JP2706068B2 - エンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置 - Google Patents
エンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の属する技術分野］
この発明は、エンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収
装置に関する。 ［従来の技術］ エンジン駆動熱ポンプ装置においては、エンジンの排
気ガスの持つ熱など発生熱を回収して使用することがで
きるから高い熱効率を得ることができる特徴を持つ。こ
のエンジンの排気ガスのもつ熱を回収して使用する方式
として、熱ポンプの冷媒を直接循環させて熱回収を行う
ことが考えられる（以下、冷媒加熱式という）。 しかし、一般に冷媒な耐熱温度があり、この温度を越
えると、熱分解などの不具合を生じるおそれがある。そ
のため、冷媒を加熱して利用する場合には、水等の媒体
を強制循環させ、この媒体を介して冷媒に熱伝達するこ
ととして、冷媒の不具合の発生を防止せんとしている。
なお、この明細書において、「媒体」とは冷媒以外の媒
体に限り用いることとする。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この媒体で回収する熱量が多いと、全
量をそのまま冷媒に熱伝達することができず何らかの手
段によりその回収された熱を熱回収用循環回路から外気
などに放出することが必要となり装置、配管の構造ある
いは循環回路の切り換え操作などが複雑にならざるを得
ない。 とくに、具体的用途に必要となる熱量は、環境条件な
どにより時々刻々変化するものであり、排気ガス熱交換
器による排気熱の回収能力より熱量需要が小さくなる場
合があり、この場合にも簡便に調整できる装置であるこ
とが必要となる。 この発明はかかる事情によりなされたもので、かかる
冷媒加熱式の熱ポンプ装置の前記の課題を解決する簡単
な構造を提案するものであり、熱回収用の媒体から冷媒
系に伝達する熱量を簡便に調整することができ、また圧
縮機の吸い込み側の冷媒温度を上昇させることができ、
熱ポンプ装置としての性能を向上可能であるエンジン駆
動熱ポンプ装置の排気熱回収装置を提供することを目的
としている。 ［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決し、その目的を達成するため、この発
明のエンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置は、エ
ンジンと、このエンジンに駆動される圧縮機を有し、こ
の圧縮機により、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、圧
縮機の順に冷媒を循環させる熱ポンプ装置であって、前
記エンジンの排気通路に排気ガス熱交換器を設置して排
気熱を回収するものにおいて、前記排気通路を分岐させ
て複数の通路を構成し、これらの通路のうちの少なくと
も１つには前記排気ガス熱交換器を設置し、この排気ガ
ス熱交換器と冷媒加熱器とを含む媒体の循環回路を構成
して冷媒を加熱すべくするとともに、これらの通路のう
ちの他の少なくとも１つには排気ガス熱交換器を設置し
ないものとし、これらの通路を流通する排気ガスの分流
比率を変える調整弁を設置し、さらに前記冷媒加熱器を
前記蒸発器と前記圧縮機の中間部に配置し、前記冷媒加
熱器に温度センサを配置し、全排気ガス流量に対する前
記排気ガス熱交換器を配置する排気通路を通過する排気
ガス流量の割合である前記排気ガス熱交換器側通路の分
流割合を、前記温度センサの温度に応じ変更可能とした
ことを特徴としている。 したがって、装置として比較的簡単な構造であり、排
気ガス熱交換器の設置された排気通路を流通する排気ガ
ス量を調整することにより、排気ガス熱交換器で回収さ
れる熱量の調整が行なえるから、熱回収用の媒体から冷
媒系に伝達する熱量をこの弁の操作で簡便に調整するこ
とができる。 また、冷媒は、膨張弁、蒸発器を通過することにより
低圧、低温の気体状の冷媒となる。この後、冷媒加熱器
で加熱することにより、圧縮機の吸い込み側の冷媒温度
を上昇させることができ、熱ポンプ装置としての性能を
向上可能である。 しかも、調整弁により排気ガス熱交換器側通路の分流
割合を変更可能とし、この分流割合の変更に伴い排気ガ
ス熱交換器において排気ガスから媒体への熱伝達量が変
更可能となり、これに伴い冷媒加熱器での冷媒加熱量が
可変としている。 また、冷媒を加熱し過ぎると冷媒の温度が耐熱温度を
越え、熱分解を発生するおそれがあるが、冷媒加熱器の
温度センサの温度に応じ上記分流割合を変更可能として
いるので、冷媒加熱器の温度が過大の時、冷媒加熱器で
の冷媒加熱量を減少可能となる。 ［発明の実施の形態］ 以下、この発明を図に示す第１実施例により説明す
る。 図面において、１は都市ガス、プロパンガスなどのガ
ス燃料によって駆動されるエンジンで水冷式になってい
る。２はエンジン１によって駆動される圧縮機であり、
フロン等の冷媒を圧縮して高温高圧のガスにするように
なっている。 圧縮機２の吐出管11と吸入管12との間には四方弁13が
接続され、この四方弁13から延長する配管14,15の一方
の配管14側には、冷媒加熱器20と、ファン161を付設し
た冷媒系室外熱交換器17が接続されている。 冷媒加熱器20は、後述の排気ガス熱交換器32などによ
る回収熱を冷媒に伝達するものであり、エンジン冷却水
系循環回路に設けられた放熱用熱交換器20aと冷媒系循
環回路に設けられた受熱用熱交換器20bの組からなる。 この実施例においては、これらの熱交換器20a・20bの
組は二重管にて構成されており、二重管の中心部分はエ
ンジン冷却水系が流通する放熱用熱交換器20aとして機
能し、その外側となる部分は冷媒系が循環してエンジン
冷却水により運ばれた回収熱が冷媒に伝達される受熱用
熱交換器20bとして機能する。 他方の配管15側にはファン18を付設した冷媒系室内熱
交換器19が接続されている。 冷媒系室外熱交換器17から延長する配管21と、冷媒系
室内熱交換器19から延長する配管22との間には、冷房用
膨張弁23、暖房用膨張弁24、逆止弁25,26、レシーバ27
などが設けられて熱ポンプ装置が構成されている。 上記冷媒循環回路において、四方弁13を切り換えて冷
媒が破線矢印（以下、暖房方向という）のように循環さ
せると、冷媒系室外熱交換器17が蒸発器として作用する
一方、冷媒系室内熱交換器19が凝縮器として作用して暖
房回路を構成する。 また、冷媒が実線矢印方向（以下、冷房方向という）
に循環するように切り換えると、上記とは逆には冷媒系
室外熱交換器17が凝縮器として作用する一方、冷媒系室
内熱交換器19が蒸発器として作用して冷房回路となる。 そして、エンジン１の排気装置３は次のように構成さ
れ、これには消音器をも兼ねる排気ガス熱交換器32が設
置されて排気ガスの熱回収が行われるようになってい
る。 すなわち、この排気装置３はエンジン１の排気口から
導出された排気通路30がその後２本に分岐され、その一
方の排気通路31には排気ガス熱交換器32が設置され、他
方の排気通路33にはバタフライ弁34が設置され、その後
これら２本に分岐した排気通路31,33は集合された後、
消音器35に接続され、ここからエンジン１の排気を大気
に放出するようになっている。 そのため、バタフライ弁34の開度を調整することによ
り、前記排気ガス熱交換器32の設置された排気通路31に
流れる排気の流量が変化するので、この排気ガス熱交換
器32で回収する排気の熱量が変化し、両者に流れる排気
ガスの分流割合の調整弁として機能する。 なお、この排気ガス熱交換器32は、エンジン１の排気
通路内にエンジン冷却水通路を設置して吸熱部36を形成
したものである。 バタフライ弁34にはステッピングモータなどのアクチ
ュエータ39を設置して、これにより開閉操作を行うよう
になっており、適当な中間開度での停止も可能に構成さ
れている。 ところで、上記エンジン１にはシリンダ等を冷却する
ジャケット37が形成されており、このジャケット37でも
エンジン１の熱を回収するようになっている。 この実施例においては、エンジン１の発生熱を回収す
るために、前記ジャケット37および吸熱部39を経る次の
ようなエンジン冷却水（エンジンの発生熱の回収媒休）
の循環回路が構成され、ポンプ38によって強制循環する
ようになっている。 すなわち、排気ガス熱交換器32の吸熱部36から延長す
る配管41は、途中で配管42と配管43に分岐され、一方の
配管42にはファン162を付設した室外熱交換器44が接続
され、また他方の配管43には冷媒加熱器20が接続されて
いる。 前記冷媒加熱器20は室内を暖房する場合に、この循環
系の熱を冷媒に伝達するものであり、この循環系に回収
された熱を必要に応じて取り出して利用するものであ
り、この装置が必要とする熱量は室温などの外部要因に
より変動するものである。 一方、室外熱交換器44はこの循環系に回収された熱量
が過剰の場合あるいは室内を冷房する場合に、その過剰
の熱量を外気に放出して熱的収支の均衡をとるためのも
のであり、同時に水冷エンジン１の冷却水温を適温に維
持するための、いわゆるラジエータとしても機能するも
のである。 なお、図中51,52はエンジン１の冷却水系の各循環回
路を開閉する電磁弁、53は合流用ヘッダ、54,55はこれ
らの電磁弁などの制御を行うコントローラ、運転モード
の切り換えスイッチであり、56はオイルセパレータ、5
7,58はキャピラリチューブである。 次に、この第１実施例の作動を説明するが、このシス
テムにおいては、その運転モードとして暖房、冷房
の２つの運転状態があり、それぞれに対応して四方弁1
3、電磁弁51,52,およびバタフライ弁34の切り換えある
いは調整操作が行われる。 すなわち、運転モードの切り換えスイッチ55を操作し
て運転モードを選択すると、このスイッチからの指令は
コントローラ54に入力されて、このコントローラ54から
の出力により、以下のような弁の切り換え等がなされ
る。 暖房モード 運転モードの切り換えスイッチ55で暖房モードを選択
すると、電磁弁51は閉止、電磁弁52は開放となり、かつ
四方弁13は冷媒の循環方向を暖房方向に切りかわる。そ
して同時に、バタフライ弁34は排気通路33を閉止する。
そのため、エンジン１の排気ガスの流れは排気ガス熱交
換器32の配置された排気通路31に集中的に流れ、この排
気の有する熱から多くの熱量を回収することができる。
ところで、エンジン１の回転速度あるいは外気温などの
影響を受けて、冷媒に大量の熱量が伝達される場合があ
るが、このような場合には冷媒加熱器20部分にサーミス
タなどの温度センサを設置して、この信号に応じてバタ
フライ弁34を適宜状態に開放するようにしており、冷媒
の温度上昇を避けることができ、冷媒の損傷を未然に防
止することができる。 冷房モード 運転モードの切り換えスイッチ55で冷房モードを選択
すると、電磁弁51は開放、電磁弁52は閉止となり、かつ
四方弁13は冷媒の循環方向を冷房方向に切りかわる。こ
れと同時に、バタフライ弁34は排気通路33を開放し、エ
ンジン１の排気の熱をこのバタフライ弁34の配置された
排気通路33をも通じて排出し、排気ガス熱交換器32によ
り回収される熱量を低減してこの媒体の循環系の熱的負
担が軽減され、その保護がなされる。 次に第２実施例を説明するが、以下においては先に説
明した第１実施例との相違点についてのみ説明し、第１
実施例との共通点については図面に同一の参照番号を付
与してその詳細な説明は詳細することとし、図示しない
がこの実施例においても第１図と同様のシステムが接続
されている。 この実施例では、排気通路30から３本の排気通路31a,
31b,33が分岐されそれぞれの下流端は開放されてエンジ
ン１の排気はそれぞれ独立に大気に放出するようになっ
ている。これは、排気ガス熱交換器32a,32bが次のよう
な構造となっており、消音機能を有するからである。 すなわち、排気通路31a,31b内で吸熱部36を構成する
エンジン冷却水循環路用配管には、集熱フインを多数設
置しており、これが排気の消音機能を生じるのである。 また、各排気通路にはそれぞれの排気通路専用のバタ
フライ弁34a,34b,34cが設置されている。これは、前記
のごとくこのシステムの運転モードに応じて、排気ガス
の流通領域を明確に区別することはシステムの熱効率の
向上につながるからである。 なお、以上説明した第1,2実施例において、排気ガス
の分流比率を変える調整弁はバタフライ弁により構成し
たが、これに限らずその他の種類の弁を採用してもよ
く、ダタトなどの切り換えに多用されるダンパを利用す
ることも可能である。 ［発明の効果］ この発明は以上説明したように、この種のエンジン駆
動熱ポンプ装置において、排気通路を分岐させて複数の
通路を構成し、これらの通路のうちの少なくとも１つに
は排気ガス熱交換器を設置して媒体を流通させて排気ガ
ス熱交換器と冷媒加熱器とを含む媒体の循環回路を構成
して冷媒を加熱するとともに、これらの通路のうちの他
の少なくとも１つには排気ガス熱交換器を設置しないも
のとし、これらの通路を流通する排気ガスの分流比率を
変える調整弁を設置したものである。 したがって、装置として比較的簡単な構造であり、排
気ガス熱交換器の設置された排気通路を流通する排気ガ
ス量を調整することにより、排気ガス熱交換器で回収さ
れる熱量の調整が行なえるから、熱回収用の媒体から冷
媒系に伝達する熱量をこの弁の操作で簡便に調整するこ
とができる。 また、冷媒は、膨張弁、蒸発器を通過ることにより低
圧、低温の気体状の冷媒となり、この後冷媒加熱器で加
熱することにより、圧縮機の吸い込み側の冷媒温度を上
昇させることができ、熱ポンプ装置としての性能を向上
可能である。 しかも、調整弁により排気ガス熱交換器側通路の分流
割合を変更可能とするから、分流割合の変更に伴い排気
ガス熱交換器において排気ガスから媒体への熱伝達量が
変更可能となり、これに伴い冷媒加熱器での冷媒加熱量
を可変することができる。 また、冷媒を加熱し過ぎると冷媒の温度が耐熱温度を
越え、熱分解を発生するおそれがあるが、冷媒加熱器の
温度センサの温度に応じ上記分流割合を変更可能として
いるので、冷媒加熱器の温度が過大の時、冷媒加熱器で
の冷媒加熱量を減少させることができる。
装置に関する。 ［従来の技術］ エンジン駆動熱ポンプ装置においては、エンジンの排
気ガスの持つ熱など発生熱を回収して使用することがで
きるから高い熱効率を得ることができる特徴を持つ。こ
のエンジンの排気ガスのもつ熱を回収して使用する方式
として、熱ポンプの冷媒を直接循環させて熱回収を行う
ことが考えられる（以下、冷媒加熱式という）。 しかし、一般に冷媒な耐熱温度があり、この温度を越
えると、熱分解などの不具合を生じるおそれがある。そ
のため、冷媒を加熱して利用する場合には、水等の媒体
を強制循環させ、この媒体を介して冷媒に熱伝達するこ
ととして、冷媒の不具合の発生を防止せんとしている。
なお、この明細書において、「媒体」とは冷媒以外の媒
体に限り用いることとする。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この媒体で回収する熱量が多いと、全
量をそのまま冷媒に熱伝達することができず何らかの手
段によりその回収された熱を熱回収用循環回路から外気
などに放出することが必要となり装置、配管の構造ある
いは循環回路の切り換え操作などが複雑にならざるを得
ない。 とくに、具体的用途に必要となる熱量は、環境条件な
どにより時々刻々変化するものであり、排気ガス熱交換
器による排気熱の回収能力より熱量需要が小さくなる場
合があり、この場合にも簡便に調整できる装置であるこ
とが必要となる。 この発明はかかる事情によりなされたもので、かかる
冷媒加熱式の熱ポンプ装置の前記の課題を解決する簡単
な構造を提案するものであり、熱回収用の媒体から冷媒
系に伝達する熱量を簡便に調整することができ、また圧
縮機の吸い込み側の冷媒温度を上昇させることができ、
熱ポンプ装置としての性能を向上可能であるエンジン駆
動熱ポンプ装置の排気熱回収装置を提供することを目的
としている。 ［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決し、その目的を達成するため、この発
明のエンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置は、エ
ンジンと、このエンジンに駆動される圧縮機を有し、こ
の圧縮機により、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、圧
縮機の順に冷媒を循環させる熱ポンプ装置であって、前
記エンジンの排気通路に排気ガス熱交換器を設置して排
気熱を回収するものにおいて、前記排気通路を分岐させ
て複数の通路を構成し、これらの通路のうちの少なくと
も１つには前記排気ガス熱交換器を設置し、この排気ガ
ス熱交換器と冷媒加熱器とを含む媒体の循環回路を構成
して冷媒を加熱すべくするとともに、これらの通路のう
ちの他の少なくとも１つには排気ガス熱交換器を設置し
ないものとし、これらの通路を流通する排気ガスの分流
比率を変える調整弁を設置し、さらに前記冷媒加熱器を
前記蒸発器と前記圧縮機の中間部に配置し、前記冷媒加
熱器に温度センサを配置し、全排気ガス流量に対する前
記排気ガス熱交換器を配置する排気通路を通過する排気
ガス流量の割合である前記排気ガス熱交換器側通路の分
流割合を、前記温度センサの温度に応じ変更可能とした
ことを特徴としている。 したがって、装置として比較的簡単な構造であり、排
気ガス熱交換器の設置された排気通路を流通する排気ガ
ス量を調整することにより、排気ガス熱交換器で回収さ
れる熱量の調整が行なえるから、熱回収用の媒体から冷
媒系に伝達する熱量をこの弁の操作で簡便に調整するこ
とができる。 また、冷媒は、膨張弁、蒸発器を通過することにより
低圧、低温の気体状の冷媒となる。この後、冷媒加熱器
で加熱することにより、圧縮機の吸い込み側の冷媒温度
を上昇させることができ、熱ポンプ装置としての性能を
向上可能である。 しかも、調整弁により排気ガス熱交換器側通路の分流
割合を変更可能とし、この分流割合の変更に伴い排気ガ
ス熱交換器において排気ガスから媒体への熱伝達量が変
更可能となり、これに伴い冷媒加熱器での冷媒加熱量が
可変としている。 また、冷媒を加熱し過ぎると冷媒の温度が耐熱温度を
越え、熱分解を発生するおそれがあるが、冷媒加熱器の
温度センサの温度に応じ上記分流割合を変更可能として
いるので、冷媒加熱器の温度が過大の時、冷媒加熱器で
の冷媒加熱量を減少可能となる。 ［発明の実施の形態］ 以下、この発明を図に示す第１実施例により説明す
る。 図面において、１は都市ガス、プロパンガスなどのガ
ス燃料によって駆動されるエンジンで水冷式になってい
る。２はエンジン１によって駆動される圧縮機であり、
フロン等の冷媒を圧縮して高温高圧のガスにするように
なっている。 圧縮機２の吐出管11と吸入管12との間には四方弁13が
接続され、この四方弁13から延長する配管14,15の一方
の配管14側には、冷媒加熱器20と、ファン161を付設し
た冷媒系室外熱交換器17が接続されている。 冷媒加熱器20は、後述の排気ガス熱交換器32などによ
る回収熱を冷媒に伝達するものであり、エンジン冷却水
系循環回路に設けられた放熱用熱交換器20aと冷媒系循
環回路に設けられた受熱用熱交換器20bの組からなる。 この実施例においては、これらの熱交換器20a・20bの
組は二重管にて構成されており、二重管の中心部分はエ
ンジン冷却水系が流通する放熱用熱交換器20aとして機
能し、その外側となる部分は冷媒系が循環してエンジン
冷却水により運ばれた回収熱が冷媒に伝達される受熱用
熱交換器20bとして機能する。 他方の配管15側にはファン18を付設した冷媒系室内熱
交換器19が接続されている。 冷媒系室外熱交換器17から延長する配管21と、冷媒系
室内熱交換器19から延長する配管22との間には、冷房用
膨張弁23、暖房用膨張弁24、逆止弁25,26、レシーバ27
などが設けられて熱ポンプ装置が構成されている。 上記冷媒循環回路において、四方弁13を切り換えて冷
媒が破線矢印（以下、暖房方向という）のように循環さ
せると、冷媒系室外熱交換器17が蒸発器として作用する
一方、冷媒系室内熱交換器19が凝縮器として作用して暖
房回路を構成する。 また、冷媒が実線矢印方向（以下、冷房方向という）
に循環するように切り換えると、上記とは逆には冷媒系
室外熱交換器17が凝縮器として作用する一方、冷媒系室
内熱交換器19が蒸発器として作用して冷房回路となる。 そして、エンジン１の排気装置３は次のように構成さ
れ、これには消音器をも兼ねる排気ガス熱交換器32が設
置されて排気ガスの熱回収が行われるようになってい
る。 すなわち、この排気装置３はエンジン１の排気口から
導出された排気通路30がその後２本に分岐され、その一
方の排気通路31には排気ガス熱交換器32が設置され、他
方の排気通路33にはバタフライ弁34が設置され、その後
これら２本に分岐した排気通路31,33は集合された後、
消音器35に接続され、ここからエンジン１の排気を大気
に放出するようになっている。 そのため、バタフライ弁34の開度を調整することによ
り、前記排気ガス熱交換器32の設置された排気通路31に
流れる排気の流量が変化するので、この排気ガス熱交換
器32で回収する排気の熱量が変化し、両者に流れる排気
ガスの分流割合の調整弁として機能する。 なお、この排気ガス熱交換器32は、エンジン１の排気
通路内にエンジン冷却水通路を設置して吸熱部36を形成
したものである。 バタフライ弁34にはステッピングモータなどのアクチ
ュエータ39を設置して、これにより開閉操作を行うよう
になっており、適当な中間開度での停止も可能に構成さ
れている。 ところで、上記エンジン１にはシリンダ等を冷却する
ジャケット37が形成されており、このジャケット37でも
エンジン１の熱を回収するようになっている。 この実施例においては、エンジン１の発生熱を回収す
るために、前記ジャケット37および吸熱部39を経る次の
ようなエンジン冷却水（エンジンの発生熱の回収媒休）
の循環回路が構成され、ポンプ38によって強制循環する
ようになっている。 すなわち、排気ガス熱交換器32の吸熱部36から延長す
る配管41は、途中で配管42と配管43に分岐され、一方の
配管42にはファン162を付設した室外熱交換器44が接続
され、また他方の配管43には冷媒加熱器20が接続されて
いる。 前記冷媒加熱器20は室内を暖房する場合に、この循環
系の熱を冷媒に伝達するものであり、この循環系に回収
された熱を必要に応じて取り出して利用するものであ
り、この装置が必要とする熱量は室温などの外部要因に
より変動するものである。 一方、室外熱交換器44はこの循環系に回収された熱量
が過剰の場合あるいは室内を冷房する場合に、その過剰
の熱量を外気に放出して熱的収支の均衡をとるためのも
のであり、同時に水冷エンジン１の冷却水温を適温に維
持するための、いわゆるラジエータとしても機能するも
のである。 なお、図中51,52はエンジン１の冷却水系の各循環回
路を開閉する電磁弁、53は合流用ヘッダ、54,55はこれ
らの電磁弁などの制御を行うコントローラ、運転モード
の切り換えスイッチであり、56はオイルセパレータ、5
7,58はキャピラリチューブである。 次に、この第１実施例の作動を説明するが、このシス
テムにおいては、その運転モードとして暖房、冷房
の２つの運転状態があり、それぞれに対応して四方弁1
3、電磁弁51,52,およびバタフライ弁34の切り換えある
いは調整操作が行われる。 すなわち、運転モードの切り換えスイッチ55を操作し
て運転モードを選択すると、このスイッチからの指令は
コントローラ54に入力されて、このコントローラ54から
の出力により、以下のような弁の切り換え等がなされ
る。 暖房モード 運転モードの切り換えスイッチ55で暖房モードを選択
すると、電磁弁51は閉止、電磁弁52は開放となり、かつ
四方弁13は冷媒の循環方向を暖房方向に切りかわる。そ
して同時に、バタフライ弁34は排気通路33を閉止する。
そのため、エンジン１の排気ガスの流れは排気ガス熱交
換器32の配置された排気通路31に集中的に流れ、この排
気の有する熱から多くの熱量を回収することができる。
ところで、エンジン１の回転速度あるいは外気温などの
影響を受けて、冷媒に大量の熱量が伝達される場合があ
るが、このような場合には冷媒加熱器20部分にサーミス
タなどの温度センサを設置して、この信号に応じてバタ
フライ弁34を適宜状態に開放するようにしており、冷媒
の温度上昇を避けることができ、冷媒の損傷を未然に防
止することができる。 冷房モード 運転モードの切り換えスイッチ55で冷房モードを選択
すると、電磁弁51は開放、電磁弁52は閉止となり、かつ
四方弁13は冷媒の循環方向を冷房方向に切りかわる。こ
れと同時に、バタフライ弁34は排気通路33を開放し、エ
ンジン１の排気の熱をこのバタフライ弁34の配置された
排気通路33をも通じて排出し、排気ガス熱交換器32によ
り回収される熱量を低減してこの媒体の循環系の熱的負
担が軽減され、その保護がなされる。 次に第２実施例を説明するが、以下においては先に説
明した第１実施例との相違点についてのみ説明し、第１
実施例との共通点については図面に同一の参照番号を付
与してその詳細な説明は詳細することとし、図示しない
がこの実施例においても第１図と同様のシステムが接続
されている。 この実施例では、排気通路30から３本の排気通路31a,
31b,33が分岐されそれぞれの下流端は開放されてエンジ
ン１の排気はそれぞれ独立に大気に放出するようになっ
ている。これは、排気ガス熱交換器32a,32bが次のよう
な構造となっており、消音機能を有するからである。 すなわち、排気通路31a,31b内で吸熱部36を構成する
エンジン冷却水循環路用配管には、集熱フインを多数設
置しており、これが排気の消音機能を生じるのである。 また、各排気通路にはそれぞれの排気通路専用のバタ
フライ弁34a,34b,34cが設置されている。これは、前記
のごとくこのシステムの運転モードに応じて、排気ガス
の流通領域を明確に区別することはシステムの熱効率の
向上につながるからである。 なお、以上説明した第1,2実施例において、排気ガス
の分流比率を変える調整弁はバタフライ弁により構成し
たが、これに限らずその他の種類の弁を採用してもよ
く、ダタトなどの切り換えに多用されるダンパを利用す
ることも可能である。 ［発明の効果］ この発明は以上説明したように、この種のエンジン駆
動熱ポンプ装置において、排気通路を分岐させて複数の
通路を構成し、これらの通路のうちの少なくとも１つに
は排気ガス熱交換器を設置して媒体を流通させて排気ガ
ス熱交換器と冷媒加熱器とを含む媒体の循環回路を構成
して冷媒を加熱するとともに、これらの通路のうちの他
の少なくとも１つには排気ガス熱交換器を設置しないも
のとし、これらの通路を流通する排気ガスの分流比率を
変える調整弁を設置したものである。 したがって、装置として比較的簡単な構造であり、排
気ガス熱交換器の設置された排気通路を流通する排気ガ
ス量を調整することにより、排気ガス熱交換器で回収さ
れる熱量の調整が行なえるから、熱回収用の媒体から冷
媒系に伝達する熱量をこの弁の操作で簡便に調整するこ
とができる。 また、冷媒は、膨張弁、蒸発器を通過ることにより低
圧、低温の気体状の冷媒となり、この後冷媒加熱器で加
熱することにより、圧縮機の吸い込み側の冷媒温度を上
昇させることができ、熱ポンプ装置としての性能を向上
可能である。 しかも、調整弁により排気ガス熱交換器側通路の分流
割合を変更可能とするから、分流割合の変更に伴い排気
ガス熱交換器において排気ガスから媒体への熱伝達量が
変更可能となり、これに伴い冷媒加熱器での冷媒加熱量
を可変することができる。 また、冷媒を加熱し過ぎると冷媒の温度が耐熱温度を
越え、熱分解を発生するおそれがあるが、冷媒加熱器の
温度センサの温度に応じ上記分流割合を変更可能として
いるので、冷媒加熱器の温度が過大の時、冷媒加熱器で
の冷媒加熱量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施例に関し、第１図は第１実施例の
システム説明図、第２図は第２実施例の排気装置部の説
明図である。 １……エンジン、２……圧縮機、 30,31a,31b,33……排気通路、 32……排気ガス熱交換器、 34……調整弁、20……冷媒加熱器。
システム説明図、第２図は第２実施例の排気装置部の説
明図である。 １……エンジン、２……圧縮機、 30,31a,31b,33……排気通路、 32……排気ガス熱交換器、 34……調整弁、20……冷媒加熱器。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．エンジンと、このエンジンに駆動される圧縮機を有
し、この圧縮機により、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発
器、圧縮機の順に冷媒を循環させる熱ポンプ装置であっ
て、前記エンジンの排気通路に排気ガス熱交換器を設置
して排気熱を回収するものにおいて、前記排気通路を分
岐させて複数の通路を構成し、これらの通路のうちの少
なくとも１つには前記排気ガス熱交換器を設置し、この
排気ガス熱交換器と冷媒加熱器とを含む媒体の循環回路
を構成して冷媒を加熱すべくするとともに、これらの通
路のうちの他の少なくとも１つには排気ガス熱交換器を
設置しないものとし、これらの通路を流通する排気ガス
の分流比率を変える調整弁を設置し、さらに前記冷媒加
熱器を前記蒸発器と前記圧縮機の中間部に配置し、前記
冷媒加熱器に温度センサを配置し、全排気ガス流量に対
する前記排気ガス熱交換器を配置する排気通路を通過す
る排気ガス流量の割合である前記排気ガス熱交換器側通
路の分流割合を、前記温度センサの温度に応じ変更可能
としたことを特徴とするエンジン駆動熱ポンプ装置の排
気熱回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252500A JP2706068B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | エンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252500A JP2706068B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | エンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105377A JPS63105377A (ja) | 1988-05-10 |
| JP2706068B2 true JP2706068B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17238236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61252500A Expired - Fee Related JP2706068B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | エンジン駆動熱ポンプ装置の排気熱回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706068B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101270A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-23 | Ebara Mfg | Heat pump apparatus |
| JPS57172154A (en) * | 1981-04-16 | 1982-10-22 | Ebara Mfg | Heat pump apparatus driven by thermal engine |
| JPS58155575U (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-18 | 小型ガス冷房技術研究組合 | エンジン駆動空気調和機 |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61252500A patent/JP2706068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63105377A (ja) | 1988-05-10 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |