JPS6343663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンなどの熱機関により駆動され
る圧縮機を用いた圧縮式ヒートポンプ装置の起動
方法に関するものである。

熱機関駆動ヒートポンプは、例えばエンジンの
排熱を一部回収することが容易であり、電動ヒー
トポンプより省エネルギ運転を行うことができる
ので、今後広く用いられて来るものと考えられ
る。

一般に、温水製造のヒートポンプは厳寒期の起
動時には凝縮圧力が低く、そのため、次のような
欠点を有している。

(1) 膨張弁の容量不足のため吸入圧が異常に下
り、外気側熱交換器に着霜が生じ、極端な場合
にはデフロストが必要となり、デフロストのた
めに無駄なエネルギーを浪費する。

(2) 圧縮機の循環装置のオイルクーラを冷媒の蒸
発潜熱で冷却しているヒートポンプにおいては
オイルクーラが冷却不足となり、場合によつて
は送り込む液冷媒圧力を高くするために冷媒ポ
ンプを設置する等装置が複雑となる。

(3) 圧縮機の循環装置のオイルクーラがヒートポ
ンプの温水で冷却されている場合には、厳寒時
の起動時は油が極端に冷却されて圧縮機への給
油が減少し、または油ポンプの負荷が異常に増
大する等の不具合が生ずる。多くの場合、圧縮
機部品の寿命が著しく短くなる。

(4) また、起動時に冷媒を別の熱源で加熱する方
式にすると、特に別の熱源を必要とする。

本発明の目的は上記欠点を除去した省エネル
ギーで、構造簡単で、高寿命のヒートポンプを
提供し、その運転方法を容易なものとしたもの
である。

本発明は、熱機関によりカツプリングを介して
駆動される圧縮式ヒートポンプを有し、前記熱機
関の排熱を負荷の温水に回収せしめるようにした
熱機関駆動ヒートポンプ装置の起動方法におい
て、該ヒートポンプ装置の温水入口及び温水出口
の間を短絡連通せしめ、前記カツプリングを切離
して前記ヒートポンプを停止せしめたまま前記熱
機関を起動せしめると共に、前記ヒートポンプ装
置内の温水を、前記熱機関の排熱を回収せしめな
がら、前記短絡連通した連通経路を経て循環せし
め、前記ヒートポンプ装置内の温水温度が所定の
温度を越えてから、前記カツプリングを接続して
前記ヒートポンプの運転を起動せしめ、前記温水
入口と温水出口との間の短絡連通を遮断して、前
記温水入口と温水出口とを負荷に接続することを
特徴とする熱機関駆動ヒートポンプ装置の起動方
法である。

本発明の実施例につき図面を用いて説明する。

第１図は熱機関がエンジン６であり、圧縮機１
のオイルクーラ１８がヒートポンプの冷媒により
冷却される場合の例である。

圧縮機１はエンジン６により、係脱操作可能な
カツプリングである電磁カツプリング５を介して
駆動されている。

ヒートポンプの冷媒の流れは通常のヒートポン
プと同様である。冷媒は圧縮機１→凝縮器２→膨
張弁３→蒸発器４→圧縮機１の順序で循環し、凝
縮器２において温水を加熱するようになつてい
る。

エンジン６のウオータージヤケツト部７にはポ
ンプにより、冷却水が送られ、冷却される。ウオ
ータージヤケツト部７を冷却して逆に温度上昇し
た冷却水は三方弁９を通り、水冷冷却媒体冷却器
１０にて冷却され、再びウオータージヤケツト部
７に戻る。三方弁９はウオータージヤケツト部７
に送る冷却水温度を一定とするようにバイパス流
量を調節するようになつている。

ヒートポンプ装置は枠１１により一体構造のユ
ニツト状にまとめられていて、温水はポンプ１２
によりノズル１３から吸引される。そして凝縮器
２で加熱され排ガス熱交換器１４内にてエンジン
排ガスにより更に加熱される。冷却された排ガス
は排ガス吐出口１５より外部に放出される。排ガ
ス熱交換器１４内にて加熱された温水は水冷冷却
媒体冷却器１０で更に加熱され、ノズル１６より
負荷側に送られる。

圧縮機１の潤滑油は油ポンプ１７によりオイル
クーラ１８と圧縮機間を循環するようになつてい
るが、オイルクーラー１８内の冷却作用はヒート
ポンプの冷媒の蒸発潜熱により行われる。即ち高
圧液冷媒が分岐管１９より供給され、膨張弁２０
により減圧されオイルクーラ１８内で蒸発し、潤
滑油を冷却して分岐管２１を経て蒸発器４に送ら
れる。

しかして、ノズル１３，１６の内側には、温水
入口流路と温水出口流路とを短絡するバイパス路
２３が設けられ、温水入口流路とは三方調節弁２
２を介して接続している。さらに、バイパス路２
３との合流点よりも装置の内部の装置内温水温度
を直接又は間接的に検知する温度検知器として装
置内温水の入口温度を検出する温度検出器２４が
三方調整弁２２とポンプ１２との間に設けられ、
制御機構２５を介して三方調節弁２２を操作して
バイパス路２３のバイパス流量の制御、或いは電
磁カツプリング５の係脱を操作するようになつて
いる。即ち、温度検出器２４の検出温度が設定温
度以下の場合には、三方調節弁２２は、温水出口
流路の一部の温水をバイパス路２３に導きポンプ
１２により吸込ませるような流路として、温水を
装置内で循環せしめ、排ガス熱交換器１４、水冷
冷却媒体冷却器１０により再度加熱して昇温せし
めるようにし、かつ電磁カツプリング５は切離
し、エンジンを無負荷にしてアイドリング状態で
運転せしめる。即ち凝縮器２は作動していない
が、排ガス熱交換器１４，水冷冷却媒体冷却器１
０内にて温水は加熱される。検出温度が設定温度
を越えると三方調節弁２２はバイパス路２３を遮
断状態として温水入口及び出口を負荷と接続し、
また電磁カツプリング５を係合せしめる。三方調
節弁２２には遮断状態としてもなお少量の温水が
流れるようになつている調節弁もあるが、「遮断
状態」とはこのような状態を指すものとする。

なおポンプ１２や三方調節弁２２，バイパス路
２３が枠１１の外にあつて外気に触れている場合
などでは、起動時温水温度が上昇するのに時間が
かかるが、電磁カツプリングが接続されていない
状態でエンジンの回転数を上昇させて短時間で温
水温度を上昇させることができる。

第２図は別の実施例を示し、オイルクーラ１８
が温水で冷却される場合である。即ち、凝縮器２
で加熱された温水はオイルクーラ１８で更に加熱
されるようになつている。２６は油分離器であ
る。

本発明は、以上の如く構成され作用するので、
次の如き効果を奏する。

(1) 厳寒時、温水温度が低いときにエンジンを起
動しても圧縮機は電磁カツプリングが切離され
ているので圧縮機は起動せず、十分に温水温度
が上昇してから圧縮機を起動するようにしたか
ら、吸入圧が異常低下し、デフロスト運転とな
るようなことはなく、省エネルギー運転を行う
ことができる。

(2) オイルクーラが冷媒冷却の場合、特別に冷媒
ポンプを設置しなくても起動時より凝縮温度を
高くすることができ、十分なオイル冷却を行う
ことができる。

(3) オイルクーラが温水で冷却される場合、起動
時の冷たい温水により潤滑油が極端に冷却さ
れ、圧縮機への給油量が減少したり、油ポンプ
の負荷が異常に増大する等の不具合が生ずるこ
とがなく、圧縮機部品の寿命を長くすることが
できる。

(4) 起動時の冷媒の加温のために、特別な熱源を
用意する必要はない。

本発明により、起動時に温水温度を急速に上昇
せしめ、デフロストのために余分なエネルギを用
いることなく省エネルギを行うことができ、オイ
ルクーラを有する場合には起動時においても有効
な冷却を行える熱機関駆動ヒートポンプ装置を提
供することができ実用上極めて大なる効果を奏す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例のフロー図
である。 １……圧縮機、２……凝縮機、３……膨張弁、
４……蒸発器、５……電磁カツプリング、６……
エンジン、７……ウオータージヤケツト、８……
ポンプ、９……三方弁、１０……水冷冷却媒体冷
却器、１１……枠、１２……ポンプ、１３……ノ
ズル、１４……排ガス熱交換器、１５……排ガス
吐出口、１６……ノズル、１７……油ポンプ、１
８……オイルクーラ、１９……分岐管、２０……
膨張弁、２１……分岐管、２２……三方調節弁、
２３……バイパス路、２４……温度検出器、２５
……制御機構、２６……油分離器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱機関によりカツプリングを介して駆動され
   る圧縮式ヒートポンプを有し、前記熱機関の排熱
   を負荷の温水に回収せしめるようにした熱機関駆
   動ヒートポンプ装置の起動方法において、該ヒー
   トポンプ装置の温水入口及び温水出口の間を短絡
   連通せしめ、前記カツプリングを切離して前記ヒ
   ートポンプを停止せしめたまま前記熱機関を起動
   せしめると共に、前記ヒートポンプ装置内の温水
   を、前記熱機関の排熱を回収せしめながら、前記
   短絡連通した連通経路を経て循環せしめ、前記ヒ
   ートポンプ装置内の温水温度が所定の温度を越え
   てから、前記カツプリングを接続して前記ヒート
   ポンプの運転を起動せしめ、前記温水入口と温水
   出口との間の短絡連通を遮断して、前記温水入口
   と温水出口とを負荷に接続することを特徴とする
   熱機関駆動ヒートポンプ装置の起動方法。