JPS63116069A - エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明はエンジノを圧縮機の駆動源とし、室内の冷暖
房を行な５エンジン駆動ヒートポンプ装置に関する。

（ロ）　従来の技術 エンジンで圧縮機を駆動して室内を冷暖房するとともに
、エンジン冷却水を熱源側熱交換器に組込んだ冷却水流
路に供給して暖房熱源として利用するエンジン駆動ヒー
トポンプ装置が実開昭６０−１１６１６１号公報に開示
されている。

このエンジン駆動ヒートポンプ装置では熱源側熱交換器
の風上側部分に第１の冷却水流路を設けるとともに、熱
源側熱交換器の外気が並流する部分に第２の冷却水流路
を設け、エンジン冷却水を暖房時は第１の冷却水流路へ
、冷房時は第２の冷却水流路へそれぞれ切換え供給する
ことにより、安定した冷房能力を確保しながら、暖房能
力を向上できるようにしている。

Ｇ／ｉ　　発明が解決しよ５とする問題点上述したエン
ジン駆動ヒートポンプ装置では。

エンジン冷却水を暖房時と冷房時とで熱源側熱交換器の
異なる冷却水流路に切換え供給しているため、冷却水切
換用の電磁弁が必要になるとともに、エンジン冷却水回
路の回路構成が複雑になり、装置がコスト高になる欠点
があった。また、暖房時は熱源側熱交換器の風上側部分
の冷却水流路にのみエンジン冷却水が供給されていたた
め、熱源側熱交換器の風上側部分を通過した空気が露点
温度近くに冷却され、熱源側熱交換器の風五側部分で着
霜しやすくなる欠点があった。

この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
冷却水切換弁を用いることなく、冷房能力の安定化と暖
房能力の向上とが図れるようにし。

さらには熱源側熱交換器全面での着霜が防止されるよ５
にすることを目的とする。

に）問題点を解決するための手段 この発明はエンジンと、このエンジンを駆動源とする圧
縮機、冷媒流路切換弁、熱源側熱交換器。

減圧素子及び利用側熱交換器よりなるヒートポンプ冷媒
回路と、熱源側熱交換器に組込まれた冷却水流路にエン
ジン冷却水を供給するエンジン冷却水回路と、熱源側熱
交換器に送風する室外ファンとを備えたエンジン駆動ヒ
ートポンプ装置を改良するものである。

この発明では熱源側熱交換器り）風上側部分及び風下側
部分に冷却水流路を配設するとともに、熱源側熱交換器
の残り部分に暖房時の冷媒出口と冷却水流路とが隣接し
、かつ冷房時の冷媒出口と冷却水流路とが隔たるよ５に
冷媒流路を配設した構成である。

（ホ）作用 このように構成すると、熱源側熱交換器の風上側部分及
び風下側部分がエンジン冷却水で加熱され、これらの部
分の冷媒蒸発温度及びフィン温度が高くなる。このため
、風上側部分で冷却された空気によって風下側部分に着
霜する心配がな（、熱源側熱交換器は暖房時に全面にわ
たって着霜が防止される。また、熱源側熱交換器の冷媒
流路は暖房時の冷媒出口（冷房時の冷媒入口）が冷却水
流路と隣接され、冷房時の冷媒出口（暖房時の冷媒人口
〕が冷却水流路と隔てられているので、暖房時はエンジ
ン冷却水の熱を利用して冷媒の過熱度が大きくとれ、暖
房能力が向上されるとともに。

冷房時はエンジン冷却水の熱的影響を少なくして冷媒の
過冷却度を大きくとり、十分な冷房能力が確保される。

しかも、エンジン冷却水を冷暖房時とも同じ流路に流す
ことができるので、エンジン冷却水回路の簡素化が図れ
、安価に構成されている。

（へ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例に基いて詳細に説明
する。

図において、エンジン駆動ヒートポンプ装置は１台の室
外ユニット１と、３台の室内ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
とで構成され、室外ユニット１は下部に機械室３．上部
に熱交換器室４がそれぞれ設けられている。そして、ガ
スを燃料とするエンジン５にて駆動される圧縮機６の吐
出口６Ａと、冷媒流路切換用の四方切換弁７と、熱源側
熱交換器８，８と、減圧装置としての暖房用膨張弁９及
び冷房用逆上弁１０の並列回路と、レジ−／＜タンク１
１と、電磁弁からなる法例開閉弁１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃと、減圧装置としての冷房用膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、
１３Ｃ及び暖房用逆上弁１４Ａ。

１４Ｂ、１４Ｃの並列回路と、利用側熱交換器１５Ａ、
１５Ｂ、１５Ｃと、電磁弁からなるガス側開閉弁１６Ａ
、１６Ｂ、１６Ｃと、四方切換弁７と、アキュームレー
タ１７と、圧縮機６の吸入口６Ｂとが頴次環状に連設さ
れ、これらによってヒートポンプ冷媒回路１８が形成さ
れている。また。

熱源側熱交換器８．８には室外７アン１９，１９にて送
風が行なわれ、利用側熱交換器１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ
にはそれぞれ室内７７ン２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにて送
風が行なわれている。

熱源側熱交換器８，８は第２図及び第３図に示すように
、室外ファン１９．１９の通風径路の風上側部分８Ａ及
び風下側部分８Ｂにそれぞれ複数の冷却水流路２１Ａ、
２１Ｂが等間隔で設けられている。これらの冷却水流路
２１Ａ、２１Ｂは循環ポンプ２２、排気熱交換器２３及
び温調弁２４を有するエンジン冷却水回路２５に接続さ
れている。温調弁２４にはバイパス管２６が接続され、
排気熱交換器２３の入口側の冷却水温度がある温度より
低いときにエンジン冷却水をバイパス管２６に流すこと
により、排気熱交換器の入口側水温が一定温度（７０〜
ｂ にしである。また、熱源側熱交換器８の残りの部分には
複数の冷媒流路２７が設けられている。これらの冷媒流
路２７は暖房時の冷媒出口（冷房時の冷媒入口）２８が
冷却水流路２１Ａと隣接し、かつ冷房時の冷媒出口（暖
房時の冷媒入口）２９と冷却水流路２１Ｂとが隔たるよ
５Ｖｃしてある。

３０は各型内ユニットの運転信号によって法例開閉弁１
２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及びガス側開閉弁１６Ａ、１６Ｂ
、１６Ｃの開閉制御を行なうとともに、室内ユニットの
運転台数によってエンジン５０回転数制御を行なう制御
装ｆｌマある。

室内ユニｙｔ’２Ａ、２Ｂ、２Ｃが３台同時に冷房運転
する際は、四方切換弁７が実線状態になり。

かつ、法例開閉弁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及びガス側開
閉弁１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃが開となる。

また、エンジン５が全速（１例として１８００ｒ・ｐ　
ａ　ｍ）で圧縮機６を駆動する。圧縮機６の吐出口６人
から吐出された高温高圧のガス冷媒は四方切換弁７−熱
源側熱交換器８．８−冷房用逆止弁１０−レンーパタン
ク１１−液側開閉弁１２Ａ。

１２Ｂ、１２Ｃ−冷房用膨張弁１３Ａ、１３Ｂ。

１３Ｃ−利用側熱交換器１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ−ガス
側開閉弁１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ−四方切換弁７−アキ
ニームレータ１７を順次介して圧縮機６の吸入口６Ｂに
帰還される。かかる運転により、熱源側熱交換器８，８
では冷媒凝縮作用が行なわれ、利用側熱交換器１５Ａ、
１５Ｂ、１５Ｃでは冷媒蒸発作用が行なわれ、室内ユニ
ツ）２Ａ。

２Ｂ、２Ｃのある各室内はそれぞれ冷房される。

また、エンジン５及び排気熱交換器２３で温められたエ
ンジン冷却水は循環ポンプ２２の運転により熱源側熱交
換器８の冷却水流路２１Ａ、２１Ｂに供給される。

冷房時は熱源側熱交換器８の冷媒流路２７に冷媒が第２
図に示すように流れ、その冷媒出口２９が冷却水流路２
１Ｂと隔たれているので、冷却水の熱的影響を少なくし
て冷媒の過冷却度を太き（とり、冷房能力を十分に確保
できるとともに、冷却水の熱を効率良く大気へ放出させ
ることができる。なお、冷媒入口２８と冷却水流路２１
Ａとは隣接しているが、双方の温度レベルが近似してい
るので何ら支障はない。

この冷房運転により室内温度が低下し、室温サーモがオ
フするか、もしくは手動スイッチがオフされ、例えば室
内ユニツ）２Ａの室内ファン２０Ａが止まって１台のみ
冷房運転が停止すると、利用側熱交換器１５Ａで冷媒の
蒸発が行なわれなくなる。このとぎ、制御装［３０は運
転停止中の室内ユエッ）２Ａの法例開閉弁１２Ａ及びガ
ス側開閉弁１６Ａを閉じるとともに、エンジン５０回転
数を１２００ｒ＊ｐａｍに下げ、圧縮機６の圧縮容量を
２／３に低減する。

この冷房運転制御は他の室内ユニット２Ｂ、２Ｃが運転
停止した場合についても同様である。

さらにまた１例えば２台の室内ユニツ）２Ａ、２Ｂが冷
房運転を停止した場合、制御装置３０は両ユニット２Ａ
、２Ｂの法例開閉弁１２Ａ、１２Ｂ及びガス側開閉弁１
６Ａ、１６Ｂを閉じ、エンジン５の回転数を６００ｒ・
ｐ・ｍの低速運転にする。

一方、暖房運転時は四方切換弁γを破線状態に切換え、
エンジン５を高速（１８００ｒｅｐｅｍ）運転させると
、圧縮機６の吐出口６Ａ−四方切換弁７−ガス側開閉弁
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ−利用側熱交換器１５Ａ、１５
Ｂ、１５Ｃ−暖房用逆止弁１４Ａ、１４Ｂ、１４０−法
例開閉弁１２人。

１２Ｂ、１２Ｃ−レシーバタンク１１−暖房用膨張弁９
−熱源側熱交換器８．８−四方切換弁７−アキニームレ
ータＩＴ−圧縮機６の吸入口６Ｂの順に冷媒が流れる。

また、エンジン冷却水が熱源側熱交換器８の冷却水流路
２１Ａ、２１Ｂを流れる。

暖房時は熱源側熱交換器８の冷媒流路２７に冷媒が第３
図に示すように流れ、その冷媒出口２８が冷却水流路２
７と隣接しているので、冷却水の熱を回収して冷媒の過
熱度を太き（とり、暖房能力を向上させることができる
。また、冷却水流路２１Ａ、２１Ｂが熱源側熱交換器８
，８の風上側部分８Ａ及び風上側部分８Ｂに配設されて
いるので、これらの部分の冷媒蒸発温度が高くなるとと
もにフィンが加熱される。このため、風上側部分８Ａで
冷却された空気によって風下側部分８Ｂに霜がつく心配
がなく、熱源側熱交換器８全面での着霜を防止できる。

そして室内ユニットの１台、または２台が暖房運転を停
止した場合、それらに対応したガス側開閉弁及び法例開
閉弁が閉じられるとともに、エンジン５０回転数が低減
され、それぞれ２台または１台運転九適した冷媒循環量
で暖房運転が行なわれる。

本実施例によれば、熱源側熱交換器８の風上側部分８Ａ
及び風下側部分８８にそれぞれ冷却水流路２１Ａ、２１
Ｂを設け、エンジン冷却水を利用してこれらの部分の冷
媒蒸発温度を高めるとともに、フィンを加熱するように
したので、暖房時に最も霜がつきやすい風下側部分８Ｂ
での着霜を防止し、熱源側熱交換器８の全面で霜がつか
ないようにできる。また、熱源側熱交換器８Ｉ７）残り
の部分には暖房時の冷媒出口２８と冷却水流路２１Ａと
が隣接し、冷房時の冷媒出口２９と冷却水流路２１Ｂと
が隔たるように冷媒流路２７を設けたので、暖房時はエ
ンジン冷却水を利用して暖房能力を高めることができ、
冷房時は冷房能力を十分に確保しながらエンジン冷却水
の熱を大気へ効率良く放出させることができる。また、
暖房時と冷房時とでエンジン冷却水の流路を切換える必
要がないので、冷却水切換用の電磁弁が不要になるなど
。

エンジン冷却水回路２５の簡略化が図れ、装置を安価に
構成することができる。さらにまた、エンジン冷却水回
路２５に温調弁２４及びバイパス管２６を設け、排気熱
交換器２３０入口側水温を一定温度以上に保つよ５にし
たので、排気熱交換器２３０内部で凝縮ドレン水が多量
に発生しないようにでき、排気熱交換器２３の腐食が防
止され。

耐久性が向上されるとともに、排気熱交換器２３を安価
な材料で製作することが可能である。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、エンジン
冷却水の流路切換えを行なうことなく、安定した冷房能
力を確保することができるとともに、エンジンの排熱を
活用して暖房能力を向上させることができ、しかも熱源
側熱交換器の全面にわたって暖房時の着霜が防止される
など、効率り良い冷暖房運転が期待できるものである。

また。

エンジン冷却水回路の簡素化が図れ、装置を安価に構成
することができるなど、経済性罠も優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す工／ジン駆動ヒート
ポンプ装置の回路構成図、第２図は熱源側熱交換器の冷
房時の冷媒の流れを示す説明図。 第３図は同じく暖房時の冷媒の流れを示す説明図である
。 ５・・・エンジン、　６・・・圧縮機、　７・・・四方
切換弁（冷媒流路切換弁）、　８・・・熱源側熱交換器
。 ８人・・・風上側部分、　　８Ｂ・・・風下側部分、　
９・・・暖房用膨張弁（減圧装置）、　　１３Ａ、１３
Ｂ。 １３Ｃ・・・冷房用膨張弁（減圧装置）、　　１５Ａ、
１５Ｂ、１５Ｃ・・・利用側熱交換器、　１８・・・ヒ
ートポンプ冷媒回路、　　１９・・・室外７アン、　２
１Ａ、２１Ｂ・・・冷却水流路、　２５・・・エンジン
冷却水回路、　２７・・・冷媒流路、　２８・・・暖房
時の冷媒出口、　２９・・・冷房時の冷媒出口。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣外１名 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンと、このエンジンを駆動源とする圧縮
   機、冷媒流路切換弁、熱源側熱交換器、減圧素子及び利
   用側熱交換器よりなるヒートポンプ冷媒回路と、熱源側
   熱交換器に組込まれた冷却水流路にエンジン冷却水を供
   給するエンジン冷却水回路と、熱源側熱交換器に送風す
   る室外ファンとを備えたエンジン駆動ヒートポンプ装置
   において、熱源側熱交換器の風上側部分及び風下側部分
   に冷却水流路を配設するとともに、熱源側熱交換器の残
   り部分に暖房時の冷媒出口と冷却水流路とが隣接し、か
   つ冷房時の冷媒出口と冷却水流路とが隔たるように冷媒
   流路を配設したことを特徴とするエンジン駆動ヒートポ
   ンプ装置。