JP2969801B2 - エンジン駆動式空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン駆動式空気調和機に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、エンジンを圧縮機の駆動源とするエンジン
駆動式空気調和機（以下GHPと略記する）があるが、そ
の冷房運転時において、室外温度が低い場合や室内温度
が低くなつた場合には次のような不具合が生じる。

即ち、上述の場合には、冷媒回路の特性から、冷媒回
路の低圧側配管内の冷媒温度が低下するために、室内熱
交換器の表面温度が下がり、室内熱交換器の表面凍結が
誘発される。この状態で冷房運転を続けると、室内熱交
換器が完全に凍結し、その能力が著しく低下してしまう
ので、正常な冷房運転状態を維持できなくなつてしま
う。

そこで、従来では、圧縮機の作動を停止し、即ち冷媒
流を停止することで室内熱交換器での熱交換を停止し、
ここで、室内熱交換器を包設する室内機のフアンのみを
運転して凍結を防止する。

即ち、凍結防止のために冷房運転を停止して送風運転
のみを行い、凍結解除後に再度冷房運転を行うというサ
イクルを繰り返すものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述のエンジン駆動式空気調和機では、凍結
防止のための送風運転時には、室内が冷房されないため
不快感を与えることになる。

そこで、本発明では冷房運転を継続したまま室内熱交
換器の凍結防止を行うことを、その技術的課題とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 前述した本発明の技術的課題を解決するために講じた
本発明の技術的手段は、圧縮機と四方切換弁と膨張弁と
室内熱交換器と室外熱交換器とを有する冷媒回路と、該
圧縮機を駆動するエンジンと、前記エンジンの冷却水と
前記冷媒回路内の冷媒との熱交換を行う補助熱交換器と
を有するエンジン駆動式空気調和機において、前記補助
熱交換器は、前記四方切換弁と前記圧縮機の吸入口との
間の前記冷媒回路中に介在されるとともに、前記室内熱
交換器の凍結を温度センサが感知すると、前記補助熱交
換器が作動するようにしたことである。

（作用） 上述した本発明の技術的手段によれば、室内熱交換器
の凍結時には補助熱交換器が作用して、室内熱交換器を
流れる冷媒温度が上昇するので、その凍結を解除でき
る。

（実施例） 以下、本発明の技術的手段を具体化した実施例につい
て添付図面に基づいて説明する。

第１図において、エンジン駆動式空気調和機（以下GH
Pと略記する）10の室内機11（ここでは１台を示すが、
特にこの台数に限定されるものではない）には、冷媒配
管12中に挿設された室内熱交換器13及び冷媒配管12外周
部に固設された温度センサ14が包設されている。

一方、室外機15内にはエンジンルーム16が形成され、
このエンジンルーム16内には、エンジン17及びその補機
類とコンプレツサ18が配設されている。

エンジン17は、例えばガスをその燃料とするものであ
り、その吸気管19の一端は室外機15の外部へと突出し、
その途中にはインテークサイレンサ20及びエアクリーナ
21がエンジンルーム16内に配設されている。

一方、エンジン17の排気管22の一端は室外機15の外部
へと突出し、その途中には排ガス−冷却水熱交換器23が
エンジンルーム16内に配設され、マフラー24が室外機15
内に配設されている。

また、エンジン17は水冷方式をとつており、その冷却
水配管25は以下の様に構成されている。即ち、エンジン
ルーム16内に配設されたポンプ26から吐出された冷却水
は、エンジン17と排ガス−冷却水熱交換器23を並列的に
流れ、この後一体となつて冷却水配管25中を流れてエン
ジンルーム16を出る。次に室外機15内において、通常冷
房運転時には電磁弁27を介してラジエタ29に流れ、通常
暖房運転時には電磁弁28を介して冷却水−冷媒熱交換器
（補助熱交換器）30に流れ、ポンプ26へと還流する。但
し、冷却水配管25上のラジエタ29下流側にはフイラーネ
ツク31が配設され、またリザーバタンク32が接続されて
いる。

更に、エンジン17は図示しないガスタンクからガス配
管33を介して燃料ガスを供給され、ガス配管33上には、
電磁弁34・35及びガスレギユレータ36が配設されてい
る。

さて、空気調和機の主構成である冷媒回路37は冷媒配
管12上に配設された各種構成装置から成り、冷媒配管12
内を冷媒が流れる。

即ち、冷媒配管12上には、コンプレツサ18・オイルセ
パレータ39・四方切換弁40・室外熱交換器41・膨張弁42
が配設され、次に室内機11内の室内熱交換器13が配設さ
れ、この後、再度四方切換弁40を介して冷却水−冷媒熱
交換器30・アキユムレーター44が配設されている。

ここで、オイルセパレータ39は、コンプレツサ18を潤
滑する潤滑オイルが冷媒配管12を四方切換弁40へと流出
するのを防止するものである。四方切換弁40は冷媒回路
37を暖房モードと冷房モードに切り換えるものである。

また、冷媒配管12上の冷却水−冷媒熱交換器30とアキ
ユムレータ44との間には感温筒43が配設されている。

更に、ラジエタ29及び室外熱交換器41の前面には、モ
ータ47・48により駆動されるフアン49・50が配設されて
いる。尚、室内熱交換器13の前面にも夫々図示しない同
様のモータ及びフアンが配設されている。

尚、図より明らかなように、補助熱交換器30は、四方
切換弁40と圧縮機18の吸入口との間の冷媒回路中に介在
されているものである。

以上に挙げたGHP10の各構成装置は、そのほとんどが
図示しない電子制御装置により作動を制御されている。

以上の構成を有するGHP10の作動について以下に説明
する。

本発明は、特にGHP10の冷房モードにて運転される時
にのみ適用されるので、暖房モードについての説明は省
略する。

室内機11の運転状況は室内機11に付属している図示し
ない操作装置を、GHP10の使用者が操作することで決定
される。

従つて、操作装置により運転命令が発せられると、そ
の運転命令は図示しない通信手段により電子制御装置に
伝達され、エンジン17が始動されると共にコンプレツサ
18が作動するので、冷媒回路37内を冷媒が流れる。

いま、室内機11が運転されているとすると、冷媒配管
12中を冷媒が循環している。即ち、コンプレッサ18の吐
出口より吐出された高温・高圧のガス状冷媒はオイルセ
パレータ39・四方切換弁40を介して室外熱交換器41へと
流れる。この室外熱交換器41において、フアン50等の作
用により冷媒は空気中へと熱を出すことで凝縮し、高温
・高圧の液状＋ガス状冷媒になる。

次に、この冷媒は膨張弁42で膨張することで、低温・
低圧の液状＋ガス状冷媒になり、室内熱交換器13へ流れ
ていく。室内熱交換器13では、フアン等の作用により冷
媒は空気中の熱を奪うことで蒸発し、低温・低圧のガス
状冷媒になる。ここで、冷媒が空気中の熱を奪うことで
室内が冷房され、室内熱交換器表面に結露することで室
内が除湿される。

この後、冷媒は四方切換弁40を介して冷却水−冷媒熱
交換器30を通り、アキユムレータ44を介してコンプレッ
サ18の吸入口に帰還し、冷媒回路内を還流する。

このとき、電磁弁27が開放され、電磁弁28は閉鎖され
ているので、エンジン17の冷却水はラジエタ29にのみ流
れ、ここでフアン49等の作用により放熱することでエン
ジンを冷却している。また、電磁弁28が閉鎖されている
ので、冷却水−冷媒熱交換器30は、冷媒配管12中の冷媒
に対して何ら作用を及ぼすものではない。

さて、いま室外温度又は室内温度のいずれかが低い時
には、冷媒配管12内の低圧側（膨張弁42からコンプレツ
サ18まで）圧力が低くなりやすく、即ち冷凍回路の特性
から冷媒温度も低くなるため、その温度が例えば０℃以
下になると、室内熱交換器13の表面結露が凍結する。

すると、室内熱交換器13の熱交換能力が低下してしま
うため、凍結を防止する必要がある。そこで、GHP10の
電子制御装置は室内熱交換器13の表面が凍結した場合に
は、第２図に示すサブフローチヤートを実行する。

即ち、まず、ステツプP1においてこのサブフローチヤ
ートがスタートし、ステツプP2において温度センサ14の
感知する温度Ｔが所定温度ｔ（例えば０℃とする）より
も低いかどうかを判定する。

いま、Ｔ＜ｔである場合にはステツプP3に進み、電磁
弁28を開く。すると、冷却水配管25を流れる高温冷却水
が、ラジエタ29だけでなく冷却水−冷媒熱交換器30へと
流れ込む。従つて、冷媒配管12中の低温・低圧のガス状
冷媒が過熱されていく。

このとき、冷却水−冷媒熱交換器30で冷媒配管12中の
低温・低圧のガス状冷媒が過熱されるので、低圧側冷媒
の過熱度調整のために感温筒43に基づいて膨張弁42が通
常運転時よりも大きく開く。従つて、室内熱交換器13へ
と流入する液状＋ガス状冷媒は、この室内熱交換器13の
みでは完全にガス化されず、冷却水−冷媒熱交換器30に
おいて完全にガス化されることとなる。

また、このとき同時に、冷媒配管12内の低圧側（膨張
弁42からコンプレツサ18まで）温度はどの部分でもほぼ
一定であるので、室内熱交換器13内の冷媒温度も上が
る。従つて、室内熱交換器13の表面凍結が解除できる。

そして、室内熱交換器13の表面凍結の解除は、ステツ
プP2において温度センサ14の感知温度Ｔ＞ｔとして判断
されて、ステツプP4へと進み、電磁弁28を閉じた後に、
ステツプP5から図示しないメインルーチンへとリターン
する。

〔発明の効果〕

以上に示した様に本発明では、室内熱交換器の凍結時
には補助熱交換器が作用して、室内熱交換器を流れる冷
媒温度が上昇するので、冷房運転を停止することなくそ
の凍結を防止できる。

また、冷媒とエンジン冷却水との熱交換を行う補助熱
交換器は、四方切換弁と圧縮機の吸入口との間の冷媒回
路中に介在されており、冷却水はこの部分を流れる低温
低圧の冷媒を加熱するので、熱の授受が大きく、低圧回
路側の冷媒圧力を十分に上昇させて室内熱交換器の凍結
を確実に防止することができる。また、補助熱交換器が
作動したときには冷媒回路の低圧側を直接加熱するの
で、速やかに低圧回路側の冷媒圧力を上昇させて室内熱
交換器の凍結の進行防止を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例のエンジン駆動式空気調和機10
の構成図を示す。第２図は、本発明実施例のエンジン駆
動式空気調和機10の作動制御のサブフローチヤートを示
す。 10……エンジン駆動式空気調和機、 13……室内熱交換器、 14……温度センサ、 17……エンジン、 18……圧縮機、 30……冷却水−冷媒熱交換器（補助熱交換器）、 37……冷媒回路、 41……室外熱交換器、 42……膨張弁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と四方切換弁と膨張弁と室内熱交換
   器と室外熱交換器とを有する冷媒回路と、該圧縮機を駆
   動するエンジンと、前記エンジンの冷却水と前記冷媒回
   路内の冷媒との熱交換を行う補助熱交換器とを有するエ
   ンジン駆動式空気調和機において、 前記補助熱交換器は、前記四方切換弁と前記圧縮機の吸
   入口との間の前記冷媒回路中に介在されるとともに、冷
   房時において前記室内熱交換器の凍結を温度センサが感
   知すると、前記補助熱交換器が作動することを特徴とす
   るエンジン駆動式空気調和機。