專利名稱：熱輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使用氣液相變化的制冷劑來輸送熱的熱輸送裝置，特
別是涉及適合在把二氧化碳(co2)作為制冷劑時(shí)的熱輸送裝置。
背景技術(shù)：
以往，公知有專利文獻(xiàn)1所公開的作為二次制冷劑式的空調(diào)機(jī)。專利
文獻(xiàn)l的空調(diào)機(jī)是以使用R-410A那樣的高壓制冷劑作為前提。如圖9所示， 該空調(diào)機(jī)包括 一次側(cè)回路lll,其具備把旁通閥107設(shè)置在構(gòu)成室外機(jī)的 減壓裝置104與四通閥102之間的旁通回路109和室外熱交換器103; 二次 側(cè)回路112，其把與一次側(cè)回路111的制冷劑之間進(jìn)行熱交換的制冷劑由回 路內(nèi)的泵108向室內(nèi)熱交換器105供給；板型熱交換器106，其導(dǎo)入一次側(cè) 回路111和二次側(cè)回路內(nèi)112的制冷劑并把二次側(cè)回路112內(nèi)的制冷劑溫度 變成希望的室內(nèi)溫度。該空調(diào)機(jī)具有能夠沿用耐壓強(qiáng)度小的已有的室內(nèi)機(jī) 和連接配管且符合環(huán)保規(guī)定的優(yōu)點(diǎn)。
但作為一個(gè)制冷劑的脫氟利昂對(duì)策而把C02作為動(dòng)作氣體(制冷劑) 來進(jìn)行使用尚在討論。作為制冷劑而使用C02的專利文獻(xiàn)1所公開的空調(diào) 機(jī)在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要的制冷劑量與制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要的制冷劑量有相當(dāng) 的不同。即供暖運(yùn)轉(zhuǎn)是在超臨界壓力下進(jìn)行，相反地制冷運(yùn)轉(zhuǎn)是在臨界壓 力以下進(jìn)行。因此，制冷劑的密度在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是高密度，相反地在制冷 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于存在有二相域和氣體域而成為低密度。作為一次試算，供暖運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)的密度是制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密度的2 3倍。因此，在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)設(shè)定成合 適的制冷劑量，則在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就產(chǎn)生剩余的制冷劑。
專利文獻(xiàn)1:特開2001-241800號(hào)公報(bào)(圖1 )
專利文獻(xiàn)2:特開平5-231730號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)1公開的空調(diào)機(jī)中不存在調(diào)制該制冷劑量的差的機(jī)構(gòu)而輸送 壓力有變遷，所以不能兼顧供暖運(yùn)轉(zhuǎn)和制冷運(yùn)轉(zhuǎn)。
專利文獻(xiàn)2公開了通過在制冷劑配管上設(shè)置制冷劑罐而調(diào)整制冷劑量的方法。但專利文獻(xiàn)2中為了使制冷劑進(jìn)行從制冷劑罐流出、流入則需要 加熱器、冷卻器，使熱輸送裝置的制造成本上升，而且在空調(diào)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需 要用于加熱、冷卻的電力成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這種技術(shù)課題而開發(fā)的，目的在于提供一種熱輸送裝置， 能夠不另外設(shè)置加熱器、冷卻器而在把C02作為制冷劑使用時(shí)調(diào)制供暖運(yùn)
轉(zhuǎn)時(shí)和制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑量的差。
達(dá)到以上目的的本發(fā)明熱輸送裝置包括伴隨氣液相變化的制冷劑與 冷熱源或溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換的熱源側(cè)熱交換器、接受在熱源側(cè)熱交換器進(jìn)
源側(cè)熱交換器或利用側(cè)熱交換器排出的輸送泵、連接熱源側(cè)熱交換器、輸
用側(cè)熱交換器流動(dòng)的第 一 流路、連接熱源側(cè)熱交換器與利用側(cè)熱交換器而 使從熱源側(cè)熱交換器流出的制冷劑向利用側(cè)熱交換器流動(dòng)，或是使從利用 側(cè)熱交換器流出的制冷劑向熱源側(cè)熱交換器流動(dòng)的第二流路、與第二流路 并列配置且一端與熱源側(cè)熱交換器的接近側(cè)連通而另 一端與利用側(cè)熱交換 器的接近側(cè)連通的第三流路、配置在第三流路上的制冷劑罐、 一端與輸送 泵和利用側(cè)熱交換器之間的第 一流路連通而另 一端與制冷劑罐連通的第四
流路o
該熱輸送裝置在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)構(gòu)成使從輸送泵排出的制冷劑順次通過 利用側(cè)熱交換器、制冷劑罐和熱源側(cè)熱交換器而返回輸送泵的熱輸送回路。 在該制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使從輸送泵排出的液狀制冷劑(液體制冷劑)的一部分經(jīng) 由第四流路而向制冷劑罐流入并儲(chǔ)存。所謂該制冷劑的一部分是指剩余部 分的制冷劑。使制冷劑的一部分向制冷劑罐流入，能夠利用輸送泵的排出 壓力來進(jìn)行。
在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)構(gòu)成使從輸送泵排出的制冷劑順次通過熱源側(cè)熱交換 器和利用側(cè)熱交換器而返回輸送泵的熱輸送回路。
在本發(fā)明的熱輸送裝置中，當(dāng)從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向供暖運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)則需要使 儲(chǔ)存在制冷劑罐的液體制冷劑返回到熱輸送回路。以確保供暖運(yùn)轉(zhuǎn)所需要 的制冷劑量。于是本發(fā)明的熱輸送裝置在從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向供暖運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，使在熱源側(cè)熱交換器吸熱的氣體狀制冷劑經(jīng)由第二流路和第三流路向制冷 劑罐流入。這樣來使制冷劑罐內(nèi)的壓力上升。其結(jié)果是能夠使制冷劑罐儲(chǔ) 存的液體制冷劑經(jīng)由第四流路向第 一流路流出。當(dāng)制冷劑罐儲(chǔ)存的制冷劑 返回到熱輸送回路后，本發(fā)明的熱輸送裝置就能夠開始供暖運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的熱輸送裝置中，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)把液體制冷劑儲(chǔ)存在制冷劑罐， 但有時(shí)需要假定過剩儲(chǔ)存。于是，本發(fā)明的熱輸送裝置在這種情況下優(yōu)選 設(shè)置使制冷劑罐儲(chǔ)存的液體制冷劑迅速返回到熱輸送回路的機(jī)構(gòu)。因此，
本發(fā)明設(shè)置第五流路使一端與制冷劑罐連通而另 一端與第三流路的熱源
側(cè)熱交換器接近側(cè)連通地點(diǎn)與熱源側(cè)熱交換器之間的第二流路連通。于是， 在制冷劑罐儲(chǔ)存的液體制冷劑超過規(guī)定量即過剩儲(chǔ)存液體制冷劑時(shí)，能夠 使液體制冷劑經(jīng)由第五流路返回到第二流路。
本發(fā)明的熱輸送裝置中，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)優(yōu)選把液體制冷劑向制冷 劑罐供給。以確保輸送泵的起動(dòng)性。但在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)還被假定不能把 液體制冷劑充分向輸送泵供給。于是，本發(fā)明設(shè)置能夠把制冷劑罐儲(chǔ)存的 液體制冷劑迅速向輸送泵供給的機(jī)構(gòu)。因此，本發(fā)明的熱輸送裝置設(shè)置第
六流路使一端與制冷劑罐連通而另 一端與熱源側(cè)熱交換器和輸送泵之間 的第一流路連通。于是，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)能夠使制冷劑罐儲(chǔ)存的液狀制 冷劑經(jīng)由第六流路返回到第 一流路。
本發(fā)明的熱輸送裝置中，第一流路優(yōu)選在第四流路連通的地點(diǎn)與利用 側(cè)熱交換器之間具備在比制冷劑罐上端高的位置形成有流路的區(qū)域。由此， 在制冷劑罐儲(chǔ)存的液體制冷劑向第四流路流出時(shí)能夠不是向利用側(cè)熱交換 器而是向輸送泵側(cè)流動(dòng)。為了確保輸送泵的起動(dòng)性而把液體制冷劑向輸送 泵近旁集中。
本發(fā)明的熱輸送裝置在制冷劑是二氧化碳(C02)的情況下特別有效。 在制冷劑是二氧化碳(C02)的情況下，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以臨界壓力以下來進(jìn) 行熱輸送，在供暖時(shí)以超臨界壓力進(jìn)行熱輸送，這是由于兩運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑 量的差大的緣故。
如以上所說明，根據(jù)本發(fā)明，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠使從輸送泵排出的制 冷劑的一部分流入制冷劑罐且進(jìn)行儲(chǔ)存。即，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使剩余部分的 制冷劑從熱輸送回路退避，能夠以合適的制冷劑量進(jìn)行制冷運(yùn)轉(zhuǎn)。在供暖 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使制冷劑罐儲(chǔ)存的制冷劑返回到熱輸送回路，能夠以合適的制冷劑量進(jìn)行供暖運(yùn)轉(zhuǎn)。而且不另外設(shè)置加熱器、冷卻器就能夠?qū)崿F(xiàn)使制冷劑的 一部分儲(chǔ)存在制冷劑罐和使制冷劑罐儲(chǔ)存的制冷劑向熱輸送回路返回。因 此，能夠抑制熱輸送裝置制造成本的上升，而且不需要在熱輸送裝置運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)用于加熱、冷卻的電力成本。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例熱輸送裝置的回路圖； 圖2是把本發(fā)明第一實(shí)施例熱輸送裝置的回路立體表示的圖； 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例熱輸送裝置的回路圖，是表示制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制 冷劑流動(dòng)的圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例熱輸送裝置的回路圖，是表示供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制 冷劑流動(dòng)的圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例熱輸送裝置的回路圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例熱輸送裝置的回路圖7是本發(fā)明第四實(shí)施例熱輸送裝置的回路圖8是^J巴本發(fā)明第四實(shí)施例熱輸送裝置的回路立體表示的圖9是現(xiàn)有空調(diào)機(jī)的回路圖。
符號(hào)說明
1液泵2熱源側(cè)熱交換器3制冷劑罐4利用側(cè)熱交換器 5第一電磁閥6第二電磁閥7第三電磁閥8第四電-茲閥 9第五電磁閥 10第六電磁閥 11彎管 20、 30、 40、 50熱輸送裝置 L1 L6配管
具體實(shí)施方式
〈第一實(shí)施例〉
以下根據(jù)附圖表示的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖l是表示本發(fā)明第一實(shí)施例熱輸送裝置20結(jié)構(gòu)的回路圖。圖2是把 表示熱輸送裝置20結(jié)構(gòu)的回路立體表示的圖。因此，利用圖2能夠把構(gòu)成 熱輸送裝置20的各元件的位置關(guān)系特定。
如圖1、圖2所示，熱輸送裝置20把輸送泵即液泵1、熱源側(cè)熱交換 器2、制冷劑罐3和利用側(cè)熱交換器4經(jīng)由配管L1 L4按該順序連結(jié)而構(gòu)成封閉回路。在該封閉回5^內(nèi)封入進(jìn)行氣液相變化的制冷劑，典型地是密
封入C02。該熱輸送裝置20在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以超臨界壓力來輸送制冷劑(C02, 以下單記作制冷劑)，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以臨界壓力以下來輸送制冷劑，在熱源 側(cè)熱交換器2和利用側(cè)熱交換器4進(jìn)行伴隨相變化的熱交換。熱輸送裝置 20的更詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下。
液泵1被配置在連接熱源側(cè)熱交換器2和利用側(cè)熱交換器4的配管LI (第一流路)上。
且配置有連接熱源側(cè)熱交換器2和利用側(cè)熱交換器4的配管L2 (第二 流路)。配管L2在地點(diǎn)C處有配管L31 (第三流路)分岔，且在地點(diǎn)D處 有配管L32 (第三流路)分岔。
配管L31使其一端把制冷劑罐3的上部(地點(diǎn)G)貫通而與制冷劑罐3 的內(nèi)部連通。在配管L31上設(shè)置第二電磁閥6。即，把熱源側(cè)熱交換器2 和制冷劑耀3經(jīng)由第二電磁閥6連接。
配管L32使其一端貫通制冷劑罐3的上部(地點(diǎn)H)且延伸設(shè)置到制 冷劑罐3的下部而與制冷劑罐3的內(nèi)部連通。在配管L32上且是地點(diǎn)D與 地點(diǎn)H之間設(shè)置第一電磁閥5。
在配管L2上且是地點(diǎn)C與地點(diǎn)D之間設(shè)置第四電;茲閥8。
配管Ll在位于液泵1與利用側(cè)熱交換器4之間的地點(diǎn)A有配管L4(第 四流路)分岔。該地點(diǎn)A在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就成為液泵1的排出側(cè)。配管L4的 另一端部在制冷劑罐3下端(地點(diǎn)E)與制冷劑罐3的內(nèi)部連通。在配管 L4上設(shè)置第三電磁閥7。使地點(diǎn)A位于在比制冷劑罐3下端的地點(diǎn)E更低 的位置。
在此，如前所述，在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)若把制冷劑量設(shè)定合適，則在制冷運(yùn) 轉(zhuǎn)制冷劑有剩余。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)把該剩余的制冷劑進(jìn)行儲(chǔ)存的制冷劑罐3 和按照需要的制冷劑量使制冷劑從制冷劑罐3出入的回路是本實(shí)施例的熱 輸送裝置20。以下分開成制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)來說明熱輸送裝置20的 動(dòng)作。制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的各個(gè)動(dòng)作由制冷劑(C02)的流動(dòng)方向和 第一電f茲閥5 第四電》茲閥8的開閉來控制。 〈制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)〉
圖3是熱輸送裝置20的回路圖，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)把成為熱輸送回路的配 管以粗線表示。以箭頭表示制冷劑流動(dòng)的方向。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，配管L32上設(shè)置的第一電磁閥5和配管L31上設(shè)置的 第二電磁閥6—直打開("ON")而容許制冷劑通過。且在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)配管 L2上設(shè)置的第四電磁閥8—直關(guān)閉("OFF")而阻止制冷劑通過。而且在 制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)配管L4上設(shè)置的第三電磁閥7如以下說明的那樣有時(shí)打開有時(shí) 關(guān)閉("ON/OFF")。把該第一電磁閥5 第四電；茲閥8的開閉狀態(tài)表示在 表1。
從液泵1排出的液體制冷劑通過配管Ll向利用側(cè)熱交換器4供給。該 液體制冷劑在利用側(cè)熱交換器4與熱源進(jìn)行熱交換而吸收熱，并作為氣體 制冷劑而從利用側(cè)熱交換器4向配管L2流出。由于第一電^茲閥5被打開而 該氣體制冷劑通過配管L32向制冷劑罐3流入。
在儲(chǔ)存在制冷劑罐3的氣液分離狀態(tài)的制冷劑中僅氣體制冷劑通過打 開了第二電,茲閥6的配管L31和配管L2向熱源側(cè)熱交換器2供給。向熱源 側(cè)熱交換器2供給的氣體制冷劑與冷熱源進(jìn)行熱交換而釋放熱，被凝縮液 化而返回液泵1。
在以上制冷劑的循環(huán)過程中，通過打開第三電》茲閥7而能夠使從液泵1 排出的液體制冷劑的一部分經(jīng)由配管L4向制冷劑罐3流入。即，在制冷運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)能夠使剩余的制冷劑從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的熱輸送回路退避并儲(chǔ)存在制 冷劑罐3。因此，通過減少熱輸送回路內(nèi)的制冷劑量而能夠得到合適的制冷 劑量。另一方面，當(dāng)關(guān)閉第三電磁閥7，則從利用側(cè)熱交換器4流出的氣體 制冷劑經(jīng)由配管L2、配管L32向制冷劑罐3供給。制冷劑罐3所儲(chǔ)存的剩 余液體制冷劑由于氣體制冷劑的供給而蒸發(fā)并作為氣體制冷劑向配管L31 流入。即，能夠使制冷劑罐3儲(chǔ)存的剩余液體制冷劑向熱輸送回路內(nèi)返回。
第三電^f茲閥7的開閉能夠按照熱輸送回路內(nèi)制冷劑的壓力進(jìn)行控制。 即，在制冷劑的壓力比預(yù)先設(shè)定的界限值高的情況下，為了使液體制冷劑 向制冷劑罐3流入而把第三電磁閥7打開。另一方面，在制冷劑的壓力比 預(yù)先設(shè)定的界限值低的情況下，把第三電磁閥7關(guān)閉。壓力的測(cè)定例如在 配管Ll上的地點(diǎn)A進(jìn)行便可。第三電磁閥7的開閉控制也能夠按照制冷劑 的溫度來進(jìn)行。即，在制冷劑的溫度比預(yù)先設(shè)定的界限值高的情況下，為 了使液體制冷劑向制冷劑罐3流入而把第三電磁閥7打開。另一方面，在 制冷劑的溫度比預(yù)先設(shè)定的界限值低的情況下則把第三電磁閥7關(guān)閉。溫 度的測(cè)定在熱源側(cè)熱交換器2中在制冷劑處于二相狀態(tài)的部位進(jìn)行便可。第三電磁閥7的開閉控制也可以按照壓力和溫度這兩者來進(jìn)行。 〈從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向供暖運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換〉
在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為剩余制冷劑而儲(chǔ)存在制冷劑罐3的液體制冷劑在供 暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有時(shí)需要返回到熱輸送回路內(nèi)。以確保在熱輸送回路內(nèi)有供暖運(yùn) 轉(zhuǎn)所需要的制冷劑量。
為了該轉(zhuǎn)換而如下控制第一電石茲閥5 第四電》茲閥8。即，把配管L32 上設(shè)置的第一電磁閥5和配管L31上設(shè)置的第二電磁閥6的至少一個(gè)打開 ("ON")。且把配管L4上設(shè)置的第三電i茲閥7和配管L2上設(shè)置的第四電 磁閥8也打開("ON，，)。把該第一電磁閥5-第四電磁閥8的開閉狀態(tài)表示 在表1。
通過把第一電》茲閥5 第四電磁閥8設(shè)定成以上的狀態(tài)，使在熱源側(cè)熱 交換器2吸收了熱的氣體制冷劑經(jīng)由配管L2 配管L31 (第二電磁閥6 )或 經(jīng)由配管L2 配管L32 (第四電i茲閥8、第一電》茲閥5 )而向制冷劑罐3流 入。由此而把制冷劑罐3儲(chǔ)存的液體制冷劑經(jīng)由配管L4向配管Ll擠壓出。 在把液體制冷劑從制冷劑罐3擠壓出后，關(guān)閉被打開的第一電磁閥5或第 二電石茲閥6而開始供暖運(yùn)轉(zhuǎn)。且這時(shí)關(guān)閉第三電,茲閥7。在液體制冷劑的擠 壓中所使用的氣體制冷劑被殘留在制冷劑罐3中。考慮殘留在制冷劑罐3 中的氣體制冷劑來設(shè)定熱輸送回路內(nèi)的制冷劑量。 〈供暖運(yùn)轉(zhuǎn)〉
圖4是熱輸送裝置20的回路圖，在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)把成為熱輸送回路的配 管以粗線表示。以箭頭表示制冷劑流動(dòng)的方向。
在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，配管L32上設(shè)置的第一電磁閥5、配管L31上設(shè)置的 第二電磁閥6和配管L4上設(shè)置的第三電磁閥7 —直關(guān)閉("OFF")而阻止 制冷劑通過。且在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)配管L2上設(shè)置的第四電^f茲閥8 —直打開 ("ON")而容許制冷劑通過。把該第一電磁閥5-第四電-茲岡8的開閉狀態(tài) 表示在表1。
從液泵1排出的制冷劑通過配管L1向熱源側(cè)熱交換器2供給，并與熱 源進(jìn)行熱交換而吸收熱。從熱源側(cè)熱交換器2流出的制冷劑通過配管L2向 利用側(cè)熱交換器4流入，通過與冷熱源進(jìn)行熱交換而釋放熱并返回液泵1。 在該循環(huán)過程中制冷劑不向制冷劑罐3流入。如上所述，本實(shí)施例的熱輸送裝置20在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠儲(chǔ)存剩余的制 冷劑。而且在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠使儲(chǔ)存的制冷劑返回到熱輸送回路。因此，
熱輸送裝置20在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)這兩者中能夠確保合適的制冷劑 量，所以能夠兼顧制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和供暖運(yùn)轉(zhuǎn)。而且熱輸送裝置20相對(duì)基本的熱 輸送回路通過付與配管和電磁閥就能夠兼顧制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和供暖運(yùn)轉(zhuǎn)，所以與 設(shè)置加熱器、冷卻器的情況相比而能夠抑制制造成本的上升，而且不產(chǎn)生 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用于加熱、冷卻的電力成本。
在以上說明的熱輸送裝置20中，通過第二電i茲閥6的制冷劑的流動(dòng)方 向僅是從地點(diǎn)G朝向地點(diǎn)C。因此，也可以代替第二電磁閥6而使用容許 制冷劑從地點(diǎn)G朝向地點(diǎn)C的方向通過而不容許相反的單向閥。同樣的情 況還有第四電石茲閥8,也可以代替第四電；茲閥8而使用容許制冷劑從地點(diǎn)C 朝向地點(diǎn)D的方向通過而不容許相反的單向閥。這時(shí)，由于能夠省略對(duì)于 電磁閥所需要的控制機(jī)構(gòu)，所以對(duì)于熱輸送裝置20的低成本化有好處。
在以上說明的熱輸送裝置20中，優(yōu)選把第三電磁閥7設(shè)定成能夠調(diào)整 制冷劑流量的電子膨脹閥。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于能夠調(diào)整向制冷劑罐3流入 的液體制冷劑的量，所以能夠穩(wěn)定進(jìn)行熱輸送回路內(nèi)的壓力控制。 〈第二實(shí)施例〉
以下參照?qǐng)D5說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖5表示第二實(shí)施例熱輸送裝置30的回路。如圖5所示，熱輸送裝置 30與第 一 實(shí)施例的熱輸送裝置20在附加配管L5和配管L5上設(shè)置的第五電 磁閥9的點(diǎn)有不同，其他的結(jié)構(gòu)則一致。于是，以下以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行 說明。在圖5中與第一實(shí)施例的熱輸送裝置20相同的結(jié)構(gòu)部分被付與相同 的符號(hào)。
配管L5使一端在地點(diǎn)B與配管L2連通。且配管L5使另一端與制冷 劑罐3的下端即地點(diǎn)F連接而與制冷劑罐3的內(nèi)部連通。配管L5設(shè)置有第 五電磁閥9。地點(diǎn)B位于在比制冷劑罐3的下端地點(diǎn)F更低的位置。
如前所述，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過打開第三電磁閥7而能夠使從液泵1排 出的液體制冷劑的一部分經(jīng)由配管L4向制冷劑罐3流入。這是為了在制冷 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠使剩余的制冷劑從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的熱輸送回路退避并儲(chǔ)存在 制冷劑罐3。這時(shí)如前所述，通過關(guān)閉第三電磁閥7而能夠使制冷劑罐3儲(chǔ) 存的液體制冷劑作為氣體制冷劑向熱輸送回路內(nèi)返回。但制冷劑罐3過多速應(yīng)對(duì)這種情況而設(shè)置了配管L5和第五電磁閥9。
在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從液泵1排出的液體制冷劑通過配管Ll向利用側(cè)熱交 換器4供給。該液體制冷劑在利用側(cè)熱交換器4與熱源進(jìn)行熱交換而吸收 熱，并作為氣體制冷劑而從利用側(cè)熱交換器4通過配管L2、配管L32向制 冷劑罐3流入。儲(chǔ)存在制冷劑罐3的氣液分離狀態(tài)的制冷劑中僅氣體制冷 劑通過配管L31和配管L2向熱源側(cè)熱交換器2供給。向熱源側(cè)熱交換器2 供給的氣體制冷劑與冷熱源進(jìn)行熱交換而釋放熱，被凝縮液化而返回液泵 1。在該過程中第五電磁閥9被關(guān)閉(OFF)。
通過打開第三電^f茲閥7 (ON),能夠使從液泵1排出的液體制冷劑的一 部分經(jīng)由配管L4向制冷劑罐3流入，但當(dāng)向制冷劑罐3的流入量過剩，則 熱輸送回路內(nèi)的制冷劑壓力降低。在制冷劑的壓力比預(yù)先設(shè)定的界限值低 的情況下，把第五電磁閥9打開。于是制冷劑罐3所儲(chǔ)存的液體制冷劑通 過配管L5向配管L2流入。該液體制冷劑與通過配管L31向配管L2流入的 氣體制冷劑一起以氣液二相混合狀態(tài)向熱源側(cè)熱交換器2供給。
如上所述，第二實(shí)施例的熱輸送裝置30通過打開第五電磁閥9而能夠 使制冷劑迅速返回到熱輸送回路內(nèi)，能夠使降低的壓力上升。
熱輸送裝置30中，優(yōu)選把第五電磁閥9設(shè)定成能夠調(diào)整制冷劑流量的 電子膨脹閥。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于能夠調(diào)整向制冷劑罐3流入的液體制冷劑 的量，所以能夠穩(wěn)定地進(jìn)行壓力控制。
把在熱輸送裝置30中的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向供暖運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)、 供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的第一電磁閥5 第五電磁閥9的開閉狀態(tài)匯總表示在表2。
〈第三實(shí)施例〉
以下參照?qǐng)D6說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖6表示第三實(shí)施例熱輸送裝置40的回路。如圖6所示，熱輸送裝置 40與第 一實(shí)施例的熱輸送裝置20在附加配管L6和配管L6上設(shè)置的第六電 磁閥10的點(diǎn)有不同，其他的結(jié)構(gòu)則一致。于是，以下以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行 說明。在圖6中與第一實(shí)施例的熱輸送裝置20相同的結(jié)構(gòu)部分被付與相同
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的付可。
配管L6使一端在地點(diǎn)I與配管Ll連通。該地點(diǎn)I在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)成為液泵1的吸入側(cè)。且配管L6使另一端與制冷劑罐3的下端即地點(diǎn)F連接而 與制冷劑罐3的內(nèi)部連通。配管L6設(shè)置有第六電磁閥10。地點(diǎn)I位于在比 制冷劑罐3的下端地點(diǎn)F更低的位置。
在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)，為了使液泵1迅速得到起動(dòng)性就需要向液泵1供 給液體制冷劑。但也有時(shí)在熱源側(cè)熱交換器2中不能使氣體制冷劑充分液 化。于是第三實(shí)施例的熱輸送裝置40為了在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)迅速向液泵1 供給液體制冷劑而設(shè)置了配管L6和第六電磁閥10。
在此，在制冷劑罐3儲(chǔ)存液體制冷劑的狀態(tài)下把熱輸送裝置40的運(yùn)轉(zhuǎn) 設(shè)定成停止。在該停止?fàn)顟B(tài)下把第六電i茲閥IO設(shè)定成被關(guān)閉(OFF)。在從 該狀態(tài)使制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，把第六電磁閥10打開(ON)。于是由于地點(diǎn)I處于 比地點(diǎn)F低的位置而制冷劑罐3儲(chǔ)存的液體制冷劑經(jīng)由配管L6而向液泵1 的吸入側(cè)供給。因此，確保液泵l可靠起動(dòng)。之后，把第六電磁閥10關(guān)閉 (OFF )。
第六電磁閥10的開閉控制是任意的。例如也可以在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)僅 把第六電磁閥IO按預(yù)定的時(shí)間打開。也可以在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)把第六電磁 閥IO打開并監(jiān)視液泵1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果來關(guān)閉第六電磁閥10。
只要把第六電磁閥IO設(shè)定成電子膨脹閥，就能夠調(diào)整向液泵l的吸入
側(cè)供給的液體制冷劑的流量，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行壓力控制。
把在熱輸送裝置40中的制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、從制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向供暖運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)、 供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的第一電磁閥5-第四電磁閥8和第六電磁閥10的開閉狀態(tài)匯總 表示在表3。
〈第四實(shí)施例〉
以下參照?qǐng)D7、圖8說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。
圖7是表示本發(fā)明第四實(shí)施例熱輸送裝置50結(jié)構(gòu)的回路圖。圖8是把 表示熱輸送裝置50結(jié)構(gòu)的回路立體表示的圖。因此，通過圖8能夠特定構(gòu) 成熱輸送裝置50的各元件的位置關(guān)系。
如圖7、圖8所示，熱輸送裝置50與第二實(shí)施例的熱輸送裝置30在附 加彎管ll的點(diǎn)有不同，其他的結(jié)構(gòu)則一致。于是，以下以不同點(diǎn)為中心進(jìn) 行說明。在圖7、圖8中與第二實(shí)施例的熱輸送裝置30相同的結(jié)構(gòu)部分被 付與相同的符號(hào)。熱輸送裝置50在配管L1上的地點(diǎn)A與地點(diǎn)J之間設(shè)置彎管11。該彎 管11構(gòu)成配管Ll的一部分，具備如圖7、圖8所示那樣的倒U字狀的流 路。彎管11的頂部被設(shè)置在比制冷劑罐3的上端(地點(diǎn)G、 H)高的位置。 即，配管Ll具備在比制冷劑罐3上端高的位置形成有流路的區(qū)域。
在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了使液泵1進(jìn)行合適的起動(dòng)而優(yōu)選在其周邊存在液 體制冷劑。為此，在運(yùn)轉(zhuǎn)停止后優(yōu)選阻止存留在液泵1前后的液體制冷劑 向利用側(cè)熱交換器4流出。于是通過設(shè)置彎管11而在運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)防止存留 在液泵1前后的液體制冷劑向利用側(cè)熱交換器4流出，在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠 把液體制冷劑保持在液泵1的周邊。這時(shí)，為了阻止液體制冷劑向配管L4 流出而優(yōu)選預(yù)先關(guān)閉第三電磁閥7。
以上個(gè)別地說明了第一實(shí)施例 第四實(shí)施例，但本發(fā)明當(dāng)然能夠把各實(shí) 施例的特點(diǎn)部分組合實(shí)施。
權(quán)利要求
1、一種熱輸送裝置，其特征在于，包括伴隨氣液相變化的制冷劑與冷熱源或溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換的熱源側(cè)熱交換器、接受在所述熱源側(cè)熱交換器進(jìn)行了熱交換的所述制冷劑并利用冷熱或溫?zé)岬睦脗?cè)熱交換器、把所述制冷劑向所述熱源側(cè)熱交換器或所述利用側(cè)熱交換器排出的輸送泵、連接所述熱源側(cè)熱交換器、所述輸送泵和所述利用側(cè)熱交換器，而使從所述輸送泵排出的所述制冷劑向所述熱源側(cè)熱交換器或所述利用側(cè)熱交換器流動(dòng)的第一流路、連接所述熱源側(cè)熱交換器與所述利用側(cè)熱交換器，而使從所述熱源側(cè)熱交換器流出的所述制冷劑向所述利用側(cè)熱交換器流動(dòng)，或是使從所述利用側(cè)熱交換器流出的所述制冷劑向所述熱源側(cè)熱交換器流動(dòng)的第二流路、與所述第二流路并列配置且一端與所述熱源側(cè)熱交換器的接近側(cè)連通，而另一端與所述利用側(cè)熱交換器的接近側(cè)連通的第三流路、配置在所述第三流路上的制冷劑罐、一端與所述輸送泵和所述利用側(cè)熱交換器之間的所述第一流路連通，而另一端與所述制冷劑罐連通的第四流路，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使從所述輸送泵排出的所述制冷劑順次通過所述利用側(cè)熱交換器、所述制冷劑罐和所述熱源側(cè)熱交換器而返回所述輸送泵，且使從所述輸送泵排出的液狀的所述制冷劑的一部分經(jīng)由所述第四流路而向所述制冷劑罐儲(chǔ)存，在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使從所述輸送泵排出的所述制冷劑順次通過所述熱源側(cè)熱交換器和所述利用側(cè)熱交換器而返回所述輸送泵。
2、如權(quán)利要求1所述的熱輸送裝置，其特征在于，在從所述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)向所述供暖運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，使在所述熱源側(cè)熱交換器吸熱的氣體狀的所述制冷劑經(jīng)由所述第二流 路和所述第三流路向所述制冷劑罐流入，使所述制冷劑罐儲(chǔ)存的液體狀態(tài)的所述制冷劑經(jīng)由所述第四流路向所述第一流路流出，然后開始所述供暖運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、 如權(quán)利要求1所述的熱輸送裝置，其特征在于，具備有第五流路使一端與所述制冷劑罐連通，且使另一端與所述第 三流路的所述熱源側(cè)熱交換器接近側(cè)連通的地點(diǎn)與所述熱源側(cè)熱交換器之 間的所述第二流路連通，在所述制冷劑罐儲(chǔ)存的液狀的所述制冷劑超過規(guī)定量時(shí)，使液狀的所 述制冷劑經(jīng)由所述第五流路向所述第二流路流出。
4、 如權(quán)利要求1所述的熱輸送裝置，其特征在于， 具備有第六流路使一端與所述制冷劑罐連通，且使另一端與所述熱源側(cè)熱交換器和所述輸送泵之間的所述第一流路連通，在所述制冷運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)，使所述制冷劑罐儲(chǔ)存的液狀的所述制冷劑經(jīng) 由所述第六流路向所述第 一流路流出。
5、 如權(quán)利要求1所述的熱輸送裝置，其特征在于，所述第 一 流路在所述第四流路連通的地點(diǎn)與所述利用側(cè)熱交換器之間 具備在比所述制冷劑罐的上端高的位置形成流路的區(qū)域。
6、 如權(quán)利要求1所述的熱輸送裝置，其特征在于， 所述制冷劑是二氧化碳(C02 )。
全文摘要
一種熱輸送裝置，能夠不另外設(shè)置加熱器、冷卻器，而在把CO₂作為制冷劑使用時(shí)，調(diào)制供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的制冷劑量的差。具備與第二流路(L2)并列設(shè)置的第三流路(L31、L32)、設(shè)置在第三流路(L31、L32)上的制冷劑罐(3)、一端與第一流路(L1)連通而另一端與制冷劑罐連通的第四流路(L4)。該熱輸送裝置(20)在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使從液泵(1)排出的制冷劑順次通過利用側(cè)熱交換器(4)、制冷劑罐(3)和熱源側(cè)熱交換器(2)而返回液泵(1)，且使從液泵排出的液體制冷劑的一部分經(jīng)由第四流路(L4)被制冷劑罐儲(chǔ)存。在供暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使從液泵排出的制冷劑順次通過熱源側(cè)熱交換器和利用側(cè)熱交換器而返回液泵。
文檔編號(hào)F25B1/00GK101542217SQ20088000054
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者上藤陽一, 伊藤隆英, 前野政司, 千賀匡悟 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社