JP2015175326A - Engine system and air conditioning device including the same - Google Patents

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大樹 田中
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孝弘 佐古
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve net thermal efficiency of an engine at the time when the temperature of exhaust gas or the temperature of engine oil is within a specific temperature range.SOLUTION: An engine system includes cooling water target temperature adjustment means S3 that switches and adjusts a first target temperature as a target temperature in rating operation operating an engine 10 at a rating and a second target temperature as a target temperature at the time when an oil temperature measured by engine oil temperature measurement means T2 is lower than that in the rating operation or at the time when an exhaust gas temperature measured by exhaust gas temperature measurement means is lower than that in the rating operation, in a mode where the second target temperature is higher than the first target temperature.

Description

本発明は、混合気を燃焼室で圧縮して燃焼させ軸動力を出力するエンジンと、前記エンジンを冷却するエンジン冷却水の温度を測定する冷却水温度測定手段にて測定される冷却水温度を目標温度に制御する冷却水温度制御手段を備えるエンジンシステムに関する。   The present invention relates to an engine that compresses and burns an air-fuel mixture in a combustion chamber and outputs shaft power, and a coolant temperature measured by a coolant temperature measuring means that measures the temperature of engine coolant that cools the engine. The present invention relates to an engine system provided with a coolant temperature control means for controlling to a target temperature.

従来、ガスエンジンの軸動力にて圧縮機を駆動させてヒートポンプを働かせる空調装置としてのガスエンジンヒートポンプシステム(以下、GHPと略称)として、特許文献1に示す技術が知られている。
通常、当該技術にあっては、空調負荷に対してエンジンの回転数とトルクとを変化させ空調負荷に適した運転を行う。エンジンの運転範囲は、空調機の圧縮機仕様や空調負荷によって決まり、図6に示す運転範囲をとるものが一般的であり、通常、図6に示す全ての運転範囲(図6で太線内の範囲)において、エンジンの冷却水温度は一定に保たれる制御が実行される。
Conventionally, as a gas engine heat pump system (hereinafter, abbreviated as GHP) as an air conditioner that operates a heat pump by driving a compressor with axial power of a gas engine, a technique shown in Patent Document 1 is known.
Usually, in this technology, the engine speed and torque are changed with respect to the air conditioning load, and an operation suitable for the air conditioning load is performed. The operating range of the engine is determined by the compressor specifications of the air conditioner and the air conditioning load, and generally takes the operating range shown in FIG. 6. Normally, the operating range shown in FIG. In the range), control is performed so that the coolant temperature of the engine is kept constant.

特開2013−068405号公報JP 2013-068405 A

本発明の発明者らは、エンジンが図6に示す運転範囲で運転する場合で、特に、排ガスの温度、又はエンジンオイルの温度が特定の温度域にある時に、エンジン冷却水温度を制御することで、エンジンの正味熱効率を改善できるという知見を得た。   The inventors of the present invention control the engine coolant temperature when the engine operates in the operating range shown in FIG. 6, particularly when the exhaust gas temperature or the engine oil temperature is in a specific temperature range. Thus, we have learned that the net thermal efficiency of the engine can be improved.

本発明は、上述の知見を鑑みてなされたものであり、その目的は、排ガスの温度、又エンジンオイルの温度が特定の温度域にある時のエンジンの正味熱効率を改善できるエンジンシステム、及びそれを備えた空調装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned knowledge, and an object thereof is an engine system capable of improving the net thermal efficiency of an engine when the temperature of exhaust gas or the temperature of engine oil is in a specific temperature range, and It is providing the air conditioner provided with.

上記目的を達成するための本発明のエンジンシステムの特徴構成は、
混合気を燃焼室で圧縮して燃焼させ軸動力を出力するエンジンと、
前記エンジンを冷却するエンジン冷却水の温度を測定する冷却水温度測定手段にて測定される冷却水温度を目標温度に制御する冷却水温度制御手段を備えるエンジンシステムにおいて、
前記エンジンを定格で運転する定格運転時における冷却水温度の目標温度としての第1目標温度と、エンジンオイル温度測定手段にて測定されるオイル温度が前記定格運転時よりも低い時又は排ガス温度測定手段にて測定される排ガス温度が前記定格運転時よりも低い時における冷却水温度の目標温度としての第2目標温度とを、前記第2目標温度を前記第1目標温度よりも高い温度とする形態で、切り換え調整する冷却水目標温度調整手段を備える点にある。
In order to achieve the above object, the characteristic configuration of the engine system of the present invention is as follows:
An engine that compresses and burns the air-fuel mixture in the combustion chamber and outputs shaft power;
In an engine system comprising cooling water temperature control means for controlling a cooling water temperature measured by cooling water temperature measurement means for measuring a temperature of engine cooling water for cooling the engine to a target temperature,
The first target temperature as the target temperature of the coolant temperature during rated operation for operating the engine at a rated value, and when the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring means is lower than that during the rated operation or exhaust gas temperature measurement The second target temperature as the target temperature of the cooling water temperature when the exhaust gas temperature measured by the means is lower than that during the rated operation is set to be higher than the first target temperature. In the form, it is provided with a cooling water target temperature adjusting means for switching adjustment.

上記特徴構成によれば、オイル温度が定格運転時よりも低い時又は排ガス温度が定格運転時より低い時で、エンジンの軸動力に対する機械損失割合やスロットル絞りによるポンプ損失の増加により、エンジンの正味熱効率が低下する虞のあるときに、冷却水温度の目標温度を第1目標温度よりも高い第2目標温度とすることで、エンジンの正味熱効率を改善できる。尚、このように正味熱効率が改善できるのは、図2中段のグラフ図に示すように、冷却水温度を高めることにより、特に、上死点近傍での熱発生率dq/dθのピーク値が進角化すること、即ち、遅角化気味となる熱発生を早めることができることが、一つの要因と考えられる。   According to the above characteristic configuration, when the oil temperature is lower than that during rated operation or when the exhaust gas temperature is lower than that during rated operation, the ratio of mechanical loss to the engine shaft power and the increase in pump loss due to the throttle throttle cause the net When the thermal efficiency may be lowered, the net thermal efficiency of the engine can be improved by setting the target temperature of the cooling water temperature to the second target temperature higher than the first target temperature. Note that the net thermal efficiency can be improved in this way, as shown in the graph in the middle of FIG. 2, by increasing the cooling water temperature, the peak value of the heat generation rate dq / dθ in the vicinity of the top dead center is obtained. It is considered that one of the factors is to advance the angle, that is, to accelerate the heat generation that seems to be retarded.

本発明のエンジンシステムの更なる特徴構成は、
正味熱効率に影響しない前記エンジンオイルの温度範囲の下限領域にオイル温度下限閾値を設定するオイル温度閾値設定手段を備え、
前記冷却水目標温度調整手段は、前記エンジンオイル温度測定手段にて測定されたオイル温度が前記オイル温度下限閾値よりも低い場合に、冷却水温度の目標温度を前記第1目標温度から前記第2目標温度へ切り換える点にある。
A further characteristic configuration of the engine system of the present invention is as follows.
Oil temperature threshold setting means for setting an oil temperature lower limit threshold in the lower limit region of the engine oil temperature range that does not affect the net thermal efficiency,
When the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring unit is lower than the oil temperature lower limit threshold, the cooling water target temperature adjusting unit changes the target temperature of the cooling water temperature from the first target temperature to the second target temperature. The point is to switch to the target temperature.

本発明の発明者らは、更に、オイル温度が正味熱効率に影響しない温度領域にある場合であっても、冷却水温度を調整することにより、正味熱効率が改善できることを見出した。
即ち、上記特徴構成によれば、冷却水目標温度調整手段が、エンジンオイル温度測定手段にて測定されたオイル温度が、正味熱効率に影響しないエンジンオイルの温度範囲の下限領域に設定されるオイル温度下限閾値よりも低下した場合に、冷却水温度の目標温度を、第1目標温度から第2目標温度へ切り換えるから、オイル温度側から見れば正味熱効率の影響しない領域であっても、冷却水温度の目標温度を第1目標温度から第2目標温度へ変更することで、エンジンの正味熱効率を改善できる。
尚、正味熱効率に影響しないエンジンオイルの温度範囲の下限領域とは、エンジンのオイル温度と正味熱効率との関係が、図4に示すような関係を示す場合に、正味熱効率が略一定に維持される領域(図4で、直線αより高温側の領域)の下限領域を意味するものとし、この例の場合、オイル温度下限閾値は、例えば、55℃以上65℃以下の範囲(図4で矢印βで示される範囲)の値に設定されるものとする。
当該オイル温度下限閾値は、エンジンの仕様(例えば、定格出力、エンジン種等)や、運転時の空気過剰率λ等のパラメータにより変化するため、本発明にあっては、オイル温度閾値設定手段が、これらのパラメータに基づいて、適宜、オイル温度下限閾値を設定する構成を採用している。
The inventors of the present invention have further found that the net thermal efficiency can be improved by adjusting the cooling water temperature even when the oil temperature is in a temperature range that does not affect the net thermal efficiency.
That is, according to the above characteristic configuration, the cooling water target temperature adjusting means is configured so that the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring means is set to the lower limit region of the engine oil temperature range that does not affect the net thermal efficiency. Since the target temperature of the cooling water temperature is switched from the first target temperature to the second target temperature when the temperature falls below the lower limit threshold, the cooling water temperature is not affected by the net thermal efficiency when viewed from the oil temperature side. By changing the target temperature from the first target temperature to the second target temperature, the net thermal efficiency of the engine can be improved.
Note that the lower limit region of the temperature range of the engine oil that does not affect the net thermal efficiency means that the net thermal efficiency is maintained substantially constant when the relationship between the engine oil temperature and the net thermal efficiency is as shown in FIG. In this example, the oil temperature lower limit threshold is, for example, a range from 55 ° C. to 65 ° C. (indicated by an arrow in FIG. 4). It is assumed that it is set to a value in the range indicated by β.
The oil temperature lower limit threshold varies depending on engine specifications (for example, rated output, engine type, etc.) and parameters such as excess air ratio λ during operation. Based on these parameters, the oil temperature lower limit threshold is appropriately set.

本発明のエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記冷却水目標温度調整手段は、前記エンジンオイル温度測定手段にて測定されるオイル温度が前記オイル温度下限閾値より低い側へ乖離するほど、前記第1目標温度から前記第2目標温度への昇温幅を大きい側へ変更設定する点にある。
A further characteristic configuration of the engine system of the present invention is as follows.
The cooling water target temperature adjusting means increases from the first target temperature to the second target temperature as the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring means deviates to a side lower than the oil temperature lower limit threshold. The temperature range is changed to the larger side.

上記特徴構成によれば、冷却水目標温度調整手段は、エンジンオイル温度測定手段にて測定されるオイル温度がオイル温度下限値より低い側へ乖離するほど、即ち、オイル温度が低下し、上死点近傍での熱発生率のピーク値が遅角化するほど、第1目標温度から第2目標温度への昇温幅を大きい側へ変更設定するから、上死点近傍での熱発生率のピーク値を進角化できる。これにより、熱発生を早める形態で、正味熱効率を改善できる。
更に、当該構成によれば、オイル温度が高く、エンジンが昇温している可能性が高いと推定できる場合には、エンジン冷却水の温度は低い側に調整されるから、エンジンの過熱による損傷を適切に回避できる。
According to the above characteristic configuration, the cooling water target temperature adjusting means is such that the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring means deviates to a lower side than the lower limit of the oil temperature, that is, the oil temperature is lowered and the top dead As the peak value of the heat generation rate near the point is retarded, the temperature increase range from the first target temperature to the second target temperature is changed to the larger side, so the heat generation rate near the top dead center The peak value can be advanced. Thereby, net heat efficiency can be improved in the form which accelerates | stimulates heat generation.
Further, according to this configuration, when it can be estimated that the oil temperature is high and the engine is likely to be warmed up, the temperature of the engine cooling water is adjusted to the low side. Can be avoided appropriately.

本発明のエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記排ガス温度が前記定格運転時よりも低いことを判定する判定指標としての排ガス温度下限閾値を設定する排ガス温度閾値設定手段を備え、
前記冷却水目標温度調整手段は、前記排ガス温度測定手段にて測定された排ガス温度が前記排ガス温度下限閾値よりも低い場合に、前記第1目標温度から前記第2目標温度へ切り換える点にある。
A further characteristic configuration of the engine system of the present invention is as follows.
An exhaust gas temperature threshold setting means for setting an exhaust gas temperature lower limit threshold as a determination index for determining that the exhaust gas temperature is lower than that during the rated operation;
The cooling water target temperature adjusting means is configured to switch from the first target temperature to the second target temperature when the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature measuring means is lower than the exhaust gas temperature lower limit threshold.

上記特徴構成によれば、冷却水目標温度調整手段は、排ガス温度が定格運転時よりも低いことを判定する判定指標としての排ガス温度下限閾値よりも排ガス温度が低下した場合に、冷却水温度の目標温度を第1目標温度から第2目標温度へ変更することで、エンジンの正味熱効率を改善できる。
尚、排ガス温度が定格運転時よりも低いことを判定する判定指標としての排ガス温度下限閾値は、当該排ガス温度下限閾値を排ガス温度が下回った場合に、エンジンの軸動力に対する機械損失割合やスロットル絞りによるポンプ損失が大きく増加する閾値を意味するものであり、エンジンの回転数とトルクとから規定される排気温度を示す図5では、例えば、太線で示される閾値(300℃)となる。当該閾値は、エンジンの仕様(例えば、定格出力、エンジン種等)や、運転時の空気過剰率λ等のパラメータにより変化するため、本発明にあっては、排ガス温度閾値設定手段は、これらのパラメータに基づいて、適宜、排ガス温度下限閾値を設定する構成を採用している。
According to the above characteristic configuration, the cooling water target temperature adjusting means adjusts the cooling water temperature when the exhaust gas temperature falls below the exhaust gas temperature lower limit threshold as a determination index for determining that the exhaust gas temperature is lower than during rated operation. The net thermal efficiency of the engine can be improved by changing the target temperature from the first target temperature to the second target temperature.
The exhaust gas temperature lower limit threshold as a determination index for determining that the exhaust gas temperature is lower than that during rated operation is the ratio of the mechanical loss to the engine shaft power and the throttle throttle when the exhaust gas temperature falls below the lower exhaust gas temperature lower threshold. In FIG. 5 showing the exhaust temperature defined by the engine speed and the torque, for example, the threshold value (300 ° C.) indicated by a thick line is used. Since the threshold value varies depending on engine specifications (for example, rated output, engine type, etc.) and parameters such as the excess air ratio λ during operation, in the present invention, the exhaust gas temperature threshold value setting means A configuration in which an exhaust gas temperature lower limit threshold is appropriately set based on parameters is adopted.

本発明のエンジンシステムの更なる特徴構成は、
前記冷却水目標温度調整手段は、前記排ガス温度測定手段にて測定された排ガス温度が前記排ガス温度下限閾値より低い側へ乖離するほど、前記第1目標温度と前記第2目標温度との設定温度幅を大きい側へ変更設定する点にある。
A further characteristic configuration of the engine system of the present invention is as follows.
The cooling water target temperature adjustment means sets the set temperature between the first target temperature and the second target temperature as the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature measurement means deviates to a side lower than the exhaust gas temperature lower limit threshold. The width is changed to the larger side.

上記特徴構成によれば、冷却水目標温度調整手段は、排ガス温度測定手段にて測定される排ガス温度が排ガス温度下限値より低い側へ乖離するほど、即ち、排ガス温度が低下し、上死点近傍での熱発生率のピーク値が遅角化するほど、第1目標温度から第2目標温度への昇温幅を大きい側へ変更設定するから、上死点近傍での熱発生率のピーク値を進角化できる。これにより、熱発生を早める形態で、正味熱効率を改善できる。
更に、当該構成を採用することで、排ガス温度が高く、エンジンが昇温している可能性が高いと推定できる場合には、エンジン冷却水の温度は低い側に調整されるから、エンジンの過熱による損傷を適切に回避できる。
According to the above characteristic configuration, the cooling water target temperature adjusting means is such that the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature measuring means deviates to the lower side than the lower limit value of the exhaust gas temperature, that is, the exhaust gas temperature decreases, and the top dead center. As the peak value of the heat generation rate in the vicinity is retarded, the temperature increase range from the first target temperature to the second target temperature is changed to the larger side, so the peak of the heat generation rate in the vicinity of the top dead center Can advance the value. Thereby, net heat efficiency can be improved in the form which accelerates | stimulates heat generation.
Furthermore, when the exhaust gas temperature is high and it can be estimated that the engine is likely to have a high temperature, the engine cooling water temperature is adjusted to the low side. Can be avoided appropriately.

上記目的を達成するための空調装置の特徴構成は、
ヒートポンプシステムとして冷媒を圧縮する圧縮機を備え、
前記エンジンの軸動力が前記圧縮機の駆動源とされる点にある。
The characteristic configuration of the air conditioner for achieving the above object is as follows:
It has a compressor that compresses refrigerant as a heat pump system,
The shaft power of the engine is used as a drive source for the compressor.

近年の空調装置は、実運転状態に近い通年エネルギー消費効率(Annual Performance Factor:以下APFと略称)に基づいて性能を表示している。当該APFは、通年を通しての空調装置のエネルギー消費効率であるため、年間を通して熱効率を高めることが性能向上につながる。
上記特徴構成によれば、これまで説明してきたように、エンジンの排ガス温度及びオイル温度が特定の温度域にある時の正味熱効率を改善できるエンジンを用いて空調装置を働かせるから、上述したAPFを向上できる空調装置を実現できる。
Recent air conditioners display performance based on the year-round energy consumption efficiency (Annual Performance Factor: abbreviated as APF hereinafter) close to the actual operating state. Since the APF is the energy consumption efficiency of the air conditioner throughout the year, increasing the thermal efficiency throughout the year leads to improved performance.
According to the above characteristic configuration, as described above, since the air conditioner is operated using the engine that can improve the net thermal efficiency when the exhaust gas temperature and the oil temperature of the engine are in a specific temperature range, An air conditioner that can be improved can be realized.

第1実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図Schematic configuration diagram of the engine system according to the first embodiment 第1実施形態に係るエンジンシステムで冷却水温度を切り換えた場合の上死点近傍での熱発生率のパラメータの変化傾向を示すグラフ図The graph which shows the change tendency of the parameter of the heat release rate in the vicinity of the top dead center when the cooling water temperature is switched in the engine system according to the first embodiment 第1冷却水温度と第2冷却水温度とにおけるNOx濃度毎の正味熱効率を示すグラフ図The graph which shows the net thermal efficiency for every NOx density | concentration in 1st cooling water temperature and 2nd cooling water temperature 正味熱効率とオイル温度との関係を示すグラフ図Graph showing the relationship between net thermal efficiency and oil temperature 第2実施形態に係るエンジンシステムの排ガス温度のエンジン回転数及びトルクとの関係を示すグラフ図The graph which shows the relationship between the engine speed and torque of the exhaust gas temperature of the engine system which concerns on 2nd Embodiment. エンジン運転範囲のエンジン回転数及びトルクとの関係を示すグラフ図Graph showing the relationship between engine speed and torque in the engine operating range

本発明のエンジンシステム100及び空調装置200は、排ガスEの温度、又はエンジンオイルの温度が特定の温度域にある時のエンジン10の正味熱効率(高位発熱量:以下、HHVと略称)を改善できるものに関する。
以下、図面に基づいて、本発明のエンジンシステム100及び空調装置200の実施形態を説明する。
The engine system 100 and the air conditioner 200 of the present invention can improve the net thermal efficiency (higher heating value: hereinafter abbreviated as HHV) of the engine 10 when the temperature of the exhaust gas E or the temperature of the engine oil is in a specific temperature range. About things.
Hereinafter, embodiments of an engine system 100 and an air conditioner 200 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
エンジンシステム100は、図1に示すように、混合気Mを燃焼室11で圧縮して燃焼させて軸動力を出力するエンジン10、及び負荷に応じてエンジン10の出力を制御する制御装置S等を備えるものであり、空調装置200は、エンジン10の軸動力を駆動源とする圧縮機41と、当該圧縮機41にて圧縮される冷媒を循環するヒートポンプ回路C1等を備えて構成されている。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, an engine system 100 includes an engine 10 that compresses and burns an air-fuel mixture M in a combustion chamber 11 to output shaft power, a control device S that controls the output of the engine 10 according to a load, and the like. The air conditioner 200 includes a compressor 41 that uses the axial power of the engine 10 as a drive source, a heat pump circuit C1 that circulates refrigerant that is compressed by the compressor 41, and the like. .

エンジン10の燃焼室11には、混合気Mを吸気する吸気路20と、排ガスEが通流する排気路25とが接続されている。
吸気路20には、ベンチュリーミキサ23を介して、天然ガス系都市ガス等の燃料ガスGを供給する燃料供給路21が接続されており、当該燃料供給路21には、燃料ガスGの供給量を調整することにより、当該燃料ガスGと吸気路20に吸気される燃焼用空気Aとの比である空燃比を調整可能な燃料流量調整弁22が設けられている。吸気路20でベンチュリーミキサ23の下流側には、吸気路20を通流する混合気Mの吸気量を調整可能なスロットルバルブ24が設けられている。
これにより、燃料供給路21から燃料流量調整弁22の開度が調整される状態で供給される燃料ガスGが、ベンチュリーミキサ23にて燃焼用空気Aと混合され、所望の空燃比に調整された混合気Mが、スロットルバルブ24にて吸気量を調整された状態で、燃焼室11に吸気される。
吸気された混合気Mは、燃焼室11にて圧縮されると共に点火プラグ(図示せず)にて点火され燃焼・膨張することにより、クランクシャフト35が回転されて軸動力が出力され、燃焼により発生した排ガスEが排気路25を通して排気される。つまり、このエンジン10は、通常の4サイクルエンジンとして構成されている。
Connected to the combustion chamber 11 of the engine 10 are an intake passage 20 for taking in the air-fuel mixture M and an exhaust passage 25 through which the exhaust gas E flows.
A fuel supply path 21 for supplying a fuel gas G such as a natural gas city gas is connected to the intake path 20 via a venturi mixer 23, and a supply amount of the fuel gas G is connected to the fuel supply path 21. A fuel flow rate adjustment valve 22 that can adjust the air-fuel ratio, which is the ratio between the fuel gas G and the combustion air A taken into the intake passage 20, is adjusted. A throttle valve 24 capable of adjusting the intake amount of the air-fuel mixture M flowing through the intake passage 20 is provided on the downstream side of the venturi mixer 23 in the intake passage 20.
Thereby, the fuel gas G supplied from the fuel supply passage 21 in a state where the opening of the fuel flow rate adjustment valve 22 is adjusted is mixed with the combustion air A by the venturi mixer 23 and adjusted to a desired air-fuel ratio. The air-fuel mixture M is taken into the combustion chamber 11 with the intake air amount adjusted by the throttle valve 24.
The sucked air-fuel mixture M is compressed in the combustion chamber 11 and ignited by a spark plug (not shown) to be combusted and expanded, whereby the crankshaft 35 is rotated and shaft power is output. The generated exhaust gas E is exhausted through the exhaust passage 25. That is, the engine 10 is configured as a normal four-cycle engine.

尚、エンジン10は、エンジンオイルが貯留されるオイルパン(図示せず)のオイル温度を測定するオイル温度センサT2(オイル温度測定手段の一例)を備え、当該オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度が、逐次、制御装置Sとしてのオイル温度閾値設定手段S1に取得される。   The engine 10 includes an oil temperature sensor T2 (an example of an oil temperature measuring unit) that measures the oil temperature of an oil pan (not shown) in which engine oil is stored, and is measured by the oil temperature sensor T2. The oil temperature is sequentially acquired by the oil temperature threshold setting means S1 as the control device S.

エンジン10には、エンジン冷却水JWを循環する冷却水循環路C2と、当該冷却水循環路C2にてエンジン冷却水JWを圧送する循環ポンプP1と、燃焼室11の周囲のシリンダヘッド及びシリンダブロックにエンジン冷却水JWを通流させる冷却水ジャケット52と、エンジン冷却水JWの熱を放熱させるラジエータ51とが備えられている。
冷却水循環路C2には、冷却水ジャケット52の出口でのエンジン冷却水JWの温度を測定する冷却水温度センサT1(冷却水温度測定手段の一例)が設けられており、制御装置Sとしての冷却水温度制御手段S4は、当該冷却水温度センサT1にて測定されるエンジン冷却水JWの温度が、所望の目標温度となるように、ラジエータ51の放熱用ファン51aの回転数を制御する構成が採用されている。
The engine 10 includes a cooling water circulation path C2 that circulates the engine cooling water JW, a circulation pump P1 that pumps the engine cooling water JW through the cooling water circulation path C2, and a cylinder head and a cylinder block around the combustion chamber 11. A cooling water jacket 52 for allowing the cooling water JW to flow therethrough and a radiator 51 for radiating the heat of the engine cooling water JW are provided.
The cooling water circulation path C2 is provided with a cooling water temperature sensor T1 (an example of cooling water temperature measuring means) that measures the temperature of the engine cooling water JW at the outlet of the cooling water jacket 52. The water temperature control means S4 is configured to control the rotational speed of the heat dissipation fan 51a of the radiator 51 so that the temperature of the engine cooling water JW measured by the cooling water temperature sensor T1 becomes a desired target temperature. It has been adopted.

エンジン10の軸動力は、動力伝達機構30によりヒートポンプシステム40の圧縮機41に伝達される。
動力伝達機構30は、エンジン10のクランクシャフト35に固定されたエンジン側プーリ31と、圧縮機41の駆動軸34に電磁クラッチ(図示せず)を介して連結された圧縮機側プーリ33と、エンジン側プーリ31と圧縮機側プーリ33とにわたって巻回されるコグドベルト32を備えている。
The shaft power of the engine 10 is transmitted to the compressor 41 of the heat pump system 40 by the power transmission mechanism 30.
The power transmission mechanism 30 includes an engine-side pulley 31 fixed to the crankshaft 35 of the engine 10, a compressor-side pulley 33 connected to a drive shaft 34 of the compressor 41 via an electromagnetic clutch (not shown), A cogged belt 32 wound around the engine side pulley 31 and the compressor side pulley 33 is provided.

ヒートポンプシステム40は、冷媒を循環するヒートポンプ回路C1と、当該ヒートポンプ回路C1を循環する冷媒を圧縮する圧縮機41と、室外空気と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器42と、室内空気と冷媒とを熱交換させる室内熱交換器44と、冷媒を膨張させる膨張弁43と、ヒートポンプ回路C1における冷媒の循環方向を切り換える四方弁45とから構成されている。
当該ヒートポンプシステム40にエンジン10の軸動力が伝達されて空調を行う空調装置200が、冷房運転を実行する場合、四方弁45は、図1で実線にて示されるように、圧縮機41の冷媒吐出側を室外熱交換器42へ接続すると共に、圧縮機41への冷媒流入側を室内熱交換器44へ接続する状態に切り換わる。
これにより、ヒートポンプ回路C1を循環する冷媒は、圧縮機41で圧縮され昇温した状態で室外熱交換器42としての凝縮器に導かれ、当該室外熱交換器42としての凝縮器で室外空気と熱交換する形態で凝縮して放熱し、膨張弁43を通過した後に、室内熱交換器44としての蒸発器に導かれ、室内空気と熱交換する形態で蒸発して室内空気を冷却した後、圧縮機41の冷媒流入側に戻される。
一方、空調装置200が、暖房運転を実行する場合、四方弁45は、図1で破線にて示されるように、圧縮機41の冷媒吐出側を室内熱交換器44へ接続すると共に、圧縮機41の冷媒流入側を室外熱交換器42へ接続する状態に切り換わる。
これにより、ヒートポンプ回路C1を循環する冷媒は、圧縮機41で圧縮され昇温した状態で室内熱交換器44としての凝縮器に導かれ、当該室内熱交換器44としての凝縮器で室内空気と熱交換する形態で凝縮して室内空気を加熱し、膨張弁43を通過した後に、室外熱交換器42としての蒸発器に導かれ、室外空気と熱交換する形態で蒸発して室内空気から熱を回収した後、圧縮機41の冷媒流入側に戻される。
The heat pump system 40 includes a heat pump circuit C1 that circulates refrigerant, a compressor 41 that compresses the refrigerant that circulates through the heat pump circuit C1, an outdoor heat exchanger 42 that exchanges heat between outdoor air and the refrigerant, and indoor air and refrigerant. Are configured by an indoor heat exchanger 44 for exchanging heat with each other, an expansion valve 43 for expanding the refrigerant, and a four-way valve 45 for switching the refrigerant circulation direction in the heat pump circuit C1.
When the air conditioner 200 that performs air conditioning by transmitting the shaft power of the engine 10 to the heat pump system 40 performs a cooling operation, the four-way valve 45 is a refrigerant of the compressor 41 as shown by a solid line in FIG. The discharge side is connected to the outdoor heat exchanger 42 and the refrigerant inflow side to the compressor 41 is switched to a state of being connected to the indoor heat exchanger 44.
Thus, the refrigerant circulating in the heat pump circuit C1 is guided to the condenser as the outdoor heat exchanger 42 in a state where the refrigerant is compressed and heated by the compressor 41, and the outdoor air is exchanged with the outdoor air in the condenser as the outdoor heat exchanger 42. After condensing and radiating heat in the form of heat exchange and passing through the expansion valve 43, it is led to the evaporator as the indoor heat exchanger 44, and after evaporating in the form of heat exchange with room air to cool the room air, The refrigerant is returned to the refrigerant inflow side of the compressor 41.
On the other hand, when the air conditioner 200 performs the heating operation, the four-way valve 45 connects the refrigerant discharge side of the compressor 41 to the indoor heat exchanger 44 as shown by a broken line in FIG. It switches to the state which connects the refrigerant | coolant inflow side of 41 to the outdoor heat exchanger 42. FIG.
As a result, the refrigerant circulating in the heat pump circuit C1 is guided to the condenser as the indoor heat exchanger 44 in a state where the refrigerant is compressed and heated by the compressor 41, and the indoor air is exchanged with the indoor air in the condenser as the indoor heat exchanger 44. After condensing in the form of heat exchange and heating the indoor air and passing through the expansion valve 43, it is led to the evaporator as the outdoor heat exchanger 42 and evaporated in the form of heat exchange with the outdoor air to heat from the indoor air Is recovered and then returned to the refrigerant inflow side of the compressor 41.

本発明の発明者らは、エンジンオイルの温度が特定の温度域にある時に、エンジン冷却水JWの温度を制御することで、エンジン10の正味熱効率を改善できるという知見を得た。以下、当該知見に基づき、エンジン10の正味熱効率を改善する構成に関し、説明を加える。   The inventors of the present invention have found that the net thermal efficiency of the engine 10 can be improved by controlling the temperature of the engine cooling water JW when the temperature of the engine oil is in a specific temperature range. Hereinafter, a description will be added regarding the configuration for improving the net thermal efficiency of the engine 10 based on the knowledge.

制御装置Sには、エンジン10を定格で運転する定格運転時における冷却水温度JWの目標温度としての第1目標温度(例えば、70℃)と、オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度が定格運転時よりも低い時における冷却水温度JWの目標温度としての第2目標温度(例えば、80℃)とを、第2目標温度を第1目標温度よりも高い温度とする形態で、切り換え調整する冷却水目標温度調整手段S3を備えている。
制御装置Sには、オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度が定格運転時よりも低いか否かを判定する指標としてのオイル温度下限閾値を設定するオイル温度閾値設定手段S1を備えている。当該オイル温度閾値設定手段S1は、エンジン10の仕様(例えば、定格出力、エンジン種等)や、設定されている空気過剰率λ等のパラメータに基づいて、オイル温度下限閾値を可変設定可能に構成されている。オイル温度閾値設定手段S1は、当該第1実施形態にあっては、エンジン100として定格出力が15kWのものを採用し、空気過剰率λ=1.55に設定した場合において、図4に示すように、正味熱効率(HHV:高位発熱量)に影響しないエンジンオイルの温度範囲(図4で、直線αより高温側の範囲)の下限領域(図4で、矢印βで示される温度領域:例えば、56℃〜65℃の温度領域)にオイル温度下限閾値を設定している。
即ち、冷却水目標温度調整手段S3は、オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度が、オイル温度閾値設定手段S1にて設定されたオイル温度下限閾値以上の場合、目標温度として第1目標温度(例えば、70℃)を設定し、オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度がオイル温度下限閾値より低い場合、目標温度として第2目標温度(例えば、80℃)を設定する。
制御装置Sには、当該第1目標温度と、第2目標温度とを記憶する記憶部S2が設けられており、冷却水目標温度調整手段S3は、当該記憶部S2から、第1目標温度と第2目標温度とを読み出す形態で、目標温度の切り換えを実行する。
冷却水温度制御手段S4は、冷却水循環路C1に設けられる冷却水温度センサT1にて測定される冷却水温度が、冷却水目標温度調整手段S3にて切り換えられた第2目標温度となるように、即ち、冷却水温度が昇温するように、ラジエータ51の放熱用ファン51aの回転数を下げ側へ制御する。
The control device S includes a first target temperature (for example, 70 ° C.) as a target temperature of the coolant temperature JW during rated operation in which the engine 10 is operated at a rated value, and an oil temperature measured by the oil temperature sensor T2. Switching adjustment in a form in which the second target temperature (for example, 80 ° C.) as the target temperature of the coolant temperature JW when the temperature is lower than the rated operation is set to be higher than the first target temperature. Cooling water target temperature adjusting means S3 is provided.
The control device S includes an oil temperature threshold setting unit S1 that sets an oil temperature lower limit threshold as an index for determining whether or not the oil temperature measured by the oil temperature sensor T2 is lower than that during rated operation. . The oil temperature threshold setting means S1 is configured to be able to variably set the oil temperature lower limit threshold based on the specifications of the engine 10 (for example, rated output, engine type, etc.) and parameters such as the set excess air ratio λ. Has been. In the first embodiment, the oil temperature threshold setting means S1 employs an engine 100 with a rated output of 15 kW, and the excess air ratio λ = 1.55 is set as shown in FIG. Furthermore, the lower limit region (the temperature range indicated by the arrow β in FIG. 4) of the engine oil temperature range (the range on the higher temperature side than the straight line α in FIG. 4) that does not affect the net thermal efficiency (HHV: higher heating value): The oil temperature lower limit threshold is set in the temperature range of 56 ° C to 65 ° C.
That is, when the oil temperature measured by the oil temperature sensor T2 is equal to or higher than the oil temperature lower limit threshold set by the oil temperature threshold setting means S1, the cooling water target temperature adjusting means S3 is the first target temperature as the target temperature. (For example, 70 ° C.) is set, and when the oil temperature measured by the oil temperature sensor T2 is lower than the oil temperature lower limit threshold, the second target temperature (for example, 80 ° C.) is set as the target temperature.
The control device S is provided with a storage unit S2 that stores the first target temperature and the second target temperature, and the cooling water target temperature adjusting unit S3 receives the first target temperature and the target temperature from the storage unit S2. The target temperature is switched in the form of reading the second target temperature.
The cooling water temperature control means S4 is arranged so that the cooling water temperature measured by the cooling water temperature sensor T1 provided in the cooling water circuit C1 becomes the second target temperature switched by the cooling water target temperature adjusting means S3. That is, the rotational speed of the heat dissipating fan 51a of the radiator 51 is controlled to the lower side so that the cooling water temperature rises.

次に、エンジン10の回転数を550min-1、トルクを50〜55Nm、空気過剰率λを1.55に維持した状態で、オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度が、62.4℃であるときに、エンジン冷却水JWの目標温度を、第1目標温度(70℃)から第2目標温度(80℃)へ変更した場合の結果を、表1、図2、図3に示す。 Next, the oil temperature measured by the oil temperature sensor T2 is 62.4 ° C. in a state where the rotational speed of the engine 10 is maintained at 550 min −1 , the torque is 50 to 55 Nm, and the excess air ratio λ is 1.55. Table 1, FIG. 2 and FIG. 3 show the results when the target temperature of the engine coolant JW is changed from the first target temperature (70 ° C.) to the second target temperature (80 ° C.).

Figure 2015175326
Figure 2015175326

表1に示すように、冷却水温度を、第1目標温度(70℃)から第2目標温度(80℃)へ昇温した場合、正味熱効率(HHV)は、26.4%から26.9%まで改善しており、機械効率も80.0%から80.3%へ改善していることがわかる。
ここで、オイル温度に着目すると、エンジン冷却水JWの温度を第1目標温度(70℃)に維持しているときに62.4℃であるオイル温度が、第2目標温度(80℃)へ変更されると、68.5℃まで昇温している。図4を参照すると、これらのオイル温度は何れも、正味熱効率(HHV)に影響しない温度領域(図4で直線αよりも高温側の領域)にあることがわかる。これと、表1に示す結果から、オイル温度が正味熱効率(HHV)に影響しない温度領域にある場合であっても、エンジン冷却水JWの温度を第1目標温度(70℃)から第2目標温度(80℃)に切り替えることで、正味熱効率(HHV)を向上できることがわかる。
As shown in Table 1, when the cooling water temperature is raised from the first target temperature (70 ° C.) to the second target temperature (80 ° C.), the net thermal efficiency (HHV) is 26.4% to 26.9. It can be seen that the mechanical efficiency is also improved from 80. 0% to 80.3%.
Here, paying attention to the oil temperature, when the temperature of the engine coolant JW is maintained at the first target temperature (70 ° C.), the oil temperature that is 62.4 ° C. becomes the second target temperature (80 ° C.). When changed, the temperature is raised to 68.5 ° C. Referring to FIG. 4, it can be seen that these oil temperatures are all in a temperature region that does not affect the net thermal efficiency (HHV) (a region on the higher temperature side than the straight line α in FIG. 4). From this and the results shown in Table 1, even when the oil temperature is in a temperature range that does not affect the net thermal efficiency (HHV), the temperature of the engine coolant JW is changed from the first target temperature (70 ° C.) to the second target temperature. It turns out that a net thermal efficiency (HHV) can be improved by switching to temperature (80 degreeC).

このように、正味熱効率(HHV)を向上できる理由に関し、図2のグラフ図に示すように、エンジン冷却水JWの温度を第1目標温度(70℃)の場合と、第2目標温度(80℃)の場合を比較すると、熱発生率dq/dθも速くなっており、燃焼室11での混合気Mの燃焼性が高くなっていると言え、これにより、正味熱効率(HHV)高くなっていると考えられる。   Thus, regarding the reason why the net thermal efficiency (HHV) can be improved, as shown in the graph of FIG. 2, the temperature of the engine coolant JW is set to the first target temperature (70 ° C.) and the second target temperature (80 C.), the heat generation rate dq / dθ is also faster, and it can be said that the combustibility of the air-fuel mixture M in the combustion chamber 11 is higher, which increases the net thermal efficiency (HHV). It is thought that there is.

尚、ガスエンジンヒートポンプシステムからなる空調装置200においては、排ガスEに含まれるNOx濃度を低減することが好ましい。この観点に関し、図3に、横軸にNOx排出量のO2換算値を取り、縦軸に正味熱効率(HHV)をとったときに、冷却水温度が第1目標温度(70℃)のグラフ図と、冷却水温度が第2目標温度(80℃)のグラフ図とを示す。図3のグラフ図から、同一のNOx排出量であるときに、冷却水温度を第1目標温度(70℃)よりも第2目標温度(80℃)とした方が、NOx排出量(O2換算値)を低減できると言え、この意味で、本発明により環境負荷を低減できると言える。 In the air conditioner 200 including the gas engine heat pump system, it is preferable to reduce the concentration of NOx contained in the exhaust gas E. With respect to this point of view, FIG. 3 is a graph in which the cooling water temperature is the first target temperature (70 ° C.) when the horizontal axis represents the NO2 emission value converted to O2 and the vertical axis represents the net thermal efficiency (HHV). And a graph in which the cooling water temperature is the second target temperature (80 ° C.). From the graph of FIG. 3, when the NOx emission amount is the same, the NOx emission amount (O 2 ) is greater when the cooling water temperature is set to the second target temperature (80 ° C.) than the first target temperature (70 ° C.). In this sense, it can be said that the environmental load can be reduced.

<第2実施形態>
上記第1実施形態に係るエンジンシステム100、及び空調装置200では、オイル温度センサT2の測定温度に基づいて、冷却水目標温度調整手段S3が、エンジン冷却水JWの目標温度を調整する構成例を示した。
当該第2実施形態に係るエンジンシステム100、及び空調装置200は、冷却水目標温度調整手段S3が、排気路25を通流する排ガスEの温度を測定する排ガス温度センサ(図示せず)の測定温度に基づいて、エンジン冷却水Wの目標温度を調整する点を特徴とするものである。当該特徴以外の構成については、第1実施形態と変わるところがないので、装置の概略構成図については省略すると共に、第1実施形態と同一の構成については、第1実施形態と同一の符号を付すこととする。
Second Embodiment
In the engine system 100 and the air conditioner 200 according to the first embodiment, the cooling water target temperature adjusting unit S3 adjusts the target temperature of the engine cooling water JW based on the measured temperature of the oil temperature sensor T2. Indicated.
In the engine system 100 and the air conditioner 200 according to the second embodiment, the cooling water target temperature adjusting unit S3 measures an exhaust gas temperature sensor (not shown) that measures the temperature of the exhaust gas E flowing through the exhaust passage 25. It is characterized in that the target temperature of the engine coolant W is adjusted based on the temperature. Since the configuration other than the feature is not different from the first embodiment, the schematic configuration diagram of the apparatus is omitted, and the same configuration as the first embodiment is denoted by the same reference numeral as the first embodiment. I will do it.

当該第2実施形態に係る空調装置200においては、排気路25において排ガスEの温度を測定する排ガス温度センサ(図示せず)を備え、制御装置Sには、エンジン10を定格で運転する定格運転時における冷却水温度JWの目標温度としての第1目標温度(例えば、70℃)と、排ガス温度センサにて測定される排ガス温度が定格運転時よりも低い時における冷却水温度JWの目標温度としての第2目標温度(例えば、80℃)とを、第2目標温度を第1目標温度よりも高い温度とする形態で、切り換え調整する冷却水目標温度調整手段S3を備えている。
制御装置Sには、排ガス温度センサにて測定される排ガス温度が定格運転時よりも低いか否かを判定する指標としての排ガス温度下限閾値を設定する排ガス温度閾値設定手段を備えている。当該排ガス温度閾値設定手段は、エンジン10の仕様(例えば、定格出力、エンジン種等)や、設定されている空気過剰率λ等のパラメータに基づいて、排ガス温度下限閾値を可変設定可能に構成されている。
当該第2実施形態にあっては、エンジン100として定格出力が15kWのものを採用し、空気過剰率λ=1.55に設定しており、この場合、排ガス温度は、図5に示すような変化を示す。排ガス温度閾値設定手段は、当該第2実施形態にあっては、図5に示すように、比較的排ガスEの温度が低い値としての排ガス温度下限閾値(図5に太線で示される閾値:例えば、300℃)に設定している。
即ち、冷却水目標温度調整手段S3は、排ガス温度センサにて測定される排ガス温度が、排ガス温度閾値設定手段にて設定された排ガス温度下限閾値以上の場合、目標温度として第1目標温度(例えば、70℃)を設定し、排ガス温度センサにて測定される排ガス温度が排ガス温度下限閾値より低い場合、目標温度として第2目標温度(例えば、80℃)を設定する。
制御装置Sには、上記第1実施形態と同様に、当該第1目標温度と、第2目標温度とを記憶する記憶部S2が設けられており、冷却水目標温度調整手段S3は、当該記憶部S2から、第1目標温度と第2目標温度とを読み出す形態で、目標温度の切り換えを実行する。
冷却水温度制御手段S4は、冷却水循環路C1に設けられる冷却水温度センサT1にて測定される冷却水温度が、冷却水目標温度調整手段S3にて切り換えられた第2目標温度となるように、即ち、冷却水温度が昇温するように、ラジエータ51の放熱用ファン51aの回転数を下げ側へ制御する。
The air conditioner 200 according to the second embodiment includes an exhaust gas temperature sensor (not shown) that measures the temperature of the exhaust gas E in the exhaust passage 25, and the control device S has a rated operation that operates the engine 10 at a rated value. As the target temperature of the cooling water temperature JW when the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature sensor is lower than that during rated operation, the first target temperature (for example, 70 ° C.) as the target temperature of the cooling water temperature JW at the time The second target temperature (for example, 80 ° C.) is provided with cooling water target temperature adjusting means S3 for switching and adjusting the second target temperature to be higher than the first target temperature.
The control device S includes exhaust gas temperature threshold setting means for setting an exhaust gas temperature lower limit threshold as an index for determining whether or not the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature sensor is lower than during rated operation. The exhaust gas temperature threshold setting means is configured to be able to variably set the exhaust gas temperature lower limit threshold based on the specifications of the engine 10 (for example, rated output, engine type, etc.) and parameters such as the set excess air ratio λ. ing.
In the second embodiment, an engine 100 with a rated output of 15 kW is adopted, and the excess air ratio λ = 1.55 is set. In this case, the exhaust gas temperature is as shown in FIG. Showing change. In the second embodiment, the exhaust gas temperature threshold value setting means, as shown in FIG. 5, is an exhaust gas temperature lower limit threshold value (threshold value indicated by a thick line in FIG. , 300 ° C.).
That is, when the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature sensor is equal to or higher than the exhaust gas temperature lower limit threshold set by the exhaust gas temperature threshold setting unit, the cooling water target temperature adjusting unit S3 uses the first target temperature (for example, , 70 ° C.), and when the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature sensor is lower than the exhaust gas temperature lower limit threshold, a second target temperature (for example, 80 ° C.) is set as the target temperature.
As in the first embodiment, the control device S is provided with a storage unit S2 that stores the first target temperature and the second target temperature, and the cooling water target temperature adjusting unit S3 stores the storage target S3. The target temperature is switched in such a manner that the first target temperature and the second target temperature are read from the part S2.
The cooling water temperature control means S4 is arranged so that the cooling water temperature measured by the cooling water temperature sensor T1 provided in the cooling water circuit C1 becomes the second target temperature switched by the cooling water target temperature adjusting means S3. That is, the rotational speed of the heat dissipating fan 51a of the radiator 51 is controlled to the lower side so that the cooling water temperature rises.

<別実施形態>
(1)上記実施形態にあっては、エンジン冷却水JWの目標温度として、第1目標温度と第2目標温度との夫々を、70℃と80℃に設定する例を示したが、当該温度は一例であり、第2目標温度が第1目標温度よりも高い関係を有する温度であれば、適宜、変更可能である。
説明を追加すると、上記実施形態にあっては、エンジン冷却水JWの目標温度としての第1目標温度及び第2目標温度との夫々は、記憶部S2に記憶される固定値である例を示した。
しかしながら、当該第1目標温度と第2目標温度は、オイル温度センサT2の測定結果や、排ガス温度センサ(図示せず)の測定結果に応じて、可変に設定する構成を採用しても構わない。
例えば、冷却水目標温度調整手段S3は、オイル温度センサT2にて測定されるオイル温度がオイル温度下限閾値より低い側へ乖離するほど、又は排ガス温度センサ(図示せず)にて測定される排ガス温度が排ガス温度下限閾値より低い側へ乖離するほど、第1目標温度と第2目標温度との設定温度幅を大きい側へ変更設定する構成を採用しても良い。
これにより、エンジン10の温度が低く、エンジン10の正味熱効率の低下量が大きくなっていると推定される場合に、エンジン10に導かれるエンジン冷却水JWの温度を高温側へシフトさせることで、正味熱効率を改善する効果が期待できる。
<Another embodiment>
(1) In the above embodiment, an example in which the first target temperature and the second target temperature are set to 70 ° C. and 80 ° C., respectively, is shown as the target temperature of the engine coolant JW. Is an example, and can be appropriately changed as long as the second target temperature has a higher relationship than the first target temperature.
If description is added, in the said embodiment, each of 1st target temperature and 2nd target temperature as target temperature of engine cooling water JW shows the example which is a fixed value memorize | stored in memory | storage part S2. It was.
However, the first target temperature and the second target temperature may be variably set according to the measurement result of the oil temperature sensor T2 or the measurement result of the exhaust gas temperature sensor (not shown). .
For example, the cooling water target temperature adjusting means S3 detects the exhaust gas measured by the exhaust gas temperature sensor (not shown) as the oil temperature measured by the oil temperature sensor T2 deviates to the side lower than the oil temperature lower limit threshold. You may employ | adopt the structure which changes and sets the setting temperature width of 1st target temperature and 2nd target temperature to the large side, so that temperature deviates to the side lower than an exhaust gas temperature lower limit threshold value.
Thereby, when it is estimated that the temperature of the engine 10 is low and the amount of decrease in the net thermal efficiency of the engine 10 is large, by shifting the temperature of the engine coolant JW led to the engine 10 to the high temperature side, The effect of improving the net thermal efficiency can be expected.

(2)上記第2実施形態において、排ガス温度閾値設定手段は、排ガス温度下限閾値を300℃に設定する例を示したが、当該第2実施形態においても、排ガス温度下限閾値は、エンジン10の仕様(例えば、定格出力、エンジン種等)や、設定されている空気過剰率λ等のパラメータに基づいて、可変設定するように構成することが好ましい。 (2) In the second embodiment, the exhaust gas temperature threshold setting means has shown an example in which the exhaust gas temperature lower limit threshold is set to 300 ° C. However, also in the second embodiment, the exhaust gas temperature lower limit threshold is It is preferable to configure so as to variably set based on specifications (for example, rated output, engine type, etc.) and parameters such as a set excess air ratio λ.

本発明のエンジンシステム、及びそれを備えた空調装置は、排ガスの温度、又エンジンオイルの温度が特定の温度域にある時のエンジンの正味熱効率を改善できるエンジンシステム、及びそれを備えた空調装置として、有効に利用可能である。   An engine system of the present invention and an air conditioner equipped with the engine system can improve the net thermal efficiency of the engine when the temperature of exhaust gas or the temperature of engine oil is in a specific temperature range, and the air conditioner equipped with the same As such, it can be used effectively.

10 :エンジン
11 :燃焼室
40 :ヒートポンプシステム
41 :圧縮機
100 :エンジンシステム
200 :空調装置
E :排ガス
JW :エンジン冷却水
S1 :オイル温度閾値設定手段
S3 :冷却水目標温度調整手段
S4 :冷却水温度制御手段
T1 :冷却水温度センサ
T2 :オイル温度センサ
10: Engine 11: Combustion chamber 40: Heat pump system 41: Compressor 100: Engine system 200: Air conditioner E: Exhaust gas JW: Engine cooling water S1: Oil temperature threshold setting means S3: Cooling water target temperature adjusting means S4: Cooling water Temperature control means T1: Cooling water temperature sensor T2: Oil temperature sensor

Claims (6)

混合気を燃焼室で圧縮して燃焼させ軸動力を出力するエンジンと、
前記エンジンを冷却するエンジン冷却水の温度を測定する冷却水温度測定手段にて測定される冷却水温度を目標温度に制御する冷却水温度制御手段を備えるエンジンシステムにおいて、
前記エンジンを定格で運転する定格運転時における冷却水温度の目標温度としての第1目標温度と、エンジンオイル温度測定手段にて測定されるオイル温度が前記定格運転時よりも低い時又は排ガス温度測定手段にて測定される排ガス温度が前記定格運転時よりも低い時における冷却水温度の目標温度としての第2目標温度とを、前記第2目標温度を前記第1目標温度よりも高い温度とする形態で、切り換え調整する冷却水目標温度調整手段を備えるエンジンシステム。
An engine that compresses and burns the air-fuel mixture in the combustion chamber and outputs shaft power;
In an engine system comprising cooling water temperature control means for controlling a cooling water temperature measured by cooling water temperature measurement means for measuring a temperature of engine cooling water for cooling the engine to a target temperature,
The first target temperature as the target temperature of the coolant temperature during rated operation for operating the engine at a rated value, and when the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring means is lower than that during the rated operation or exhaust gas temperature measurement The second target temperature as the target temperature of the cooling water temperature when the exhaust gas temperature measured by the means is lower than that during the rated operation is set to be higher than the first target temperature. An engine system comprising cooling water target temperature adjusting means for switching and adjusting in a form.
正味熱効率に影響しない前記エンジンオイルの温度範囲の下限領域にオイル温度下限閾値を設定するオイル温度閾値設定手段を備え、
前記冷却水目標温度調整手段は、前記エンジンオイル温度測定手段にて測定されたオイル温度が前記オイル温度下限閾値よりも低い場合に、冷却水温度の目標温度を前記第1目標温度から前記第2目標温度へ切り換える請求項1に記載のエンジンシステム。
Oil temperature threshold setting means for setting an oil temperature lower limit threshold in the lower limit region of the engine oil temperature range that does not affect the net thermal efficiency,
When the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring unit is lower than the oil temperature lower limit threshold, the cooling water target temperature adjusting unit changes the target temperature of the cooling water temperature from the first target temperature to the second target temperature. The engine system according to claim 1, wherein the engine system is switched to a target temperature.
前記冷却水目標温度調整手段は、前記エンジンオイル温度測定手段にて測定されるオイル温度が前記オイル温度下限閾値より低い側へ乖離するほど、前記第1目標温度から前記第2目標温度への昇温幅を大きい側へ変更設定する請求項2に記載のエンジンシステム。   The cooling water target temperature adjusting means increases from the first target temperature to the second target temperature as the oil temperature measured by the engine oil temperature measuring means deviates to a side lower than the oil temperature lower limit threshold. The engine system according to claim 2, wherein the temperature range is changed and set to a larger side. 前記排ガス温度が前記定格運転時よりも低いことを判定する判定指標としての排ガス温度下限閾値を設定する排ガス温度閾値設定手段を備え、
前記冷却水目標温度調整手段は、前記排ガス温度測定手段にて測定された排ガス温度が前記排ガス温度下限閾値よりも低い場合に、前記第1目標温度から前記第2目標温度へ切り換える請求項1に記載のエンジンシステム。
An exhaust gas temperature threshold setting means for setting an exhaust gas temperature lower limit threshold as a determination index for determining that the exhaust gas temperature is lower than that during the rated operation;
The cooling water target temperature adjusting means switches from the first target temperature to the second target temperature when the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature measuring means is lower than the exhaust gas temperature lower limit threshold. The engine system described.
前記冷却水目標温度調整手段は、前記排ガス温度測定手段にて測定された排ガス温度が前記排ガス温度下限閾値より低い側へ乖離するほど、前記第1目標温度と前記第2目標温度との設定温度幅を大きい側へ変更設定する請求項4に記載のエンジンシステム。   The cooling water target temperature adjustment means sets the set temperature between the first target temperature and the second target temperature as the exhaust gas temperature measured by the exhaust gas temperature measurement means deviates to a side lower than the exhaust gas temperature lower limit threshold. The engine system according to claim 4, wherein the width is changed and set to a larger side. ヒートポンプシステムとして冷媒を圧縮する圧縮機を備え、
前記エンジンの軸動力が前記圧縮機の駆動源とされる請求項1〜5の何れか一項に記載の空調装置。
It has a compressor that compresses refrigerant as a heat pump system,
The air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein shaft power of the engine is used as a drive source of the compressor.
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