CN1840991A - 水冷式发动机热泵 - Google Patents

水冷式发动机热泵 Download PDF

Info

Publication number
CN1840991A
CN1840991A CNA2006100598928A CN200610059892A CN1840991A CN 1840991 A CN1840991 A CN 1840991A CN A2006100598928 A CNA2006100598928 A CN A2006100598928A CN 200610059892 A CN200610059892 A CN 200610059892A CN 1840991 A CN1840991 A CN 1840991A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
mentioned
low temperature
cooling
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006100598928A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100434836C (zh
Inventor
山本道彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Publication of CN1840991A publication Critical patent/CN1840991A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100434836C publication Critical patent/CN100434836C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2327/00—Refrigeration system using an engine for driving a compressor
    • F25B2327/001—Refrigeration system using an engine for driving a compressor of the internal combustion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2501—Bypass valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种能够快速起动低温供暖的水冷式发动机热泵。此水冷式发动机热泵具有发动机(3)、其冷却水回路(1)、压缩机(3)、冷冻剂回路(4)、将冷却水的热传向冷冻剂的废热回收器(64)、和在冷却水的温度比特定值低的低温运行状态下停止向废热回收器(64)传送冷却水的停止机构(61)，冷却水回路(1)具有绕过停止机构(61)向废热回收器(64)传送冷却水的分流回路(15)。由于设有分流回路(15)，故即使在冷却水温度很低时冷却水的热也会被交付给冷冻剂，冷冻剂低压难以降低从而不会出现冷冻剂低压回避，能够提高发动机转速，增加燃料消耗量，增加从冷却水传向冷冻剂的热量，并增大供暖能力。因此能很好实现供暖设备低温时的起动。

Description

水冷式发动机热泵
技术领域
本发明涉及一种作为空调机等的室外机使用的水冷式发动机热泵。
背景技术
通过水冷式发动机对压缩机进行驱动的水冷式发动机热泵具有能够在供暖运行时利用发动机的废热来加热冷冻剂的优点。然而，如果从冷却水过多地给予冷冻剂热，冷却水就会变成过度低温，发动机经常变成过冷却状态。其结果是，会产生发动机的耐久性降低、不稳定的燃烧状态、损失马力增加等问题。作为针对此问题的解决方案，已知有以下文献。
专利文献1：JP第2519409号专利公报
在此文献中，在发动机冷却水温度比特定值低的低温运行状态下，设置使废热回收器中的热交换停止的恒温器。
在此过去的废热回收装置中，在发动机冷却水温度比特定值低时，发动机的废热没有被利用。因此从发动机起动开始的一段时间里冷却水温度无法达到特定值，故存在不利用冷却水的热而起动低温供暖需要耗费时间的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，其目的在于提供从发动机起动时利用冷却水持有的热、能够快速起动低温供暖的水冷式发动机热泵。
本发明的水冷式发动机热泵具有水冷式的发动机、由该发动机驱动的用于压缩冷冻剂的压缩机、冷冻剂用热交换机、和用于向冷冻剂传递该发动机的热的废热回收装置，上述废热回收装置具有用于冷却上述发动机的冷却水回路、循环由该压缩机压缩的冷冻剂的冷冻剂回路、连接在该冷却水回路及该冷冻剂回路上并将该冷却水的热传向该冷冻剂的废热回收器、和在该冷却水回路中循环的冷却水的温度比特定值低的低温运行状态下停止向该废热回收器传送冷却水的停止机构，其特征在于上述冷却水回路具有绕过上述停止机构向上述废热回收器传送冷却水的分流回路。
由于在本发明的水冷式发动机热泵中设有分流回路，故在起动发动机实现供暖设备的起动时，即使在冷却水温度很低时、冷却水的热也会被交付给冷冻剂。因此，能够防止冷冻剂低压(压缩机吸入侧的冷冻剂压力)降低。在冷冻剂低压过度降低时如果以高转速旋转压缩机系统就会出现低压异常停止。为了避免此状况必需以低转速旋转压缩机，因此变为以最低转速旋转发动机。在此冷冻剂低压已过度降低时的工作称为冷冻剂低压回避。假如变成冷冻剂低压回避的状态，就会由于以最低转速旋转发动机导致冷却水温度的升高变慢。在本发明中，如上所述，由于能够防止冷冻剂低压降低，故不会出现冷冻剂低压回避，能够提高发动机转速。如果提高发动机转速就会增加燃料消费量、并快速提高冷却水的温度。如果提高冷却水的温度就会增加从冷却水传向冷冻剂的热量、并增大供暖能力。因此能很好实现供暖设备低温时的起动。
本发明的水冷式发动机热泵具有水冷式的发动机、由此发动机驱动的用于压缩冷冻剂的压缩机、冷冻剂用热交换机、和用于向冷冻剂传递此发动机的热的废热回收装置。
水冷式的发动机使用水冷式的内燃机，具体为水冷式的柴油发动机、水冷式的汽油发动机、水冷式的燃气发动机等。在冷冻剂的气压比特定值低时对此内燃机进行将转速抑制成较低的控制。水冷式发动机不光冷却发动机的气缸体，亦可为冷却将废气的热收进冷却水的废气热交换器及/或对多管冷却装置进行冷却的装置。
由于用于压缩冷冻剂的压缩机相当于热泵的心脏部，故通过对冷冻剂进行绝热压缩来增大冷冻剂的气压同时令冷冻剂的温度升高。冷冻剂用热交换机是向需供暖的房间传递冷冻剂的热的装置。在供暖时已由压缩机绝热压缩成高温的冷冻剂的热散发到进行供暖的房间内的空气中或对房间的空气等进行供暖的水等中。
废热回收器是向冷冻剂传递水冷式内燃机的冷却水的热的装置。利用此废热回收器，向冷冻剂传递冷却水的热，并降低冷却水的温度。相反地获取热的冷冻剂的温度则升高。
另外，冷冻剂用热交换机亦可作为用于特定的房间等的供暖或供暖和制冷的室内用热交换器使用。
亦可具有在与此冷冻剂用热交换机不同的外部热源与冷冻剂之间进行热交换的外部热交换机。
本发明中的水冷式发动机热泵的废热回收装置，具有用于冷却发动机的冷却水回路、循环由压缩机压缩的冷冻剂的冷冻剂回路、连接在冷却水回路及冷冻剂回路上的上述废热回收器、和在冷却水回路中循环的冷却水的温度比特定值低的低温运行状态下停止向废热回收器传送冷却水的停止机构。还有，冷却水回路具有绕过停止机构向废热回收器传送冷却水的分流回路。
停止机构与设在过去的水冷式发动机热泵上的装置相同，在冷却水的温度低时，使冷却水停止流向废热回收器。据此使从冷却水传向冷冻剂的热消失，并停止废热回收器的功能。即，停止机构使废热回收器的功能停止，从而实现具有等待通过发动机的驱动来加热冷却水的温度的功能。
作为停止机构，与过去的完全相同，能够使用在冷却水的温度为特定低温时关闭流向废热回收器的冷却通路的恒温阀、具有冷却水传感器的电磁阀等开关阀。
本发明中的水冷式发动机热泵的废热回收装置具有绕过此停止机构的分流回路。因此通过分流回路发动机的冷却水总能流入废热回收器。另外，在冷却水的温度变为特定值以上时解除停止机构，使大量的冷却水流入废热回收装置。当然冷却水也会从分流回路流入废热回收器。
另外，分流回路最好使一部分冷却水分流。因此最好具有限制水量的流阻，以使大量的冷却水不被分流。据此能够回避发动机的冷却水变成过度低温、发动机处于过冷却状态的情况。此时，最好将流阻设定成在冷却水的温度比特定值低的低温运行状态下分流回路中流动的流量占全体流量的2～50％，比上述好的是5～30％，比上述更好的是5～15％。
本发明涉及的停止机构是在特定的低温下开关阀的低温阀，本发明涉及的冷却水回路还可以具有散热器和在比该特定低温高的特定高温下开关阀的高温阀，从而开关对该散热器传送的冷却水。
在冷却水比特定低温低时作为本发明的停止机构的低温阀关闭，冷却水不会通过低温阀流入废热回收器。可是冷却水的一部分会通过分流回路流入废热回收器。在冷却水比特定低温低时，冷却水当然比特定高温低，故冷却水不会流入散热器。
在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时，冷却水从低温阀及分流回路两方流入废热回收器。此时冷却水也不会流入散热器。
在冷却水温度比特定高温高时，低温阀及高温阀同时打开。此时，冷却水通过分流回路及低温阀流入废热回收器，并且冷却水通过高温阀流入散热器。
另外，本发明涉及的低温阀及高温阀并不意味着具体的各个开关阀，低温阀称作具有开关流入废热回收器的冷却水的功能的阀机构。因此，低温阀有时实际上由1个开关阀构成，有时也会由2个以上的开关阀构成。同样地，高温阀称作具有开关流入散热器的冷却水的功能的阀机构，高温阀有时实际上由1个开关阀构成，有时也会由2个以上的开关阀构成。还有，低温阀有时也会由对冷却水流动的通路进行切换的切换阀构成。例如，作为低温阀，可以为具有吸入冷却水的一个吸入口、在比第1温度低的温度下排出从吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从吸入口吸入的全部冷却水的高温口的装置。还有，作为低温阀，可以为例如具有排出冷却水的一个排出口、在比第1温度低的温度下吸入从排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从排出口排出的全部冷却水的高温口的装置。这些第1温度、第2温度亦可为同一温度。此时，是以此温度作为界线完全切换冷却水流动的通路(低温口侧或高温口侧)的装置。另一方面，第2温度亦可为比第1温度高的温度。此时，在第1温度与第2温度之间的温度下，冷却水流入低温口、也流入高温口。高温阀有时也会由对冷却水流动的通路进行切换的切换阀构成。高温阀时，除了第3温度相当于低温阀的第1温度、第4温度相当于低温阀的第2温度的不同以外，可以为例如与低温阀相同的装置。第3温度、第4温度设定成比第1温度、第2温度中的任意一个都高。
作为涉及的开关阀，能够采用过去周知的恒温阀、具备温度传感器的电磁阀等。
具体的冷却水回路能够如图1～图8所示。
如图1所示的冷却水回路具有具备吸入冷却水的吸入口610、在比第1温度低的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的低温口611、和在比第1温度高的第2温度以上的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的高温口612的低温阀61，和具备吸入冷却水的吸入口620、在比第3温度低的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的低温口621、和在比第3温度高的第4温度以上的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的高温口622的高温阀62。在此第3及第4温度(特定的高温)设定成比第1及第2温度(特定的低温)高。即第3温度设定成比第2温度高。
如图1所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的吸入口610的供给通路11、连接此低温阀61的低温口611与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、连接低温阀61的高温口612与高温阀62的吸入口620的第二供给通路110、经过废热回收器64连接高温阀62的低温口621与回收通路12的废热回收通路13、经过散热器63连接高温阀62的高温口622与回收通路12的散热器通路14、和连接供给通路11与废热回收器64的供给口641的旁路15构成。
此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过旁路15流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过供给通路11与第二供给通路110流入废热回收通路13，废热回收器64从旁路15及废热回收通路13这两条通路获得冷却水的供给。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，被吸入低温阀61的吸入口610的全部冷却水从低温口611排出，冷却水仅通过旁路(分流回路)15流入废热回收器64。即，在没有旁路15时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
如图2所示的冷却水回路具有具备吸入冷却水的吸入口610、在比第1温度低的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的低温口611、和在比第1温度高的第2温度以上的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的高温口612的低温阀，和具备排出冷却水的排出口623、在比第3温度低的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的高温口622的高温阀。在此第3及第4温度(特定的高温)设定成比第1及第2温度(特定的低温)高。即第3温度设定成比第2温度高。
如图2所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的吸入口610的供给通路11、连接低温阀61的低温口611与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接低温阀61的高温口612与高温阀62的低温口621的废热回收通路13、经过散热器63连接低温阀61的高温口612与高温阀62的高温口622的散热器通路14、连接高温阀62的流出口623与回收通路12的第二回收通路120、连接供给通路11与废热回收器64的吸入口641的第一旁路15和连接废热回收器64的流出口642与回收通路12及第二回收通路120中的任意一方的第二旁路150构成。
图2的冷却水回路与图1的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过第一旁路(分流回路)15流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过供给通路11与废热回收通路13流入废热回收器64。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，被吸入低温阀61的吸入口610的全部冷却水从低温口611排出，冷却水仅通过旁路15流入废热回收器64。即，在没有旁路15时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
图3的冷却水回路具有具备吸入冷却水的吸入口610、在比第1温度低的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的低温口611、和在第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从吸入口611吸入的全部冷却水的高温口612的低温阀61，和具备吸入冷却水的吸入口620、在比第3温度低的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的高温口的高温阀62。
图3的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与高温阀62的吸入口620的供给通路11、连接高温阀62的低温口621与低温阀61的吸入口610的第二供给通路110、连接低温阀61的低温口611与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接低温阀61的高温口612与回收通路12的废热回收通路13、经过散热器63连接高温阀62的高温口622与回收通路12的散热器通路14、和连接供给通路11与废热回收器64的供给口641的旁路15构成。
图3的冷却水回路与图1及图2的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1及图2的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过旁路(分流回路)15流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过供给通路11与第二供给通路110流入废热回收通路13，废热回收器64从旁路15及废热回收通路13这两条通路获得冷却水的供给。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，被吸入低温阀61的吸入口610的全部冷却水从低温口611排出，冷却水仅通过旁路15流入废热回收器64。即，在没有旁路15时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
如图4所示的冷却水回路具有具备排出冷却水的排出口613、在比第1温度低的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的低温口611、和在第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的高温口612的低温阀61，和具备吸入冷却水的吸入口620、在比第3温度低的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的高温口622的高温阀62。
如图4所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与高温阀62的吸入口620的供给通路11、连接高温阀62的低温口621与低温阀61的低温口611的第二供给通路110、连接低温阀61的流出口613与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接第二供给通路110与低温阀61的高温口612的废热回收通路13、经过散热器63连接高温阀62的高温口622与低温阀61的高温口612的散热器通路14、连接供给通路11与第二供给通路110的第一旁路15、和连接废热回收器64下游侧的废热回收通路13与回收通路12的第二旁路150构成。
图4的冷却水回路与图1～图3的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1～图3的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过第一旁路15与第二旁路(分流回路)150流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过供给通路11与废热回收通路13流入废热回收器64。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，低温阀61的高温口612被遮断，流入到废热回收通路13的冷却水仅通过第二旁路150被送至回收通路12。即，在没有第二旁路150时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
如图5所示的冷却水回路具有具备排出冷却水的排出口613、在比第1温度低的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的低温口611、和在第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的高温口612的低温阀61，和具备排出冷却水的排出口623、在比第3温度低的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的高温口622的高温阀62。
如图5所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的低温口611的供给通路11、连接低温阀61的流出口与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接供给通路11与高温阀62的低温口621的废热回收通路13、经过散热器63连接供给通路11与高温阀62的高温口622的散热器通路14、连接高温阀62的流出口623与低温阀61的高温口612的第二回收通路120、和连接废热回收器64下游侧的废热回收通路13与回收通路12的旁路15构成。
图5的冷却水回路与图1～图4的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1～图4的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过旁路(分流回路)15流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过废热回收通路13与第二回收通路120流入废热回收器64。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，低温阀61的高温口612被遮断，流入到废热回收通路13的冷却水仅通过旁路15被送至回收通路12。即，在没有旁路15时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
如图6所示的冷却水回路具有具备排出冷却水的排出口613、在比第1温度低的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的低温口611、和在第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的高温口612的低温阀，和具备吸入冷却水的吸入口620、在比第3温度低的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的高温口622的高温阀。
如图6所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的低温口611的供给通路11、连接供给通路11与高温阀的流入口的第二供给通路110、连接低温阀61的流出口与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接高温阀62的低温口621与低温阀61的高温口612的废热回收通路13、经过散热器63连接高温阀62的高温口622与低温阀61的高温口612的散热器通路14、连接供给通路11与废热回收器64上游侧的废热回收通路13的第一旁路15和连接废热回收器64下游侧的废热回收通路15与回收通路12的第二旁路150构成。
图6的冷却水回路与图1～图5的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1～图5的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过第一旁路15与第二旁路(分流回路)150流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过第二供给通路110与废热回收通路13流入废热回收器64。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，低温阀61的高温口612被遮断，流入到废热回收通路13的冷却水仅通过第二旁路150被送至回收通路12。即，在没有第二旁路150时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
如图7所示的冷却水回路具有具备排出冷却水的排出口613、在比第1温度低的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的低温口611、和在第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从排出口613排出的全部冷却水的高温口612的低温阀61，和具备排出冷却水的排出口623、在比第3温度低的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的高温口622的高温阀62。
如图7所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的低温口611的供给通路11、连接低温阀61的流出口与高温阀62的低温口621的第二回收通路120、连接高温阀的流出口与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接供给通路11与低温阀61的高温口612的废热回收通路13、经过散热器63连接供给通路11与高温阀62的高温口622的散热器通路14、和连接废热回收器64下游侧的废热回收通路13与回收通路12的旁路15构成。
图7的冷却水回路与图1～图6的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1～图6的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过供给通路11、旁路(分流回路)15流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过供给通路11与废热回收通路13、第二回收通路120流入废热回收器64。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，低温阀61的高温口612被遮断，流入到废热回收通路13的冷却水仅通过旁路15被送至回收通路12。即，在没有旁路15时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
如图8所示的冷却水回路具有具备吸入冷却水的吸入口610、在比第1温度低的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的低温口611、和在第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的高温口612的低温阀61，和具备排出冷却水的排出口623、在比第3温度低的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的低温口621、和在第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从排出口623排出的全部冷却水的高温口622的高温阀62。
如图8所示的冷却水回路由连接发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的流入口610的供给通路11、连接低温阀61的低温口611与发动机2的冷却水吸入口26的回收通路12、经过废热回收器64连接供给通路11与高温阀62的低温口621的废热回收通路13、经过散热器63连接供给通路11与高温阀62的高温口622的散热器通路14、连接高温阀62的流出口623与回收通路12的第二回收通路120、连接供给通路11与废热回收器64上游侧的废热回收通路13的第一旁路15、和连接废热回收器64下游侧的废热回收通路13与回收通路12的第二旁路150构成。
图8的冷却水回路与图1～图7的冷却水回路的低温阀及高温阀的使用形态不同。然而，根据冷却水的温度流向废热回收器、散热器的冷却水的流动与图1～图7的冷却水回路完全相同。即，此冷却水回路在发动机2的水泵65工作时，无论冷却水的水温如何都会使冷却水通过供给通路11、第一旁路(分流回路)15流入废热回收器64。在冷却水温度比特定低温高且比特定高温低时(比第2温度高且比第3温度低时)，冷却水通过供给通路11与废热回收通路13流入废热回收器64。然而，在高温阀62中散热器通路14被关闭，故冷却水不在散热器63中流动。在冷却水的温度比特定值(第1温度)低时，低温阀61的高温口612被遮断，冷却水仅通过旁路15流入废热回收器64。即，在没有旁路15时，停止向废热回收器64传送冷却水。因此，低温阀61成为在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下停止向废热回收器64传送冷却水的停止机构。
附图说明
图1是表示本发明涉及的冷却水回路的示意图。
图2是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图3是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图4是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图5是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图6是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图7是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图8是表示本发明涉及的其它冷却水回路的示意图。
图9是本发明的实施例中的水冷式发动机热泵的基本构成图。
图10是表示本发明的实施例中的水冷式发动机热泵以及比较例中的水冷式发动机热泵的发动机起动后的经过时间与发动机转速之间的关系的图表。
图11是表示本发明的实施例中的水冷式发动机热泵以及比较例中的水冷式发动机热泵的发动机起动后的经过时间与冷却水水温之间的关系的图表。
图12是表示本发明的实施例中的水冷式发动机热泵以及比较例中的水冷式发动机热泵的发动机起动后的经过时间与冷冻剂低压之间的关系的图表。
图中：
1：冷却水回路           2：燃气发动机         3：压缩机
4：冷冻剂回路           11：供给通路          12：回收通路
13：废热回收通路        14：散热器通路        15：旁路(分流回路)
16：流阻                25：冷却水排出口      26：冷却水吸入口
110：第二供给通路       120：第二回收通路
150：第二旁路(分流回路) 61：低温阀
610：吸入口             611：低温口           612：高温口
613：排出口             62：高温阀            620：吸入口
621：低温口             622：高温口           623：排出口
63：散热器              64：废热回收器        65：水泵
73：室内机热交换器      74：室内机膨胀阀      75：室外机膨胀阀
76：室外机热交换器      77：储液器            79：副液压阀
实施方式
以下，就本发明中的水冷式发动机热泵的实施例进行说明。
本实施例的水冷式发动机热泵的基本构成图如图9所示。此水冷式发动机热泵由水冷式发动机2、冷却此发动机的冷却水回路1、由此发动机驱动的2台压缩机3、和已由压缩机3压缩的冷冻剂流动的冷冻剂回路4构成。
燃气发动机2是气缸容积950cc的天然气为燃料的装置，具备输出滑轮21、多管冷却装置22、废气热交换机23以及排气管24。此燃气发动机2具有在后述的冷冻剂回路的冷冻剂的温度低时降低燃气发动机2的转速的控制部。
冷却水回路1连接低温阀61、高温阀62、散热器63、废热回收器64、水泵65、压力盖67、备用水箱68及多管冷却装置22、和废气热交换器23。低温阀61具备吸入冷却水的吸入口610、在比第1温度低的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的低温口611、和在比第1温度高的第2温度以上的温度下排出从吸入口610吸入的全部冷却水的高温口612。高温阀62具备吸入冷却水的吸入口620、在比第3温度低的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的低温口621、和在比第3温度高的第4温度以上的温度下排出从吸入口620吸入的全部冷却水的高温口622。作为回路，由连接燃气发动机2的冷却水排出口25与低温阀61的吸入口610的供给通路11、连接此低温阀61的低温口611与燃气发动机2的冷却水吸入口(图中未标示)的回收通路12、连接低温阀61的高温口612与高温阀62的吸入口620的第二供给通路110、经过废热回收器64连接高温阀62的低温口621与回收通路12的废热回收通路13、经过散热器63连接高温阀62的高温口622与回收通路12的散热器通路14、通过压力盖67连接回收通路12与备用水箱68的备用通路18、连接供给通路11与废热回收器13的供给口641的旁路15构成。在旁路15上设置流阻16。流阻16被设定成在冷却水的温度比特定值(第1温度)低的低温运行状态下、分流回路中流动的流量占全体流量(从发动机2的冷却水排出口25送出的流量)的10％。
低温阀61及高温阀62同为恒温阀，并且是根据冷却水的温度来加热或冷却恒温器使其热膨胀或热收缩从而驱动阀的装置。分别设定成第1温度为60℃、第2温度为65℃、第3温度为70℃、第4温度为75℃。也就是说，设定成第3及第4温度(特定高温)比第1及第2温度(特定低温)高。即设定成第3温度比第2温度高。
低温阀61在比60℃低的冷却水温度下打开且连通其吸入口610与低温口611，并关闭吸入口610与高温口612。在此状态下从吸入口610吸入的全部冷却水流入低温口611。还有当冷却水温度变为60℃以上时，相反地，开始关闭其吸入口610与低温口611，并开始打开吸入口610与高温口612以使它们连通。在此状态下从吸入口610吸入的冷却水在流入低温口611的同时也流入高温口612。还有在65℃以上时，完全关闭其吸入口610与低温口611，并完全打开吸入口610与高温口612。在此状态下从吸入口610吸入的全部冷却水流入高温口612。
低温阀61在60℃～65℃间对这些低温口611及高温口612进行开关。高温阀62在70℃～75℃间对这些低温口621及高温口622进行开关
由于散热器63是用来将冷却水的热散发到大气中的装置，故通常用于水冷式发动机中。废热回收器64是在冷却水与冷冻剂之间进行热交换的液一液热交换器。水泵65利用由发动机驱动的泵来循环驱动冷却水。压力盖67是对冷却水的蒸气压进行限制的装置，备用水箱68是进行冷却水的补给的装置。
另外，在回收通路12中设有水泵65、废气热交换器23以及多管冷却装置22，通过冷却水的传送、含发动机废热的冷却水来进行回收。
另外，本实施例中的冷却水回路1与图1所示的冷却水回路的基本构造完全相同。
就本实施例中的冷却水回路1的冷却水的流动与冷却水的温度之间的关系进行说明。
当起动水冷式发动机2就通过发动机2驱动水泵65并从供给通路11供给冷却水，冷却水最后返回回收通路12并流到冷却水回路1。
在冷却水比60℃低时，低温阀61打开并连通其吸入口610与低温口611。因此，供给通路11的冷却水通过低温阀61后立即返回回收通路12。另外，一部分冷却水从供给通路11经过旁路15返回回收通路12。因此向废热回收器64供给通过旁路15流动的冷却水。回收通路12经过废气热交换器23及多管冷却装置22被废气加热，还有经过燃气发动机2的气缸体被加热。
另外，由于冷却水比60℃低，故低温阀61的高温口612未打开。因此不从供给通路11向第二供给通路110供给冷却水。还有，由于高温阀62的临界温度为70℃～75℃，故此高温口622关闭。因此从旁路15供给的冷却水也不会供给至散热器63。因此，在冷却水温度比60℃低时，冷却水不会传送至散热器63，冷却水通过旁路15传送至废热回收器64，并且大部分的冷却水从供给通路11流到回收通路12并进行循环。回收通路12中流动的冷却水由废气热交换器23、多管冷却装置22以及气缸体进行加热。
假如冷却水温度变为60℃以上低温阀61的低温口611就开始关闭并且高温口612开始打开。假如冷却水温度变为65℃以上，低温阀61的低温口611就完全关闭、并且高温口612完全打开。由于低温口611关闭，故没有了从供给通路11直接返回回收通路12的冷却水。还有，通过低温阀61的高温口612，冷却水从供给通路11流入第二供给通路110。在高温阀62中低温口621打开，高温口622关闭。因此第二供给通路110的冷却水经过高温阀62的低温口，并且通过废热回收器64流入废热回收通路13。还有，最后返回回收通路12。此时一部分冷却水也会由旁路15流入废热回收器64。即，变成全部的冷却水都会经过废热回收器64。
假如冷却水温度变为70℃以上，高温阀62的高温口621就开始关闭、并且高温口622开始打开。因此供给通路11的冷却水通过低温阀61的高温口612流入第二供给通路110，接着通过高温阀62的高温口622、流入散热器通路14，并且冷却水会流到散热器63内。由于被散热器64散热故冷却水被冷却并且其温度降低。温度降低了的冷却水返回回收通路12。在冷却水温度为75℃以上时，高温阀62的低温口621完全关闭、并且高温口622完全打开。因此供给到第二供给通路110的冷却水全部流入散热器通路14，而不流至废热回收通路13。
冷冻剂回路4具有由发动机驱动的2台压缩机3、分油器71、四通切换阀72、室内机热交换器73、室内机膨胀阀74、室外机膨胀阀75、室外机热交换器76、储液器77、副液压阀78以及废热回收器64。2台压缩机3是并列配置，由架装在发动机2的输出滑轮21上的驱动带31进行驱动，并且是将冷冻剂气体绝热压缩成高温高压的冷冻剂气体的装置。
冷冻剂回路4具有连接各个压缩机3的排出口31与四通阀72的流入口720的供给通路41、连接四通阀72的流出口723与压缩机3的吸入口32的回收通路42、将四通阀72的第1开口721与第2开口722作为两端并排成一列地连接室内机热交换器73、室内机膨胀阀74、室外机膨胀阀75以及室外机热交换器76的热交换通路43、和连接经过废热回收器64的热交换通路43与回收通路42的废热回收通路44。
在供给通路41上设有分油器71，分离出的油通过油回收通路45返回回收通路42。在回收通路42中设有储液器77。此储液器77是在贮存液状的冷冻剂的同时令气体状的冷冻剂返回压缩机3的装置。
热交换通路43由通过主轴阀78连接四通阀72的第1开口721与室内机交换机73的第1热交换通路部431、通过室内机膨胀阀74、主轴阀78、室外机膨胀阀75连接室内机热交换器73与室外机热交换器76的第2热交换通路部432、和连接室外机热交换器76与四通阀72的第2开口722的第3热交换通路部433构成。室内机膨胀阀74具有在冷冻剂从室内机热交换器73向室外机热交换器76流动时将第2热交换通路部432作为膨胀阀的功能。相反地，室外机膨胀阀75具有在冷冻剂从室外机热交换器76向室内机热交换器73流动时将第2热交换通路部432作为膨胀阀的功能。
废热回收器44由通过副液压阀79连接第2热交换通路部431与废热回收器64的第1废热回收通路部441、连接废热回收器64与回收通路42的第2废热回收通路部442构成。副液压阀79是对流入废热回收通路44的液状冷冻剂的流量进行控制的阀。在此，进行以下调整，在外界空气温度比冷冻剂的温度低时、增大副液压阀79的流量，而在比冷冻剂的温度高时减小副液压阀79的流量。
此水冷式发动机热泵的室内机热交换器73及室内机膨胀阀74通常配置在需空气调节的室内，而发动机2、压缩机3等其它部分则配置在室外。本实施例中的水冷式发动机热泵具有如上所述的构成。
接着就此水冷式发动机热泵的功能进行说明。
在将此水冷式热泵使用于供暖时，将四通阀72的阀门切换成使四通阀72的流入口720与第1开口721连通、同时使四通阀72的第2开口722与流出口723连通。据此由压缩机3绝热压缩过的高压冷冻剂经过供给通路41的分油器71，通过四通阀72流入第1热交换通路部431，并进入室内机热交换器73。在此室内机热交换器73中冷冻剂的热被传递给室内空气，冷冻剂的温度降低。相反地室内空气被加热从而进行供暖。离开了室内机热交换器73的冷冻剂通过室内机膨胀阀74、并进行绝热膨胀，冷冻剂的温度被冷却从而在其一部分进行液化的同时冷冻剂的温度变低。部分液化了的冷冻剂通过第2热交换通路部432进入室外机热交换器76。在此室外机热交换器76中将外界空气的热传向冷冻剂。据此冷冻剂被加热从而液状的冷冻剂气化变成气体。变成了气体的冷冻剂通过四通阀72进入回收通路42，在储液器77中被气液分离并且仅气体状的冷冻剂返回压缩机3。还有，流到第2热交换通路部432的液状的冷冻剂流入废热回收通路44。即，第2热交换通路部432的液状的冷冻剂的一部通过副液压阀79进入废热回收器64，并流入回收通路42。在废热回收器64中液状的冷冻剂被加热从而气化变成气体状的冷冻剂。
利用废热回收器64回收的热量根据冷却水温度变动较大。在此实施例中，在冷却水温度为比60℃低的温度下由于低温阀61冷却水不会从供给通路11供给到第二供给通路110。因此仅向废热回收器64供给经过旁路15的冷却水。假如冷却水温度变成60℃以上低温阀61的高温口612就开始打开，冷却水开始从供给通路11供给到第二供给通路110。在冷却水温度为65℃以上且比70℃低的温度下全部的冷却水经过废热回收器64。在冷却水温度为70℃以上时第二供给通路110的冷却水通过高温阀62的高温口622开始流向散热器63，流到废热回收器64的冷却水开始减少。在冷却水温度为75℃以上时，流到废热回收器64的冷却水仅为旁路15中流动的冷却水。
在供暖运行时在室外机热交换器76及废热回收器64中从外界空气及冷却水引入冷冻剂的热被使用于在室内机热交换器73中对室内空气进行加热。
其次就使用于制冷时进行说明。首先将四通阀72的阀门切换成使四通阀72的流入口720与第2开口722连通、同时使四通阀72的第1开口721与流出口723连通。据此由压缩机3绝热压缩过的高温高压的冷冻剂从供给通路41通过四通阀72流入第3热交换通路部433，并进入室外机热交换器76。在此室外机热交换器76中冷冻剂的热被传递给室外空气，冷冻剂的温度降低。离开了室外机热交换器76的冷冻剂通过室外机膨胀阀75、并进行绝热膨胀，冷冻剂的温度被冷却从而在其一部分进行液化的同时冷冻剂的温度变低。部分液化了的冷冻剂通过第2热交换通路部432进入室内机热交换器73。在此室内机热交换器73中冷却室内空气，而冷冻剂则相反地被加热，从而液状的冷冻剂气化变成气体。变成了气体的冷冻剂通过四通阀72进入回收通路42，在储液器77中被气液分离并且仅气体状的冷冻剂返回压缩机3。还有，流到第2热交换通路部432的气体状的冷冻剂被副液压阀79阻止从而不流入废热回收通路44。
在本冷却回路中，冷却水总是流到废热回收器64。在外界气温低的状态下进行制冷运行时，为了防止室内机热交换器73的温度过度降低和室内机热交换器73的冻结，进行ON-OFF控制从而导致制冷不得不时断时续运行。然而，通过打开副液压阀79，能够向冷冻剂回路4的低压侧付与热，由于能够防止室内机热交换器73结冻，故能实现制冷连续运行。
在制冷运行时，在室外机热交换器76中冷冻剂的热被传向外界空气，在室内机热交换器73中室内的热被传向冷冻剂、并且室内的温度降低。
接着，就本实施例的水冷式发动机热泵在外界气温为-5℃、无法通过室外机热交换器76充分地汲取热的状态下，为了供暖而起动了发动机时的、发动机起动后的经过时间0～10分之间的发动机转速、冷却水温度以及冷冻剂低压的实验结果进行说明。
另外，为了进行比较，制作了在实施例的水冷式发动机热泵中仅关闭了旁路15的比较例的水冷式发动机热泵，在同样的外界气温为-5℃、无法通过室外机热交换器76充分地汲取热的状态下，求出为了供暖而起动了发动机时的、时间经过0～10分之间的发动机转速、冷却水温度以及冷冻剂低压的实验结果
得到的结果如表1、图10、图11及图12所示。另外，无旁路是比较例的水冷式发动机热泵的值，有旁路表示本实施例的水冷式发动机热泵的值。图10是表示起动后的经过时间与发动机转速之间的关系的图表，图1是表示起动后的经过时间与冷却水水温之间的关系的图表，图12是表示起动后的经过时间与冷冻剂低压之间的关系的图表。
实施例及比较例的水冷式发动机热泵、都是在当起动发动机在1分后发动机转速就变成1000转/分，冷冻剂低压均从0.65Mpa降低到0.3Mpa。冷却水温度方面，实施例的从-5℃变化为0℃、比较例的从-5℃变化为5℃，比较例的水冷式发动机热泵的冷却水温度变得更高。
(表1)
 时间(分) 发动机转速(min-1)   冷却水水温(℃) 冷冻剂低压(Mpa)410A
 无旁路 有旁路  无旁路  有旁路  无旁路  有旁路
 0  0  0  -5  -5  0.65  0.65
 1  1000  1000  5  0  0.3  0.3
 2  1000  1100  15  10  0.31  0.32
 3  1000  1200  25  25  0.32  0.35
 4  1000  1300  35  45  0.33  0.38
 5  1000  1400  45  60  0.34  0.41
 6  1000  1600  55  60  0.35  0.45
 7  1200  1800  60  60  0.37  0.49
 8  1400  2000  60  60  0.4  0.54
 9  1600  2300  60  60  0.44  0.6
 10  1800  2300  60  60  0.5  0.66
当经过时间为2分，在实施例中发动机转速就开始升高到1100转/分，在实施例中从2分到9分发动机的转速继续增加，在9分后固定为2300转/分。与此相对在比较例中，从2分到6分维持1000转/分低速旋转，然后经过6分后显出转速的增加并且经过10分时的发动机转速为1800转/分。
冷却水温度方面，在本实施例中显示出从0分到5分、初期冷却水的温度上升速度较慢而在后半温度则急速上升，然后在5分后变成60℃并在此后一直维持60℃。
与此相对，在比较例中显示出从0分到7分温度上升大致固定，在7分后变成60℃并在此后一直维持60℃。
如果将实施例与比较例进行比较，从0分到3分实施例的冷却水的温度比比较例的冷却水的温度低，在经过3分后两者同样变为25℃，此后从3分到7分实施例的冷却水的温度比比较例的冷却水的温度高。
在冷冻剂低压方面实施例及比较例相同，经过了1分后冷冻剂低压还会降低但却比最低高，在经过10分时相对于实施例的冷冻剂低压为0.66Mpa、比较例的冷冻剂低压只不过为0.5Mpa。
冷冻剂低压变高能够提高发动机的转速。图10的实施例的发动机转速的增加与图12的实施例的冷冻剂低压的压力增加相对应。
在冷冻剂低压方面，经过2分后实施例的冷冻剂低压比比较例的冷冻剂低压低。这意味着传送到由发动机驱动的压缩机3的冷冻剂的气压在实施例中较高，而在比较例中较低。即，在实施例中更高压的冷冻剂气体被传送到压缩机，并且由于发动机的转速高，故更多的冷冻剂气体由压缩机进行绝热压缩。因此，更多的高温高压的冷冻剂被传送到室内机热交换器73，故能实现在发动机起动后的短时间内由室内机热交换器73获得暖风。
另外，在发动机起动后的3分以内冷却水温度低是由于通过旁路15流动的冷却水在废热回收器64中向大约-20℃的冷冻剂交付了热的缘故。在实施例中，由于被旁路中的冷冻剂冷却故伴随发动机的起动冷却水温度的上升相比比较例会暂时地变低。然而，由图10可明确得知，实施例的发动机转速比比较例的高。即，每单位时间实施例的发动机消耗更多的燃料，并且每单位时间从发动机供给更多的热量给实施例的冷却水。
在实施例的发动机中由于通过发动机供给更多的热量给冷却水故冷冻剂低压变高、更多的冷冻剂气体由压缩机进行绝热压缩。因此更多的高温高压的冷冻剂被传送到室内机热交换器73，故能够在发动机起动后的短时间内通过室内机热交换器73获得暖风。
因此，如本实施例的水冷式发动机热泵所示，在外界空气温度低、无法期望通过室外机热交换器76吸热时，能够通过发动机驱动来提高发动机废热回收、在更短的时间内通过室内机热交换器73进行增温。
在本实施例中，就特定的冷却水回路以及冷冻剂回路进行了说明，然而并不仅限于此实施例的回路，也能够在以往公知的冷却水回路上设置旁路、或采用以往公知的冷冻剂回路。

Claims (11)

1.一种水冷式发动机热泵，具有水冷式的发动机、由该发动机驱动的用于压缩冷冻剂的压缩机、冷冻剂用热交换机、和用于向冷冻剂传递该发动机的热的废热回收装置，
上述废热回收装置具有用于冷却上述发动机的冷却水回路、循环由该压缩机压缩的冷冻剂的冷冻剂回路、连接在该冷却水回路及该冷冻剂回路上并将该冷却水的热传向该冷冻剂的废热回收器、和在该冷却水回路中循环的冷却水的温度比特定值低的低温运行状态下停止向该废热回收器传送冷却水的停止机构，
其特征在于：
上述冷却水回路具有绕过上述停止机构向上述废热回收器传送冷却水的分流回路。
2.根据权利要求1所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
在上述分流回路上设有限制该分流回路中流动的水量的流阻。
3.根据权利要求1或2所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述停止机构是在特定低温下开关阀的低温阀，上述冷却水回路还具有散热器和在比该特定低温高的特定高温下开关阀的高温阀，从而开关上述冷却水向该散热器的传送。
4.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第1温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第3温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述低温阀的吸入口的供给通路、连接该低温阀的低温口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、连接该低温阀的高温口与上述高温阀的吸入口的第二供给通路、经过上述废热回收器连接该高温阀的低温口与该回收通路的废热回收通路、和经过上述散热器连接该高温阀的高温口与该回收通路的散热器通路，上述分流回路是连接该供给通路与该废热回收器的供给口的旁路。
5.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第1温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备排出冷却水的排出口、在比第3温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述低温阀的吸入口的供给通路、连接上述低温阀的低温口与上述发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该低温阀的高温口与上述高温阀的低温口的废热回收通路、经过上述散热器连接该低温阀的高温口与该高温阀的高温口的散热器通路、和连接该高温阀的流出口与该回收通路的第二回收通路，上述分流回路由连接该供给通路与该废热回收器的吸入口的第一旁路和连接该废热回收器的流出口与该回收通路及该第二回收通路中的任意一方的第二旁路构成。
6.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第1温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第3温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述高温阀的吸入口的供给通路、连接该高温阀的低温口与该低温阀的吸入口的第二供给通路、连接该低温阀的低温口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该低温阀的高温口与该回收通路的废热回收通路、和经过上述散热器连接该高温阀的高温口与该回收通路的散热器通路，上述分流回路是连接该供给通路与该废热回收器的供给口的旁路。
7.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备排出冷却水的排出口、在比第1温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备吸入冷却水的吸入口、和比第3温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、与在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述高温阀的吸入口的供给通路、连接该高温阀的低温口与该低温阀的低温口的第二供给通路、该低温阀的流出口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该第二供给通路与该低温阀的高温口的废热回收通路、和经过上述散热器连接该高温阀的高温口与该低温阀的高温口的散热器通路，上述分流回路由连接该供给通路与该第二供给通路的第一旁路和连接该废热回收器下游侧的该废热回收通路与该回收通路的第二旁路构成。
8.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备排出冷却水的排出口、在比第1温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备排出冷却水的排出口、在比第3温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述低温阀的低温口的供给通路、连接该低温阀的流出口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该供给通路与上述高温阀的低温口的废热回收通路、经过上述散热器连接该供给通路与该高温阀的高温口的散热器通路、和连接该高温阀的流出口与该低温阀的高温口的第二回收通路，上述分流回路是连接该废热回收器下游侧的该废热回收通路与该回收通路的旁路。
9.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备排出冷却水的排出口、在比第1温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第3温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述低温阀的低温口的供给通路、连接上述供给通路与上述高温阀的流入口的第二供给通路、连接该低温阀的流出口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该高温阀的低温口与该低温阀的高温口的废热回收通路、和经过上述散热器连接该高温阀的高温口与该低温阀的高温口的散热器通路，上述分流回路由连接该供给通路与该废热回收器上游侧的该废热回收通路的第一旁路和连接该废热回收器下游侧的该废热回收通路与该回收通路的第二旁路构成。
10.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备排出冷却水的排出口、在比第1温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备排出冷却水的排出口、在比第3温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述低温阀的低温口的供给通路、连接该低温阀的流出口与上述高温阀的低温口的第二回收通路、连接该高温阀的流出口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该供给通路与该低温阀的高温口的废热回收通路、和经过上述散热器连接该供给通路与该高温阀的高温口的散热器通路，上述分流回路是连接该废热回收器下游侧的该废热回收通路与该回收通路的旁路。
11.根据权利要求3所述的水冷式发动机热泵，其特征在于：
上述低温阀具备吸入冷却水的吸入口、在比第1温度低的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的低温口、和在上述第1温度以上的第2温度以上的温度下排出从上述吸入口吸入的全部冷却水的高温口，
上述高温阀具备排出冷却水的排出口、在比第3温度低的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的低温口、和在上述第3温度以上的第4温度以上的温度下吸入从上述排出口排出的全部冷却水的高温口，
上述冷却水回路具有连接上述发动机的冷却水排出口与上述低温阀的流入口的供给通路、连接该低温阀的低温口与该发动机的冷却水吸入口的回收通路、经过上述废热回收器连接该供给通路与该高温阀的低温口的废热回收通路、经过上述散热器连接该供给通路与该高温阀的高温口的散热器通路、和连接该高温阀的流出口与该回收通路的第二回收通路，上述分流回路由连接该供给通路与废热回收器上游侧的该废热回收通路的第一旁路和连接该废热回收器的该下游侧的该废热回收通路与该回收通路的第二旁路构成。
CNB2006100598928A 2005-03-29 2006-03-21 水冷式发动机热泵 Expired - Fee Related CN100434836C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-093657 2005-03-29
JP2005093657 2005-03-29
JP2005093657 2005-03-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1840991A true CN1840991A (zh) 2006-10-04
CN100434836C CN100434836C (zh) 2008-11-19

Family

ID=37030115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100598928A Expired - Fee Related CN100434836C (zh) 2005-03-29 2006-03-21 水冷式发动机热泵

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100737356B1 (zh)
CN (1) CN100434836C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047534A (zh) * 2008-05-29 2011-05-04 西门子公司 废热利用
CN104755859A (zh) * 2012-10-24 2015-07-01 Lg电子株式会社 空调

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101276347B1 (ko) * 2011-10-17 2013-06-18 (주)코리아홀딩스 수량 조절방식의 전극보일러
KR101610520B1 (ko) 2014-10-10 2016-04-08 현대자동차주식회사 이원화된 유체순환회로를 갖는 차량용 랭킨사이클 시스템 및 제어방법
KR102228578B1 (ko) * 2019-07-12 2021-03-15 안천규 제상기능을 갖는 캐스케이드 히트펌프 시스템

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02290475A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Nippondenso Co Ltd ヒートポンプ式冷暖房装置
JP3410583B2 (ja) * 1995-06-30 2003-05-26 東京瓦斯株式会社 エンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒートポンプにおける着霜防止装置
JP2000192853A (ja) 1998-12-25 2000-07-11 Tokyo Gas Co Ltd 脱硝兼脱臭用銀担持アルミナ触媒付ｇｈｐシステムの運転方法
JP2000241043A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Aisin Seiki Co Ltd ガスエンジン駆動式空調装置
JP4097405B2 (ja) * 2001-01-30 2008-06-11 三洋電機株式会社 エンジン冷却方法及び装置並びに冷凍装置
JP2002235968A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置
JP5030344B2 (ja) * 2001-08-31 2012-09-19 三菱重工業株式会社 ガスヒートポンプ式空気調和装置、エンジン冷却水加熱装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の運転方法
JP3973438B2 (ja) * 2002-02-06 2007-09-12 三洋電機株式会社 空気調和装置
JP4045914B2 (ja) * 2002-09-30 2008-02-13 アイシン精機株式会社 廃熱回収式ヒートポンプ
KR100528392B1 (ko) * 2003-01-27 2005-11-15 가부시키가이샤 덴소 냉동 사이클 및 랭킨 사이클을 갖는 증기-압축 냉동사이클 시스템
JP4288577B2 (ja) * 2003-03-24 2009-07-01 アイシン精機株式会社 廃熱回収式空気調和装置
JP2004003861A (ja) * 2003-07-25 2004-01-08 Yanmar Co Ltd エンジンヒートポンプの室外機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047534A (zh) * 2008-05-29 2011-05-04 西门子公司 废热利用
CN104755859A (zh) * 2012-10-24 2015-07-01 Lg电子株式会社 空调
CN104755859B (zh) * 2012-10-24 2016-10-26 Lg电子株式会社 空调
US9714769B2 (en) 2012-10-24 2017-07-25 Lg Electronics Inc. Air conditioner

Also Published As

Publication number Publication date
CN100434836C (zh) 2008-11-19
KR20060105498A (ko) 2006-10-11
KR100737356B1 (ko) 2007-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1170098C (zh) 燃气热泵式空调装置及其运行方法
CN1163709C (zh) 带有加强的电动机冷却和润滑系统的液体制冷器
CN100340827C (zh) 冷冻装置
CN1110664C (zh) 冷冻装置
CN1215300C (zh) 多方式燃气热泵式空调装置
CN1265136C (zh) 具有冷却功能的热泵式热水供应系统
CN101029785A (zh) 冷却加热装置
CN1786619A (zh) 热电联合系统
CN1637352A (zh) 复合制冷采暖系统
CN1786616A (zh) 热电联产系统
CN1957211A (zh) 发动机热泵
CN1786618A (zh) 热电联合系统
CN1737461A (zh) 热电联产系统
CN1139193A (zh) 空调装置
CN101065623A (zh) 空调装置
CN1804508A (zh) 热电联合系统
CN1840991A (zh) 水冷式发动机热泵
CN1896643A (zh) 热电联产系统
CN1571908A (zh) 冷冻装置
CN1239870C (zh) 连环冷却－加热系统
CN1776330A (zh) 复式空调以及用于控制该复式空调的方法
CN1896644A (zh) 热电联产系统
CN1737465A (zh) 热电联产系统
CN1786477A (zh) 冷冻循环装置
CN1854643A (zh) 热电联产系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081119

Termination date: 20210321