JPH08233403A - エンジン駆動式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房運転時の室外熱交換器における蒸発圧力
を高めることで、各コイルなどへの冷媒の分流が均一に
行われ易くすると共に、伝熱効率を改善して暖房時の能
力低下を解消し、且つ、着霜し難くする。 【構成】 二重管式熱交換器７の内側の通路を介して、
冷媒回路１０の冷媒パイプ１０ａ・１０ｂを連通し、外
側の通路を介して冷却水回路１１の冷却水パイプ１１ａ
・１１ｂを連通させた。エンジン１・圧縮機３を収納す
る機械室Ｆ１の上に、室外熱交換器５・二重管式熱交換
器７を収納する熱交換室Ｆ２を設け、機械室Ｆ１と熱交
換室Ｆ２とに分離している隔離板２１に設けた配管用開
口２２ａ・２２ｂと、二重管式熱交換器７とを消音部材
２３ａ・２３ｂにより覆った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンによって圧縮
機を駆動し、フロンなどの冷媒を圧縮・循環させて冷／
暖房運転を行う空気調和機に関するものであり、特に詳
しくはエンジン排熱を利用するタイプのエンジン駆動式
空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として、例えば図５に示し
たように冷媒が高圧の液になって流れる配管部と圧縮機
３の吸込側配管部との間を、途中に二重管式熱交換器７
を有する排熱回収冷媒管路１０ｄを介して接続すると共
に、この二重管式熱交換器７の残余の通路に冷却水回路
１１を配管接続して、エンジン１の排ガス通路１ａの途
中に設置した排ガス熱交換器１２と、エンジン１の本体
内部を通って冷却作用を行ってきた冷却水が供給できる
ように構成し、さらに、二重管式熱交換器７で冷媒と熱
交換した冷却水が、室外熱交換器５と一体化して設けた
図示しない放熱器で大気および冷媒に放熱して、排ガス
熱交換器１２・エンジン１に還流するように配管接続し
た構成のエンジン駆動式空気調和機が周知である。

【０００３】なお、図中２はエンジン１の回転を圧縮機
３に伝達するための撓み継手、４は冷媒の流れる方向を
切り換えて冷／暖房運転の何れかを選択するための四方
弁、６は室内熱交換器であり、上記のように構成したエ
ンジン駆動式空気調和機においては、外気からの熱の汲
み上げが特に困難となる気温低下の著しい厳冬期の暖房
運転においても、エンジン１の排熱が有効利用できるの
で、暖房能力が確保し易いと云ったメリットがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のエ
ンジン駆動式空気調和機における暖房運転では、高圧の
液状冷媒の一部が途中に二重管式熱交換器を有する排熱
回収冷媒管路に流れて室外熱交換器をバイパスするの
で、蒸発圧力が低下して室外熱交換器における冷媒の分
流不良や熱交換不良をきたし、甚だしいときには着霜す
ることがあると云う問題点があった。また、構成が複雑
であるので、製造コストが高く付くと云う問題点もあ
り、これら問題点の解決が課題とされていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するため、エンジンで駆動される圧縮機・四
方弁・室外熱交換器・室内熱交換器などを接続して形成
される冷／暖房切換可能なエンジン駆動式空気調和機に
おいて、

【０００６】四方弁と室外熱交換器とを接続する冷媒配
管に二重管式熱交換器を介在し、この二重管式熱交換器
の残余の通路にエンジンを冷却した冷却水が循環可能に
冷却水配管を接続するようした第１の構成のエンジン駆
動式空気調和機と、

【０００７】前記第１の構成のエンジン駆動式空気調和
機において、室外熱交換器を収納した熱交換室を、エン
ジン・圧縮機などを収納した機械室の上に設置すると共
に、熱交換室と機械室とを連通する配管用開口部と、熱
交換室に収納した二重管式熱交換器とを、消音部材によ
って覆うようにした第２の構成のエンジン駆動式空気調
和機とを提供するものである。

【０００８】

【作用】暖房運転時に室外熱交換器で大気から熱を奪っ
て蒸発し、圧縮機に還流するガス状冷媒は、エンジンを
冷却して高温になった冷却水により二重管式熱交換器で
加熱されるため、蒸発圧力が高くなる。

【０００９】このため、室外熱交換器の各コイルなどへ
の冷媒の分流が均一に行われ易くなると共に、室外熱交
換器おける伝熱効率が向上して、冷媒による熱回収効率
が向上する。また、室外熱交換器における伝熱効率が向
上するため、気温低下の著しい厳冬期の暖房運転におい
ても着霜し難い。

【００１０】また、室外熱交換器を収納した熱交換室
を、エンジン・圧縮機などを収納した機械室の上に設置
すると共に、熱交換室と機械室とを連通する配管用開口
部と、熱交換室に収納した二重管式熱交換器とを、消音
部材によって覆うようにした請求項２の発明では、所要
床面積が縮小すると共に、エンジンや圧縮機などが発す
る騒音が機外に漏れ出ることが防止される。

【００１１】また、請求項２の発明の場合、消音部材を
耐水性素材によって構成すれば、熱交換用大気の取り込
み口などから雨などが入ることがあっても、二重管式熱
交換器が濡れたり、下の機械室に水が侵入すると云った
ことが防止される。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施例
を詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、これ
らの図においても前記図５において説明した部分と同様
の機能を有する部分には、同一の符号を付した。

【００１３】図１に例示した本発明になるエンジン駆動
式空気調和機は、ガスや油などを燃料とするエンジン１
が撓み継手２を介して駆動する圧縮機３、四方弁４、並
列に設置した２台の室外熱交換器５、室内熱交換器６、
ストレーナＳ１・Ｓ２・Ｓ３・Ｓ４、室外膨張弁Ｖ１、
室内膨張弁Ｖ２、逆止弁Ｖ３・Ｖ４を配管接続すること
によって、冷／暖房の切換運転が可能な冷媒回路１０を
構成している。

【００１４】そして、冷媒回路１０の内の四方弁４と室
外熱交換器５とを接続している配管部分に、二重管式熱
交換器７を介在させ、この二重管式熱交換器７の内側の
通路、例えば太径管７ａに挿入した細管７ｂの内部を介
して、例えば室外熱交換器５に連通する冷媒パイプ１０
ａと四方弁４に連通する冷媒パイプ１０ｂとを連通させ
ると共に、太径管７ａの内壁と細管７ｂの外壁との間を
介して、エンジン１の排ガス通路１ａの途中に設置した
排ガス熱交換器１２と、エンジン１の本体内部を通って
冷却作用を行ってきた冷却水が流れるように、冷却水回
路１１の冷却水パイプ１１ａと１１ｂとが連通するよう
に配管接続してある。

【００１５】また、冷却水回路１１は、上記構成の二重
管式熱交換器７で冷媒と熱交換してこれを加熱し、自身
の温度を下げた冷却水が、室外熱交換器５と一体化して
設けた図示しない放熱器で大気および冷媒に放熱し、そ
の後冷却水パイプ１１ｃを介して排ガス熱交換器１２・
エンジン１に還流するように構成してある。なお、１４
は、この冷却水回路１１の途中に設置した、冷却水を強
制循環させるための冷却水ポンプである。

【００１６】エンジン１・圧縮機３・室外熱交換器５・
二重管式熱交換器７などの好ましい具体的な配置構成
を、図２に基づいて説明する。

【００１７】すなわち、駆動部分があり、且つ、重量部
材でもあるエンジン１および圧縮機３は、室外ユニット
２０の１階の機械室Ｆ１に収納し、室外熱交換器５・二
重管式熱交換器７などの軽量部材は２階の熱交換室Ｆ２
に収納する。

【００１８】熱交換室Ｆ２の側壁には熱交換用の図示し
ない外気取り込み口を形成し、天壁には空気吹き出し口
２５を形成してある。

【００１９】そして、室外ユニット２０を１階の機械室
Ｆ１と２階の熱交換室Ｆ２とに分離している隔離板２１
に設けた配管用開口２２ａ・２２ｂと、横置きした二重
管式熱交換器７とを、例えば油性ペイントを塗布したス
チール製の箱型をした消音部材２３ａ・２３ｂによって
覆っている。なお、消音部材の側部には機械室Ｆ１の熱
を熱交換室Ｆ２を介して機外に放出するための開口２４
を設けてある。

【００２０】また、２階の熱交換室Ｆ２における熱交換
器類の配置は、例えば図３のように配設する。すなわ
ち、二重管式熱交換器７を隔離板２１の上に２本横置き
すると共に、この二重管式熱交換器７の外側の通路に機
械室Ｆ１のエンジン１などを冷却した冷却水を流入させ
る冷却水パイプ１１ａと、室外熱交換器５と一体に形成
した図示しない放熱器で放熱した冷却水が流れる冷却水
パイプ１１ｃとを一方の配管用開口、例えば２２ａに配
管設置し、他方の配管用開口、すなわち２２ｂには、室
外膨張弁Ｖ１から冷媒を室外熱交換器５に導く冷媒パイ
プ１０ｃと、二重式熱交換器７の内側の通路を流れて冷
却水と熱交換した冷媒を機械室Ｆ１の圧縮機３に導く冷
媒パイプ１０ｂとを配管設置してある。

【００２１】上記構成のエンジン駆動式空気調和機の暖
房運転時における冷媒と冷却水の挙動について見ると、
エンジン１が駆動する圧縮機３によって圧縮された高温
高圧のガス状冷媒は、四方弁４を通って室内熱交換器６
に流入し、ここで図示しない室内ファンが送風する室内
空気と熱交換して凝縮する。この冷媒が凝縮する際に放
出する凝縮熱によって加熱された室内空気は、室内ファ
ンによって室内に戻され暖房に供される。

【００２２】室内熱交換器６で凝縮した冷媒は、室外膨
張弁Ｖ１を通って減圧されて室外熱交換器５に至り、こ
こで室外ファン８が送風する外気および冷却水回路１１
により循環供給される高温になった冷却水から熱を奪っ
て蒸発する。室外熱交換器５で蒸発した冷媒は、二重管
式熱交換器７で外側の通路を流れる高温の冷却水と熱交
換してさらに温度を上げ、四方弁４を通って圧縮機３に
戻る。

【００２３】一方、冷却水ポンプ１４によって強制循環
する冷却水回路１１の冷却水は、排ガス熱交換器１２と
エンジン１の本体内を通って冷却作用を行い、自身の温
度を上昇させた後、二重管式熱交換器７・室外熱交換器
５に送られ、それぞれの熱交換器で熱交換して放熱し、
排ガス熱交換器１２・エンジン１に還流する。

【００２４】すなわち、ガスや油を燃料とするエンジン
１の駆動によって発生する熱は、冷却水回路１１を流れ
ている冷却水に、エンジン１および排ガス熱交換器１２
において移行する、そして、この高温になった冷却水
が、冷却水ポンプ１４によって先ず二重管式熱交換器７
に運ばれ、ここで内側の細管７ｂを流れている低温のガ
ス状冷媒と熱交換してこれを加熱し、自身の温度を下げ
る。この温度低下した冷却水が室外熱交換器５に運ば
れ、ここで冷媒と室外ファン８が送風する外気に放熱し
てさらに温度を下げた後、排ガス熱交換器１２・エンジ
ン１に還流してエンジン１の熱を奪うと云った循環が行
われる。

【００２５】上記暖房運転中、圧縮機３に還流する冷媒
は、室外熱交換器５で大気から熱を奪って蒸発するだけ
でなく、排ガス熱交換器１２・エンジン１において熱交
換し、冷却水回路１１より循環供給される高温の冷却水
によって、室外熱交換器５および二重管式熱交換器７に
おいて加熱されるため、蒸発圧力が高くなる。

【００２６】このため、室外熱交換器５の各コイルなど
への冷媒の分流が均一に行われ易くなる。また、室外熱
交換器５における伝熱効率が向上し、冷媒による大気お
よび高温冷却水からの熱回収効率が向上する。また、室
外熱交換器５における伝熱効率が向上するため、外気温
度が低下しても、着霜し難くなる。

【００２７】また、隔離板２１に設けた配管用開口２２
ａ・２２ｂと二重管式熱交換器７とを、消音部材２３ａ
・２３ｂによって覆ったので、機械室Ｆ１に設置したエ
ンジン１・圧縮機３から出る騒音が２階の熱交換室Ｆ２
を経由して機外に漏れ難くなくなったので、運転時の騒
音を低レベルに抑え込むことができる。

【００２８】この室外ユニット２０のように、消音部材
２３ａ・２３ｂを油性ペイントなどを塗布したスチール
などの耐水性素材によって形成すると、熱交換用の図示
しない外気取り込み口あるいは空気吹き出し口２５など
から雨などが入ることがあっても、二重管式熱交換器７
が濡れたり、１階の機械室Ｆ１に水が侵入すると云った
ことが防止できる。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００３０】例えば、二重管式熱交換器７は、図４に示
したように、複数、例えば４本の細管７ｂを太径管７ａ
に挿入して、体積に対する伝熱面積比を上げ、熱交換効
率を高めるように構成することも可能である。

【００３１】また、二重管式熱交換器７の内側の通路に
冷却水を流し、外側の通路に冷媒を流すように構成して
も良い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、エンジン
で駆動される圧縮機・四方弁・室外熱交換器・室内熱交
換器などを接続して形成される冷／暖房切換可能なエン
ジン駆動式空気調和機において、

【００３３】四方弁と室外熱交換器とを接続する冷媒配
管に二重管式熱交換器を介在し、この二重管式熱交換器
の残余の通路にエンジンを冷却した冷却水が循環可能に
冷却水配管を接続するように構成したので、

【００３４】暖房運転時に室外熱交換器で大気から熱を
奪って蒸発し、圧縮機に還流するガス状冷媒は、エンジ
ンを冷却して高温になった冷却水により二重管式熱交換
器で加熱されるため、蒸発圧力が高くなる。

【００３５】このため、室外熱交換器の各コイルなどへ
の冷媒の分流が均一に行われると共に、室外熱交換器に
おける伝熱効率が向上して、冷媒による大気からの熱回
収効率が改善される。また、室外熱交換器における伝熱
効率が向上するため、外気温度が低下しても、着霜し難
くなると云った効果がある。

【００３６】しかも、図５に例示した従来技術に比べる
と、装置構成が簡略化されているので、材料費・加工費
の両面から製造コストが削減できると云った効果もあ
る。

【００３７】また、室外熱交換器を収納した熱交換室
を、エンジン・圧縮機などを収納した機械室の上に設置
すると共に、熱交換室と機械室とを連通する配管用開口
部と、熱交換室に収納した二重管式熱交換器とを、消音
部材によって覆うようにした請求項２の発明では、所要
床面積が縮小すると共に、エンジンや圧縮機などが発す
る騒音が機外に漏れ出ることが防止されると云った効果
がある。

【００３８】また、請求項２の発明の場合には、消音部
材を耐水性の素材によって構成すれば、熱交換用大気の
取り込み口などから雨などが入ることがあっても、二重
管式熱交換器が濡れたり、下の機械室に水が侵入すると
云ったことが防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す説明図である。

【図２】一実施例の要部を示す説明図である。

【図３】一実施例の要部を示す説明図である。

【図４】変形実施例を示す説明図である。

【図５】従来技術を示す説明図である。

【符号の説明】

１ エンジン １ａ 排ガス通路 ２ 撓み継手 ３ 圧縮機 ４ 四方弁 ５ 室外熱交換器 ６ 室内熱交換器 ７ 二重管式熱交換器 ７ａ 太径管 ７ｂ 細管 ８ 室外ファン １０ 冷媒回路 １０ａ・１０ｂ・１０ｃ 冷媒パイプ １１ 冷却水回路 １１ａ・１１ｂ・１１ｃ 冷却水パイプ １２ 排ガス熱交換器 １４ 冷却水ポンプ ２０ 室外ユニット ２１ 隔離板 ２２ａ・２２ｂ 配管用開口 ２３ａ・２３ｂ 消音部材 ２４ 開口 ２５ 空気吹き出し口 Ｆ１ 機械室 Ｆ２ 熱交換室 Ｖ１ 室外膨張弁 Ｖ２ 室内膨張弁 Ｖ３・Ｖ４ 逆止弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンで駆動される圧縮機・四方弁・
   室外熱交換器・室内熱交換器などを接続して形成される
   冷／暖房切換可能なエンジン駆動式空気調和機におい
   て、四方弁と室外熱交換器とを接続する冷媒配管に二重
   管式熱交換器を介在し、この二重管式熱交換器の残余の
   通路にエンジンを冷却した冷却水が循環可能に冷却水配
   管を接続したことを特徴とするエンジン駆動式空気調和
   機。
2. 【請求項２】 室外熱交換器を収納した熱交換室を、エ
   ンジン・圧縮機などを収納した機械室の上に設置すると
   共に、熱交換室と機械室とを連通する配管用開口部と、
   熱交換室に収納した二重管式熱交換器とを、消音部材に
   よって覆ったことを特徴とする請求項１記載のエンジン
   駆動式空気調和機。