JPS6196373A

JPS6196373A - エンジン・ヒ−トポンプ装置

Info

Publication number: JPS6196373A
Application number: JP21719184A
Authority: JP
Inventors: 吉村　洋
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1986-05-15

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】［産業上の利用分野］本発明は、冷媒循環サイクルにおける液冷媒の適正な過
冷却度を確保して能力向上が図れるようにしたエンジン
・ヒートポンプ装置に関するものである。

［従来の技術］一般に、エンジン駆動によるヒートポンプ装置は、エン
ジンの排気ガスによる排熱あるいは水冷却による熱を排
気ガス熱交換器、冷却水熱交換器で回収することができ
るために、電動ヒートポンプ装置よりもエネルギー利用
効率が優れており、各種給湯装置等として利用されてい
る。この種のエンジン・ヒートポンプ装置は、例えば第
２図に示すように、エンジン１により圧縮機２が駆動さ
れ、冷媒が圧縮ｒｓ２→水冷凝縮器３→膨脹弁４→蒸発
器５を経て再び圧縮機２に戻る循環路を形成している。

そして、圧縮機２で圧縮された高圧冷媒ガスは水冷凝縮
器３で水と熱交換されて凝縮し、次いで膨脹弁４で断熱
膨張されて、蒸発器５で蒸発して低熱源と熱交換を行い
再び圧縮機２に戻るサイクルとなっている。又、水冷凝
縮器３および膨脹弁４の間並びに蒸発器５および圧縮機
２の間の冷媒循環路には相互に熱交換するヒートインタ
チェンジャ６が設けらており、蒸発器５からの低温ガス
冷媒で凝縮器３から出た液冷媒を冷却し、膨脹弁４の手
前でフラッシュガスの発生を抑え、液冷媒に維持するよ
う適正な過冷却度を得るようにしていた。又、エンジン
１の冷部水彎環路および排気ガス路には冷却水熱交換器
７および排気ガス熱交換器８が設けられており、温水（
ブライン）はポンプ９により水冷凝縮器３→冷却水熱交
換器７→排気ガス熱交換器８から図示しないバッフ７タ
ンクを経て再びポンプ９に戻る温水回路を形成している
。そして前記温水は、図示しない給湯設備等の熱源とし
て利用されるようになっている。

尚、前記排気ガス熱交換器８を通過した排気ガスはマフ
ラ１０を通して外部に放出されるようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、このような従来のエンジン・ヒートポン
プ装置では、冷媒サイクルのヒートインタチェンジャ６
が水冷凝縮器３の出口の液冷媒を蒸発器５から戻ってく
る低温ガス冷媒で冷却するものであるため、液冷媒の温
度が低く、ガス冷媒の温度が高い運転条件下では十分な
過冷却度が得られなかった。即ち、液冷媒温度が比較的
高く、ガス冷媒温度が低い時は十分な過冷却度が得られ
ていたが、いわゆる太陽熱利用によるソーラコレクタを
用いた給湯専用のヒートポンプ装置では給湯温度および
蒸発器５から戻るガスの温度がともに広い範囲で変化す
るので、蒸発器５における吸入空気温度が高くなったと
きに、低圧冷媒ガス温度が上昇して、圧縮１２には比較
的高温の冷媒ガスが供給されることにより圧縮６１２の
吐出冷媒ガス温度が上昇し、又、ヒートポンプ装置の始
動時等で温水（ブライン）回路のブライン温度が低くて
凝縮器３から出る高圧冷媒液温度が低い場合には、ヒー
トインタチェンジャ６に入る両冷媒の温度差がなくなり
、あるいは水冷凝縮器３からの高圧液冷媒が蒸発器５か
らの低圧ガス冷媒にあたためられる場合があり、冷媒液
の適切な過冷却度が得られず、膨脹弁の冷媒入口側の冷
媒液中でフラッシュガスが発生することにより、蒸発器
５の吸熱量不足、ひいては給湯能力不足となる問題点が
あった。

尚、特開昭５８−４９８７５号公報には、冷媒サイクル
中に第２凝縮器を設け、送風ファンによって冷媒を二次
凝縮させて過冷却度を確保するようにした圧縮式ヒート
ポンプに関する従来の技術が開示されているが、この従
来の技術では送風ファンを必要とし、又第２凝縮器で熱
を外部に放出していることがあった。

本発明は、このような従来の問題点等に着目してなされ
たもので、冷媒液の適正な過冷却度を確保して膨脹弁の
冷媒入口側の冷媒液中におけるフラッシュガスの発生等
を抑え、蒸発器における吸熱量を確保し、ヒートポンプ
としての能力向上が図れるようにしたエンジン・ヒート
ポンプ装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］上記問題点を解決するために、本発明のエンジン・ヒー
トポンプ装置は、エンジン駆動の圧縮機。

水冷凝縮器、膨脹弁および蒸発器を順次接続した冷媒循
環路と、前記水冷凝縮器で冷媒と熱交換するブラインが
流通するブライン回路とからなるヒートポンプ装置に−
おいて、前記水冷凝縮器および膨脹弁の間の冷媒循環路
並びに前記水冷凝縮器の入口側ブライン回路において相
互に熱交換するヒートインタチェンジャを設けるように
構成している。

［作用］次に作用を説明する。ヒートインタチェンジャは水冷凝
縮器の出口側の冷媒循環路と、該水冷凝縮器の入口側の
ブライン回路とに設けられており、水冷凝縮器における
高圧冷媒液の出口側温度がブラインの入口側温度よりも
常に＾くなる関係が成り立つため、ブライン温度あるい
は蒸発器からの戻りガス冷媒温度とは全く無関係であり
、水冷凝縮器からの高圧液冷媒が蒸発器からの低圧ガス
冷媒に温められることがなくなり常に適切な液冷媒の過
冷却度が確保される。従って、膨脹弁の冷媒入口側での
冷媒液中におけるフラッシュガスの発生を防止し、蒸発
器における吸熱量を確保しヒートポンプとしての給湯能
力等を向上させることができる。

［実施例］以下図面を参照して本発明による実施例を具体的に説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係り、エンジン・ヒートポ
ンプ装置の系統図である。

この図において符号１１はエンジン、１２はこのエンジ
ン１１にて駆動される圧縮機である。そして、このエン
ジン・ヒートポンプ装置の冷媒循環路は圧縮機１２の高
圧側から水冷凝縮器１３→膨脹弁１４→蒸発器１５を経
て該圧縮機１２の低圧側に循環するようになっている。

又、前記水冷凝縮器１３の冷媒出口側および膨脹弁１４
の冷媒入口側間の冷媒循環路、並びに前記水冷凝縮器１
３のブライン流入口側のブライン回路には、相互に熱交
換ができるビートインタチェンジャ１６が設けられてい
る。前記エンジン１１の冷却水循環路には、該エンジン
の水冷却による熱を回収する冷却水熱交換器１７が接続
されている。又、前記エンジン１１の排気ガス路には、
排気ガス熱交換器１８が設けられている。そして排気ガ
スは、この排気ガス熱交換器１８からマフラ１９を経て
外部に排出されるようになっている。又、前記ヒートイ
ンタチェンジャ１６のブライン流入口側はポンプ２０を
介して図示しないバッフ７タンクに接続されており、通
常運転時におけるブライン回路はバッファタンクからポ
ンプ２０→ヒートインタチエンジヤ１６→水冷凝縮器１
３→冷却水熱交換器１７→排気ガス熱交換器１８を経て
再びバッフ７タンクに戻る循環路を形成している。

このような構成では、エンジン１１が始動して圧縮機１
２が駆動されて冷媒が循環するとともに、ポンプ２０に
よりブラインが循環する。そして、ヒートインタチェン
ジャ１６において冷媒循環路の液冷媒とブライン回路の
ブラインとの間で熱交換が行なわれる。この場合に液冷
媒温度が常に水冷凝縮器のブライン入口側のブライン温
度よりも高い関係が成立するため、常に適切な冷媒液の
過冷却度が確保されて、膨脹弁の冷媒入口側の冷媒液中
におけるフラッシュガスの発生を防止し、蒸発器におけ
る吸熱量を確保しヒートポンプとしての給湯能力等を向
上させることができる。

尚、凝縮器１３とヒントインタチェンジャ１６はブラ・
インと、冷媒を熱交換するのは同じ機能を有しているが
、別に構成しているのは凝縮器１３内で冷媒は気体→液
体となるため熱伝導等がヒートインタチェンジャ１６よ
り悪く、ヒートインタチェンジャ１６内の冷媒は液状態
であるためブラインとの熱伝導率が良いためであり、ま
た水冷凝縮器１３で過冷却器の機能も持たせようとする
と、凝視１３を大きくして凝縮器１３内の液冷媒の量を
増加させる必要があり、液冷媒量を増加すると、ガス冷
媒の量が減少し凝縮器での冷媒の液化によるブラインと
の熱交換率が悪くなり、凝縮器１３としての能力低下に
つながる。したがって、凝縮器１３とヒートインタチェ
ンジャ１６は実施例のごとく別に設けた方がヒートポン
プ装置としてコンパクトになり、フラッシュガスの発生
を防止するための液冷媒の過冷却度が容易に達成できる
。

尚、前記実施例において、ヒートインタチェンジャは水
冷凝縮器１３の出口側液冷媒回路と、該水冷凝縮器１３
の入口側ブライン回路との間で相互に熱交換できるよう
に設けられていればよい。

又、ブライン回路は少なくとも水冷凝縮器１３を構成に
含めばよく、実施例の系統に限定されない。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、ブライン回路にお
ける水冷凝縮器の入口側にヒートインタチェンジャを設
けて、該ヒートインタチェンジャの冷媒サイクルの液冷
媒とブライン回路のブラインとの間で熱交換しているた
め、ブライン温度あるいは蒸発器からの戻りガス温度と
は全く無関係に適切な液冷媒の過冷却度を得ることがで
き、膨脹弁の冷媒入口側の冷媒液中におけるフラッシュ
ガスの発生等を抑え蒸発器における吸熱ｍを確保しヒー
トポンプとしての能力の向上を図ることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係り、エンジン・ヒートポ
ンプ装置の系統図、第２図は従来例に係り、エンジン・
ヒートポンプ装置の系統図である。１１・・・エンジン１２・・・圧縮機　　　１３・・・水冷凝・縮器１４・
・・・膨脹弁　　　１５・・・蒸発器１６・・・ヒート
インタチェンジャ１７・・・冷却水熱交換器１８・・・排気ガス熱交換器１９・・・マフラ　　　２０・・・ポンプ第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

エンジンにより駆動される圧縮機、水冷凝縮器、膨脹弁
および蒸発器を順次接続した冷媒循環路と、前記水冷凝
縮器を冷媒と熱交換するブラインが流通するブライン回
路とからなるヒートポンプ装置において、前記高圧冷媒
液の流れる水冷凝縮器および膨脹弁の間の冷媒循環路並
びに前記水冷凝縮器の入口側ブライン回路において相互
に熱交換するヒートインタチェンジャを設けるようにし
たことを特徴とするエンジン・ヒートポンプ装置。