JP2002188868A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JP2002188868A
JP2002188868A JP2000383977A JP2000383977A JP2002188868A JP 2002188868 A JP2002188868 A JP 2002188868A JP 2000383977 A JP2000383977 A JP 2000383977A JP 2000383977 A JP2000383977 A JP 2000383977A JP 2002188868 A JP2002188868 A JP 2002188868A
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JP
Japan
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air conditioner
refrigerant
way switching
switching valve
heat exchanger
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JP2000383977A
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English (en)
Inventor
Takashi Mochizuki
高志 望月
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の燃料消費量を増加させることな
く、暖房運転時の暖房能力を増加することができる空気
調和装置を提供する。 【解決手段】 圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、減
圧装置及び室外熱交換器を接続した冷媒回路を備えた空
気調和装置において、四方切換弁と室外熱交換器間の管
路に冷媒加熱器と第1逆止弁とを直列に接続して設け、
且つ冷媒加熱器と第1逆止弁との管路と並列に第2逆止
弁を備えたバイパス管路を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒加熱器を利用
する空気調和装置に関し、特に圧縮機の駆動源として天
然ガス等を燃料とした内燃機関を有する空気調和装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、圧縮機、四方切換弁、室内熱交
換器、減圧装置及び室外熱交換器を接続した冷媒回路を
備え、圧縮機の駆動源に内燃機関を有する空気調和装置
が知られている。この種のものでは暖房運転時に外気温
が低下した場合に暖房能力不足になる場合があり、この
能力不足を補うために内燃機関の廃熱を冷却水を介して
室外熱交換器に導いて利用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷媒加熱器を圧縮機の吸込側の冷媒回路に置く構成で
は、冷媒回路の低圧側になるために冷媒の圧損が大きく
なり、そのため能力低下を招いてしまうという問題があ
った。
【0004】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する課題を解消し、内燃機関の燃料消費量を増
加させることなく、暖房運転時の暖房能力を増加するこ
とができる空気調和装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、圧縮機、四方切換弁、室
内熱交換器、減圧装置及び室外熱交換器を接続した冷媒
回路を備えた空気調和装置において、四方切換弁と室外
熱交換器間の管路に冷媒加熱器と第1逆止弁とを直列に
接続して設け、且つ冷媒加熱器と第1逆止弁との管路と
並列に第2逆止弁を備えたバイパス管路を設けることを
特徴とする。
【0006】請求項2にかかる発明では、第1逆止弁は
四方切換弁への方向を開方向とすることを特徴とする。
【0007】請求項3にかかる発明では、第2逆止弁は
四方切換弁への方向を閉方向とすることを特徴とする。
【0008】請求項4にかかる発明は、圧縮機、四方切
換弁、室内熱交換器、減圧装置及び室外熱交換器を接続
した冷媒回路を備えた空気調和装置において、前記四方
切換弁と室外熱交換器間の冷媒回路に三方切換弁と冷媒
加熱器とを設け、且つ前記三方切換弁から分岐したバイ
パス管路を前記冷媒加熱器と室外熱交換器間に接続する
ことを特徴とする。
【0009】請求項5にかかる発明では、空気調和装置
の冷房運転時に、前記三方切換弁は前記バイパス管路へ
の方向を開とすることを特徴とする。
【0010】請求項6にかかる発明では、空気調和装置
の暖房運転時に、前記三方切換弁は前記冷媒加熱器への
方向を開とすることを特徴とする。
【0011】請求項7にかかる発明は、圧縮機の駆動源
に内燃機関を有した空気調和装置において、前記冷媒加
熱器内の液冷媒を前記内燃機関の冷却水によって加熱す
ることを特徴とする。
【0012】請求項8にかかる発明では、冷媒加熱器を
加熱する冷却水の流量は、前記内燃機関の冷却水回路に
設けた電動三方弁により調節されることを特徴とする。
【0013】請求項9にかかる発明では、電動三方弁は
前記冷媒加熱器に流入する前記冷却水の温度を検知して
調節されることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図1及び図2を
参照して説明する。図1は、本発明の実施例1を示す空
気調和装置の冷媒回路図である。
【0015】図1において、1は空気調和装置を示して
いる。この空気調和装置1には、室内機3と室外機5と
が備えられている。室内機3には、室内熱交換器7と、
室内膨張弁9と、室内送風機11とが備えられている。
室外機5には、天然ガス等を燃料とするガスエンジン
(内燃機関)13と、このガスエンジン13によって駆
動される圧縮機15と、暖房運転時と冷媒運転時とで冷
媒の流れを切り替える四方切換弁17と、室外膨張弁1
9と、室外熱交換器21と、室外送風機28とが備えら
れ、それらが冷媒回路25により接続されている。
【0016】暖房運転時には、図1中の実線矢印で示す
ように、四方切換弁17において冷媒の流れる方向が切
り替えられ、室外機5の圧縮機15から吐出された冷媒
が、四方切換弁17、室内熱交換器7、室内膨張弁9、
室外膨張弁19、室外熱交換器21の順に冷媒回路25
を循環し、圧縮機15に戻る。
【0017】一方、冷房運転時には、図1中の破線矢印
で示すように、四方切換弁17において冷媒の流れる方
向が切り替えられ、室外機5の圧縮機15から吐出され
た冷媒が、四方切換弁17、室外熱交換器21、室外膨
張弁19、室内膨張弁9、室内熱交換器7の順に冷媒回
路25を循環し、圧縮機15に戻る。
【0018】前記ガスエンジン13は、それ自身を冷却
してその熱を空気中に放熱する冷却水回路40(図中の
破線で示す)を備え、この冷却水回路40の冷却水は、
図中の矢印で示すように、暖気運転時には、冷却水ポン
プ39によってガスエンジン13に送り出され、このガ
スエンジン13を冷却して、冷却水の流路を短絡するワ
ックス弁41、室外熱交換器21の順に流れ、再び、冷
却水ポンプ39へと戻される。
【0019】ところで、前記室外機5には、暖房運転時
の暖房能力を増加させるために、ガスエンジン13を冷
却した後の高温の冷却水によって冷媒を加熱する冷媒加
熱器33が設けられている。
【0020】前記冷媒加熱器33は、四方切換弁17と
室外熱交換器21間の管路に、第1逆止弁31A(四方
切換弁17への方向を開方向とする)と直列に接続され
て設けられている。そして冷媒加熱器33と第1逆止弁
31Aとの管路と並列に第2逆止弁31B(四方切換弁
17への方向を閉方向とする)を備えたバイパス管路2
6が設けられている。
【0021】又、前記冷却水回路40のワックス弁41
と室外熱交換器21との間には三方電動弁43が設けら
れ、このにて冷媒加熱器33への冷却水を分配してい
る。更に、前記には、冷媒加熱器33に流入する冷却水
の温度を検知する温度センサー44が設けられ、そし
て、前記三方電動弁43は、冷媒加熱器33側と室外熱
交換器21側へそれぞれ分配して流す冷却水の流量を、
前記温度センサー44の温度が略一定(例えば約80
℃)になるように調節する。
【0022】冷媒加熱器33の機能は、暖房運転時に
は、図1中の実線矢印で示すように冷媒が循環して、第
1逆止弁31Aが開き第2逆止弁31Bが閉じて冷媒加
熱器33内を冷媒が流れ、ガスエンジン13の冷却水に
より冷媒が加熱され暖房能力を増加させる。冷房運転時
には、図1中の点線矢印で示すように冷媒が循環して、
第1逆止弁31Aが閉じ第2逆止弁31Bが開いてバイ
パス管路26に冷媒が流れ、冷媒加熱器33へは冷媒が
循環しない。このため、前記冷媒加熱器33には、高温
のガス冷媒が流入せず、従って、冷媒加熱器33内にあ
る冷却水の沸騰を防止することが可能となる。
【0023】また、図2は、本発明の実施例2を示す空
気調和装置の冷媒回路図である。以下、本発明の実施例
2について、上記した実施例1と異なる点について説明
する。
【0024】この実施例2においては、実施例1で備え
ていた第1逆止弁31Aと第2逆止弁31Bとの代わり
に、冷媒加熱器33とバイパス管路26との分岐点に三
方切換弁35を設けている。
【0025】この三方切換弁35の機能は、暖房運転時
には、図2の実線矢印で示すように冷媒が循環するよう
に制御され、冷媒加熱器33内を冷媒が流れ、バイパス
管路26への冷媒の流れは止められて、ガスエンジン1
3の冷却水により冷媒が加熱され暖房能力を増加させ
る。
【0026】一方、冷房運転時には、図2の破線矢印で
示すように、冷媒が循環してバイパス管路26に冷媒が
流れ、冷媒加熱器33へは冷媒が流入しない。このた
め、冷媒加熱器33に高温のガス冷媒が流入せず、従っ
て、冷媒加熱器33内にある冷却水の沸騰を防止するこ
とが可能となる。
【0027】以上説明したように、冷媒加熱器33を設
けると共にこの冷媒加熱器33と平列にバイパス管路2
6を設け、且つ、逆止弁31A,31B又は三方切換弁
35によって冷媒の流れを制御することにより、ガスエ
ンジン13の冷却水を用いて冷媒を加熱し、暖房運転時
に暖房能力を増加させる共に、冷房運転時には冷媒加熱
器33内の冷却水の沸騰を防止することが出来る。
【0028】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能で
ある。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1にかかる
発明によれば、圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、減
圧装置及び室外熱交換器を接続した冷媒回路を備えた空
気調和装置において、四方切換弁と室外熱交換器間の管
路に冷媒加熱器と第1逆止弁とを直列に接続して設け、
且つ冷媒加熱器と第1逆止弁との管路と並列に第2逆止
弁を備えたバイパス管路を設けることにより、燃料消費
量を増加させることなく、暖房運転時の暖房能力を増加
することができる空気調和装置を提供することができ
る。
【0030】請求項2にかかる発明によれば、冷第1逆
止弁は四方切換弁への方向を開方向とすることにより、
燃料消費量を増加させることなく、暖房運転時の暖房能
力を増加することができる空気調和装置を提供すること
ができる。
【0031】請求項3にかかる発明によれば、第2逆止
弁は四方切換弁への方向を閉方向とすることにより、内
燃機関の燃料消費量を増加させることなく、暖房運転時
の暖房能力を増加することができる空気調和装置を提供
することができる。
【0032】請求項4にかかる発明によれば、圧縮機、
四方切換弁、室内熱交換器、減圧装置及び室外熱交換器
を接続した冷媒回路を備えた空気調和装置において、前
記四方切換弁と室外熱交換器間の冷媒回路に三方切換弁
と冷媒加熱器とを設け、且つ前記三方切換弁から分岐し
たバイパス管路を前記冷媒加熱器と室外熱交換器間に接
続することにより、内燃機関の燃料消費量を増加させる
ことなく、暖房運転時の暖房能力を増加することができ
る空気調和装置を提供することができる。
【0033】請求項5にかかる発明によれば、空気調和
装置の冷房運転時に、前記三方切換弁は前記バイパス管
路への方向を開とすることにより、内燃機関の燃料消費
量を増加させることなく、暖房運転時の暖房能力を増加
することができる空気調和装置を提供することができ
る。
【0034】請求項6にかかる発明によれば、空気調和
装置の暖房運転時に、前記三方切換弁は前記冷媒加熱器
への方向を開とすることにより、内燃機関の燃料消費量
を増加させることなく、暖房運転時の暖房能力を増加す
ることができる空気調和装置を提供することができる。
【0035】請求項7にかかる発明によれば、圧縮機の
駆動源に内燃機関を有した空気調和装置において、前記
冷媒加熱器内の液冷媒を前記内燃機関の冷却水によって
加熱することにより、内燃機関の燃料消費量を増加させ
ることなく、暖房運転時の暖房能力を増加することがで
きる空気調和装置を提供することができる。
【0036】請求項8にかかる発明によれば、冷媒加熱
器を加熱する冷却水の流量は、前記内燃機関の冷却水回
路に設けた電動三方弁により調節されることにより、内
燃機関の燃料消費量を増加させることなく、暖房運転時
の暖房能力を増加することができる空気調和装置を提供
することができる。
【0037】請求項9にかかる発明によれば、電動三方
弁は前記冷媒加熱器に流入する前記冷却水の温度を検知
して調節されることにより、内燃機関の燃料消費量を増
加させることなく、暖房運転時の暖房能力を増加するこ
とができる空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施例1を示す空気調和装置
の冷媒回路図である。
【図2】図2は、本発明の実施例2を示す空気調和装置
の冷媒回路図である。
【符号の説明】
1 空気調和装置 13 ガスエンジン(内燃機関) 15 圧縮機 21 室外熱交換器 26 バイパス管路 31A 第1逆止弁 31B 第2逆止弁 33 冷媒加熱器 35 三方切換弁 39 冷却水ポンプ 40 冷却水回路 43 三方電動弁 41 ワックス弁 44 温度センサー

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、減
    圧装置及び室外熱交換器を接続した冷媒回路を備えた空
    気調和装置において、 前記四方切換弁と室外熱交換器間の冷媒回路に冷媒加熱
    器と第1逆止弁とを設け、且つ前記冷媒加熱器と第1逆
    止弁との管路と並列に第2逆止弁を備えたバイパス管路
    を設けることを特徴とする空気調和装置。
  2. 【請求項2】 前記第1逆止弁は前記四方切換弁への方
    向を開方向とすることを特徴とする請求項1に記載の空
    気調和装置。
  3. 【請求項3】 前記第2逆止弁は前記四方切換弁への方
    向を閉方向とすることを特徴とする請求項1に記載の空
    気調和装置。
  4. 【請求項4】 圧縮機、四方切換弁、室内熱交換器、減
    圧装置及び室外熱交換器を接続した冷媒回路を備えた空
    気調和装置において、 前記四方切換弁と室外熱交換器間の冷媒回路に三方切換
    弁と冷媒加熱器とを設け、且つ前記三方切換弁から分岐
    したバイパス管路を前記冷媒加熱器と室外熱交換器間に
    接続することを特徴とする空気調和装置。
  5. 【請求項5】 前記空気調和装置の冷房運転時に、前記
    三方切換弁は前記バイパス管路への方向を開とすること
    を特徴とする請求項4に記載の空気調和装置。
  6. 【請求項6】 前記空気調和装置の暖房運転時に、前記
    三方切換弁は前記冷媒加熱器への方向を開とすることを
    特徴とする請求項4に記載の空気調和装置。
  7. 【請求項7】 前記圧縮機の駆動源に内燃機関を有した
    空気調和装置において、前記冷媒加熱器内の液冷媒を前
    記内燃機関の冷却水によって加熱することを特徴とする
    請求項1乃至6に記載の空気調和装置。
  8. 【請求項8】 前記冷媒加熱器を加熱する冷却水の流量
    は、前記内燃機関の冷却水回路に設けた電動三方弁によ
    り調節されることを特徴とする請求項7に記載の空気調
    和装置。
  9. 【請求項9】 前記電動三方弁は前記冷媒加熱器に流入
    する前記冷却水の温度を検知して調節されることを特徴
    とする請求項8に記載の空気調和装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100721420B1 (ko) 2006-07-11 2007-05-23 한국기계연구원 가열수단이 구비된 히트펌프 시스템 및 이의 제어방법
CN109990498A (zh) * 2019-03-04 2019-07-09 南京天加环境科技有限公司 一种燃气热泵空调系统

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