JP2728772B2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents
ヒートポンプ装置Info
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- JP2728772B2 JP2728772B2 JP23025890A JP23025890A JP2728772B2 JP 2728772 B2 JP2728772 B2 JP 2728772B2 JP 23025890 A JP23025890 A JP 23025890A JP 23025890 A JP23025890 A JP 23025890A JP 2728772 B2 JP2728772 B2 JP 2728772B2
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- Japan
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- temperature
- rotation speed
- heat pump
- rotating shaft
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明ブルマイヤサイクルをもつヒートポンプ装置に
関するものである。
関するものである。
＜従来の技術＞ 従来、この種のヒートポンプ装置としては、例えば特
開平２−4174号公報が知られている。このヒートポンプ
装置はある適当な位相差をもたせて連結した二つのディ
スプレーサーを有する密閉容器からなり、容器内には作
動ガスとしてヘリウム等が封入されていて、クランク軸
の回転によりディスプレーサーも移動し三つの空間（高
温，中温，低温）の容積変化によってもたらす圧力変化
の相互作用により冷却用媒体（冷房）又は加熱用媒体
（暖房）を取出すものである。しかも、この場合回転軸
を回転させるために電動機を必要とするが、ある回転数
範囲ではヒートポンプ装置がエンジンの運転によって自
ら回転力を発生し、自立運転する。この時、ヒートポン
プ装置の回転数の制御を行う場合、前記冷媒又は加熱用
媒体と設定温度との温度差に応じて回転軸へ要求される
要求回転数がヒートポンプ装置の自立運転回転数よりも
低い時、制動機によりブレーキをかけて回転軸を要求回
転数に合致させるようにしている。
開平２−4174号公報が知られている。このヒートポンプ
装置はある適当な位相差をもたせて連結した二つのディ
スプレーサーを有する密閉容器からなり、容器内には作
動ガスとしてヘリウム等が封入されていて、クランク軸
の回転によりディスプレーサーも移動し三つの空間（高
温，中温，低温）の容積変化によってもたらす圧力変化
の相互作用により冷却用媒体（冷房）又は加熱用媒体
（暖房）を取出すものである。しかも、この場合回転軸
を回転させるために電動機を必要とするが、ある回転数
範囲ではヒートポンプ装置がエンジンの運転によって自
ら回転力を発生し、自立運転する。この時、ヒートポン
プ装置の回転数の制御を行う場合、前記冷媒又は加熱用
媒体と設定温度との温度差に応じて回転軸へ要求される
要求回転数がヒートポンプ装置の自立運転回転数よりも
低い時、制動機によりブレーキをかけて回転軸を要求回
転数に合致させるようにしている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、この時は電動機（制動機）に印加する電圧を
低減することを行っていないため、回転数制御の精度は
良いが、ヒートポンプ装置が自立運転しているにもかか
わらず電動機の消費電力が低減しないという問題点があ
った。
低減することを行っていないため、回転数制御の精度は
良いが、ヒートポンプ装置が自立運転しているにもかか
わらず電動機の消費電力が低減しないという問題点があ
った。
即ち、従来電動機に印加する電圧は、一定の負荷トル
クを電動機に与え、電動機のすべりＳをほぼ一定にする
ように設定していた。ところがこの場合、自立回転数領
域になるほどヒートポンプ装置が要求回転数よりも高い
回転数で回り、制動機は発電機としての働きをする（こ
の発電された電力は、電動機巻線等で発熱して消費され
る）。そして、電動機に印加する電圧が高いとこの発電
量も多くなる。
クを電動機に与え、電動機のすべりＳをほぼ一定にする
ように設定していた。ところがこの場合、自立回転数領
域になるほどヒートポンプ装置が要求回転数よりも高い
回転数で回り、制動機は発電機としての働きをする（こ
の発電された電力は、電動機巻線等で発熱して消費され
る）。そして、電動機に印加する電圧が高いとこの発電
量も多くなる。
本発明は上記実情に鑑み、自立運転時に電動機に印加
する電圧を調整するようにし、前記課題を解決するよう
にしたヒートポンプ装置を提供することを目的としたも
のである。
する電圧を調整するようにし、前記課題を解決するよう
にしたヒートポンプ装置を提供することを目的としたも
のである。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、エンジンと、このエンジンの回転軸に連結
された電動機と、前記エンジンによって冷却又は加熱さ
れた温度と設定温度との温度差に応じて前記回転軸の回
転数を制御する制御器とを備えたヒートポンプ装置にお
いて、前記制御器には前記温度差に基づいて前記回転軸
へ要求される要求回転数が前記エンジンの運転によって
回転される回転軸の回転数を下回わったとき、前記電動
機に印加する電圧をすべりが零の時の印加電圧よりも低
く設定する手段を設けたものである。
された電動機と、前記エンジンによって冷却又は加熱さ
れた温度と設定温度との温度差に応じて前記回転軸の回
転数を制御する制御器とを備えたヒートポンプ装置にお
いて、前記制御器には前記温度差に基づいて前記回転軸
へ要求される要求回転数が前記エンジンの運転によって
回転される回転軸の回転数を下回わったとき、前記電動
機に印加する電圧をすべりが零の時の印加電圧よりも低
く設定する手段を設けたものである。
＜作 用＞ 上記のような構成のため、自立運転領域（内部に封入
してあるヘリウム温度，圧力，回転数の領域）の調べて
おき、要求回転数がこの自立運転の領域で運転する場
合、すべりＳを、凡そ−３〜５％にするように電圧設定
を下げ、自立運転領域での回転数制御を−３〜５％の精
度で行い、電動機の消費電力を低減させるものである。
してあるヘリウム温度，圧力，回転数の領域）の調べて
おき、要求回転数がこの自立運転の領域で運転する場
合、すべりＳを、凡そ−３〜５％にするように電圧設定
を下げ、自立運転領域での回転数制御を−３〜５％の精
度で行い、電動機の消費電力を低減させるものである。
＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すれば、
次の通りである。
次の通りである。
第１図において、１は外燃式エンジンで、ピストン３
を内装した高温側シリンダ２とピストン５を内装した低
温側シリンダ４を直角位置に配置すると共に、双方のピ
ストン3,5のピストンロッド21,22はクランクケース25内
の回転軸24に取付けたクランク23に連結杆19,20で連結
され、位相がずれて往復動するようにしてなっており、
且つ、前記高温側シリンダ２には高温度レベルの作動ガ
スを加熱するフィン７をもつヒータチューブ６を接続
し、該ヒータチューブ６に高温再生器８と中温ガスが放
熱する中温側熱交換器を配設し、また前記低温側シリン
ダ４に低温ガスのチューブ13を介して低温側熱交換器12
を接続し、該低温側熱交換器12には蓄冷器11と中温側熱
交換器10を配設し、またこの中温側熱交換器10と中温側
熱交換器９は導通管14で連通されている。更に前記低温
側熱交換器12では冷水管路18を介して冷却器17を接続
し、中温側熱交換器９と10間には温水管路16を介して加
熱器15を接続し、該加熱器15と冷却器17とを室内ユニッ
ト41内に設けている。39は温水管路16に設けた暖房用三
方弁42,43より分岐接続した排熱用熱交換器、40は冷水
管路18に設けた冷媒用三方弁44より分岐接した排熱用熱
交換器である。30は冷水管路18に流れる冷却用媒体の温
度を検出する冷房用検出器、31は温水管路16を流れる加
熱用媒体の温度を検出する暖房用検出器、36はヒータチ
ューブ６を加熱するバーナー、37,38は循環ポンプであ
る。28は前記回転軸24に連結された電動機で、該電動機
28には、前記検出器30,31で検出した温度と設定温度と
の温度差に基づいて要求回転数を決定する手段32aと、
この要求回転数がエンジン１の運転によって回転される
回転軸24の回転数を下回わったとき、電動機28に印加す
る電圧をすべりＳが零の時の印加電圧よりも低く設定す
る印加電圧決定手段32bと、インバータ32cを有する制御
器32が結線され、これら全体としてヒートポンープ装置
が構成されている。
を内装した高温側シリンダ２とピストン５を内装した低
温側シリンダ４を直角位置に配置すると共に、双方のピ
ストン3,5のピストンロッド21,22はクランクケース25内
の回転軸24に取付けたクランク23に連結杆19,20で連結
され、位相がずれて往復動するようにしてなっており、
且つ、前記高温側シリンダ２には高温度レベルの作動ガ
スを加熱するフィン７をもつヒータチューブ６を接続
し、該ヒータチューブ６に高温再生器８と中温ガスが放
熱する中温側熱交換器を配設し、また前記低温側シリン
ダ４に低温ガスのチューブ13を介して低温側熱交換器12
を接続し、該低温側熱交換器12には蓄冷器11と中温側熱
交換器10を配設し、またこの中温側熱交換器10と中温側
熱交換器９は導通管14で連通されている。更に前記低温
側熱交換器12では冷水管路18を介して冷却器17を接続
し、中温側熱交換器９と10間には温水管路16を介して加
熱器15を接続し、該加熱器15と冷却器17とを室内ユニッ
ト41内に設けている。39は温水管路16に設けた暖房用三
方弁42,43より分岐接続した排熱用熱交換器、40は冷水
管路18に設けた冷媒用三方弁44より分岐接した排熱用熱
交換器である。30は冷水管路18に流れる冷却用媒体の温
度を検出する冷房用検出器、31は温水管路16を流れる加
熱用媒体の温度を検出する暖房用検出器、36はヒータチ
ューブ６を加熱するバーナー、37,38は循環ポンプであ
る。28は前記回転軸24に連結された電動機で、該電動機
28には、前記検出器30,31で検出した温度と設定温度と
の温度差に基づいて要求回転数を決定する手段32aと、
この要求回転数がエンジン１の運転によって回転される
回転軸24の回転数を下回わったとき、電動機28に印加す
る電圧をすべりＳが零の時の印加電圧よりも低く設定す
る印加電圧決定手段32bと、インバータ32cを有する制御
器32が結線され、これら全体としてヒートポンープ装置
が構成されている。
次にこの作用を説明すると、先ずこのヒートポンプ装
置の運転に際し、始動時に電動機28で回転軸24を回転さ
せてピストン3,5を一定の位相差をもって往復動させれ
ば、高温側シリンダ２を出た作動ガスはヒータチューブ
６で加熱され高温再生器から中温側熱交換器９へと流れ
る。暖房時ではこの中温側熱交換器9,10から加熱用媒体
を取り出し加熱器15へ導き暖房をすると共に、低温側熱
交換器12から冷却用媒体を取り出して排熱用熱交換器40
へ導き室外からの熱を汲み上げる。また、冷房時では低
温側熱交換器12から冷却用媒体を冷却器17へ導き冷房を
すると共に、中温側熱交換器9,10から加熱用媒体を取り
出して排熱用熱交換器39へ導き、この媒体の熱を室外へ
排出する。
置の運転に際し、始動時に電動機28で回転軸24を回転さ
せてピストン3,5を一定の位相差をもって往復動させれ
ば、高温側シリンダ２を出た作動ガスはヒータチューブ
６で加熱され高温再生器から中温側熱交換器９へと流れ
る。暖房時ではこの中温側熱交換器9,10から加熱用媒体
を取り出し加熱器15へ導き暖房をすると共に、低温側熱
交換器12から冷却用媒体を取り出して排熱用熱交換器40
へ導き室外からの熱を汲み上げる。また、冷房時では低
温側熱交換器12から冷却用媒体を冷却器17へ導き冷房を
すると共に、中温側熱交換器9,10から加熱用媒体を取り
出して排熱用熱交換器39へ導き、この媒体の熱を室外へ
排出する。
ここにおいて、電動機28に印加する電圧は、この要求
回転数とヘリウム温度（温度センサ46で検知），ヘリウ
ム圧力（圧センサ47で検知）によりすでに制御器32がも
っているテーブルにより印加電圧を決定し、この印加電
圧をインバータ32cに指令する。この印加電圧は要求回
転数が自立運転の回転数を下回ったとき、すべりＳが零
の時の印加電圧よりも低く設定されるため、ヒートポン
プ装置が自立運転の回転数領域以外では６％程度のすべ
りで運転されるのに対し、自立運転の回転数領域では−
５％程度のすべりで運転される。
回転数とヘリウム温度（温度センサ46で検知），ヘリウ
ム圧力（圧センサ47で検知）によりすでに制御器32がも
っているテーブルにより印加電圧を決定し、この印加電
圧をインバータ32cに指令する。この印加電圧は要求回
転数が自立運転の回転数を下回ったとき、すべりＳが零
の時の印加電圧よりも低く設定されるため、ヒートポン
プ装置が自立運転の回転数領域以外では６％程度のすべ
りで運転されるのに対し、自立運転の回転数領域では−
５％程度のすべりで運転される。
例えば、要求回転数300rpmの時（自立運転領域）、従
来110Vの電圧で運転した場合210W（このときのすべりは
０％）だったものが、電圧を80Vに下げると消費電力は5
0Wに低減した（このときのすべりは，−5.0％）。ま
た、要求回転数400rpmの時（自立運転領域）、従来120V
の電圧で運転した場合150W（このときのすべりは０％）
だったものが、電圧を80Vに下げると消費電力は30Wに低
減した（このときのすべりは−2.8％）。
来110Vの電圧で運転した場合210W（このときのすべりは
０％）だったものが、電圧を80Vに下げると消費電力は5
0Wに低減した（このときのすべりは，−5.0％）。ま
た、要求回転数400rpmの時（自立運転領域）、従来120V
の電圧で運転した場合150W（このときのすべりは０％）
だったものが、電圧を80Vに下げると消費電力は30Wに低
減した（このときのすべりは−2.8％）。
第２図はこの消費電力の特性比較（本発明と従来例）
を示したものである。
を示したものである。
＜発明の効果＞ 上述のように、本発明はヒートポンプ装置の自立運転
時には、電動機に印加する電圧をすべりが零の時の印加
電圧よりも低く設定したので、電動機の消費電力を低減
することができる。
時には、電動機に印加する電圧をすべりが零の時の印加
電圧よりも低く設定したので、電動機の消費電力を低減
することができる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はヒートポ
ンプ装置の概略図、第２図は本発明と従来例の消費電力
の特性比較図である。 １……エンジン、24……回転軸、28……電動機、32……
制御器、32a……要求回転数決定手段、32b……印加電圧
決定手段、32c……インバータ。
ンプ装置の概略図、第２図は本発明と従来例の消費電力
の特性比較図である。 １……エンジン、24……回転軸、28……電動機、32……
制御器、32a……要求回転数決定手段、32b……印加電圧
決定手段、32c……インバータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 敬一 東京都中野区江原町３―23―５ (72)発明者 藤巻 誠一郎 神奈川県横浜市緑区荏田東３―１―４― 304 (72)発明者 横山 武 神奈川県横須賀市深田台27 (72)発明者 川本 博史 大阪府枚方市西禁野２―27―14 (72)発明者 久木 治男 大阪府豊中市千里園３―８―８ (72)発明者 星田 敏博 愛知県名古屋市北区矢田町１―３―１ (72)発明者 久保 守 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 中里 孝 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 岡本 泉 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−137164（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−4147（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンと、このエンジンの回転軸に連結
された電動機と、前記エンジンによって冷却又は加熱さ
れた温度と設定温度との温度差に応じて前記回転軸の回
転数を制御する制御器とを備えたヒートポンプ装置にお
いて、前記制御器には前記温度差に基づいて前記回転軸
へ要求される要求回転数が前記エンジンの運転によって
回転される回転軸の回転数を下回わったとき、前記電動
機に印加する電圧をすべりが零の時の印加電圧よりも低
く設定する手段を設けたことを特徴とするヒートポンプ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23025890A JP2728772B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | ヒートポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23025890A JP2728772B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | ヒートポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04113170A JPH04113170A (ja) | 1992-04-14 |
| JP2728772B2 true JP2728772B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=16904986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23025890A Expired - Fee Related JP2728772B2 (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | ヒートポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728772B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23025890A patent/JP2728772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04113170A (ja) | 1992-04-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |