JPS5886362A - 原動機駆動熱ポンプ空気調和給湯機 - Google Patents

原動機駆動熱ポンプ空気調和給湯機

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JPS5886362A
JPS5886362A JP56146858A JP14685881A JPS5886362A JP S5886362 A JPS5886362 A JP S5886362A JP 56146858 A JP56146858 A JP 56146858A JP 14685881 A JP14685881 A JP 14685881A JP S5886362 A JPS5886362 A JP S5886362A
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hot water
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湯山 ▲ひろし▼
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Mitsubishi Electric Corp
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、原動機を駆動源として圧縮機を駆動する熱
ポンプ空気調和給湯機に関するものである。
圧縮機、4方切換弁、室外熱交換器、絞り機構。
および室内熱交換器などを基本機能要素として冷凍サイ
クルを形成する熱ポンプ空気調和機は、入力の2〜3倍
の冷房または暖房能力が得られる。
しかし、化石燃料のもつエネルギーを一次エネルギーと
して発電所υておける発電効率、送電効率および電動圧
縮機の電動機効率を総合すると、現状の熱ポンプ空気調
和機の冷房または暖房能力は一次エネルギー換算で50
%〜70%が空調用に使用されるにすぎず、これは、特
に暖房の場合、直接化石燃料を燃焼させろ場合に比して
エネルギー効率が劣っている。−!、、り、熱ポンプの
欠点として、外気温度が低く暖房負荷が大きいほど暖房
能力が小さく、シかも、比較的温暖な地域でも、高温度
条件では室外熱交換器に着霜しやすく、熱ポンプの成績
係数が低下するという欠点がある。
このため、上記の欠点を解消するものとして、化石燃料
で作動する原動機で直接圧縮機を駆動する熱ポンプによ
って冷暖房、除湿運転を行い、前記原動機の排熱を熱回
収手段によって回収して貯湯タンクなどに蓄熱する給湯
機能を備えたいわゆる原動機駆動熱ポンプ空気調和給湯
機が提案されている。
第1図は従来の原動機駆動熱ポンプ空気調和給湯機の一
例を示す概略構成図である。この図において、冷凍サイ
クルは、圧縮機2,4方切換弁3゜室外熱交換器4.絞
り機構5.室内熱交換器6を基本要素として構成される
。一方、圧縮機2を駆動する内燃機関を用いた原動機1
は冷却ジャケットTおよび温水等の熱媒搬送手段である
循環ポンプ8と排熱熱交換器9、さらに余剰熱処理用熱
交換器10および貯湯タンク11で給湯機能要素を構成
する。12.13は弁である。
このような構成において、循環ポンプ8により搬送され
る温水は、通常の蓄熱時は弁12を通り、(この時弁1
3は閉成している。)温水が貯湯タンク11に入り、原
動機1に戻り、貯湯タンク11内の温度があらかじめ設
定した限界温度に達すると、弁12を閉成し、弁13を
開成して、余剰熱処理用熱交換器10に温水を循環させ
た後、原動機1を冷却する。
上記の方式によれば原動機1の排熱の50〜70%を回
収できるため、−次エネルギーに換算すると、100〜
140%の効率となる。しかしながら上記の方式はまだ
研究開発途上であり、多くの欠点が指摘される。例えば
、貯湯タンク11に蓄熱を必要としない時も一余分の熱
を排熱熱交換器9で回収し、余剰熱処理用熱交換器10
で再び放熱する無駄があった。しかも、このような場合
、余剰熱処理用熱交換器10において、大きな放熱能力
が要求される。
さらに、冷房または暖房運転の時間が長時間続くと、こ
の間、常に原動機1の排熱が回収されるため、運転立上
り時、貯湯タンク11内の水温が常温であり、また、貯
湯タンク11の容量が大きいものであっても、制御手段
を備えなければ、必然的に循環する温水の温度は沸騰点
に達する。貯湯タンク11内の温度は、蓄熱量を多くす
る観点からはより高温度の方がよいが、このような条件
では原動機1の温度が上昇し、オーバーヒートなどの悪
影響を引き起し、循環する温水が本来の原動機1の冷却
水としての機能な果せなくなる。
このため、従来は上記の場合、温水循環径路に配設した
余剰熱処理用熱交換器10に流路な切り換えて放熱し、
冷暖房運転を続けていた。しかし、原動機1の排熱量は
、空調負荷に応動して変り、長時間運転を続ける場合は
はy一定であるにもか〜わらず、循環する温水による原
動機1の冷却能力は時々刻々に変化するため、単に通路
の循環径路を切り換えるだけでは、原動機1のオーバー
ヒートに対する保護はできても、流路切換え時に循環す
る温水の温度が段階的に、しかも大幅に変化するため、
原動機1の急激な温度変化を引き起し、異常燃焼および
燃焼効率の低下の原因となっていた。さらに、貯湯温度
が低い状態での立上り時は、低温度の温水が循環するた
め、原動機1の温度が低く、燃焼の安定性が損われ、か
つ、燃焼効率も低いという欠点があった。
この発明は、上記従来の装置の欠点を除去するために、
空調負荷に応動して原動機へ戻る循環する温水の水温を
適正に制御するようにしたものである。以下、この発明
について説明する。
第2図はこの発明の一実施例を示す概略構成図である。
この図で、符号1〜11は第1図と同じものを示し、1
4.15.16は3方弁、17゜18はバイパスの流路
である。
冷凍サイクルは、第1図の従来例と同様にして圧縮機2
,4万切換弁3.室外熱交換器4.絞り機構5.室内熱
交換器6を基本機能要素として構成する。圧縮機2.原
動機1.さらに冷却水ジャケット7、循環ポンプ8.排
熱熱交換器9.余剰熱処理用熱交換器10.貯湯タンク
11で、原動機冷却・給湯機能要素を構成する。さらに
、流路切換機構として、第2図の実施例では3方弁14
゜15.16と流路17.1Bとを備え、温水循環流路
を構成する。
上記の構成において、原動機1の始動時は、原動機1が
外気温度となっており、特に冬季においては低温度とな
っているため、比較的長時間、原動機1の暖機運転を必
要とする。この場合、貯湯タンク11内の温水温度が低
温度の時、循環ポンプ8により貯湯タンク11内の温水
を直ちに循環させると、原動機1かなかなか暖機しない
。したがって、この発明では3方弁14を制御して貯湯
タンク11をバイパスする流路17を開成し、原動機1
の暖機を早めている。この時、3方弁16を制御してバ
イパスの流路1Bを閉成し、原動機1、冷却水ジャケッ
ト7より出た温水が排熱熱交換器9を通り、循環ポンプ
8に至るようにするために、排熱熱交換器9で循環する
温水が暖められ、この熱で原動機1自体を暖機するため
、原動機1の温度上昇が早く、暖機時間を短くすること
ができる。
このようにして一定時間、または原動機1の冷却水ジャ
ケット7内に備えた温度検知手段により温度を検知して
、これがあらかじめ設定した温度に達すると、すなわち
、暖機運転が終了すると、3方弁14を切り換えて流路
17を閉じて、貯湯タンク11の流路を開き、貯湯タン
ク11内に温水を循環させ、冷房または暖房運転ととも
に貯湯クンク11への蓄熱運転を行う。
しかし、この時−貯湯タンク11内の温水温度が85〜
90℃程度のあらかじめ設定した限界温度に維持されて
いる場合には、暖機運転終了時も、貯湯クンク11の温
水のバイパス回路として3Fj弁15から余剰熱処理用
熱交換器10に送水し、こ〜で放熱し、再び原動機1の
冷却水ジャケットTに戻す循環回路を形成させる。
上記の場合、もし貯湯タンク11内の温水温度が、貯湯
立上り温度より一定温度以上高温で、かつ、限界温度ま
で達していない時、すなわち、貯湯タンク11内温度が
ある程度高温度となっている場合、原動機1の冷却能力
が低下している。この時は3方弁14を切り換えて−ま
す貯湯タンク11に送り、こ〜で貯湯した後、3方弁1
5より余剰熱処理用熱交換器10Vc送り−こ〜で放熱
した後、冷却水ジャケット7に戻るように循環路を形成
する。このようKして蓄熱しながら、かつ、余剰熱処理
用熱交換器10で放熱して原動機1へ/ 戻る温水温度を低下させ、原動機1の温度を所定温度に
維持することができる。この時、冷凍サイクルが暖房運
転中であれば余剰熱処理用熱交換器10で暖められた空
気を、室外熱交換器4に送風することにより、室外熱交
換器4での吸熱能力を大とすることができるため、暖房
能力の増大に寄与することができる。
さらに%前述の貯湯タンク11内の温水温度が限界温度
に達している時は、貯湯タンク11をバイパス回路とし
て余剰熱処理用熱交換器10で原動機1の排熱を放熱す
るわけであるが、冷凍サイクルが冷房運転モードの時は
、3方弁161Cより排熱熱交換器9を循環する温水が
流路18を通ってバイパスするようにし熱回収せずに、
原動機1の排気ガスが保有する熱を大気に放出させる。
このため、余分の熱を循環ポンプ8により搬送すること
がなくなるので、循環ポンプ8の出力を小さくでき、ま
た、余剰熱処理用熱交換器10での放熱量が少な(なる
ため、余剰熱処理用熱交換器10の放熱面積を小さくで
き、小形化がはかれるとともに、送風機の送風量は小さ
くてよい。
なお、上記の実施例では、貯湯タンク11内の温度が照
温の限界温度に維持されていた場合、貯湯タンク11を
循環する温水のバイパス通路としているが、この場合、
貯湯タンク11の周壁には断熱材が配設されているとは
いえ、徐々に貯湯タンク11内の水温が低下する。その
ため、排熱熱交換器9を出た温水を一度温水りンク1内
を通過させた後、余剰熱処理用熱交換器10に送り、こ
こで放熱させるようにすれば、原動機1の冷却水ジャケ
ット7は常に適正温度の冷却水が入り、貯湯タンク11
内の温水温度は常に限界温度に維持されろ。
また、蓄熱手段としては上記貯湯タンク11以外のもの
でもよく、また3方弁14〜16Kかえて他の構成の弁
を用いることもできろ。
以上詳細に説明したように1この発明は、従来の原動機
駆動熱ポンプ空気調和給湯機において、排熱熱交換器の
流路な弁を介してバイパスする流路と、蓄熱手段の流路
を弁を介してバイパスする流路と、さらに、冷却水ジャ
ケット内の温水温度が所定の範囲内、範囲外、範囲以下
に応じ前記弁を制御し流路を切り換える手段を設けたの
で、原動機の暖機運転を従来に比して短縮できるととも
に、空調負荷に応動して原動機へ戻る温水の水温を適正
に制御することが可能となり、さらに、蓄熱手段内の水
温を高温度に維持することができる。
かように、この発明によれば信頼性と熱効率を著しく向
上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の原動機駆動熱ポンプ空気調和給湯機の一
例を示す概略構成図、第2図はこの発明の一実施例を示
す概略構成図である。 図中、1は原動機、2は圧縮機、3は4方切換弁、4は
室外熱交換器、5は絞り機構、6は室内熱交換器、Tは
冷却水ジャケット、8は循環ポンプ、9は排熱熱交換器
、10は余剰熱処理用熱交換器、11は貯湯タンク、1
4.15.16は3万弁、17.18はバイパスの流路
である。 代理人 葛 野 信 −(外1名) 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器、絞り機構および
    4方切換弁により構成され、内燃機関を用いた原動機に
    より前記圧縮機を駆動し、前記4方弁によって冷媒回路
    を切り換えて冷暖房運転な行い、前記原動機の冷却水ジ
    ャケットおよび排熱熱交換器で熱回収し、温水を循環ポ
    ンプにより循環して蓄熱手段に蓄熱させ、かつ、回収し
    た余剰熱を放熱する余剰熱処理用熱交換器を備えた空気
    調和給湯機において、前記排熱熱交換器の流路な弁を介
    してバイパスする流路と、前記蓄熱手段の流路を弁を介
    してバイパスする流路とを設け、さらに、前記冷却水ジ
    ャケット内の温水温度が所定の範囲内、範囲以上、範囲
    以下に応じ前記各弁を制御し温水の流路を切り換える手
    段を具備せしめたことを特徴とする原動機駆動熱ポンプ
    空気調和給湯機。
JP56146858A 1981-09-17 1981-09-17 原動機駆動熱ポンプ空気調和給湯機 Granted JPS5886362A (ja)

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JPS6342184B2 JPS6342184B2 (ja) 1988-08-22

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611063U (ja) * 1984-06-08 1986-01-07 株式会社クボタ エンジンヒ−トポンプ
US5235887A (en) * 1990-03-22 1993-08-17 Citizen Watch Co., Ltd. Cutter apparatus
JP2007203390A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Citizen Holdings Co Ltd シート材切断装置およびプリンタ

Cited By (4)

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US8267603B2 (en) 2006-01-31 2012-09-18 Citizen Holdings Co., Ltd. Sheet material cutter and printer

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