JP3295716B2 - エンジン駆動式熱ポンプ装置 - Google Patents
エンジン駆動式熱ポンプ装置Info
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/05—Compression system with heat exchange between particular parts of the system
- F25B2400/051—Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the accumulator and another part of the cycle
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水冷式エンジン
で駆動する圧縮機により、冷媒回路中の冷媒を循環させ
るエンジン駆動式熱ポンプ装置に関するものである。
で駆動する圧縮機により、冷媒回路中の冷媒を循環させ
るエンジン駆動式熱ポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エンジン駆動式熱ポンプ装置に
おいては、熱ポンプを駆動するエンジンの排熱を熱源と
して利用することができ、従来からエンジンの排気ガス
中の排熱は排気ガス熱交換器により、またエンジンを水
冷式エンジンとする場合には二重管式熱交換器を用いて
液相の冷媒中に、エンジンにより加熱された冷却水を流
通させてエンジンからの排熱を冷媒に回収するようにし
ている。
おいては、熱ポンプを駆動するエンジンの排熱を熱源と
して利用することができ、従来からエンジンの排気ガス
中の排熱は排気ガス熱交換器により、またエンジンを水
冷式エンジンとする場合には二重管式熱交換器を用いて
液相の冷媒中に、エンジンにより加熱された冷却水を流
通させてエンジンからの排熱を冷媒に回収するようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンの冷却水からの排熱回収を行なう二重管式熱交換器
は、エンジンの冷却水回路中に設置された比較的小容量
の熱交換器であって、この小容量の熱交換器中に冷媒回
路を構成する管路を配置してエンジンの冷却水からの熱
回収を行なうものであるので、この二重管式熱交換器内
での冷媒容量が少量である。
ンの冷却水からの排熱回収を行なう二重管式熱交換器
は、エンジンの冷却水回路中に設置された比較的小容量
の熱交換器であって、この小容量の熱交換器中に冷媒回
路を構成する管路を配置してエンジンの冷却水からの熱
回収を行なうものであるので、この二重管式熱交換器内
での冷媒容量が少量である。
【０００４】そのため、圧縮機の回転速度が低速である
場合には冷媒の流速も遅くなるので冷媒が過熱状態とな
ることがあり、エンジンの冷却水から冷媒への熱伝達率
が低下することもある。
場合には冷媒の流速も遅くなるので冷媒が過熱状態とな
ることがあり、エンジンの冷却水から冷媒への熱伝達率
が低下することもある。
【０００５】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、エンジン駆動式熱ポンプ装置において、水
冷式エンジンの冷却水から冷媒への排熱回収を安定して
効率よく行なうとともに、冷房能力を向上させ、しかも
熱交換のための構造を安価にすることを目的とするもの
である。
れたもので、エンジン駆動式熱ポンプ装置において、水
冷式エンジンの冷却水から冷媒への排熱回収を安定して
効率よく行なうとともに、冷房能力を向上させ、しかも
熱交換のための構造を安価にすることを目的とするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明は、以下のように構成した。
に、この発明は、以下のように構成した。
【０００７】請求項１に記載の発明は、『水冷式エンジ
ンで駆動され吸込口からを冷媒を吸い込み、吐出口から
吐出する圧縮機と、この圧縮機の吐出口と四方弁の第１
ポートを結ぶ吐出側回路と、前記圧縮機の吸込口と四方
弁の第２ポートを結ぶ吸込側回路とからなる基部回路
と、前記四方弁の第３ポー卜から室外熱交換器、室内熱
交換器を経て第４ポートに到る主相変換回路とからなる
冷媒回路とから構成し、冷房運転時、前記四方弁の内部
において第１ポートと第３ポートを連通させるとともに
第４ポートと第２ポートを連通させるようにし、暖房運
転時、前記四方弁の内部において第１ポートと第４ポー
トを連通させるとともに第３ポートと第２ポートを連通
させるようにしたエンジン駆動式熱ポンプ装置であり、
前記吸込側回路にアキュムレータを配置し、このアキュ
ムレータに、前記水冷式エンジンの冷却水を流通させる
ことによりアキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する温
水管路を配置し、前記アキュムレータに、前記温水管路
に加え、アキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する冷媒
管路であって、主相変換回路の内室外熱交換器と室内熱
交換器の中間部をなす冷媒管路を設けたことを特徴とす
るエンジン駆動式熱ポンプ装置。』である。
ンで駆動され吸込口からを冷媒を吸い込み、吐出口から
吐出する圧縮機と、この圧縮機の吐出口と四方弁の第１
ポートを結ぶ吐出側回路と、前記圧縮機の吸込口と四方
弁の第２ポートを結ぶ吸込側回路とからなる基部回路
と、前記四方弁の第３ポー卜から室外熱交換器、室内熱
交換器を経て第４ポートに到る主相変換回路とからなる
冷媒回路とから構成し、冷房運転時、前記四方弁の内部
において第１ポートと第３ポートを連通させるとともに
第４ポートと第２ポートを連通させるようにし、暖房運
転時、前記四方弁の内部において第１ポートと第４ポー
トを連通させるとともに第３ポートと第２ポートを連通
させるようにしたエンジン駆動式熱ポンプ装置であり、
前記吸込側回路にアキュムレータを配置し、このアキュ
ムレータに、前記水冷式エンジンの冷却水を流通させる
ことによりアキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する温
水管路を配置し、前記アキュムレータに、前記温水管路
に加え、アキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する冷媒
管路であって、主相変換回路の内室外熱交換器と室内熱
交換器の中間部をなす冷媒管路を設けたことを特徴とす
るエンジン駆動式熱ポンプ装置。』である。
【０００８】請求項１に記載の発明によれば、冷房運転
中において、室外熱交換器で放熱した冷媒は、アキュム
レータ内の液冷媒と熱交換してより確実に液化するの
で、その後の室内熱交換器での吸熱効率が向上し吸熱能
力が向上する。また、室内熱交換器から圧縮機への冷媒
に、途中アキュムレータ内で室外熱交換器で放熱した冷
媒により加熱され気化した冷媒が加わるので、冷媒循環
量が増大し、冷房能力が向上する。しかも、アキュムレ
ータはこの冷房能力の向上のための冷媒を貯留するとと
もに、温水で加熱されるべき冷媒をも貯留するので、熱
交換のための構造を安価に達成することができる。
中において、室外熱交換器で放熱した冷媒は、アキュム
レータ内の液冷媒と熱交換してより確実に液化するの
で、その後の室内熱交換器での吸熱効率が向上し吸熱能
力が向上する。また、室内熱交換器から圧縮機への冷媒
に、途中アキュムレータ内で室外熱交換器で放熱した冷
媒により加熱され気化した冷媒が加わるので、冷媒循環
量が増大し、冷房能力が向上する。しかも、アキュムレ
ータはこの冷房能力の向上のための冷媒を貯留するとと
もに、温水で加熱されるべき冷媒をも貯留するので、熱
交換のための構造を安価に達成することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、『水冷式エンジ
ンで駆動され吸込口からを冷媒を吸い込み、吐出口から
吐出する圧縮機と、この圧縮機の吐出口と四方弁の第１
ポートを結ぶ吐出側回路と、前記圧縮機の吸込口と四方
弁の第２ポートを結ぶ吸込側回路とからなる基部回路
と、前記四方弁の第３ポー卜から室外熱交換器、室内熱
交換器を経て第４ポートに到る主相変換回路とからなる
冷媒回路とから構成し、冷房運転時、前記四方弁の内部
において第１ポートと第３ポートを連通させるとともに
第４ポートと第２ポートを連通させるようにし、暖房運
転時、前記四方弁の内部において第１ポートと第４ポー
トを連通させるとともに第３ポートと第２ポートを連通
させるようにしたエンジン駆動式熱ポンプ装置であり、
前記吸込側回路にアキュムレータを配置し、このアキュ
ムレータに、前記水冷式エンジンの冷却水を流通させる
ことによりアキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する温
水管路を配置し、前記アキュムレータに、前記温水管路
に加え、アキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する冷媒
管路であって、主相変換回路の内室外熱交換器と室内熱
交換器の中間部をなす冷媒管路を設け、水冷式エンジン
の冷却水を放熱用熱交換器とアキュムレータ内の液相冷
媒と熱交換する温水管路とのいずれかに分流する弁装置
を設けるとともに、この弁装置は、冷房運転状態におい
て冷房負荷が大きい場合に、水冷式エンジンの冷却水を
前記放熱用熱交換器に循環させ、冷房負荷が小さい場合
に、水冷式エンジンの冷却水を前記温水管路に循環させ
るようにし、前記弁装置は、暖房運転状態において暖房
負荷が大きい場合に、水冷式エンジンの冷却水を前記温
水管路に循環させ、暖房負荷が小さい場合に、水冷式エ
ンジンの冷却水を前記放熱用熱交換器に循環させるよう
にしたことを特徴とするエンジン駆動式熱ポンプ装
置。』である。
ンで駆動され吸込口からを冷媒を吸い込み、吐出口から
吐出する圧縮機と、この圧縮機の吐出口と四方弁の第１
ポートを結ぶ吐出側回路と、前記圧縮機の吸込口と四方
弁の第２ポートを結ぶ吸込側回路とからなる基部回路
と、前記四方弁の第３ポー卜から室外熱交換器、室内熱
交換器を経て第４ポートに到る主相変換回路とからなる
冷媒回路とから構成し、冷房運転時、前記四方弁の内部
において第１ポートと第３ポートを連通させるとともに
第４ポートと第２ポートを連通させるようにし、暖房運
転時、前記四方弁の内部において第１ポートと第４ポー
トを連通させるとともに第３ポートと第２ポートを連通
させるようにしたエンジン駆動式熱ポンプ装置であり、
前記吸込側回路にアキュムレータを配置し、このアキュ
ムレータに、前記水冷式エンジンの冷却水を流通させる
ことによりアキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する温
水管路を配置し、前記アキュムレータに、前記温水管路
に加え、アキュムレータ内の液相冷媒と熱交換する冷媒
管路であって、主相変換回路の内室外熱交換器と室内熱
交換器の中間部をなす冷媒管路を設け、水冷式エンジン
の冷却水を放熱用熱交換器とアキュムレータ内の液相冷
媒と熱交換する温水管路とのいずれかに分流する弁装置
を設けるとともに、この弁装置は、冷房運転状態におい
て冷房負荷が大きい場合に、水冷式エンジンの冷却水を
前記放熱用熱交換器に循環させ、冷房負荷が小さい場合
に、水冷式エンジンの冷却水を前記温水管路に循環させ
るようにし、前記弁装置は、暖房運転状態において暖房
負荷が大きい場合に、水冷式エンジンの冷却水を前記温
水管路に循環させ、暖房負荷が小さい場合に、水冷式エ
ンジンの冷却水を前記放熱用熱交換器に循環させるよう
にしたことを特徴とするエンジン駆動式熱ポンプ装
置。』である。
【００１０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に加え、冷房負荷が小さい時には、室外熱交換器での放
熱量が室内熱交換器での吸熱量に比べて大きくなり、室
外熱交換器で液化した冷媒を室内熱交換器で気化でき
ず、時間の経過とともにアキュムレータ内の液冷媒の液
面が上昇し、そして上昇する分冷媒循環量が減少する。
しかも減少した冷媒が圧縮機から室外熱交換器、室内熱
交換器を経るとさらにアキュムレータ内の液冷媒量が増
えて、最終的には循環する冷媒が不足して冷房そのもの
が不能となってしまう。しかし、冷房負荷が小さい時に
アキュムレータ内の液冷媒をエンジンからの温水で加熱
し気化させて圧縮機に吸引されるので、循環する冷媒が
不足して冷房そのものが不能となるようなことはない。
特に、室外熱交換器で放熱した冷媒でアキュムレータ内
の冷媒を加熱するので圧縮機への冷媒供給量が増加し、
循環する冷媒が不足することはより起きにくくなる。
に加え、冷房負荷が小さい時には、室外熱交換器での放
熱量が室内熱交換器での吸熱量に比べて大きくなり、室
外熱交換器で液化した冷媒を室内熱交換器で気化でき
ず、時間の経過とともにアキュムレータ内の液冷媒の液
面が上昇し、そして上昇する分冷媒循環量が減少する。
しかも減少した冷媒が圧縮機から室外熱交換器、室内熱
交換器を経るとさらにアキュムレータ内の液冷媒量が増
えて、最終的には循環する冷媒が不足して冷房そのもの
が不能となってしまう。しかし、冷房負荷が小さい時に
アキュムレータ内の液冷媒をエンジンからの温水で加熱
し気化させて圧縮機に吸引されるので、循環する冷媒が
不足して冷房そのものが不能となるようなことはない。
特に、室外熱交換器で放熱した冷媒でアキュムレータ内
の冷媒を加熱するので圧縮機への冷媒供給量が増加し、
循環する冷媒が不足することはより起きにくくなる。
【００１１】冷房負加が大きい時には、室外熱交換器で
放熱量と室内熱交換器での吸熱量がバランスするので温
水管路ヘ水冷式エンジンの温水を供給する必要がない。
放熱量と室内熱交換器での吸熱量がバランスするので温
水管路ヘ水冷式エンジンの温水を供給する必要がない。
【００１２】暖房負荷が大きい時には、室外熱交換器で
の吸熱量に比べ室内熱交換器での要求放熱量が大きくな
り、この不足する熱量を外気からの吸熱量に温水からの
熱量が付加されるので暖房能力を高めることができる。
の吸熱量に比べ室内熱交換器での要求放熱量が大きくな
り、この不足する熱量を外気からの吸熱量に温水からの
熱量が付加されるので暖房能力を高めることができる。
【００１３】暖房負荷が小さい時には、室外熱交換器で
の吸熱量にバランスした室内熱交換器での要求放熱量と
なるので、アキュームレータ内の液相冷媒と熱交換する
温水回路へ水冷式エンジンの温水を供給する必要がな
く、放熱用熱交換器への温水管路への水冷式エンジンの
温水の循環を制御するのみで、暖房能力を上げることが
可能であり、その結果冷房運転時及び暖房運転時におけ
る運転性をより確実に向上させることができる。
の吸熱量にバランスした室内熱交換器での要求放熱量と
なるので、アキュームレータ内の液相冷媒と熱交換する
温水回路へ水冷式エンジンの温水を供給する必要がな
く、放熱用熱交換器への温水管路への水冷式エンジンの
温水の循環を制御するのみで、暖房能力を上げることが
可能であり、その結果冷房運転時及び暖房運転時におけ
る運転性をより確実に向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面により、この発明のエ
ンジン駆動式熱ポンプ装置を詳細に説明する。まず、図
１乃至図３はこの発明のエンジン駆動式熱ポンプ装置の
第１実施例を示し、図１はエンジン駆動式熱ポンプ装置
の概略構成図、図２はアキュムレータの構造を示す断面
図、図３は図２のIIIーIII断面図である。
ンジン駆動式熱ポンプ装置を詳細に説明する。まず、図
１乃至図３はこの発明のエンジン駆動式熱ポンプ装置の
第１実施例を示し、図１はエンジン駆動式熱ポンプ装置
の概略構成図、図２はアキュムレータの構造を示す断面
図、図３は図２のIIIーIII断面図である。
【００１５】図１において、符号１は熱ポンプ装置を示
し、２は圧縮機、３は圧縮機２を駆動する水冷式エンジ
ンである。そして、この熱ポンプ装置１は、前記圧縮機
２によりフロン等の冷媒を圧縮して循環させる冷媒回路
４と、前記水冷式エンジン３の冷却水を循環させる温水
回路５とを有する。
し、２は圧縮機、３は圧縮機２を駆動する水冷式エンジ
ンである。そして、この熱ポンプ装置１は、前記圧縮機
２によりフロン等の冷媒を圧縮して循環させる冷媒回路
４と、前記水冷式エンジン３の冷却水を循環させる温水
回路５とを有する。
【００１６】冷媒回路４は、冷媒を圧縮して循環させ、
気化，液化することにより熱ポンプ機能を果たすもので
ある。この冷媒回路４は、圧縮機２から四方弁６までの
回路を形成する基部回路７を備え、四方弁６から第１ジ
ョイント８までの回路を形成する第１回路１１と、四方
弁６から第２ジョイント９までの回路を形成する第２回
路１２と、これらの第１および第２ジョイント８，９の
間に接続される室内回路１３とにより構成されている。
この第１回路１１、第２回路１２及び室内回路１３が、
四方弁６の第３ポー卜６ｃから室外熱交換器２２、室内
熱交換器２４を経て第４ポート６ｄに到る主相変換回路
を構成している。
気化，液化することにより熱ポンプ機能を果たすもので
ある。この冷媒回路４は、圧縮機２から四方弁６までの
回路を形成する基部回路７を備え、四方弁６から第１ジ
ョイント８までの回路を形成する第１回路１１と、四方
弁６から第２ジョイント９までの回路を形成する第２回
路１２と、これらの第１および第２ジョイント８，９の
間に接続される室内回路１３とにより構成されている。
この第１回路１１、第２回路１２及び室内回路１３が、
四方弁６の第３ポー卜６ｃから室外熱交換器２２、室内
熱交換器２４を経て第４ポート６ｄに到る主相変換回路
を構成している。
【００１７】基部回路７は、圧縮機２の吐出口側に接続
され四方弁６の第１ポート６ａに連通する吐出側回路１
４と、四方弁６の第２ポート６ｂから圧縮機２の吸込口
側に連通する吸込側回路１５とにより構成されている。
され四方弁６の第１ポート６ａに連通する吐出側回路１
４と、四方弁６の第２ポート６ｂから圧縮機２の吸込口
側に連通する吸込側回路１５とにより構成されている。
【００１８】吐出側回路１４中には、圧縮機２から吐出
された冷媒に含まれるオイル分を分離するオイルセパレ
ータ１６が設置されており、このオイルセパレータ１６
で分離されたオイルは吸込側回路１５に戻すようになっ
ており、バイパス弁１６ａの開閉により冷媒の循環量を
調整するバイパス通路が設置されている。
された冷媒に含まれるオイル分を分離するオイルセパレ
ータ１６が設置されており、このオイルセパレータ１６
で分離されたオイルは吸込側回路１５に戻すようになっ
ており、バイパス弁１６ａの開閉により冷媒の循環量を
調整するバイパス通路が設置されている。
【００１９】また、吸込側回路１５中には、アキュムレ
ータ１７が設置されており、このアキュムレータ１７に
より、圧縮機２に吸い込まれる冷媒の状態を一定に維持
するようになっている。
ータ１７が設置されており、このアキュムレータ１７に
より、圧縮機２に吸い込まれる冷媒の状態を一定に維持
するようになっている。
【００２０】なお、この吸込側回路１５には、この回路
内を流通する冷媒の低圧飽和温度を検出する検温手段１
８が設置され、また前記アキュムレータ１７にはこのア
キュムレータ１７内の冷媒の液面を検出する液面検知手
段１９ａ，１９ｂが設置されてアキュムレータ１７内の
液相冷媒Ｒの液面は一定の高さに制御されている。ま
た、このアキュムレータ１７の底部からこのアキュムレ
ータ１７より下流側となる吸込側回路１５にバルブ５０
を介して連通するバイパス管路２１が設けられている。
内を流通する冷媒の低圧飽和温度を検出する検温手段１
８が設置され、また前記アキュムレータ１７にはこのア
キュムレータ１７内の冷媒の液面を検出する液面検知手
段１９ａ，１９ｂが設置されてアキュムレータ１７内の
液相冷媒Ｒの液面は一定の高さに制御されている。ま
た、このアキュムレータ１７の底部からこのアキュムレ
ータ１７より下流側となる吸込側回路１５にバルブ５０
を介して連通するバイパス管路２１が設けられている。
【００２１】前記四方弁６の第３ポート６ｃには前記第
１回路１１が接続されており、この第１回路１１中には
室外熱交換器２２が設置されているとともに、この室外
熱交換器２２より第１ジョイント８側の部位において、
第１回路１１の管路は前記アキュムレータ１７内の液相
冷媒Ｒ中に配置され、バルブ５１を介して第１ジョイン
ト８に接続されている。
１回路１１が接続されており、この第１回路１１中には
室外熱交換器２２が設置されているとともに、この室外
熱交換器２２より第１ジョイント８側の部位において、
第１回路１１の管路は前記アキュムレータ１７内の液相
冷媒Ｒ中に配置され、バルブ５１を介して第１ジョイン
ト８に接続されている。
【００２２】前記第２回路１２は、四方弁６の第４ポー
ト６ｄを第２ジョイント９にバルブ５２を介して連通す
る管路で構成されている。
ト６ｄを第２ジョイント９にバルブ５２を介して連通す
る管路で構成されている。
【００２３】室内回路１３は、前記のように構成された
第１ジョイント８と第２ジョイント９との間を連通する
回路であって、この室内回路１３中には室内での熱交換
を行なう室内熱交換器２４が設置されている。
第１ジョイント８と第２ジョイント９との間を連通する
回路であって、この室内回路１３中には室内での熱交換
を行なう室内熱交換器２４が設置されている。
【００２４】このように構成された冷媒回路４におい
て、冷房として用いる場合には四方弁６を操作して、第
１ポート６ａと第３ポート６ｃとを連通させ、同時に第
４ポート６ｄと第２ポート６ｂとを連通させた状態とす
る。これによって、室外熱交換器２２で放熱された冷媒
が室内熱交換器２４で気化し、室内の冷房を行なう。
て、冷房として用いる場合には四方弁６を操作して、第
１ポート６ａと第３ポート６ｃとを連通させ、同時に第
４ポート６ｄと第２ポート６ｂとを連通させた状態とす
る。これによって、室外熱交換器２２で放熱された冷媒
が室内熱交換器２４で気化し、室内の冷房を行なう。
【００２５】また、暖房として用いる場合には、四方弁
６を操作して、第１ポート６ａを第４ポート６ｄに連通
させるとともに、第３ポート６ｃを第２ポート６ｂに連
通させた状態とする。これによって、圧縮機２で圧縮さ
れた冷媒は、まず室内熱交換器２４で放熱して暖房し、
この後アキュムレータ１７および室外熱交換器２２で吸
熱して次のサイクルに備える。
６を操作して、第１ポート６ａを第４ポート６ｄに連通
させるとともに、第３ポート６ｃを第２ポート６ｂに連
通させた状態とする。これによって、圧縮機２で圧縮さ
れた冷媒は、まず室内熱交換器２４で放熱して暖房し、
この後アキュムレータ１７および室外熱交換器２２で吸
熱して次のサイクルに備える。
【００２６】このような冷媒回路４を有する熱ポンプ装
置１の温水回路５は、次のように構成されている。
置１の温水回路５は、次のように構成されている。
【００２７】温水回路５は、温水の熱源となるエンジン
３や排気ガス熱交換器２５および循環ポンプ２６を共有
とし、この温水からの放熱状態を調整可能とするために
第１から第３の温水管路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを互い
に並列に接続して構成したものである。
３や排気ガス熱交換器２５および循環ポンプ２６を共有
とし、この温水からの放熱状態を調整可能とするために
第１から第３の温水管路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを互い
に並列に接続して構成したものである。
【００２８】第１の温水管路２７ａは、弁装置を構成す
る感温切換弁２８を介して接続されており、この第１の
温水管路２７ａは循環する冷却水の温度が所定値より低
い場合に、冷却水は他の温水管路２７ｂ，２７ｃへは流
通せず、この第１の温水管路２７ａのみを流通するもの
である。これによって、冷却水は外部に放熱せず、冷機
状態にあるエンジン３の暖機を迅速に行なわせる。
る感温切換弁２８を介して接続されており、この第１の
温水管路２７ａは循環する冷却水の温度が所定値より低
い場合に、冷却水は他の温水管路２７ｂ，２７ｃへは流
通せず、この第１の温水管路２７ａのみを流通するもの
である。これによって、冷却水は外部に放熱せず、冷機
状態にあるエンジン３の暖機を迅速に行なわせる。
【００２９】第２および第３の温水管路２７ｂ，２７ｃ
は、前記感温切換弁２８の下流側で分岐されており、第
２の温水管路２７ｂには第１バルブ４１とその下流に放
熱用熱交換器２９とが設置されている。そのため、この
第２の温水管路２７ｂを流通する冷却水はその有する熱
をこの放熱用熱交換器２９から大気中に廃棄することが
できる。
は、前記感温切換弁２８の下流側で分岐されており、第
２の温水管路２７ｂには第１バルブ４１とその下流に放
熱用熱交換器２９とが設置されている。そのため、この
第２の温水管路２７ｂを流通する冷却水はその有する熱
をこの放熱用熱交換器２９から大気中に廃棄することが
できる。
【００３０】また、第３の温水管路２７ｃには第２バル
ブ４２が設置され、この第２バルブ４２の下流側の部位
で管路は後述するように前記アキュムレータ１７内の液
相の冷媒中に配置されている。そのため、この第３の温
水管路２７ｃを流通する冷却水の有する熱は、前記吸込
側回路１５を流通してアキュムレータ１７内に貯溜され
た冷媒に伝達することができる。
ブ４２が設置され、この第２バルブ４２の下流側の部位
で管路は後述するように前記アキュムレータ１７内の液
相の冷媒中に配置されている。そのため、この第３の温
水管路２７ｃを流通する冷却水の有する熱は、前記吸込
側回路１５を流通してアキュムレータ１７内に貯溜され
た冷媒に伝達することができる。
【００３１】このアキュムレータ１７の構造は、図２お
よび図３に示すとおりである。
よび図３に示すとおりである。
【００３２】アキュムレータ１７は、密封した容器状に
形成された本体３１を有し、この本体３１内の上部に前
記吸込側回路１５の上流側管路１５ａを開放して接続す
るとともに、上端を開放状態とした下流側管路１５ｂを
本体３１の上部に固定した突沸防止用バッフルプレート
３２にその上端を支持させて構成したもので、この本体
３１の内部には前記バッフルプレート３２より下方とな
る所定の高さで液相冷媒Ｒが貯溜される。
形成された本体３１を有し、この本体３１内の上部に前
記吸込側回路１５の上流側管路１５ａを開放して接続す
るとともに、上端を開放状態とした下流側管路１５ｂを
本体３１の上部に固定した突沸防止用バッフルプレート
３２にその上端を支持させて構成したもので、この本体
３１の内部には前記バッフルプレート３２より下方とな
る所定の高さで液相冷媒Ｒが貯溜される。
【００３３】この液相冷媒Ｒ中には、第１回路１１と第
３温水管路２７ｃとが浸漬して配置されている。そのた
め、このアキュムレータ１７の本体３１中に貯溜された
液相冷媒Ｒと、前記第１回路１１内を流通する冷媒との
間、および前記第３温水管路２７ｃ内を流通する水冷式
エンジン３の冷却水との間においては、各管壁を通じて
の熱交換が可能となっている。
３温水管路２７ｃとが浸漬して配置されている。そのた
め、このアキュムレータ１７の本体３１中に貯溜された
液相冷媒Ｒと、前記第１回路１１内を流通する冷媒との
間、および前記第３温水管路２７ｃ内を流通する水冷式
エンジン３の冷却水との間においては、各管壁を通じて
の熱交換が可能となっている。
【００３４】なお、前記突沸防止用バッフルプレート
は、前記第１回路１１を流通する冷媒や第３温水管路２
７ｃを流通する冷却水の温度が高いので、本体３１中に
貯溜された液相冷媒Ｒの突沸により下流側管路１５ｂに
液相冷媒を吸い込むのを防止する。
は、前記第１回路１１を流通する冷媒や第３温水管路２
７ｃを流通する冷却水の温度が高いので、本体３１中に
貯溜された液相冷媒Ｒの突沸により下流側管路１５ｂに
液相冷媒を吸い込むのを防止する。
【００３５】このように構成された実施例において、前
記第１および第２バルブ４１，４２は、不図示のマイク
ロコンピュータにより制御されて次のように作動する。
記第１および第２バルブ４１，４２は、不図示のマイク
ロコンピュータにより制御されて次のように作動する。
【００３６】前記冷媒回路４が冷房状態で冷房負荷が大
きい場合には、前記第１バルブ４１は開とされ、第２バ
ルブ４２は閉とされる。これによって、第３の温水管路
２７ｃには高温の冷却水が循環せず、高温の冷却水は放
熱用熱交換器２９で放熱されるので、本体３１中の液相
冷媒Ｒは加熱されず、大きな冷房能力を発揮する。
きい場合には、前記第１バルブ４１は開とされ、第２バ
ルブ４２は閉とされる。これによって、第３の温水管路
２７ｃには高温の冷却水が循環せず、高温の冷却水は放
熱用熱交換器２９で放熱されるので、本体３１中の液相
冷媒Ｒは加熱されず、大きな冷房能力を発揮する。
【００３７】また、冷媒回路４が冷房状態で冷房負荷が
小さい場合には、前記第１バルブ４１は閉とされ、第２
バルブ４２は開とされ、本体３１中の液相冷媒Ｒを加熱
して蒸発熱を付加できるので、オイルセパレータ１６か
らのバイパス弁１６ａの開放等の容量制御を廃止するこ
とが可能となり、運転中の室内熱交換器２４の容量を小
さくすることが可能である。
小さい場合には、前記第１バルブ４１は閉とされ、第２
バルブ４２は開とされ、本体３１中の液相冷媒Ｒを加熱
して蒸発熱を付加できるので、オイルセパレータ１６か
らのバイパス弁１６ａの開放等の容量制御を廃止するこ
とが可能となり、運転中の室内熱交換器２４の容量を小
さくすることが可能である。
【００３８】前記冷媒回路４が暖房状態で暖房負荷が大
きい場合には、前記第１バルブ４１は閉とされ、第２バ
ルブ４２は開とされる。これによって、冷却水の排熱は
本体３１内の液相冷媒Ｒに伝達され、冷媒による熱サイ
クルの温度が上昇するので、暖房能力が高められる。
きい場合には、前記第１バルブ４１は閉とされ、第２バ
ルブ４２は開とされる。これによって、冷却水の排熱は
本体３１内の液相冷媒Ｒに伝達され、冷媒による熱サイ
クルの温度が上昇するので、暖房能力が高められる。
【００３９】また、前記冷媒回路４が暖房状態で暖房負
荷が小さい場合には、前記第１バルブ４１は開とされ、
第２バルブ４２は閉とされ、冷却水の排熱は放熱用熱交
換器２９から廃棄される。そのため、運転中の室内熱交
換器２４の容量を小さくすることができ、バイパス弁１
６ａの開放等の容量制御を廃止することが可能となる。
荷が小さい場合には、前記第１バルブ４１は開とされ、
第２バルブ４２は閉とされ、冷却水の排熱は放熱用熱交
換器２９から廃棄される。そのため、運転中の室内熱交
換器２４の容量を小さくすることができ、バイパス弁１
６ａの開放等の容量制御を廃止することが可能となる。
【００４０】さらに、この熱ポンプ装置１の運転初期に
おいては、前記第１バルブ４１は閉とされ、第２バルブ
４２は開とされる。これは、運転初期において、冷媒を
液状のまま下流側管路１５ｂ内に吸い込んで圧縮機２が
いわゆる液圧縮を生じるおそれがあるが、水冷式エンジ
ン３により加熱された冷却水を本体３１内の液相冷媒Ｒ
中に循環させて加熱することによりこれを防止するため
である。
おいては、前記第１バルブ４１は閉とされ、第２バルブ
４２は開とされる。これは、運転初期において、冷媒を
液状のまま下流側管路１５ｂ内に吸い込んで圧縮機２が
いわゆる液圧縮を生じるおそれがあるが、水冷式エンジ
ン３により加熱された冷却水を本体３１内の液相冷媒Ｒ
中に循環させて加熱することによりこれを防止するため
である。
【００４１】以上のように、第１バルブ４１と第２バル
ブ４２とを設け、第１バルブ４１を閉とし、第２バルブ
４２を開とすることで、低温下での冷房時等に蒸発側負
荷の増大により、従来行なわれていた室外熱交換器２２
のファンについての回転数制御を省略することができ
る。また、複数の室内熱交換器２４を備えたいわゆるマ
ルチエアコンの運転時において、前記と同様に第１バル
ブ４１を閉とし、第２バルブ４２を開として蒸発側負荷
を増大することにより、バイパス弁１６ａを備えたバイ
パス通路の省略が可能となる。さらに、放熱用熱交換器
２９の設置を省略することもできる。
ブ４２とを設け、第１バルブ４１を閉とし、第２バルブ
４２を開とすることで、低温下での冷房時等に蒸発側負
荷の増大により、従来行なわれていた室外熱交換器２２
のファンについての回転数制御を省略することができ
る。また、複数の室内熱交換器２４を備えたいわゆるマ
ルチエアコンの運転時において、前記と同様に第１バル
ブ４１を閉とし、第２バルブ４２を開として蒸発側負荷
を増大することにより、バイパス弁１６ａを備えたバイ
パス通路の省略が可能となる。さらに、放熱用熱交換器
２９の設置を省略することもできる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明では、冷房運転中において、室外熱交換器で放熱し
た冷媒は、アキュムレータ内の液冷媒と熱交換してより
確実に液化するので、その後の室内熱交換器での吸熱効
率が向上し吸熱能力が向上する。また、室内熱交換器か
ら圧縮機への冷媒に、途中アキュムレータ内で室外熱交
換器で放熱した冷媒により加熱され気化した冷媒が加わ
るので、冷媒循環量が増大し、冷房能力が向上する。し
かも、アキュムレータはこの冷房能力の向上のための冷
媒を貯留するとともに、温水で加熱されるべき冷媒をも
貯留するので、熱交換のための構造を安価に達成するこ
とができる。
発明では、冷房運転中において、室外熱交換器で放熱し
た冷媒は、アキュムレータ内の液冷媒と熱交換してより
確実に液化するので、その後の室内熱交換器での吸熱効
率が向上し吸熱能力が向上する。また、室内熱交換器か
ら圧縮機への冷媒に、途中アキュムレータ内で室外熱交
換器で放熱した冷媒により加熱され気化した冷媒が加わ
るので、冷媒循環量が増大し、冷房能力が向上する。し
かも、アキュムレータはこの冷房能力の向上のための冷
媒を貯留するとともに、温水で加熱されるべき冷媒をも
貯留するので、熱交換のための構造を安価に達成するこ
とができる。
【００４３】請求項２に記載の発明では、請求項１に加
え、冷房負荷が小さい時には、室外熱交換器での放熱量
が室内熱交換器での吸熱量に比べて大きくなり、室外熱
交換器で液化した冷媒を室内熱交換器で気化できず、時
間の経過とともにアキュムレータ内の液冷媒の液面が上
昇し、そして上昇する分冷媒循環量が減少する。しかも
減少した冷媒が圧縮機から室外熱交換器、室内熱交換器
を経るとさらにアキュムレータ内の液冷媒量が増えて、
最終的には循環する冷媒が不足して冷房そのものが不能
となってしまう。しかし、冷房負荷が小さい時にアキュ
ムレータ内の液冷媒をエンジンからの温水で加熱し気化
させて圧縮機に吸引されるので、循環する冷媒が不足し
て冷房そのものが不能となるようなことはない。特に、
室外熱交換器で放熱した冷媒でアキュムレータ内の冷媒
を加熱するので圧縮機への冷媒供給量が増加し、循環す
る冷媒が不足することはより起きにくくなる。
え、冷房負荷が小さい時には、室外熱交換器での放熱量
が室内熱交換器での吸熱量に比べて大きくなり、室外熱
交換器で液化した冷媒を室内熱交換器で気化できず、時
間の経過とともにアキュムレータ内の液冷媒の液面が上
昇し、そして上昇する分冷媒循環量が減少する。しかも
減少した冷媒が圧縮機から室外熱交換器、室内熱交換器
を経るとさらにアキュムレータ内の液冷媒量が増えて、
最終的には循環する冷媒が不足して冷房そのものが不能
となってしまう。しかし、冷房負荷が小さい時にアキュ
ムレータ内の液冷媒をエンジンからの温水で加熱し気化
させて圧縮機に吸引されるので、循環する冷媒が不足し
て冷房そのものが不能となるようなことはない。特に、
室外熱交換器で放熱した冷媒でアキュムレータ内の冷媒
を加熱するので圧縮機への冷媒供給量が増加し、循環す
る冷媒が不足することはより起きにくくなる。
【００４４】冷房負加が大きい時には、室外熱交換器で
放熱量と室内熱交換器での吸熱量がバランスするので温
水管路ヘ水冷式エンジンの温水を供給する必要がない。
放熱量と室内熱交換器での吸熱量がバランスするので温
水管路ヘ水冷式エンジンの温水を供給する必要がない。
【００４５】暖房負荷が大きい時には、室外熱交換器で
の吸熱量に比べ室内熱交換器での要求放熱量が大きくな
り、この不足する熱量を外気からの吸熱量に温水からの
熱量が付加されるので暖房能力を高めることができる。
の吸熱量に比べ室内熱交換器での要求放熱量が大きくな
り、この不足する熱量を外気からの吸熱量に温水からの
熱量が付加されるので暖房能力を高めることができる。
【００４６】暖房負荷が小さい時には、室外熱交換器で
の吸熱量にバランスした室内熱交換器での要求放熱量と
なるので、アキュームレータ内の液相冷媒と熱交換する
温水回路へ水冷式エンジンの温水を供給する必要がな
く、放熱用熱交換器への温水管路への水冷式エンジンの
温水の循環を制御するのみで、暖房能力を上げることが
可能であり、その結果冷房運転時及び暖房運転時におけ
る運転性をより確実に向上させることができる。
の吸熱量にバランスした室内熱交換器での要求放熱量と
なるので、アキュームレータ内の液相冷媒と熱交換する
温水回路へ水冷式エンジンの温水を供給する必要がな
く、放熱用熱交換器への温水管路への水冷式エンジンの
温水の循環を制御するのみで、暖房能力を上げることが
可能であり、その結果冷房運転時及び暖房運転時におけ
る運転性をより確実に向上させることができる。
【図１】第１実施例のエンジン駆動式熱ポンプ装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】アキュムレータの構造を示す断面図である。
【図３】図２のIIIーIII断面図である。
１ 熱ポンプ装置 ２ 圧縮機 ３ 水冷式エンジン ４ 冷媒回路 ５ 温水回路 ６ 四方弁 ６ａ 第１ポート ６ｂ 第２ポート ６ｃ 第３ポート ６ｄ 第４ポート ７ 基部回路 １５ 吸込側回路 １７ アキュムレータ ２２ 室外熱交換器 ２４ 室内熱交換器 ２７ｃ 第３の温水管路 ２９ 放熱用熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 27/02 F25B 13/00 F25B 13/00 331 F25B 43/00 F25B 1/00 331
Claims (2)
- 【請求項１】水冷式エンジンで駆動され吸込口からを冷
媒を吸い込み、吐出口から吐出する圧縮機と、この圧縮
機の吐出口と四方弁の第１ポートを結ぶ吐出側回路と、
前記圧縮機の吸込口と四方弁の第２ポートを結ぶ吸込側
回路とからなる基部回路と、前記四方弁の第３ポー卜か
ら室外熱交換器、室内熱交換器を経て第４ポートに到る
主相変換回路とからなる冷媒回路とから構成し、冷房運
転時、前記四方弁の内部において第１ポートと第３ポー
トを連通させるとともに第４ポートと第２ポートを連通
させるようにし、暖房運転時、前記四方弁の内部におい
て第１ポートと第４ポートを連通させるとともに第３ポ
ートと第２ポートを連通させるようにしたエンジン駆動
式熱ポンプ装置であり、 前記吸込側回路にアキュムレータを配置し、 このアキュムレータに、前記水冷式エンジンの冷却水を
流通させることによりアキュムレータ内の液相冷媒と熱
交換する温水管路を配置し、 前記アキュムレータに、前記温水管路に加え、アキュム
レータ内の液相冷媒と熱交換する冷媒管路であって、主
相変換回路の内室外熱交換器と室内熱交換器の中間部を
なす冷媒管路を設けたことを特徴とするエンジン駆動式
熱ポンプ装置。 - 【請求項２】水冷式エンジンで駆動され吸込口からを冷
媒を吸い込み、吐出口から吐出する圧縮機と、この圧縮
機の吐出口と四方弁の第１ポートを結ぶ吐出側回路と、
前記圧縮機の吸込口と四方弁の第２ポートを結ぶ吸込側
回路とからなる基部回路と、前記四方弁の第３ポー卜か
ら室外熱交換器、室内熱交換器を経て第４ポートに到る
主相変換回路とからなる冷媒回路とから構成し、冷房運
転時、前記四方弁の内部において第１ポートと第３ポー
トを連通させるとともに第４ポートと第２ポートを連通
させるようにし、暖房運転時、前記四方弁の内部におい
て第１ポートと第４ポートを連通させるとともに第３ポ
ートと第２ポートを連通させるようにしたエンジン駆動
式熱ポンプ装置であり、 前記吸込側回路にアキュムレータを配置し、 このアキュムレータに、前記水冷式エンジンの冷却水を
流通させることによりアキュムレータ内の液相冷媒と熱
交換する温水管路を配置し、 前記アキュムレータに、前記温水管路に加え、アキュム
レータ内の液相冷媒と熱交換する冷媒管路であって、主
相変換回路の内室外熱交換器と室内熱交換器の中間部を
なす冷媒管路を設け、 水冷式エンジンの冷却水を放熱用熱交換器とアキュムレ
ータ内の液相冷媒と熱交換する温水管路とのいずれかに
分流する弁装置を設けるとともに、 この弁装置は、冷房運転状態において冷房負荷が大きい
場合に、水冷式エンジンの冷却水を前記放熱用熱交換器
に循環させ、冷房負荷が小さい場合に、水冷式エンジン
の冷却水を前記温水管路に循環させるようにし、 前記弁装置は、暖房運転状態において暖房負荷が大きい
場合に、水冷式エンジンの冷却水を前記温水管路に循環
させ、暖房負荷が小さい場合に、水冷式エンジンの冷却
水を前記放熱用熱交換器に循環させるようにしたことを
特徴とするエンジン駆動式熱ポンプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29855699A JP3295716B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29855699A JP3295716B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03357744A Division JP3134957B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000234822A JP2000234822A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3295716B2 true JP3295716B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=17861278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29855699A Expired - Fee Related JP3295716B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295716B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5578884B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2014-08-27 | 三菱重工業株式会社 | 高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機 |
| CN103673381B (zh) * | 2013-11-14 | 2015-07-22 | 浙江思科国祥制冷设备有限公司 | 一种新型的全年热回收风冷热泵机组 |
-
1999
- 1999-10-20 JP JP29855699A patent/JP3295716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JP2000234822A (ja) | 2000-08-29 |
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