JP2720996B2 - Engine heat pump defroster - Google Patents

Engine heat pump defroster

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JP2720996B2
JP2720996B2 JP63314440A JP31444088A JP2720996B2 JP 2720996 B2 JP2720996 B2 JP 2720996B2 JP 63314440 A JP63314440 A JP 63314440A JP 31444088 A JP31444088 A JP 31444088A JP 2720996 B2 JP2720996 B2 JP 2720996B2
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defrosting
temperature
heat exchanger
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正彦 藤井
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Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、エンジンにより冷暖房用のコンプレッサー
を駆動すると共に、該エンジンの排熱をも、暖房用に利
用するエンジンヒートポンプにおいて、暖房時において
室外熱交換器に付着する霜を除去する除霜機構に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial application field The present invention relates to an engine heat pump that drives a compressor for cooling and heating by an engine and also uses exhaust heat of the engine for heating. The present invention relates to a defrosting mechanism for removing frost adhering to an outdoor heat exchanger.

(ロ)従来技術 エンジンヒートポンプにおいて、暖房運転時に運転を
停止せずに除霜を行う機構については、特開昭62−2987
1号公報に記載の技術が公知とされているのである。
(B) Prior art In an engine heat pump, a mechanism for performing defrosting without stopping the operation during a heating operation is disclosed in JP-A-62-2987.
The technique described in Japanese Patent Publication No. 1 is known.

また、コンプレッサーの冷媒吐出側から分岐して除霜
用バイパス回路を設け、主暖房回路からの冷媒と混合し
て室外熱交換器への冷媒を温度上昇する技術は、実開昭
62−91166号公報に記載の技術が公知とされている。
In addition, a technology to branch off from the refrigerant discharge side of the compressor and provide a bypass circuit for defrosting and mix the refrigerant with the main heating circuit to raise the temperature of the refrigerant to the outdoor heat exchanger
The technique described in JP-A-62-91166 is known.

また、室外熱交換器からの冷媒をバーナーにより熱し
て、ガス化してコンプレッサーに吸引させる技術は、特
開昭59−125362号公報の如き技術が公知とされている。
Further, as a technique of heating a refrigerant from an outdoor heat exchanger by a burner, gasifying the refrigerant, and sucking the gas into a compressor, a technique as disclosed in JP-A-59-125362 is known.

(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明においては、コンプレッサーから除霜用バイパ
ス回路を設けて、主暖房回路からの冷媒と、コンプレッ
サーからの冷媒を合流させて、昇温昇圧した場合に、室
外熱交換器を通過した後の冷媒が、完全にはガス化され
ずに、液体状態の冷媒として残る場合がある。
(C) Problems to be Solved by the Invention In the present invention, when a bypass from the compressor is provided for defrosting, the refrigerant from the main heating circuit and the refrigerant from the compressor are combined to raise the temperature and pressure. In some cases, the refrigerant after passing through the outdoor heat exchanger is not completely gasified and remains as a liquid refrigerant.

このように、冷媒が液の状態のままで、コンプレッサ
ーに吸引されると、コンプレッサーが液体を押圧するこ
ととなり、耐久性が低下し、各部の損傷が発生するので
ある。
As described above, if the refrigerant is sucked into the compressor in a liquid state, the compressor presses the liquid, thereby lowering the durability and causing damage to each part.

本発明においては、このような不具合が発生しないよ
うに、室外熱交換器18の後段の回路に、エンジンの排熱
回収器を配置して、除霜に使用した冷媒中の液を完全に
ガス化すべく構成したものである。
In the present invention, in order to prevent such a problem from occurring, an exhaust heat recovery device of the engine is disposed in a circuit subsequent to the outdoor heat exchanger 18 so that the liquid in the refrigerant used for the defrost is completely gasified. It is configured to be

また、1台のコンプレッサーにより2台の室内熱交換
器に冷媒を送る構成において、2台の室内熱交換器の中
の1台を急に停止した場合には、コンプレッサー2から
の吐出冷媒の量が瞬間的に1台に集中し過大となるの
で、残る1台の室内熱交換器に過負荷が掛かるのであ
る。
Also, in a configuration in which one compressor sends refrigerant to two indoor heat exchangers, when one of the two indoor heat exchangers is suddenly stopped, the amount of refrigerant discharged from the compressor 2 is reduced. Is instantaneously concentrated on one unit and becomes excessive, so that the remaining one indoor heat exchanger is overloaded.

このように、1台の室内熱交換器40が停止された場
合、過剰の冷媒を逃がすことの出来るバイパス回路を、
除霜用バイパス回路Aに兼用して設けたものである。
In this way, when one indoor heat exchanger 40 is stopped, a bypass circuit capable of allowing excess refrigerant to escape is provided.
This is also provided for the defrost bypass circuit A.

また、エンジンヒートポンプの除霜装置においては、
排熱回収器10がある為に冷媒の蒸発温度teが下がらず、
温度差Δtが大きく成らないので、実際には室外熱交換
器18に霜が付着していても検出出来ないという不具合が
あったものである。
Also, in the defrost device of the engine heat pump,
Since the exhaust heat recovery unit 10 is provided, the evaporation temperature te of the refrigerant does not decrease,
Since the temperature difference Δt does not become large, there is a problem that even if frost adheres to the outdoor heat exchanger 18, it cannot be detected.

即ち、室内熱交換器4が1台の場合には、コンプレッ
サー2から吐出する冷媒の半分を除霜用バイパス回路A
から電磁弁5を通過して4方切換弁6からコンプレッサ
ー2に戻すので、室外熱交換器18への冷媒の量が少ない
ので温度差Δtが大きくならないのである。
That is, when one indoor heat exchanger 4 is provided, half of the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the defrost bypass circuit A.
Then, the refrigerant passes through the solenoid valve 5 and returns to the compressor 2 from the four-way switching valve 6, so that the amount of refrigerant to the outdoor heat exchanger 18 is small, so that the temperature difference Δt does not increase.

故に、霜がついているかどうかを正確に検出すること
が出来ないのである。
Therefore, it cannot be accurately detected whether frost is present.

この場合に室外熱交換器18に霜が付着すると、室外熱
交換器18に併置したラジエータも冷却風が通過しないの
で、エンジンの冷却水温度が上昇するのである。
In this case, if frost adheres to the outdoor heat exchanger 18, the cooling air does not pass through the radiator juxtaposed to the outdoor heat exchanger 18, so that the temperature of the engine coolant increases.

本発明は、この冷却水温度の上昇を検出して霜の付着
を感知し、除霜用バイパス回路Aを開放して除霜制御す
べく設定したものである。
In the present invention, the rise of the cooling water temperature is detected to detect the adhesion of frost, and the defrosting bypass circuit A is opened to perform the defrosting control.

(ニ)問題を解決するための手段 本発明の目的は以上の如くであり、次に該目的を達成
する為の構成を説明する。
(D) Means for Solving the Problems The object of the present invention is as described above, and a configuration for achieving the object will be described below.

請求項(1)においては、エンジンにより冷暖房用の
コンプレッサー2を駆動すると共に、該エンジンの排熱
を排熱回収器10により回収して、暖房用に利用するエン
ジンヒートポンプにおいて、コンプレッサー2の吐出側
と4方切換弁6との間から分岐した除霜用バイパス回路
Aを設け、また、暖房時に冷媒が流れる方向に暖房用膨
張弁22と室外熱交換器18と排熱回収器10を直列に配置し
た主暖房回路を構成し、該除霜用バイパス回路Aは、前
記暖房用膨張弁22と室外熱交換器18の間に合流させ、該
除霜用バイパス回路Aに電磁弁44と逆止弁9を介装し、
該除霜用バイパス回路Aは、コンプレッサー2からの冷
媒を前記主暖房回路の冷媒と混合して室外熱交換器18へ
の冷媒を昇温昇圧し、室外熱交換器18に付着した霜の除
霜を行うと共に、室外熱交換器18からの冷媒を前記排熱
回収器10を通過させ、加熱状態の蒸気として冷媒をガス
化してコンプレッサー2に吸引させるものである。
According to claim (1), in the engine heat pump used for heating while the compressor 2 for cooling and heating is driven by the engine and the exhaust heat of the engine is collected by the exhaust heat recovery unit 10, the discharge side of the compressor 2 is used. And a bypass circuit A for defrost branched from between the and the four-way switching valve 6, and the heating expansion valve 22, the outdoor heat exchanger 18, and the exhaust heat recovery unit 10 are connected in series in the direction in which the refrigerant flows during heating. The defrosting bypass circuit A constitutes a main heating circuit disposed therein, and the defrosting bypass circuit A joins between the heating expansion valve 22 and the outdoor heat exchanger 18. With valve 9 interposed
The defrost bypass circuit A mixes the refrigerant from the compressor 2 with the refrigerant in the main heating circuit, raises and raises the temperature of the refrigerant to the outdoor heat exchanger 18, and removes frost adhering to the outdoor heat exchanger 18. In addition to performing the frost, the refrigerant from the outdoor heat exchanger 18 is passed through the exhaust heat recovery unit 10, and the refrigerant is gasified as heated steam and is sucked by the compressor 2.

請求項(2)においては、請求求項(1)記載のエン
ジンヒートポンプの除霜装置において、除霜用バイパス
回路Aを、複数台併置した室内熱交換器40が稼動台数が
暖房運転中に急に減少した時に、冷媒の一部を、コンプ
レッサー2から暖房用膨張弁22と室外熱交換器18の間の
主暖房回路に合流させコンプレッサー2に戻す為の回
路、と兼用させたものである。
According to claim (2), in the defroster for an engine heat pump according to claim (1), the number of the indoor heat exchangers 40 in which a plurality of bypass circuits A for defrost are juxtaposed during the heating operation is suddenly increased. When the number of refrigerants decreases, a part of the refrigerant is also used as a circuit for merging from the compressor 2 to the main heating circuit between the heating expansion valve 22 and the outdoor heat exchanger 18 and returning to the compressor 2.

請求項(3)においては、請求項(1)記載のエンジ
ンヒートポンプの除霜装置において、外気温度taと蒸発
温度teとの温度差Δtが設定値以上でかつ蒸発温度teが
設定値以下、または室内熱交換器40の台数を減少した時
にエンジン冷却水温度Tが設定値以上でかつ外気温度ta
が設定値以下と成った場合に、除霜用バイパス回路Aを
開放して除霜を開始すべく構成したものである。
According to claim (3), in the defroster for an engine heat pump according to claim (1), the temperature difference Δt between the outside air temperature ta and the evaporation temperature te is equal to or more than a set value and the evaporating temperature te is equal to or less than a set value, or When the number of the indoor heat exchangers 40 is reduced, the engine cooling water temperature T is equal to or higher than the set value and the outside air temperature ta.
Is set to a set value or less, the defrost bypass circuit A is opened to start defrosting.

(ホ)実施例 本発明の目的、構成は以上の如くであり、次に添付の
図面に示した実施例の構成を説明する。
(E) Embodiment The purpose and configuration of the present invention are as described above. Next, the configuration of the embodiment shown in the accompanying drawings will be described.

第1図は、1台のコンプレッサーにより2台の室内熱
交換器に冷媒を送るエンジンヒートポンプの冷媒回路図
である。
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an engine heat pump that sends a refrigerant to two indoor heat exchangers by one compressor.

第1図において、冷房時の冷媒の流れを説明する。 In FIG. 1, the flow of the refrigerant during cooling will be described.

エンジン1によりコンプレッサー2を駆動し、冷媒を
高温・高圧の過熱蒸気とし、オイルセパレータ4を通過
し油分を分離する。
The compressor 1 is driven by the engine 1 to convert the refrigerant into high-temperature and high-pressure superheated steam, pass through the oil separator 4 and separate oil.

該油分を分離後の高温・高圧の過熱蒸気状態の冷媒を
4方切換弁6に案内し、該4方切換弁6から、排熱回収
器10内を通過するパイプを経て、室外熱交換器18内を通
過させる。
The refrigerant in the high-temperature, high-pressure superheated vapor state after the separation of the oil is guided to the four-way switching valve 6, and from the four-way switching valve 6 via a pipe passing through the exhaust heat recovery unit 10, the outdoor heat exchanger Pass through 18.

該室外熱交換器18を通過する間に冷媒が、高温・高圧
の過熱蒸気状態から熱を放出して高圧液体状態に変換さ
れ、該蒸気から液体への凝縮に際して冷媒が熱を大気中
に放出する。
While passing through the outdoor heat exchanger 18, the refrigerant emits heat from a high-temperature, high-pressure superheated vapor state and is converted into a high-pressure liquid state, and upon condensation from the vapor into a liquid, the refrigerant releases heat to the atmosphere. I do.

該室外熱交換器18を通過した高圧液状態の冷媒は、暖
房用膨張弁22を通過せずに、逆止弁32を通過し、リキッ
ドレシーバー20に入る。該リキッドレシーバー20におい
て気体相の冷媒を分離し、高圧液体状態の冷媒のみが冷
房用膨張弁24a,24bに供給される。該冷房用膨張弁24a,2
4bにおいて冷媒は急激に膨張し、高圧液体状態の冷媒
は、低温・低圧の蒸気状態となり、室内熱交換器40a,40
bを通過する間に室内の熱を冷媒が吸収し、低温・低圧
の冷媒は過熱状態の蒸気となり、2台設けた室内熱交換
器40a,40bの切換用の電磁弁12a,12bを経て4方切換弁6
に戻る。
The high-pressure liquid state refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 18 passes through the check valve 32 without passing through the heating expansion valve 22, and enters the liquid receiver 20. In the liquid receiver 20, the gaseous phase refrigerant is separated, and only the refrigerant in a high-pressure liquid state is supplied to the cooling expansion valves 24a and 24b. The cooling expansion valves 24a, 2
In 4b, the refrigerant expands rapidly, and the refrigerant in the high-pressure liquid state becomes a low-temperature, low-pressure vapor state, and the indoor heat exchangers 40a, 40
The refrigerant absorbs indoor heat while passing through b, and the low-temperature and low-pressure refrigerant turns into superheated steam and passes through the two solenoid valves 12a and 12b for switching the indoor heat exchangers 40a and 40b. One-way switching valve 6
Return to

該4方切換弁6によりアキュムレータ8に入り、完全
に冷媒を気相状態とした後に、コンプレッサー2に戻し
ている。このサイクルを繰り返して、室内の冷房を行う
ものである。
The refrigerant enters the accumulator 8 by the four-way switching valve 6 and completely returns the refrigerant to the compressor 2 after being brought into the gaseous state. This cycle is repeated to cool the room.

次に、暖房時の冷媒の流れを説明する。 Next, the flow of the refrigerant during heating will be described.

第1図において、冷媒回路に示した矢印は暖房時の冷
媒の流れを示している。
In FIG. 1, the arrows shown in the refrigerant circuit indicate the flow of the refrigerant during heating.

この場合には4方切換弁6が冷媒から暖房へと切換え
られるのである。
In this case, the four-way switching valve 6 is switched from refrigerant to heating.

エンジン1により駆動されるコンプレッサー2から
は、同じく高温・高圧の過熱蒸気状態の冷媒が吐出され
て、オイルセパレータ4により油分を分離された高温・
高圧の過熱蒸気状態の冷媒が4方切換弁6から電磁弁13
a,13bを通過し、室内熱交換器40a,40bに至るのである。
該室内熱交換器40a,40bにおいて、高温・高圧の過剰蒸
気状態の冷媒が室内空気に対して熱が放出されて、冷媒
は高圧液体状態となる。
A high-temperature, high-pressure superheated vapor state refrigerant is discharged from a compressor 2 driven by an engine 1, and the oil is separated by an oil separator 4.
The high-pressure superheated vapor refrigerant flows from the four-way switching valve 6 to the solenoid valve 13.
After passing through a and 13b, they reach the indoor heat exchangers 40a and 40b.
In the indoor heat exchangers 40a and 40b, the refrigerant in a high-temperature and high-pressure excess vapor state emits heat to the indoor air, and the refrigerant becomes a high-pressure liquid state.

該高圧液体状態の冷媒は、冷房用膨張弁24a,24bを通
過せずに、逆止弁34a,34bを通過してリキッドレシーバ
ー20に入り、リキッドレシーバー20により気体相の冷媒
を分離し、液体相の冷媒のみが暖房用膨張弁22を通過す
るのである。
The refrigerant in the high-pressure liquid state does not pass through the cooling expansion valves 24a, 24b, passes through the check valves 34a, 34b, enters the liquid receiver 20, and separates the gas-phase refrigerant by the liquid receiver 20, and Only the refrigerant in the phase passes through the heating expansion valve 22.

該暖房用膨張弁22において高圧液体状態の冷媒が急激
に膨張し、低温・低圧の蒸気状態となり、室外熱交換器
18を通過する間に外気より熱を得て過熱状態の蒸気とな
るのである。
In the heating expansion valve 22, the refrigerant in the high-pressure liquid state rapidly expands to a low-temperature, low-pressure vapor state, and the outdoor heat exchanger
While passing through 18, heat is obtained from the outside air to become overheated steam.

この時において、外気の温度が低くて充分に低温・低
圧の蒸気状態が過熱状態の蒸気になるだけの熱を得るこ
とが出来ない場合には、排熱回収器10内を通過すること
により、完全に過熱状態の蒸気に戻るのである。
At this time, if the temperature of the outside air is low and it is not possible to obtain heat enough to convert the sufficiently low-temperature and low-pressure steam state into overheated steam, by passing through the exhaust heat recovery unit 10, It returns to completely superheated steam.

該過熱状態の蒸気は4方切換弁6からアキュムレータ
8に入り、アキュムレータ8において完全に蒸気相とな
った後にコンプレッサー2に戻るのである。
The superheated steam enters the accumulator 8 from the four-way switching valve 6, returns to the compressor 2 after being completely in the vapor phase in the accumulator 8.

そして、暖房回路ではこの冷房のサイクルを繰り返す
のである。
Then, in the heating circuit, this cooling cycle is repeated.

該排熱回収器10は冷房回路の場合には、熱を与える役
目を果たさないようにサーモスタット弁を切換えている
のである。
In the case of a cooling circuit, the exhaust heat recovery device 10 switches the thermostat valve so as not to serve the function of supplying heat.

本発明は、コンプレッサー2の出口において分岐し
て、4方切換弁6や室内熱交換器40a,40bを通過しない
除霜用バイパス回路Aを構成したものである。
The present invention constitutes a defrost bypass circuit A that branches off at the outlet of the compressor 2 and does not pass through the four-way switching valve 6 or the indoor heat exchangers 40a and 40b.

そして、一定の除霜の条件である、冷媒コイルの温度
である蒸発温度teが−3℃以下で、外気温度−蒸発温度
teの温度差Δtが7℃以上の場合に、除霜運転を開始す
べく構成しているのである。
Then, the evaporation temperature te, which is the temperature of the refrigerant coil, which is a condition for constant defrosting, is equal to or less than -3 ° C, and
When the temperature difference Δt of te is 7 ° C. or more, the defrosting operation is started.

除霜運転を行う場合には、まず第1図の電磁弁44を開
放状態とするのである。
When performing the defrosting operation, first, the electromagnetic valve 44 in FIG. 1 is opened.

これにより、コンプレッサー2から吐出された高温・
高圧の過熱蒸気の冷媒の一部が除霜用バイパス回路Aか
ら電磁弁44の回路に流れ、室内熱交換器40a,40bを経て
暖房用膨張弁22を通過した後の低温・低圧の蒸気状態の
冷媒と合流するのである。これにより、室外熱交換器18
を通過する低温・低圧の蒸気状態の冷媒が、高温・高圧
の加熱蒸気により温度上昇されるので、室外熱交換器18
に付着した霜を取るものである。
As a result, the high temperature discharged from the compressor 2
A part of the refrigerant of the high-pressure superheated steam flows from the defrosting bypass circuit A to the circuit of the solenoid valve 44, passes through the indoor heat exchangers 40a and 40b, and passes through the heating expansion valve 22, and the low-temperature and low-pressure steam state. Of the refrigerant. This allows the outdoor heat exchanger 18
The temperature of the low-temperature, low-pressure vapor refrigerant passing through the heat exchanger is increased by the high-temperature, high-pressure heating steam.
It removes frost from the surface.

除霜運転が終了後には、電磁弁44が閉鎖し、冷媒は除
霜用バイパス回路Aを通過しなくなるのである。
After the completion of the defrosting operation, the solenoid valve 44 closes, and the refrigerant does not pass through the defrosting bypass circuit A.

また、電磁弁44の回路に逆止弁9が介装されており、
該電磁弁44の回路が構成された為に、冷房運転時におい
て、室外熱交換器18を通過した冷媒が、該電磁弁44から
除霜用バイパス回路Aを通過してアキュムレータ8に戻
ることのないように逆止しているのである。
A check valve 9 is interposed in the circuit of the solenoid valve 44,
Because the circuit of the solenoid valve 44 is configured, during the cooling operation, the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 18 returns from the solenoid valve 44 to the accumulator 8 through the defrost bypass circuit A. It is a check that there is no such thing.

次に、室内熱交換器40a,40bが2台の使用状態から、
1台に急に減少した場合の運転について説明する。
Next, from the use state of two indoor heat exchangers 40a and 40b,
The operation when the number of vehicles suddenly decreases to one will be described.

この場合には、除霜用バイパス回路Aに設けた電磁弁
5と電磁弁44の両方を同時に開くのである。しかし電磁
弁44の回路は逆止弁9のみであり、電磁弁5の回路は逆
止弁7,12とキャピラリーチューブ15,45が介装されてい
るので、最初は電磁弁44から逆止弁9の方向に主として
流れるが、約30秒で電磁弁44が閉鎖し、その後は後から
逆止弁7を介してキャピラリーチューブ15からアキュム
レータ8に戻るのである。
In this case, both the solenoid valve 5 and the solenoid valve 44 provided in the defrost bypass circuit A are simultaneously opened. However, the circuit of the solenoid valve 44 is only the check valve 9, and the circuit of the solenoid valve 5 is provided with the check valves 7, 12 and the capillary tubes 15, 45. Although the flow mainly flows in the direction of 9, the solenoid valve 44 closes in about 30 seconds and thereafter returns from the capillary tube 15 to the accumulator 8 via the check valve 7.

これにより、コンプレッサー2から吐出される高温・
高圧の加熱蒸気冷媒の一部を短絡回路により循環させる
こととなり、1台が使用中の室内熱交換器40に大量の冷
媒が通過することによって、過冷房・過暖房が発生し、
不安定な冷房・暖房制御状態が発生するのを抑えること
が出来たものである。
Thereby, the high temperature discharged from the compressor 2
A part of the high-pressure heated steam refrigerant is circulated by the short circuit, and a large amount of the refrigerant passes through the indoor heat exchanger 40 in which one unit is in use.
It is possible to suppress generation of an unstable cooling / heating control state.

冷房の場合には、除霜用バイパス回路Aから電磁弁5
を通過した冷房は逆止弁12からキャピラリーチューブ45
を経て、アキュムレータ8に戻るのである。
In the case of cooling, the solenoid valve 5
Cooling passed through the check valve 12 and the capillary tube 45
After that, the process returns to the accumulator 8.

第2図は、ラジエータ17の温度の上昇を示す図面、第
3図は、特殊の状態の除霜運転条件を示すフローチャー
トである。
FIG. 2 is a drawing showing an increase in the temperature of the radiator 17, and FIG. 3 is a flowchart showing a defrosting operation condition in a special state.

通常の除霜運転を開始する条件である冷媒コイルの温
度即ち蒸発温度teが−3℃以下で、外気温度ta−蒸発温
度te−温度差Δtが7℃以上という条件の場合の他に、
1台のコンプレッサー2からの冷媒を2台の室内熱交換
器40a,40bに供給する場合には、霜を付着状態が判断出
来ない場合があるので、次のような場合にも除霜運転を
開始すべく制御しているのである。
In addition to the condition that the temperature of the refrigerant coil that is the condition for starting the normal defrosting operation, that is, the evaporation temperature te is −3 ° C. or less and the outside air temperature ta−evaporation temperature te−temperature difference Δt is 7 ° C. or more,
When the refrigerant from one compressor 2 is supplied to the two indoor heat exchangers 40a and 40b, the state of adhering frost may not be determined. It is controlling to start.

即ち、室内熱交換器40の台数を減少させた場合で、エ
ンジン冷却水温度Tが設定値である約94℃以上に上昇
し、かつ外気温度taが設定値である1℃以下と成った場
合である。
That is, when the number of the indoor heat exchangers 40 is reduced, and the engine cooling water temperature T rises above the set value of about 94 ° C. and the outside air temperature ta falls below the set value of 1 ° C. It is.

別に、特殊な除霜条件として上記の場合を設けたの
は、エンジンヒートポンプの除霜装置においては、排熱
回収器10がある為に、冷媒コイル温度である蒸発温度te
が−3℃以下に下がらず、温度差Δtが7℃以上になら
ない場合でも霜が付着することがあるのである。
Separately, the above case is provided as a special defrosting condition because, in the defroster of the engine heat pump, since the exhaust heat recovery unit 10 is provided, the evaporation temperature te, which is the refrigerant coil temperature.
However, even if the temperature does not drop below −3 ° C. and the temperature difference Δt does not become 7 ° C. or more, frost may adhere.

また、1台のコンプレッサー2により2台の室内熱交
換器40a,40bに冷媒を供給する機構において、室内熱交
換器40を1台にした場合には、前記の如く電磁弁5を開
放して冷媒の一部をコンプレッサー2に戻しているので
冷媒量が半減し、蒸発温度teが−3℃以下にならず、温
度差Δtも7℃以上にならないでも、霜が付着すること
があるのである。
Further, in the mechanism in which the refrigerant is supplied to the two indoor heat exchangers 40a and 40b by one compressor 2, when the number of the indoor heat exchangers 40 is one, the electromagnetic valve 5 is opened as described above. Since a part of the refrigerant is returned to the compressor 2, the amount of the refrigerant is halved, and even if the evaporation temperature te does not become lower than −3 ° C. and the temperature difference Δt does not become higher than 7 ° C., frost may adhere. .

このような、除霜条件に蒸発温度teと温度差Δtが合
致しないで霜が付着した場合には、室外熱交換器18のフ
ィンが霜で間隙を閉鎖されるので、ファン16が吐出する
冷却風が、室外熱交換器18に重複併置したラジエータ17
を通過しなくなるので、ラジエータの冷却水温度が上昇
するのである。
If the frost adheres to the defrosting condition without the evaporating temperature te and the temperature difference Δt not agreeing with each other, the fins of the outdoor heat exchanger 18 close the gap with the frost, and the cooling discharged by the fan 16 Radiator 17 in which wind overlaps outdoor heat exchanger 18
, The temperature of the cooling water of the radiator rises.

該ラジエータの冷却水温度を一定値即ち94℃と定め
て、それ以上に上昇した場合には除霜運転を開始すべく
構成したものである。
The cooling water temperature of the radiator is set to a fixed value, that is, 94 ° C., and when it rises more than that, a defrosting operation is started.

第2図において、21,25は電磁弁、23,26は逆止弁であ
り、外気の温度により排熱回収器10を通過させたり、通
過させなかったりする場合に切り換えるものである。ま
た45は排気熱回収装置である。
In FIG. 2, reference numerals 21 and 25 denote solenoid valves, and reference numerals 23 and 26 denote check valves, which are switched depending on the temperature of the outside air when passing or not passing through the exhaust heat recovery unit 10. Reference numeral 45 denotes an exhaust heat recovery device.

第4図は、室外熱交換器18と排熱回収器10を平行に配
置して、コンプレッサー2から室外熱交換器18に直接に
高温・高圧の加熱蒸気を流して、除霜運転をし排熱回収
器10により加熱状態の蒸気にする構成の、除霜運転状態
を示した冷媒回路、第5図は、同じく第4図の回路の暖
房運転状態を示す冷媒回路、第6図は、同じく第4図の
回路の冷媒運転状態を示す冷媒回路図である。
FIG. 4 shows an arrangement in which the outdoor heat exchanger 18 and the exhaust heat recovery unit 10 are arranged in parallel, and high-temperature and high-pressure heating steam flows directly from the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 18 to perform defrosting operation and exhaust. FIG. 5 is a refrigerant circuit showing a heating operation state of the circuit shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant operation state of the circuit of FIG. 4.

まず、第6図の冷房運転においては、平行に配置した
室外熱交換器18と排熱回収器10のうち、排熱回収器10の
回路には逆止弁39、電磁弁29を介装し、冷媒が通過しな
いように構成しているのである。
First, in the cooling operation shown in FIG. 6, a check valve 39 and a solenoid valve 29 are interposed in the circuit of the exhaust heat recovery device 10 among the outdoor heat exchanger 18 and the exhaust heat recovery device 10 arranged in parallel. , So that the refrigerant does not pass through.

その他の回路については第1図と同じである。 Other circuits are the same as those in FIG.

次に、第5図の暖房運転においては、リキッドレシー
バー20からの冷媒がフィルター28と電磁弁29を経て、暖
房用膨張弁22と、排熱回収器用膨張弁27の両方に分岐す
るのである。そして、室外熱交換器18と排熱回収器10の
両方で、低温・低圧の蒸気状態になり、コンプレッサー
2に戻るのである。
Next, in the heating operation of FIG. 5, the refrigerant from the liquid receiver 20 is branched to both the heating expansion valve 22 and the exhaust heat recovery device expansion valve 27 via the filter 28 and the solenoid valve 29. Then, both the outdoor heat exchanger 18 and the exhaust heat recovery unit 10 are brought into a low-temperature and low-pressure steam state, and return to the compressor 2.

故に、この場合には、室外熱交換器18と排熱回収器10
を並列に配置しているが、どちらも熱源として作用する
のである。
Therefore, in this case, the outdoor heat exchanger 18 and the exhaust heat recovery
Are arranged in parallel, but both act as heat sources.

次に、第4図の除霜運転状態において説明する。 Next, the operation in the defrosting operation state shown in FIG. 4 will be described.

この場合には、室外熱交換器18において熱を放出して
除霜を行い、除霜に排熱回収器用膨張弁27により低温・
低圧の蒸気状態になり、排熱回収器10において熱を吸収
して加熱状態の蒸気となるという除霜回路を特別に構成
しているのである。
In this case, heat is released in the outdoor heat exchanger 18 to perform defrosting, and the defrosting is performed by the exhaust heat recovery device expansion valve 27 for defrosting.
The defrost circuit is specially configured to be in a low-pressure steam state and to absorb heat in the exhaust heat recovery unit 10 to become a heated steam.

電磁弁31、逆止弁33,38、キャピラリーチューブ37,35
が構成する回路は、室内熱交換器40a,40bの中の1台を
停止した場合の、高温・高圧の加熱蒸気の一部を戻す回
路である。
Solenoid valve 31, check valve 33, 38, capillary tube 37, 35
Is a circuit for returning a part of the high-temperature and high-pressure heating steam when one of the indoor heat exchangers 40a and 40b is stopped.

電磁弁11と膨張弁30の回路は、室内熱交換器40の台数
が減った場合に、コンプレッサー2の吸入冷媒の加熱状
態を適正に保つ為に使用する冷媒回路である。
The circuit of the solenoid valve 11 and the expansion valve 30 is a refrigerant circuit used to appropriately maintain the heating state of the refrigerant sucked into the compressor 2 when the number of the indoor heat exchangers 40 decreases.

(ヘ)発明の効果 本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を
奏するものである。
(F) Effects of the Invention The present invention is configured as described above, and has the following effects.

請求項(1)の如く構成したので、主暖房回路は、暖
房用膨張弁22と室外熱交換器18と排熱回収器10により構
成しているので、除霜用バイパス回路Aからの冷媒を、
暖房用膨張弁22と室外熱交換器18の間に合流させて、室
外熱交換器18のデフロスト操作をしながら、排熱回収器
10の部分が直列に配置されているので、通常の暖房状態
を継続することが可能となったのである。
Since the main heating circuit is constituted by the heating expansion valve 22, the outdoor heat exchanger 18, and the exhaust heat recovery unit 10, the refrigerant from the defrost bypass circuit A is configured as described in claim (1). ,
The exhaust heat recovery unit is joined while being joined between the heating expansion valve 22 and the outdoor heat exchanger 18 to perform the defrost operation of the outdoor heat exchanger 18.
Because the ten parts were arranged in series, it was possible to continue the normal heating state.

また、除霜運転に入ると、冷媒が除霜用バイパス回路
Aを通過して流れるので負荷が軽くなり、エンジンの回
転数が上昇し、これにより排熱回収器10の温度も上昇す
るので、システム全体の過熱容量が増大し、暖房能力が
大きくなり、更に除霜作用を素早く行うことが出来るも
のである。
Further, when the defrosting operation is started, the refrigerant flows through the defrosting bypass circuit A, so that the load is lightened, the engine speed is increased, and the temperature of the exhaust heat recovery unit 10 is also increased. The overheating capacity of the entire system increases, the heating capacity increases, and the defrosting action can be performed quickly.

また、この過熱容量の増加により冷媒のガス化も完全
に行われるので、液状態の冷媒がコンプレッサー2内に
流入することにより発生するコンプレッサー2の損傷を
防止することが出来るものである。
In addition, since the refrigerant is completely gasified by the increase in the overheating capacity, the compressor 2 can be prevented from being damaged when the refrigerant in the liquid state flows into the compressor 2.

また、除霜用バイパス回路Aに逆止弁9を介装したこ
とにより、該除霜用バイパス回路Aが構成された為に、
冷房運転時において、室外熱交換器18を通過した冷媒
が、該電磁弁44の隙間から除電用バイパス回路Aを通過
してアキュムレータ8に戻ろうとするが、これを阻止す
ることが出来るので、冷却効率の低下を防ぐことが出来
るのである。
In addition, since the check valve 9 is interposed in the defrost bypass circuit A, the defrost bypass circuit A is configured.
During the cooling operation, the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 18 attempts to return to the accumulator 8 from the gap of the electromagnetic valve 44 through the neutralization bypass circuit A, but this can be prevented. It is possible to prevent a decrease in efficiency.

請求項(2)の如く構成したので、1台のコンプレッ
サー2により2台の室内熱交換器40a,40bを運転する構
成の場合において、急に1台の室内熱交換器40を停止し
た場合に、多量の冷媒が、残った1台の室内熱交換器40
に集中することにより、過剰暖房や過剰冷房状態が発生
し、温度制御が不安定となるという不具合を、冷媒の一
部を短絡してコンプレッサー2に戻すことにより、解消
することができたものである。
With the configuration as claimed in claim (2), in the case of a configuration in which two indoor heat exchangers 40a and 40b are operated by one compressor 2, when one indoor heat exchanger 40 is suddenly stopped. , A large amount of refrigerant remains in one indoor heat exchanger 40
The problem of overheating and overcooling occurring due to concentration in the system and instability of temperature control could be solved by short-circuiting part of the refrigerant and returning it to the compressor 2. is there.

また、暖房時において、電磁弁5から逆止弁7,12の回
路のみでは、停止直後の冷媒の短絡回路には不足なので
あるが、電磁弁44から逆止弁9の除霜回路を短絡回路の
一部として、短時間のみ使用することにより、余剰の冷
媒の短絡回路を除霜用バイパス回路Aにて兼用すること
が出来たものである。
Also, at the time of heating, only the circuit from the solenoid valve 5 to the check valves 7 and 12 is insufficient for the short circuit of the refrigerant immediately after the stop, but the defrost circuit from the solenoid valve 44 to the check valve 9 is replaced by the short circuit. As a part of the above, the short circuit for surplus refrigerant can be shared by the bypass circuit A for defrost by using only a short time.

請求項(3)の如く構成したので、エンジンヒートポ
ンプである為に、排熱回収器10が存在するので、蒸発温
度teが下がらず、また室内熱交換器40を1台停止してい
るので、除霜用バイパス回路Aや電磁弁5の短絡回路を
使って冷媒の一部をコンプレッサー2に戻しているの
で、室外熱交換器18の部分で蒸発温度teの温度が下がら
ず、温度差Δtが設定値以上に下がらないが、それでも
室外熱交換器18に霜が付着しているという状態が発生す
るが、この場合にも外気温度taを一定に設定しラジエー
タの冷却水温度の上昇を設定することにより、霜の付着
を感知することが出来るのである。
Since the exhaust heat recovery device 10 is provided because the heat pump is an engine heat pump, the evaporation temperature te does not decrease and one indoor heat exchanger 40 is stopped. Since a part of the refrigerant is returned to the compressor 2 using the bypass circuit A for defrosting and the short circuit of the solenoid valve 5, the temperature of the evaporation temperature te does not decrease in the outdoor heat exchanger 18 and the temperature difference Δt is reduced. Although the temperature does not drop below the set value, the condition that frost still adheres to the outdoor heat exchanger 18 occurs. Thereby, the adhesion of frost can be sensed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は1台のコンプレッサーにより2台の室内熱交換
器に冷媒を送るエンジンヒートポンプの冷媒回路図、第
2図はラジエータ17の温度の上昇を示す図面、第3図は
特殊の状態の除霜運転条件を示すフローチャート、第4
図は室外熱交換器18と排熱回収器10を平行に配置して、
コンプレッサー2から室外熱交換器18に直接に高温・高
圧の加熱蒸気を流して、除霜運転をし排熱回収器10によ
り加熱状態の蒸気にする構成の、除霜運転状態を示した
冷媒回路、第5図は同じく第4図の回路の暖房運転状態
を示す冷媒回路、第6図は同じく第4図の回路の冷房運
転状態を示す冷媒回路図である。 A……除霜用バイパス回路 1……エンジン 2……コンプレッサー 10……排熱回収器 17……ラジエータ 18……室外熱交換器 40a,40b……室内熱交換器
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an engine heat pump that sends refrigerant to two indoor heat exchangers by one compressor, FIG. 2 is a drawing showing an increase in the temperature of a radiator 17, and FIG. Flow chart showing frost operation conditions, fourth
In the figure, the outdoor heat exchanger 18 and the exhaust heat recovery unit 10 are arranged in parallel,
A refrigerant circuit showing a defrosting operation state, in which high-temperature and high-pressure heating steam is directly supplied from the compressor 2 to the outdoor heat exchanger 18 to perform a defrosting operation, and the exhaust heat recovery unit 10 converts the steam into a heated state. FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram showing a heating operation state of the circuit of FIG. 4, and FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram showing a cooling operation state of the circuit of FIG. A: Defrost bypass circuit 1: Engine 2: Compressor 10: Exhaust heat recovery unit 17: Radiator 18: Outdoor heat exchangers 40a, 40b: Indoor heat exchanger

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エンジンにより冷暖房用のコンプレッサー
2を駆動すると共に、該エンジンの排熱を排熱回収器10
により回収して、暖房用に利用するエンジンヒートポン
プにおいて、コンプレッサー2の吐出側と4方切換弁6
との間から分岐した除霜用バイパス回路Aを設け、ま
た、暖房時に冷媒が流れる方向に暖房用膨張弁22と室外
熱交換器18と排熱回収器10を直列に配置した主暖房回路
を構成し、該除霜用バイパス回路Aは、前記暖房用膨張
弁22と室外熱交換器18の間に合流させ、該除霜用バイパ
ス回路Aに電磁弁44と逆止弁9を介装し、該除霜用バイ
パス回路Aは、コンプレッサー2からの冷媒を前記主暖
房回路の冷媒と混合して室外熱交換器18への冷媒を昇温
昇圧し、室外熱交換器18に付着した霜の除霜を行うと共
に、室外熱交換器18からの冷媒を前記排熱回収器10を通
過させ、加熱状態の蒸気として冷媒をガス化してコンプ
レッサー2に吸引させることを特徴とするエンジンヒー
トポンプの除霜装置。
An engine drives an air conditioner / compressor and an exhaust heat of the engine.
In the engine heat pump used for heating and recovered by the compressor, the discharge side of the compressor 2 and the four-way switching valve 6
And a main heating circuit in which a heating expansion valve 22, an outdoor heat exchanger 18, and an exhaust heat recovery device 10 are arranged in series in a direction in which the refrigerant flows during heating. The defrosting bypass circuit A is joined between the heating expansion valve 22 and the outdoor heat exchanger 18, and the solenoid valve 44 and the check valve 9 are interposed in the defrosting bypass circuit A. The defrosting bypass circuit A mixes the refrigerant from the compressor 2 with the refrigerant in the main heating circuit, raises and raises the temperature of the refrigerant to the outdoor heat exchanger 18, and removes the frost adhering to the outdoor heat exchanger 18. Defrosting of the engine heat pump, wherein the defrosting is performed, the refrigerant from the outdoor heat exchanger 18 is passed through the exhaust heat recovery unit 10, the refrigerant is gasified as steam in a heated state, and the refrigerant is sucked into the compressor 2. apparatus.
【請求項2】請求項(1)記載のエンジンヒートポンプ
の除霜装置において、除霜用バイパス回路Aを、複数台
併置した室内熱交換器40が稼動台数が暖房運転中に急に
減少した時に、冷媒の一部を、コンプレッサー2から暖
房用膨張弁22と室外熱交換器18の間の主暖房回路に合流
させコンプレッサー2に戻す為の回路、と兼用させたこ
とを特徴とするエンジンヒートポンプの除霜装置。
2. The defrosting device for an engine heat pump according to claim 1, wherein a plurality of indoor heat exchangers 40 arranged in parallel with the defrosting bypass circuit A suddenly decrease during the heating operation. A part of the refrigerant from the compressor 2 to a main heating circuit between the heating expansion valve 22 and the outdoor heat exchanger 18 and a circuit for returning the refrigerant to the compressor 2. Defrosting device.
【請求項3】請求項(1)記載のエンジンヒートポンプ
の除霜装置において、外気温度taと蒸発温度teとの温度
差Δtが設定値以上でかつ蒸発温度teが設定値以下、ま
たは室内熱交換器40の台数を減少した時にエンジン冷却
水温度Tが設定値以上でかつ外気温度taが設定値以下と
成った場合に、除霜用バイパス回路Aを開放して除霜を
開始すべく構成したことを特徴とするエンジンヒートポ
ンプの除霜装置。
3. The defroster for an engine heat pump according to claim 1, wherein the temperature difference Δt between the outside air temperature ta and the evaporation temperature te is equal to or greater than a set value and the evaporation temperature te is equal to or less than the set value, or indoor heat exchange. When the engine cooling water temperature T is equal to or higher than the set value and the outside air temperature ta is equal to or lower than the set value when the number of the heaters 40 is reduced, the defrosting bypass circuit A is opened to start defrosting. A defroster for an engine heat pump.
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