JPH0849942A - 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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- JPH0849942A JPH0849942A JP6185783A JP18578394A JPH0849942A JP H0849942 A JPH0849942 A JP H0849942A JP 6185783 A JP6185783 A JP 6185783A JP 18578394 A JP18578394 A JP 18578394A JP H0849942 A JPH0849942 A JP H0849942A
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- refrigerant
- cooling water
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/04—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- 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
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンの騒音増大、耐久性低下を招くこと
なく、低温暖房時の暖房能力を高めることができるエン
ジン駆動式熱ポンプ装置を提供すること。 【構成】 ガスエンジン１によって駆動される圧縮機２
によって冷媒を循環させる冷媒回路３４と、ガスエンジ
ン１を冷却する冷却水を循環させる冷却水回路３６を有
し、前記冷媒回路３４には膨張弁４０と室内熱交換器３
９及び室外熱交換器４２を設け、前記冷却水回路３６に
は排気ガス熱交換器２７を設けて成るエンジン駆動式熱
ポンプ装置において、低温暖房時において冷媒の高圧側
圧力に応じてガスエンジン１の廃熱量を制御する制御手
段を設ける。本発明によれば、低温暖房時においてガス
エンジン１の熱効率が下げられて排気ガス熱交換器２７
における伝熱量が増やされるため、冷媒による熱サイク
ルの温度が高められる。従って、ガスエンジン１の回転
数を上げることなく、前記目的が達成される。
なく、低温暖房時の暖房能力を高めることができるエン
ジン駆動式熱ポンプ装置を提供すること。 【構成】 ガスエンジン１によって駆動される圧縮機２
によって冷媒を循環させる冷媒回路３４と、ガスエンジ
ン１を冷却する冷却水を循環させる冷却水回路３６を有
し、前記冷媒回路３４には膨張弁４０と室内熱交換器３
９及び室外熱交換器４２を設け、前記冷却水回路３６に
は排気ガス熱交換器２７を設けて成るエンジン駆動式熱
ポンプ装置において、低温暖房時において冷媒の高圧側
圧力に応じてガスエンジン１の廃熱量を制御する制御手
段を設ける。本発明によれば、低温暖房時においてガス
エンジン１の熱効率が下げられて排気ガス熱交換器２７
における伝熱量が増やされるため、冷媒による熱サイク
ルの温度が高められる。従って、ガスエンジン１の回転
数を上げることなく、前記目的が達成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、暖房運転時に冷媒の蒸
発熱量をエンジンの廃熱によって賄うエンジン駆動式熱
ポンプ装置に関する。
発熱量をエンジンの廃熱によって賄うエンジン駆動式熱
ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８にエンジン駆動式熱ポンプ装置の暖
房運転時の基本回路構成を、図９に冷媒の状態変化を示
すモリエ線図（Ｐ−ｉ線図）をそれぞれ示す。
房運転時の基本回路構成を、図９に冷媒の状態変化を示
すモリエ線図（Ｐ−ｉ線図）をそれぞれ示す。
【０００３】ここで、暖房運転時の基本サイクルを説明
する。
する。
【０００４】エンジン１によって圧縮機２が駆動される
と、図９ので示される状態（圧力Ｐ1 、エンタルピｉ
1 ）の気相冷媒は圧縮機２によって圧縮されて図９の
で示される状態（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ2 ）の高温高
圧冷媒となる。尚、このときの圧縮機２の所要動力（圧
縮熱量）ＡＬは（ｉ2 −ｉ1 ）で表される。
と、図９ので示される状態（圧力Ｐ1 、エンタルピｉ
1 ）の気相冷媒は圧縮機２によって圧縮されて図９の
で示される状態（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ2 ）の高温高
圧冷媒となる。尚、このときの圧縮機２の所要動力（圧
縮熱量）ＡＬは（ｉ2 −ｉ1 ）で表される。
【０００５】上記高温高圧の気相冷媒は凝縮器として機
能する室内熱交換器（以下、室内機と略称す）３９に導
かれ、ここで室内の空気に凝縮熱Ｑ2 を放出して液化す
る。室内機３９を通過した液相冷媒の状態は図９の
（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ3 ）で示され、放熱量Ｑ2
（＝ｉ2 −ｉ3 ）によって室内の暖房が行われる。
能する室内熱交換器（以下、室内機と略称す）３９に導
かれ、ここで室内の空気に凝縮熱Ｑ2 を放出して液化す
る。室内機３９を通過した液相冷媒の状態は図９の
（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ3 ）で示され、放熱量Ｑ2
（＝ｉ2 −ｉ3 ）によって室内の暖房が行われる。
【０００６】次に、上記状態の液相冷媒は膨張弁４０
によって減圧されて図９ににて示す状態（圧力Ｐ1 、
エンタルピｉ3 ）となってその一部が気化し、蒸発器と
して機能する室外熱交換器（以下、室外機と略称す）４
２に導かれる。
によって減圧されて図９ににて示す状態（圧力Ｐ1 、
エンタルピｉ3 ）となってその一部が気化し、蒸発器と
して機能する室外熱交換器（以下、室外機と略称す）４
２に導かれる。
【０００７】一方、水ポンプ３５によって循環される冷
却水は、排気ガス熱交換器２７における排気ガスとの熱
交換によってエンジン１の廃熱を回収し、その熱を前記
室外機４２において冷媒に与える。従って、冷媒は室外
機４２においてエンジン１の廃熱と外気から与えられる
熱を受け取って蒸発し、更に過熱されて図９に示すの
状態（圧力Ｐ1 、エンタルピｉ1 ）に復帰し、以後同様
の作用を繰り返す。尚、室内機４２において冷媒に与え
られる熱量Ｑ1 は（ｉ1 −ｉ3 ）にて表される。
却水は、排気ガス熱交換器２７における排気ガスとの熱
交換によってエンジン１の廃熱を回収し、その熱を前記
室外機４２において冷媒に与える。従って、冷媒は室外
機４２においてエンジン１の廃熱と外気から与えられる
熱を受け取って蒸発し、更に過熱されて図９に示すの
状態（圧力Ｐ1 、エンタルピｉ1 ）に復帰し、以後同様
の作用を繰り返す。尚、室内機４２において冷媒に与え
られる熱量Ｑ1 は（ｉ1 −ｉ3 ）にて表される。
【０００８】而して、上述のようにエンジン１の廃熱を
回収してこれを冷媒に与えることによって、冷媒による
熱サイクルの温度が高められ、これによって暖房能力
（放熱量Ｑ2 ）が高められる。尚、実際には、排気ガス
熱交換器によってエンジンの廃熱を回収した温水を、圧
縮機の上流側に配されたアキュームレータ内の液相冷媒
中を通過する温水回路に通す構成も採られている（特開
平５−１８０５２９号公報参照）。
回収してこれを冷媒に与えることによって、冷媒による
熱サイクルの温度が高められ、これによって暖房能力
（放熱量Ｑ2 ）が高められる。尚、実際には、排気ガス
熱交換器によってエンジンの廃熱を回収した温水を、圧
縮機の上流側に配されたアキュームレータ内の液相冷媒
中を通過する温水回路に通す構成も採られている（特開
平５−１８０５２９号公報参照）。
【０００９】ところで、暖房能力は室内温度自体が低い
場合にはより高められねばならず、又、室外温度が低い
場合には、蒸発器として機能する室外機において外気か
らの熱が冷媒に吸収されにくくなるために暖房能力が低
下してしまう。尚、室外温度が低い場合には室外機のフ
ァンの駆動が停止され、冷媒の蒸発潜熱はエンジン廃熱
のみによって賄われる。
場合にはより高められねばならず、又、室外温度が低い
場合には、蒸発器として機能する室外機において外気か
らの熱が冷媒に吸収されにくくなるために暖房能力が低
下してしまう。尚、室外温度が低い場合には室外機のフ
ァンの駆動が停止され、冷媒の蒸発潜熱はエンジン廃熱
のみによって賄われる。
【００１０】そこで、室内温度或は室外温度が低い低温
暖房時には、エンジン廃熱量を大きくして暖房能力をよ
り高めることが考えられ、そのためにはエンジン回転数
を上げて排気ガス流量を増加させ、排気ガス熱交換器で
の冷却水への伝熱量を増加させることが提案される。
暖房時には、エンジン廃熱量を大きくして暖房能力をよ
り高めることが考えられ、そのためにはエンジン回転数
を上げて排気ガス流量を増加させ、排気ガス熱交換器で
の冷却水への伝熱量を増加させることが提案される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、低温暖房時
の暖房能力を高めるために上述のようにエンジン回転数
を上げると、エンジン騒音が大きくなる他、エンジンの
耐久性低下を招いてしまう。
の暖房能力を高めるために上述のようにエンジン回転数
を上げると、エンジン騒音が大きくなる他、エンジンの
耐久性低下を招いてしまう。
【００１２】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、エンジンの騒音増大、耐久性
低下を招くことなく、低温暖房時の暖房能力を高めるこ
とができるエンジン駆動式熱ポンプ装置を提供すること
にある。
で、その目的とする処は、エンジンの騒音増大、耐久性
低下を招くことなく、低温暖房時の暖房能力を高めるこ
とができるエンジン駆動式熱ポンプ装置を提供すること
にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、エンジンによって駆動され
る圧縮機によって冷媒を循環させる冷媒回路と、エンジ
ンを冷却する冷却水を循環させる冷却水回路を有し、前
記冷媒回路には膨張弁と室内熱交換器及び室外熱交換器
を設け、前記冷却水回路には排気ガス熱交換器を設けて
成るエンジン駆動式熱ポンプ装置において、低温暖房時
において冷媒の高圧側圧力に応じてエンジン廃熱量を制
御する制御手段を設けたことを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、エンジンによって駆動され
る圧縮機によって冷媒を循環させる冷媒回路と、エンジ
ンを冷却する冷却水を循環させる冷却水回路を有し、前
記冷媒回路には膨張弁と室内熱交換器及び室外熱交換器
を設け、前記冷却水回路には排気ガス熱交換器を設けて
成るエンジン駆動式熱ポンプ装置において、低温暖房時
において冷媒の高圧側圧力に応じてエンジン廃熱量を制
御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記制御手段は、エンジンの点火時
期、バルブタイミング、燃料制御弁開度の少なくとも１
つを制御するものとしたことを特徴とする。
の発明において、前記制御手段は、エンジンの点火時
期、バルブタイミング、燃料制御弁開度の少なくとも１
つを制御するものとしたことを特徴とする。
【００１５】更に、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、前記圧縮機をギヤ駆動方式に
よって駆動することを特徴とする。
は２記載の発明において、前記圧縮機をギヤ駆動方式に
よって駆動することを特徴とする。
【００１６】
【作用】請求項１又は２記載の発明によれば、室内温度
或は室外温度が低い低温暖房時においてエンジン廃熱量
が十分でないために冷媒の高圧側圧力（圧縮機吐出圧）
が低い場合には、制御手段によってエンジンの点火時
期、バルブタイミング、燃料制御弁開度の少なくとも１
つが制御されてエンジンの熱効率が下げられ、結果的に
エンジン廃熱量が大きくなって冷媒による熱サイクルの
温度が高められるため、エンジン回転数を上げることな
く、従って、エンジンの騒音増加や耐久性低下を招くこ
とがなく、低温暖房時の暖房能力を高めることができ
る。
或は室外温度が低い低温暖房時においてエンジン廃熱量
が十分でないために冷媒の高圧側圧力（圧縮機吐出圧）
が低い場合には、制御手段によってエンジンの点火時
期、バルブタイミング、燃料制御弁開度の少なくとも１
つが制御されてエンジンの熱効率が下げられ、結果的に
エンジン廃熱量が大きくなって冷媒による熱サイクルの
温度が高められるため、エンジン回転数を上げることな
く、従って、エンジンの騒音増加や耐久性低下を招くこ
とがなく、低温暖房時の暖房能力を高めることができ
る。
【００１７】又、請求項３記載の発明によれば、従来の
ベルト駆動方式に比して動力伝達効率の高いギヤ駆動方
式によって圧縮機を駆動するようにしたため、エンジン
動力がより多く圧縮機に伝達され、冷媒に与えられるエ
ネルギーが増加する結果、冷媒からの放熱量が増えて暖
房能力がより高められる。
ベルト駆動方式に比して動力伝達効率の高いギヤ駆動方
式によって圧縮機を駆動するようにしたため、エンジン
動力がより多く圧縮機に伝達され、冷媒に与えられるエ
ネルギーが増加する結果、冷媒からの放熱量が増えて暖
房能力がより高められる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１９】図１は本発明に係るエンジン駆動式熱ポン
プ装置の基本構成を示す回路図、図２は同熱ポンプ装置
のエンジン周りの構成図、図３は同熱ポンプ装置の制御
系の構成を示すブロック図、図４は感温切換弁の特性
図、図５はリニア三方弁の特性図、図６は圧縮機回転数
に対する蒸発熱量と廃熱量との関係を示す図、図７はバ
ルブタイミングの制御を示すクランク角と吸気弁及び排
気弁のバルブリフト量との関係を示す図である。
プ装置の基本構成を示す回路図、図２は同熱ポンプ装置
のエンジン周りの構成図、図３は同熱ポンプ装置の制御
系の構成を示すブロック図、図４は感温切換弁の特性
図、図５はリニア三方弁の特性図、図６は圧縮機回転数
に対する蒸発熱量と廃熱量との関係を示す図、図７はバ
ルブタイミングの制御を示すクランク角と吸気弁及び排
気弁のバルブリフト量との関係を示す図である。
【００２０】先ず、本実施例に係る熱ポンプ装置の基本
構成を図１及び図２に基づいて説明する。
構成を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２１】図１において、１は水冷式ガスエンジン、
２（２Ａ，２Ｂ）はガスエンジン１によって回転駆動さ
れる２台の圧縮機であって、図２に示すように、ガスエ
ンジン１のクランク軸３には増速装置４が連結されてい
る。そして、増速装置４の出力軸には電磁クラッチ５Ａ
を介して一方の圧縮機２Ａが接続されている。又、前記
増速装置４の出力軸に結着されたギヤＧ1 には小径のギ
ヤＧ2 を介してギヤＧ1 と同径の別のギヤＧ3 が噛合し
ており、ギヤＧ3 は電磁クラッチ５Ｂを介して他方の圧
縮機２Ｂに連結されている。
２（２Ａ，２Ｂ）はガスエンジン１によって回転駆動さ
れる２台の圧縮機であって、図２に示すように、ガスエ
ンジン１のクランク軸３には増速装置４が連結されてい
る。そして、増速装置４の出力軸には電磁クラッチ５Ａ
を介して一方の圧縮機２Ａが接続されている。又、前記
増速装置４の出力軸に結着されたギヤＧ1 には小径のギ
ヤＧ2 を介してギヤＧ1 と同径の別のギヤＧ3 が噛合し
ており、ギヤＧ3 は電磁クラッチ５Ｂを介して他方の圧
縮機２Ｂに連結されている。
【００２２】ところで、図２に示すガスエンジン１にお
いて、６はピストン、７はピストン６と前記クランク軸
３を連結するコンロッド、８はシリンダ 1ａの周囲に形
成された冷却水ジャケット、９，１０はクランクケース
１ｂの下部に取り付けられたエンジン回転数センサ、ク
ランク角センサである。
いて、６はピストン、７はピストン６と前記クランク軸
３を連結するコンロッド、８はシリンダ 1ａの周囲に形
成された冷却水ジャケット、９，１０はクランクケース
１ｂの下部に取り付けられたエンジン回転数センサ、ク
ランク角センサである。
【００２３】又、ガスエンジン 1のシリンダヘッド 1ｃ
に形成された吸気通路１ｄ、排気通路１ｅには吸気管１
１、排気管１２がそれぞれ接続されており、吸気通路１
ｄ、排気通路１ｅはロッカーアーム１３，１４によって
駆動される吸気弁１５、排気弁１６によってそれぞれ適
当なタイミングで開閉される。
に形成された吸気通路１ｄ、排気通路１ｅには吸気管１
１、排気管１２がそれぞれ接続されており、吸気通路１
ｄ、排気通路１ｅはロッカーアーム１３，１４によって
駆動される吸気弁１５、排気弁１６によってそれぞれ適
当なタイミングで開閉される。
【００２４】ところで、前記吸気管１１にはエアクリー
ナ１７及びミキサー１８が接続されており、吸気管１１
内のミキサー１８の下流側にはスロットル弁１９が設け
られている。そして、前記ミキサー１８には、不図示の
燃料タンクに接続された燃料供給管２０が接続されてお
り、該燃料供給管２０の途中には２つの燃料制御弁２１
と、ゼロガバナ２２及び燃料ガス流量制御弁２３が接続
されている。
ナ１７及びミキサー１８が接続されており、吸気管１１
内のミキサー１８の下流側にはスロットル弁１９が設け
られている。そして、前記ミキサー１８には、不図示の
燃料タンクに接続された燃料供給管２０が接続されてお
り、該燃料供給管２０の途中には２つの燃料制御弁２１
と、ゼロガバナ２２及び燃料ガス流量制御弁２３が接続
されている。
【００２５】又、ガスエンジン１のシリンダヘッド１ｃ
には点火プラグ２４が結着されており、該点火プラグ２
４には点火コイル２５及び点火制御回路２６が接続され
ている。
には点火プラグ２４が結着されており、該点火プラグ２
４には点火コイル２５及び点火制御回路２６が接続され
ている。
【００２６】他方、前記排気管１２の途中には排気ガス
熱交換器２７が設けられている。
熱交換器２７が設けられている。
【００２７】ところで、前記増速装置４は図３に示す増
速比制御アクチュエータ２８によってその増速比が制御
され、前記吸気弁１５と排気弁１６はその開閉タイミン
グ（バルブタイミング）がバルブタイミング可変制御ア
クチュエータ２９によって制御され、前記スロットル弁
１９はスロットル弁開度制御アクチュエータ３０によっ
てその開度が制御される。又、前記燃料制御弁２１、燃
料ガス流量制御弁２３は開度制御アクチュエータ３１，
３２によってそれぞれの開度が制御される。
速比制御アクチュエータ２８によってその増速比が制御
され、前記吸気弁１５と排気弁１６はその開閉タイミン
グ（バルブタイミング）がバルブタイミング可変制御ア
クチュエータ２９によって制御され、前記スロットル弁
１９はスロットル弁開度制御アクチュエータ３０によっ
てその開度が制御される。又、前記燃料制御弁２１、燃
料ガス流量制御弁２３は開度制御アクチュエータ３１，
３２によってそれぞれの開度が制御される。
【００２８】而して、図３に示すように、上記アクチュ
エータ２８〜３２及び前記エンジン回転数センサ９、ク
ランク角センサ１０、電磁クラッチ５Ａ，５Ｂ及び点火
制御回路２６は制御装置３３に接続されている。
エータ２８〜３２及び前記エンジン回転数センサ９、ク
ランク角センサ１０、電磁クラッチ５Ａ，５Ｂ及び点火
制御回路２６は制御装置３３に接続されている。
【００２９】ところで、本熱ポンプ装置には、図１に示
すように、前記圧縮機２（２Ａ，２Ｂ）を含んで閉ルー
プを構成する冷媒回路３４と水ポンプ３５を含んで閉ル
ープを構成する冷却水回路３６が設けられている。
すように、前記圧縮機２（２Ａ，２Ｂ）を含んで閉ルー
プを構成する冷媒回路３４と水ポンプ３５を含んで閉ル
ープを構成する冷却水回路３６が設けられている。
【００３０】上記冷媒回路３４は圧縮機２によってフロ
ン等の冷媒を循環させる回路であって、これは、圧縮機
２Ａ，２Ｂの各吐出側からオイルセパレータ３７に至る
冷媒ライン３４ａと、暖房時オイルセパレータ３７から
四方弁３８に至る冷媒ライン３４ｂと、四方弁３８から
３台の室内機３９に至る冷媒ライン３４ｃと、室外機３
９から膨張弁４０を経て途中でアキュームレータ４１内
を通過して２台の室外機４２に至る冷媒ライン３４ｄ
と、室外機４２から前記四方弁３８に至る冷媒ライン３
４ｅと、暖房に拘らず四方弁３８から前記アキュームレ
ータ４１に至る冷媒ライン３４ｆと、アキュームレータ
４１からサブアキュームレータ４３に至る冷媒ライン３
４ｇと、サブアキュームレータ４３から圧縮機２Ａ，２
Ｂの各吸入側に至る冷媒ライン３４ｉを含んで構成され
ている。
ン等の冷媒を循環させる回路であって、これは、圧縮機
２Ａ，２Ｂの各吐出側からオイルセパレータ３７に至る
冷媒ライン３４ａと、暖房時オイルセパレータ３７から
四方弁３８に至る冷媒ライン３４ｂと、四方弁３８から
３台の室内機３９に至る冷媒ライン３４ｃと、室外機３
９から膨張弁４０を経て途中でアキュームレータ４１内
を通過して２台の室外機４２に至る冷媒ライン３４ｄ
と、室外機４２から前記四方弁３８に至る冷媒ライン３
４ｅと、暖房に拘らず四方弁３８から前記アキュームレ
ータ４１に至る冷媒ライン３４ｆと、アキュームレータ
４１からサブアキュームレータ４３に至る冷媒ライン３
４ｇと、サブアキュームレータ４３から圧縮機２Ａ，２
Ｂの各吸入側に至る冷媒ライン３４ｉを含んで構成され
ている。
【００３１】尚、前記オイルセパレータ３７からはオイ
ル戻りライン４４とバイパスライン３４ｊが導出してお
り、オイル戻りライン４４は前記冷媒ライン３４ｇに接
続され、バイパスライン３４ｊは前記冷媒ライン３４ｆ
に接続されており、このバイパスライン３４ｊにはバイ
パス弁４５が接続されている。又、前記アキュームレー
タ４１、サブアキュームレータ４３には、これらに貯留
される液相冷媒の液面を検出する液面センサ４６，４７
がそれぞれ設けられており、アキュームレータの４１底
部は主にオイル戻り用のバイパスライン３４ｋによって
前記冷媒ライン３４ｇに接続されており、バイパスライ
ン３４ｋにはバイパス弁４８が設けられている。
ル戻りライン４４とバイパスライン３４ｊが導出してお
り、オイル戻りライン４４は前記冷媒ライン３４ｇに接
続され、バイパスライン３４ｊは前記冷媒ライン３４ｆ
に接続されており、このバイパスライン３４ｊにはバイ
パス弁４５が接続されている。又、前記アキュームレー
タ４１、サブアキュームレータ４３には、これらに貯留
される液相冷媒の液面を検出する液面センサ４６，４７
がそれぞれ設けられており、アキュームレータの４１底
部は主にオイル戻り用のバイパスライン３４ｋによって
前記冷媒ライン３４ｇに接続されており、バイパスライ
ン３４ｋにはバイパス弁４８が設けられている。
【００３２】而して、以上説明した冷媒回路３４の前記
冷媒ライン３４ｂには冷媒の高圧側圧力を検知する高圧
側圧力センサ４９が設けられ、冷媒ライン３４ｉには冷
媒の低圧側圧力を検知する低圧側圧力センサ５０が設け
られている。又、前記室内機３９の近傍には室内温度セ
ンサ５１が設けられ、前記室外機４２の近傍には室外温
度センサ５２が設けられている。そして、前記高圧側圧
力センサ４９、低圧側圧力センサ５０、室内温度センサ
５１及び室外温度センサ５２は、図３に示すように前記
制御装置３３に接続されている。尚、図３に示すよう
に、制御装置３３には、冷媒循環量センサ５３、メイン
スイッチ５４及び室内希望温度設定スイッチ５５が接続
されている。
冷媒ライン３４ｂには冷媒の高圧側圧力を検知する高圧
側圧力センサ４９が設けられ、冷媒ライン３４ｉには冷
媒の低圧側圧力を検知する低圧側圧力センサ５０が設け
られている。又、前記室内機３９の近傍には室内温度セ
ンサ５１が設けられ、前記室外機４２の近傍には室外温
度センサ５２が設けられている。そして、前記高圧側圧
力センサ４９、低圧側圧力センサ５０、室内温度センサ
５１及び室外温度センサ５２は、図３に示すように前記
制御装置３３に接続されている。尚、図３に示すよう
に、制御装置３３には、冷媒循環量センサ５３、メイン
スイッチ５４及び室内希望温度設定スイッチ５５が接続
されている。
【００３３】一方、前記冷却水回路３６はガスエンジン
１を冷却する冷却水を水ポンプ３５によって循環させる
回路であって、これは、水ポンプ３５の吐出側から前記
排気ガス熱交換器２７を通ってガスエンジン１の冷却水
入口（図２に示す冷却水ジャケット８の入口）に至る冷
却水ライン３６ａと、ガスエンジン１の冷却水出口（冷
却水ジャケット８の出口）から導出して感温切換弁５６
に至る冷却水ライン３６ｂと、感温切換弁５６からリニ
ア三方弁５７に至る冷却水ライン３６ｃと、リニア三方
弁５７から導出して前記アキュームレータ４１内を通っ
て水ポンプ３５の吸入側に接続される冷却水ライン３６
ｄと、前記感温切換弁５６、リニア三方弁５７からそれ
ぞれ導出して前記冷却水ライン３６ｄに接続される冷却
水ライン３６ｅ，３６ｆを含んで構成されており、冷却
水ライン３６ｆには放熱用熱交換器５８が設けられてい
る。
１を冷却する冷却水を水ポンプ３５によって循環させる
回路であって、これは、水ポンプ３５の吐出側から前記
排気ガス熱交換器２７を通ってガスエンジン１の冷却水
入口（図２に示す冷却水ジャケット８の入口）に至る冷
却水ライン３６ａと、ガスエンジン１の冷却水出口（冷
却水ジャケット８の出口）から導出して感温切換弁５６
に至る冷却水ライン３６ｂと、感温切換弁５６からリニ
ア三方弁５７に至る冷却水ライン３６ｃと、リニア三方
弁５７から導出して前記アキュームレータ４１内を通っ
て水ポンプ３５の吸入側に接続される冷却水ライン３６
ｄと、前記感温切換弁５６、リニア三方弁５７からそれ
ぞれ導出して前記冷却水ライン３６ｄに接続される冷却
水ライン３６ｅ，３６ｆを含んで構成されており、冷却
水ライン３６ｆには放熱用熱交換器５８が設けられてい
る。
【００３４】ところで、前記感温切換弁５６は、これに
設けられたサーモスタットの作用によって図４に示すよ
うに冷却水温度が例えば６０℃以下であるときには冷却
水ライン３６ｃを全閉とするとともに、冷却水ライン３
６ｅを全開として一方の冷却水ライン３６ｅのみに冷却
水を流し、冷却水温度が６０℃を超える冷却水ライン３
６ｃを開き始める一方、冷却水ライン３６ｅを閉じ始め
て両冷却水ライン３６ｃ，３６ｅに冷却水を流し、冷却
水温度が例えば７５℃を超えると冷却水ライン３６ｃを
全開、冷却水ライン３６ｅを全閉して一方の冷却水ライ
ン３６ｃのみに冷却水を流す。尚、図４において、Ｉ
1 ，Ｉ2 はそれぞれ冷却水ライン３６ｃ，３６ｅを流れ
る冷却水の流量を示す。
設けられたサーモスタットの作用によって図４に示すよ
うに冷却水温度が例えば６０℃以下であるときには冷却
水ライン３６ｃを全閉とするとともに、冷却水ライン３
６ｅを全開として一方の冷却水ライン３６ｅのみに冷却
水を流し、冷却水温度が６０℃を超える冷却水ライン３
６ｃを開き始める一方、冷却水ライン３６ｅを閉じ始め
て両冷却水ライン３６ｃ，３６ｅに冷却水を流し、冷却
水温度が例えば７５℃を超えると冷却水ライン３６ｃを
全開、冷却水ライン３６ｅを全閉して一方の冷却水ライ
ン３６ｃのみに冷却水を流す。尚、図４において、Ｉ
1 ，Ｉ2 はそれぞれ冷却水ライン３６ｃ，３６ｅを流れ
る冷却水の流量を示す。
【００３５】又、前記リニア三方弁５７は図５に示す特
性を示す。即ち、図５において、Ｉ3 ，Ｉ4 はそれぞれ
冷却水ライン３６ｄ，３６ｆを流れる冷却水の流量であ
って、リニア三方弁５７は弁角度の増加に伴って冷却水
ライン３６ｄ，３６ｆを流れる冷却水の流量Ｉ3 ，Ｉ4
を図示のように直線的に減増せしめる。従って、リニア
三方弁５７の弁角度が０°のときには冷却水ライン３６
ｄが全開され、冷却水ライン３６ｆが全閉されて冷却水
ライン３６ｃを流れる冷却水の全量Ｉ1 （＝Ｉ3 ）がア
キュームレータ４１に導かれ、リニア三方弁５７の弁角
度が９０°のときには逆に冷却水ライン３６ｄが全閉さ
れ、冷却水ライン３６ｆが全開されて冷却水ライン３６
ｃを流れる冷却水の全量Ｉ1 （＝Ｉ4 ）がアキュームレ
ータ４１をバイパスして放熱用熱交換器５８に導かれ
る。
性を示す。即ち、図５において、Ｉ3 ，Ｉ4 はそれぞれ
冷却水ライン３６ｄ，３６ｆを流れる冷却水の流量であ
って、リニア三方弁５７は弁角度の増加に伴って冷却水
ライン３６ｄ，３６ｆを流れる冷却水の流量Ｉ3 ，Ｉ4
を図示のように直線的に減増せしめる。従って、リニア
三方弁５７の弁角度が０°のときには冷却水ライン３６
ｄが全開され、冷却水ライン３６ｆが全閉されて冷却水
ライン３６ｃを流れる冷却水の全量Ｉ1 （＝Ｉ3 ）がア
キュームレータ４１に導かれ、リニア三方弁５７の弁角
度が９０°のときには逆に冷却水ライン３６ｄが全閉さ
れ、冷却水ライン３６ｆが全開されて冷却水ライン３６
ｃを流れる冷却水の全量Ｉ1 （＝Ｉ4 ）がアキュームレ
ータ４１をバイパスして放熱用熱交換器５８に導かれ
る。
【００３６】次に、本実施例に係る熱ポンプ装置の暖房
運転時の作用を図９に示すモリエ線図を参照しながら説
明する。
運転時の作用を図９に示すモリエ線図を参照しながら説
明する。
【００３７】ガスエンジン１が駆動されると、そのクラ
ンク軸３の回転は増速装置４によって増速され、ＯＮ状
態にある電磁クラッチ５Ａを介して一方の圧縮機２Ａに
伝達されると同時に、ギヤＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 及びＯＮ状
態にある電磁クラッチ５Ｂを経て他方の圧縮機２Ｂに伝
達され、両圧縮機２Ａ，２Ｂが同時に同速度で回転駆動
される。
ンク軸３の回転は増速装置４によって増速され、ＯＮ状
態にある電磁クラッチ５Ａを介して一方の圧縮機２Ａに
伝達されると同時に、ギヤＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 及びＯＮ状
態にある電磁クラッチ５Ｂを経て他方の圧縮機２Ｂに伝
達され、両圧縮機２Ａ，２Ｂが同時に同速度で回転駆動
される。
【００３８】上述のように圧縮機２Ａ，２Ｂが回転駆動
されると、図９ので示される状態（圧力Ｐ1 、エンタ
ルピｉ1 ）の気相冷媒は冷媒ライン３４ｉから圧縮機２
Ａ，２Ｂに吸引されて圧縮され、図９ので示される状
態（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ2 ）の高温高圧冷媒とな
る。尚、このときの圧縮機２Ａ，２Ｂの所要動力（圧縮
熱量）ＡＬは（ｉ2 −ｉ1 ）で表される。又、圧縮機２
Ａ，２Ｂに吸引される気相冷媒の圧力Ｐ1 は、前記低圧
側圧力センサ５０によって検出されて前記制御装置３３
に入力される。
されると、図９ので示される状態（圧力Ｐ1 、エンタ
ルピｉ1 ）の気相冷媒は冷媒ライン３４ｉから圧縮機２
Ａ，２Ｂに吸引されて圧縮され、図９ので示される状
態（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ2 ）の高温高圧冷媒とな
る。尚、このときの圧縮機２Ａ，２Ｂの所要動力（圧縮
熱量）ＡＬは（ｉ2 −ｉ1 ）で表される。又、圧縮機２
Ａ，２Ｂに吸引される気相冷媒の圧力Ｐ1 は、前記低圧
側圧力センサ５０によって検出されて前記制御装置３３
に入力される。
【００３９】上記高温高圧の気相冷媒は冷媒ライン３４
ａを通ってオイルセパレータ３７に導かれ、オイルセパ
レータ３７によってオイル分を除去される。そして、オ
イル分が除去された気相冷媒は冷媒ライン３４ｂを通っ
て四方弁３８に至る。尚、オイルセパレータ３７におい
て冷媒から分離されたオイルは、前記オイル戻りライン
４４を通って前記冷媒ライン３４ｇに戻される。又、冷
媒ライン３４ｂを流れる高温高圧の冷媒の圧力Ｐ2 （圧
力損失を無視する）は、前記高圧側圧力センサ４９によ
って検出されて前記制御装置３３に入力される。
ａを通ってオイルセパレータ３７に導かれ、オイルセパ
レータ３７によってオイル分を除去される。そして、オ
イル分が除去された気相冷媒は冷媒ライン３４ｂを通っ
て四方弁３８に至る。尚、オイルセパレータ３７におい
て冷媒から分離されたオイルは、前記オイル戻りライン
４４を通って前記冷媒ライン３４ｇに戻される。又、冷
媒ライン３４ｂを流れる高温高圧の冷媒の圧力Ｐ2 （圧
力損失を無視する）は、前記高圧側圧力センサ４９によ
って検出されて前記制御装置３３に入力される。
【００４０】ところで、暖房運転時においては、四方弁
３８のポート３８ａとポート３８ｃ及びポート３８ｂと
ポート３８ｄがそれぞれ連通されており、高温高圧の気
相冷媒は四方弁３８を通って冷媒ライン３４ｃ側へ流
れ、凝縮器として機能する室内機３９に導かれる。そし
て、室内機３９に導かれた高温高圧の気相冷媒は室内の
空気に凝縮熱Ｑ2 を放出して液化し、図９に示すの状
態（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ3 ）の液相冷媒となり、こ
のときの放熱量Ｑ2 （＝ｉ2 −ｉ3 ）によって室内の暖
房が行われる。
３８のポート３８ａとポート３８ｃ及びポート３８ｂと
ポート３８ｄがそれぞれ連通されており、高温高圧の気
相冷媒は四方弁３８を通って冷媒ライン３４ｃ側へ流
れ、凝縮器として機能する室内機３９に導かれる。そし
て、室内機３９に導かれた高温高圧の気相冷媒は室内の
空気に凝縮熱Ｑ2 を放出して液化し、図９に示すの状
態（圧力Ｐ2 、エンタルピｉ3 ）の液相冷媒となり、こ
のときの放熱量Ｑ2 （＝ｉ2 −ｉ3 ）によって室内の暖
房が行われる。
【００４１】次に、室内機３９において液化した高圧の
液相冷媒は膨張弁４０によって減圧されて図９において
にて示す状態（圧力Ｐ1 、エンタルピｉ3 ）となって
その一部が気化し、冷媒ライン３４ｄを室外機４２に向
かって流れる。
液相冷媒は膨張弁４０によって減圧されて図９において
にて示す状態（圧力Ｐ1 、エンタルピｉ3 ）となって
その一部が気化し、冷媒ライン３４ｄを室外機４２に向
かって流れる。
【００４２】一方、水ポンプ３５の駆動によって冷却回
路３６内を循環される冷却水は、水ポンプ３５から吐出
されて冷却水ライン３５ａを流れ、その途中で、排気ガ
ス熱交換器２７においてガスエンジン１から排気管１２
に排出される排気ガスの熱を回収して加熱された後、ガ
スエンジン１の冷却水ジャケット８を通って該ガスエン
ジン１を冷却する。そして、ガスエンジン１の冷却に供
された冷却水は、冷却水ライン３６ｂ流れて感温切換弁
５６に至る。
路３６内を循環される冷却水は、水ポンプ３５から吐出
されて冷却水ライン３５ａを流れ、その途中で、排気ガ
ス熱交換器２７においてガスエンジン１から排気管１２
に排出される排気ガスの熱を回収して加熱された後、ガ
スエンジン１の冷却水ジャケット８を通って該ガスエン
ジン１を冷却する。そして、ガスエンジン１の冷却に供
された冷却水は、冷却水ライン３６ｂ流れて感温切換弁
５６に至る。
【００４３】ここで、ガスエンジン１の始動時に冷却水
温度が低く、その値が６０℃以下のときには、前述のよ
うに（図４参照）感温切換弁５６は冷却水ライン３６ｃ
を全閉し、冷却水ライン３６ｅを全開とするため、冷却
水はその全てが冷却水ライン３６ｅを流れて水ポンプ３
５に戻される。このため、冷却水の温度が順次上昇し、
この温度が上昇した冷却水によって冷機状態にあるガス
エンジン１の暖機が速やかに行われる。
温度が低く、その値が６０℃以下のときには、前述のよ
うに（図４参照）感温切換弁５６は冷却水ライン３６ｃ
を全閉し、冷却水ライン３６ｅを全開とするため、冷却
水はその全てが冷却水ライン３６ｅを流れて水ポンプ３
５に戻される。このため、冷却水の温度が順次上昇し、
この温度が上昇した冷却水によって冷機状態にあるガス
エンジン１の暖機が速やかに行われる。
【００４４】そして、冷却水温度が６０℃を超えると、
冷却水ライン３６ｃが開き始める一方、冷却水ライン３
６ｅが閉じ始め、冷却水温度が７５℃を超えた時点で冷
却水ライン３６ｃが全開され、冷却水ライン３６ｅが全
閉されるため、冷却水の全ては冷却ライン３６ｃを流れ
てリニア三方弁５７に至る。ここで、暖房運転時におい
てリニア三方弁の弁角度が０°に設定されているときに
は、図５に示したように冷却水の全ては冷却水ライン３
６ｄを通ってアキュームレータ４１内を流れる。
冷却水ライン３６ｃが開き始める一方、冷却水ライン３
６ｅが閉じ始め、冷却水温度が７５℃を超えた時点で冷
却水ライン３６ｃが全開され、冷却水ライン３６ｅが全
閉されるため、冷却水の全ては冷却ライン３６ｃを流れ
てリニア三方弁５７に至る。ここで、暖房運転時におい
てリニア三方弁の弁角度が０°に設定されているときに
は、図５に示したように冷却水の全ては冷却水ライン３
６ｄを通ってアキュームレータ４１内を流れる。
【００４５】従って、アキュームレータ４１において
は、冷却水ライン３６ｄを流れる冷却水によって、前記
冷媒ライン３４ｄを流れる冷媒とアキュームレータ４１
に貯留されている液相冷媒が加熱され、ガスエンジン１
の廃熱（排気ガスによって与えられる熱と冷却によって
ガスエンジン１から奪われる熱）が冷媒に与えられる。
は、冷却水ライン３６ｄを流れる冷却水によって、前記
冷媒ライン３４ｄを流れる冷媒とアキュームレータ４１
に貯留されている液相冷媒が加熱され、ガスエンジン１
の廃熱（排気ガスによって与えられる熱と冷却によって
ガスエンジン１から奪われる熱）が冷媒に与えられる。
【００４６】而して、前記冷媒ライン３４ｄを流れる冷
媒は上述のようにアキュームレータ４１においてガスエ
ンジン１の廃熱の一部で加熱された後、蒸発器として機
能する室外機４２に至り、ここで外気から蒸発熱を奪っ
て気化する。尚、外気温度が所定値以上であるときに
は、室外機４２のファン４２ａが駆動され、上述のよう
に室外機４２において冷媒が外気から熱を奪って蒸発す
る。
媒は上述のようにアキュームレータ４１においてガスエ
ンジン１の廃熱の一部で加熱された後、蒸発器として機
能する室外機４２に至り、ここで外気から蒸発熱を奪っ
て気化する。尚、外気温度が所定値以上であるときに
は、室外機４２のファン４２ａが駆動され、上述のよう
に室外機４２において冷媒が外気から熱を奪って蒸発す
る。
【００４７】そして、冷媒は室外機４２から冷媒ライン
３４ｅを通って四方弁３８に至るが、前述のように暖房
運転時には四方弁３８のポート３８ｂとポート３８ｄと
が連通しているため、冷媒は四方弁３８を通って冷媒ラ
イン３４ｆ側へ流れ、アキュームレータ４１内に導入さ
れる。
３４ｅを通って四方弁３８に至るが、前述のように暖房
運転時には四方弁３８のポート３８ｂとポート３８ｄと
が連通しているため、冷媒は四方弁３８を通って冷媒ラ
イン３４ｆ側へ流れ、アキュームレータ４１内に導入さ
れる。
【００４８】上記アキュームレータ４１においては冷媒
の気液が分離され、液相冷媒には冷却水ライン３６ｄを
流れる冷却水によってガスエンジン１の廃熱の一部が与
えられ、この熱によって液相冷媒の一部が蒸発して気化
する。
の気液が分離され、液相冷媒には冷却水ライン３６ｄを
流れる冷却水によってガスエンジン１の廃熱の一部が与
えられ、この熱によって液相冷媒の一部が蒸発して気化
する。
【００４９】而して、アキュームレータ４１内の気相冷
媒は冷媒ライン３４ｇを通ってサブアキュームレータ４
３に送られ、更に冷媒ライン３４ｉを通って圧縮機２
Ａ，２Ｂに吸引されるが、圧縮機２Ａ，２Ｂに吸引され
る気相冷媒の状態は図９に示すの状態（圧力Ｐ1 、エ
ンタルピｉ1 ）に復帰しており、この気相冷媒は圧縮機
２Ａ，２Ｂによって再度圧縮されて前述と同様の作用を
繰り返す。
媒は冷媒ライン３４ｇを通ってサブアキュームレータ４
３に送られ、更に冷媒ライン３４ｉを通って圧縮機２
Ａ，２Ｂに吸引されるが、圧縮機２Ａ，２Ｂに吸引され
る気相冷媒の状態は図９に示すの状態（圧力Ｐ1 、エ
ンタルピｉ1 ）に復帰しており、この気相冷媒は圧縮機
２Ａ，２Ｂによって再度圧縮されて前述と同様の作用を
繰り返す。
【００５０】従って、膨張弁４０によって減圧されて冷
媒が圧縮機２Ａ，２Ｂに吸引されるまでの間、冷媒には
アキュームレータ４１においてガスエンジン１の廃熱が
与えられるとともに、室外機４２において外気から熱が
与えられ、結局、冷媒は熱量Ｑ1 （＝ｉ1 −ｉ3 ）を受
け取って蒸発し、更に過熱される。
媒が圧縮機２Ａ，２Ｂに吸引されるまでの間、冷媒には
アキュームレータ４１においてガスエンジン１の廃熱が
与えられるとともに、室外機４２において外気から熱が
与えられ、結局、冷媒は熱量Ｑ1 （＝ｉ1 −ｉ3 ）を受
け取って蒸発し、更に過熱される。
【００５１】以上のように、暖房運転時においては、冷
却水によって回収されたガスエンジン１の廃熱が冷媒に
与えられて室内機３９の放熱量Ｑ2 に上乗せされるた
め、暖房能力が高められる。
却水によって回収されたガスエンジン１の廃熱が冷媒に
与えられて室内機３９の放熱量Ｑ2 に上乗せされるた
め、暖房能力が高められる。
【００５２】ところが、室内温度或は室外温度が低い低
温暖房時には、前述の理由によって十分な暖房能力が得
られない。特に、室外温度が低い寒冷時には、室外機４
２において外気から冷媒に熱が与えられにくい。
温暖房時には、前述の理由によって十分な暖房能力が得
られない。特に、室外温度が低い寒冷時には、室外機４
２において外気から冷媒に熱が与えられにくい。
【００５３】そこで、本実施例では、外気温度センサ５
２によって検出される外気温度が所定値以下の場合には
室外機４２のファン４２ａの駆動を停止するとともに、
ガスエンジン１の廃熱量を増加させて室内機３９の放熱
量Ｑ2 に上乗せされる熱量を大きくし、以て暖房能力を
高めるようにしている。具体的には、暖房能力を判定す
る基準として冷媒の高圧側圧力Ｐ2 を高圧側圧力センサ
４９によって検出し、その値に応じて制御装置３３がガ
スエンジン１の廃熱量を制御するようにしている。
２によって検出される外気温度が所定値以下の場合には
室外機４２のファン４２ａの駆動を停止するとともに、
ガスエンジン１の廃熱量を増加させて室内機３９の放熱
量Ｑ2 に上乗せされる熱量を大きくし、以て暖房能力を
高めるようにしている。具体的には、暖房能力を判定す
る基準として冷媒の高圧側圧力Ｐ2 を高圧側圧力センサ
４９によって検出し、その値に応じて制御装置３３がガ
スエンジン１の廃熱量を制御するようにしている。
【００５４】ところで、ガスエンジン１の回転数を一定
に保持して廃熱量を増加させる手段として、本実施例で
はガスエンジン１の熱効率を下げて排気ガスに捨てられ
る熱量を増加させる方法を採用している。
に保持して廃熱量を増加させる手段として、本実施例で
はガスエンジン１の熱効率を下げて排気ガスに捨てられ
る熱量を増加させる方法を採用している。
【００５５】ここで、図６に圧縮機回転数に対する蒸発
熱量と廃熱量の関係をエンジン熱効率ηをパラメータと
して示す。図６において、実線Ａは必要な蒸発熱量を示
し、破線Ｂ〜Ｆは熱効率η＝０．２，０．２２５，０．
２５，０．２７５，０．３の場合のエンジン廃熱量を示
すが、図によれば、熱効率ηが小さい程、必要な熱発熱
量に対して大きな廃熱量が得られることが分かる。
熱量と廃熱量の関係をエンジン熱効率ηをパラメータと
して示す。図６において、実線Ａは必要な蒸発熱量を示
し、破線Ｂ〜Ｆは熱効率η＝０．２，０．２２５，０．
２５，０．２７５，０．３の場合のエンジン廃熱量を示
すが、図によれば、熱効率ηが小さい程、必要な熱発熱
量に対して大きな廃熱量が得られることが分かる。
【００５６】而して、ガスエンジン１の熱効率を下げる
具体的手法として、本実施例では、点火時期、吸気弁１
５と排気弁１６の開閉タイミング（バルブタイミン
グ）、燃料制御弁２１の開度の少なくとも１つを制御す
る方法を採用した。
具体的手法として、本実施例では、点火時期、吸気弁１
５と排気弁１６の開閉タイミング（バルブタイミン
グ）、燃料制御弁２１の開度の少なくとも１つを制御す
る方法を採用した。
【００５７】即ち、点火時期の制御においては、制御装
置３３は高圧側圧力センサ４９によって検出される冷媒
の高圧側圧力Ｐ2 、エンジン回転数センサ９によって検
出されるエンジン回転数及びクランク角センサ１０によ
って検出されるクランク角に応じて点火制御回路２６に
制御信号を送り、点火プラグ２４による点火時期を遅角
させる。
置３３は高圧側圧力センサ４９によって検出される冷媒
の高圧側圧力Ｐ2 、エンジン回転数センサ９によって検
出されるエンジン回転数及びクランク角センサ１０によ
って検出されるクランク角に応じて点火制御回路２６に
制御信号を送り、点火プラグ２４による点火時期を遅角
させる。
【００５８】上述のように点火時期を遅角させると、燃
焼ガスのピストン６に対する仕事量が減ってガスエンジ
ン１の出力が若干低下する可能性はあるが、その分だけ
排気ガス温度が上昇し、排気ガス熱交換器２７において
より多くの廃熱を回収することができ、その結果、暖房
能力を高めることができる。
焼ガスのピストン６に対する仕事量が減ってガスエンジ
ン１の出力が若干低下する可能性はあるが、その分だけ
排気ガス温度が上昇し、排気ガス熱交換器２７において
より多くの廃熱を回収することができ、その結果、暖房
能力を高めることができる。
【００５９】尚、本手法においてガスエンジン１の出力
が低下すれば、圧縮機２の負荷によって出力低下分だけ
エンジン回転数が低下するが、ガスエンジン１のシリン
ダ１ａ内に供給される混合ガス量を増加させることによ
って、ガスエンジン１の出力及び回転数低下分を補うこ
とができる。
が低下すれば、圧縮機２の負荷によって出力低下分だけ
エンジン回転数が低下するが、ガスエンジン１のシリン
ダ１ａ内に供給される混合ガス量を増加させることによ
って、ガスエンジン１の出力及び回転数低下分を補うこ
とができる。
【００６０】又、バルブタイミングの制御においては、
制御装置３３はバルブタイミング可変制御アクチュエー
タ２９に制御信号を送り、吸気弁１５及び排気弁１６の
開閉タイミングを最適タイミングに対して図７の矢印ａ
〜ｄ方向にずらしてガスエンジン１の熱効率を下げる。
尚、図７において横軸はクランク角、縦軸はバルブリフ
ト量であり、ＴＤＣ、ＢＤＣはそれぞれ上死点、下死点
を示す。
制御装置３３はバルブタイミング可変制御アクチュエー
タ２９に制御信号を送り、吸気弁１５及び排気弁１６の
開閉タイミングを最適タイミングに対して図７の矢印ａ
〜ｄ方向にずらしてガスエンジン１の熱効率を下げる。
尚、図７において横軸はクランク角、縦軸はバルブリフ
ト量であり、ＴＤＣ、ＢＤＣはそれぞれ上死点、下死点
を示す。
【００６１】更に、燃料制御弁の開度を制御する手法に
おいては、制御装置３３は燃料制御弁開閉制御アクチュ
エータ３１に制御信号を送り、燃料制御弁２１の開度を
大きくして混合ガス濃度を高め、燃焼室での混合気の燃
焼をリーンバーン域からリッチバーン域に移行せしめ
る。これにより、ガスエンジン１において機械エネルギ
ーに変換される燃料エネルギーはそのままであっても、
シリンダ１ａから排気管１２に排出される排気ガスの温
度上昇或は排気管１２での後燃え等によって、排気ガス
熱交換器２７の上流における排気ガス温度が上昇し或は
排気ガス量が増加し、この結果、排気ガス熱交換器２７
においてより多くの廃熱を回収することができ、これに
よって低温暖房時の暖房能力を高めることができる。
おいては、制御装置３３は燃料制御弁開閉制御アクチュ
エータ３１に制御信号を送り、燃料制御弁２１の開度を
大きくして混合ガス濃度を高め、燃焼室での混合気の燃
焼をリーンバーン域からリッチバーン域に移行せしめ
る。これにより、ガスエンジン１において機械エネルギ
ーに変換される燃料エネルギーはそのままであっても、
シリンダ１ａから排気管１２に排出される排気ガスの温
度上昇或は排気管１２での後燃え等によって、排気ガス
熱交換器２７の上流における排気ガス温度が上昇し或は
排気ガス量が増加し、この結果、排気ガス熱交換器２７
においてより多くの廃熱を回収することができ、これに
よって低温暖房時の暖房能力を高めることができる。
【００６２】尚、ガスエンジン１の熱効率を下げる他の
手法としては、増速比制御アクチュエータ３１によって
増速装置４の増速比を制御する方法が考えられる。
手法としては、増速比制御アクチュエータ３１によって
増速装置４の増速比を制御する方法が考えられる。
【００６３】而して、本実施例においては、室内温度或
は室外温度が低い低温暖房時においてエンジン１の廃熱
量が十分でないために冷媒の高圧側圧力（圧縮機吐出
圧）ｐ2 が低い場合には、制御装置３３によってガスエ
ンジン１の点火時期、吸気弁１５及び排気弁１６の開閉
タイミング（バルブタイミング）、燃料制御弁２１の開
度の少なくとも１つを制御してガスエンジン１の熱効率
を下げるようにしたため、ガスエンジン１の廃熱量が大
きくなって冷媒による熱サイクルの温度が高められ、こ
の結果、ガスエンジン１の回転数を上げることなく、従
って、ガスエンジン１の騒音増加や耐久性低下を招くこ
とがなく、低温暖房時の暖房能力を高めることができ
る。
は室外温度が低い低温暖房時においてエンジン１の廃熱
量が十分でないために冷媒の高圧側圧力（圧縮機吐出
圧）ｐ2 が低い場合には、制御装置３３によってガスエ
ンジン１の点火時期、吸気弁１５及び排気弁１６の開閉
タイミング（バルブタイミング）、燃料制御弁２１の開
度の少なくとも１つを制御してガスエンジン１の熱効率
を下げるようにしたため、ガスエンジン１の廃熱量が大
きくなって冷媒による熱サイクルの温度が高められ、こ
の結果、ガスエンジン１の回転数を上げることなく、従
って、ガスエンジン１の騒音増加や耐久性低下を招くこ
とがなく、低温暖房時の暖房能力を高めることができ
る。
【００６４】又、本実施例によれば、ガスエンジン１に
よる圧縮機２の駆動方式として、ギヤＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3
を用いたギヤ駆動方式を採用したため、従来のベルト駆
動方式に比して高い動力伝達効率が得られ、ガスエンジ
ン１の動力がより多く圧縮機２に伝達されて冷媒に与え
られるエネルギーが増加する結果、冷媒からの放熱量Ｑ
2 が増えて暖房能力がより高められる。
よる圧縮機２の駆動方式として、ギヤＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3
を用いたギヤ駆動方式を採用したため、従来のベルト駆
動方式に比して高い動力伝達効率が得られ、ガスエンジ
ン１の動力がより多く圧縮機２に伝達されて冷媒に与え
られるエネルギーが増加する結果、冷媒からの放熱量Ｑ
2 が増えて暖房能力がより高められる。
【００６５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、エンジンによって駆動される圧縮機によって冷
媒を循環させる冷媒回路と、エンジンを冷却する冷却水
を循環させる冷却水回路を有し、前記冷媒回路には膨張
弁と室内熱交換器及び室外熱交換器を設け、前記冷却水
回路には排気ガス熱交換器を設けて成るエンジン駆動式
熱ポンプ装置において、低温暖房時において冷媒の高圧
側圧力に応じてエンジン廃熱量を制御する制御手段を設
けたため、エンジンの騒音増大、耐久性低下を招くこと
なく、低温暖房時の暖房能力を高めることができるとい
う効果が得られる。
よれば、エンジンによって駆動される圧縮機によって冷
媒を循環させる冷媒回路と、エンジンを冷却する冷却水
を循環させる冷却水回路を有し、前記冷媒回路には膨張
弁と室内熱交換器及び室外熱交換器を設け、前記冷却水
回路には排気ガス熱交換器を設けて成るエンジン駆動式
熱ポンプ装置において、低温暖房時において冷媒の高圧
側圧力に応じてエンジン廃熱量を制御する制御手段を設
けたため、エンジンの騒音増大、耐久性低下を招くこと
なく、低温暖房時の暖房能力を高めることができるとい
う効果が得られる。
【図１】本発明に係るエンジン駆動式熱ポンプ装置の基
本構成を示す回路図である。
本構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係るエンジン駆動式熱ポンプ装置のエ
ンジン周りの構成図である。
ンジン周りの構成図である。
【図３】本発明に係るエンジン駆動式熱ポンプ装置の制
御系の構成を示すブロック図である。
御系の構成を示すブロック図である。
【図４】感温切換弁の特性図である。
【図５】リニア三方弁の特性図である。
【図６】圧縮機回転数に対する蒸発熱量と廃熱量との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図７】バルブタイミングの制御を示すクランク角と吸
気弁及び排気弁のバルブリフト量との関係を示す図であ
る。
気弁及び排気弁のバルブリフト量との関係を示す図であ
る。
【図８】熱ポンプ装置の基本回路図である。
【図９】モリエ線図である。
１ ガスエンジン ２ 圧縮機 １５ 吸気弁 １６ 排気弁 ２１ 燃料制御弁 ２６ 点火制御回路 ２７ 排気ガス熱交換器 ２９ バルブタイミング可変制御アクチュエータ ３１ 燃料制御弁開閉制御アクチュエータ ３３ 制御装置（制御手段） ３４ 冷媒回路 ３６ 冷却水回路 ３９ 室内熱交換器（室内機） ４０ 膨張弁 ４２ 室外熱交換器（室外機） ４９ 高圧側圧力センサ Ｇ1 〜Ｇ3 ギヤ
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンによって駆動される圧縮機によ
って冷媒を循環させる冷媒回路と、エンジンを冷却する
冷却水を循環させる冷却水回路を有し、前記冷媒回路に
は膨張弁と室内熱交換器及び室外熱交換器を設け、前記
冷却水回路には排気ガス熱交換器を設けて成るエンジン
駆動式熱ポンプ装置において、低温暖房時において冷媒
の高圧側圧力に応じてエンジン廃熱量を制御する制御手
段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】 前記制御手段は、エンジンの点火時期、
バルブタイミング、燃料制御弁開度の少なくとも１つを
制御することを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動
式熱ポンプ装置。 - 【請求項３】 前記圧縮機はギヤ駆動方式によって駆動
されることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン
駆動式熱ポンプ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6185783A JPH0849942A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
| US08/598,373 US5632442A (en) | 1994-08-08 | 1996-02-08 | Engine-driven heat pump apparatus and method for stable operation of heat pump |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6185783A JPH0849942A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
| US08/598,373 US5632442A (en) | 1994-08-08 | 1996-02-08 | Engine-driven heat pump apparatus and method for stable operation of heat pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849942A true JPH0849942A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=26503323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6185783A Pending JPH0849942A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | エンジン駆動式熱ポンプ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5632442A (ja) |
| JP (1) | JPH0849942A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283025A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 空気調和機 |
| JP2009191776A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Honda Motor Co Ltd | コージェネレーション装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US5894735A (en) * | 1996-09-05 | 1999-04-20 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Heat pump system using energy-supplying mechanism to control refrigerant pressure |
| US5937663A (en) * | 1997-12-23 | 1999-08-17 | Yang Fan Development Co., Ltd. | Multipurpose heat pump system |
| GB2342711B (en) * | 1998-10-12 | 2003-01-22 | Delphi Tech Inc | Air conditioning system for a motor vehicle |
| JP5030344B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2012-09-19 | 三菱重工業株式会社 | ガスヒートポンプ式空気調和装置、エンジン冷却水加熱装置及びガスヒートポンプ式空気調和装置の運転方法 |
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| KR100631547B1 (ko) * | 2004-11-26 | 2006-10-09 | 엘지전자 주식회사 | 열구동형 공기조화기 |
| KR100644828B1 (ko) * | 2004-12-10 | 2006-11-15 | 엘지전자 주식회사 | 열병합 발전 시스템 |
| KR100634809B1 (ko) * | 2005-07-12 | 2006-10-16 | 엘지전자 주식회사 | 열병합 발전 시스템 |
| US7503184B2 (en) * | 2006-08-11 | 2009-03-17 | Southwest Gas Corporation | Gas engine driven heat pump system with integrated heat recovery and energy saving subsystems |
| CN103439941B (zh) * | 2013-08-23 | 2016-02-10 | 贵州电网公司电网规划研究中心 | 一种燃气内燃机冷热电三联供系统优化运行方法 |
| US20160207819A1 (en) * | 2013-08-26 | 2016-07-21 | Corning Incorporated | Methods for localized annealing of chemically strengthened glass |
| EP3645952B1 (en) * | 2017-06-27 | 2024-04-24 | Imby Energy, Inc. | Cogeneration systems and methods for generating heating and electricity |
| US11041631B2 (en) * | 2019-01-15 | 2021-06-22 | Averill Partners, Llc | Installation of combined heat and power systems |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4735061A (en) * | 1987-09-02 | 1988-04-05 | Hsieh Sheng Ming | Energy-saving system for an engine-driving air conditioning system |
| JP2664740B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1997-10-22 | 株式会社東芝 | 空気調和機 |
| US5363673A (en) * | 1992-07-24 | 1994-11-15 | Gas Research Institute | Simplified engine coolant system for gas engine heat pump |
| US5333468A (en) * | 1993-11-02 | 1994-08-02 | Rice Harold D | Apparatus for prevention of loss of refrigerant |
| US5457965A (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-17 | Ford Motor Company | Low refrigerant charge detection system |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP6185783A patent/JPH0849942A/ja active Pending
-
1996
- 1996-02-08 US US08/598,373 patent/US5632442A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283025A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 空気調和機 |
| JP4561147B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-10-13 | アイシン精機株式会社 | 空気調和機 |
| JP2009191776A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Honda Motor Co Ltd | コージェネレーション装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5632442A (en) | 1997-05-27 |
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