WO1994007092A1 - Billmeyer heat pump device - Google Patents

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WO1994007092A1
WO1994007092A1 PCT/JP1993/001246 JP9301246W WO9407092A1 WO 1994007092 A1 WO1994007092 A1 WO 1994007092A1 JP 9301246 W JP9301246 W JP 9301246W WO 9407092 A1 WO9407092 A1 WO 9407092A1
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WO
WIPO (PCT)
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heat
temperature
medium
low
space
Prior art date
Application number
PCT/JP1993/001246
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tsutomu Ishino
Fumikazu Taniguchi
Yoshikatsu Hiratsuka
Masahiro Kitamoto
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries, Ltd. filed Critical Daikin Industries, Ltd.
Priority to DE69310706T priority Critical patent/DE69310706T2/de
Priority to EP93919609A priority patent/EP0611927B1/en
Publication of WO1994007092A1 publication Critical patent/WO1994007092A1/ja

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/044—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
    • F02G1/0445—Engine plants with combined cycles, e.g. Vuilleumier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2250/00—Special cycles or special engines
    • F02G2250/18—Vuilleumier cycles

Definitions

  • the present invention relates to a Billmayer heat pump device, and more particularly to a measure for avoiding a decrease in efficiency due to capacity control.
  • a billmayer heat pump device is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-137.164. As shown in Fig. 1, this heat pump device has a high-temperature displacer (3H) reciprocally fitted in a high-temperature cylinder (1H) and a reciprocating motion in a low-temperature cylinder (1 L). The low-temperature displacer (3D) is connected to the low-temperature displacer via a crankshaft (5). Then, each of the display lasers (3H) and (3D is transmitted at a predetermined phase difference (for example, 90.)).
  • a predetermined phase difference for example, 90.
  • the high-temperature displacer (3 ⁇ ) separates the high (9 ⁇ ) and middle (10 ⁇ ) sections formed in the high-temperature cylinder (1H) by the high-temperature displacer (3 ⁇ ), and the low-temperature displacer (3D creates a low-temperature cylinder (1L)).
  • the pressure of the working gas is changed to form a thermal cycle, and the burner (17 ⁇ ) is mounted on the high-temperature cylinder (1H) side.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 240359/1992 discloses that the heat exchangers (16 ⁇ ) and (16L) and the cooler (17L) of the middle section and the heat exchangers (23), It is shown that the cooling capacity and the heating capacity can be changed by changing the heat medium circulated between (25) and the heating capacity or the cooling capacity.
  • the crankshaft (5) is rotated by the rotation control motor (21) to increase or decrease the engine rotation speed (in this case, the rotation speed of the crankshaft (5)), or There is a method to control the capacity of the cooler (17L) by adjusting the burner amount of the parner (17H).
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to avoid a decrease in cooling efficiency and heating efficiency due to the above-described capacity control in a Billmayer heat pump device.
  • the present invention focuses on the latter conventional example, and when the capacity is maximum, the cooler section absorbs the working gas force in the low-temperature space ⁇ the temperature rises. In the medium-temperature heat exchanger, the heat removal was increased in response to the temperature of the working gas in the medium-temperature space decreasing.
  • a high-temperature displacer that partitions the inside of a high-temperature cylinder (1H) into a high space (9H) and a high-temperature side middle (10H) filled with working gas.
  • a low-temperature displacer (3L) that partitions the low-temperature cylinder (1L) into a low-temperature space (9L) and a low-temperature medium-temperature space (10L) filled with working gas force
  • the high-temperature and low-temperature displacer (3H) ), (3L) are connected to each other with a predetermined phase difference so as to move forward and backward
  • the engine connected to each displacer (3 (), (3D) via the connecting means (4)
  • the speed means (21) and the high-temperature space (9 ⁇ ) and the medium-temperature space (10H) in the high-temperature cylinder (1H) are mutually connected, and the heat is exchanged with the power, the heater (14H) and the working gas.
  • the passage (12H), the heating means (17H) for heating the heater section (14_H), the low-temperature space (9L) and the medium-temperature space (10L) in the low-temperature cylinder (1 L) are connected to each other, and Cooler section (17L) that absorbs heat from the heat-absorbing medium due to heat exchange between the heat exchanger and the low-temperature medium-temperature section heat exchanger (16L) that heats the heating medium through heat exchange with the working gas.
  • Cooler section (17L) that absorbs heat from the heat-absorbing medium due to heat exchange between the heat exchanger and the low-temperature medium-temperature section heat exchanger (16L) that heats the heating medium through heat exchange with the working gas.
  • a suction control means (28) for controlling the adjusting means (27) is provided.
  • the detection means (29) for detecting the working gas ((Tm)) between (1 OH) and (10L) between the medium and the heat exchanger (25) are increased.
  • ' ⁇ ⁇ means (30) and the above medium temperature space detecting means are increased.
  • the output signal of the low-temperature space detection means (26) that detects this working gas (Tc) The heat absorption means (27) is controlled by the heat absorption control means (28) which has received the heat, and circulates and flows along the heat absorption circuit (22) in the heat absorption heat exchanger (23) of the heat absorption circuit (22).
  • the amount of heat absorbed by the heat absorbing medium from the external medium increases, and the temperature of the heat absorbing medium rises by the amount of heat absorbed.
  • the low-temperature space temperature detecting means (26), the heat absorption amount adjusting means (27), and the absorption J1 control means (28) are provided, the low-temperature space temperature increases according to the increase in the engine speed (N).
  • the heat absorption control means (28) receives the output signal of the low-temperature air detection means (26) as described above.
  • the absorption of fi from the heat absorbing medium by the working gas increases, and the working gas flows into the low temperature space (9L) in the low temperature cylinder (1L) via the low temperature communication path (12L) after the temperature rises. .
  • the decrease of the working gas (Tc) in the low-temperature space (9L) is suppressed, and the power can be maintained at a substantially constant level in the low-temperature space when the capacity increases, and the capacity can be increased without lowering the efficiency.
  • the difficulty control means (31) when the 3 ⁇ 4gas ⁇ (Tm) power of the medium temperature space (1 OH), (10L) increases according to the increase of the engine speed (N), Similarly, the ⁇ ⁇ t3 ⁇ 4S means (30) force is controlled by the face control means (31) receiving the output signal of the medium temperature space detection means (29), and the heat exchanger (25) for discharging heat of the heat removal circuit (24) In the medium heat section (16 ⁇ ) and (16 L), the working gas causes itM to the above St heat medium due to the increase in the heat medium to the external medium due to the addition of the heat medium to the external medium.
  • the gas passes through the high-temperature communication passage (12H) and the low-passage passage (12L) and enters the medium-temperature space (10H) and (10L) of the high-temperature cylinder (1H) and low-temperature cylinder (1L).
  • the rise in working gas temperature (Tm) in the medium temperature spaces (1 OH) and (10L) is suppressed.
  • Tm working gas temperature
  • the heat absorption amount adjusting means (27) is a pump (27a) for circulating the heat absorbing medium along the heat absorbing circuit (22), and the pump (27a) uses the pump (27a) to reduce the heat absorbing body S. By adding the heat, the heat absorption in the heat absorption exchanger (23) may be increased.
  • the absorption adjusting means (27) may be a fan (27b) for causing the external medium to move in the heat absorption exchanger (23), and the flow rate of the external medium may be increased by the fan (27b).
  • the amount of heat absorbed by the heat exchanger for heat absorption (23) may be increased.
  • the fan (27b) of the suction S3 ⁇ 43 ⁇ 4 means (27) absorbs the ⁇ of the external medium in the ffl heat exchanger (23). Since ⁇ increases, fl is absorbed by the heat absorbing medium from the external medium in the heat absorbing heat exchanger (23). Therefore, the heat exchanger for heat absorption Can be easily increased by controlling the 5PuS of the external medium in the above-mentioned heat absorption and heat exchanger.
  • the SI adjusting means (30) is a pump (30a) for circulating the heat medium along the heating circuit (24).
  • the pump (30a) increases the heat transfer medium. This may increase 3 ⁇ 4 ⁇ in the heat exchanger (25).
  • the 3 ⁇ 43 adjusting means (30) may be a fan (30b) for removing the external medium by the St shelf heat exchanger (25), and the fan (30b) may increase the S of the external medium.
  • 3 ⁇ 41 Increase the heat in the heat exchanger for heat (25).
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention.
  • FIG. 2 shows an overall configuration diagram of a Billmeier heat pump device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Figure 3 is a T-s diagram of the Billmayer heat pump cycle.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing operation for making the low period constant during the capacity control in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing operation for making the middle temperature space constant at the time of capacity control in Example 1.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between the cooling capacity and the engine speed in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the low ⁇ & ⁇ interval and the engine speed in m example 1.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between the intermediate temperature space and the engine speed in the first embodiment. Get out.
  • Figure 1 ⁇ is a characteristic diagram showing the relationship between cooling efficiency and engine speed in Example 1.o
  • FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of circulating water in the heat absorbing circuit and the low-temperature space in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of circulating water in the integrated circuit and the intermediate space in the first embodiment.
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of a Billmeier heat pump device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing operation for keeping the working gas temperature in the low-temperature space constant during capacity control in the second embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a processing operation for keeping the working gas temperature in the medium temperature space constant during capacity control in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the fan S1 and the low interval in Example 2.
  • FIG. 17 is a characteristic diagram illustrating a relationship between the fan Sfi and the medium temperature space in the second embodiment.
  • FIG. 18 is an overall configuration diagram of a Billmayer heat pump device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a processing operation when controlling the capabilities in the third embodiment.
  • Fig. 2 ⁇ is a characteristic diagram showing the relationship between the cooling capacity and the engine speed in the third embodiment.
  • FIG. 21 is a characteristic diagram showing the relationship between the low-temperature space and the engine speed in the third embodiment.
  • FIG. 22 is a characteristic diagram showing, in Example 3, the relationship between the circulation volume of the heated circuit and the engine speed.
  • FIG. 23 is a characteristic diagram showing the relationship between the cooling efficiency and the engine speed in the third embodiment.
  • FIG. 24 is an overall configuration diagram of a Billmeier heat pump device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating the first operation when performing the capacity control in the fourth embodiment.
  • FIG. 26 is a characteristic diagram showing the relationship between the heating capacity and the engine speed in the fourth embodiment.
  • FIG. 27 is a characteristic diagram illustrating a relationship between the intermediate temperature space and the engine speed in the fourth embodiment.
  • Figure 28 shows the relationship between the amount of circulating water in the 3 ⁇ 4L heat circuit and the rotation speed in Example 4.
  • FIG. 29 is a characteristic diagram showing a relationship between the heating efficiency and the engine speed in the fourth embodiment.
  • FIG. 2 shows a Billmayer heat pump device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the high and low temperature cylinders (1H) and (1L) which are 3 ° at an angle of, for example, 90 °, are joined together by partition walls (2 ⁇ ) and (2L) of the crankcase (2), respectively.
  • the cylinders (1H) and (1L) are almost closed.
  • a high-temperature displacer (3 mm) is fitted in the high-temperature cylinder (1H), and a low-temperature displacer (3L) is fitted in the low-temperature cylinder (1 L).
  • the two displacers (3 ⁇ ) and (3D are connected by a connecting mechanism (4) as connecting means so as to reciprocate with a phase difference of, for example, 90.
  • the connecting mechanism (4) is connected to the crankcase (2). It has a crankshaft (5) supported with a horizontal center of rotation, and the crankshaft (5) is provided with a crankpin (5a) located in a crankcase (2).
  • One end of the reason (5) is connected to a rotation control motor (21) serving as an engine speed adjustment stage.
  • the rank pin (5a) is connected to the base rod of the high-temperature rod (7H) _ via the link (5b), and the high-temperature rod (7H) slides on the partition (2H) in an airtight manner.
  • crankpin (5a) is connected to the base end of a low-temperature rod (7L) via links (5b), (6La), and (6Lb).
  • the low-temperature rod (7L) is connected to the partition (2L) Slidably penetrates through the air tightly, and its tip is connected to the base of the low-temperature displacer (3D. That is, both displacers (3H) and (3L) are cylinders (1H) and (1 L) reciprocates with a predetermined phase difference (9 ⁇ ) due to the arrangement of the shape.
  • the inside of the high-temperature cylinder (1H) is divided into a high-temperature space (9H) on the distal side and a medium-temperature high-temperature space (10H) on the base side by the high-temperature displacer (3H).
  • the medium-temperature space (10H) is connected to the high-temperature space (9H) by a high-passageway (12H) partially including a space in a cylindrical peripheral wall formed around the high-temperature cylinder (1H).
  • the inside of the low-temperature cylinder (1 L) is divided by the low-temperature displacer (3D) into a low-temperature space (9 L) at the distal end and a low-temperature medium-temperature space (10 L) at the base end.
  • the low-temperature space (9 L) is communicated with the low-temperature cylinder (1 L) by a cylindrical low-g passage (12 L) formed around the low-temperature cylinder (1 L.)
  • the medium-temperature space (10 H ) And the medium temperature space (10L) on the low temperature cylinder (1L) side are connected by the medium temperature section connecting pipe (11). (9H), (9L), (10 ⁇ ), (1
  • 0 L is filled with working gas power such as a helm.
  • the high-temperature communication path (12H) has a high-temperature regenerator (13H) composed of a heat storage heat exchanger and a heater tube as a high-temperature section heat exchanger located on the high-temperature space (9H) side of the regenerator (13H). (14H) and a high-temperature side medium-temperature heat exchanger (16H) of a round tube type located on the medium temperature space (10H) side of the regenerator (13H).
  • a combustion case (39) having a substantially closed combustion space (39a) is attached to the upper part of the high-temperature cylinder (1H), and the combustion space (39) in the combustion case (39) is installed.
  • the part facing the heater pipe (14H) is provided with a burner (heating means) for heating the working gas in the heater pipe (14H) by burning the fuel from the fuel supply pipe (17Ha).
  • a burner heating means
  • 17H Force ⁇ installed.
  • the fuel supply pipe (17Ha) is provided with a 3 ⁇ 4®J pump (17Hb) for controlling the fuel supply in order to regulate the emission of the burner (17H).
  • the low-temperature communication path (12L) has a low-temperature regenerator (13D) consisting of a heat storage heat exchanger and a shell as a low-temperature part heat exchanger located on the low-temperature space (9L) side of the regenerator (13L).
  • An and tube type cooler (17L) and a shell and tube type low temperature side medium temperature part heat exchanger (16L) located on the side of the medium temperature space (10L) of the regenerator (13D) are provided.
  • (16L) heat transfer tube (16L a) is connected in series to the heat transfer tube (16H a) of the above-mentioned warm side middle temperature heat exchanger (16 H).
  • the T-s diagram showing the relationship between the working gas (T) and entropy (s) is as shown in FIG.
  • the working gas absorbs heat from the heater tube (14H) heated by the burner (17H) in strokes 1 ⁇ 2 and isotonic, and in the next stroke 2 ⁇ 3, heat is absorbed. It is given to a high-temperature regenerator (13H) and cooled by equal volume. Further, in step 3 ⁇ 4, the heat is passed through the high-temperature intermediate-temperature part heat exchanger (16H), and the heat is reduced by an equal amount. In step 4 ⁇ 1, the heat is applied to the regenerator (13H) by the equal volume heating. You.
  • the working gas is supplied to the low-temperature regenerator (13 L) in steps 1 ' ⁇ 2' to be cooled by equal volume, and in the steps 2 ' ⁇ 3', the working gas is heated from the cooler (17L).
  • the isobaric heat is applied by the heat given to the regenerator (13L), and in the step 4 ' ⁇ 1', the low temperature side middle temperature heat exchanger (16L) is turned on. IOBE shrink through heating and so on.
  • the heat pipe (17 La) of the cooler (17 L) in the low-temperature cylinder (1 L) has a heat absorbing circuit for circulating water as a heat absorbing medium for heat exchange with gas in the cooler (17 L).
  • the heat transfer tubes (16Ha) and (16L a) of the medium temperature heat exchangers (16H) and (16L) in each cylinder (1H) and (1L) Medium temperature heat exchanger (16H), (16L) ⁇ C heat circuit (24) for circulating and flowing water as a heat removal medium for heat exchange with working gas.
  • the heat absorption circuit (22) is connected to an indoor heat exchanger (23) as an absorption heat exchanger that absorbs water in the heat absorption circuit (22) from room air as an external medium.
  • a pump (27a) for circulating water between the indoor heat exchanger (23) and the cooler (17L) is provided in the middle of the heat absorbing circuit (22).
  • the 3 ⁇ 4t heat circuit (24) heats the water in the fishing circuit (23) toward the outdoor air as an external medium by ⁇ t, and the ⁇ t heat circuit (2) 5) Connected to.
  • This it heat circuit (23) is provided with a pump (30a) which circulates water between the outdoor heat exchanger (25) and the intermediate temperature heat exchangers (16H) and (16L).
  • . (27b) is an indoor fan that blows indoor air to the inner heat exchanger (23), and (30b) is an outdoor fan that blows outdoor air to the outdoor heat exchanger (25).
  • These sensors (32), (26), (29) are a motor for a pump (17Hb) of a burner (17H), a rotation control motor (21), and a pump (22) for a heat absorption circuit (22).
  • the motor (27a) and the pump (30a) motor of the heat dissipation circuit (24) are connected to a control unit (33) that outputs control signals.
  • step S1 after the process is started, the required cooling capacity (Qk) is calculated based on the load of the device, and after controlling the engine speed (N) at step S2, the process proceeds to steps S3 and S4.
  • steps S3 and S4 are subroutines for stabilizing the working gases (Tc) and (Tm) in the low space (9L) and the medium temperature space (10L), which are features of the present invention.
  • the processing in step S3 is to stabilize the working gas temperature (Tc) in the low-temperature space (9L), and the details are shown in FIG. That is, after detecting the working gas (Tc) in the first step Sc1, the process proceeds to step Sc2 to determine whether or not the working gas (Tc) is equal to the set value. When the determination is YES, the subroutine is terminated (the process proceeds to step S4). On the other hand, when the determination is NO, the process proceeds to step Sc3, and the circulation water amount (Qw) in the heat circuit (22) is determined.
  • the working gas temperature is again measured and Tc) is detected.
  • the output signal of the low-temperature space sensor (26) is received by the above steps Sc2 and Sc3, and the fibrous gas is absorbed according to the decrease of the working gas (Tc) in the low-temperature space (9L).
  • the heat absorption amount control means (28) for controlling the pump (27a) motor of the heat absorption circuit (22) is configured so that the heat is added.
  • step S4 is a subroutine for stabilizing the working gas temperature (Tm) in the medium temperature space (10L).
  • the process proceeds to step S m2, and the working gas (Tm) force is equal to the value of ⁇ Is determined.
  • this subroutine is terminated (proceed to step S5).
  • the process proceeds to step Sm3 to adjust the circulating water amount (Qw) of the heat circuit (24).
  • step S5 After performing the processing of steps S3 and S4, step S5 shown in FIG. Move to In step S5, the combustion amount of the wrench (: L7H) is adjusted, and the heater wall temperature (Th) is detected in the next step S6, and then the process proceeds to step S7.
  • step S7 it is determined whether the heater wall temperature (Th) force is equal to or less than the set value. If the determination is NO, the process returns to step S5 to adjust the combustion amount again, while if the determination is YES, the process proceeds to step S8 to determine whether the cooling capacity (Qk) force ⁇ the set value. Determine whether or not. If the determination is YES, the process is terminated, while if the determination is NO, the process returns to step S2.
  • the operation of the Billmeier heat pump device configured as described above will be described.
  • the engine speed (N) is controlled and the burner of the parner (17H) is adjusted.
  • the cooling capacity (Qk) increases as the rotational speed (N) force ⁇ increases.
  • the p3 ⁇ 4 gas (Tc) in the low-temperature space (9L) decreases and the working gas (Tm) force in the medium-temperature space (10L) ⁇ increases, as shown by the solid lines in FIGS. 8 and 9, respectively.
  • the cooling efficiency (COPL) decreases as shown by the solid line in FIG.
  • the working gas 3 ⁇ 4g (T c) in the low-temperature space (9L) is detected by the low-temperature space iajg sensor (26), and the control unit receiving the output signal of this sensor (26)
  • the motor power for the pump (27a) of the heat absorption circuit (22) is controlled by (33), and the circulating water amount (Qw) power of the heat absorption circuit (22) is increased. Therefore, in the indoor heat exchanger (23), the water absorption of the heat absorption circuit (22) by the water absorption of the heat absorption circuit (22) and the absorption ⁇ fl force ⁇ The temperature rises.
  • the working gas temperature (Tm) is substantially constant irrespective of the increase in the engine speed (N).
  • the cooling efficiency (CO PL) decreases as shown by the alternate long and short dash line in Fig. 10 when both working gas (Tc) and (Tm) forces are stabilized. It gradually decreases and becomes almost constant.
  • FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.
  • an indoor fan (27b) for blowing air to the indoor heat exchanger (23) of the heat circuit (22) is used as an external medium by the indoor heat exchanger (23).
  • An outdoor fan (30b) which constitutes a suction means for flowing the indoor air, and blows air to the outdoor heat exchanger (25) of the # 1 heat circuit (24), is connected to the outdoor heat exchanger (25). This constitutes an adjusting means for flowing the outside ⁇ as an external medium.
  • the control unit (33) to which the output signals of the low-temperature space sensor (26) and the medium-temperature space temperature sensor (29) are input, sends a control signal to each motor of the indoor fan (27b) and the outdoor fan (30b). Connected to output.
  • steps S c ′ 1 and S c ′ 2 in FIG. 14 are steps S c 1 and Sc 2 in FIG. 5, and steps Sm ′ 1 and Sm ′ 2 in FIG. It is the same as Sm1 and Sm2, respectively, except for the other steps Sc'3 and Sm'3.
  • each of these steps S c ′ 3 and Sm ′ 3 when the working gas (Tc), (Tm) power is not the same as the “each setting”, the fan is adjusted.
  • the output signal of the low-temperature space temperature sensor (26) is received in steps Sc'2 and _Sc'3, and the suction gas is taken in accordance with the decrease of the working gas temperature (Tc) in the low-temperature space (9L).
  • the suction S control means (28) for controlling the fan (27b) motor of the heat absorption circuit (22) so as to increase the force is configured.
  • the output signal of the medium temperature space sensor (29) is received, and is increased according to the rise of the working gas i3 ⁇ 4g (Tm) in the medium temperature space (1 ⁇ L).
  • the working gas temperature (Tc) in the low-temperature space (9L) is increased as shown in FIGS. Also, the ability to suppress the decrease in the working gas temperature (Tm) in the medium temperature space (10L) can be achieved. Therefore, in this example, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 18 shows a third embodiment of the present invention.
  • the respective circulation rates (Qw) of the heat absorption circuit (22) and the ⁇ ! Heat circuit (24) are adjusted together, the heat absorption Only the amount of circulating water (Qw) in the circuit (22) is adjusted.
  • the medium temperature space detecting means for detecting the working gas temperature (Tm) of the medium temperature space (10 L) in the low temperature cylinder (1 L) is used.
  • the medium temperature space sensor (29) is omitted.
  • the control unit (33) and the motor for the _ pump (30a) of the it heat circuit (24) are not connected, and the circulation (7) amount (Qw) of the 3 ⁇ 4t heat circuit (24) is fixed.
  • the processing operation of the capacity control performed by the control unit (33) is as shown in FIG. 19, and is different from that of the first embodiment in that the working gas temperature (Tm) in the medium temperature space (10 L) is made constant.
  • step S4 Only the processing in step S4 is omitted, and accordingly, the fi control means (31) is omitted. Others are assumed to be the same (see Fig. 4). Therefore, in this embodiment, when the engine speed (N) power control is performed to increase the cooling capacity (Qk) of the cooler (17L), As shown in FIG. 20, the cooling capacity (Qk) increases as the engine speed (N) increases.
  • the operating gas temperature (Tc) during the low period (9L) decreases, and as a result, as shown by the solid line in FIG. 23, the cooling rate (COP L) power decreases.
  • the working gas (Tc) power in the low-temperature space (9L) is detected by the sensor (26), and the control unit (33) that receives the output signal of the sensor (26)
  • the motor for the pump (27a) of the heat absorbing circuit (22) is controlled, and the circulation (Q w) force of the heat absorbing circuit (22) increases as shown in FIG. Therefore, in the indoor heat exchanger (23), the heat absorption circuit (2
  • Th 650.
  • FIG. 24 shows a fourth embodiment of the present invention.
  • the amount of circulating water (Qw) in the heat absorbing circuit (22) is adjusted. It is intended to be adjusted.
  • the low-temperature detecting means detects the working gas (Tc) of the low-temperature air gap (9L) in the low-temperature cylinder (1L).
  • the low-temperature space sensor (26) as space detection means is omitted.
  • the control unit (33) and the motor for the pump (27a) of the I heat circuit (22) are not connected, and the circulating water volume (Qw) of the heat absorption circuit (22) is fixed.
  • step S3 for stabilizing the working gas temperature (Tc) in the low-temperature space (9L) is performed. Therefore, the IS control means (28) is omitted. Others are the same.
  • the engine speed (N) is controlled, and as shown in FIG. 26, the engine speed (N) increases. Heating capacity (Qk) power ⁇ increases.
  • the control unit (33) receiving the output ft of (29) controls the motor for the pump (30a) of the heat radiation circuit (24), and as shown in Fig. 28, the amount of water circulated in the it heat circuit (24) ( Qw) Power ⁇ increases.
  • Qw Power ⁇
  • the amount of water circulated in the it heat circuit (24) Qw
  • Power ⁇ increases.
  • 3 ⁇ 4l3 ⁇ 4fi due to the water in the heat radiation circuit (24) increases due to the water, and the water in the heat radiation circuit (24) cools by the increased amount of de-S. I do.
  • Due to the temperature decrease of the water the working gas in the middle temperature heat exchangers (16H) and (16L) increases the pressure on the working gas to the SK, and the working gas cools down.
  • one of the circulation 7K amount (Qw) of the heat absorbing circuit (22) or the heat radiating circuit (24) is adjusted.
  • the fan (27b) Increase the working gas temperature (Tc) in the low temperature (9 L) or decrease the working gas temperature (Tm) in the medium temperature space (10 L) by adding any one of the forces in (30b) or MS of only one of them.
  • Tc working gas temperature
  • Tm working gas temperature
  • the present invention relates to a Billmayr heat pump device used as a cooling and heating device that does not use a vent refrigerant, and can avoid a decrease in efficiency when the cooling capacity and the heating capacity are increased.
  • industrial use is high L, 0

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Description

明 細 書 ビルマイヤヒートポンプ装置
(技術分野：）
本発明は、 ビルマイヤヒートポンプ装置に関し、 特に能力制御に伴う効率の 低下を回避する対策に関する。
(背景技術）
ビルマイヤヒートポンプ装置は、 例えば特開平 1— 137.164号公報等に より知られている。 このヒートポンプ装置は、 "^に、 図 1に例示するように、 高温シリンダ （1H) 内に往復動可能に嵌挿された高温ディスプレーサ （3H) と、 低温シリンダ （1 L) 内に往復動可能に嵌装された低温ディスプレーサ (3D と力 <クランク軸 （5) を介して連結されてなる。 そして、 各ディスプ レーザ （3H) , (3D を所定の位相差 （例えば 90。 ） で往 ί!Ι¾させ、 上 記高温ディスプレーサ （3Η) により高温シリンダ （1H) 内に区画形成され た高 間 (9Η)及び中 間 （10Η) 、 並びに上記低温ディスプレーサ (3D により低温シリンダ （1 L) 内に区画形成された低温空間 （9L)及 び中温空間 (10L) の各容積をそれぞれ変化させることにより、 作動ガスの 圧力を変化させて熱サイクルを形成し、 高温シリンダ （1H) 側にてバーナ (17Η) の発熱を受けるヒータ部 （14H) では吸熱を、 また低温シリンダ (ID側のクーラ部 （17L) では水等の熱媒体からの吸熱を、 さらに中温 部熱交換器 (16H) , (16L) では熱媒体への ¾t熱をそれぞれ行わせ、 こ の^ ί体により冷暖房等を行うようになっている。
特開平 4一 240359号公報に開示されるものでは、 上記中溘部熱交換器 (16Η) , (16L)及びクーラ部 （17L) と室内側及び室外側の各熱交 換器 （23) , (25) との間で循環される熱媒体の'^ 4、 或いは加^ や冷 却量を ¾することにより、 冷房能力や暖房能力を変化させることが示されて いる。
ところで、 このビルマイヤヒートポンプ装置において、 回転制御モータ （2 1) により上記クランク軸 (5) を回転 して機関回転数 （この場合にはク ランク軸 (5) の回転数） を増減させ、 又はパーナ （17H) の燃焼量を調節 することにより、 クーラ部 （17L) の能力制御を行う方法がある。
しかし、 その場合、 機関回転数の増加に応じて冷房能力や暖房能力を増大さ せること力できる力 その際に効率が低下するという問題がある。 例えば、 冷 房の場合を例示すると、 図 7に示すように機閱回幸 （Ν) を增加させると、 それに比例して冷房能力 (Qk) は増大するものの、 それと同時に、 図 8に実 線で示すように低温空間 （9L) の作動ガス (Tc) 力下がり、 また図 9 に実線で示すように中温空間 （ 10 H) , (10L) の作動ガス温度 (Tm) 力《上がる。 その結果、 図 10に実線で示すように冷房効率 (COPL ) が徐々 に低下する。
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、 その目的は、 ビルマイヤヒー トポンプ装置において、 上記のような能力制御に伴う冷房効率や暖房効率の低 下を回避できるようにすることにある。
(発明の開示）
上記の目的を達成するために、 本発明では、 上記後者の従来例の考え方に着 目し、 能力の增大時には、 クーラ部では低温空間の作動ガス力 <昇温するのに応 じて吸 を、 また中温部熱交換器では中温空間の作動ガスが降温するのに応 じて脱熱 をそれぞれ増加させるようにした。
具体的には、 本発明では、 図 1に示すように、 高温シリンダ （1H) 内を作 動ガスが充填された高^間 （9H)及び高温側中 間 （10H) に区画す る高温ディスプレーサ （3H) と、 低温シリンダ （1L) 内を作動ガス力く充填 された低温空間 (9L)及び低温側中温空間 （10L) に区画する低温ディス プレーサ （3L) と、 上記高温及び低温ディスプレーサ （3H) , (3L) を 所定の位相差で往 ίΙ®Ιするように連結する連結手段 (4) と、 該連結手段 （4) を介して各ディスプレーサ （3Η) , (3D に ίΚ¾連結された機関速度 手段 （21) と、 上記高温シリンダ （1H) 内の高温空間 （9Η)及び中温空 間 （10H) を互いに し、 力、つヒータ部 （14H)及び作動ガスとの熱交 換により貌熱媒体に貌熱する高温側中温部熱交換器 （16H) 力 <配設された高 通路 （12H) と、 上記ヒータ部 （14_H) を加熱する加熱手段 （17H) と、 上記低温シリンダ （1 L) 内の低温空間 (9L)及び中温空間 （10L) を互いに し、 かつ作動ガスとの熱交換により吸熱媒体から吸熱するクーラ 部 （17L) 、 及び作動ガスとの熱交換により加熱媒体に貌熱する低温側中温 部熱交換器 (16L)力《それぞれ配設された低 通路 （12L) と、上記ク ーラ部 （17L) に上記吸熱媒体を循環 '»させる吸熱回路 (22) を介して 接続され、 加熱媒体に外部媒体から吸熱させる吸,熱交換器 （23) と、 上 記中温部熱交換器 （ 16 Η) , (16L) に上記 it熱媒体を循環 させる放 熱回路 (24) を介して接続され、 ¾t ^^体から外部媒体に貌熱させる it^ffl 熱交換器 (25) とを備えたビルマイヤヒートポンプ装置力前提である。
そして、 上記低温空間 （9L) の作動ガス (Tc) を検出する低温空間 検出手段 （26) と、上記 ®l棚熱交換器 (23)での ¾ を增'减する 吸熱量調整手段 (27) と、上記低温空問' 検出手段 (26) の出力信号を 受け、 上記作動ガス iSJg (Tc) の低下に応じて吸^≤カ<増加するように上記 吸^！:調整手段 (27) を制御する吸¾¾制御手段 (28) とを設ける。 これ に加えさらに、 上記中^間 （1 OH) , (10L) の作動ガス' (Tm) を検出する中^^間 ί¾検出手段 (29) と、上記 熱交換器 (25) で の を増'减する ίΐ 手段 (30) と、 上記中温空間 検出手段
(29) の出力信号を受け、 上記作動ガス (Tm) の上昇に応じて ¾t^S 力《增加するように上記 ¾1 調整手段 (30) を制御す S¾M 制御手段 (3 1) とを設ける。
この構成により、 機関回転数 (N)の増加に応じて低温空間 （9L)の作動 ガス (Tc)力 <下がると、 この作動ガス (Tc)を検出する低温空間 検出手段 (26)の出力信号を受けた吸熱量制御手段 (28) により吸熱 量 手段 (27)力《制御され、 吸熱回路 (22)の吸麵熱交換器 (23) において、 該吸熱回路 （22) に沿って循環流動する吸熱媒体による外部媒体 からの吸^ が増加し、 吸熱量が增加した分だけ吸熱媒体が昇温する。 この吸 体の昇温により、 クーラ部 （17L)では ¾¾ガスによる上記吸皿体か らの吸 が増加し、 作動ガスは昇温した後に低^ g通路 （12L)を経て低 温シリンダ （1L) 内の低温空間 （9L) に流入する。 これにより、 低温空間 (9L) における ¾ガス iSJg (Tc)の低下は抑えられる。
—方、 機閲回転数 (N) の增加に応じて中^間 （1 OH) , (10L)の 作動ガス-^ (Tm)力《上がると、 この作動ガス^ g (Tm)を検出する中温 空間温度検出手段 （29)の出力信号を受けた放熱量制御手段 (31) にて放 S調整手段 (30)力制御され、 ¾1熱回路 （24)の¾1¾«熱交換器 (25) において、 該おし熱回路 (24) に沿って循環 '»するおし熱媒体による外部媒体 への ¾MMが增加し、 その が增加した分だけ貌熱媒体は降温する。 この ¾1熱媒体の降温により、 中温部熱交換器 (16H) , (16L)では作動ガス による上記 ¾L熱媒体への ¾ΜΛが增加し、 作動ガスは降温した後に高
(12H)及び低 通路 （12L) を経て高温シリンダ（1 H)及び低温シ リンダ（1 L) の各中温空間 （10Η) , (10 L) にそれぞれ '^λする。 こ れにより、 中温空間 （10Η) , (10L) における作動ガス (Tm) の 上昇は抑えられる。
このように、 クーラ部に接続された 熱回路の吸,熱交換器での SSt^Sを 増加して該ク一ラ部での吸 MSを増加させる一方、 中温部熱交換器に接続され た it熱回路の ¾1熱用熱交換器での ίΙ^Μを增加して該中温部熱交換器での ¾1熱 量を增加させるので、能力増大時に低温及び中温空間の各作動ガス温度を略一 定に保つこと力でき、効率を低下させることなく能力を增大させることができ る。
上記のビルマイヤヒートポンプ装置において、 低温空間 検出手段 (26) 、 吸 ¾Λ調整手段 (27)及び吸 S制御手段 (28)の組合せと、 中温空間 検出手段 （29)、 ^整手段 (30)及ひ 制御手段 (31) の組合せとの何れか一方のみを設けることもできる。
すなわち、 前者の、 低温空間温度検出手段 (26)、 吸熱量調整手段 （27) 及び吸^ J1制御手段（28)を設けた構成では、機関回転数 (N) の增加に応 じて低温空間 （9L) の pfjガス (Tc) 力《下がると、上記と同様に、 低 温空問 検出手段 （26) の出力信号を受けた吸熱量制御手段（28) にて 吸熱量調整手段 (27) 力く制御され、 吸熱! ¾ (22) の吸熱用熱交換器 (2 3) において吸熱媒体による外部媒体からの吸 MSが增加して it熱媒体が昇温 し、 クーラ部 （17L) では作動ガスによる吸熱媒体からの吸 fiが増加し、 作動ガスは昇温した後に低温連通路 (12L) を経て低温シリンダ（1 L) 内 の低温空間 （9L) に流入する。 これにより、 低温空間 （9L) における作動 ガス鲰 (Tc) の低下は抑えられ、 能力増大時に低温空間の■ガス を 略一定に保つこと力《でき、効率を低下させることなく能力を増大できる。
これに対し、 後者の、 中温空間 'fiJg検出手段 (29)、 調整手段 (3
0) 及び難量制御手段 (31) を設けた構成では、機関回転数（N) の増加 に応じて中温空間 （1 OH) , (10L) の ¾ガス^ (Tm)力上がると、 上記と同様に、 中温空間 検出手段（29) の出力信号を受けた貌 制御 手段 (31)にて ¾t¾S 手段 (30)力《制御され、脱熱回路 (24)の放 熱用熱交換器 (25)において it熱媒体による外部媒体への が增加して、 その分だけ ¾1熱媒体は降温し、 中温部熱交換器 （16Η) ， （16 L) では作 動ガスによる上記 St熱媒体への itM:が增加し、 ^ガスは降温した後に高温 連通路 (12H)及び低 通路 （12L) を経て高温シリンダ（1H)及び 低温シリンダ （ 1 L) の各中温空間 （ 10 H) , ( 10 L) にそれぞれ流入し て、 中温空間 （1 OH) , (10L) における作動ガス温度 (Tm) の上昇は 抑えられる。 その結果、 能力 i 大時に低温及び中温空間の各作動ガス温度を略 一定に保つこと力《でき、 効率を低下させるこ なく能力を増大できる。
また、 上記の構成において、 吸熱量調整手段 （27)を、 吸熱回路 （22) に沿って吸熱媒体を循環»させるポンプ （27a) とし、 該ポンプ （27a) により上記吸熱 ¾体の' ¾Sを增加させることで、 吸 熱交換器 （23)での 吸熱 Λを増加させるようにしてもよい。
この構成により、 低温空間 （9L) の作動ガス (Tc) 力く下がったとき に、 吸^調整手段 （27)のポンプ （27a)により、 吸熱回路 (22)を 循環 ¾する吸熱媒体の'^ fiが増加するので、 吸 熱交換器 (23)におい て、 吸,体による外部媒体からの吸^ が増加する。 よって、 吸■熱交換 器での吸 の増加を、 吸熱回路の吸熱媒体の流量制御により容易に行うこと 力、'できる。
又は、 上記吸 調整手段 （27)を、 吸 熱交換器 (23)にて外部媒 体を '»させるファン （27b) とし、 該ファン （27b)により上記外部媒 体の流量を増加させることで、 吸熱用熱交換器 （23)での吸熱量を増加させ るようにしてもよい。
この構成により、 低 間 （9L) の ガス (Tc) 力《下がったとき に、 吸 S¾¾手段 （27)のファン （27b)により、 吸 ffl熱交換器 (2 3)での外部媒体の '^Λが増加するので、 吸熱用熱交換器 (23)において、 吸熱媒体による外部媒体からの吸 flが i加する。 よって、 吸熱用熱交換器で の吸 fiの増加を、上記吸,熱交換器における外部媒体の 5PuS制御により容 易に行うことができる。
—方、上記 SI 調整手段（30)を、 ϋ熱回路 (24)に沿って ¾1熱媒体 を循環 »させるポンプ（30 a) とし、該ポンプ（30 a)により上記耽熱 媒体の を増加させることで、 熱交換器 (25)での ¾^ を増加さ せるようにしてもよい。
この構成により、 中温空間 （10H) , (10L)の作動ガス (Tm) 力《上がったときに、 ϋ^Μ調整手段 (30)のポンプ （30a)により、 ¾L熱 回路 (24)を循環流動する ¾t熱媒体の^ Sが増加するので、 熱交換器 (25)において、放熱媒体による外部媒体への放^ が増加する。 よって、 腿用熱交換器での ¾1¾Sの增加を、鍾回路の腿媒体の 制御により容 易に行うことができる。
又は、上記 ¾ 3調整手段 （30)を、 St棚熱交換器 (25) にて外部媒 体を»させるファン （30b) とし、 該ファン （30b)により上記外部媒 体の Sを增加させることで、 ¾1熱用熱交換器 (25)での を増加させ るようにする。
この構成により、 中^間 (1 OH) , (10L)の作動ガス^ (Tm) 力上がったときに、 ¾ S 手段 (30)のファン （30b)により、 ¾1熱 用熱交換器 (25)での外部媒体の 力く増加するので、腿用熱交換器 （2 5) において、腿媒体による外部媒体への it が增加する。 つまり、腿 用熱交換器での St¾fiの増加を、上記 ί!棚熱交換器における外部媒体の ¾M 制御により容易に行うことができる。
(図面の簡単な説明）
図 1は、本発明の構成を示す図である。
図 2は、 本発明の実施例 1に係るビルマイヤヒートポンプ装置の全体構成図 しめる。
図 3は、 ビルマイヤヒートポンプサイクルの T一 s線図である。
図 4は、 例 1において能力制御を行うときの処 ¾|¾作を示すフローチヤ 一ト図である。
図 5は、 実施例 1において能力制御時に低' 間 を一定にする処理動作 を示すフローチヤ一ト図である。
図 6は、 例 1において能力制御時に中温空間 を一定にする処理動作 を示すフローチヤ一ト図である。
図 7は、 実施例 1において冷房能力と機関回転数との関係を示す特性図であ る。
図 8は、 m例 1において低 ί& ^間 と機関回転数との関係を示す特性図 である。
図 9は、 実施例 1において中温空間 と機関问転数との関係を示す特性図 でのる。
図 1◦は、実施例 1において冷房効率と機関回転数との関係を示す特性図で める o
図 1 1は、 実施例 1において吸熱回路の循環水量と低温空間 との関係を 示す特性図である。
図 1 2は、実施例 1において纏回路の循環水量と中 間 との関係を 示す特性図である。
図 1 3は、 本発明の実施例 2に係るビルマイヤヒートポンプ装置の全体構成 図である。
図 1 4は、実施例 2において能力制御時に低温空間の作動ガス温度を一定に する処理動作を示すフローチヤ一ト図である。
図 1 5は、 実施例 2において能力制御時に中温空間の作動ガス温度を一定に する処理動作を示すフローチヤ一ト図である。
図 1 6は、 例 2においてファン S1 と低 '^間 との関係を示す特性 図である。
図 1 7は、 実施例 2においてファン Sfiと中温空間 との関係を示す特性 図である。
図 1 8は、 本発明の実施例 3に係るビルマイヤヒー卜ポンプ装置の全体構成 図である。 図 1 9は、 実施例 3にお、、て能力制御を行 _うときの処理動作を示すフローチ ヤート図である。
図 2◦は、実施例 3において冷房能力と機閲回転数との関係を示す特性図で あ ·ώο
図 2 1は、 実施例 3において低温空間 と機関回転数との関係を示す特性 図である。
図 2 2は、 例 3に 、て既熱回路の循環 7Κ量と機閱回転数との関係を示 す特性図である。
図 2 3は、 実施例 3において冷房効率と機関回転数との関係を示す特性図で あ
図 24は、本発明の実施例 4に係るビルマイヤヒートポンプ装置の全体構成 図である。
図 2 5は、 実施例 4において能力制御を行うときの処 Ϊ1¾作を示すフローチ ヤート図である。
図 2 6は、 実施例 4において暖房能力と機関回転数との関係を示す特性図で める。
図 2 7は、 実施例 4において中温空間 と機関回転数との関係を示す特性 図である。
図 28は、 例 4において ¾L熱回路の循環水量と機閲回転数との閲係を示 す特性図である。
図 29は、 実施例 4において暖房効率と機関回転数との関係を示す特性図で める
(発明を実施するための最良の形態）
本発明を実施するための ¾Sの形態を実施例として図 2以下の図により説明 する。
図 2は本発明の実施例 1に係るビルマイヤヒー卜ポンプ装置を示す。 この装 置は、 互いに例えば 90° の角度で 3¾する高 び低温シリンダ （1H) , (1 L) 同士がそれぞれクランクケース （2) の隔壁 (2Η) , (2L) で一 体に接合されてなり、 各シリンダ （1H) , (1 L) は略密閉状態に閉塞され ている。 高温シリンダ （1H) 内には高温ディスプレーサ （3Η) が、 また低 温シリンダ （1 L) 内には低温ディスプレーサ （3L) がそれぞれ往復動可能 に嵌揷されている。
上記両ディスプレーサ （3Η) , (3D は例えば 90。 の位相差で往復動 するように連結手段としての連結機構 （4) により連結されている。 連結機構 (4) は、 クランクケース （2) に水平方向の回転中心をもって支持されたク ランク軸 (5) を有し、 このクランク軸 (5) にはクランクケース （2) 内に 位置するクランクピン （5 a) が設けられている。 クランク幸由 (5) の一端は 機関速度調整チ.段としての回転制御モータ （21) に連結されている。 上記ク ランクピン （5 a) には高温ロッド （7H) _の基端力《リンク （5 b) を介して 連結され、 この高温ロッド （7H) は上記隔壁 (2H) を気密状に力、つ摺動可 能に貫通し、 その先端は高温ディスプレーサ （3H) の基端に結合されている。 また、 クランクピン （5a) には低温ロッド （7L) の基端がリンク （5b) , (6La) , (6 Lb) を介して連結され、 この低温ロッド （7L) は上記隔 壁 （2L) を気密状に力、っ摺動可能に貫通し、 その先端は低温ディスプレーサ (3D の基端に結合されている。 つまり、 両ディスプレーサ （3H) , (3 L) はシリンダ （1H) , (1 L) の 状の配置により所定の位相差 （9〇 。 ） で往復動するようになっている。
高温シリンダ （1H) 内は、 上記高温ディスプレーサ （3H) により先端側 の高温空間 (9H) と基端側の高温側中温空間 （10H) とに区画されている。 上記中温空間 （10H) は高温空間 （9H) に対し、 高温シリンダ （1H)周 囲に形成した円筒状の周壁内空間を一部とする高' 通路 （12H) により連 通されている。 一方、 低温シリンダ （1 L) 内は、 上記低温ディスプレーサ (3D により先端側の低温空間 （9L) と基端側の低温側中温空間 （10L) とに区画されている。 上記中温空間 （10L) は低温空間 (9 L) に対し、 低 温シリンダ （1L)周囲に形成した円筒状の低'^ g通路 (12L) により連通 されている。 そして、 高温シリンダ （1H)側の中温空間 (10H) と低温シ リンダ （1 L) 側の中温空間 (10L) とは中温部接統管 （11) により接続 され、 これら高温、 低 び中温空間 （9 H) , (9L) , (10 Η) , (1
0 L) にはヘリゥム等の作動ガス力《充填されている。
上記高温連通路 (12H) には、 蓄熱 熱交換器からなる高温再生器 （13 H) と、 該再生器 （13H) の高温空間 （9H) 側に位置する高温部熱交換器 としてのヒータ管 （14H) と、 上記再生器 (13H) の中温空間 （10H) 側に位置するシヱルァンドチューブ式の高温側中温部熱交換器 （ 16 H) とが 配設されている。 また、 高温シリンダ （1H) の上部には略密閉状態の燃焼空 間 （39a) を有する燃焼ケース （39) 力 <—休的に取り付けられ、 該燃焼ケ ース （39) 内の燃焼空間 （39a) において上記ヒータ管 （14H) に対面 する部位には、 燃料供給管 (17Ha) からの燃料を燃焼させてヒータ管 （1 4H) 内の作動ガスを加熱する加熱手段としてのバ一ナ （17H) 力 <配設され ている。 また、 上記燃料供給管 （17Ha) には、 バーナ （17H) の発 を調整するために燃料供給量を制御する ¾®Jポンプ （17Hb) 力配設されて いる。
—方、 上記低温連通路 （12L) には、 蓄熱 熱交換器からなる低温再生器 (13D と、 該再生器 （13L) の低温空間 (9L)側に位置する低温部熱 交換器としてのシェルアンドチューブ式のクーラ （17L) と、 上記再生器 (13D の中温空間 (10L) 側に位置するシェルアンドチューブ式の低温 側中温部熱交換器 (16L) とが配設され、 この熱交換器 (16L) の伝熱管 (16L a) は上記 温側中温部熱交換器 （16 H) の伝熱管 （ 16 H a ) に 直列に接铳されている。
以上のように構成されたビルマイヤヒー卜ポンプサイクルでは、 作動ガスの (T) とエントロピー （s) との関係を示す T一 s線図は図 3に示すよう になる。 すなわち、 高温側サイクルでは、 作動ガスは行程 1→ 2でバ一ナ （1 7H) によって加熱されるヒータ管 （14H) 力、ら吸熱して等 張し、 次の 行程 2→ 3では熱を高温再生器 (13H) に与えて等積冷却される。 さらに、 行程 3→4で、 高温側中温部熱交換器 （16H) を介して 熱して等^ E縮し、 行程 4→1では、 上記再生器 (13H) に与えた熱により等積加熱される。 ― 方、 低温側サイクルでは、 作動ガスは行程 1' →2' で熱を低温再生器 （13 L) に与えて等積冷却され、 行程 2' →3' ではクーラ （17L) から ®熱し て等 張し、 次の行程 3' →4' では、 上記再生器 (13L) に与えた熱に より等積加熱され、 行程 4' →1' で、 低温側中温部熱交換器 （16L) を介 して ¾1熱して等 iOBE縮する。
上記低温シリンダ （1L) におけるクーラ （17L) の ί£熱管 （17 La) には、 クーラ （17L) にて (¾¾ガスとの熱交換を行う吸熱媒体としての水を 循環»させるための吸熱回路 （22)力接続されている。 一方、 各シリンダ ( 1 H) , ( 1 L ) における中温部熱交換器 （ 16 H) , ( 16 L ) の伝熱管 (16Ha) , (16L a) には、 中温部熱交換器 （16H) , (16L) に て作動ガスとの熱交換を行う脱熱媒体として—の水を循環流動させるための ¾C熱 回路 (24) 力'接続されている。
上記吸熱回路 (22) は、 吸熱回路 (22) 内の水に外部媒体としての室内 空気から吸熱させる吸■熱交換器としての室内側熱交換器 (23) に接続さ れている。 また、 この吸熱回路 (22) の途中には室内側熱交換器 （23) と クーラ （17L) との間で水を循環»させるポンプ （27 a) 力 <配設されて いる。
—方、 上記 ¾t熱回路 (24) は、 該漁回路 （23) 内の水に外部媒体とし ての室外空気に向けて ¾t熱させる ¾t熱用熱交換器としての室外側熱交換器 (2 5) に接続されている。 この it熱回路 (23) には室外側熱交換器 (25) と 中温部熱交換器 (16H) , (16L) との間で水を循環 »させるポンプ (30a) 力《配設されている。 （27b) は上言 内側熱交換器 (23) に室 内空気を送風する室内フアン、 （30 b) は室外側熱交換器 (25) に室外空 気を送風する室外フマンである。
さらに、 上記ヒータ管 （14H) の壁温 （Th) を検出するヒータ壁温セン サ （32) と、 低温シリンダ （1L) 内の低温空間 （9L) の作動ガス温度 (Tc) を検出する低温空間 検出手段としての低温空間 センサ （26) と、 低温シリンダ （1 L) 内の中温空間 （10L) の作動ガス温度 （Tm) を 検出する中温空間 検出手段としての中温空間 センサ （29) とがそれ ぞれ設けられている。 そして、 これらセンサ- (32) , (26) , (29) は、 バ一ナ （17H) のポンプ （17Hb) 用のモータと、 回転制御モータ （21) と、 吸熱回路 （22) のポンプ （27 a) 用のモータと、 放熱回路 （24) の ポンプ （30a) 用のモータとにそれそ'れ制御信号を出力する制御部 （33) に接続されている。
ここで、 上記制御部 （33) による能力制御の処理動作を図 4のフローチヤ ートに基づいて説明する。 処理開始後のステップ S 1で、 装置の負荷に基づき 必要冷房能力 （Qk) を計算し、 ステップ S 2で機関回転数 （N) の制御を行 つた後、 ステップ S3, S4に進む。
上記ステップ S3, S4は、 本発明の特徴である低^間 （9L)及び中温 空間 （10L) の各作動ガス (Tc) , (Tm) を一定化するサブルーチ ンである。 ステップ S 3の処理は低温空間 （9L) の作動ガス温度 （Tc) を —定化するもので、 その詳钿を図 5に示す。 すなわち、 最初のステップ S c 1 で作動ガス (Tc) を検出した後、 ステップ S c 2に移行して、 上記作動 ガス (Tc) が設定値に等い、か否かを判定する。 判定が YESのときに は、 このサブルーチンを終了する （ステップ S 4に進む） 一方、 判定が NOの ときには、 ステップ S c 3に移行して、 ®t熱回路 （22) の循環水量 (Qw) を ¾する。 つまり、 作動ガス' SJg (Tc) 力《 値未満の場台には循環 7K量 (Qw) を增加させる一方、 設定値よりも大の場合には'减少させる。 その後、 ステップ S c 1に戻って再び作動ガス温度 し Tc) を検出する。 以上の処理に おいて、 上記ステップ S c 2， S c 3により、 上記低温空間 センサ （26) の出力信号を受け、 低温空間 （9L) における作動ガス (Tc) の低下に 応じて吸^ fiが i 加するように吸熱回路 (22) のポンプ （27a) モータを 制御する吸熱量制御手段 (28) が構成される。
—方、 ステップ S 4の処理は、 中温空間 (10L) の作動ガス温度 (Tm) を一定化するサブルーチンである。 このルーチンでは、 図 6に示すように、 処 理開始後のステップ S mlで作動ガス温度 (Tm) を検出した後、 ステップ S m2に移行し、 上記作動ガス (Tm) 力《^値に等しいか否力、を判定する。 判定が YESのときには、 このサブルーチンを終了する （ステップ S 5に進む） —方、 判定が NOのときには、 ステップ Sm 3に移行し、 ϋ熱回路 （24) の 循環水量 (Qw) を調整する。 つまり、 ガス (Tm) 力Ιδ¾値よりも 大である場合には循環水量 (Qw) を増加させる一方、 値未満の場合には 減少させる。 その後、 ステップ S mlに戻って再び作動ガス温度 （Tm) を検 出する。 以上の処理において、 上記ステップ Sm 2, Sm3により、 上記中温 空間 センサ （29) の出力信号を受け、 中温空間 （10L) における ¾ ガス (Tm) の上昇に応じて が増加するように ¾1熱回路 (24) の ポンプ （30 a) モータを制御する it熱^:制御手段 （31) 力《構成される。
このようなステップ S3, S4の処理を行った後、 図 4に示すステップ S 5 に移行する。 ステップ S 5では、 パーナ （： L7H) の燃焼量を調整し、 次のス テツプ S 6でヒータ壁温 （Th) を検出した後、 ステップ S 7に移行する。 ス テツプ S 7では、 上記ヒータ壁温 (Th) 力《設定値に等い、か否力、を判定する。 この判定が NOのときには、 ステップ S 5に戻って燃焼量の調整を再び行う一 方、 判定が YESのときには、 ステップ S 8に移行して冷房能力 (Qk)力 <設 定値に等い、か否かを判定する。 判定が YE Sのときには処理を終了する一方、 判定が NOのときにはステップ S 2に戻る。
次に、 以上のように構成されたビルマイヤヒートポンプ装置の作用を説明す る。 クーラ （17L) での冷房能力 (Qk) を高めるときには、 機関回転数 (N) 力制御され、 パーナ （17H) の燃焼量が調節される。 これにより、 図 7に示すように■回転数 (N)力《増加するのに応じて冷房能力 (Qk) は增 大する。 このとき、 従来では図 8及び図 9にそれぞれ実線で示すように、 低温 空間 （9L) の p¾ガス (Tc) が低下し、 また中温空間 （10L) の作 動ガス (Tm)力 <上昇する結果、 図 10に実線で示すように冷房効率 （C OPL) が低下してしまう。
しかし、 この実施例によれば、 先ず、 低温空間 (9L) の作動ガス ¾g (T c) が低温空間 iajgセンサ （26) により検出され、 このセンサ （26) の出 力信号を受けた制御部 （33) により吸熱回路 （22) のポンプ （27a)用 のモータ力制御されて、 該吸熱回路 （22) の循環水量 (Qw) 力《增加する。 このため、 室内側熱交換器 (23) において-、 吸熱回路 （22) の水による室 内空気からの吸 S力 加し、 吸 ^fl力 <增加した分だけ吸熱回路 （22) の水 力く昇温する。 こうして水が昇温することにより、 クーラ （17L) では作動ガ スの上記水からの吸熱 が増加して作動ガスは昇温し、 低温連通路 （12L) を経て低温シリンダ （1 L) 内の低温空間 （9L) に流入する。 これにより、 図 11に示すように上記作動ガス温度 （Tc) の低下は循環水量 (Qw) の增 加により抑えられ、 図 8に一点鎖線で示すように上記作動ガス i¾g (Tc) は 機関回転数 (N) の増加にも拘らず、 略一定化される。
—方、 中 間 （10L) の作動ガス (Tm) 力《中 間 センサ (29) により検出され、 このセンサ (29) の出力信号を受けた制御部 （3 3) により ¾1熱回路 (24) のポンプ （30a) モータ力《制御されて、 ¾1熱回 路 （24) の循 量 (Qw) 力增加する。 このため、 室外側熱交換器 (25) において、 ¾t熱回路 (24) の水による室外^への が增加し、 力 曾加した分だけ貌熱回路 （24) の水が降温する。 こうして水が降温するこ とにより、 中温部熱交換器 （ 16 H) , ( 16 L ) では作動ガスの上言 への ϋ¾¾ が增加して作動ガスは降温し、 高 路 （12H)及び低
(12L) を経て高温シリンダ （1H)及び低温シリンダ （1 L) の各中温空 間 （1 OH) , (10L) にそれぞれ流入する。 これにより、 図 12に示すよ うに上記作動ガス (Tm) の上昇は循環水量 (Qw) の増加により抑えら
— 1 — れ、 図 9に一; ^線で示すように上記作動ガス温度 (Tm) は機関回転数 (N) の增加にも拘らず、 略一定化される。
循環水量 (Qw) と作動ガス温度 （Tc) , (Tm) との間の関係を具体的 に説明すると、 例え (^温空間 (9H) の作動ガス' (Th) が Th = 65 0 C、 機関回転数 (N) が N = 600 r pmとなるように制御した状態におい て、 各循環水量 (Qw) が Qw=l 2. 6Q / i nのときに、 低温空間 （9 L) の作動ガス温度 (Tc) が Tc==— 3. 3 であり、 また中温空間 （10 L) の作動ガス (Tm) が Tm-68. 5 °Cであるとする。 尚、 この場合 の冷房効率 (C O PL ) は、
C O PL = (T c/Th) · { (Th— Tm) / (Tm-T c) }
=2. 36 (但し、 単位は絶対^^)
となる。
これに対して、 各循 J |c量 (Qw) を Qw-37. 8ΰ /m i nに增加させ ることにより、 低 間 （9L) の ガス^ (Tc) は Tc =— 0. 5V に上昇し、 また中 間 (10L) の作動ガス^^ (Tm) は Tm = 63. 0 に低下する。 そして、 この場合には、 冷房効率 (C O PL ) は 2. 77に增 大する。
のようにして、 両作動ガス (Tc) , (Tm) 力《一定化されること により、 図 10に一点鎖線で示すように冷房効率 (C O PL ) も低下の度合が 徐々に小さくなって略一定化される。
図 13は本発明の実施例 2を示し、 図 2と同じ部分には同じ符号を付して説 明は省略する。 この実施例に係るビルマイヤヒー卜ポンプ装置では、 熱回路 (22) の室内側熱交換器 (23) に送風する室内ファン （27b) 力 該室 内側熱交換器 (23) にて外部媒体としての室内^を流動させる吸^ 手段を構成し、 また、 ¾1熱回路 （24) の室外側熱交換器 (25) に送風する 室外ファン （30 b)が、該室外側熱交換器 (25) にて外部媒体としての室 外 ^を流動させる 調整手段を構成している。 そして、 低温空間 セ ンサ （26)及び中温空間温度センサ （29) の出力信号が入力される制御部 (33) は、 上記室内ファン （27b)及び室外ファン （30b) の各モータ に制御信号を出力するように接続されている。
上記制御部 (33) による能力制御時に低温空間 (9L)及び中温空間 (1 0L) の作動ガス (Tc) , (Tm) を一定化する処理動作については、 図 14及び図 15のフローチャートに沿って行われる。 すなわち、 この処理で は、 図 14のステップ S c' 1, S c' 2は図 5のステップ S c 1, Sc 2と、 また図 15のステップ Sm' 1, Sm' 2は図 6のステップ Sm 1, Sm2と それぞれ同じであり、 それ以外のステップ S c' 3, Sm' 3のみ力《異なる。 この各ステップ S c' 3, Sm' 3では、 作動ガス (Tc) , (Tm) 力 < 各設定' と同じでないときに、 ファン ® の調節を行う。 以上の処理において、 ステップ Sc' 2, _Sc' 3により、 上記低温空間温 度センサ （26)の出力信号を受け、 低温空間 （9L) における作動ガス温度 (T c ) の低下に応じて吸 ¾iS力《增加するように吸熱回路 （22)のファン (27b)モータを制御する吸 S制御手段 （28)が構成される。
また、 上記ステップ Sm' 2, Sm' 3により、 上記中温空間 センサ (29)の出力信号を受け、 中温空間 （1〇L) における作動ガス i¾g (Tm) の上昇に応じて が增加するように ¾1熱回路 (24)のファン （30b) モータを制御する ¾ S制御手段 (31)力構成される。
したがつて、 この実施例では、 ファン （27b) , (30b)の JIMを増加 させることにより、 図 16及び図 17に示すように、 低温空間 （9L)の作動 ガス温度 (Tc)の上昇を、 また中温空間 （10L)の作動ガス温度 (Tm) の低下をそれぞれ抑えること力 <できる。 よって、 この 例でも実施例 1と同 様の作用効果を奏する。
図 18は本発明の実施例 3を示し、 上記実施例 1では、 吸熱回路 （22)及 び ί!熱回路 （24)の各循 量 (Qw)を共に調整しているのに対し、 吸熱 回路 （22)の循環水量 (Qw)のみを調整するようにしたものである。
すなわち、 この実施例では、 実施例 1の構成 （図 2参照） において、 低温シ リンダ （1 L) 内の中温空間 （10L) の作動ガス温度 （Tm)を検出する中 温空間 検出手段としての中温空間 センサ （29) は省略されている。 また、 制御部 （33) と it熱回路 (24) の _ポンプ （30a) 用のモータとは 接続されておらず、 ¾t熱回路 （24) の循環 7]量 (Qw) は一定とされる。 また、 上記制御部 (33) で行われる能力制御の処理動作は図 19のとおり であり、 実施例 1の場合に比べ、 中温空間 （10L) の作動ガス温度 (Tm) を一定化するためのステップ S4の処理のみがなく、 従つて放 ^fi制御手段 (31) は省略されている。 その他は同じとされている （図 4参照） o したがって、 この実施例では、 クーラ （17L) での冷房能力 （Qk) を高 めるために、 機関回転数 （N) 力制御されると、 図 20に示すように機関回転 数 (N)力增加するのに応じて冷房能力 (Qk) は増大する。
このとき、 従来では図 21に実線で示すように、 低 間 （9L) の作動ガ ス温度 （Tc) が低下する結果、 図 23に実線で示すように冷^率 (COP L ) 力《低下してしまうが、 この 例では、 低温空間 （9L) の作動ガス (Tc) 力低^間 ^センサ （26) により検出され、 このセンサ （26) の出力信号を受けた制御部 （33) により吸熱回路 （22) のポンプ （27a) 用のモータが制御され、 図 22に示すように吸熱回路 （22) の循 量 (Q w)力 曽加する。 このため、 室内側熱交換器 （23) において、 吸熱回路 (2
2) の水による室内^からの吸^ M力《增加し、 raaが增加した分だけ吸熱 回路 (22) の水が昇温する。 この水の昇温により、 クーラ （17L) では作 動ガスの上記水からの吸熱^！:が增加して作動ガスは昇温し、 低温連通路 （12 L) を経て低温シリンダ （1 L) 内の低温空-間 (9L) に する。 これによ り、 上記作動ガス ¾g (Tc) の低下は循環水量 （Qw) の増加により抑えら れ、 図 21に一,^！崖線で示すように上記作動ガス温度 (Tc) は機関回転数 (N) の增加にも拘らず略一定化される。
循環水量 (Qw) と作動ガス' (Tc) との間の関係を具体的に例示する と、 例え { 温空間 (9H) の作動ガス iSJ^ (Th) 力 Th = 650。C、 機関 回転数 (N) 力《N = 600 r pmとなるように制御した状態において、 各循環 水量 (Qw) が Qw=l 2. 6i? Zm i nのときに、 低 間 （9L) の涵 ガス' (Tc) が Tc=— 3. 6 であり、 また中^間 （10L) の作動 ガス^ (Tm)が Tm=72. 5。Cであるとする。 尚、 この場合の冷房効率 (COPL ) は COPL =2. 22となる。
これに対して、 吸熱回路 (22) の循環水量 (Qw) を Qw=36. 6ΰ / m i nに增加させることにより、 低 ^問 （9L) の作動ガス' (Tc) は Tc = 0. 3。Cに上昇する （尚、 中温空間 (10L) の作動ガス'^ (Tm) は Tm=72. 5てのままである） 。 そして、 この場合には、 冷房効率 （CO PL ) は COPL -2. 63に増大する。
： U:のようにして、 作動ガス (Tc)力《一定化することにより、 図 23 に一点鎖線で示すように冷房効率 (COPL ) も低下の度合が徐々に小さくな り、 略一定化できる。 図 24は本発明の実施例 4を示し、 実施 3では吸熱回路 (22) の循環水 量 （Qw) を するようにしているのに対し、 ϋ熱回路 （24) の循環水量 (Qw) を調整するようにしたものである。
すなわち、 この実施例では、 実施例 1の構成にお L、て、 実施例 3とは異なり、 低温シリンダ （1 L) 内の低温空問 (9L) の作動ガス (Tc) を検出す る低温空間 検出手段としての低温空間 センサ （26) は省略されてい る。 また、 制御部 （33) と I 熱回路 (22) のポンプ （27a) 用のモータ とは接続されておらず、 吸熱回路 （22) の循環水量 (Qw) は一定とされて いる。
また、 上記制御部 （33) での能力制御の処理動作は図 25のとおり行われ、 HiS例 1に比べ、 低温空間 （9L) の作動ガス温度 (Tc) を一定化するため のステップ S 3の処理のみがなく、 従って ®I¾S制御手段 （28) は省略され ている。 その他は同じである。
した力 <つて、 この実施例では、 暖房能力 (Qk) を高めるために、 機関回転 数 （N) カ制御され、 図 26に示すように機関回転数 (N)カ増加するのに応 じて暖房能力 (Qk) 力《増大する。
このとき、 従来では図 27に実線で示すように、 中温空間 （ 10 L ) の作動 ガス體 (Tm) 力 <上昇するため、 図 29に実線で示すように暖房効率 (CO PH)力 <低下するのに対し、 この実施例の場合、 中^間 （10L) の作動ガ ス ¾J¾ (Tm) 力仲温空間' センサ （29：) により検出され、 このセンサ
(29) の出力 ft号を受けた制御部 （33) により放熱回路 (24) のポンプ (30a) 用のモータが制御され、 図 28に示すように it熱回路 （24) の循 環水量 (Qw) 力《増加する。 このため、 室外側熱交換器 （25) において、 放 熱回路 (24) の水による室外^への ¾l¾fiが增加し、 この脱^ Sが増加し た分だけ放熱回路 (24) の水が降温する。 この水の降温により、 中温部熱交 換器 （ 16 H) , ( 16 L ) では作動ガスの上SKへの 力增加して作動 ガスは降温し、 高 iMfi路 (12H) 及び低 通路 (12L) を経て高温シ リンダ （ 1 H) 及び低温シリンダ （ 1 L ) 内の各中^間 （ 10 H) , (10 L) に' ¾λする。 これにより、 上記作動ガス ^ (Tm) の は循環水量 (Qw) の増加により抑えら 図 27に一^！崖線で示すように上記作動ガス •^m (Tm) は機関回転数 （N) の増加にも拘らず略一定化される。
循環水量 (Qw) と f?®jガス (Tm) との間の関係を具体的に例示する と、 高温空間 (9H) の作動ガス i¾g (Th) カ《丁11=650。〇、 觀回転数 (N) が N = 600 r p mとなるように制御した状態において、 各循環水量 (Qw) が Qw=12. 6J? Zm i nのときに、 低温空間 （9L) の ¾ガス SJg (Tc) が Tc=— 3. 6 であり、 また中 間 （10L) の fjガス (Tm) が Tm=72. 5てであるとすると、 暖房効率 (COPH) はじ OPH =3. 23となる。 これに対し、 ¾L熱回路 （24) の循環水置（Qw) を Qw= 30. OQ / i nに増加させることにより、 低温空間 （9 L) の F¾ガス' (Tc) は T c =-4. 3。Cに、 また中温空間 （1 0 L) の作動ガス温度 (Tm) は Tm = 65. 4てにそれぞれ低下し、暖房効率 (C O PH ) は C O PH = 3, 43に 増大する。
よって、 作動ガス ¾S (Tm) の一定化により、 図 29に一^ II線で示すよ うに暖房効率を略一定化すること力《できる。
尚、上記実施例 3, 4では、 吸熱回路 （22) 又は放熱回路 （24) の循環 7K量 (Qw) の一方を調整するようにしているが、 例 2と同様に、 ファン (27b) , (30b)の何れ力、一方のみの MSを增加させて、低 ^間 (9 L) の作動ガス温度 (Tc) の上昇、又は中温空間 （10L) の作動ガス温度 (Tm) の低下を抑えるようにしてもよく、 実施例 3, 4と同様の作用効果が 得られる （ファン （27b) , (30b)の制御信号系を図 18及び図 24で 脱想 J¾にて示している）。
(産業上の利用可騰
本発明は、 フ口ン冷媒を使用しな L、冷暖房装置として利用されるビルマイヤ ヒートポンプ装置について、冷房能力及び暖房能力を増大させたときの効率の 低下を回避することができ、 ビルマィャヒートボンプ装置の実用化を促進でき る点で産業上の利用可泄は高 L、0

Claims

請求の範囲
1. 高温シリンダ （ 1 H) 内を作動ガス力《充填された高温空間 （ 9 H)及び 高温側中温空間 （10H) に区画する高温ディスプレーサ （3H) と、 低温シリンダ （1 L) 内を作動ガス力 <充填された低温空間 （9L)及び 低温側中温空間 （10L) に区画する低温ディスプレーサ （3L) と、 上記高' び低温ディスプレーサ （3H) ， (3D を所定の位相差で 往復動するように連結する連結手段 （4) と、
上言 5¾結手段 （4) を介して各ディスプレーサ （3H) , (3D に駆 動連結された機^ §度調整手段 (21) と、
上記高温シリンダ （1H) 内の高温空間 （9H)及び中温空間 （10H) を互いに連通し、 力、つヒータ部 （14 H)及び作動ガスとの熱交換により ¾1熱媒体に ¾1熱する高温側中温部熱交換器 （16H) 力配設された高 通路 （12 H) と、
上言己ヒータ部 (14H) を加熱する加熱手段 （17H) と、
上記低温シリンダ （1 L) 内の低温空間 （9L)及び中温空間 （10L) を互いに し、 力、つ作動ガスとの熱交換により吸熱媒体から吸熱するク —ラ部 （17L) 、 及び ^ガスとの熱交換により貌熱媒体に貌熱する低 温側中温部熱交換器 （16L) 力《配設された低 通路 （12L) と、 上記クーラ部（17L) に上記吸熱媒—体を循環 させる吸熱回路 （2
2) を介して接続され、 吸熱媒体との熱交換により外部媒体から吸熱する 吸翻熱交換器 (23) と、
上記中温部熱交換器 （ 16 H) , ( 16 L ) に上記貌種体を循環 '» させる ¾t熱回路 (24) を介して接続され、 ¾L熱媒体との熱交換により外 部媒体に ¾1熱する ¾t熱用熱交換器 （25) とを備えたビルマイヤヒートポ ンプ装置において、
上記低温空間 （9L) の作動ガス (Tc) を検出する低 間 検出手段 （26) と、
上記吸熱用熱交換器 （23) での吸! ¾ を增減する吸！ 調整手段 （2 7) と、
上記低温空間温度検出手段 (26) の出力信号を受け、上記作動ガス温 度（T c ) の低下に応じて吸! が増加するように上記吸^ M 手段 (27) を制御する吸熱量制御手段 (28) と、
上記中温空間 （1 OH) , (10L) の作動ガス温度 (Tm) を検出す る中温空間 検出手段 (29) と、
上記放 ^ffl熱交換器 (25) での脱熱量を増減する放^ 手段 (3 〇） と、
上記中温空間温度検出手段 (29) の出力信号を受け、上記作動ガス温 度 （Tm) の上昇に応じて ¾ S力 曾力 tr るように上記 調整手段
(30) を制御する放熱≤制御手段 (31) とを備えたことを特徴とする ビルマイヤヒートポンプ装置。
2. 高温シリンダ （1H) 内を p¾ガス力 <充填された高温空間 （9H)及び 高温側中^間 （10H) に区画する高温ディスプレーサ （3H) と、 低温シリンダ （1 L) 内を作動ガス力《充填された低温空間 （9L)及び 低温側中温空間 （10L) に区画する低温ディスプレーサ （3L) と、 上記高 び低温ディスプレーサ （3H) , (3D を所定の位相差で 往復動するように連結する連結手段 （4) と、
上言 ¾ 結手段 （4) を介して各ディスプレーサ （3H) , (3D に駆 動 された機関 i J¾ 手段 (21) と、
上記高温シリンダ （1H) 内の高^間 （9H)及び中^間 （10H) を互いに連通し、 力、つヒータ部 （14 H)及び作動ガスとの熱交換により it熱媒体に ¾t熱する高温側中温部熱交換器 （16H)力 ¾£設された高 舰 (12H) と、
上記ヒータ部 （14 H) を加熱する加熱手段 （17H) と、
上記低温シリンダ （1 L) 内の低温空間 （9 L)及び中温空間 （10 L) を互いに連通し、 力、つ作動ガスとの熱交換により吸！^体から吸熱するク ーラ部 （17L) 、 及び作動ガスとの熱交換により ¾1熱媒体に ίΐ熱する低 温側中温部熱交換器 (16L) 力配設された低 ¾g通路 （12L) と、 上記クーラ部 （17 L) に上記吸熱媒体を循環流動させる吸熱回路 （2 2) を介して接続され、 吸熱媒体との熱交換により外部媒体から吸熱する 吸翻熱交換器 (23) と、
上記中温部熱交換器 (16H) , ( 16 L ) に上記放熱媒体を循環' させる脱熱回路 (24) を介して接続され、 腿媒体との熱交換により外 部媒体に ¾1熱する it熱用熱交換器 (25) とを備えたビルマイヤヒートポ ンプ装置において、
上記低^間 （9L) の ガス (Tc) を検出する低温空間 a¾ 検出手段 (26) と、
上記吸熱用熱交換器 (23) での吸熱量を増減する吸熱量調整手段 (2 7) と、
上記低温空間温度検出手段（26) の出力信号を受け、上記作動ガス温 度（Tc) の低下に応じて吸熱^:が増加するように上記吸^ M 手段 (27) を制御する吸熱量制御手段 （28) とを備えたことを特徵とする ビルマイヤヒー卜ポンプ装置。
3. 高温シリンダ（1H) 内を作動ガス力 <充填された高^間 （9H)及び . 高温側中温空間 （10H) に区画する高温ディスプレーサ （3H) と、 低温シリンダ （1 L) 内を作動ガス力 <充填された低温空間 （9L)及び 低温側中温空間 （10L) に区画する ディスプレーサ （3L) と、 上記高 び低温ディスプレーサ （3Η) ， (3D を所定の位相差で 往復動するように連結する連結手段 （4) と、
上記連結手段 （4) を介して各ディスプレーサ （3Η) , (3D に駆 動連結された機関速度調整手段 （21) と、
上記高温シリンダ （1 Η) 内の高温空間 （9Η)及び中^間 （10Η) を互いに連通し、 かつヒータ部 （14H)及び作動ガスとの熱交換により 方 t熱媒体に 51熱する高温側中温部熱交換器 (16H)力配設された高温連 通路 （12H) と、
上言己ヒータ部 （14 H) を加熱する加熱手段 (17H) と、
上記低温シリンダ （1 L) 内の低温空間 (9L)及び中温空間 （10L) を互いに連通し、 力、つ作動ガスとの熱交換により吸熱媒体から吸熱するク ーラ部 （17L) 、 及び «ガスとの熱交換により貌熱媒体に ¾1熱する低 温側中温部熱交換器 （16L) 力《配設された低 ^ig通路 (12L) と、 上記クーラ部 （17L) に上記吸熱媒体を循環流動させる吸熱回路 (2 2) を介して接続され、 吸熱媒体との熱交換により外部媒体から吸熱する 吸棚熱交換器 (23) と、
上記中温部熱交換器 （ 16 H) , ( 16 L ) に上記； 61熱媒体を循環' ¾ させる ¾1熱回路 (24) を介して接続され、 ¾L熱媒体との熱交換により外 部媒体に it熱する ¾熱用熱交換器 （25) とを備えたビルマイヤヒートポ ンプ装置において、
上記中温空間 （1 OH) , (10L) の作動ガス温度 (Tm)を検出す る中温空間温度検出手段 (29) と、
上記放 熱交換器 (25)での を増減する放熱量調整手段 (3 0) と、
上記中温空間温度検出手段 (29)の出力信号を受け、上記作動ガス温 度 （Tm)の上昇に応じて St^fiが増加するように上記 調整手段 (30) を制御する放熱量制御手段 (31) とを備えたことを特徴とする ビルマィャヒートボンプ装置。
4. 吸 調整手段 (27) は、吸熱回路 （22) に沿って吸難体を循環 «させるポンプ（27a)であり、 該ポンプ（27a) により上記吸熱 媒体の流量を増加させることで、 吸熱用熱交換器 （23)での吸熱量を増 加させるように構成されていることを特徴とする請求項 1又は 2記載のビ ルマイヤヒートポンプ装置。
5. 吸^ Λ 手段 (27) は、 吸麵熱交換器 (23) にて外部媒体を流 動させるファン （27b)であり、 該ファン （27b) により上記外部媒 体の ¾ESを增加させることで、吸熱、用熱交換器 (23)での ^fiを增加 させるように構成されていることを特徴とする請求項 1又は 2記載のビル マイヤヒートポンプ装置。
6. i!M:調整手段 （30)は、 ¾1熱回路 （24)に沿って; 61熱媒体を循環 »させるポンプ （30a)であり、 該ポンプ （30a)により上記貌熱 媒体の LSを增加させることで、 熱交換器 (25) での ¾C^fiを増 加させるように構成されていることを特徴とする請求項 1又は 3記載のビ ルマイヤヒートポンプ装置。
7. 放 ¾fi調整手段 (30)は、 放 ffl熱交換器 (25)にて外部媒体を流 動させるファン （30b)であり、 該ファン （30b)により上記外部媒 体の'^≤を増加させることで ¾t熱用熱交換器 (25)での を増加さ せるように構成されていることを特徴とする請求項 1又は 3記載のビルマ ィャヒー卜ポンプ装置。
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