JPH02259376A - エンジン駆動式空調装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジン駆動式空調装置に関するものである。

（従来の技術） 第３図は従来のエンジン駆動式空調装置の構成を示す。

コンプレッサ３はエンジン４によって駆動される。コン
プレッサ３がら吐出される冷媒の方向を逆転させるため
に冷媒流路切換弁５がコンプレッサ３に接続されている
。室内側熱交換器９ａ、９ｂは逆止弁２４ｂと２４ｃを
通って冷媒流路切換弁５に接続されている。室外側熱交
換器１７ａ、ｔ’ｙｂは逆止弁１５ａ、１５ｂ、停止弁
２５ａ、２５ｂ、２５ｅおよび膨張弁１４ａ、１４ｂを
通って室内側熱交換器９ａ、９ｂに接続されている。室
外側熱交換器１７ａ、１７ｂは冷媒流路切換弁５を通し
てコンプレッサ３に接続されている。

空調装置の暖房運転時には、冷媒は室内側熱交換器９ａ
、９ｂから凝縮熱を放出し、室外側熱交換器１７ａ、１
７ｂから蒸発熱を吸収する。

冷媒流路切換弁５が第３図に破線で示された位置に切り
換えられると、空調装置は冷房運転に切り替わる。冷房
運転時において、コンプレッサ３は冷媒流路切換弁５を
通して室外側熱交換器１７ａ、１７ｂに接続される。ま
た、室外側熱交換器１７ａ、１７ｂは逆止弁１６、停止
弁２５ａ、２５ｂおよび膨張弁１０ａ、１０ｂを通って
室内側熱交換器９ａ、９ｂに接続される。従って、冷媒
は室外側熱交換器１７ａ、１７ｂから凝縮熱を放出し、
室内側熱交換器９ａ、９ｂから蒸発熱を吸収する。冷媒
は停止弁２５ｃ、２５ｄ、逆止弁２４ａ、２４ｄを通っ
てコンプレッサ５に戻る。

一方、ポンプ２２によってエンジン４の冷却水が冷却水
電磁弁２１ａ、２１ｂを通って第一放熱器１８ａ、１８
ｂまたは第二放熱器１９ａ、１９１〕に選択的に供給さ
れる。電磁弁２１ａ、２１ｂはエンジン冷却水の流れを
変えるためにエンジン４と第一、第二放熱器１８ａ、１
８ｂ、１９ａ。

１９ｂの間に接続されている。

暖房運転時においては、電磁弁２１ａが開かれ、電磁弁
２１ｂが閉じられる。この時、エンジン冷却水は第一放
熱器１８ａ、１８ｂを流れ、エンジン４の廃熱を室外側
熱交換器１７ａ、１７ｂの中の冷媒に伝達する。従って
、外気温が低い冬季における暖房能力が改善される。

逆に、冷房運転時においては、を磁弁２？ａが閉じられ
、電磁弁２１ｂが開かれる。この時、エンジン冷却水は
、冷媒の凝縮熱の放出を妨げないように第二放熱器１９
ａ、１９ｂに流される。従って、外気温が高い夏期にお
ける冷房能力の悪化が防止される。

また、室外側熱交換器１７ａ、１７ｂに外気を流すため
にファン２３が設けられている。ファン２３が回転した
時、外気が空気流路２６ａ、２６ｂを通して吸い込まれ
る。この空気流路２６ａ２６ｂには、室外側熱交換器１
７ａ、１７ｂ、第一放熱器１８ａ、１８ｂおよび第二放
熱器１．９　ａ１９ｂが取り付けられている。第一放熱
器１８ａ１８ｂと第二放熱器１９ａ、１９ｂの間には、
室外側熱交換器１７ａ、１７ｂと第二放熱器１９ａ１９
ｂの間を熱的に絶縁するためにスリットが形成されてい
る。

なお、膨張弁１４ａが停止弁２５　ｅと並列に接続され
ている理由は、冷媒循環量の大小に応じて膨張弁の個数
を切り換えることにより冷媒の循環量の変化に対応する
ためである。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のエンジン駆動式空調機では、電磁弁２１ａ、
２１ｂが２個必要であり、冷却水が切り換えられて流さ
れる第一放熱器１８ａ、１８ｂと、第二放熱器１’９ａ
、１９ｂの二種の放熱器が必要で、構造が複雑になると
共に全体が大型に・なる。

また、冷却水電磁弁が経年的に不良動作状態となること
がある。

本発明はこのようなエンジン駆動式空調装置の現状に基
づいてなされたものであり、冷却水電磁弁と第二放熱器
を省略して構造を簡単にし、製造コストの低減と小型化
を実現することを第一の技術的課題とする。

それとは別に、従来のエンジン駆動式空調装置において
は、第二放熱器１９ａ、１９ｂが空気流路２６ａ、２６
ｂの一部を占有するので、室外側熱交換１１７ａ、１７
ｂの面積が小さくなり、空調能力が劣化する。

そこで、本発明では、室外側熱交換器の面積を拡大し、
エンジン駆動式空調装置の空調能力を高めることを第二
の技術的課題とする。

（発明の構成］ 前述した第一、第二の技術的課題を達成するために講じ
た技術的手段は、室外側熱交換器の風上側流路に、冷房
運転時および暖房運転時の双方において前記エンジンの
冷却水が流される放熱器を設けたことである。

（作用） 前述した技術的手段によれば、室外側流路に放熱器が設
けられ、この放熱器に冷房運転時および暖房運転時共に
エンジンの冷却水が流される。従って、冷却水電磁弁や
第二放熱器が不要となり、第一の技術的課題が達成され
る。

また、前述した技術的手段によれば、第二放熱器が取り
除かれるので、その分室外側熱交換器の面積を拡大する
ことができる。従って、エンジン駆動式空調装置の空調
能力を高めることができ、第二の技術的課題が達成され
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図を参照して第一実施例装置について説明する。一
対の放熱器２７ａ、２７ｂと一対の室外側熱交換器１７
ａ、１７ｂが一対の空気流路２６ａ、２６ｂに取り付け
られている。放熱器２７ａ。

２７ｂは室外側熱交換器１７　ａ、　　１７　ｂの風上
側に配置される。また、室外側熱交換器１７ａ、１７ｂ
と放熱器２７ａ、２７ｂは空気流路２６と殆ど同じ面積
を有している。エンジン冷却水は放熱器２７ａ、２７ｂ
に直接流れ込んでいる。

第一実施例の他の構成は第３図に描かれた従来装置と同
じなので、他の構成に関する詳細な説明は同一の番号符
号を付すことにより省略する。

第１図に描かれた第一実施例では、コンプレッサ３がエ
ンジン４によって駆動されている時は常にエンジン冷却
水が放熱器２７ａ、２７ｂを通って流れる。従って、冷
房運転時および暖房運転時の双方において放熱器２７ａ
、２７ｂから室外側熱交換器Ｌ’？ａ、１’７ｂに、エ
ンジン４の廃熱が対流によって伝達される。

室外側熱交換器１’７ａ、１７ｂの風上側に放熱器２７
ａ、２７ｂが設けられているので、暖房運転時において
室外気温が特に低くなっても、室外側熱交換器１７ａ、
１７ｂに結露が発生しにくい。

また、冷房運転時において室外気温が特に低くなっても
、室外側熱交換器１７ａ、１７ｂの凝縮圧力が低下し過
ぎることが防止され、室内側熱交換器９ａ、９ｂの凍結
が防止される。また、電磁弁が取り除かれたことによっ
て空調装置の構造が簡素化され、しかもエンジン廃熱の
安定した放出が可能となる。

ところで、本実施例装置は、暖房能力が大きく向上する
反面で、冷房能力がわずかに低下する特性を有しており
、全体として空調能力が向上している。

一例として日本の典型的な冬の条件（室外気温７°Ｃ１
室内気温２１°Ｃ）の下で実験した結果を述べると、吸
入される空気流の温度が放熱器２７ａ２７ｂによって約
５°Ｃ上昇した場合には、放熱器２７ａ、２７ｂを使用
しない場合に比べて暖房能力が約１２％アップした。

逆に、日本の典型的な夏の条件（室外気温３５°Ｃ２室
内湿球気温１９．５°Ｃ）の下で、吸入される空気流の
温度が放熱器２７ａ、２７ｂによって約５°Ｃ上昇した
場合には、放熱器２７ａ、２７ｂをしようしない場合に
比べて冷房能力が約４％ダウンする。

このような結果は、コンプレッサ３の内部リークによっ
て引き起こされるものと考えられる。

典型的な冬の条件においては、冷媒が室外側熱交換器１
７ａ、１７ｂから直接コンプレッサ３へ戻ってくる。従
って、室外側熱交換器１７ａ、１７ｂにおいて冷媒が放
熱器２７ａ、２７ｂからの熱で温められると、室外側熱
交換器１７ａ、１７ｂ内の冷媒の蒸発圧力が増大し、コ
ンプレッサ３の入力圧力が増大し、コンプレッサ３の入
力圧力と吐出圧力の間の差圧が減少する。差圧が減少し
た時、コンプレッサ３の内部リークが減少するので、ヒ
ートポンプ回路を循環する冷媒の質量が増大する。従っ
て、コンプレッサ３の内部リークの減少に応じて暖房能
力が約１２％アップする。

逆に、典型的な夏の条件においては、冷媒が直接室外側
熱交換器１７ａ、１７ｂに送られ、放熱器２７ａ、２７
ｂからの熱で温められるので、室外側熱交換器１７ａ、
１７ｂ内の冷媒の凝縮圧力が増大し、コンプレッサ３の
吐出圧力が増大する。

この時、コンプレッサ３の入力圧力と吐出圧力の間の差
圧が増大し、コンプレッサ３の内部リークが増大し、ヒ
ートポンプ回路を循環する冷媒の質量が減少する。従っ
て、コンプレッサ３の内部リークの増大に応じて冷房能
力が約４％ダウンする。

第４図に第一実施例に基づくエンジン駆動式空調装置の
暖房特性を示す。空気流路２６ａ、２６ｂから吸い込ま
れる空気の温度が７°Ｃから１２°Ｃに５°Ｃ上昇した
ことによって、暖房能力が約４００００　（にｃａｌ）
から約４５０００　（Ｋｃａｌ）に約１２％アップする
。

第５図に第一実施例に基づくエンジン駆動式空調装置の
冷房特性を示す。空気流路２６ａ、２６ｂから吸い込ま
れる空気の温度が３５°Ｃから４０°Ｃに５°Ｃ上昇し
たことによって、冷房能力が約２３０００　（にｃａｌ
）から約２２０００　（Ｋｃａｌ）に約４％ダウンする
。

従って、第一実施例に基づくエンジン駆動式空調装置で
は、わずかな冷房能力の低下と引き換えに大きな暖房能
力の向上が得られる。

以下、第２図を参照して本発明の好ましい第二実施例を
説明する。第二実施例においては、放熱器２６ａ、２６
ｂが室外側熱交換器１７ａ、１７ｂと一体に形成されて
いる。従って、放熱器２７ａ　　２７ｂから室外側熱交
換器１７ａ、１７ｂを流れる冷媒に蒸発熱が伝導および
対流によって伝達される。

第二実施例のその他の構成、動作および効果はすでに述
べた第一実施例と同一である。従って、詳細な説明は省
略する。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によると構造が簡単
で全体が小型化され製造コストも低減し、かつ優れた冷
暖房動作を行うエンジン駆動式空調装置が提案される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の構成を示す回路図、第
２図は本発明の第二の実施例の構成を示す回路図、第３
図は従来のエンジン駆動式空調装置の構成を示す回路図
である。 第４図は第一実施例の暖房特性を描いたグラフ、第５図
は第一実施例の冷房特性を描いたグラフである。 ３・・・コンプレッサ、４・・・エンジン、５・・・冷
媒流路切換弁、１４ａ、１４ｂ・・・減圧素子、１７ａ
、１７ｂ・・・室外側熱交換器、２３・・・ファン、２
５・・・放熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンプレッサ、冷媒流路切換弁、室内側熱交換器、減圧
   素子および室外側熱交換器によりヒートポンプ回路を形
   成し、前記コンプレッサをエンジンで駆動するエンジン
   駆動式空調装置であつて、前記室外側熱交換器の風上側
   流路に設けられて冷房運転時および暖房運転時の双方に
   おいて前記エンジンの冷却水が流される放熱器を有する
   ことを特徴とするエンジン駆動式空調装置。