JPS6332252A - エンジン駆動ヒ−トポンプの運転方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン駆動ヒートポンプの起動を円滑に行
わしめるための運転方法に関するものである。

（従来の技術） 従来のエンジン駆動ヒートポンプにあっては、ヒートポ
ンプをその負荷に応じて運転制御させるようにしている
のが普通である。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このような制御方法によれば、ヒートポンプ
の起動後成る程度の時間が経過するまでの段階つまり初
期運転段階においては、凝縮器と蒸発器との間には圧力
差及び温度差が殆どなく。

ヒートポンプ設計仕様以上の過大な熱の汲み上げが生じ
て、ヒートポンプの構成部材であるエンジンは勿論、他
の機器やシステム側機器に過大な負荷がかかる。したが
って、安全装置である高圧カット等の作動冷凍機油の蒸
発器等への持ち去り等が生じる虞れがある。また、かか
る問題を解消しようとすれば、ヒートポンプを通常運転
においては必要とされないような過大能力を有するもの
に構成しておく必要がある。つまり、必要以上の馬力の
エンジンや過大な伝熱面積を有する凝縮器。

蒸発器等を設けておく必要があり、また冷媒中に溶は込
んでいる冷凍機油を分離するための油分離器やシステム
側機器である冷却塔等の容量を必要以上にアップさせて
おく必要があ乞といった無駄や不具合が生じる。

本発明は、このような問題を生ずることなく、ヒートポ
ンプの起動を円滑に行わしめうる運転方法を提供するこ
とを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のエンジン駆動ヒートポンプの運転方法は、上記
の目的を達成すべく、起動直後の初期運転段階において
はエンジン出力若しくは圧縮機容量を設計限度内に制限
し、通常運転段階に移行すると、かかる制限を解除して
、ヒートポンプをその負荷に応じて運転させるようにす
るものである。

すなわち、第１の発明では、ヒートポンプを起動させた
ときにおいて、エンジン若しくは圧縮機を、凝縮器と蒸
発器との圧力差又は温度差が設定値に達するまではエン
ジン出力若しくは圧縮機容量を設計限度内に制限するよ
うに、且つこの制限を前記圧力差又は温度差が設定値以
上となることにより解除するように、制御する。

また第２の発明では、ヒートポンプを起動させたときに
おいて、エンジン若しくは圧縮機を、凝縮器等のヒート
ポンプ機器における圧力、温度が設定値に達するまでは
エンジン出力若しくは圧縮機容量を設計限度内に制限す
るように、且つこの制限を前記圧力、温度が夫々前記設
定値に達した後に解除するように、制御する。

また第３の発明では、ヒートポンプを起動させたときに
おいて、エンジン若しくは圧縮機を、起動後エンジン出
力若しくは圧縮機容量を設計限度内に制限し且つこの制
限を設定時間経過後解除するように、制御する。

（実施例） 以下、本発明を第１図〜第４図に示す各実施例に基づい
て具体的に説明する。

第１図〜第４図に示す各エンジン駆動ヒートポンプにお
いて、１はエンジン、２はエンジン１により駆動される
圧縮機、３は油分離器、４は凝縮器、５は膨張弁、６は
蒸発器、７は圧縮機２から順次油分離器３．凝縮器４．
膨張弁５．蒸発器６を経て圧縮機２に至る冷媒の循環流
路、８はエンジン１若しくは圧縮機２を制御する制御装
置である。油分離器３は、循環流路７の冷媒中に溶は込
んでいる冷凍機油を分離除去するためのものである。凝
縮器４には空気、水、ブライン等の被加熱物が循環流動
する被加熱物流路９が導かれていて、凝縮器４内におい
て冷媒の凝縮に伴って被加熱物が加熱されるようになっ
ており、また蒸発器６には空気、水、ブライン等の被冷
却物が循環流動する被冷却物流路ＩＣが導かれていて、
蒸発器６内において冷媒の気化に伴って被冷却物が冷却
されるようになっている。なお、ヒートポンプは、制御
装置８による制御が解除された後は、図示されていない
制御装置によりその負荷に応じて制御運転されるように
構成されている。

第１の実施例では、ヒートポンプ起動直後の初期運転段
階においては凝縮器４と蒸発器６との間に圧力差が殆ど
生じないことに着目して、エンジン１若しくは圧縮機２
を、制御装置８により、凝縮器４と蒸発器６との圧力差
に基づいてエンジン出力若しくは圧縮機容量を設計限度
内に制限し且つこの制限を解除すべく制御しているので
ある。

すなわち、第１図に示す如く、ヒートポンプが起動され
ると、凝縮器４及び蒸発器６における圧力の差を検出器
１１により検出し、その検出値が予め設定された設定値
より小さい間は、制御装置８により、エンジン１の出力
を設計限度内において予め設定した設定出力まで上昇さ
せて、該出力を維持するように、若しくは圧縮機２の容
量制御弁（図示せず）を圧縮機容量が設計限度内におい
て予め設定した設定容量となる弁位置に動作させて該弁
位置に保持し、圧縮機容量を設定容量に維持するように
、エンジン１若しくは圧縮機２を制御する。なお、前記
設定値は、通常運転段階に移行した時点つまりヒートポ
ンプ設計仕様以上の過大な熱の汲み上げが生じなくなっ
た時点における凝縮器４と蒸発器６との圧力差に相当す
る値に設定しである。そして爾後、前記検出値が設定値
以上となると、制御装置８により、エンジン出力若しく
は圧縮機容量の制限を解除する。かかる制限が解除され
ると、爾後ヒートポンプは、従来のものと同様に、その
負荷に応じて制御運転される。

この負荷に応じた運転方法は従来のヒートポンプにおけ
る運転方法と同様であるから、その詳細については省略
する。

したがって、第１実施例の運転方法によれば、このよう
にヒートポンプの初期運転段階つまりヒートポンプ設計
仕様以上の過大な熱の汲み上げが生じる起動直後の段階
においてはエンジン出力若しくは圧縮機容量を設計限度
内に制限しておき、通常運転段階に移行した後において
負荷に応じたヒートポンプ運転を行わしめるから、初期
運転段階においてヒートポンプ設計仕様以上の過大な熱
の汲み上げが生じることによってエンジン１等に過大な
負荷がかかるといった問題は確実に解消されることにな
る。

また第２の実施例では、ヒートポンプ起動直後の初期運
転段階においては凝縮器４と蒸発器６との間に温度差が
殆ど生じないことに着目して、エンジン１若しくは圧縮
機２を、制御装置８により、凝縮器４と蒸発器６との温
度差に基づいてエンジン出力若しくは圧縮機容量を設計
限度内に制限し且つこの制限を解除すべく制御している
のである。

すなわち、第２図に示す如く、ヒートポンプが起動され
ると、凝縮器４及び蒸発器６の温度を温度センサー１２
．１３により検出し、その検出値の差が予め設定された
設定値より小さい間は、制御装置８により、エンジン１
の出力を設計限度内において予め設定した設定出力まで
上昇させて、該出力を維持するように、若しくは前記圧
縮機２の容量制御弁を圧縮機容量が設計限度内において
予め設定した設定容量となる弁位置に動作させて該弁位
置に保持し、圧縮機容量を設定容量に維持するように、
エンジン１若しくは圧縮機２を制御する。なお、前記設
定値は、通常運転段階に移行した時点における凝縮器４
と蒸発器６との温度差に相当する値に設定しである。そ
して爾後、前記検出温度差が設定値以上となると、制御
袋ｗ８により、エンジン出力若しくは圧縮機容量の制限
を解除する。かかる制限が解除されると、爾後ヒートポ
ンプは、第１実施例におけると同様に、その負荷に応じ
て制御運転される。

上記した第１又は第２実施例では、凝縮器４と蒸発器６
との圧力差又は温度差に基づいてエンジン１．圧縮機２
を制御するようにしたが、第３又は第４実施例の如く、
エンジン１．圧縮機２を、凝縮器４等のヒートポンプ機
器における圧力、温度が設定値に達するまではエンジン
出力、圧縮機容量を設計限度内に制限するように、且つ
この制限を前記圧力、温度が夫々前記設定値に達した後
に解除するように、制御しても良い。

すなわち、第３実施例では、第３図に示す如く、凝縮器
４及び蒸発器６における圧力、温度並びに各流路９，１
０における器４，６外出口温度を各々圧力検出器１４．
１５並びに温度センサー１６〜１９で検出して、制御装
置８により、各検出値が各々予め設定した設定値に達す
るまでの初期運転段階においては、エンジン出力若しく
は圧縮機容量を設計限度内の設定出力若しくは設定容量
に維持すべく運転制御し、各検出値が各々設定値に達し
た時点で制御装置８による制御を解除して、爾後ヒート
ポンプをその負荷に応じて制御運転するようにしている
。すなわち、第３実施例は、ヒートポンプ停止時におい
てはヒートポンプ内圧力が平衡圧力となっていること及
びヒートポンプ内温度が殆ど外気温度若しくは室内温度
に等しくなっていることに着目したものである。各設定
値は。

通常運転段階に移行した時点における各圧力、温度に相
当する値に設定しである。なお、制御装置８による制御
は、上記した圧力、温度を全て検出して行っても良いし
、その一部を検出して行うようにしても良い。

また第４実施例では、ヒートポンプ運転の進行に伴って
エンジン１の排ガス温度が上昇することに着目して、第
４図に示す如く、エンジン１の排ガス温度を排気筒１ａ
に付設した温度センサー２０で検出して、制御装置８に
より、検出値が予め設定した設定値に達するまでの初期
運転段階においては、エンジン出力若しくは圧縮機容量
を設計限度内の設定出力若しくは設定容量に維持すべく
運転制御し、検出値が設定値以上となると、制御袋Ｍ８
による制御を解除して、爾後ヒートポンプをその負荷に
応じて制御運転するようにしている。

なお、前記設定値は、通常運転段階に移行した時点にお
ける排ガス温度に相当する値に設定しである。

なお、前記制御装置８及び検出器１１としては。

凝縮器４．蒸発器６間における圧力差、温度差若しくは
凝縮器４等ヒートポンプ機器における各圧力、温度につ
いての設定値が可変なものを使用しておくことが好まし
い。

また上記第１〜第４実施例では、ヒートポンプにおける
温度、圧力を検出して、その検出値に基づいて制御装置
８による制御を発停させるようにしたが、かかる発停は
タイマー（図示せず）によって行うようにしても良い。

すなわち、ヒートポンプが起動されると、タイマーが作
動して、制御装置８によるエンジン１若しくは圧縮機２
の制御が開始され、その後一定時間が経過すると、前記
タイマーにより制御装置８による制御が停止されるよう
にするのである。この場合、タイマーによる設定時間つ
まり制御装置８による制御が継続される時間は、経験上
予測されるところの起動時点からヒートポンプ設計仕様
以上の過大な熱の汲み上げが生じなくなった時点に至る
までの経過時間に一致するように設定しておくことが望
ましい。

ところで、前記各実施例の運転方法によるエンジン出力
等のヒートポンプ能力の経時変化を、冒−１１＝ 頭で述べた従来方法によるヒートポンプ能力の経時変化
と比較したところ、第５図に示す如き結果が得られた。

なお、第５図においては、前者が実線で又後者が鎖線で
夫々示されている。したがって、第５図から明瞭に理解
されるように、初期運転段階においても負荷に応じた制
御運転を行う従来方法によれば、冒頭でも述べた如く、
初期運転段階において必要とされるヒートポンプ能力が
通常運転を基準とした設計能力値りを大幅に上回り、ヒ
ートポンプの各機器並びにシステム側機器を過大に設計
しておく必要があるが、本発明の運転方法によれば、初
期運転段階においても設計能力値り以上のヒートポンプ
能力が必要とされることがなく、各機器を必要以上に高
能力化しておく必要がないのである。

（発明の効果） 以上の説明からも容易に理解されるように、本発明の運
転方法によれば、ヒートポンプ起動直後の初期運転段階
における過大な熱の汲み上げを回避して、設計仕様範囲
内に押さえるようにしたか□−１２− ら、ヒートポンプの各機器並びにシステム側機器を過大
設計しておく必要がなくなり、また冷凍機油が蒸発器等
へ運び去られることがなく、蒸発器等の性能低下を防止
できる。したがって、ヒートポンプの起動運転を、エン
ジンに過大な負荷がかかることなく、円滑に行うことが
でき、しかも有限資源の節約を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は夫々本発明の方法を実施するためのエ
ンジン駆動ヒートポンプを示す系統図であり、第５図は
ヒートポンプ能力の経時変化を示す曲線図である。 １・・・エンジン、２・・・圧縮機、４・・・凝縮器、
６・・・蒸発器、７・・・冷媒の循環流路、８・・・制
御装置、９・・・被加熱物流路、１０・・・被冷却物流
路、１１，１４．１５・・・検出器、１２，１３，１６
，１７，１８，１９゜２０・・・温度センサー。 第１図 第２図 第３図 第４図 ８　　　　。 手続補正帯（自発） 昭和６１年９月２日 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１７４３３１号 ２、発明の名称 エンジン駆動ヒートポンプの運転方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪市北区堂島浜１丁目３番２３号氏　名　株
式会社タクマ ４、代　理　人 住所〒５４１ ５、補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書第１１頁第１０〜１１行目の［までの初期
運転段階においてはＪの記載を、「と］と訂正する。 （２）同第１１頁第１３行目の「以上」の記載を、ｒ以
下」と訂正する。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒートポンプを起動させたときにおいて、エンジ
   ン若しくは圧縮機を、凝縮器と蒸発器との圧力差又は温
   度差が設定値に達するまではエンジン出力若しくは圧縮
   機容量を設計限度内に制限するように、且つこの制限を
   前記圧力差又は温度差が設定値以上となることにより解
   除するように、制御することを特徴とするエンジン駆動
   ヒートポンプの運転方法。
2. （２）ヒートポンプを起動させたときにおいて、エンジ
   ン若しくは圧縮機を、凝縮器等のヒートポンプ機器にお
   ける圧力、温度が設定値に達するまではエンジン出力若
   しくは圧縮機容量を設計限度内に制限するように、且つ
   この制限を前記圧力、温度が夫々前記設定値に達した後
   に解除するように、制御することを特徴とするエンジン
   駆動ヒートポンプの運転方法。 エンジン若しくは圧縮機を、起動後エンジン出力若しく
   は圧縮機容量を設計限度内に制限し且つこの制限を設定
   時間経過後解除するように、制御することを特徴とする
   エンジン駆動ヒートポンプの運転方法。