JP2698735B2 - エンジンヒートポンプシステム - Google Patents
エンジンヒートポンプシステムInfo
- Publication number
- JP2698735B2 JP2698735B2 JP4272612A JP27261292A JP2698735B2 JP 2698735 B2 JP2698735 B2 JP 2698735B2 JP 4272612 A JP4272612 A JP 4272612A JP 27261292 A JP27261292 A JP 27261292A JP 2698735 B2 JP2698735 B2 JP 2698735B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- refrigerant
- heat exchanger
- water
- engine
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,ヒートポンプに関し,
詳しくは,業務用空調機等に用いられるエンジン排熱を
利用したエンジン排熱利用ヒートポンプシステムに関す
る。
詳しくは,業務用空調機等に用いられるエンジン排熱を
利用したエンジン排熱利用ヒートポンプシステムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来,エンジンの排熱を利用したエンジ
ン排熱利用ヒートポンプシステムが知られている。この
種のシステムにおいて,エンジン排熱の取り出しは,一
般に,エンジンのシリンダから直接行うのではなく,熱
媒体を介して間接的に行おうとしている。即ち,エンジ
ン冷却水又は排気ガスから熱回収を行っている。
ン排熱利用ヒートポンプシステムが知られている。この
種のシステムにおいて,エンジン排熱の取り出しは,一
般に,エンジンのシリンダから直接行うのではなく,熱
媒体を介して間接的に行おうとしている。即ち,エンジ
ン冷却水又は排気ガスから熱回収を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記し
た水熱源を主熱源とし,エンジン排熱を補助熱源とする
エンジンヒートポンプシステムでは,暖房時に冷媒加熱
用として使用する水熱交換器は排熱回収用熱交換器とし
て使用され,冷房時には使用しないので,この水熱交換
器は,排熱回収用として単機能の役割しか有していな
い。したがって,暖房時の能力増強のみに,排熱回収用
の水熱交換器及びポンプを付加しただけでは,付加価値
が低かった。
た水熱源を主熱源とし,エンジン排熱を補助熱源とする
エンジンヒートポンプシステムでは,暖房時に冷媒加熱
用として使用する水熱交換器は排熱回収用熱交換器とし
て使用され,冷房時には使用しないので,この水熱交換
器は,排熱回収用として単機能の役割しか有していな
い。したがって,暖房時の能力増強のみに,排熱回収用
の水熱交換器及びポンプを付加しただけでは,付加価値
が低かった。
【0004】一方,冷房時において,凝縮器として機能
させ,冷房能力をも増強したシステムが要求され,付加
価値を高める必要があった。
させ,冷房能力をも増強したシステムが要求され,付加
価値を高める必要があった。
【0005】そこで,本発明の技術的課題は,エンジン
排熱回収用の水熱交換器を備えエンジンヒートポンプシ
ステムにおいて,負荷熱交換器の吸熱時において吸熱能
力を増強し,発熱時は発熱能力を増大させたエンジンヒ
ートポンプシステムを提供することにある。
排熱回収用の水熱交換器を備えエンジンヒートポンプシ
ステムにおいて,負荷熱交換器の吸熱時において吸熱能
力を増強し,発熱時は発熱能力を増大させたエンジンヒ
ートポンプシステムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,水冷エ
ンジン駆動のコンプレッサによって冷媒を循環させる冷
媒回路に,熱負荷と冷媒との熱交換を行う熱負荷熱交換
器と,外部から導入された水熱源と冷媒との熱交換を行
う主熱源熱交換器と,前記水冷エンジンを冷却するラジ
エータからのエンジン冷却水又は前記水熱源と冷媒との
熱交換を行う排熱回収熱交換器とを備え,前記ラジエー
タと前記排熱回収熱交換器と前記主熱源熱交換器とが個
別又は同時に夫々を作動できるように,水回路系で接続
されており,前記排熱回収熱交換器は,冷房の際に,流
入した液相の冷却媒体を更に冷却する過冷却用熱交換器
として機能を備えていることを特徴とするエンジンヒー
トポンプシステムが得られる。
ンジン駆動のコンプレッサによって冷媒を循環させる冷
媒回路に,熱負荷と冷媒との熱交換を行う熱負荷熱交換
器と,外部から導入された水熱源と冷媒との熱交換を行
う主熱源熱交換器と,前記水冷エンジンを冷却するラジ
エータからのエンジン冷却水又は前記水熱源と冷媒との
熱交換を行う排熱回収熱交換器とを備え,前記ラジエー
タと前記排熱回収熱交換器と前記主熱源熱交換器とが個
別又は同時に夫々を作動できるように,水回路系で接続
されており,前記排熱回収熱交換器は,冷房の際に,流
入した液相の冷却媒体を更に冷却する過冷却用熱交換器
として機能を備えていることを特徴とするエンジンヒー
トポンプシステムが得られる。
【0007】本発明によれば,前記エンジンヒートポン
プシステムにおいて,前記熱負荷熱交換器が蒸発器とし
て働く際に,前記エンジン冷却水の前記排熱回収熱交換
器への流入を遮断するエンジン冷却水遮断手段を備えた
ことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得ら
れる。
プシステムにおいて,前記熱負荷熱交換器が蒸発器とし
て働く際に,前記エンジン冷却水の前記排熱回収熱交換
器への流入を遮断するエンジン冷却水遮断手段を備えた
ことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得ら
れる。
【0008】本発明によれば,前記エンジンヒートポン
プシステムにおいて,前記排熱回収熱交換器に前記外部
から導入された水熱源を導入する水熱源導入手段を備え
たことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得
られる。
プシステムにおいて,前記排熱回収熱交換器に前記外部
から導入された水熱源を導入する水熱源導入手段を備え
たことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得
られる。
【0009】本発明によれば,前記エンジンヒートポン
プシステムにおいて,前記冷媒回路は液冷媒を蓄えるレ
シーバタンクと,前記レシーバタンクから前記熱負荷熱
交換器に冷媒を強制的に供給する液冷媒ポンプとを備え
たことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得
られる。
プシステムにおいて,前記冷媒回路は液冷媒を蓄えるレ
シーバタンクと,前記レシーバタンクから前記熱負荷熱
交換器に冷媒を強制的に供給する液冷媒ポンプとを備え
たことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得
られる。
【0010】
【作用】本発明のエンジンヒートポンプシステムにおい
て,冷媒回路にエンジン駆動のコンプレッサによって冷
媒を循環させる。熱負荷熱交換器は,熱負荷と冷媒との
熱交換を行う。主熱源熱交換器は,外部から導入された
水熱源と冷媒との熱交換を行う。排熱回収熱交換器は,
エンジン冷却水と冷媒との熱交換を行う。また,熱負荷
熱交換器の熱負荷冷却の際,即ち,熱負荷熱交換器が蒸
発器として働く際には,エンジン冷却水遮断手段によっ
て,エンジン冷却水の排熱回収熱交換器への流入を遮断
することも可能である。更にまた,熱負荷冷却の際に
は,水熱源導入手段によって,排熱回収熱交換器に外部
から導入された水熱源を導入することも可能である。即
ち,排熱回収熱交換器と主熱源熱交換器とに同じ水熱源
を流し主熱源熱交換器から流入した冷媒を更に冷却し,
過冷却を付けて膨脹弁直前における冷却媒体のエンタル
ピーを小さくする。
て,冷媒回路にエンジン駆動のコンプレッサによって冷
媒を循環させる。熱負荷熱交換器は,熱負荷と冷媒との
熱交換を行う。主熱源熱交換器は,外部から導入された
水熱源と冷媒との熱交換を行う。排熱回収熱交換器は,
エンジン冷却水と冷媒との熱交換を行う。また,熱負荷
熱交換器の熱負荷冷却の際,即ち,熱負荷熱交換器が蒸
発器として働く際には,エンジン冷却水遮断手段によっ
て,エンジン冷却水の排熱回収熱交換器への流入を遮断
することも可能である。更にまた,熱負荷冷却の際に
は,水熱源導入手段によって,排熱回収熱交換器に外部
から導入された水熱源を導入することも可能である。即
ち,排熱回収熱交換器と主熱源熱交換器とに同じ水熱源
を流し主熱源熱交換器から流入した冷媒を更に冷却し,
過冷却を付けて膨脹弁直前における冷却媒体のエンタル
ピーを小さくする。
【0011】例えば,空調装置において,冷房の際に
は,水熱源を冷却用として使用し,排熱回収熱交換器を
出た後は,外部へ排出する回路となり,暖房の際には,
主熱源熱交換器から水熱源は,排熱回収熱交換器には,
水は流入しない回路を形成し,エンジン排熱のエンジン
冷却水は排熱回収熱交換器へ流入して,冷媒を加熱す
る。
は,水熱源を冷却用として使用し,排熱回収熱交換器を
出た後は,外部へ排出する回路となり,暖房の際には,
主熱源熱交換器から水熱源は,排熱回収熱交換器には,
水は流入しない回路を形成し,エンジン排熱のエンジン
冷却水は排熱回収熱交換器へ流入して,冷媒を加熱す
る。
【0012】更に,液冷媒ポンプによって,レシーバタ
ンクに蓄えられた液冷媒を,熱負荷熱交換器に強制的に
供給することも可能である。
ンクに蓄えられた液冷媒を,熱負荷熱交換器に強制的に
供給することも可能である。
【0013】例えば,空調用に用いる場合において,冷
房の際には,この排熱回収熱交換器を有効に使用して,
システム性能を向上させることができる。また,水熱源
から吸熱する主熱源熱交換器と,エンジン排熱から排熱
回収し,冷媒加熱を行う排熱回収熱交換器への冷媒流量
は,液冷媒ポンプの容量にて決定されるので,例えば,
暖房の際には,排熱回収熱交換器での吸熱量を一定に保
たせる役割をし,外部から導入された水と,エンジン冷
却水とからの吸熱をバランス良くとれ,従って,循環量
も増え,暖房能力も増大する。
房の際には,この排熱回収熱交換器を有効に使用して,
システム性能を向上させることができる。また,水熱源
から吸熱する主熱源熱交換器と,エンジン排熱から排熱
回収し,冷媒加熱を行う排熱回収熱交換器への冷媒流量
は,液冷媒ポンプの容量にて決定されるので,例えば,
暖房の際には,排熱回収熱交換器での吸熱量を一定に保
たせる役割をし,外部から導入された水と,エンジン冷
却水とからの吸熱をバランス良くとれ,従って,循環量
も増え,暖房能力も増大する。
【0014】
【実施例】以下,本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【0015】図1は本発明の実施例に係るエンジンヒー
トポンプシステムを業務用空調機に適用した場合を示す
図である。図1で示すように,ヒートポンプシステム
は,システムを駆動するためのエンジン50と,このエ
ンジン50のエンジン冷却水と外部から導入される水熱
源を循環させる水熱源供給回路系と,エンジン50にて
駆動されるコンプレッサ1で冷媒を循環させる冷媒回路
系とを備えている。
トポンプシステムを業務用空調機に適用した場合を示す
図である。図1で示すように,ヒートポンプシステム
は,システムを駆動するためのエンジン50と,このエ
ンジン50のエンジン冷却水と外部から導入される水熱
源を循環させる水熱源供給回路系と,エンジン50にて
駆動されるコンプレッサ1で冷媒を循環させる冷媒回路
系とを備えている。
【0016】水熱源供給回路系は,エンジン50に付加
されているエンジン冷却ポンプ51と,ラジエータ52
と,水ポンプ59と,主熱源水熱交換器3と排熱回収熱
交換器16とこれらを結ぶ配管及び電磁弁等を備えてい
る。
されているエンジン冷却ポンプ51と,ラジエータ52
と,水ポンプ59と,主熱源水熱交換器3と排熱回収熱
交換器16とこれらを結ぶ配管及び電磁弁等を備えてい
る。
【0017】冷媒回路系は,コンプレッサ1と,アキュ
ムレータ10と,四方弁2と,空気を熱負荷とする熱負
荷熱交換器11と,満液型のレシーバタンク7と,液冷
媒ポンプ14と,主熱源熱交換器3及び排熱回収熱交換
器16と,冷媒の流量を調節する流量調整弁13と,こ
れら各部を連絡する配管及び電磁弁等とを備えている。
尚,以下の図面及び各回路系の説明において,各部を連
絡する配管については述べられていないが,各部は所要
する長さ及び太さの配管によって接続されている。
ムレータ10と,四方弁2と,空気を熱負荷とする熱負
荷熱交換器11と,満液型のレシーバタンク7と,液冷
媒ポンプ14と,主熱源熱交換器3及び排熱回収熱交換
器16と,冷媒の流量を調節する流量調整弁13と,こ
れら各部を連絡する配管及び電磁弁等とを備えている。
尚,以下の図面及び各回路系の説明において,各部を連
絡する配管については述べられていないが,各部は所要
する長さ及び太さの配管によって接続されている。
【0018】水熱源熱交換器3及び排熱回収熱交換器1
6は,次に説明する冷媒回路系及び水熱源供給回路系に
共有される。
6は,次に説明する冷媒回路系及び水熱源供給回路系に
共有される。
【0019】水熱源供給回路系において,エンジン冷却
ポンプ51に三方弁54が接続されている。この三方弁
の他端の一方54aは,ラジエータ52の一端と,電磁
弁56の一端との間に接続されている。ラジエータ52
の他端はエンジンの冷却水出入口50bに一端が接続さ
れている。電磁弁56の他端は,排熱回収熱交換器16
の一端に接続され,この一端は,排水用の電磁弁58が
接続されている。排熱回収熱交換器16の他端は,逆止
弁55bの一端に接続され,この接続部から水用電磁弁
57の他端に接続されている。逆止弁55bは三方弁5
4の他端54bに一端を発する。この水用電磁弁57の
他端は,主熱源熱交換器3の一端に接続されている。主
熱源熱交換器3の一端と水用電磁弁57との接続部に
は,水ポンプ59が接続されている。
ポンプ51に三方弁54が接続されている。この三方弁
の他端の一方54aは,ラジエータ52の一端と,電磁
弁56の一端との間に接続されている。ラジエータ52
の他端はエンジンの冷却水出入口50bに一端が接続さ
れている。電磁弁56の他端は,排熱回収熱交換器16
の一端に接続され,この一端は,排水用の電磁弁58が
接続されている。排熱回収熱交換器16の他端は,逆止
弁55bの一端に接続され,この接続部から水用電磁弁
57の他端に接続されている。逆止弁55bは三方弁5
4の他端54bに一端を発する。この水用電磁弁57の
他端は,主熱源熱交換器3の一端に接続されている。主
熱源熱交換器3の一端と水用電磁弁57との接続部に
は,水ポンプ59が接続されている。
【0020】冷媒回路系は,四方弁2の出入口2a,2
bを両端とする第1の冷媒回路と,四方弁2の出入口2
c,2dを両端とする第2の冷媒回路とを備えている。
bを両端とする第1の冷媒回路と,四方弁2の出入口2
c,2dを両端とする第2の冷媒回路とを備えている。
【0021】第1の冷媒回路は,四方弁2の出入口2b
を一端とし,アキュムレータ10と続いてコンプレッサ
1を通じて,四方弁2の出入口2aに接続されている。
を一端とし,アキュムレータ10と続いてコンプレッサ
1を通じて,四方弁2の出入口2aに接続されている。
【0022】第2の冷媒回路は,四方弁2の出入口2c
からファン12を有する空気熱交換器である熱負荷熱交
換器11の一端に接続され,熱負荷熱交換器11の他端
側は,並列に設けられた膨脹弁9及び逆止弁5eを介し
て,電磁弁8又は電磁弁20の一端に接続されている。
電磁弁8の他端は,レシーバタンク7の他端に接続され
るとともに,電磁弁19の一端に接続されて交差点を形
成している。電磁弁6の他端と,電磁弁20の他端と
は,互いに接続され,この交差点にレシーバタンク7の
一端7bが接続されている。レシーバタンク7の他端7
cは,液冷媒ポンプ14を介して逆止弁5bの一端に接
続され,この逆止弁5bの他端は,流量調整弁13の一
端に接続されるとともに,排熱回収熱交換器16の一方
の冷媒出入口に接続されている。排熱回収熱交換器16
の他方の冷媒出入口は,三方弁17を介して分岐して,
他端の一方は,逆止弁を介して熱負荷熱交換器11の一
端に,他端の他方は,逆止弁5を介して,逆止弁の他端
へ接続され,電磁弁6の一端に接続されている。ここ
で,電磁弁6の一端は,流量調整弁20の他端に接続さ
れているとともに,この接続点から並列に逆止弁5及び
膨脹弁4が設けられ,主熱源熱交換器3の一端に接続さ
れている。主熱源熱交換器3の他端は,四方弁の出入口
2dに接続されている。
からファン12を有する空気熱交換器である熱負荷熱交
換器11の一端に接続され,熱負荷熱交換器11の他端
側は,並列に設けられた膨脹弁9及び逆止弁5eを介し
て,電磁弁8又は電磁弁20の一端に接続されている。
電磁弁8の他端は,レシーバタンク7の他端に接続され
るとともに,電磁弁19の一端に接続されて交差点を形
成している。電磁弁6の他端と,電磁弁20の他端と
は,互いに接続され,この交差点にレシーバタンク7の
一端7bが接続されている。レシーバタンク7の他端7
cは,液冷媒ポンプ14を介して逆止弁5bの一端に接
続され,この逆止弁5bの他端は,流量調整弁13の一
端に接続されるとともに,排熱回収熱交換器16の一方
の冷媒出入口に接続されている。排熱回収熱交換器16
の他方の冷媒出入口は,三方弁17を介して分岐して,
他端の一方は,逆止弁を介して熱負荷熱交換器11の一
端に,他端の他方は,逆止弁5を介して,逆止弁の他端
へ接続され,電磁弁6の一端に接続されている。ここ
で,電磁弁6の一端は,流量調整弁20の他端に接続さ
れているとともに,この接続点から並列に逆止弁5及び
膨脹弁4が設けられ,主熱源熱交換器3の一端に接続さ
れている。主熱源熱交換器3の他端は,四方弁の出入口
2dに接続されている。
【0023】図2は図1のエンジンヒートポンプシステ
ムで通常の冷房運転を行う場合を示している。図2で示
すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実線の矢印で,
水回路系の冷却水の流れは,破線の矢印で夫々示されて
いる。ここにおいて,電磁弁6,8は開いており,電磁
弁19,20,56,57,58は,閉じている。ま
ず,冷媒回路系の冷媒の流れについて説明する。コンプ
レッサ1から吐出した冷媒は,四方弁2a,2dを介し
て,主熱源熱交換器3の一方の冷媒出入口3aに流入す
る。水熱交換器3では,水熱源(この場合には,冷却
水)が水ポンプ59によって,水取入口3cから流入し
ており,主熱源熱交換器3を通過する冷媒はこの水に冷
却されて(熱交換して)液化して,主熱源熱交換器3の
他方の冷媒出入口3bから流出して,逆止弁5aを介し
て,電磁弁6を通り,レシーバタンク7に蓄えられる。
ここで,レシーバタンクは満液型である。レシーバタン
ク7の一方の流出口から流出した液相の冷却媒体は,電
磁弁8を通り,膨脹弁9を介して膨脹して,熱負荷熱交
換器11に一端11aの冷媒入口から流入する。
ムで通常の冷房運転を行う場合を示している。図2で示
すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実線の矢印で,
水回路系の冷却水の流れは,破線の矢印で夫々示されて
いる。ここにおいて,電磁弁6,8は開いており,電磁
弁19,20,56,57,58は,閉じている。ま
ず,冷媒回路系の冷媒の流れについて説明する。コンプ
レッサ1から吐出した冷媒は,四方弁2a,2dを介し
て,主熱源熱交換器3の一方の冷媒出入口3aに流入す
る。水熱交換器3では,水熱源(この場合には,冷却
水)が水ポンプ59によって,水取入口3cから流入し
ており,主熱源熱交換器3を通過する冷媒はこの水に冷
却されて(熱交換して)液化して,主熱源熱交換器3の
他方の冷媒出入口3bから流出して,逆止弁5aを介し
て,電磁弁6を通り,レシーバタンク7に蓄えられる。
ここで,レシーバタンクは満液型である。レシーバタン
ク7の一方の流出口から流出した液相の冷却媒体は,電
磁弁8を通り,膨脹弁9を介して膨脹して,熱負荷熱交
換器11に一端11aの冷媒入口から流入する。
【0024】熱負荷熱交換器11内では,膨脹した冷媒
は蒸発して気相となり,送風機12によって送られる空
気から吸熱して,熱負荷熱交換器11の他端11bから
流出して,四方弁の出入口2c,2bを介して,アキュ
ムレータ10に流入する。この時,熱負荷熱交換器11
の周囲の吸熱された空気は,送風機12によって,図示
しない室内へ送り出され,室内を冷房する。また,アキ
ュムレータ10に蓄えられた冷媒は,気相の冷媒のみが
取り出され,コンプレッサ1に流入して圧縮され,コン
プレッサ1外に吐出されて,四方弁2aに至る。以上の
動作が繰り返し行われる。
は蒸発して気相となり,送風機12によって送られる空
気から吸熱して,熱負荷熱交換器11の他端11bから
流出して,四方弁の出入口2c,2bを介して,アキュ
ムレータ10に流入する。この時,熱負荷熱交換器11
の周囲の吸熱された空気は,送風機12によって,図示
しない室内へ送り出され,室内を冷房する。また,アキ
ュムレータ10に蓄えられた冷媒は,気相の冷媒のみが
取り出され,コンプレッサ1に流入して圧縮され,コン
プレッサ1外に吐出されて,四方弁2aに至る。以上の
動作が繰り返し行われる。
【0025】次に,図2で示す通常の冷房運転の際の水
熱源供給回路系について説明する。
熱源供給回路系について説明する。
【0026】まず,エンジン50に設けられたエンジン
冷却ポンプ51によって,エンジン冷却水が三方弁54
に流出する。エンジン冷却水は,三方弁54の他端の一
方54aから逆止弁55を介して,ラジエータ52に流
入する。ここで,電磁弁56は閉じられているので,排
熱回収熱交換器16の水出入口16a,16bには,エ
ンジン冷却水は流入しない。ラジエータ52の送風機5
3の動作によって冷却されたエンジン冷却水は,再びエ
ンジン50の水取入口50aに流入する。
冷却ポンプ51によって,エンジン冷却水が三方弁54
に流出する。エンジン冷却水は,三方弁54の他端の一
方54aから逆止弁55を介して,ラジエータ52に流
入する。ここで,電磁弁56は閉じられているので,排
熱回収熱交換器16の水出入口16a,16bには,エ
ンジン冷却水は流入しない。ラジエータ52の送風機5
3の動作によって冷却されたエンジン冷却水は,再びエ
ンジン50の水取入口50aに流入する。
【0027】また,水ポンプ59によって供給された水
熱源は,主熱源熱交換器3の水流入口3cから主熱源熱
交換器3内に入り,冷媒から吸熱して,水流出口3dか
ら排出される。ここで,エンジン冷却水と水熱源とは,
電磁弁56,57を夫々閉じることによって,それぞれ
独立に流れて,互いに交わることがないので,エンジン
冷却水の外部への流出を防ぐことができ,エンジンのオ
ーバヒートを防止することができる。
熱源は,主熱源熱交換器3の水流入口3cから主熱源熱
交換器3内に入り,冷媒から吸熱して,水流出口3dか
ら排出される。ここで,エンジン冷却水と水熱源とは,
電磁弁56,57を夫々閉じることによって,それぞれ
独立に流れて,互いに交わることがないので,エンジン
冷却水の外部への流出を防ぐことができ,エンジンのオ
ーバヒートを防止することができる。
【0028】図3は図1のエンジンヒートポンプシステ
ムを過冷却を用いて冷房運転を行う場合を示している。
図3で示すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実線の
矢印で,水熱源供給回路系の水の流れは,破線の矢印で
夫々示されている。ここにおいて,電磁弁6,8,5
7,58は開いており,電磁弁19,20,56は閉じ
ている。まず,過冷却を用いて冷房運転を行う場合の冷
媒回路系の冷媒の流れについて説明する。コンプレッサ
1から吐出した冷媒は,四方弁の出入口2a,2dを介
して,主熱源熱交換器3の一方の冷媒流入口3aに流入
する。
ムを過冷却を用いて冷房運転を行う場合を示している。
図3で示すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実線の
矢印で,水熱源供給回路系の水の流れは,破線の矢印で
夫々示されている。ここにおいて,電磁弁6,8,5
7,58は開いており,電磁弁19,20,56は閉じ
ている。まず,過冷却を用いて冷房運転を行う場合の冷
媒回路系の冷媒の流れについて説明する。コンプレッサ
1から吐出した冷媒は,四方弁の出入口2a,2dを介
して,主熱源熱交換器3の一方の冷媒流入口3aに流入
する。
【0029】主熱源熱交換器3の水流入口3aには,外
部から冷却水が水ポンプ59によって流入しており,冷
媒はこの水に冷却されて(熱交換して)液体して,主熱
源熱交換器3の他方の冷媒出入口3bから流出して,逆
止弁5aを介して,XとYの2つの流れに分岐し,分岐
した一方の流れXは,逆止弁5dから流入した冷媒と合
流して電磁弁6を通り,レシーバタンク7に蓄えられ
る。分岐した他方の流れYは,流量調整弁13によって
調整され,排熱回収熱交換器16の冷媒流入口16aに
流入する。
部から冷却水が水ポンプ59によって流入しており,冷
媒はこの水に冷却されて(熱交換して)液体して,主熱
源熱交換器3の他方の冷媒出入口3bから流出して,逆
止弁5aを介して,XとYの2つの流れに分岐し,分岐
した一方の流れXは,逆止弁5dから流入した冷媒と合
流して電磁弁6を通り,レシーバタンク7に蓄えられ
る。分岐した他方の流れYは,流量調整弁13によって
調整され,排熱回収熱交換器16の冷媒流入口16aに
流入する。
【0030】排熱回収熱交換器16では,流入した液相
の冷媒を,更に冷却する(過冷却)。排熱回収熱交換器
16の冷媒流出口16bから流出した過冷却された冷媒
は,三方弁17を介して,一方の流れ17aは,逆止弁
5dを介して,再び,逆止弁5aの出口側,流量調整弁
13の入り口側,及び電磁弁6の入り口側の交差点に接
続される。また,レシーバタンク7の出口7bから流出
した液相の冷却媒体は,図2の例と同様に電磁弁8を通
り,膨脹弁9を介して膨脹して,熱負荷熱交換器11に
流入する。
の冷媒を,更に冷却する(過冷却)。排熱回収熱交換器
16の冷媒流出口16bから流出した過冷却された冷媒
は,三方弁17を介して,一方の流れ17aは,逆止弁
5dを介して,再び,逆止弁5aの出口側,流量調整弁
13の入り口側,及び電磁弁6の入り口側の交差点に接
続される。また,レシーバタンク7の出口7bから流出
した液相の冷却媒体は,図2の例と同様に電磁弁8を通
り,膨脹弁9を介して膨脹して,熱負荷熱交換器11に
流入する。
【0031】熱負荷熱交換器11では,膨脹した冷媒は
蒸発し,この熱負荷熱交換器11の周囲の空気から吸熱
して,四方弁の出入口2c,2bを介して,アキュムレ
ータ10に流入する。この時,熱負荷熱交換器11で吸
熱された空気は,送風機12によって,室内へ送り出さ
れ,室内を冷房する。アキュムレータ10から気相の冷
媒のみが選択され,コンプレッサ1の吸入口Sから吸入
されて圧縮され,コンプレッサ1の吐出口Dから吐出さ
れて,四方弁2aに至り高圧側へと連絡する。以上の動
作が繰り返して行われる。
蒸発し,この熱負荷熱交換器11の周囲の空気から吸熱
して,四方弁の出入口2c,2bを介して,アキュムレ
ータ10に流入する。この時,熱負荷熱交換器11で吸
熱された空気は,送風機12によって,室内へ送り出さ
れ,室内を冷房する。アキュムレータ10から気相の冷
媒のみが選択され,コンプレッサ1の吸入口Sから吸入
されて圧縮され,コンプレッサ1の吐出口Dから吐出さ
れて,四方弁2aに至り高圧側へと連絡する。以上の動
作が繰り返して行われる。
【0032】次に,過冷却サイクル冷媒運転を行う場合
の水熱源供給回路系について,説明する。まず,エンジ
ン50の冷却水の流出口に設けられたポンプ51によっ
て,エンジン冷却水が三方弁54に至る。三方弁54の
他端の一方54aから流出したエンジン冷却水は,逆止
弁55を介して,ラジエータ52に流入する。ここで,
電磁弁56は閉じられているので,排熱回収熱交換器1
6には,ここからはエンジン冷却水は流入しない。ラジ
エータ52によって,冷却されたエンジン冷却水は,再
びエンジン50の水流入口50aに流入する。また,水
ポンプ59によって供給された冷却水は,分岐して主熱
源熱交換器3の水流入口3cから流入して,主熱源熱交
換器3内の冷媒を冷却して,主熱源熱交換器3の水流出
口3dから外部に流出する。
の水熱源供給回路系について,説明する。まず,エンジ
ン50の冷却水の流出口に設けられたポンプ51によっ
て,エンジン冷却水が三方弁54に至る。三方弁54の
他端の一方54aから流出したエンジン冷却水は,逆止
弁55を介して,ラジエータ52に流入する。ここで,
電磁弁56は閉じられているので,排熱回収熱交換器1
6には,ここからはエンジン冷却水は流入しない。ラジ
エータ52によって,冷却されたエンジン冷却水は,再
びエンジン50の水流入口50aに流入する。また,水
ポンプ59によって供給された冷却水は,分岐して主熱
源熱交換器3の水流入口3cから流入して,主熱源熱交
換器3内の冷媒を冷却して,主熱源熱交換器3の水流出
口3dから外部に流出する。
【0033】一方,水ポンプ59によって供給された冷
却水の分岐した他方は,水用電磁弁57を介して排熱回
収熱交換器16の一方の水出入り口16cに流入して,
排熱回収熱交換器16内の冷媒を更に冷却して(過冷
却),排熱回収熱交換器16の水出入口16dから流出
し,電磁弁58を介して,排出される。ここにおいて,
エンジン冷却水と,水ポンプ59によって供給される冷
却水とは,夫々独立に流れて,互いに交わることはな
い。
却水の分岐した他方は,水用電磁弁57を介して排熱回
収熱交換器16の一方の水出入り口16cに流入して,
排熱回収熱交換器16内の冷媒を更に冷却して(過冷
却),排熱回収熱交換器16の水出入口16dから流出
し,電磁弁58を介して,排出される。ここにおいて,
エンジン冷却水と,水ポンプ59によって供給される冷
却水とは,夫々独立に流れて,互いに交わることはな
い。
【0034】このように,排熱回収熱交換器16を冷媒
冷却に用いた過冷却サイクルを用いると,膨脹弁手前で
の冷媒のエンタルピーを小さくすることができ,ヒート
ポンプの冷房能力を図2の通常運転よりも高めることが
できる。また,流量調整弁13によって,排熱回収熱交
換器16の冷媒流入量を調整し,冷房能力を高める場合
には,流量を増加し,一方冷房能力を弱める場合には,
流量を減少させるというように,熱負荷熱交換器の負荷
状態,即ち,冷房する部屋の温度等に応じて調節するこ
とができる。
冷却に用いた過冷却サイクルを用いると,膨脹弁手前で
の冷媒のエンタルピーを小さくすることができ,ヒート
ポンプの冷房能力を図2の通常運転よりも高めることが
できる。また,流量調整弁13によって,排熱回収熱交
換器16の冷媒流入量を調整し,冷房能力を高める場合
には,流量を増加し,一方冷房能力を弱める場合には,
流量を減少させるというように,熱負荷熱交換器の負荷
状態,即ち,冷房する部屋の温度等に応じて調節するこ
とができる。
【0035】図4は図1のエンジンヒートポンプシステ
ムを通常の暖房運転を行う場合を示している。図4で示
すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実線の矢印で,
水回路系の冷却水の流れは,破線の矢印で夫々示されて
いる。ここにおいて,電磁弁19及び20が開いてお
り,電磁弁6,8,56,57,58は閉じており,排
熱交換器16は使用されない。まず,冷媒回路系の冷媒
の流れについて説明する。コンプレッサ1から吐出した
冷媒は,四方弁の出入口2a,2cを介して,熱負荷熱
交換器11の一方の冷媒出入口11bから流入する。こ
こでは,熱負荷熱交換器11は凝縮器として働き,熱負
荷熱交換器11内の冷媒が凝縮することによって,この
熱負荷熱交換器11の周囲の空気を加熱する。加熱され
た空気は,送風機12によって,室内に供給されて,室
内を暖める。ここで,熱負荷熱交換器11により凝縮さ
れ,液相を生じた冷媒は,他方の冷媒出入口11aから
流出して逆止弁5e,及び電磁弁20を介して,レシー
バタンク7内に蓄えられる。レシーバタンク7の出口7
bから流出した液相の冷媒は,電磁弁19,及び逆止弁
5fを介し,更に膨脹弁4を経て,膨脹した主熱源熱交
換器3の一方の冷媒出入口3bから内部に流入する。主
熱源熱交換器3内の冷媒は,外部から水ポンプ59によ
って供給された水熱源から吸熱する。吸熱した冷媒は,
主熱源熱交換器3の冷媒出入口3aから流出して四方弁
の出入口2d,2bを介して,アキュムレータ10に流
入して蓄えられる。アキュムレータ10から気相の冷媒
がコンプレッサ1に流入して圧縮され,四方弁の出入口
2aに至る。以上の動作が繰り返される。
ムを通常の暖房運転を行う場合を示している。図4で示
すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実線の矢印で,
水回路系の冷却水の流れは,破線の矢印で夫々示されて
いる。ここにおいて,電磁弁19及び20が開いてお
り,電磁弁6,8,56,57,58は閉じており,排
熱交換器16は使用されない。まず,冷媒回路系の冷媒
の流れについて説明する。コンプレッサ1から吐出した
冷媒は,四方弁の出入口2a,2cを介して,熱負荷熱
交換器11の一方の冷媒出入口11bから流入する。こ
こでは,熱負荷熱交換器11は凝縮器として働き,熱負
荷熱交換器11内の冷媒が凝縮することによって,この
熱負荷熱交換器11の周囲の空気を加熱する。加熱され
た空気は,送風機12によって,室内に供給されて,室
内を暖める。ここで,熱負荷熱交換器11により凝縮さ
れ,液相を生じた冷媒は,他方の冷媒出入口11aから
流出して逆止弁5e,及び電磁弁20を介して,レシー
バタンク7内に蓄えられる。レシーバタンク7の出口7
bから流出した液相の冷媒は,電磁弁19,及び逆止弁
5fを介し,更に膨脹弁4を経て,膨脹した主熱源熱交
換器3の一方の冷媒出入口3bから内部に流入する。主
熱源熱交換器3内の冷媒は,外部から水ポンプ59によ
って供給された水熱源から吸熱する。吸熱した冷媒は,
主熱源熱交換器3の冷媒出入口3aから流出して四方弁
の出入口2d,2bを介して,アキュムレータ10に流
入して蓄えられる。アキュムレータ10から気相の冷媒
がコンプレッサ1に流入して圧縮され,四方弁の出入口
2aに至る。以上の動作が繰り返される。
【0036】次に,図4で示す通常の暖房運転の場合の
水熱源供給回路系について説明する。
水熱源供給回路系について説明する。
【0037】まず,エンジン50に設けられたポンプ5
1によって,エンジン冷却水が三方弁54に至る。三方
弁54の他端の一方54aから逆止弁55を介して,ラ
ジエータ52に流入する。ここで,電磁弁56は閉じら
れているので,排熱回収熱交換器16には,エンジン冷
却水は流入しない。また,ラジエータ52には,空冷用
の送風機53が設けられている。ラジエータ52によっ
て冷却されたエンジン冷却水は,再びエンジン50の水
流入口51aに流入する。
1によって,エンジン冷却水が三方弁54に至る。三方
弁54の他端の一方54aから逆止弁55を介して,ラ
ジエータ52に流入する。ここで,電磁弁56は閉じら
れているので,排熱回収熱交換器16には,エンジン冷
却水は流入しない。また,ラジエータ52には,空冷用
の送風機53が設けられている。ラジエータ52によっ
て冷却されたエンジン冷却水は,再びエンジン50の水
流入口51aに流入する。
【0038】また,水ポンプ59によって供給された温
水等の水熱源は,主熱源熱交換器3の水流入口3cに流
入して,主熱源熱交換器3内の冷媒を加熱して,主熱源
熱交換器3の水流入口3dから外部に流出する。ここに
おいて,エンジン冷却水と,水ポンプ59によって供給
される水熱源とは,夫々独立に流れるので,エンジン冷
却水を外部に流出させず,エンジンのオーバヒートを防
止することができる。
水等の水熱源は,主熱源熱交換器3の水流入口3cに流
入して,主熱源熱交換器3内の冷媒を加熱して,主熱源
熱交換器3の水流入口3dから外部に流出する。ここに
おいて,エンジン冷却水と,水ポンプ59によって供給
される水熱源とは,夫々独立に流れるので,エンジン冷
却水を外部に流出させず,エンジンのオーバヒートを防
止することができる。
【0039】図5は図1のエンジンヒートポンプシステ
ムを排熱回収冷媒加熱暖房運転を行う場合を示してい
る。図5で示すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実
線の矢印で,水回路系の冷却水の流れは,破線の矢印で
夫々示されている。ここにおいて,電磁弁16,19,
20は開かれ,電磁弁6,8,57,58及び流量調整
弁13は閉じられている。排熱回収熱交換器16には,
電磁弁56を開くことで,エンジン冷却水が流入する冷
媒を加熱する構成となっている。
ムを排熱回収冷媒加熱暖房運転を行う場合を示してい
る。図5で示すように,冷媒回路系での冷媒の流れは実
線の矢印で,水回路系の冷却水の流れは,破線の矢印で
夫々示されている。ここにおいて,電磁弁16,19,
20は開かれ,電磁弁6,8,57,58及び流量調整
弁13は閉じられている。排熱回収熱交換器16には,
電磁弁56を開くことで,エンジン冷却水が流入する冷
媒を加熱する構成となっている。
【0040】まず,冷媒回路系の冷媒の流れについて説
明する。
明する。
【0041】コンプレッサ1から吐出した冷媒は,四方
弁の出入口2a,2cを介して,熱負荷熱交換器11の
冷媒出入口11bに流入する。ここでは,熱負荷熱交換
器11は凝縮器として働き,熱負荷熱交換器11内の冷
媒が凝縮することによって,周囲の空気を加熱する。加
熱された空気は,送風機12によって,室内に供給され
て,室内を暖める。
弁の出入口2a,2cを介して,熱負荷熱交換器11の
冷媒出入口11bに流入する。ここでは,熱負荷熱交換
器11は凝縮器として働き,熱負荷熱交換器11内の冷
媒が凝縮することによって,周囲の空気を加熱する。加
熱された空気は,送風機12によって,室内に供給され
て,室内を暖める。
【0042】熱負荷熱交換器11により凝縮された冷媒
は,冷媒出入口から流出し,逆止弁5e,電磁弁20を
介して,レシーバタンク7に蓄えられる。レシーバタン
ク7の一方の流出口7bから流出した液相の冷媒は,電
磁弁19及び逆止弁5fを介し,更に膨脹弁4を経て,
主熱源熱交換器3の出入口に流入する。主熱源熱交換器
3内で,冷媒は冷却水から吸熱する。吸熱した冷媒は,
主熱源熱交換器3の出入口から流出して,四方弁の出入
口2d,2bを介して,アキュムレータ10に流入す
る。アキュムレータ10から気相の冷媒がコンプレッサ
1に流入して圧縮され,圧縮された冷媒は,吐出口から
吐出して四方弁の出入口2aに至る。
は,冷媒出入口から流出し,逆止弁5e,電磁弁20を
介して,レシーバタンク7に蓄えられる。レシーバタン
ク7の一方の流出口7bから流出した液相の冷媒は,電
磁弁19及び逆止弁5fを介し,更に膨脹弁4を経て,
主熱源熱交換器3の出入口に流入する。主熱源熱交換器
3内で,冷媒は冷却水から吸熱する。吸熱した冷媒は,
主熱源熱交換器3の出入口から流出して,四方弁の出入
口2d,2bを介して,アキュムレータ10に流入す
る。アキュムレータ10から気相の冷媒がコンプレッサ
1に流入して圧縮され,圧縮された冷媒は,吐出口から
吐出して四方弁の出入口2aに至る。
【0043】一方,レシーバタンク7の取出口7cから
流出した液状の冷媒は,液冷媒ポンプ14によって,強
制的に排熱回収熱交換器16の冷媒出入口16aに送ら
れる。排熱回収熱交換器16内で,更にエンジン冷却水
から吸熱して,三方弁17に至る。三方弁17の一方1
7bから逆止弁5を介して,熱負荷熱交換器11の上流
側に接続される。以上の動作が繰り返して行われる。こ
こで,排熱回収熱交換器16はエンジン排熱回収熱交換
器として作用する。
流出した液状の冷媒は,液冷媒ポンプ14によって,強
制的に排熱回収熱交換器16の冷媒出入口16aに送ら
れる。排熱回収熱交換器16内で,更にエンジン冷却水
から吸熱して,三方弁17に至る。三方弁17の一方1
7bから逆止弁5を介して,熱負荷熱交換器11の上流
側に接続される。以上の動作が繰り返して行われる。こ
こで,排熱回収熱交換器16はエンジン排熱回収熱交換
器として作用する。
【0044】次に,排熱回収冷媒加熱暖房運転を行う場
合の水熱源供給回路系について説明する。まず,エンジ
ン50に設けられたポンプ51によってエンジン冷却水
が三方弁54に送られる。三方弁54の他端の他方54
bから流出したエンジン冷却水は,逆止弁55bを介し
て,排熱回収熱交換器16の水出入口16cから流入す
る。排熱回収熱交換器16内で,エンジン冷却水は,冷
媒に熱を与えて,排熱回収熱交換器16の水出入口16
dから流出して,電磁弁56を介して,ラジエータ52
の上流側に流入する。ここで,三方弁54の他端の一方
54aから逆止弁55aを介して,ラジエータ52に流
入するように構成することもできる。また,水ポンプ5
9によって供給された外部からの熱源水は,主熱源熱交
換器3の水出入口に流入して,水熱交換器3内の冷媒を
加熱して,主熱源熱交換器3の水出入口から外部に流出
する。ここにおいて,エンジン冷却水と,ポンプによっ
て供給される冷却水とは,水用電磁弁57を閉じること
によって,夫々独立しているので,エンジン冷却水の流
出によってエンジンがオーバヒートすることはない。図
5で示すエンジンヒートポンプシステムの場合は,図4
で示すエンジンヒートポンプシステムにより,エンジン
排熱回収を行うことが加算されるので,図4で示すシス
テムよりも冷媒の加熱効率及び暖房効率を高めることが
できる。
合の水熱源供給回路系について説明する。まず,エンジ
ン50に設けられたポンプ51によってエンジン冷却水
が三方弁54に送られる。三方弁54の他端の他方54
bから流出したエンジン冷却水は,逆止弁55bを介し
て,排熱回収熱交換器16の水出入口16cから流入す
る。排熱回収熱交換器16内で,エンジン冷却水は,冷
媒に熱を与えて,排熱回収熱交換器16の水出入口16
dから流出して,電磁弁56を介して,ラジエータ52
の上流側に流入する。ここで,三方弁54の他端の一方
54aから逆止弁55aを介して,ラジエータ52に流
入するように構成することもできる。また,水ポンプ5
9によって供給された外部からの熱源水は,主熱源熱交
換器3の水出入口に流入して,水熱交換器3内の冷媒を
加熱して,主熱源熱交換器3の水出入口から外部に流出
する。ここにおいて,エンジン冷却水と,ポンプによっ
て供給される冷却水とは,水用電磁弁57を閉じること
によって,夫々独立しているので,エンジン冷却水の流
出によってエンジンがオーバヒートすることはない。図
5で示すエンジンヒートポンプシステムの場合は,図4
で示すエンジンヒートポンプシステムにより,エンジン
排熱回収を行うことが加算されるので,図4で示すシス
テムよりも冷媒の加熱効率及び暖房効率を高めることが
できる。
【0045】図6は図1のエンジンヒートポンプシステ
ムを過冷却液ポンプサイクル冷房運転を行う場合を示し
ている。図6の過冷却液ポンプサイクル冷房運転が図3
で示す過冷却サイクル冷房運転と異なる点は,液冷媒ポ
ンプ14によって送られる冷媒を三方弁22によって,
熱負荷熱交換器11にも強制的に流入できるようにした
点である。具体的には,図6で示すように,冷媒回路系
での冷媒の流れは実線の矢印で,水回路系の冷却水の流
れは破線の矢印で夫々示されている。ここにおいては,
電磁弁6は開かれ,電磁弁8,19,20,56は閉じ
られている。また,流量調節弁13により,冷媒の流量
が調節される。
ムを過冷却液ポンプサイクル冷房運転を行う場合を示し
ている。図6の過冷却液ポンプサイクル冷房運転が図3
で示す過冷却サイクル冷房運転と異なる点は,液冷媒ポ
ンプ14によって送られる冷媒を三方弁22によって,
熱負荷熱交換器11にも強制的に流入できるようにした
点である。具体的には,図6で示すように,冷媒回路系
での冷媒の流れは実線の矢印で,水回路系の冷却水の流
れは破線の矢印で夫々示されている。ここにおいては,
電磁弁6は開かれ,電磁弁8,19,20,56は閉じ
られている。また,流量調節弁13により,冷媒の流量
が調節される。
【0046】図6の運転方法と,図3との相違点は,冷
媒流路O,Y,Zの間を回路変更したことにより,液冷
媒ポンプ14を使って熱負荷熱交換器11に液冷媒を強
制的に循環させ,流量調整弁を用いて過冷却度を変化さ
せることができることである。
媒流路O,Y,Zの間を回路変更したことにより,液冷
媒ポンプ14を使って熱負荷熱交換器11に液冷媒を強
制的に循環させ,流量調整弁を用いて過冷却度を変化さ
せることができることである。
【0047】まず,図6で示す過冷却液ポンプサイクル
冷房運転を行う場合の冷媒回路系の冷媒の流れについて
説明する。コンプレッサ1から吐出した冷媒は,四方弁
2a,2dを介して,主熱源熱交換器3の冷媒出入口に
流入する。水熱交換器3の水流入口には,冷却水が水ポ
ンプ59によって流入しており,冷媒はこの水に冷却さ
れて(熱交換して),水熱交換器3の冷媒出入口から流
出して,逆止弁5aを介して,流量調整弁13で負荷の
状態に応じてその流量が調整され,排熱回収熱交換器1
6の冷媒流入口に流入する。排熱回収熱交換器16に流
入した冷媒は,更に,過冷却され,冷媒のエンタルピー
が小さくなる。通過した冷媒は,三方弁17を介して一
端17aからの流れとして,電磁弁6を通り,レシーバ
タンク7内に蓄えられる。レシーバタンク7内に蓄えら
れた冷媒は,エンジン冷却ポンプ14によって送出さ
れ,三方弁22を介して,Y,Zに分岐される。冷媒
は,電磁弁13からの冷媒と合流して,冷媒流入口から
排熱回収熱交換器16に流入する。Zの冷媒は,逆止弁
26及び膨脹弁9を介して,蒸発器として作用する熱負
荷熱交換器11に流入する。また,熱負荷熱交換器11
では,流入した冷媒は蒸発し,周囲の空気から吸熱し
て,四方弁2c,2bを介して,アキュムレータ10に
流入する。この時,吸熱された空気は,送風機12によ
って,室内へ送り出され,室内を冷房する。アキュムレ
ータ10から気相の冷媒がコンプレッサ1に流入して圧
縮され,四方弁2aに至る。以上の動作が繰り返し行わ
れる。
冷房運転を行う場合の冷媒回路系の冷媒の流れについて
説明する。コンプレッサ1から吐出した冷媒は,四方弁
2a,2dを介して,主熱源熱交換器3の冷媒出入口に
流入する。水熱交換器3の水流入口には,冷却水が水ポ
ンプ59によって流入しており,冷媒はこの水に冷却さ
れて(熱交換して),水熱交換器3の冷媒出入口から流
出して,逆止弁5aを介して,流量調整弁13で負荷の
状態に応じてその流量が調整され,排熱回収熱交換器1
6の冷媒流入口に流入する。排熱回収熱交換器16に流
入した冷媒は,更に,過冷却され,冷媒のエンタルピー
が小さくなる。通過した冷媒は,三方弁17を介して一
端17aからの流れとして,電磁弁6を通り,レシーバ
タンク7内に蓄えられる。レシーバタンク7内に蓄えら
れた冷媒は,エンジン冷却ポンプ14によって送出さ
れ,三方弁22を介して,Y,Zに分岐される。冷媒
は,電磁弁13からの冷媒と合流して,冷媒流入口から
排熱回収熱交換器16に流入する。Zの冷媒は,逆止弁
26及び膨脹弁9を介して,蒸発器として作用する熱負
荷熱交換器11に流入する。また,熱負荷熱交換器11
では,流入した冷媒は蒸発し,周囲の空気から吸熱し
て,四方弁2c,2bを介して,アキュムレータ10に
流入する。この時,吸熱された空気は,送風機12によ
って,室内へ送り出され,室内を冷房する。アキュムレ
ータ10から気相の冷媒がコンプレッサ1に流入して圧
縮され,四方弁2aに至る。以上の動作が繰り返し行わ
れる。
【0048】冷房負荷が小さい場合,即ち,熱負荷熱交
換器11への冷媒量が少なくてよい時には,排熱回収熱
交換器16の三方弁17において,2つに分岐させて,
分岐した一方の流れは,逆止弁5cを介して,熱負荷熱
交換器11の下流側に流して,熱負荷熱交換器11をバ
イパスさせる。
換器11への冷媒量が少なくてよい時には,排熱回収熱
交換器16の三方弁17において,2つに分岐させて,
分岐した一方の流れは,逆止弁5cを介して,熱負荷熱
交換器11の下流側に流して,熱負荷熱交換器11をバ
イパスさせる。
【0049】次に,図6で示す過冷却液ポンプサイクル
冷房運転を行う場合の水熱源供給回路系について説明す
る。まず,エンジン50に設けられたポンプ51によっ
て,エンジン冷却水が三方弁54に至る。エンジン冷却
水は,三方弁54の他端の一方54aから逆止弁55を
介して,ラジエータ52に流入する。ここで,電磁弁5
6は閉じられているので,排熱回収熱交換器16には,
ここからは冷却水は流入しない。ラジエータ52によっ
て,冷却されたエンジン冷却水は,再びエンジン50の
水流入口50aに流入する。
冷房運転を行う場合の水熱源供給回路系について説明す
る。まず,エンジン50に設けられたポンプ51によっ
て,エンジン冷却水が三方弁54に至る。エンジン冷却
水は,三方弁54の他端の一方54aから逆止弁55を
介して,ラジエータ52に流入する。ここで,電磁弁5
6は閉じられているので,排熱回収熱交換器16には,
ここからは冷却水は流入しない。ラジエータ52によっ
て,冷却されたエンジン冷却水は,再びエンジン50の
水流入口50aに流入する。
【0050】一方,水ポンプ59によって供給された熱
源水は,主熱源熱交換器3の水流入口3cに流入して,
水熱交換器3内の冷媒を冷却して,水熱交換器3の水出
入口3dから外部に流出する。また,水ポンプ59によ
って供給された冷却水の分岐した他方は,水用電磁弁5
7を介して,排熱回収熱交換器16の一方の水出入口1
6cに流入して,排熱回収熱交換器16内の冷媒を更に
冷却して(過冷却),排熱回収熱交換器16の水出入口
16dから流れ,電磁弁58を介して排出される。
源水は,主熱源熱交換器3の水流入口3cに流入して,
水熱交換器3内の冷媒を冷却して,水熱交換器3の水出
入口3dから外部に流出する。また,水ポンプ59によ
って供給された冷却水の分岐した他方は,水用電磁弁5
7を介して,排熱回収熱交換器16の一方の水出入口1
6cに流入して,排熱回収熱交換器16内の冷媒を更に
冷却して(過冷却),排熱回収熱交換器16の水出入口
16dから流れ,電磁弁58を介して排出される。
【0051】ここにおいて,エンジン冷却水と,ポンプ
によって供給される冷却水とは,夫々独立しているの
で,互いに交じりあわず,エンジン冷却水の外部への流
出により,エンジンがオーバーヒートすることを防止す
ることができる。
によって供給される冷却水とは,夫々独立しているの
で,互いに交じりあわず,エンジン冷却水の外部への流
出により,エンジンがオーバーヒートすることを防止す
ることができる。
【0052】図6で示すように,この過冷却冷房運転に
よって,液ポンプを使用して,強制的に冷媒を搬送させ
て,図3のものよりも更に能力を増加させることができ
る。
よって,液ポンプを使用して,強制的に冷媒を搬送させ
て,図3のものよりも更に能力を増加させることができ
る。
【0053】以上述べた本発明の実施例では,業務用空
調機のみを示したが,本発明のエンジンヒートポンプシ
ステムは,クルーザ用のエンジンヒートポンプシステム
にも使用できる。
調機のみを示したが,本発明のエンジンヒートポンプシ
ステムは,クルーザ用のエンジンヒートポンプシステム
にも使用できる。
【0054】
【発明の効果】以上,説明したように,本発明のヒート
ポンプシステムにおいては,エンジンの排熱による冷媒
加熱方式であるが,液冷媒ポンプの圧力を利用し,排熱
回収熱交換器で吸熱させ,ガス化させた冷媒をコンプレ
ッサの冷媒吐出側高圧回路に合流させる。これによっ
て,排熱回収熱を発熱能力へ熱移動させ,発熱能力を増
加させる。
ポンプシステムにおいては,エンジンの排熱による冷媒
加熱方式であるが,液冷媒ポンプの圧力を利用し,排熱
回収熱交換器で吸熱させ,ガス化させた冷媒をコンプレ
ッサの冷媒吐出側高圧回路に合流させる。これによっ
て,排熱回収熱を発熱能力へ熱移動させ,発熱能力を増
加させる。
【0055】本発明のヒートポンプシステムにおいて
は,吸熱時に排熱回収熱交換器を凝縮器として機能させ
ることで,主熱源熱交換器を通過した冷媒を更に冷却し
て,過冷却状態にできるため,膨脹弁入口でのエンタル
ピーを小さくでき,冷房能力を増大させることができ
る。
は,吸熱時に排熱回収熱交換器を凝縮器として機能させ
ることで,主熱源熱交換器を通過した冷媒を更に冷却し
て,過冷却状態にできるため,膨脹弁入口でのエンタル
ピーを小さくでき,冷房能力を増大させることができ
る。
【0056】本発明のヒートポンプシステムにおいて
は,水熱源とエンジン排熱であるエンジン冷却水(温
水)とを配管上結合させることによって,吸熱時におい
て,排熱回収熱交換器側へ水を供給できるようにし,か
つ,排水はエンジン冷却水回路と交じり合わない独立回
路を形成し,両者独立に運転できるようにした。これに
より,エンジン側の水回路での水不足によるエンジンの
オーバヒートを防止できる。
は,水熱源とエンジン排熱であるエンジン冷却水(温
水)とを配管上結合させることによって,吸熱時におい
て,排熱回収熱交換器側へ水を供給できるようにし,か
つ,排水はエンジン冷却水回路と交じり合わない独立回
路を形成し,両者独立に運転できるようにした。これに
より,エンジン側の水回路での水不足によるエンジンの
オーバヒートを防止できる。
【0057】本発明のヒートポンプシステムにおいて
は,過冷却サイクル冷房運転時の能力制御方法の1とし
て,主熱源熱交換器出口と排熱回収熱交換器入口の間に
設置した流量調整弁において,流量をコントロールする
ことによって,排熱回収熱交換器側への流量を減少させ
ることができる。これにより過冷却度をコントロールし
て,冷房能力を負荷に合わせて制御させ,室内温度を快
適な温度に保つことができる。
は,過冷却サイクル冷房運転時の能力制御方法の1とし
て,主熱源熱交換器出口と排熱回収熱交換器入口の間に
設置した流量調整弁において,流量をコントロールする
ことによって,排熱回収熱交換器側への流量を減少させ
ることができる。これにより過冷却度をコントロールし
て,冷房能力を負荷に合わせて制御させ,室内温度を快
適な温度に保つことができる。
【図1】本発明の実施例に係るエンジン排熱ヒートポン
プシステムを示す概略図である。
プシステムを示す概略図である。
【図2】図1のエンジン排熱ヒートポンプシステムの通
常の冷房運転を示す図である。
常の冷房運転を示す図である。
【図3】図1のエンジン排熱ヒートポンプシステムの過
冷却サイクル冷房運転を示す図である。
冷却サイクル冷房運転を示す図である。
【図4】図1のエンジン排熱ヒートポンプシステムの通
常暖房運転を示す図である。
常暖房運転を示す図である。
【図5】図1のエンジン排熱ヒートポンプシステムの排
熱回収冷媒加熱暖房運転を示す図である。
熱回収冷媒加熱暖房運転を示す図である。
【図6】図1のエンジン排熱ヒートポンプシステムの過
冷却液ポンプサイクル冷房運転を示す図である。
冷却液ポンプサイクル冷房運転を示す図である。
1 コンプレッサ 2 四方弁 3 主熱源熱交換器 4 膨脹弁 5a,5b,5c,5d,5e,5f 逆止弁 6,8,19,20,56,58 電磁弁 7 レシーバタンク 9 膨脹弁 10 アキュムレータ 11 熱負荷熱交換器 12 ファン 13 流量調整弁 14 液冷媒ポンプ 16 排熱回収熱交換器 17 三方弁 50 エンジン 51 エンジン冷却ポンプ 52 ラジエータ 54 三方弁 55a,55b 逆止弁 57 水用電磁弁 59 水ポンプ 61 配管
Claims (4)
- 【請求項1】 水冷エンジン駆動のコンプレッサによっ
て冷媒を循環させる冷媒回路に,熱負荷と冷媒との熱交
換を行う熱負荷熱交換器と,外部から導入された水熱源
と冷媒との熱交換を行う主熱源熱交換器と,前記水冷エ
ンジンを冷却するラジエータからのエンジン冷却水又は
前記水熱源と冷媒との熱交換を行う排熱回収熱交換器と
を備え,前記ラジエータと前記排熱回収熱交換器と前記
主熱源熱交換器とが個別又は同時に夫々を作動できるよ
うに,水回路系で接続されており,前記排熱回収熱交換
器は,冷房の際に,流入した液相の冷却媒体を更に冷却
する過冷却用熱交換器として機能を備えていることを特
徴とするエンジンヒートポンプシステム。 - 【請求項2】 請求項1記載のエンジンヒートポンプシ
ステムにおいて,前記熱負荷熱交換器が蒸発器として働
く際に,前記エンジン冷却水の前記排熱回収熱交換器へ
の流入を遮断するエンジン冷却水遮断手段を備えたこと
を特徴とするエンジンヒートポンプシステム。 - 【請求項3】 請求項2記載のエンジンヒートポンプシ
ステムにおいて,前記排熱回収熱交換器に前記外部から
導入された水熱源を導入する水熱源導入手段を備えたこ
とを特徴とするエンジンヒートポンプシステム。 - 【請求項4】 請求項3記載のエンジンヒートポンプシ
ステムにおいて,前記冷媒回路は液冷媒を蓄えるレシー
バタンクと,前記レシーバタンクから前記熱負荷熱交換
器に冷媒を強制的に供給する液冷媒ポンプとを備えたこ
とを特徴とするエンジンヒートポンプシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4272612A JP2698735B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | エンジンヒートポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4272612A JP2698735B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | エンジンヒートポンプシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06123517A JPH06123517A (ja) | 1994-05-06 |
JP2698735B2 true JP2698735B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=17516362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4272612A Expired - Lifetime JP2698735B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | エンジンヒートポンプシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2698735B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023073409A1 (ru) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | Святослав ПОТОПАХИН | Тепловой двигатель с регенерацией тепла тепловым насосом |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001221531A (ja) | 2000-02-04 | 2001-08-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空気調和装置 |
JP3973441B2 (ja) * | 2002-02-08 | 2007-09-12 | 三洋電機株式会社 | 空気調和装置 |
KR101141360B1 (ko) * | 2010-12-21 | 2012-05-14 | 엘지전자 주식회사 | 압축식 및 흡수식을 이용한 히트펌프 시스템 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5630568A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Engineedriven air conditioner |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP4272612A patent/JP2698735B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023073409A1 (ru) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | Святослав ПОТОПАХИН | Тепловой двигатель с регенерацией тепла тепловым насосом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06123517A (ja) | 1994-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11458798B2 (en) | Thermal management system for vehicle | |
JPS58115273A (ja) | ヒ−ト・ポンプ式温水器回路 | |
KR20120103054A (ko) | 차량용 히트 펌프 시스템 | |
JPH02185821A (ja) | 自動車用空調装置 | |
JPH05264133A (ja) | 空気調和機 | |
KR20160033838A (ko) | 차량용 히트 펌프 시스템 | |
CN111251809B (zh) | 车辆的热管理系统及车辆 | |
JPH06201220A (ja) | 冷暖房混在型エンジン駆動ヒートポンプシステム | |
JP2989491B2 (ja) | 空気調和機 | |
JP2009068771A (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
JP2011225174A (ja) | 車両用空調装置 | |
JPH11344263A (ja) | バイパス管路付冷凍サイクル | |
JP2698735B2 (ja) | エンジンヒートポンプシステム | |
JPH06135221A (ja) | 空調装置 | |
JP3138154B2 (ja) | 空気調和装置 | |
JP2005147409A (ja) | ヒートポンプ式冷暖房装置 | |
JPS5848824B2 (ja) | 冷暖房給湯装置 | |
JP3686211B2 (ja) | 自動車用空気調和装置 | |
JP4201488B2 (ja) | 冷凍装置 | |
JP5993673B2 (ja) | ダブルバンドル型冷凍機 | |
KR20120093668A (ko) | 차량용 히트 펌프 시스템 | |
JPH0241917A (ja) | 車両用ヒートポンプ式冷暖房装置 | |
JP2952357B1 (ja) | 空気調和装置 | |
KR20180096353A (ko) | 차량용 히트펌프 시스템 | |
JPH06193972A (ja) | 空調装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970819 |