JP3410583B2 - エンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒートポンプにおける着霜防止装置 - Google Patents

エンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒートポンプにおける着霜防止装置

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JP3410583B2 JP16576195A JP16576195A JP3410583B2 JP 3410583 B2 JP3410583 B2 JP 3410583B2 JP 16576195 A JP16576195 A JP 16576195A JP 16576195 A JP16576195 A JP 16576195A JP 3410583 B2 JP3410583 B2 JP 3410583B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスエンジンによりコ
ンプレッサーを駆動して冷房及び暖房サイクルを運転す
ると共に、前記ガスエンジンの廃熱(冷却水)を給湯等
に利用するエンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒート
ポンプにおける着霜防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のエンジン廃熱回収型ガスエ
ンジン駆動ヒートポンプの説明図であって、1はガスエ
ンジン、2はガスエンジン1の冷却水が循環する冷却水
回路である。3は冷却水回路2に取り付けられた廃熱回
収器、4は給湯加熱・温水暖房等に利用される廃熱回収
ライン、5は冷媒加熱器、6は暖房サイクルライン、7
は蒸発器、8は室外熱交換器、8aはファン、9はラジ
ェータ、9aはファン、10は冷却水循環ポンプ、11
はラジェータ9をバイパスするバイパスライン、12は
バイパスライン11の分岐部に取り付けられた切換弁付
のサーモスタットであって、このサーモスタット12は
冷却水の温度が低い場合には前記ラジェータ9をバイパ
スさせる。上記従来のヒートポンプは、ガスエンジン1
によりコンプレッサーを駆動して冷房及び暖房サイクル
を運転するものであって、冷媒加熱器5は、暖房サイク
ルに際して冷媒の蒸発器として機能する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ヒートポンプにお
いて、給湯及び暖房負荷が増大して廃熱回収器3での吸
熱が進行したり、或いはヒートポンプ運転において暖房
負荷が増大した場合、冷媒加熱器5の蒸発能力が小さく
なることから、室外熱交換器8に着霜することがある。
そして、この着霜が生じると、暖房能力が低下する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するのが目的であって、その構成は次のとおりであ
る。 1.ガスエンジンの冷却水回路を廃熱回収器及び冷媒加
熱器及びラジェータの順に循環させて、ガスエンジンの
廃熱を回収するエンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒ
ートポンプにおいて、前記冷却水回路に廃熱回収器をバ
イパスする着霜防止バイパスラインを取り付けたこと、
前記冷却水回路と着霜防止バイパスラインの分岐部に三
方弁を取り付けたこと、前記冷媒加熱器内を循環する冷
媒圧力を検知してこの圧力が一定値以下に低下したとき
に前記三方弁を着霜防止バイパスライン側に切り換えて
室外熱交換器に着霜するのを防止するための着霜防止回
路を設けたこと、を特徴とするエンジン廃熱回収型ガス
エンジン駆動ヒートポンプにおける着霜防止装置。 2.冷媒加熱器内に冷媒蒸発温度センサを取り付けて循
環する冷媒の蒸発温度を検知し、この冷媒蒸発温度が一
定値以下に低下したときに着霜防止回路が三方弁をバイ
パスライン側に切り換えるように構成して成る前記1記
載のエンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒートポンプ
における着霜防止装置。
【0005】
【作用】冷房を行う場合、ガスエンジンによりコンプレ
ッサーを駆動すると、圧縮された冷媒は四方弁から冷媒
回路を経由して室外熱交換器で放熱を行い、次に膨張弁
を経由して蒸発器に至り、ここで蒸発してブライン又は
室内空気から直接熱を奪って冷房を行う。次に暖房を行
う場合には、ガスエンジンによりコンプレッサーを駆動
すると、圧縮された冷媒は四方弁から冷媒回路を逆流す
るかたちで、室内熱交換器内に至り、ここで凝縮して、
熱を室内空気に放出して暖房を行う。この冷・暖房サイ
クルにおいて、ガスエンジンの冷却水は、冷却水回路を
経由して廃熱回収器に至り、ここで給湯加熱・温水暖房
補助加熱を行い、次に冷媒加熱器に至り、ここで暖房サ
イクル側の冷媒を加熱して蒸発させ、ラジェータを経由
して、又はラジェータを経由せずに冷却水循環ポンプを
経由してガスエンジンに戻る。上記運転において、暖房
運転の場合、冷媒加熱器内においては、冷媒の蒸発が行
われており、この冷媒の圧力又は蒸発温度は圧力センサ
又は温度センサで検知され、この値が着霜防止回路に入
力される。着霜防止回路は、入力される圧力又は温度を
監視し、この値が設定値を超えた場合、三方弁に信号を
送ってこの三方弁をバイパス回路側に切り換えてガスエ
ンジンから出た冷却水を三方弁→着霜防止バイパス回路
→冷媒熱交換器と流し、廃熱回収器を経由させない。こ
の結果、ガスエンジンから出た高温例えば80℃〜85
℃の冷却水は、直接冷媒加熱器に供給されるため、冷媒
の蒸発が促進され、よって、室外熱交換器の着霜が防止
される。そして、冷媒加熱器内の冷媒圧力又は冷媒蒸発
温度が所定の圧力又は温度に回復すると、着霜防止回路
は、三方弁を着霜防止バイパス回路側から廃熱回収器側
に切り換えて給湯加熱・暖房温水補助加熱を行う。な
お、暖房を優先する場合には、前記冷媒圧力又は冷媒蒸
気温度とは関係なしに、三方弁を廃熱回収器側に固定す
る。
【0006】
【実施例】図1に基づいて本発明の実施例を詳述する。
符号の1はガスエンジンであって、ヒートポンプサイク
ルの運転は、このガスエンジン1により行われる。2は
前記ガスエンジン1の冷却水回路(廃熱回収回路)、3
は冷却水回路2に取り付けられた廃熱回収器であって、
この廃熱回収器3により、高温の冷却水が持つ熱エネル
ギーを廃熱回収ライン4で回収し、この回収した熱エネ
ルギーを給湯或いは暖房用に利用する。5は冷却水回路
2に取り付けられた冷媒加熱器であって、この冷媒加熱
器5は、ヒートポンプにおける暖房ライン6の蒸発器7
に熱を与えて、冷媒を蒸発させる。8は室外熱交換器、
8aはファンである。なお、暖房ライン6において、6
aはコンプレッサー、6bは四方弁、6cは室内熱交換
器、6dはファン、6eは膨張弁である。9は冷却水回
路2に取り付けられたファン9a付のラジェータであっ
て、冷却水温が高い場合に、このラジェータ9側を冷却
水が通過してファン9aにより空冷され、冷却水循環ポ
ンプ10を経由してガスエンジン1に戻る。11は前記
ラジエータ9をバイパスするバイパスラインであって、
分岐部に切換弁付のサーモスタット12が取り付けられ
ており、冷却水の温度をこのサーモスタット12で検知
し、前記廃熱回収及び冷媒加熱時の負荷が大きくて冷却
水の温度が一定温度以下に低下している場合には、ラジ
ェータ9を通過させずにバイパスライン11からガスエ
ンジン1に戻す。13はガスエンジン1の吐出側(廃熱
回収器3との間)を分岐し、廃熱回収器3とガスエンジ
ン1間を結ぶ着霜防止バイパスラインであって、この分
岐部には三方弁14が取り付けられている。15は着霜
防止回路であって、この着霜防止回路15は、冷媒加熱
器5に組み込まれた蒸発器7内冷媒圧力又は蒸発温度を
圧力センサ(又は温度センサ)16で検知し、圧力又は
温度が規定以下になった場合に、前記三方弁14を着霜
防止バイパスライン13側に切り換えて廃熱回収器3で
の廃熱回収を行わずに直接高温冷却水を冷媒加熱器5に
供給して蒸発器7を加熱することにより、冷媒圧力又は
冷媒蒸気温度を上昇させて室外熱交換器8に着霜するの
を防止し、加えて冷媒圧力又は冷媒蒸気の温度が規定以
上に上昇した場合には三方弁14を元に戻して廃熱回収
器3側を通過させる運転制御を行う。なお、上記着霜防
止回路15は、暖房を優先する場合にも三方弁14を着
霜防止バイパスライン13側に切り換えてヒートポンプ
の暖房運転を優先させる制御を任意に行うこともでき
る。17は通信線である。
【0007】
【発明の効果】本発明は以上のように、ヒートポンプに
おいて、暖房サイクル運転中、この暖房サイクル側の負
荷が増大した場合或いは(及び)廃熱回収器側の負荷が
増大して冷媒加熱器における冷媒圧力又は冷媒蒸気温度
が規定値以下(着霜危険域)になった場合に、廃熱回収
器をバイパスさせて冷却水を直接冷媒加熱器側に供給す
るため、室外熱交換器の着霜を未然に防止して、暖房運
転を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明図。
【図2】従来のエンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒ
ートポンプの説明図。
【符号の説明】
1 ガスエンジン 2 冷却水回路(廃熱回収回路) 3 廃熱回収器 4 廃熱回収ライン 5 冷媒加熱器 6 暖房ライン 7 蒸発器 8 室外熱交換器 8a ファン 9 ラジェータ 9a ファン 10 冷却水循環ポンプ 11 バイパスライン 12 サーモスタット 13 着霜防止バイパスライン 14 三方弁 15 着霜防止回路 16 センサ 17 通信線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−140567(JP,A) 特開 昭61−250468(JP,A) 特開 平6−257887(JP,A) 特開 昭54−157364(JP,A) 特開 昭56−110852(JP,A) 特開 平1−111175(JP,A) 特開 平6−201220(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 47/02 F25B 13/00 F25B 27/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスエンジンの冷却水回路を廃熱回収器
    及び冷媒加熱器及びラジェータの順に循環させて、ガス
    エンジンの廃熱を回収するエンジン廃熱回収型ガスエン
    ジン駆動ヒートポンプにおいて、 前記冷却水回路に廃熱回収器をバイパスする着霜防止バ
    イパスラインを取り付けたこと、 前記冷却水回路と着霜防止バイパスラインの分岐部に三
    方弁を取り付けたこと、 前記冷媒加熱器内を循環する冷媒圧力を検知してこの圧
    力が一定値以下に低下したときに前記三方弁を着霜防止
    バイパスライン側に切り換えて室外熱交換器に着霜する
    のを防止するための着霜防止回路を設けたこと、 を特徴とするエンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動ヒー
    トポンプにおける着霜防止装置。
  2. 【請求項2】 冷媒加熱器内に冷媒蒸発温度センサを取
    り付けて循環する冷媒の蒸発温度を検知し、この冷媒蒸
    発温度が一定値以下に低下したときに着霜防止回路が三
    方弁をバイパスライン側に切り換えるように構成して成
    る請求項1記載のエンジン廃熱回収型ガスエンジン駆動
    ヒートポンプにおける着霜防止装置。
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