JP2005016805A - 空気調和機 - Google Patents
空気調和機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005016805A JP2005016805A JP2003180544A JP2003180544A JP2005016805A JP 2005016805 A JP2005016805 A JP 2005016805A JP 2003180544 A JP2003180544 A JP 2003180544A JP 2003180544 A JP2003180544 A JP 2003180544A JP 2005016805 A JP2005016805 A JP 2005016805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- refrigerant
- valve
- outdoor heat
- closing
- 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.)
- Pending
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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
- F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from 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
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- 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
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/31—Low ambient temperatures
-
- 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
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
【解決手段】コンプレッサ13から吐出された高温の冷媒が通り、暖房運転時に室内を暖める室内熱交換器17と、暖房運転時に室内熱交換器17を通った冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器14と、コンプレッサ13に向かう冷媒を加熱源11からの媒体と熱交換させて蒸発させる蒸発用熱交換器67とをもつ。室外熱交換器14の上流側を開閉可能な第1開閉弁71と、室外熱交換器14の下流側を開閉可能な第2開閉弁72と、暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いとき第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する制御手段75とを具備する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は少なくとも暖房運転を行う空気調和機に関する。本発明は、例えば、ガスエンジンなどのエンジンに代表される駆動部で冷媒圧縮用のコンプレッサを作動させるエンジン駆動式の空気調和機に利用することができる。
【0002】
【従来の技術】
エンジン駆動式の空気調和機を例にとって従来技術を説明する。エンジン駆動式の熱ポンプ装置とも呼ばれる空気調和機は、一般的には、冷媒を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサを駆動させるエンジンと、暖房運転時にコンプレッサから吐出された冷媒が通り室内の空気と熱交換させて室内を暖める室内熱交換器と、暖房運転時に室内熱交換器を通った冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器と、コンプレッサ、室内熱交換器、室外熱交換器を繋ぐ冷媒循環通路と、冷媒循環通路を流れてコンプレッサに向かう冷媒をエンジン冷却水と熱交換させて蒸発させる蒸発用熱交換器とを具備する。ここで、エンジン冷却水はエンジンの廃熱で加熱されている。
【0003】
ところで、室外熱交換器は、暖房運転時には、熱交換により外気の熱を得て冷媒を蒸発させる蒸発器として機能するため、外気の温度が室外熱交換器の冷媒の温度よりも高いことが前提とされる。従って、室内の暖房運転時に外気の温度が低いときには、室外熱交換器は、外気からの熱を十分に得ることができず、蒸発器としての機能を目標どおり果たすことができない。逆に、室外熱交換器から、温度が低い外気に放熱してしまい、空気調和機の暖房能力が低下してしまうおそれがある。
【0004】
また、外気の温度が低いときには、室内の温度も低いため、暖房能力を高める必要がある。暖房能力を高める技術として次の特許文献1〜3に係る技術が知られている。特許文献1には、冷媒を循環させるコンプレッサを駆動させるエンジンを持ち、室外温度、室内温度が低い低温暖房時には、冷媒の高圧側圧力に応じて、エンジンの点火時期、バルブタイミング、燃料制御弁を制御することにより、エンジンの廃熱量を増加させるように制御する制御手段が設けられているエンジン駆動式の熱ポンプ装置とも呼ばれる空気調和機が開示されている。これにより室外温度、室内温度が低い低温暖房時に室内暖房能力を高めることにしている。
【0005】
特許文献2には、冷媒を循環させるコンプレッサを駆動させるエンジンを持ち、室外温度、室内温度が低い低温暖房時には、エンジンを冷却する冷却水の温度に応じて、エンジンの点火時期、バルブタイミング、燃料制御弁を制御することにより、エンジンの廃熱量を増加させるように制御する制御手段が設けられているエンジン駆動式の熱ポンプ装置とも呼ばれる空気調和機が開示されている。これにより室外温度、室内温度が低い低温暖房時に室内暖房能力を高めることにしている。
【0006】
特許文献3には、ボイラーで生成された温水等の流体を流しこんで冷媒を加熱して蒸発器として機能させる室外熱交換器をもつと共に、室外熱交換器に流れこむ温水等の流体の量を空調負荷に応じて調整する空気調和器が開示されている。このものによれば、室外熱交換器の上流側には、暖房運転時に全開となり、冷房運転時に全閉となる暖房用開閉弁が設けられている。
【0007】
【特許文献1】特開平08−049942号公報
【特許文献1】特開平11−022551号公報
【特許文献3】特開平9−217963号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献1,2に係る技術によれば、エンジンからの廃熱量を効率よく増加させたとしても、室内の暖房運転時に外気の温度が低い場合には、蒸発器として機能する室外熱交換器は、外気の熱を充分に得ることができないままである。そればかりか、増大させたエンジンの廃熱量により室外熱交換器の冷媒の温度が外気の温度よりも高くなる場合には、室外熱交換器において、外気に熱を放出してしまうおそれがある。この場合、蒸発器として本来機能する室外熱交換器が凝縮器として機能することになる。このため無駄にエンジン廃熱量を増加させることになるおそれがある。
【0009】
外気の温度が低い場合には、蒸発器として機能する室外熱交換器にて、外気に熱を放出する際に、室外熱交換器へのファン風量を低下させたり停止させたりしても、室外熱交換器からの自然放熱を抑えることができない。
【0010】
また、上記した特許文献3に係る技術によれば、室外熱交換器の上流側に設けられている暖房用開閉弁は室内の暖房運転時に全開となると記載されているものの、外気の温度が低いときに閉じるという操作については言及されていない。
【0011】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、室内の暖房運転時に外気温度が低いときにおいて、室外熱交換器の冷媒から外気への放熱を抑え、蒸発器として本来機能する室外熱交換器が凝縮器として機能することを抑制し、外気温度が低いときにおいても暖房能力の低下を抑制することができる空気調和機を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気調和機は、冷媒を圧縮するコンプレッサと、
室内に設けられ、コンプレッサから吐出された高温の冷媒が通り、暖房運転時に室内の空気と熱交換させて室内を暖める室内熱交換器と、
室外に設けられ、暖房運転時に室内熱交換器を通った冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器と、
コンプレッサ、室内熱交換器、室外熱交換器を繋ぐ冷媒循環通路と、
室外熱交換器を迂回するように室外熱交換器に対して並列に設けられ冷媒循環通路に連通する並列通路と、
並列通路または冷媒循環通路に設けられ、並列通路または冷媒循環通路を流れて前記コンプレッサに向かう冷媒を、加熱源から供給された媒体と熱交換させて蒸発させる蒸発用熱交換器とを具備する空気調和機において、
暖房運転時に室外熱交換器の上流側を開閉可能な第1開閉弁と、
暖房運転時に室外熱交換器の下流側を開閉可能な第2開閉弁と、
暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いとき、第1開閉弁及び第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行可能な制御手段とを具備することを特徴とするものである。
【0013】
暖房運転時には、コンプレッサが駆動して冷媒が圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は室内熱交換器を流れ、室内熱交換器において室内の空気と熱交換されて室内に放熱し、室内を暖める。更に、室内熱交換器で熱を放出した冷媒は、室外熱交換器に流れ、室外熱交換器において外気と熱交換し、外気から熱を得て蒸発する。室内の暖房運転時にはこのようにして冷媒が冷媒循環通路を循環する。蒸発した冷媒はコンプレッサまたはアキュムレータに帰還する。コンプレッサでの圧縮性を考慮すると、コンプレッサに帰還する冷媒としては、十分にガス化(蒸発)していることが好ましい。
【0014】
室内の暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、前述したように、室外熱交換器は、外気から熱を十分に得ることができない。この場合、室外熱交換器は、冷媒を蒸発させる蒸発器としての機能が損なわれるばかりか、室外熱交換器の冷媒の熱が外気に奪われ、結果として暖房能力が低下するおそれがある。そこで、室内の暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、制御手段は、第1開閉弁及び第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行する。このように室外熱交換器の上流側の第1開閉弁が閉鎖されるため、室外熱交換器の上流側の冷媒が室外熱交換器へ流入することが抑えられる。また、室外熱交換器の下流側の第2開閉弁が閉鎖されるため、室外熱交換器の下流側の冷媒が室外熱交換器に逆流することが抑えられる。このため室外熱交換器の冷媒の流量が低減または無くなり、室外熱交換器の冷媒の熱が外気に奪われることが抑えられ、ひいては暖房能力の低下が抑えられる。
【0015】
また、前述したように暖房運転時に冷媒が室外熱交換器へ流入することが抑えられると、冷媒循環通路における冷媒の循環性が損なわれるおそれがある。この点本発明によれば、冷媒循環通路に連通する並列通路が室外熱交換器に対して並列に設けられている。このため、室外熱交換器に流入できなくなった冷媒は、室外熱交換器を迂回して並列通路を通過でき、冷媒循環通路における暖房に寄与する冷媒の流量は確保される。この意味においても暖房能力の低下が抑えられる。
【0016】
【発明の実施の形態】
制御手段は、室内の暖房運転時に上記閉弁操作を実行するとき、上流側の第1開閉弁を閉鎖した後に、下流側の第2開閉弁を閉鎖する閉弁する形態を例示できる。このようにすれば、閉弁操作を実行した後の状態において室外熱交換器に残留する冷媒を少なく、あるいは、なくすことができる。このように室外熱交換器に残留する冷媒の流量を抑えることができるため、冷媒循環通路を流れる暖房に寄与する冷媒の流量が減少することを抑制でき、暖房能力の低下を抑制できる。
【0017】
また制御手段は、室内の暖房運転時に上記した閉弁操作を実行した後に外気温度か上昇すると、第1開閉弁及び第2開閉弁を開放する。この場合、下流側の第2開閉弁を開放した後に、上流側の第1開閉弁を開放する形態を例示できる。このようにすれば、冷媒を室外熱交換器に容易に再流入させることができる。
【0018】
また並列通路には、冷媒を膨張させると共に開度が調整可能な膨張弁が設けられている形態を例示できる。この場合、制御手段は、室内の暖房運転時に外気温度が低い場合、第1開閉弁及び第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行すると共に、膨張弁の開度を増加させる開度増加操作を実行できるように設定されている形態を例示できる。この場合、上記したように暖房運転時に第1開閉弁及び第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行すると、冷媒が室外熱交換器に流れることが抑えられるため、他方の流路である並列通路に冷媒は向かい、並列通路に流れる冷媒の流量が増加するようになる。このため並列通路に流れる冷媒の流量の増加に対処すべく、並列通路に設けられている膨張弁の開度を増加させることが好ましい。
【0019】
また、蒸発用熱交換器は膨張弁と共に並列通路に設けられている形態を例示できる。この場合、膨張弁の開度を増加させると、並列通路に設けられている蒸発用熱交換器を流れる冷媒の流量が増加するため、蒸発用熱交換器における熱交換量が増加し、蒸発用熱交換器の媒体(例えばエンジン冷却水)の温度が低くなるおそれがある。この結果、蒸発用熱交換器での蒸発力が不足し、蒸発用熱交換器における冷媒の蒸発流量が低下するおそれがあり、ひいては蒸発用熱交換器の蒸発器としての機能が低下するおそれがある。そこで、制御手段は、膨張弁の開度を増加させるとき、加熱源から蒸発用熱交換器に供給される単位時間当たりの熱量を増加させる熱量増加操作を実行できるように設定されている形態を例示できる。上記した熱量増加操作を実行すれば、加熱源から蒸発用熱交換器に供給される単位時間当たりの熱量を増加させることができ、蒸発用熱交換器における熱交換量が増加したとしても、蒸発用熱交換器での冷媒の蒸発流量を確保することができ、ひいては蒸発用熱交換器の蒸発器としての機能が確保される。
【0020】
コンプレッサは駆動部で駆動される。駆動部としてはコンプレッサを駆動させ得るものであれば良く、エンジン、モータ等を例示できる。上記した加熱源としては、エンジン、ボイラー、燃料電池、ガスタービンのうちのいずれかを例示でき、更には、それ以外の他の熱源を採用することができる。要するに、加熱源としては蒸発用熱交換器に冷媒のガス化を促進させる熱量を与え得るものであれば、何でも良い。上記したエンジンとしては、燃料ガスの燃焼で駆動するガスエンジン、液体燃料の燃焼で駆動するエンジンを含む。また、加熱源から供給される媒体は、加熱源で加熱された水等を主要成分とする液媒体である形態を例示できる。この液媒体としては、水だけでも良いし、不凍液等を含むものでも良い。液媒体としては、エンジン、ボイラー、燃料電池、ガスタービン等の廃熱で加熱されている形態を例示できる。
【0021】
【実施例】
(第1実施例)
図1は本発明の実施例の概念を示す。本実施例に係る空気調和機はガスエンジン駆動式の空気調和機である。まず、図1を参照してガスエンジン駆動式の空気調和機に係る冷媒循環通路1について説明する。冷媒循環通路1は室内の冷房または暖房を行うものであり、燃料ガスの燃焼により駆動される駆動部としてのガスエンジン(エンジン)11と、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離した状態で冷媒を収容するアキュームレータ12と、ガスエンジン11で駆動され駆動に伴いアキュムレータ12からのガス状の冷媒を吸入して圧縮するコンプレッサ13と、空調のために冷媒と室内の空気との熱交換を行なって暖房運転時に高温高圧の冷媒の熱を室内に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能することができる室内熱交換器17と、空調のために冷媒と外気との熱交換を行って暖房運転時に外気の熱を得て冷媒を蒸発させる蒸発器として機能することができる室外熱交換器14とを基本要素として有する。冷媒循環通路1はアキュムレータ12、コンプレッサ13、室内熱交換器17、室外熱交換器14を繋ぐ。
【0022】
図1に示すように、室外熱交換器14に対して並列な並列通路19が設けられている。並列通路19は、冷媒循環通路1と分岐する分岐部19s、冷媒循環通路1に合流する合流部19hを介して、冷媒循環通路1に連通するものであり、室内熱交換器17を迂回させて冷媒を流すものである。並列通路19には、冷媒を膨張させてガス化させる機能をもつ膨張弁18が設けられている。冷媒循環通路1には蒸発用熱交換器67が並列通路19の下流に位置するように設けられている。
【0023】
蒸発用熱交換器67は、加熱源としてのガスエンジン11の廃熱で加熱された温水であるエンジン冷却水(媒体)が流れる水通路と、並列通路19及び冷媒循環通路1を流れてアキュムレータ12に向かう冷媒が流れる冷媒通路とをもち、冷媒通路の冷媒と水通路のエンジン冷却水(温水)とを熱交換して、アキュムレータ12に向かう冷媒をエンジン冷却水の熱で蒸発させるものである。
【0024】
蒸発用熱交換器67はアキュムレータ12の手前側に設けられている。その理由としては、コンプレッサ13に供給される冷媒は、コンプレッサ13により冷媒を圧縮することを考慮すると、冷媒は、液化しているよりもガス化していた方が好ましいため、アキュムレータ12に帰還させる冷媒を蒸発用熱交換器67でガス化させるためである。
【0025】
本実施例によれば、この蒸発用熱交換器67は、冷媒循環通路1に繋がる冷媒通路と、エンジン冷却水が流れる水通路とが2重管構造とされた2重管熱交換器とされている。図1に示すように、蒸発用熱交換器67及び室外熱交換器14は、互いに直列的配置とされている。また並列通路19は室外熱交換器14に対して並列的関係されているため、室外熱交換器14を迂回するバイパス通路として機能する。冷媒循環通路1には、流路切替弁として機能する四方弁62が設けられている。四方弁62については、暖房運転時には図1に示すようにポート62d及び62cが連通すると共に、ポート62a及び62bが連通する。また冷房運転時には四方弁62のポート62d及び62aが連通し、ポート62c及び62bが連通する。
【0026】
更に図1に示すように、室外熱交換器14の上流側(室内の暖房運転時における上流側)を開閉可能な第1開閉弁71と、室外熱交換器14の下流側(室内の暖房運転時における下流側)を開閉可能な第2開閉弁72とが設けられている。第1開閉弁71、第2開閉弁72を制御する制御手段75が設けられている。
【0027】
次に、室内を暖房運転するときについて説明を加える。燃料ガスによりガスエンジン11が駆動するとコンプレッサ13が駆動する。そして、アキュムレータ12からのガス状の冷媒がコンプレッサ13に吸入され、コンプレッサ13で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、コンプレッサ13から矢印A1方向に吐出され、四方弁62のポート62d,62cを通り、矢印A2方向,矢印A3方向に流れて室内熱交換器17に至る。更に高温高圧の冷媒は室内熱交換器17で室内の空気と熱交換されて室内に熱を放出し、室内を加熱する。
【0028】
室内熱交換器17を経た冷媒は、凝縮化つまり液化が進行している。室内熱交換器17を経た冷媒は、分岐部19sにより矢印A4方向と矢印A5方向とに分かれる。矢印A4方向に流れる冷媒は、第1開閉弁71、ポート14uを経て室外熱交換器14に至り、室外熱交換器14から外気の熱を得て冷媒のガス化が進行する。更に室外熱交換器14で熱交換されてガス化が進行した冷媒は、ポート14d、第2開閉弁72を経て、更に四方弁62のポート62a,62bを通り、矢印A6方向に向かい合流部19hを経て、蒸発用熱交換器67に向かう。
【0029】
また分岐部19sで矢印A5方向に分岐した冷媒は、膨張弁18に至り、膨張弁18で膨張されてガス化が進行する。更に膨張弁18を経た冷媒は、合流部19hで室外熱交換器14を経た冷媒と合流する。合流した冷媒は矢印A6方向に流れ、蒸発用熱交換器67を流れる。蒸発用熱交換器67を流れる冷媒は、温水であるエンジン冷却水との熱交換により加熱されてガス化が更に進行する。ガス化が進行した冷媒は、矢印A7方向に流れてアキュムレータ12に帰還する。
【0030】
ところで室内の暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、室外熱交換器14の冷媒は外気から熱を十分に得ることができない。この場合、室外熱交換器14は蒸発器としての機能が損なわれるばかりか、室外熱交換器14の冷媒の熱が低温の外気に奪われ、暖房能力が低下するおそれがある。そこで本実施例によれば、室内の暖房運転時おいて外気の温度が設定温度よりも低いときには、制御手段75は、上流側の第1開閉弁71及び下流側の第2開閉弁72の双方を閉鎖する閉弁操作を実行する。このように上流側の第1開閉弁71が閉鎖されるため、室外熱交換器14の上流側の冷媒がポート14uから室外熱交換器14内へ流入することが抑えられる。
【0031】
また、下流側の第2開閉弁72が閉鎖されるため、室外熱交換器14の下流側の冷媒がポート14dから室外熱交換器14に逆流することが抑えられる。このため室外熱交換器14の入口と出口の双方が封鎖され、室外熱交換器14の冷媒を減少させることができ、これにより外気の温度が低いときにおいて室外熱交換器14の冷媒の熱が低温の外気に奪われることが抑えられ、ひいては暖房能力の低下が確実に抑えられる。
【0032】
図1に示すように、外気の温度を検知する外気温度センサ200と、蒸発用熱交換器67及びアキュムレータ12の間の配管に設けられた当該配管の冷媒の温度を検知する温度センサ202とが設けられている。外気温度センサ200の検知信号及び温度センサ202の検知信号は、制御手段75に入力される。
【0033】
第1開閉弁71及び第2開閉弁72の双方を閉鎖する閉弁操作を実行することは、外気温度センサ200の検知信号及び温度センサ202の検知信号に基づいて、制御手段75により決定される。この場合、暖房運転時において外気温度が低く、外気温度センサ200で検知した外気温度T1が、温度センサ202で検知したガス状冷媒の温度T2よりも低いときには、室外熱交換器14を流れている冷媒が外気で冷却されて凝縮してしまうと推定できるため、第1開閉弁71及び第2開閉弁72の双方を閉鎖する閉弁操作を実行することが好ましい。また暖房運転時において温度センサ202で検知したガス状冷媒の温度T2よりも、外気温度センサ200で検知した外気温度T1が高いときには、室外熱交換器14は外気の熱を得て室外熱交換器14の冷媒のガス化を進行させることができると推定されるため、第1開閉弁71及び第2開閉弁72の双方を開放して、室外熱交換器14に冷媒を流す開弁操作を実行することが好ましい。
【0034】
なお、場合によっては、第1開閉弁71及び第2開閉弁72の双方を閉鎖する閉弁操作を実行することは、温度センサ202を設けることなく、外気の温度を検知する外気温度センサ200を設け、外気温度センサ200に基づいて制御手段75により決定することにしても良い。
【0035】
また、上記したように第1開閉弁71が閉鎖されると、室外熱交換器14の上流側の冷媒が室外熱交換器14へ流入することが抑えられるため、暖房に寄与する冷媒の流量が制約されるおそれがある。この点本実施例によれば、図1に示すように、冷媒循環通路1に連通する並列通路19が室外熱交換器14に対して並列に設けられている。このため室外熱交換器14に流入できなくなった冷媒は、並列通路19を矢印A5方向に通過することができるため、冷媒循環通路1を流れる暖房に寄与できる冷媒の流量が確保される。この意味においても暖房能力の低下が抑えられる。
【0036】
本実施例によれば、暖房運転時に外気の温度が低くて第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行するとき、制御手段75は、上流側の第1開閉弁71を閉鎖してから所定時間経過した後に、下流側の第2開閉弁72を閉鎖することが好ましい。このようにすれば、第1開閉弁71を閉鎖したとしても、室外熱交換器14の冷媒は慣性で下流に向けて流れることができる。その後に第2開閉弁72を閉鎖すれば、室外熱交換器14に残留する冷媒を少なく、あるいは、なくすることができる。このように室外熱交換器14に残留する冷媒の流量を抑えることができ、冷媒循環通路1を流れる暖房に寄与する冷媒の流量が減少することを抑制でき、暖房能力の低下を抑制できる。但し、閉弁操作時における第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する順序は、上記に限定されるものではなく、場合によっては制御を簡便にすべく第1開閉弁71及び第2開閉弁72を同時に閉鎖しても良い。
【0037】
また本実施例によれば、外気の温度が暖かくなって前記設定温度よりも高くなったとき、室外熱交換器14に蒸発器としての役割を実行させるべく、制御手段75は、閉鎖状態の第1開閉弁71及び第2開閉弁72を開放する開弁操作を実行する。この場合、下流側の第2開閉弁72を開放してから所定時間経過した後に、上流側の第1開閉弁71を開放することが好ましい。このようにすれば、冷媒を室外熱交換器14に容易に再流入させることができる。但し、開弁操作時に第1開閉弁71及び第2開閉弁72を開放する順序は、上記に限定されるものではなく、場合によっては制御を簡便にすべく第1開閉弁71及び第2開閉弁72を同時に閉鎖しても良い。
【0038】
上記した閉弁操作を実行すると、冷媒が室外熱交換器14に流れることが抑えられるため、他方の流路である並列通路19に流れる冷媒の流量が増加する。この点本実施例によれば、並列通路19に設けられている膨張弁18は、開度が調整可能とされている。そして制御手段75は、第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行するとき、膨張弁18の開度を増加させる開度増加操作を実行することが好ましい。このように膨張弁18の開度を増加させれば、膨張弁18を流れる単位時間当たりの冷媒の流量が確保され、ひいては冷媒循環通路1を流れる暖房に寄与する冷媒の流量が減少することを抑制でき、暖房能力の低下を抑制できる。
【0039】
(第1適用例)
図2は第1実施例を適用した第1適用例を示す。第1実施例と共通する部位には共通の符号を付する。本適用例に係る空気調和機はガスエンジン駆動式の空気調和機である。まず、図2を参照してガスエンジン駆動式の空気調和機に係る冷媒循環通路1について説明する。冷媒循環通路1は室内の冷房または暖房を行うものであり、室外機10と室内機16とを有する。室外機10は、燃料ガスの燃焼により駆動される駆動部としてのガスエンジン(エンジン)11と、ガス状の冷媒と液状の冷媒とを分離した状態で冷媒を収容するアキュームレータ12と、ガスエンジン11で駆動され駆動に伴いアキュムレータ12のガス状の冷媒を吸入して圧縮するコンプレッサ13と、空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての室外熱交換器14と、空調のために冷媒の熱交換を行う熱交換器としての複数の室内熱交換器17とを基本要素として有する。
【0040】
コンプレッサ13は、ガスエンジン11によりタイミングベルト等の動力伝達部材を介して連動される。故に、ガスエンジン11はコンプレッサ13の駆動源として機能する。コンプレッサ13は、アキュムレータ12の冷媒を圧縮室に吸い込む吸込ポート15と、圧縮室で圧縮された高温高圧の冷媒を吐出させる吐出ポート20とを有する。
【0041】
次に、室内を暖房するときにおける冷媒循環通路1の基本的経路について説明する。燃料ガスによりガスエンジン11が駆動すると、コンプレッサ13が駆動し、アキュムレータ12のガス状の冷媒がアキュムレータ12の吸入ポート12aから通路1xを経て吸入され、コンプレッサ13の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、コンプレッサ13の吐出ポート20から矢印A1方向に吐出され、通路1a、オイルセパレータ61に至る。オイルセパレータ61において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された冷媒は、四方弁62のポート62d,62cを通り、矢印A2方向,矢印A3方向(図2参照)に向かい、通路1f、ボールバルブ65B、通路1eを経て、室内熱交換器17に至り、室内熱交換器17で室内の空気と熱交換されて室内に熱を放出して室内を加熱する。
【0042】
そして、室内熱交換器17を経た冷媒は、膨張弁21で膨張され、通路1d、ボールバルブ65Aを経て分岐部19sに至り、分岐部19sで矢印A4方向,矢印A5方向に分岐する。矢印A4方向に分岐した冷媒は、通路1c、第1開閉弁71(電磁弁)を経て、逆止弁80、キャピラリ81を経て、ポート14uから室外熱交換器14に至り、更に室外熱交換器14のポート14dから吐出され、第2開閉弁72(二方弁)、四方弁62のポート62a、ポート62bを経て、二重管熱交換器である蒸発用熱交換器67に向かう。
【0043】
また分岐部19sで矢印A5方向に分岐した冷媒は、並列通路19を流れて膨張弁18に至り、膨張弁18で膨張されてガス化が進行する。更に膨張弁18を経た冷媒は並列通路19を流れて合流部19hで、室外熱交換器14を経た冷媒と合流する。合流した冷媒は矢印A6方向に流れ、蒸発用熱交換器67を流れる。蒸発用熱交換器67を流れる冷媒は、温水であるエンジン冷却水の熱を熱交換により得て、ガス化が更に進行する。ガス化が進行した冷媒は、矢印A7方向に流れてアキュムレータ12の帰還ポート12cに帰還する。帰還した冷媒は、アキュムレータ12で液状の冷媒とガス状の冷媒とに分離された状態で収容される。上記したように室内の暖房が行われる。
【0044】
次に、室内を冷房するときにおける冷媒循環通路1の基本的経路について説明する。即ち、燃料ガスによりガスエンジン11が駆動すると、コンプレッサ13が駆動し、アキュムレータ12のガス状の冷媒がアキュムレータ12の吸入ポート12aから通路1xを経て吸入され、コンプレッサ13の圧縮室で圧縮される。圧縮されて高温高圧となったガス状の冷媒は、コンプレッサ13の吐出ポート20から吐出され、通路1a、オイルセパレータ61に至る。オイルセパレータ61において冷媒からオイルが分離される。そしてオイルが分離された冷媒は、流路切替弁としての四方弁62の62d,ポート62aを経て、通路1bを矢印B1方向に流れ、第2開閉弁72、ポート14dを経て室外熱交換器14に至る。そして高温高圧の冷媒は、室外熱交換器14で室外の空気と冷却されて熱交換され、凝縮つまり液化が進行する。即ち、冷房運転では室外熱交換器14は凝縮器として機能する。液化が進行した冷媒は、通路1mを矢印B2方向に流れ、ボールバルブ65Aを経て、通路1dを矢印B3方向に流れ、膨張弁21に至り、膨張弁21において膨張されて低温となる。
【0045】
低温となった冷媒は室内熱交換器17に至り、室内熱交換器17で室内の空気と熱交換されて室内を冷却し、更に、通路1eを矢印B4方向に流れ、ボールバルブ65Bを経て、通路1fを矢印B5方向に流れ、四方弁62のポート62c、ポート62bを経て合流部19hに至る。更に、冷媒は矢印A6方向に流れ、蒸発用熱交換器67を経て、通路1hを矢印A7方向に流れ、アキュムレータ12の帰還ポート12cに帰還する。アキュムレータ12に帰還した冷媒は、アキュムレータ12で液状の冷媒とガス状の冷媒とに分離された状態で収容される。
【0046】
図2に示す適用例においても、第1実施例と同様の作用効果が得られる。即ち、暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、室外熱交換器14は外気から熱を十分に得ることができないので、室外熱交換器14は蒸発器としての機能が損なわれるばかりか、室外熱交換器14の冷媒の熱が外気に奪われ、暖房能力が低下するおそれがある。そこで、室内の暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、制御手段75は、第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行する。このように第1開閉弁71が閉鎖されるため、室外熱交換器14の上流側の冷媒がポート14uから室外熱交換器14内へ流入することが抑えられる。また、第2開閉弁72が閉鎖されるため、室外熱交換器14の下流側の冷媒がポート14dから室外熱交換器14内に逆流することが抑えられる。このため室外熱交換器14の冷媒が低減または無くなり、室外熱交換器14の冷媒の熱が外気に奪われることが抑えられ、ひいては暖房能力の低下が確実に抑えられる。
【0047】
また第1開閉弁71及び第2開閉弁72の閉鎖により冷媒が室外熱交換器14へ流入することが抑えられると、冷媒循環通路1における暖房に寄与できる冷媒の流量が損なわれるおそれがある。この点については、冷媒循環通路1に連通する並列通路19が室外熱交換器14に対して並列に設けられ、室外熱交換器14に流入できなくなった冷媒は、他方の流路である並列通路19を通過するため、暖房に寄与できる冷媒の流量が確保される。この意味においても暖房能力の低下が抑えられる。
【0048】
上記した第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行するとき、制御手段75は、上流側の第1開閉弁71を閉鎖してから所定時間経過した後に、下流側の第2開閉弁72を閉鎖することが好ましい。このようにすれば、閉弁操作を実行した後の状態において室外熱交換器14に残留する冷媒を少なく、あるいは、なくすることができる。このように室外熱交換器14に残留する冷媒の流量を抑えることができるため、暖房に寄与する冷媒の流量が減少することを抑制でき、暖房能力の低下を抑制できる。但し、閉弁操作時における第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する順序は、上記に限定されるものではない。
【0049】
また制御手段75は、上記した閉弁操作を実行した後に第1開閉弁71及び第2開閉弁72を開放する開弁操作を実行するとき、下流側の第2開閉弁72を開放してから所定時間経過した後に、上流側の第1開閉弁71を開放することが好ましい。このようにすれば、冷媒を室外熱交換器14に容易に再流入させることができる。但し、開弁操作時に第1開閉弁71及び第2開閉弁72を開放する順序は、上記に限定されるものではない。
【0050】
上記した閉弁操作を実行すると、冷媒が室外熱交換器14に流れることが抑えられるため、他方の流路である並列通路19に流れる冷媒の流量が増加する。この点については、制御手段75は、第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行するとき、膨張弁18の開度を増加させる開度増加操作を実行することが好ましい。このように膨張弁18の開度を増加させれば、第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖した場合においても、冷媒循環通路1を流れる暖房に寄与する冷媒の流量が減少することを抑制でき、暖房能力の低下を抑制できる。
【0051】
図3は、冷媒循環通路1に設けられている蒸発用熱交換器67を流れるエンジン冷却水100の経路を示す。図3に示すように、エンジン冷却水が循環する冷却水回路100は、第1通水路101と、蒸発用熱交換器67を流れる第2通水路102と、ラジエータ107を流れる第3通水路103と、温調素子である第1サーモスタット104と、温調素子である第2サーモスタット105と、冷却水搬送部であるウォータポンプ106とをもつ。
【0052】
ウォータポンプ106が駆動すると、エンジン冷却水はガスエンジン11に送られ、ガスエンジン11を冷却するため、エンジン冷却水は温水となる。ここでエンジン冷却水の水温が低いときには、第1通水路101に流れるものの、第1サーモスタット104及び第2サーモスタット105の作用により、第2通水路102及び第3通水路103には流れないようにされている。これによりエンジン冷却水の温度が維持される。
【0053】
ガスエンジン11の回転数が増加してエンジン冷却水の水温が上昇すると、第1サーモスタット104及び第2サーモスタット105の作用により、第2通水路102、蒸発用熱交換器67にも流れるようになる。この場合、エンジン冷却水の熱は蒸発用熱交換器67でも奪われるため、エンジン冷却水の過剰高温化が抑えられる。ガスエンジン11の回転数が更に増加してエンジン冷却水の水温が更に上昇すると、第1サーモスタット104及び第2サーモスタット105の作用により、エンジン冷却水は第2通水路102及び第3通水路103にも流れ、蒸発用熱交換器67及びラジエータ107にも流れるようになる。この場合、エンジン冷却水の熱は蒸発用熱交換器67及びラジエータ107でも奪われるため、エンジン冷却水の過剰高温化が抑えられる。このように第1サーモスタット104及び第2サーモスタット105の作用により、エンジン冷却水の温度は、ほぼ一定の温度領域内におさまるように設定されている。
【0054】
このように蒸発用熱交換器67の水通路には、加熱源としてのガスエンジン11の廃熱で加熱された温水であるエンジン冷却水が流れる。このため蒸発用熱交換器67の冷媒通路を流れる冷媒はエンジン冷却水の熱を熱交換により得て、エンジン冷却水の熱で蒸発用熱交換器67の冷媒のガス化を進行させることができる。
【0055】
(第2実施例)
図4は本発明の第2実施例の概念を示す。第2実施例は第1実施例と基本的には同様の構成を有する。以下、第1実施例と相違する部分を中心として説明する。即ち、図4に示すように、室外熱交換器14の上流側(暖房運転時における上流側)を開閉する第1開閉弁71と、室外熱交換器14の下流側(暖房運転時における下流側)を開閉する第2開閉弁72とが設けられている。更に、図4に示すように、室外熱交換器14に対して並列に並列通路19が設けられている。並列通路19は、冷媒循環通路1に分岐する分岐部19s、冷媒循環通路1に合流する合流部19hを介して、冷媒循環通路1に連通しており、室外熱交換器14を迂回させて冷媒を流すものである。
【0056】
並列通路19には、冷媒を膨張させてガス化させる機能をもつ膨張弁18と、蒸発用熱交換器67が直列に設けられている。蒸発用熱交換器67はプレート状熱交換器であり、加熱源としてのガスエンジンの廃熱で加熱されたエンジン冷却水(媒体)が流れる水通路と、並列通路19を流れてアキュムレータ12に向かう冷媒が流れる冷媒通路とをもつ。そして、冷媒通路の冷媒と水通路のエンジン冷却水とを熱交換して、アキュムレータ12に向かう冷媒をエンジン冷却水の熱で蒸発させるものである。図4に示すように、室外熱交換器14及び蒸発用熱交換器67は互いに並列的な位置関係とされている。
【0057】
室内を暖房運転するときについて説明を加える。燃料ガスによりガスエンジン11が駆動すると、コンプレッサ13が駆動し、ガス状の冷媒がコンプレッサ13で圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、コンプレッサ13から矢印A1方向に吐出され、四方弁62のポート62d,62cを通り、矢印A2方向,矢印A3方向に流れて室内熱交換器17に至り、室内熱交換器17で室内の空気と熱交換されて室内に熱を放出し、室内を加熱する。室内熱交換器17を経た冷媒は、凝縮化つまり液化が進行している。
【0058】
室内熱交換器17を経た冷媒は、分岐部19sを経て矢印A4方向と矢印A5方向とに分岐する。矢印A4方向に流れた冷媒は、第1開閉弁71を経てポート14uから室外熱交換器14に至る。そして室外熱交換器14の冷媒は外気の熱を得てガス化が進行する。更に冷媒は室外熱交換器14のポート14dから吐出され、第2開閉弁72を経て、四方弁62のポート62a,62bを通り、合流部19hに向かう。
【0059】
また分岐部19sから矢印A5方向(図4参照)に流れた冷媒は、並列通路19を流れ、膨張弁18に至り、膨張弁18で膨張されてガス化が進行する。更に膨張弁18を経た冷媒は、蒸発用熱交換器67を流れる。この蒸発用熱交換器67はプレート熱交換器で形成されている。蒸発用熱交換器67内の冷媒は、温水であるエンジン冷却水により熱交換されてガス化が進行する。更に蒸発用熱交換器67を経た冷媒は、合流部19hで、室外熱交換器14を経た冷媒と合流する。合流した冷媒は矢印A6,A7方向に流れ、アキュムレータ12に帰還する。
【0060】
第2実施例は基本的には第1実施例と同様の作用効果を有する。即ち、暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、室外熱交換器14は外気から熱を十分に得ることができない。よって、室外熱交換器14は蒸発器としての機能が損なわれるばかりか、室外熱交換器14の冷媒の熱が外気に奪われ、暖房能力が低下するおそれがある。
【0061】
そこで本実施例によれば、暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、制御手段75は、前述同様に第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行する。このように第1開閉弁71が閉鎖されるため、室外熱交換器14の下流側の冷媒がポート14uから室外熱交換器14内へ流入することが抑えられる。また、第2開閉弁72が閉鎖されるため、室外熱交換器14の下流側の冷媒がポート14dから室外熱交換器14に逆流することが抑えられる。このため室外熱交換器14の冷媒が減少または無くなり、室外熱交換器14の冷媒の熱が外気に奪われることが抑えられ、ひいては外気の温度が設定温度よりも低いときにおいて暖房能力の低下が確実に抑えられる。
【0062】
また第2開閉弁72の閉鎖により室外熱交換器14の上流側の冷媒が室外熱交換器14内へ流入することが抑えられると、暖房に寄与できる冷媒の流量が低下するおそれがある。この点本実施例によれば、冷媒循環通路1に連通する並列通路19が室外熱交換器14に対して並列に設けられている。そして室外熱交換器14に流入できなくなった冷媒は、並列通路19を矢印A5方向に通過するため、暖房に寄与できる冷媒の流量が確保される。この意味においても暖房能力の低下が抑えられる。
【0063】
本実施例によれば、上記した閉弁操作を実行した後に外気の温度が高くなったとき、室外熱交換器14における冷媒のガス化を確保すべく、制御手段75は、第1開閉弁71及び第2開閉弁72を開放する開弁操作を実行する。このとき、下流側の第2開閉弁72を開放してから所定時間経過した後に、上流側の第1開閉弁71を開放することができる。このようにすれば、冷媒を室外熱交換器14に容易に再流入させることができる。但し、開弁操作時に第1開閉弁71及び第2開閉弁72を開放する順序は、上記に限定されるものではない。
【0064】
上記した閉弁操作を実行すると、冷媒が室外熱交換器14に流れることが抑えられるため、他方の流路である並列通路19に流れる冷媒の流量が増加する。この点本実施例によれば、制御手段75は、第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行するとき、膨張弁18の開度を増加させる開度増加操作を実行することが好ましい。このように膨張弁18の開度を増加させれば、暖房に寄与できる冷媒の流量が減少することを抑制でき、暖房能力の低下を抑制できる。
【0065】
ところで上記したように膨張弁18の開度を増加させるとき、並列通路19において蒸発用熱交換器67が膨張弁18と直列に設けられているため、蒸発用熱交換器67を流れる冷媒の流量が増加することになる。この場合、蒸発用熱交換器67における熱交換量が増大するため、冷媒と熱交換する蒸発用熱交換器67の温水であるエンジン冷却水の温度が目標温度よりも低めとなるおそれがある。このようにエンジン冷却水の温度が低めとなると、蒸発用熱交換器67において冷媒が蒸発する蒸発量が低下するおそれがあり、ひいては蒸発用熱交換器67の蒸発器としての機能が低下するおそれがある。そこで、上記したように膨張弁18の開度を増加させるとき、制御手段75は、ガスエンジン11の回転数を増加させ、ガスエンジン11で発生する熱量を増加させる。即ち、ガスエンジン11から蒸発用熱交換器67に供給される単位時間当たりのエンジン冷却水の熱量を増加させる熱量増加操作が実行される。これによりガスエンジン11から蒸発用熱交換器67に単位時間当たりに供給される熱量を増加させることができ、蒸発用熱交換器67において冷媒が蒸発する蒸発量を確保することができ、ひいては蒸発用熱交換器67の蒸発器としての機能が確保される。
【0066】
(第2適用例)
図5は第2実施例を適用した第2適用例を示す。第2適用例は第1適用例と共通の構成を有する。第2適用例と共通する部位には共通の符号を付する。図5に示すように、室外熱交換器14の上流側(暖房運転時における上流側)を開閉する第1開閉弁71と、室外熱交換器14の下流側(暖房運転時における下流側)を開閉する第2開閉弁72とが設けられている。本適用例では、図5に示すように、室外熱交換器14は、複数個並列に配置された室外熱交換器14A,14Bで形成されている。このため、第2開閉弁72は、一方の室外熱交換器14Aの流路を制御する第2開閉弁72Aと、他方の室外熱交換器14Bの流路を制御する第2開閉弁72Bとで形成されている。第1開閉弁71は、複数個並列に配置された室外熱交換器14A,14Bを開閉制御することができる。
【0067】
更に図5に示すように、室外熱交換器14に対して並列な並列通路19が設けられている。並列通路19は冷媒循環通路1と分岐する分岐部19s、冷媒循環通路1に合流する合流部19hを介して、冷媒循環通路1に連通するものであり、室内熱交換器17を迂回させて冷媒を流すものである。並列通路19には、冷媒を膨張させてガス化させる機能をもつ膨張弁18と、蒸発用熱交換器67とが直列に設けられている。蒸発用熱交換器67は、冷媒とエンジン冷却水とを熱交換し、アキュムレータ12に向かう冷媒を蒸発させるものである。蒸発用熱交換器67は2重管熱交換器ではなく、プレート状熱交換器とされている。図5に示すように、室外熱交換器14及び蒸発用熱交換器67は並列的な位置関係とされている。
【0068】
本実施例によれば、暖房運転及び冷房運転は基本的には前記した適用例1の場合と同様に実行される。室内を暖房運転するときについて説明を加える。燃料ガスによりガスエンジン11が駆動すると、コンプレッサ13が駆動し、ガス状の冷媒がコンプレッサ13で圧縮され、高温高圧となった冷媒は、コンプレッサ13から矢印A1方向に吐出され、オイルセパレータ61,四方弁62のポート62d,62cを通り、矢印A2方向,矢印A3方向に流れて室内熱交換器17に至り、室内熱交換器17で室内の空気と熱交換されて室内に熱を放出し、室内を加熱する。
【0069】
室内熱交換器17を経た冷媒は、膨張弁21,ボールバルブ65Aに至り、分岐部19sにより矢印A4方向と矢印A5方向(図5参照)とに分岐する。矢印A4方向に流れた冷媒は、第1開閉弁71、逆止弁80,キャピラリ81を経てポート14uから室外熱交換器14(14A,14B)に至る。そして室外熱交換器14(14A,14B)の冷媒は外気の熱を得てガス化が進行する。更に冷媒は室外熱交換器14(14A,14B)のポート14dから吐出され、第2開閉弁72(72A,72B)を経て、四方弁62のポート62a,62bを通り、合流部19hに向かう。
【0070】
また分岐部19sから矢印A5方向に流れた冷媒は、並列通路19を流れ、膨張弁18に至り、膨張弁18で膨張されてガス化が進行し、更に膨張弁18を経た冷媒は、蒸発用熱交換器67を流れる。蒸発用熱交換器67内の冷媒は、温水であるエンジン冷却水により熱交換されてガス化が進行する。更に蒸発用熱交換器67を経た冷媒は、合流部19hで、室外熱交換器14(14A,14B)を経た冷媒と合流する。合流した冷媒は矢印A6方向,矢印A7方向に流れ、アキュムレータ12の帰還ポート12cに帰還する。
【0071】
第2実施例おいても基本的には第1実施例と同様の作用効果が得られる。即ち、暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、室外熱交換器14は外気から熱を十分に得ることができないので、室外熱交換器14は蒸発器としての機能が損なわれるばかりか、室外熱交換器14の冷媒の熱が外気に奪われ、暖房能力が低下するおそれがある。そこで本実施例によれば、暖房運転時における外気の温度が設定温度よりも低いときには、制御手段75は、前述同様に第1開閉弁71及び第2開閉弁72を閉鎖する閉弁操作を実行する。このため室外熱交換器14の冷媒が減少または無くなり、室外熱交換器14の冷媒の熱が外気に奪われることが抑えられ、ひいては外気の温度が設定温度よりも低いときにおいて暖房能力の低下が確実に抑えられる。
【0072】
(その他)
上記した実施例1,2、適用例1,2によれば、蒸発用熱交換器67の冷媒を加熱する加熱源としては、燃料ガスで駆動するガスエンジン11とされているが、これに限らず、ガソリンや軽油等の液体燃料で駆動するエンジンとしても良く、また、他の燃料で駆動するエンジンとしても良く、更には、ボイラー、燃料電池、ガスタービンを採用し、ボイラー、燃料電池、ガスタービンで生成される熱で加熱された温水により蒸発用熱交換器67の冷媒を加熱することもできる。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更して実施できるものである。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いときには、前述したように、室外熱交換器は外気から熱を十分に得ることができないので、蒸発器としての機能が損なわれるばかりか、室外熱交換器の熱が外気に奪われ、暖房能力が低下するおそれがあるる。そこで、外気の温度が設定温度よりも低いときには、制御手段は、第1開閉弁及び第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行する。このように第1開閉弁が閉鎖されるため、室外熱交換器の下流側の冷媒が室外熱交換器へ流入することが抑えられる。また、第2開閉弁が閉鎖されるため、室外熱交換器の下流側の冷媒が室外熱交換器に逆流することが抑えられる。このためが室外熱交換器の冷媒の熱が外気に奪われることが抑えられ、ひいては暖房能力の低下が抑えられる。
【0074】
また室外熱交換器の下流側の冷媒が室外熱交換器へ流入することが抑えられると、冷媒の循環性が損なわれるおそれがあるが、この点本発明によれば、室外熱交換器に対して並列に設けられ冷媒循環通路に連通する並列通路が設けられているため、室外熱交換器に流入できなくなった冷媒は並列通路を通過できるため、冷媒の循環性は確保され、この意味においても暖房能力の低下が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係り、ガスエンジン駆動式の空気調和機を模式的に示す概念図である。
【図2】第1実施例を具体化した第1適用例に係り、ガスエンジン駆動式の空気調和機の配管を模式的に示す概念図である。
【図3】エンジン冷却水の流れる配管を模式的に示す概念図である。
【図4】第2実施例に係り、ガスエンジン駆動式の空気調和機を模式的に示す概念図である。
【図5】第2実施例を具体化した第2適用例に係り、ガスエンジン駆動式の空気調和機の配管を模式的に示す概念図である。
【符号の説明】
図中、1は冷媒循環回路、11はガスエンジン(エンジン,加熱源)、13はコンプレッサ、14は室外熱交換器、17は室内熱交換器、67は蒸発用熱交換器、71は第1開閉弁、72は第2開閉弁、75は制御手段を示す。
Claims (6)
- 冷媒を圧縮するコンプレッサと、
室内に設けられ、前記コンプレッサから吐出された高温の冷媒が通り、暖房運転時に室内の空気と熱交換させて室内を暖める室内熱交換器と、
室外に設けられ、暖房運転時に前記室内熱交換器を通った冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外熱交換器と、
前記コンプレッサ、前記室内熱交換器、前記室外熱交換器を繋ぐ冷媒循環通路と、
前記室外熱交換器を迂回するように前記室外熱交換器に対して並列に設けられ前記冷媒循環通路に連通する並列通路と、
前記並列通路または前記冷媒循環通路に設けられ、前記並列通路または前記冷媒循環通路を流れて前記コンプレッサに向かう冷媒を、加熱源から供給された媒体と熱交換させて蒸発させる蒸発用熱交換器とを具備する空気調和機において、
暖房運転時に前記室外熱交換器の上流側を開閉可能な第1開閉弁と、
暖房運転時に前記室外熱交換器の下流側を開閉可能な第2開閉弁と、
暖房運転時に外気の温度が設定温度よりも低いとき、前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行可能な制御手段とを具備することを特徴とする空気調和機。 - 請求項1において、前記制御手段は、前記閉弁操作を実行するとき、前記第1開閉弁を閉鎖した後に前記第2開閉弁を閉鎖することを特徴とする空気調和機。
- 請求項1または請求項2において、前記制御手段は、前記閉弁操作を実行した後に開放するとき、前記第2開閉弁を開放した後に前記第1開閉弁を開放することを特徴とする空気調和機。
- 請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項において、前記並列通路には、冷媒を膨張させると共に開度が調整可能な膨張弁が設けられており、
前記制御手段は、前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁を閉鎖する閉弁操作を実行するとき、前記膨張弁の開度を増加させる開度増加操作を実行可能に設定されていることを特徴とする空気調和機。 - 請求項4において、前記蒸発用熱交換器は前記膨張弁と共に前記並列通路に設けられており、前記制御手段は、前記膨張弁の開度を増加させるとき、前記加熱源から前記蒸発用熱交換器に供給される単位時間当たりの熱量を増加させる熱量増加操作を実行可能に設定されていることを特徴とする空気調和機。
- 請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項において、前記加熱源は、エンジン、ボイラー、燃料電池、ガスタービンのうちのいずれかであり、前記加熱源から供給される媒体は、前記加熱源で加熱され主要成分が水である液媒体であることを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003180544A JP2005016805A (ja) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | 空気調和機 |
CNB2004100616378A CN100404978C (zh) | 2003-06-25 | 2004-06-23 | 空气调节机 |
KR1020040047345A KR100561131B1 (ko) | 2003-06-25 | 2004-06-24 | 공기 조화기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003180544A JP2005016805A (ja) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | 空気調和機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005016805A true JP2005016805A (ja) | 2005-01-20 |
Family
ID=34181506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003180544A Pending JP2005016805A (ja) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | 空気調和機 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005016805A (ja) |
KR (1) | KR100561131B1 (ja) |
CN (1) | CN100404978C (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006308277A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-11-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 水冷エンジンヒートポンプ |
KR20100025033A (ko) * | 2008-08-27 | 2010-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화시스템 |
JP2014066439A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Aisin Seiki Co Ltd | エンジン駆動式空気調和装置 |
KR101532781B1 (ko) * | 2008-08-27 | 2015-07-01 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화시스템 |
JP2017044419A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | アイシン精機株式会社 | エンジン駆動式空気調和装置 |
JP2018169064A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | アイシン精機株式会社 | エンジン駆動式空気調和装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4978777B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2012-07-18 | アイシン精機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
CN112432340B (zh) * | 2020-11-26 | 2021-11-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空调的控制方法、控制装置、处理器和空调系统 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0331664A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-12 | Matsushita Refrig Co Ltd | 空気調和装置 |
JPH05164412A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-06-29 | Hitachi Ltd | 空気調和機 |
JPH0849942A (ja) * | 1994-08-08 | 1996-02-20 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
JP3600906B2 (ja) * | 1995-02-08 | 2004-12-15 | ヤマハ発動機株式会社 | 空気調和装置 |
US5947373A (en) * | 1996-02-09 | 1999-09-07 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Refrigerant circuit with fluid heated refrigerant |
JPH1122551A (ja) * | 1997-07-01 | 1999-01-26 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
KR100572613B1 (ko) * | 1999-09-30 | 2006-04-19 | 한라공조주식회사 | 전기자동차용 히트 펌프 시스템 |
-
2003
- 2003-06-25 JP JP2003180544A patent/JP2005016805A/ja active Pending
-
2004
- 2004-06-23 CN CNB2004100616378A patent/CN100404978C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-06-24 KR KR1020040047345A patent/KR100561131B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006308277A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-11-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 水冷エンジンヒートポンプ |
KR20100025033A (ko) * | 2008-08-27 | 2010-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화시스템 |
KR101532781B1 (ko) * | 2008-08-27 | 2015-07-01 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화시스템 |
US9127865B2 (en) | 2008-08-27 | 2015-09-08 | Lg Electronics Inc. | Air conditioning system including a bypass pipe |
KR101581466B1 (ko) | 2008-08-27 | 2015-12-31 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화시스템 |
JP2014066439A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Aisin Seiki Co Ltd | エンジン駆動式空気調和装置 |
JP2017044419A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | アイシン精機株式会社 | エンジン駆動式空気調和装置 |
KR20170026110A (ko) | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 아이신세이끼가부시끼가이샤 | 엔진 구동식 공기 조화 장치 |
KR101923770B1 (ko) * | 2015-08-27 | 2018-11-29 | 아이신세이끼가부시끼가이샤 | 엔진 구동식 공기 조화 장치 |
JP2018169064A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | アイシン精機株式会社 | エンジン駆動式空気調和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1576752A (zh) | 2005-02-09 |
KR20050001387A (ko) | 2005-01-06 |
KR100561131B1 (ko) | 2006-03-17 |
CN100404978C (zh) | 2008-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5030344B2 (ja) | 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 | |
JP4974714B2 (ja) | 給湯器 | |
AU2013313564B2 (en) | Engine-driven heat pump chiller | |
JP2007225141A (ja) | ガスヒートポンプ式空気調和装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の起動方法 | |
JP2006194565A (ja) | 空気調和装置 | |
JP4696634B2 (ja) | エンジン駆動式空気調和機 | |
JP2007327668A (ja) | 廃熱利用装置を備える冷凍装置 | |
KR100612808B1 (ko) | 공기 조화기 | |
JP2005016805A (ja) | 空気調和機 | |
JP4898025B2 (ja) | マルチ型ガスヒートポンプ式空気調和装置 | |
JP5631685B2 (ja) | エンジン駆動式空調機 | |
JP4045914B2 (ja) | 廃熱回収式ヒートポンプ | |
JP4468888B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2006234321A (ja) | 室外ユニットおよび空気調和装置 | |
JP2836154B2 (ja) | 排熱回収式ヒートポンプ | |
JP6917583B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP3600906B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP5691498B2 (ja) | エンジン駆動式空気調和装置 | |
JP3295716B2 (ja) | エンジン駆動式熱ポンプ装置 | |
JP3626927B2 (ja) | ガスヒートポンプ式空気調和装置 | |
JP4072446B2 (ja) | 空調室外機 | |
JPH08291950A (ja) | 空気調和装置 | |
JPH1038410A (ja) | 冷媒循環式熱移動装置 | |
JPH10306954A (ja) | エンジン駆動冷媒圧縮循環式熱移動装置 | |
JPH07280385A (ja) | 熱ポンプ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080404 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080701 |