CN1162730A

CN1162730A - 引擎驱动式热泵装置

Info

Publication number: CN1162730A
Application number: CN 97102075
Authority: CN
Inventors: 金泽训
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1997-10-22

Abstract

本发明目的是使排气中的水蒸汽不会冻结。由下述部分串连构成冷却回路：用于冷却流体与外界气体进行热交换的散热器3；用于冷却流体与引擎2排出的排气进行热交换的排气热交换器4；用于驱动制冷系统中压缩机1的引擎2。冷却流体在其回路中循环流动。设置旁通管8和旁通管流量调节装置V2，旁通管8连接散热器3的入口侧和出口侧，使冷却流体能绕过散热器3，而旁通管流量调节装置V2根据冷却水的温度调节流过旁通管8的冷却流体流量。

Description

引擎驱动式热泵装置

本发明涉及一种由燃气引擎驱动压缩机压缩制冷剂的引擎驱动式热泵装置，特别是有关一种在引擎冷却回路中设有排气热交换器的引擎驱动式热泵装置。

作为这种技术，众所周知有例如图4所示的引擎驱动式热泵装置的冷却回路。图中，1是压缩机，该压缩机设在热泵制冷剂回路(图中未画出)中，用于压缩制冷剂；2是以燃气等作为燃料而驱动压缩机1的引擎；3是散热器，该散热器与热泵制冷剂回路中未画出的室外热交换器并设，用于进行冷却水(冷却流体)和外界气体的热交换；4是排气热交换器，用于进行引擎2驱动时排出的废气和冷却水的热交换。其中引擎2、散热器3及排气热交换器4由冷却水管5串成封闭系统。

在排气热交换器4的入口侧接泵P1；引擎2的出口侧及进口侧与旁通管7相连，旁通管7上设泵P2。利用泵P1和泵P2使冷却水在冷却回路内回流。

在引擎2与散机器3之间的冷却水管5a上，设置三通的装有乙醚的热球阀(例如蜡球阀)V1作为温度自动切换阀，该热球阀V1的另一接口通过旁通管6与排气热交换器4和引擎2之间的冷却水管5d连接。

当从引擎2流入的冷却水温度在规定温度，例如60℃以下时，热球阀V1将引擎2至散热器3之间的流路完全切断，而完全打开旁通管6至散热器3之间的流路。当从引擎2流入的冷却水温度比60℃高出一定值，例如70℃以上时，热球阀V1则将引擎2至散热器3之间的流路完全打开，而切断旁通管6至散热器3之间的流路。当从引擎2流入的冷却水温度在60～70℃之间时，热球阀V1按温度高出的程度按比例打开引擎2至散热器3的流路，而按比例关闭旁通管6至散热器3的流路。

因此，在上述构造的引擎驱动式热泵装置中，当冷却该引擎2流出的冷却水温度低时，冷却水则不在散热器3处对外界气体散热，而经旁通管7流回再对引擎2进行冷却，当温度高时，则由在散热器3处散热后的冷却水对引擎2进行有效的冷却。

另外，从排气管2A排出的达600℃的引擎2的废气，在排气热交换器中被冷却水(通常在散热器3处对外界气体散热后的冷却水)有效地冷却。

但是，在上述传统的引擎驱动式热泵装置中，当外界气体温度很低而通过排气热交换器的冷却水不经过引擎内部却在散热器处散热后流至排气热交换器时，会使排气的温度过低，排气中所含的水蒸汽会在排气管的出口处冻结，所以，在寒冷的地区，有必要解决这样的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种引擎驱动式热泵装置，该装置冷却回路包括用以下部分串连构成：用于冷却流体与外界气体进行热交换的散热器；用于冷却流体与引擎排出的排气进行热交换的排气热交换器；用于驱动制冷回路中压缩机的引擎。该装置具有使冷却流体在其中循环流动的冷却回路。该装置设有旁通管和旁通管流量调节装置。该旁通管连接散热器的入口侧和出口侧，使冷却流体能绕过散热器。而旁通管流量调节装置可根据冷却水温度调节流过上述旁通管的冷却流体的流量。

上述旁通管流量调节装置可根据冷却流体温度的较低程度，增加流过旁通管的上述冷却流体的流量。

另外，当冷却流体的温度在第1温度以下时，上述旁通管流量调节装置进行调节使全部冷却水经旁通管流过；当处于比第1温度高的第2温度以上时，使全部冷却水经散热器流过；当处于第1温度和第2温度之间时，使冷却水从旁通管及散热器流过。

上述旁通管流量调节装置可采用根据冷却流体温度而改变开启度的温度自动切换阀。

图1是第1实施例的说明图。

图2是第2实施例的说明图。

图3是第3实施例的说明图。

图4是传统技术的说明图。

下面，参照图1～图3对本发明的引擎驱动式热泵装置的实施例进行说明。并且，这些图中与图4中相同功能的部分使用同样的符号。

参照图1对第1实施例进行说明。在图1中所示的引擎驱动式热泵装置的冷却回路中，在散热器3入口侧的冷却水管5a上，再设一个三通的热球阀(サ-モバルブ)V2(例如蜡球阀)作为温度自动切换阀，该热球阀V2的另一接口通过旁通管8与散热器3出口侧的冷却水管5b连接。

该热球阀V2的工作机能如下：当来自热球阀V1侧的冷却水的温度在规定温度，例如60℃以下时，所有冷却水都流向旁通管8侧；当温度高于70℃时，所有冷却水都流向散热器3侧；当温度在60℃～70℃之间时，则根据温度的超过程度增加流过散热器3的流量比例，或减少流过散热器3的流量比例。

另外，引擎2至热球阀V2之间的冷却水管5a最好向上倾斜，以利于经过引擎2内而升温后的冷却水利用对流效应向热球阀V1·V2的方向流动。当冷却水管5a为水平配置时，为了利于传热，冷却水管5a和旁通管7的分支点最好设置于靠近热球阀V1·V2。当然，冷却水管5a向上倾斜的情况也应如此。

在上述构造的引擎驱动式热泵装置中，由于当通过热球阀V2的冷却水温度高时，冷却水流过散热器3放热而使温度下降的冷却水流入排气热交换器4，当温度低时，冷却水则绕过散热器3而使温度不降低的冷却水流入排气热交换器4，因此，通过排气管2A排出的引擎2的排气在排气热交换器4中不会被过度冷却，所以，即使在寒冷地区等环境，排气中所会的水蒸汽也不会在排气管2A的出口处冻结。

并且，当冷却引擎2后的冷却水温度低时，也因为由泵P1循环的冷却水经排气热交换器4循环继续冷却，所以即使在温度达600℃的排气流入而加热至高温的排气入口侧，也不会有冷却水沸腾的不良情况。

参照图2对第2实施例进行说明。图2中所示引擎驱动式热泵装置的冷却回路由泵1、排气热交换器4、引擎2、热球阀V2及散热器3串连构成，散热器3的出口和热球阀V2用旁通管8连接。

在这种结构的冷却回路中，同样，当通过热球阀V2的冷却水温度高时，冷却水流过散热器3放热，温度下降后的冷却水流入排气热交换器4；当温度低时，则绕过散热器3流过旁通管8，温度没有降低的冷却水流入排气热交换器4。因此，通过排气管2A排出的引擎2的排气在排气热交换器4中不会被过度冷却。

所以，即使在寒冷地区，排气中所含的水蒸汽在排气管2A出口处也不会冻结，而由泵P1循环的冷却水经排气热交换器4继续循环冷却，所以在高温的排气入口侧，冷却水也不会出现沸腾的不良情况。

参照图3对第3实施例进行说明。该冷却回路的构造是在图2所示第2实施例的冷却回路中增设了制冷剂用换热管10和电动三通切换阀V3。其中，制冷剂用换热管10上设有供冷却水与制冷剂进行热交换的制冷剂热交换器9。该冷却回路利用电动三通切换阀V3的切换，使经过散热器3放热后的冷却水流过制冷剂热交换器9，或者绕过制冷剂热交换器9直接流入排气热交换器4。

制冷剂热交换器9可以作成如制冷剂走管内侧，冷却水走外侧的双层套管。制冷剂热交换器9的制冷剂通路与热泵的制冷剂回路11相连，使被压缩机1压缩循环流动的制冷剂流过。另外，12是与压缩机1吸入侧连接的储液器，13为四通切换阀。四通切换阀13连接压缩机1出口侧，并与室外热交换器和室内热交换器串连(图中都未画出)而构成热泵的制冷剂回路11。

14是控制器，它根据检测外界气体温度的温度传感器S1、检测图中未画出的室内热交换器温度的温度传感器S2以及检测压缩机1吸入的制冷剂压力的压力传感器S3所测出的信号，进行电动三通切换阀的切换控制。

无论是在制冷或制暖的情况下，运转开始时，控制器14都将电动三通切换阀V3置于使流出散热器3的冷却水全部绕过制冷剂用换热管10而流入排气热交换器4的位置。

另外，在进行制暖的过程中，当温度传感器S1测出的外界气温低于规定温度、如2℃时，控制器14则切换电动三通切换阀V3，使流出散热器3的冷却水全部流入制冷剂用换热管10而通过制冷剂热交换器9。电动三通切换阀V3这样切换后，当压力传感器S3测出的压力上升到规定压力，如250KPa以上时，控制器1 4则切换电动三通切换阀V3，使流出散热器3的冷却水全部绕过制冷剂热交换器9而直接流入排气热交换器4。

在进行制冷的过程中，当温度传感器S2测出的室内热交换器(图中未画出)的温度低于规定温度、如2℃时，控制器14则切换电动三通切换阀V3，使流出散热器3的冷却水全部流入制冷剂用换热管10而通过制冷剂热交换器9。电动三通切换阀V3这样切换后，当室内热交换器的温度高于规定温度，如3℃时，控制器14则切换电动三通切换阀V3，使流出散热器3的冷却水全部绕过制冷剂热交换9而直接流入排气热交换器4。

在上述结构的引擎驱动式热泵装置中，同样，当通过热球阀V2的冷却水温度高时，冷却水在散热器3中散热降温后流入排气热交换器4，当温度低时，冷却水则绕过散热器3，不使温度下降而流入排气热交换器4，所以，通过排气管2A排出的引擎2的排气在排气热交换器4中不会被过度冷却。

因此，即使在寒冷地区，废气中所含的水蒸汽也不会在排气管2A的出口处冻结，因为由泵P1循环的冷却水经排气热交换器4循环继续冷却，所以即使在高温的排气入口侧，也不会发生冷却水沸腾的不良情况。

另外，因为设置了由控制器14按上述方法控制动作的电动三通切换阀V3，所以，可将冷却水送入制冷剂热交换器9与制冷剂进行热交换，而使低压侧的制冷剂压力上升，可以提高气温明显下降时的制暖能力。并且，在气温很低的情况下进行制冷时(多为装有OA机器的室内等地方有此必要)，可防止室内热交换器冻结，所以，可降低能运行的下限外界温度。

根据以上说明，采用本发明的引擎驱动式热泵装置，当冷却水温度高时，可使冷却水在散热器中放热降温后流入排气热交换器，而当冷却水温度低时，可使冷却水绕过散热器，在没有降温的情况下流入排气热交换器，所以，通过排气管排出的引擎的排气在排气热交换器中不会被过度冷却。

因此，即使在寒冷地区，废气中所含的水蒸汽在出口处也不会冻结，而且因为冷却水在冷却排气热交换器循环继续冷却，所以即使在高温的排气入口侧，也不会发生冷却水沸腾的不良情况。

Claims

1.一种引擎驱动式热泵装置，该装置的冷却回路包括下述部分串连构成：用于冷却流体与外界气体进行热交换的散热器；用于冷却流体与引擎排出的排气进行热交换的排气热交换器；用于驱动制冷回路中压缩机的引擎，冷却流体在其中循环流动，

其特征在于：该装置设有旁通管和旁通管流量调节装置，该旁通管连接散热器的入口侧和出口侧，使冷却流体能绕过散热器，而旁通管流量调节装置可根据冷却水温度调节流过上述旁通管的冷却流体的流量。

2.如权利要求1所述的引擎驱动式热泵装置，其特征在于：上述旁通管流量调节装置可根据冷却流体温度的较低程度，增加流过旁通管的上述冷却流体的流量。

3.如权利要求2所述的引擎驱动式热泵装置，其特征在于：上述旁通管流量调节装置如下述调整流量，当冷却流体的温度在第1温度以下时，调节使全部冷却水经旁通管流过；当处于比第1温度高的第2温度以上时，使全部冷却水经散热器流过；当处于第1温度和第2温度之间时，使冷却水从旁通管和散热器流过。

4.如权利要求3所述的引擎驱动式热泵装置，其特征在于：上述旁通管流量调节装置是根据冷却流体温度而改变开启度的温度自动切换阀。