図３】図１の冷暖房装置の暖房時の状態を示す配管系
統図である。

【図４】従来の冷暖房装置を示す配管系統図である。

【符号の説明】

２１室用蒸発器兼凝縮器２３凝縮器兼蒸発器２７第１管路２９液ポンプ３１第２管路３３バイパス管路３５開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気液相変化する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
冷温熱源とを熱交換させる凝縮器兼蒸発器と、この凝縮
器兼蒸発器の一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凝縮器兼蒸発器の他側とを接続
する第２管路と、前記第１管路の液ポンプをバイパスし
て配置され開閉弁を有するバイパス管路とを備え、前記
凝縮器兼蒸発器の上方位置に前記室用蒸発器兼凝縮器を
配置するとともに、前記凝縮器兼蒸発器の下方位置に前
記液ポンプを配置してなることを特徴とする冷暖房装
置。