JPH033874B2 - - Google Patents

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JPH033874B2
JPH033874B2 JP59033437A JP3343784A JPH033874B2 JP H033874 B2 JPH033874 B2 JP H033874B2 JP 59033437 A JP59033437 A JP 59033437A JP 3343784 A JP3343784 A JP 3343784A JP H033874 B2 JPH033874 B2 JP H033874B2
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JP
Japan
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heat
heat exchanger
engine
cooling
exhaust
Prior art date
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JP59033437A
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English (en)
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JPS60178268A (ja
Inventor
Yoshiki Izumi
Hiroshi Karato
Shuichi Inoe
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KOGATA GASU REIBO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
KOGATA GASU REIBO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Priority to JP59033437A priority Critical patent/JPS60178268A/ja
Publication of JPS60178268A publication Critical patent/JPS60178268A/ja
Publication of JPH033874B2 publication Critical patent/JPH033874B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

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  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は天然ガスや石油を熱源とする内燃機関
(エンジン)によつて圧縮機を駆動してヒートポ
ンプ冷暖房運転やヒートポンプ給湯加熱を行なう
エンジン駆動冷暖房給湯装置に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点 第1図に従来のエンジン駆動ヒートポンプ装置
の構成図、第3図に室外熱交換器の下部にラジエ
ータを一体にした構成を示している。1′は排ガ
ス熱交換器2′を有するエンジン、3′は排ガスの
吐出マフラ、4′はエンジン1′を始動させるスタ
ータ、5′はエンジン1′により駆動される圧縮
機、6′は四方弁、7a′は室外フアン、7b′は室
外熱交換器、8′は減圧器、9′は室内熱交換器
で、これらを順次連結して冷暖ヒートポンプ回路
A′を構成し、この冷暖ヒートポンプ回路A′から
三方電磁弁10′を介し冷媒回路を分岐し、蓄熱
槽11′内の流体12′を冷媒の凝縮熱で熱交換す
る加熱器13′を有するヒートポンプ給湯回路
B′を構成している。そして、前記エンジン1′は
排ガス熱交換器2′に冷却水をポンプ14′にり循
環させて排熱を回収し、蓄熱槽11′内の流体1
2′と熱交換して加熱する排熱器15′を有する排
熱回収回路C′を構成している。16aはラジエー
タであり、室内フアン7a′で送風冷却しこの排熱
回収回路C′中で排熱器15′とエンジン1′との間
に排熱器15′の下流側と三方電磁弁17′を介し
て直列に挿入している。これはエンジン1′のオ
ーバーヒートを防止するためのもので、排熱器1
5′において蓄熱槽11′内の流体ともはや熱交換
しない程流体12′の温度が上昇し、そしてエン
ジン1′を冷却すべき冷却水の温度が上昇した場
合に水田三方弁17′を切換えて冷却媒体をラジ
エータ16a側に流してエンジン1′や排ガス熱
交換器2′から回収した排熱を大気等に放熱する。
このラジエータ16aと室外熱交換器7b′が一体
にされたものが第3図に示されている。ラジエー
タ16aは室外熱交換器7b′の下部に一体に設置
されている。
このような従来のエンジン駆動ヒートポンプ装
置が冷房運転を行なう場合、室外熱交換器7b′は
凝縮器として働き、その冷媒(図示せず)の流れ
は第1図で破線で示された方向で、かつ第3図に
示したように室外熱交換器7b′の上部より下部に
向けて冷媒(図示せず)は流れている。この時、
ラジエータ16aが働くと、それと一体の室外熱
交換器7b′を出ていこうとする冷媒よりラジエー
タ16aを通過する冷却水の方が温度が高いた
め、冷媒が間接的に冷却水より熱を受け、減圧器
8′に入る前に冷媒の一部が蒸発してフラツシユ
ガスを生じ減圧器8′に充分な冷媒通過が望めな
いために蒸発圧力が異常低下して、正常な冷房能
力を確保できないという欠点を有していた。その
時の実験結果を第5図に高圧と低圧の変化として
示している。
発明の目的 本発明は前記従来の欠点を除去するもので、室
外熱交換器とラジエータの相互間の構成を改良す
ることにより冷房運転時においてラジエータが作
動している時でも正常な冷房能力を確保しようと
するものである。
発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、エンジン
と、前記エンジンにより駆動される圧縮機、四方
弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器を順次
連結した冷暖ヒートポンプ回路と、前記ヒートポ
ンプ回路から三方電磁弁を介して分岐させ、蓄熱
槽内の流体を冷媒の凝縮熱で加熱する加熱器を有
るヒートポンプ給湯回路と、前記エンジンの排ガ
ス熱交換器に冷却水をポンプにより循環して排熱
を回収し、排熱を前記蓄熱槽内の流体と熱交換す
る排熱器を有する排熱回路とを設け、かつ前記排
熱回収回路中より三方電磁弁を介して、前記冷却
水を冷却するラジエータを分岐させ、このラジエ
ータを前記室外熱交換器の上部に一体に設け、室
外フアンにより前記冷却水を冷却し、冷房時に冷
媒は前記室外熱交換器の上部より下部に向う流動
方向をとり、暖房時には下部より上部に向う流動
方向をとるエンジン駆動ヒートポンプ装置であ
る。そして、冷房運転時にラジエータが作動し
て、冷却水温度が90℃程になつても、室外熱交換
器に流動してくる冷媒は90℃よりやや低めである
ため温度差が少なく冷媒は冷却水より熱を受けに
くく、また冷媒が熱を受けても室外熱交換器の下
方に向けて流動する間に、十分に凝縮して減圧器
前でフラツシユガスを生じない。したがつて、ラ
ジエータ作動中の冷房運転時においても正常な蒸
発圧力を保ち安定した冷房能力を提供するもので
ある。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例につき、第2図、第4
図、第6図を参考に説明する。
1は排ガス熱交換器2を有するエンジン、3は
排ガスの吐出マフラ、4はエンジン1を始動させ
るスタータ、5はエンジン1により駆動される圧
縮機、6は四方弁、7aは室外フアン、7bは室
外熱交換器、8は減圧器、9は室内熱交換器で、
これらを順次連結して冷暖ヒートポンプ回路Aを
構成し、この冷暖ヒートポンプ回路Aから三方電
磁弁10を介して冷媒回路を分岐し、蓄熱槽11
内の流体を冷媒の凝縮熱で熱交換する加熱器13
を有するヒートポンプ給湯回路を構成している。
そして、前記エンジン1と排ガス熱交換器2に冷
却水をポンプ14により循環させて排熱を回収
し、蓄熱槽11内の流体12と熱交換して加熱す
る排熱器15を有する排熱回収回路Cを構成して
いる。16bは室外熱交換器7bの上部に一体構
成されたラジエータで、室外フアン7aで送風冷
却される。そしてラジエータ16bは排熱回収回
路C中において排熱器15の下流側で、排熱器1
5とエンジン1との間間に三方電磁弁17を介し
て直列に挿入されている。通常は排熱器15にて
蓄熱槽11内の流体12で十分冷却されるのでラ
ジエータ16bへ流す必要はないが、流体12の
温度が上昇してきて、排熱器15出口の冷却水温
が高くなれば三方電磁弁17を切換えてラジエー
タ16b側に冷却水を流して放熱冷却させてエン
ジン1へ流すものである。
このラジエータ16bを室外熱交換器7bの上
部に一体に設置した構成を示したものが第4図で
ある。
以上の構成の下で動作を説明すると、冷暖房運
転時には先ずスタータ4でエンジン1を始動させ
て圧縮機5を駆動させ、冷暖房運転に応じて四方
弁6を切換え、冷暖ヒートポンプ回路Aにおいて
冷房時は冷媒(図示せず)を矢印破線のように流
して室外熱交換器7を凝縮器となし、室内熱交換
器9を蒸発器として作用させ、暖房時は逆に冷媒
(図示せず)を矢印点線のように流して室外熱交
換器7を蒸発器となし、室内熱交換器9を凝縮器
として作用させ、冷暖房運転を行なう。また、ヒ
ートポンプ給湯運転時にはヒートポンプ給湯回路
Bを利用し、四方弁6を暖房側に切換え、かつ三
方電磁弁10も切換えて冷媒(図示せず)を矢印
実線のように流して、加熱器13を凝縮器、室外
熱交換器7を蒸発器として作用させて蓄熱槽11
内の流体12を加熱する給湯加熱運転を行なう。
冷暖ヒートポンプ運転、ヒートポンプ給湯運転
いずれの場合もエンジン1を運転させているので
同時に排熱回収回路Cを利用することによつて、
エンジン1及び排ガス熱交換器2にポンプ14に
より冷却水(図示せず)を流して排熱を回収して
排熱器15で蓄熱槽11内の流体12を加熱す
る。一般にヒートポンプ給湯回路Bの加熱器13
で加温できる流体12の温度は冷媒(図示せず)
の圧力条件から55℃程度であるが、排熱回収回路
Cにおける排熱器15で得られる流体12の温度
は85〜90℃程度である。そして加熱器13で加熱
された流体12は排熱器15でさらに加熱される
ようになつている。つぎに、排熱回収回路Cにお
いて、蓄熱槽11内の流体12の温度が上昇して
くると排熱器15にて冷却水が流体12と熱交換
しにくくなり、さらに排熱器15入口の冷却水温
度が上昇するが、エンジン1に房る冷却水温度が
ある設定値(例えば90℃)を越える場合には三方
電磁弁17を切換えて室外熱交換器7bの上部に
一体となつているラジエータ16bに冷却水を流
して既に回つている室外フアン7aで冷却するこ
とによりエンジン1への戻りの冷却水温度を下げ
てエンジン1の過熱を防止する。
第4図に、室外熱交換器7bの上部に一体にし
たラジエータ16bを示している。本発明のエン
ジン駆動ヒートポンプ装置が暖房、あるいは給湯
運転を行なう場合、室外熱交換器7bが蒸発器と
して作動している時にラジエータ16bが作動す
ると、その放熱分がいくらかでも室外熱交換器7
bに吸熱され暖房能力や給湯能力が図れる。また
冷房運転時には、ラジエータ16bが作動して、
冷却水温度が90℃程になつても、室外熱交換器7
bに流動してくる冷媒は90℃よりやや低めである
ため温度差が少なく励媒が冷却水より熱を受けに
くく、また冷媒が熱を受けても室外熱交換器の下
方に向けて流動する間に、十分に凝縮して減圧器
前でフラツシユガスを生じない。したがつてラジ
エータ作動中の冷房運転時においても正常な蒸発
圧力を保ち安定した冷房能力を提供するものであ
る。その時の実験による高低圧力の状態を示した
のが第6図である。また室外熱交換器7bとラジ
エータ16bが一体構成であるために製作コスト
の低減が図れる。
発明の効果 上記実施例から明らかなように、本発明のエン
ジン駆動ヒートポンプ装置は、エンジンと、前記
エンジンにより駆動される圧縮機、四方弁、室外
熱交換器、減圧器、室内熱交換器を順次連結した
冷暖ヒートポンプ回路と、前記ヒートポンプ回路
から三方電磁弁を介して分岐させ蓄熱槽内の流体
を冷媒の凝縮熱で加熱する加熱器を有するヒート
ポンプ給湯回路と、前記エンジンの排ガス熱交換
器に冷却水をポンプにより循環して排熱を回収し
排熱を前記蓄熱槽内の流体と熱交換する排熱器を
有する排熱回路とを設け、かつ前記排熱回収回路
中より三方電磁弁を介して、前記冷却水を冷却す
るラジエータを分岐させ、このラジエータを前記
室外熱交換器の上部に一体に設けて室外フアンに
より前記冷却水を冷却し、冷房時に冷媒を前記室
外熱交換器の上部より下部に向う方向に流動さ
せ、暖房時には下部より上部に向う方向に流動さ
せるもので、その結果次のような効果を奏する。
(1) ラジエータでの放熱分をヒートポンプ運転時
に室外熱交換器で吸熱させて暖房、給湯能力の
増加がはかれる。
(2) 冷房運転中にラジエータが作動して、冷却水
温が90℃程になつても、室外熱交換器の上部へ
流動してくる冷媒は90℃よりやや低めであるた
め温度差が少なく冷媒は冷却水より熱を受けに
くく、また冷媒が熱を受けても室外熱交換器の
下方へ流動する間に、十分に凝縮して減圧器前
でフラツシユガスを生じない。以上のことよ
り、正常な蒸発圧力を保ち安定した冷房能力を
確保できる。
(3) 室外熱交換器とラジエータが一体構成である
ために製作コストの低減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のエンジン駆動ヒートポンプ装置
の回路構成図、第2図は本発明の一実施例を示す
エンジン駆動ヒートポンプ装置の回路構成図、第
3図は従来のエンジン駆動ヒートポンプ装置の室
外熱交換器ラジエータの概略側面図、第4図は本
発明の一実施例におけるエンジン駆動ヒートポン
プ装置の室外熱交換器、ラジエータの概略側面
図、第5図は従来のエンジン駆動ヒートポンプ装
置のラジエータ作動前後の高低圧力の状態を示す
説明図、第6図は本発明の一実施例におけるエン
ジン駆動ヒートポンプ装置のラジエータ作動前後
の高低圧力の状態を示す説明図である。 1……エンジン、5……圧縮機、6……四方
弁、7a……室外フアン、7b……室外熱交換
器、8……減圧器、9……室内熱交換器、10…
…電磁弁、11……蒸熱槽、13……加熱器、1
4……ポンプ、15……排熱器、16b……ラジ
エータ、17……切換弁、A……冷暖ヒートポン
プ回路、B……ヒートポンプ給湯回路、C……排
熱回収回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンと、前記エンジンにより駆動される
    圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱
    交換器を順次連結した冷暖ヒートポンプ回路と、
    前記ヒートポンプ回路から三方電磁弁を介して分
    岐させ蓄熱槽内の流体を冷媒の凝縮熱で加熱する
    加熱器を有するヒートポンプ給湯回路と、前記エ
    ンジンの排ガス熱交換器に冷却水をポンプにより
    循環して排熱を回収し排熱を前記蓄熱槽内の流体
    と熱交換する排熱器を有する排熱回路とを設け、
    かつ前記排熱回収回路中より三方電磁弁を介して
    前記冷却水を冷却するラジエータを分岐させ、こ
    のラジエータを前記室外熱交換器の上部に一体に
    設けて室外フアンにより前記冷却水を冷却し、冷
    房時に冷媒を前記室外熱交換器の上部より下部に
    向う方向に流動させ、暖房時には下部より上部に
    向う方向に流動させたエンジン駆動ヒートポンプ
    装置。
JP59033437A 1984-02-23 1984-02-23 エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 Granted JPS60178268A (ja)

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