(57)【要約】【課題】自然循環型（沸騰循環型）の冷房システムにおいて液冷媒の量を削減できるシステムを提供する。【解決手段】室外に設置される室外熱交換ユニット５１であって、室内に設置される室内熱交換ユニット４１との間で配管システム６０を介して冷媒が自然循環される室外熱交換ユニット５１と、室外熱交換ユニット５１から液冷媒を断続的に出力する冷媒供給ユニット７０とを有する室外ユニット５０を提供する。冷媒供給ユニット７０は、液冷媒の高さが所定のレベルに達すると液冷媒を流すサイフォン管７２を含む。【選択図】図１
2014031992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外に設置される室外熱交換ユニットであって、室内に設置される室内熱交換ユニットとの間で配管システムを介して冷媒が自然循環される室外熱交換ユニットと、
前記室外熱交換ユニットから液冷媒を断続的に出力する冷媒供給ユニットとを有する室外ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記冷媒供給ユニットは、液冷媒の高さが所定のレベルに達すると液冷媒を流すサイフォン管を含む、室外ユニット。
【請求項３】
請求項２において、前記冷媒供給ユニットは、前記サイフォン管により出力される液冷媒を一時的に蓄積するリザーバを含む、室外ユニット。
【請求項４】
請求項３において、前記冷媒供給ユニットは、前記リザーバと前記室外熱交換ユニットのガス冷媒側とを接続する均圧管を含む、室外ユニット。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかにおいて、前記冷媒供給ユニットは、前記サイフォン管の下流に接続された液冷媒の供給管と前記室外熱交換ユニットのガス冷媒側とを接続する均圧管を含む、室外ユニット。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかにおいて、前記冷媒供給ユニットは、前記室外熱交換ユニットのガス冷媒側と前記サイフォン管とを接続するサイフォンブレーク配管を含む、室外ユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の室外ユニットと、
前記室内熱交換ユニットを含む室内ユニットと、
前記室外熱交換ユニットおよび前記室内熱交換ユニットの間を冷媒が自然循環するように接続する前記配管システムとを有する冷房システム。
【請求項８】
請求項７において、前記室内熱交換ユニットから前記冷媒供給ユニットへのガス冷媒の流れを防止する逆流防止ユニットを、さらに有する冷房システム。
【請求項９】
請求項７または８に記載の冷房システムと、
前記冷房システムの前記室内熱交換ユニットにより冷却された空気をさらに冷却させて供給する主空調システムとを有するハイブリッド空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内に設置される室内熱交換ユニットと、室外に設置される室外熱交換ユニットとの間で冷媒を自然循環させて室内を冷房する自然循環型（沸騰循環型）の冷房システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、できるだけ自然循環が停止しないようにして強制循環する時間を短くすることができると共に、自然循環から強制循環への切り換えをスムーズに行って安定運転を行うことができる冷却システムが記載されている。この冷却システムは、蒸発器と凝縮器との間に冷媒の自然循環機構と強制循環機構とを切り替え可能に備えた電子機器の冷却システムであって、蒸発器から凝縮器へのガス配管と、凝縮器から蒸発器への液配管と、液配管の途中に設けたバイパス配管と、バイパス配管に設けたポンプと、液配管のバイパス対応部分に設けた逆止弁と、液配管の上流側に該液配管に連通して設けられたタンクと、排熱空気を蒸発器で冷却した後の排気温度を測定する温度センサと、温度センサの測定温度が自然循環を停止する設定温度よりも高くなったらポンプを駆動し、低くなったらポンプを停止するコントローラとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９０５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
室内（屋内）に設置される室内熱交換ユニットと、主に室外、特に屋外に設置される室外熱交換ユニットとの間で冷媒を自然循環させて室内を冷房する、圧縮機を含まない自然循環型（沸騰循環型）の冷房システムが知られている。この自然循環型の冷房システムは、室内より室外が低温のときに省電力で室内を冷却することができるというメリットがある。その一方、室内熱交換ユニットと、室外熱交換ユニットとの間で冷媒を循環させる必要があるため、室外熱交換ユニットを室内熱交換ユニットに対して高い位置に設置する必要がある。したがって、室内熱交換ユニットと室外熱交換ユニットとの高度差が大きくなったり、距離が離れてしまう可能性があり、室内熱交換ユニットと室外熱交換ユニットとを接続する配管、特に、液冷媒を供給する（戻す）配管（液冷媒供給管）を満たすための冷媒量が増加する傾向がある。また、液冷媒で満たされる供給管が長くなると室内熱交換ユニットと室外熱交換ユニットとの間のヘッド差が大きくなり、室内熱交換ユニットの冷却能力が低下する要因になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、室外に設置される室外熱交換ユニットであって、室内に設置される室内熱交換ユニットとの間で配管システムを介して冷媒が自然循環される室外熱交換ユニットと、室外熱交換ユニットから液冷媒を断続的に出力する冷媒供給ユニットとを有する室外ユニットである。この室外ユニットにおいては、液冷媒を断続的または間欠的に出力し、室外熱交換ユニットから液冷媒を室内熱交換ユニットに供給する配管（戻り冷媒管、液冷媒管）が液冷媒に満たされなくても室外熱交換ユニットに液面を形成し、室外熱交換ユニットと室内熱交換ユニットとの間で冷媒が自然循環する条件を形成する。したがって、戻り冷媒管を液冷媒で満たす必要がなくなり、室内熱交換ユニットと室外熱交換ユニットとの高度差や距離が大きい場合であっても、冷房システムに必要とされる冷媒量を削減できる。
【０００６】
さらに、戻り冷媒管を液冷媒で満たす必要がないので、室内熱交換ユニットと室外熱交換ユニットとの高度差が大きい場合であっても、室内熱交換ユニットの器内圧を下げることができ、室内熱交換ユニットと室外熱交換ユニットとの器内圧差が小さく、温度差が少ない状態で冷媒を自然循環できる。したがって、外気との温度差がより少ない状態で自然循環を用いて室内を冷房可能なシステムを提供できる。
【０００７】
液冷媒を断続的に出力する１つの簡易な構成はサイフォンを用いることである。すなわち、冷媒供給ユニットは、液冷媒の高さが所定のレベルに達すると液冷媒を流すサイフォン管を含むことが望ましい。冷媒供給ユニットは、さらに、サイフォン管により出力される液冷媒を一時的に蓄積するリザーバを含むことが望ましい。液冷媒を室外熱交換ユニットに蓄積することも可能であるが、室外熱交換ユニットの熱交換性能が低下したり、変動する要因となる。
【０００８】
冷媒供給ユニットは、リザーバと室外熱交換ユニットのガス冷媒側とを接続する均圧管を含むことが望ましい。また、冷媒供給ユニットは、サイフォン管の下流に接続された液冷媒の供給管と室外熱交換ユニットのガス冷媒側とを接続する均圧管を含むことが望ましい。サイフォン管を介して、断続的に液冷媒を供給管にスムーズに放出できる。
【０００９】
冷媒供給ユニットは、室外熱交換ユニットのガス冷媒側とサイフォン管とを接続するサイフォンブレーク配管を含むことも有効である。室外熱交換ユニット側に適当な液冷媒が残った状態でサイフォンブレークして液冷媒の排出を止めることで冷媒ガスが戻り冷媒管を逆流することを抑制できる。サイフォン管を液冷媒が流れることによる圧力低下により冷媒を沸騰させてサイフォンブレークするようにしてもよい。
【００１０】
本発明の他の態様は、上記の室外ユニットと、室内熱交換ユニットを含む室内ユニットと、室外熱交換ユニットおよび室内熱交換ユニットの間を冷媒が自然循環するように接続する配管システムとを有する冷房システムである。冷房システムは、室内熱交換ユニットから冷媒供給ユニットへのガス冷媒の流れを防止する逆流防止ユニットをさらに有することが望ましい。逆流防止ユニットの例は、Ｕ字管などを用いた水封（トラップ）構造または逆止弁である。
【００１１】
本発明の他の態様の１つは、上記の冷房システムと、冷房システムの室内熱交換ユニットにより冷却された空気をさらに冷却させて供給する主空調システムとを有するハイブリッド空調システムである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる冷房システムを含むハイブリッド空調システムの概要を示す図。
【図２】冷房システムの構成を抜き出して示す図。
【図３】冷房システムの異なる例を示す図。
【図４】室外ユニットの異なる例を示す図。
【図５】室外ユニットのさらに異なる例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。図１は、データセンターにおける空調システムの一例を示している。この空調システム（ハイブリッド空調システム）１０は、床上２ａと床下２ｂとの二重構造を持つフリーアクセス床２の床下２ｂの空間を用い、冷風（冷気）９を床上２ａに配置された複数のサーバー５に供給し、サーバー５および室内（屋内）１を冷房する。ハイブリッド空調システム１０は、床置形の主空調システム２０と、室内１の天井３の近傍に室内ユニット４０が配置された冷房システム（補助空調システム）３０とを有する。
【００１４】
主空調システム２０は、床置形の屋内（室内）ユニット２１と、屋外ユニット２６とを含む。屋内ユニット２１は、冷却用のチューブを含むエバポレータ２２と、ヒーター２３と、室内ファン（屋内ファン）２４とを含む。屋外ユニット２６は、コンプレッサ（圧縮機）２７と、屋外ファン２８と、凝縮用のチューブを含むコンデンサ２９とを含む。主空調システム２０においては、コンプレッサ２７で圧縮した冷媒をコンデンサ２９で外気温度を利用して冷やし、屋内ユニット２１のエバポレータ２２において冷媒を減圧および蒸発させることにより冷風９を生成する。
【００１５】
この空調システム１０において冷房システム３０は補助的に動作する。冷房システム３０が動作しているときは、まず、冷房システム３０の室内ユニット４０が室内１の空気７を冷却する。冷房システム３０により冷却された空気８は、主空調システム２０の屋内ユニット２１によりさらに冷却され、生成された冷気９が床下２ｂを介して室内１のサーバー５を冷却する。外気の温度が低く、冷房システム３０の冷房能力が室内１の熱負荷に対して十分な場合は、冷房システム３０が主な冷房システムとなることも可能である。
【００１６】
図２に、冷房システム３０を抜き出して示している。冷房システム３０は、室内（屋内）に設置される室内ユニット（屋内ユニット、室内機）４０と、室外（屋外）に設置される室外ユニット（屋外ユニット、室外機）５０と、室内ユニット４０および室外ユニット５０を接続する配管システム６０とを有する。
【００１７】
室内ユニット４０は、室内１に垂直（鉛直）に、または斜めに設置される室内熱交換ユニット４１を含む。室内熱交換ユニット４１は、複数の室内チューブ４２（図１および２では１本のみ図示）と、液化した冷媒が供給される供給ヘッダ４３と、気化した冷媒が集められる排出ヘッダ４４とを含む。なお、本例の室内ユニット４０は、ファン（室内ファン）は含まないが、室内ファンを含んでいてもよい。
【００１８】
室内ユニット４０においては、複数の室内チューブ４２が供給ヘッダ（下部ヘッダ）４３と排出ヘッダ（上部ヘッダ）４４とを接続している。排出ヘッダ４４は供給ヘッダ４３よりも上方の天井３に近くなるように配置されている。したがって、室内チューブ４２において気化した冷媒は、比重差により供給ヘッダ４３から排出ヘッダ４４に集められ、室外ユニット５０に向けて供給される。
【００１９】
室外ユニット５０は、室外（典型的には屋外）１００の、室内ユニット４０よりも高い位置に設置される。室外ユニット５０は、室内ユニット４０の室内熱交換ユニット４１よりも高い位置に設置される室外熱交換ユニット５１を含む。室外熱交換ユニット５１は、複数の室外チューブ５２と、気化冷媒が供給される供給ヘッダ（上部ヘッダ）５３と、液冷媒を排出する排出ヘッダ（下部ヘッダ）５４とを含む。供給ヘッダ５３は排出ヘッダ５４よりも上に位置するように配置され、室外チューブ５２が供給ヘッダ５３と排出ヘッダ５４とを繋ぐ（連通する）ように、鉛直方向に、または斜めに配置される。したがって、室外チューブ５２で液化した冷媒は自重により排出ヘッダ５４に集められ、配管システム６０を介して室内熱交換ユニット４１に供給される。
【００２０】
室外ユニット５０は、さらに、室外チューブ５２に対して外気１１０を強制的に供給する室外ファン５５と、室外ファン５５を駆動するファンモーター５６と、リザーバ（アキュムレータ）７１を備えた冷媒供給ユニット７０とを含む。冷媒供給ユニット７０については、以下でさらに説明する。
【００２１】
室内チューブ４２および室外チューブ５２の典型的なものは、アルミニウム管または銅管であり、フィン付きであってもフィンがなくてもよい。フィンを用いる場合には、例えば、コルゲートタイプ、プレートタイプ、スパインタイプなどのものを用いることができる。冷媒は、作動条件とする室温で気化し、外気温で液化するものであればよい。冷媒としては、たとえば、ＨＦＣ１３４ａ（化学式ＣＨ２ＦＣＦ３）を挙げることができる。
【００２２】
冷房システム３０は、室内熱交換ユニット４１と室外熱交換ユニット５１との間で冷媒を自然循環させる配管システム６０を有する。自然循環型（沸騰循環型）の冷房システム３０の配管システム６０は、室内熱交換ユニット４１と室外熱交換ユニット５１とをコンプレッサ（圧縮機）を介さずに連通させるものである。配管システム６０は、液冷媒６５を室外熱交換ユニット５１から室内熱交換ユニット４１に供給する第１の供給管（冷媒戻り管、液冷媒供給管）６１と、気化冷媒６６を室内熱交換ユニット４１から室外熱交換ユニット５１に供給する第２の供給管（冷媒供給管、ガス冷媒供給管）６２とを含む。冷媒戻り管６１は、室外熱交換ユニット５１の排出ヘッダ５４と室内熱交換ユニット４１の供給ヘッダ４３と連通する配管であり、冷媒供給管６２は、室内熱交換ユニット４１の排出ヘッダ４４と室外熱交換ユニット５１の供給ヘッダ５３とを連通する配管である。
【００２３】
室外ユニット５０に含まれる冷媒供給ユニット７０は、室外熱交換ユニット５１の排出ヘッダ５４に連結管７４を介して連通し、室外熱交換ユニット５１の下方に配置されたリザーバ７１と、冷媒戻り管６１と連通し、リザーバ７１の内部に配置されたサイフォン管７２とを含む。冷媒供給ユニット７０は、さらに、リザーバ７１を室外熱交換ユニット５１の供給ヘッダ５３と接続し、リザーバ７１の器内圧を室外熱交換ユニット５１の器内圧と均等に保つ均圧管７３を含む。リザーバ７１は液冷媒７９を蓄積するタンクであり、内部に逆Ｕ字型のサイフォン管７２を含む。リザーバ７１には、サイフォン管７２の下端７２ａが最下面（最下レベル）７９ａとなり、サイフォン管７２の上端７２ｂが最上面（最上レベル）７９ｂとなるように液冷媒７９が蓄積される。
【００２４】
冷媒供給ユニット７０においては、室外熱交換ユニット５１から排出された液冷媒７９がリザーバ７１に蓄積され、最上レベル７９ｂに達すると、サイフォン管７２が液冷媒７９により充填される。したがって、サイフォン現象により、サイフォン管７２を介してリザーバ７１から液冷媒７９が冷媒戻り管６１に流入し、冷媒戻り管６１を介して液冷媒７９が室内熱交換ユニット４１に供給される。
【００２５】
リザーバ７１の液冷媒７９が冷媒戻り管６１に流入することにより、リザーバ７１に蓄積された液冷媒７９の量が減少し、最下レベル７９ａに達すると、サイフォン管７２の下端７２ａが露出するのでサイフォン現象はブレークする。したがって、冷媒戻り管６１への液冷媒７９の流入は停止する。
【００２６】
室外熱交換ユニット５１においては、外気１１０との熱交換により冷媒供給管６２を介して供給されたガス冷媒が凝集して液冷媒７９が生成される。リザーバ７１の器内圧は均圧管７３により室外熱交換ユニット５１の器内圧とほぼ均等に保たれており、リザーバ７１は室外熱交換ユニット５１の排出ヘッダ５４より下側に設置されている。このため、室外熱交換ユニット５１において生成された液冷媒７９は連結管７４を介してリザーバ７１に流入する。したがって、リザーバ７１の内部の液冷媒７９の量は再び上昇し、最上レベル７９ｂに達すると、再びサイフォン現象により液冷媒７９は冷媒戻り管６１に流入する。
【００２７】
このように、冷媒供給ユニット７０は、サイフォン現象を用いて、断続的あるいは間欠的に液冷媒７９を、冷媒戻り管６１を介して室内熱交換ユニット４１に供給する。したがって、冷媒戻り管６１は液冷媒７９により満たされず、この冷房システム３０を稼働するために必要な液冷媒７９を削減することができる。たとえば、冷房システム３０を稼働するために必要な液冷媒７９の量を、室内熱交換ユニット４１およびリザーバ７１を満たす量あるいは、それに若干に追加した程度の量に限定することができ、冷媒戻り管６１を満たすための液冷媒７９を削減できる。また、リザーバ７１の容量、具体的には、最下レベル７９ａと最上レベル７９ｂとの間で蓄積できる液冷媒７９の量により、間欠的に室内熱交換ユニット４１に供給する液冷媒の量を制御できる。
【００２８】
また、冷房システム３０においては、リザーバ７１に液冷媒７９が蓄積され、サイフォンがブレークした直後にサイフォン管７２の下端７２ａは液冷媒７９により封止される。したがって、冷媒戻り管６１を介してガス冷媒が逆流することを防止できる。
【００２９】
このため、この冷房システム３０においては、冷媒戻り管６１に液冷媒７９を満たす必要はなく、冷媒戻り管６１をほぼガス管化して、室外熱交換ユニット５１と室内熱交換ユニット４１との間で冷媒を自然循環させ、室内を外気により冷房できる。したがって、室外熱交換ユニット５１と室内熱交換ユニット４１との高度差が大きい場合や、高度差がなくても距離が離れている場合で、配管システム６０が長くなる場合であっても、室外熱交換ユニット５１と室内熱交換ユニット４１との間で冷媒を自然循環させるための冷媒量を大幅に削減できる。
【００３０】
冷房システム３０を施工後、稼働させる前に、通常は、少なくとも冷媒戻り管６１を液体状態で満たすのに十分な冷媒を充填する必要がある。本例の冷房システム３０においては冷媒戻り管６１を液冷媒で満たす必要がないので、室外ユニット５０および／または室内ユニット４０に予め封入されている液冷媒で冷房システム３０を施工できる。自然循環タイプの冷房システムにおいては、室内ユニット４０と室外ユニット５０との高低差が２ｍ以上になり、室内ユニット４０と室外ユニット５０との距離が１０ｍ以上になる場合も多い。従来、室内外のユニットの間に、この程度の高度差および距離があると、配管を充填する冷媒が不足し、充填用の冷媒タンクと冷媒充填用の装置を施工現場に持ち込む必要があった。本例の冷房システム３０においては、冷媒充填用の機器の持ち込みと、冷媒充填に要する手間とを省くことができ、冷房システムの施工に要するコストを低減できる。
【００３１】
また、冷媒戻り管６１を液冷媒で満たす代わりに、ほぼガス管化できる。このため、室外熱交換ユニット５１と室内熱交換ユニット４１との間のヘッド差を削減でき、室外熱交換ユニット５１の器内圧と室内熱交換ユニット４１の器内圧との差を縮小できる。したがって、室外熱交換ユニット５１と室内熱交換ユニット４１との間で冷媒を循環するための温度差を小さくできる。このため、外気温と室内温度との差が小さい場合であっても、外気１１０により室内を冷房できる冷房システム３０を提供できる。
【００３２】
図３に、冷房システム３０の異なる例を示している。この冷房システム３０は、室内ユニット４０と、室外ユニット５０と、室内ユニット４０および室外ユニット５０を接続する配管システム６０とを有する。室外ユニット５０は、冷媒戻り管（液冷媒供給管）６１と連通するリザーバ７１と、その内部に配置されたサイフォン管７２と、リザーバ７１を室外熱交換ユニット５１の供給ヘッダ５３へ接続する均圧管７３とを含む。均圧管７３は圧力調整と逆流防止用のキャピラリ管７３ａを含む。
【００３３】
さらに、室外ユニット５０は、冷媒戻り管６１と室外熱交換ユニット５１の供給ヘッダ５３または室外熱交換ユニット５１のガス側とを接続する均圧管６３を含む。この均圧管６３も、圧力調整と逆流防止用のキャピラリ管６３ａを含む。冷媒戻り管６１は、リザーバ７１との接続部分であってファンネル状に拡張した接続部分６１ａを備えていてもよく、均圧管６３は接続部分６１ａに接続されていることが望ましい。これらの均圧管７３および６３により、サイフォン管７２の下流側の圧力（背圧）を室外熱交換ユニット５１のガス側の圧力と同じまたは連動してほぼ一定に保持することができる。したがって、サイフォン管（サイフォン機構）７２の前後の圧力を一定に保持でき、サイフォン管７２を所定の条件で確実に動作させることができる。また、サイフォン管７２を介して液冷媒が供給されないというような事態の発生を未然に防止できる。
【００３４】
また、この冷房システム３０の室内ユニット４０は、供給ヘッダ４３からガス冷媒が冷媒戻り管に逆流しないように逆流防止ユニット４５を含む。この例では、逆流防止ユニット４５は室内熱交換ユニット４１の器内圧に対抗できる差圧を確保できるＵ字管４５ａと、強制的に逆流を防止する逆止弁４５ｂとを含む。逆流防止ユニット４５は、Ｕ字管４５ａまたは逆止弁４５ｂのいずれか一方であってもよい。この冷房システム３０においては、冷媒戻り管６１は液冷媒で満たされない。したがって、運転条件等によってガス冷媒が冷媒戻り管６１の側に逆流する可能性がゼロではなく、液冷媒の流れを阻害する可能性がある。室内ユニット４０に逆流防止ユニット４５を設けることにより、冷媒戻り管６１を通ってガス冷媒が逆流することを未然に防止できる。
【００３５】
図４に、室外ユニットの異なる例を示している。この室外ユニット５０ａは、室外熱交換ユニット５１と、冷媒供給ユニット７０とを含む。冷媒供給ユニット７０は、排出ヘッダ５４と冷媒戻り管６１とを接続するサイフォン管７２を含む。サイフォン管７２は、排出ヘッダ５４から上方へいったん立ち上がって冷媒戻り管６１と連結する逆Ｕ字型の配管である。したがって、この冷媒供給ユニット７０においては、室外熱交換ユニット５１で生成された液冷媒７９は室外チューブ５２に溜まり、室外チューブ５２の液冷媒７９のレベルがサイフォン管７２の上端７２ｂの高さ（最上レベル）７９ｂに達すると、サイフォン現象により液冷媒７９が冷媒戻り管６１に流入する。
【００３６】
液冷媒７９が冷媒戻り管６１に流入して室外チューブ５２内の液冷媒７９のレベルがサイフォン管７２の下端７２ａの高さ（最下レベル）７９ａに達すると、サイフォン現象がブレークされて冷媒戻り管６１への液冷媒７９の流入が止まる。したがって、この室外ユニット５０ａにおいても、室外熱交換ユニット５１から冷媒戻り管６１へ液冷媒７９が断続的に供給される。室外熱交換ユニット５１の室外チューブ５２に液冷媒７９が蓄積されるため、室外熱交換ユニット５１の熱交換能力は時間的に変動する。しかしながら、サイフォン現象により室外チューブ５２に蓄積された液冷媒７９は最下レベル７９ａまでいったん排出されるので、室外熱交換ユニット５１の熱交換能力が連続して低下することはない。
【００３７】
図５に、室外ユニットの異なる例を示している。この室外ユニット５０ｂも、室外熱交換ユニット５１と、冷媒供給ユニット７０とを含む。冷媒供給ユニット７０は、上記と同様のサイフォン管７２に加え、サイフォン管７２の上端７２ｂと室外熱交換ユニット５１の供給ヘッダ５３または供給ヘッダ５３に流入する冷媒供給管６２とを連通するサイフォンブレーク配管７７と、サイフォンブレーク配管７７の連通をオンオフするソレノイドバルブ（制御弁）７８と、ソレノイドバルブ７８を制御する制御ユニット７６とを含む。
【００３８】
この冷媒供給ユニット７０においては、ソレノイドバルブ７８を閉じた状態で、室外熱交換ユニット５１で生成された液冷媒７９は室外チューブ５２に溜まり、室外チューブ５２の液冷媒７９のレベルがサイフォン管７２の上端７２ｂの高さ（最上レベル）７９ｂに達すると、サイフォン現象により液冷媒７９が冷媒戻り管６１に流入する。
【００３９】
液冷媒７９が冷媒戻り管６１に流入して所定の時間が経過すると、制御ユニット７６はソレノイドバルブ７８をオープンする。これにより、サイフォン管７２のサイフォン現象はブレークして、室外チューブ５２内の液冷媒７９のレベルがサイフォン管７２の下端７２ａの高さ（最下レベル）７９ａに達するまえの段階７９ｃで冷媒戻り管６１への液冷媒７９の流入が止まる。したがって、この室外ユニット５０ｂにおいても、室外熱交換ユニット５１から冷媒戻り管６１へ液冷媒７９が断続的に供給される。また、ソレノイドバルブ７８によりサイフォン管７２の内部に液冷媒７９が残った状態でサイフォン現象をブレークできるので、冷媒戻り管６１をガス冷媒が逆流することを未然に防止できる。
【００４０】
制御ユニット７６は、タイマーでソレノイドバルブ７８を制御してもよく、サイフォン管７２などにおける冷媒のレベルを監視してソレノイドバルブ７８を制御してもよい。また、ソレノイドバルブ７８によりサイフォン管７２の圧力を制御する代わりに、オリフィスなどの抵抗体をサイフォン管７２に設け、サイフォン管７２を冷媒が流れることにより減圧させて気化させ、サイフォン現象が適当なタイミングで自動的にブレークするようにしてもよい。
【００４１】
以上では、サイフォン現象を用いて、室外熱交換ユニット５１から液冷媒７９を冷媒戻り管６１に断続的または間欠的に排出する例を説明しているが、ソレノイドバルブなどにより強制的に冷媒戻り管６１を開閉して断続的に液冷媒７９を冷媒戻り管６１に排出することも可能である。たとえば、室外熱交換ユニット５１の排出ヘッダ５４の下流にリザーバを設けて、リザーバ内の液冷媒のレベル制御をソレノイドバルブで行うことも可能である。サイフォン管７２を用いたシステムは、サイフォン管７２の高さやリザーバ７１の容量などの簡易な構成で間欠的に戻す量を制御できる点で好適である。また、上記において説明した冷媒供給ユニット７０においては、液冷媒７９が急激に配管６１に流入しないように、リザーバ７１の出口側にオリフィスやキャピラリーチューブのような圧力損失の高い配管部材を取り付けてもよい。
【００４２】
また、上記においては、データセンターに設置される冷房システムを例に説明しているが、冷房の対象となる負荷はサーバーなどの情報機器に限定されない。例えば、クリーンルームの冷房など、窓を開けて風を取り込むことが難しい条件の冷房にも、本発明の冷房システムおよびハイブリッド空調システムを好適に用いることができる。
【００４３】
さらに、上記では、床置形の冷房システムとの組み合わせを例に、本発明の冷房システムを説明しているが、異なるタイプの冷房システムと組み合わせたり、単独で使用したりしてもよい。本発明の冷房システムは、単独のほか、既存の冷房システムを組み合わせて利用するなど、上記以外の様々な方法で冷房する条件または環境に合わせて使用できる。
【符号の説明】
【００４４】
３０  冷房システム（補助空調システム）
４０  室内ユニット、  ４１  室内熱交換ユニット（屋内熱交換ユニット）
５０  室外ユニット、  ５１  室外熱交換ユニット（屋外熱交換ユニット）
６０  配管システム
７０  冷媒供給ユニット、  ７１  リザーバ、  ７２  サイフォン管
【図１】
2014031992.tif 000003
【図２】
2014031992.tif 000004
【図３】
2014031992.tif 000005
【図４】
2014031992.tif 000006
【図５】
2014031992.tif 000007