JPH0424374Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は温室等の熱負荷に対して冷暖房を行な
えるようにしてあるエンジン駆動型ヒートポンプ
であつて、詳しくは凝縮器への温水熱交換媒体循
環回路内で凝縮器出口側に、エンジン冷却水を熱
源とした第１熱交換器及びエンジン排ガスを熱源
とした第２熱交換器で構成されるエンジン排熱を
利用した熱交換器を介装するとともに、熱負荷変
動に対応して圧縮機用エンジン回転数を制御する
ようにしてあるエンジン駆動型ヒートポンプに関
する。

〔従来の技術〕

この種のエンジン駆動型ヒートポンプとして従
来より知られているものの一つに、特開昭60−
66071号公報における第１図で示されたものがあ
り、ここで示されたものは、凝縮器への温水熱交
換媒体循環回路内の凝縮器出口側に、エンジン冷
却水を熱源とする第１熱交換器とエンジン排ガス
を熱源とする第２熱交換器を備え、これら熱交換
器と凝縮器及び熱負荷を配管で直列に連結しただ
けのものであつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記したように、凝縮器と熱交換器及び熱負荷
を直列に配管接続したものを基本とするヒートポ
ンプを、蒸発器に対して熱交換用井戸水を循環さ
せるとともに、温水回路内の温水を暖房負荷に向
けて循環させる暖房状態と、凝縮器に対して熱交
換用井戸水を循環させるとともに冷水回路内の冷
水を冷房負荷に向けて循環させる冷房状態とに、
切換使用する場合に、冷房時には凝縮器からエン
ジン排熱利用熱交換器を循環する温水熱交換媒体
としての井戸水循環量を比較的小量（例えば200
／分）に抑えて地下水源の有効利用を図るよう
にすることができるが、暖房時にはエンジン利用
熱交換器から暖房負荷に亘つて循環する温水熱交
換媒体循環量を、蒸発器に循環させる井戸水との
熱量バランスを維持する為に、冷房時に循環して
いた井戸水の循環量に比べて多く（例えば350
／分）しなければならなかつた。

従つて、冷房時に比べて暖房時の方がエンジン
排熱利用熱交換器を循環する温水熱交換媒体の循
環量が多いので、温水熱交換媒体の冷房時におけ
る温度と暖房時における温度とがエンジン排熱利
用の熱交換器での伝熱特性（熱通過抵抗）に影響
を与えない範囲内にあれば、循環量が多くなつた
分だけ熱交換量が増大して、エンジン冷却水の温
度低下が設定よりも大きくなつて、エンジン過冷
却現象を引起していた。

本考案の目的は温水熱交換媒体循環回路に簡単
な機構を加えるとともに、この機構の作動停止状
態を切換える制御対象を増加させることによつ
て、冷暖房時何れの場合であつてもエンジンの過
冷却現象を未然に回避できるものを提供する点に
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による特徴構成は凝縮器排出側と熱負荷
とを連結するバイパス回路を設けるとともに、こ
のバイパス回路内に、凝縮器からの温水熱交換媒
体をバイパス回路に分岐流入させる開状態と、流
入を阻止する閉状態とに開閉自在な電磁バルブを
介装し、蒸発器に対して熱交換用井戸水を循環さ
せるとともに、温水回路内の温水を暖房負荷に向
けて循環させる暖房作動時には、前記電磁バルブ
を開作動させ、かつ、凝縮器に対して熱交換用井
戸水を循環させるとともに、冷水回路内の冷水を
冷房負荷に向けて循環させる冷房作動時のうち、
前記エンジン回転数が設定値よりも大であるとき
は前記電磁バルブを閉作動させ、前記エンジン回
転数が設定値よりも小であるときは前記電磁バル
ブを開作動させるよう制御する制御手段を備えて
ある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、暖房時にはバルブを開状態に維持する
ことによつて、前記バイパス回路を介して凝縮器
から排出された熱交換媒体の一部を直接熱負荷に
向けて循環させることができるので、エンジン排
熱利用熱交換器を循環する熱交換媒体の循環量を
冷房時の循環量よりも少ないものに抑制すること
ができる。そして、冷房作動時には、冷房負荷の
状態に応じてエンジン回転数が設定値よりも高い
ときは電磁バルブを閉作動させることで、エンジ
ン排熱利用熱交換器への熱交換媒体の循環量を所
定の循環量に設定し、冷房負荷の減少に伴つてエ
ンジン回転数が低下すると、第４図に示すよう
に、エンジン自体の排熱量も低下してエンジンが
過冷却を起こすおそれがあるので、このようなと
きは電磁バルブを開作動させてエンジン排熱利用
熱交換器への熱交換媒体の流入量を抑制するので
ある。しかも、バイパス回路の設置部位が凝縮器
出口から熱負荷に直結するようになつているの
で、凝縮器での循環量は所定量を維持でき、凝縮
器と蒸発器での熱バランスを崩すことはない。

〔発明の効果〕

従つて、エンジン排熱を回転数で察知する制御
対象の増加によつてよりきめ細なエンジン運転制
御が行え、冷暖房時何づれの場合にもエンジンが
過冷却に至ることを防止できる効果を得られた。

〔実施例〕

第１図及び第２図に示すように、凝縮器１、膨
脹弁２、蒸発器３、エンジンＥ駆動型圧縮機４を
備えた冷媒循環回路に対して、凝縮器１への温水
熱交換媒体循環回路５内で凝縮器１出口側に、エ
ンジン排ガスを熱源とした第２熱交換器７とこの
第２熱交換器７との熱交換を行つた後のエンジン
冷却水を熱源とする第１熱交換器７からなるエン
ジン排熱を利用した熱交換器８を介装するととも
に、蒸発器３に対して冷水熱交換媒体循環回路９
を設けてある。これら冷温水熱交換媒体循環回路
９，５に対して夫々井戸水循環回路１０と温室等
の熱負荷循環回路１１とを連通状態にして、第１
図に示すように、熱負荷１２に凝縮器１からの温
水を循環させるとともに、蒸発器３に井戸水を循
環させる暖房状態と、第２図に示すように、冷水
熱交換媒体循環回路５と温室等の熱負荷循環回路
１１及び井戸水循環回路１０と温水熱交換媒体循
環回路９とを連通状態にして、熱負荷１２に冷水
を循環させる冷房状態とに切換可能なヒートポン
プを構成してある。

暖房状態での暖房負荷１２Ａに対して循環され
る温水循環量は350／分で、蒸発器３側への冷
水循環量は200／分である。又、冷房状態での
冷房負荷１２Ｂに対して循環される冷水循環量は
300／分で、凝縮器１側への温水（井戸水）循
環量は200／分である。そして、暖房状態での
温水の暖房負荷１２Ａとの熱交換後の下降温度は
５℃であつて、冷房状態での冷水の冷房負荷１２
Ｂとの熱交換後の上昇温度は11℃である。

凝縮器１排出側と熱負荷１２とを直結するバイ
パス回路１３を設けるとともに、このバイパス回
路１３に凝縮器１からの熱水をバイパス回路に流
入させる電磁バルブ１４を設け、暖房時には電磁
バルブ１４を開作動させて、エンジン排熱利用熱
交換器８へ循環する熱水量を冷房時の循環量
（200／分）まで低下させることができ、エンジ
ンＥの過冷却を防止できる。又、冷房時には電磁
バルブ１４を閉作動させて、凝縮器１からの熱水
量を全量エンジン排熱利用熱交換器８へ流入させ
るようにしてある。但し、この冷房時においても
エンジン回転数によつて前記電磁バルブ１４を開
閉するようにしてある。つまり、第３図に示すよ
うに、エンジンＥ燃料噴射量調節用コントロール
ラツク１５にベルクランク１６を介して連動連結
した電子カバナー１７の摺動ロツド２０を、温水
熱交換媒体循環回路５に設けられた温度検出セン
サ１９の検出結果に基づいて摺動作動させて燃料
噴射量を調節することによつてエンジン回転数を
制御する制御装置２３〔制御手段の一例〕を構成
するとともに、この制御装置２３のフイードバツ
ク制御機構として使用されるべくクランク軸２１
端部に設けられた回転センサ２２からの検出結果
によつて、検出回転数Ｎが設定回転数N₀より低
下すれば回転センサ２２からの検出信号を制御装
置２３を介して電磁バルブ１４に伝達し、前記電
磁バルブ１４を開にして、エンジン排熱利用熱交
換器８への循環量を減少させるようにしてある。
従つて、前記回転センサ２２を燃料噴出調節だけ
でなく、電磁バルブ１４の開閉制御にも兼用使用
することができ、部品点数の削減化が図れる。

〔別実施例〕

エンジン排熱利用熱交換器８は凝縮器１からの
温水をエンジン冷却水を熱源とした第１熱交換器
６で熱交換させた後、エンジン排気ガスを熱源と
した第２熱交換器７で熱交換するように、両熱交
換器６，７を温水と熱交換させるようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るエンジン駆動型ヒートポン
プの実施例を示し、第１図は暖房状態を示す全体
構成図、第２図は冷房状態を示す全体構成図、第
３図は電子がバナーを示す縦断面図、第４図はエ
ンジン回転数と排熱量のグラフ、第５図は電磁バ
ルブの開閉制御を示すフローチヤートである。 １……凝縮器、３……蒸発器、８……エンジン
排熱利用熱交換器、１２……熱負荷、１２Ａ……
暖房負荷、１２Ｂ……冷房負荷、１３……バイパ
ス回路、１４……電磁バルブ、２３……制御手
段、Ｅ……圧縮機用エンジン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 凝縮器１への温水熱交換媒体循環回路５内で、
   凝縮器１出口側にエンジン排熱を利用した熱交換
   器８を介装するとともに、熱負荷１２変動に対応
   して圧縮機用エンジンＥの回転数を変更制御する
   ようにしてあるエンジン駆動型ヒートポンプであ
   つて、前記凝縮器１排出側と熱負荷１２とを直結
   するバイパス回路１３を設けるとともに、このバ
   イパス回路１３内に、凝縮器１からの温水熱交換
   媒体をバイパス回路１３に分岐流入させる開状態
   と、流入を阻止する閉状態とに開閉自在な電磁バ
   ルブ１４を介装し、蒸発器３に対して熱交換用井
   戸水を循環させるとともに、温水回路内の温水を
   暖房負荷１２Ａに向けて循環させる暖房作動時に
   は、前記電磁バルブ１４を開作動させ、かつ、凝
   縮器１に対して熱交換用井戸水を循環させるとと
   もに、冷水回路内の冷水を冷房負荷１２Ｂに向け
   て循環させる冷房作動時のうち、前記エンジン回
   転数が設定値よりも大であるときは前記電磁バル
   ブ１４を閉作動させ、前記エンジン回転数が設定
   値よりも小であるときは前記電磁バルブ１４を開
   作動させるよう制御する制御手段２３を備えてあ
   るエンジン駆動型ヒートポンプ。