JPH05172428A - エンジンヒートポンプシステム - Google Patents
エンジンヒートポンプシステムInfo
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- JPH05172428A JPH05172428A JP3301880A JP30188091A JPH05172428A JP H05172428 A JPH05172428 A JP H05172428A JP 3301880 A JP3301880 A JP 3301880A JP 30188091 A JP30188091 A JP 30188091A JP H05172428 A JPH05172428 A JP H05172428A
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- Japan
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- heat
- refrigerant
- heat exchanger
- seawater
- engine
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギーを有効に利用できるとともに海水
の熱エネルギーを利用したために，安価で，有効にエネ
ルギーを利用することができるエンジンヒートポンプシ
ステムを提供する。 【構成】 海水熱源とエンジン排熱とのいずれからもヒ
ートポンプ運転が可能なエンジンヒートポンプシステム
において，直列に設置されたエンジン冷却水と冷媒との
熱交換を行う排熱回収熱交換器６と海水と冷媒との熱交
換を行う海水熱交換器１３とを備えている。ヒートポン
プ暖房運転の際に，負荷が大きいときには，前記冷媒
を，前記海水熱交換器１３に通じて海水から吸熱した
後，前記排熱回収熱交換器６に通じ，エンジン冷却水か
ら吸熱させて冷媒加熱を行う。また，負荷が低下したと
きには，前記冷媒を前記排熱回収熱交換器６のみに流入
させ冷媒加熱を行う。一方，ヒートポンプ冷房運転の際
に，前記海水熱交換器１３のみへ冷媒を流して放熱させ
る。
の熱エネルギーを利用したために，安価で，有効にエネ
ルギーを利用することができるエンジンヒートポンプシ
ステムを提供する。 【構成】 海水熱源とエンジン排熱とのいずれからもヒ
ートポンプ運転が可能なエンジンヒートポンプシステム
において，直列に設置されたエンジン冷却水と冷媒との
熱交換を行う排熱回収熱交換器６と海水と冷媒との熱交
換を行う海水熱交換器１３とを備えている。ヒートポン
プ暖房運転の際に，負荷が大きいときには，前記冷媒
を，前記海水熱交換器１３に通じて海水から吸熱した
後，前記排熱回収熱交換器６に通じ，エンジン冷却水か
ら吸熱させて冷媒加熱を行う。また，負荷が低下したと
きには，前記冷媒を前記排熱回収熱交換器６のみに流入
させ冷媒加熱を行う。一方，ヒートポンプ冷房運転の際
に，前記海水熱交換器１３のみへ冷媒を流して放熱させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，空気調和装置のエンジ
ンヒートポンプの能力制御方法に関し，詳しくは，マリ
ン用に供せられる空気調和装置のエンジンヒートポンプ
の能力制御方法に関する。
ンヒートポンプの能力制御方法に関し，詳しくは，マリ
ン用に供せられる空気調和装置のエンジンヒートポンプ
の能力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，エンジン排熱を熱源としてヒート
ポンプ運転が可能な冷暖房回路が知られている。この種
の冷暖房回路は，コンプレッサー，空気調整用の室内熱
交換器，膨脹弁及びレシーバ，外気との熱交換のための
熱交換器をこの順番で配管によって接続して，冷媒循環
回路を構成し，この循環回路に冷媒を順方向又は逆方向
に循環させることで，冷暖房を行っている。
ポンプ運転が可能な冷暖房回路が知られている。この種
の冷暖房回路は，コンプレッサー，空気調整用の室内熱
交換器，膨脹弁及びレシーバ，外気との熱交換のための
熱交換器をこの順番で配管によって接続して，冷媒循環
回路を構成し，この循環回路に冷媒を順方向又は逆方向
に循環させることで，冷暖房を行っている。
【０００３】この循環回路においては，空気調整用の室
内熱交換器，膨脹弁，レシーバに至る低圧側では，冷却
媒体が気化状態で，また，レシーバ，外気との熱交換を
行う熱交換器からコンプレッサーに至る高圧側では，液
化状態で夫々循環している。
内熱交換器，膨脹弁，レシーバに至る低圧側では，冷却
媒体が気化状態で，また，レシーバ，外気との熱交換を
行う熱交換器からコンプレッサーに至る高圧側では，液
化状態で夫々循環している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マリン用空調機で海水
熱源によるヒートポンプ冷暖房を行う場合には，海水か
ら吸熱する熱交換器は，耐蝕性のある材料，一般にチタ
ン製の熱交換器を使用する為，通常の水熱交換器に比し
てコストが大幅に高いという欠点があった。そこで，チ
タン製の海水熱交換を小さくするためには，エンジン排
熱を主熱源とするシステムで足りない補助熱源を海水か
ら吸熱させなければならない。したがって，エンジン排
熱の熱回収用の水熱交換器は，従来から使われている銅
製の水熱交換器で使用できるので，コストの点で有利と
なる。以上より，海水熱交換器は暖房時の排熱熱源で足
りない部分を補うだけで，熱交換器であるので，能力的
に小さなもので済む。要は暖房の最大負荷時に両者の熱
源の能力が満たせる様な熱交換器に設計されている。し
かも，冷房時において，海水熱交換器は，凝縮器の役割
を果たすので冷房負荷側から海水熱交換を選定しても適
合している容量の熱交換器である。
熱源によるヒートポンプ冷暖房を行う場合には，海水か
ら吸熱する熱交換器は，耐蝕性のある材料，一般にチタ
ン製の熱交換器を使用する為，通常の水熱交換器に比し
てコストが大幅に高いという欠点があった。そこで，チ
タン製の海水熱交換を小さくするためには，エンジン排
熱を主熱源とするシステムで足りない補助熱源を海水か
ら吸熱させなければならない。したがって，エンジン排
熱の熱回収用の水熱交換器は，従来から使われている銅
製の水熱交換器で使用できるので，コストの点で有利と
なる。以上より，海水熱交換器は暖房時の排熱熱源で足
りない部分を補うだけで，熱交換器であるので，能力的
に小さなもので済む。要は暖房の最大負荷時に両者の熱
源の能力が満たせる様な熱交換器に設計されている。し
かも，冷房時において，海水熱交換器は，凝縮器の役割
を果たすので冷房負荷側から海水熱交換を選定しても適
合している容量の熱交換器である。
【０００５】そこで，本発明の技術的課題は，排熱利用
による冷媒加熱による効率運転を行うことができるエン
ジンヒートポンプシステムを提供することにある。
による冷媒加熱による効率運転を行うことができるエン
ジンヒートポンプシステムを提供することにある。
【０００６】更に，本発明の技術的課題は，排熱利用に
よる熱交換器の小型化及び低コスト化を図ることができ
るエンジンヒートポンプシステムを提供することにあ
る。
よる熱交換器の小型化及び低コスト化を図ることができ
るエンジンヒートポンプシステムを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，海水熱
源とエンジン排熱とのいずれからもヒートポンプ運転が
可能なエンジンヒートポンプシステムにおいて，直列に
設置されたエンジン冷却水と冷媒との熱交換を行う排熱
回収熱交換器と海水と冷媒との熱交換を行う海水熱交換
器とを備え，ヒートポンプ暖房運転の際に，負荷が大き
いときには，前記冷媒を，前記海水熱交換器に通じて海
水から吸熱した後，前記排熱回収熱交換器に通じ，エン
ジン冷却水から吸熱させて冷媒加熱を行い，負荷が低下
したときには，前記冷媒を排熱回収熱交換器のみに流入
させ冷媒加熱を行うとともに，ヒートポンプ冷房運転の
際に，前記海水熱交換器のみへ冷媒を流して放熱させる
ことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得ら
れる。
源とエンジン排熱とのいずれからもヒートポンプ運転が
可能なエンジンヒートポンプシステムにおいて，直列に
設置されたエンジン冷却水と冷媒との熱交換を行う排熱
回収熱交換器と海水と冷媒との熱交換を行う海水熱交換
器とを備え，ヒートポンプ暖房運転の際に，負荷が大き
いときには，前記冷媒を，前記海水熱交換器に通じて海
水から吸熱した後，前記排熱回収熱交換器に通じ，エン
ジン冷却水から吸熱させて冷媒加熱を行い，負荷が低下
したときには，前記冷媒を排熱回収熱交換器のみに流入
させ冷媒加熱を行うとともに，ヒートポンプ冷房運転の
際に，前記海水熱交換器のみへ冷媒を流して放熱させる
ことを特徴とするエンジンヒートポンプシステムが得ら
れる。
【０００８】
【実施例】以下，本発明の実施例について，図面を参照
して説明する。
して説明する。
【０００９】図１は本発明の実施例に係るヒートポンプ
システムを示す概略図である。
システムを示す概略図である。
【００１０】図１において，ヒートポンプシステムは，
太い実線によって連結された冷暖房回路系１０と，細い
実線によって連結された冷却水回路系２０と，破線で示
された制御系３０とを備えている。
太い実線によって連結された冷暖房回路系１０と，細い
実線によって連結された冷却水回路系２０と，破線で示
された制御系３０とを備えている。
【００１１】冷暖房回路系１０は，四方弁１１を起点と
して第１の冷凍回路１０ａと，第２の冷凍回路１０ｂと
を備えている。
して第１の冷凍回路１０ａと，第２の冷凍回路１０ｂと
を備えている。
【００１２】第１の冷凍回路１０ａは，冷媒を圧縮する
コンプレッサー１と，圧縮された冷媒から潤滑オイルを
分離するオイルセパレータ２と，冷媒を蓄えるアキュム
レータ３と，各部品を連結するための配管５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄとを備えている。コンプレッサー１は，エン
ジンからの回転トルクがプーリ６を介して伝達されて駆
動され冷媒を圧縮する。オイルセパレータ３は，コンプ
レッサー１から配管５ｂを介して送り出される圧縮され
た冷媒を吸入し，吸入された冷媒から潤滑油を分離す
る。潤滑油が分離された冷媒は，配管５ｃを介して四方
弁１１に連絡される。アキュムレータ３は，四方弁１１
に接続され，配管５ｄを介して流入した冷媒を蓄える。
コンプレッサー１と，圧縮された冷媒から潤滑オイルを
分離するオイルセパレータ２と，冷媒を蓄えるアキュム
レータ３と，各部品を連結するための配管５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄとを備えている。コンプレッサー１は，エン
ジンからの回転トルクがプーリ６を介して伝達されて駆
動され冷媒を圧縮する。オイルセパレータ３は，コンプ
レッサー１から配管５ｂを介して送り出される圧縮され
た冷媒を吸入し，吸入された冷媒から潤滑油を分離す
る。潤滑油が分離された冷媒は，配管５ｃを介して四方
弁１１に連絡される。アキュムレータ３は，四方弁１１
に接続され，配管５ｄを介して流入した冷媒を蓄える。
【００１３】また，第２の冷凍回路１０ｂは，排熱回収
熱交換器６と，排熱側逆止弁８と，海水熱交換器１３
と，逆止弁９と，三方弁１４と，レシーバタンク１５
と，このレシーバタンク１５から接続されて分岐された
接続管に夫々接続された電子膨脹弁１６，１６，と，空
気熱交換器１７，１７と，各部を連絡する配管１８とを
備えている。四方弁１１からの配管１８ａは，電磁弁７
を有する配管１８ｂと終端に逆止弁８を有する配管１８
ｃに分岐される。配管１８ｂは，後述するエンジン冷却
水と熱交換する排熱回収熱交換器６に接続されている。
排熱回収熱交換器６からの配管１８ｅは，逆止弁８の流
出側と合流して配管１８ｄとなり，電磁弁１２を有する
配管１８ｆに接続され，この配管１８ｆを介して，海水
熱交換器１３の海水排出口１３ａ側から海水熱交換器１
３に入る。海水熱交換器１３は，海水取入口１３ｂから
海水を取り入れ，海水排出口１３ａから海水を排出し，
この間に冷媒と海水との間で熱交換を行う。海水熱交換
器１３の海水取入口１３ｂ側は，三方弁１４の一方１４
ａに配管１８ｇを介して接続されている。三方弁７のも
う一方１４ｂは，逆止弁９を先端に有する配管１８ｈに
より，配管１８ｆと，配管１８ｄの交点に接続されてい
る。三方弁１４の他方１４ｃは，配管１８ｉを介して，
レシーバタンク１５に接続されている。レシーバタンク
１５からの冷媒流路１８ｊは，配管１８ｋ，１８ｋの２
つに分岐して夫々電子膨脹弁１６，１６を介して空気熱
交換器１７，１７に接続されている。夫々の空気熱交換
器１７，１７からの配管１８ｌ，１８ｌは，一本の配管
１８ｍに合流して，四方弁１１に接続されている。
熱交換器６と，排熱側逆止弁８と，海水熱交換器１３
と，逆止弁９と，三方弁１４と，レシーバタンク１５
と，このレシーバタンク１５から接続されて分岐された
接続管に夫々接続された電子膨脹弁１６，１６，と，空
気熱交換器１７，１７と，各部を連絡する配管１８とを
備えている。四方弁１１からの配管１８ａは，電磁弁７
を有する配管１８ｂと終端に逆止弁８を有する配管１８
ｃに分岐される。配管１８ｂは，後述するエンジン冷却
水と熱交換する排熱回収熱交換器６に接続されている。
排熱回収熱交換器６からの配管１８ｅは，逆止弁８の流
出側と合流して配管１８ｄとなり，電磁弁１２を有する
配管１８ｆに接続され，この配管１８ｆを介して，海水
熱交換器１３の海水排出口１３ａ側から海水熱交換器１
３に入る。海水熱交換器１３は，海水取入口１３ｂから
海水を取り入れ，海水排出口１３ａから海水を排出し，
この間に冷媒と海水との間で熱交換を行う。海水熱交換
器１３の海水取入口１３ｂ側は，三方弁１４の一方１４
ａに配管１８ｇを介して接続されている。三方弁７のも
う一方１４ｂは，逆止弁９を先端に有する配管１８ｈに
より，配管１８ｆと，配管１８ｄの交点に接続されてい
る。三方弁１４の他方１４ｃは，配管１８ｉを介して，
レシーバタンク１５に接続されている。レシーバタンク
１５からの冷媒流路１８ｊは，配管１８ｋ，１８ｋの２
つに分岐して夫々電子膨脹弁１６，１６を介して空気熱
交換器１７，１７に接続されている。夫々の空気熱交換
器１７，１７からの配管１８ｌ，１８ｌは，一本の配管
１８ｍに合流して，四方弁１１に接続されている。
【００１４】ヒートポンプシステムの暖房運転を行う場
合で，定常負荷の場合には，コンプレッサ１からオイル
セパレータ２を通過し，四方弁１１により高温高圧ガス
冷媒は，配管１８ｍ側に分配され空気熱交換器１７にて
放熱した後，電子膨脹弁 １６により絞られた冷媒は，
レシーバタンク１５内に溜められつつ，液冷媒は三方弁
に至る。三方弁１４で，海水熱交換器１３側へ冷媒を流
し，冷媒と海水と熱交換させる。冷媒は海水から吸熱
し，蒸発した冷媒ガスは，電磁弁１２を通過し，配管１
８ｄを通過し，排熱熱交換器６に入る。この排熱熱交換
器６で冷媒は，排熱により加熱せられ完全にガス化の状
態になった後，電磁弁７を通過し，冷媒配管１８ａを通
って四方弁１１に戻り，配管５ｄからアキュムレータ３
を経てコンプレッサー１に吸入される。しかしながら，
暖房運転を行う場合でも，負荷が小さくなった場合に
は，冷媒の流れは，三方弁１４までは同じであるが，三
方弁１４において，流路を切換え，冷媒回路１８ｈ側へ
流し，配管１８ｄに到着し，排熱交換器６において，冷
媒は加熱され，ガス化した後，上記と同様の回路を経て
コンプレッサー１に戻る。このように，低負荷時には，
海水熱交換器１３をバイパスさせ吸熱量を減少させてい
る。
合で，定常負荷の場合には，コンプレッサ１からオイル
セパレータ２を通過し，四方弁１１により高温高圧ガス
冷媒は，配管１８ｍ側に分配され空気熱交換器１７にて
放熱した後，電子膨脹弁 １６により絞られた冷媒は，
レシーバタンク１５内に溜められつつ，液冷媒は三方弁
に至る。三方弁１４で，海水熱交換器１３側へ冷媒を流
し，冷媒と海水と熱交換させる。冷媒は海水から吸熱
し，蒸発した冷媒ガスは，電磁弁１２を通過し，配管１
８ｄを通過し，排熱熱交換器６に入る。この排熱熱交換
器６で冷媒は，排熱により加熱せられ完全にガス化の状
態になった後，電磁弁７を通過し，冷媒配管１８ａを通
って四方弁１１に戻り，配管５ｄからアキュムレータ３
を経てコンプレッサー１に吸入される。しかしながら，
暖房運転を行う場合でも，負荷が小さくなった場合に
は，冷媒の流れは，三方弁１４までは同じであるが，三
方弁１４において，流路を切換え，冷媒回路１８ｈ側へ
流し，配管１８ｄに到着し，排熱交換器６において，冷
媒は加熱され，ガス化した後，上記と同様の回路を経て
コンプレッサー１に戻る。このように，低負荷時には，
海水熱交換器１３をバイパスさせ吸熱量を減少させてい
る。
【００１５】一方，ヒートポンプシステムの冷房運転を
行う場合は，コンプレッサーからオイルセパレータ２，
配管５ｃを通過し，四方弁１１に到着し，ここで配管１
８ａ側を流れ，配管１８ｃ，逆止弁８を経て配管１８ｄ
へ入り，更に配管１８ｆから電磁弁１２を通過し，海水
熱交換器１３に入る。ここで，冷媒は海水により冷却さ
れ，凝縮して，液冷媒となり三方弁１４，レシーバタン
ク１５を通った後，並設され膨脹弁１６により絞られ，
夫々の空気熱交換器１７に入り，冷媒は蒸発し，空気を
冷却する。冷媒は蒸発した後，配管１８ｍを通り，アキ
ュムレータ３を経て，再び四方四方弁１１からコンプレ
ッサー１へ戻る。
行う場合は，コンプレッサーからオイルセパレータ２，
配管５ｃを通過し，四方弁１１に到着し，ここで配管１
８ａ側を流れ，配管１８ｃ，逆止弁８を経て配管１８ｄ
へ入り，更に配管１８ｆから電磁弁１２を通過し，海水
熱交換器１３に入る。ここで，冷媒は海水により冷却さ
れ，凝縮して，液冷媒となり三方弁１４，レシーバタン
ク１５を通った後，並設され膨脹弁１６により絞られ，
夫々の空気熱交換器１７に入り，冷媒は蒸発し，空気を
冷却する。冷媒は蒸発した後，配管１８ｍを通り，アキ
ュムレータ３を経て，再び四方四方弁１１からコンプレ
ッサー１へ戻る。
【００１６】冷却水回路系２０は，エンジン２２におい
て，発熱する熱を暖房時には，排熱回収して使用し，冷
房時においては，ラジエータ２１において放熱させる回
路を有する。まず，暖房時において，エンジン２２の始
動と同時に運転されるウオータポンプ２３によりエンジ
ン２２内のウオータジャケットから吸入された冷却水
は，水三方弁２５により，先ず排熱回収熱交換器６へ配
管２７を介して供給される。この排熱熱交換器６では，
冷媒とエンジン排熱とが熱交換した後，冷却水は，配管
２８を経て，水逆止弁２９を通り，配管２０ａを経てラ
ジエータ２１に入る。このラジエータ２１は，海水によ
り冷却されるものである。ラジエータ２１を通って冷却
された冷却水は，配管２０ｂを経て，再びエンジン２２
内のウォータジャケット内へ入る。冷房時においては，
エンジン内のウォータジャケットから出た冷却水は，ウ
オータポンプ２３中に入り，水三方弁２５によって，ラ
ジエータ２１側へ分配される。ラジエータ２１で冷却水
は冷却された後，エンジン２２内へ再び戻ってくる。従
って，冷房運転の場合は，排熱回収熱交換器６へは，冷
却水が循環しない。
て，発熱する熱を暖房時には，排熱回収して使用し，冷
房時においては，ラジエータ２１において放熱させる回
路を有する。まず，暖房時において，エンジン２２の始
動と同時に運転されるウオータポンプ２３によりエンジ
ン２２内のウオータジャケットから吸入された冷却水
は，水三方弁２５により，先ず排熱回収熱交換器６へ配
管２７を介して供給される。この排熱熱交換器６では，
冷媒とエンジン排熱とが熱交換した後，冷却水は，配管
２８を経て，水逆止弁２９を通り，配管２０ａを経てラ
ジエータ２１に入る。このラジエータ２１は，海水によ
り冷却されるものである。ラジエータ２１を通って冷却
された冷却水は，配管２０ｂを経て，再びエンジン２２
内のウォータジャケット内へ入る。冷房時においては，
エンジン内のウォータジャケットから出た冷却水は，ウ
オータポンプ２３中に入り，水三方弁２５によって，ラ
ジエータ２１側へ分配される。ラジエータ２１で冷却水
は冷却された後，エンジン２２内へ再び戻ってくる。従
って，冷房運転の場合は，排熱回収熱交換器６へは，冷
却水が循環しない。
【００１７】制御系３０は，ＣＰＵ３１を備えている。
ＣＰＵ３１は，配管１８ｃ，１８ｂとの合流点に設けら
れ，この位置での冷媒温度を検出する冷媒温度センサ３
３と，排熱回収熱交換器６に接続された配管１８ｂに設
けられた電磁弁７，及び配管１８ｆに配置された電磁弁
１２と，エンジンの回転数を調整するガバナ３４と，エ
ンジンからの冷却水を送り出すウォータポンプ２３と，
第２冷凍回路の三方弁１４と冷却水回路系の三方弁２５
と，室内熱交換器１７近傍に配置された室内温度センサ
３２と，電子膨脹弁１６と，排熱回収熱交換器入口側の
温度センサ３６及び冷媒回路切換用四方弁１１を駆動す
る。
ＣＰＵ３１は，配管１８ｃ，１８ｂとの合流点に設けら
れ，この位置での冷媒温度を検出する冷媒温度センサ３
３と，排熱回収熱交換器６に接続された配管１８ｂに設
けられた電磁弁７，及び配管１８ｆに配置された電磁弁
１２と，エンジンの回転数を調整するガバナ３４と，エ
ンジンからの冷却水を送り出すウォータポンプ２３と，
第２冷凍回路の三方弁１４と冷却水回路系の三方弁２５
と，室内熱交換器１７近傍に配置された室内温度センサ
３２と，電子膨脹弁１６と，排熱回収熱交換器入口側の
温度センサ３６及び冷媒回路切換用四方弁１１を駆動す
る。
【００１８】次にこの制御系３０の動作について説明す
る。
る。
【００１９】暖房スタート時において，エンジン冷却水
が設定値５０℃に達していない事をセンサ３６が検出す
るか，又は室内熱交換器１７付近の温度低下を温度セン
サ３２が検知した場合，ＣＰＵ３１は，エンジンに設け
られたガバナ３４を駆動し，エンジン回転数を高める。
が設定値５０℃に達していない事をセンサ３６が検出す
るか，又は室内熱交換器１７付近の温度低下を温度セン
サ３２が検知した場合，ＣＰＵ３１は，エンジンに設け
られたガバナ３４を駆動し，エンジン回転数を高める。
【００２０】暖房時において，負荷が低減した場合にお
いて，冷媒温度の上昇は，冷媒温度センサ３３によって
検知され，この検知信号に基づいてＣＰＵ３１は三方向
弁１４を配管１８ｈによってバイパスさせるように，切
り替える信号を発する。また，逆に負荷が上昇した場合
には，同じく冷媒温度センサ３３が冷媒温度の低下を検
知し，この検出信号に基づいてＣＰＵ３１は三方向弁１
４を配管１８ｈへのパイパスから，海水熱交換器１３へ
流入するように切り替える信号を発する。
いて，冷媒温度の上昇は，冷媒温度センサ３３によって
検知され，この検知信号に基づいてＣＰＵ３１は三方向
弁１４を配管１８ｈによってバイパスさせるように，切
り替える信号を発する。また，逆に負荷が上昇した場合
には，同じく冷媒温度センサ３３が冷媒温度の低下を検
知し，この検出信号に基づいてＣＰＵ３１は三方向弁１
４を配管１８ｈへのパイパスから，海水熱交換器１３へ
流入するように切り替える信号を発する。
【００２１】次に，本発明の実施例に係るヒートポンプ
システムの動作について説明する。
システムの動作について説明する。
【００２２】暖房時において，暖房スタート時におい
て，エンジン冷却水がまだ設定値（５０℃）に達してい
ない場合，あるいは，室内側空気温度を室内温度センサ
３２により感知した信号をＣＰＵ３１に入力し，ここで
所定の演算により，エンジン回転数を算出し，その結果
をガバナー２２に入力させ，エンジン２１の回転数を高
める。
て，エンジン冷却水がまだ設定値（５０℃）に達してい
ない場合，あるいは，室内側空気温度を室内温度センサ
３２により感知した信号をＣＰＵ３１に入力し，ここで
所定の演算により，エンジン回転数を算出し，その結果
をガバナー２２に入力させ，エンジン２１の回転数を高
める。
【００２３】また，負荷が大きいときには，三方弁１４
は配管１４ａのみ開放し，海水熱交換器１３で約５℃程
度の海水から吸熱した後，エンジン排熱回収熱交換器５
に冷媒を流し約９０℃程度のエンジン冷却水から吸熱さ
せる冷媒を加熱方式によって，ヒートポンプの暖房運転
を行う。
は配管１４ａのみ開放し，海水熱交換器１３で約５℃程
度の海水から吸熱した後，エンジン排熱回収熱交換器５
に冷媒を流し約９０℃程度のエンジン冷却水から吸熱さ
せる冷媒を加熱方式によって，ヒートポンプの暖房運転
を行う。
【００２４】一方，負荷が低下したときには，海水側か
らの吸熱を行わないように，配管１４ｂを通り，海水熱
交換器１３をバイパスし，直接排熱回収熱交換器５に冷
媒を流入させ，冷媒加熱を行う。
らの吸熱を行わないように，配管１４ｂを通り，海水熱
交換器１３をバイパスし，直接排熱回収熱交換器５に冷
媒を流入させ，冷媒加熱を行う。
【００２５】暖房負荷が低減した場合，排熱回収熱交換
器６の出口付近の冷媒温度センサ３３の冷媒温度が上昇
するので，この信号をＣＰＵ３１に入力してＣＰＵ３１
から三方弁１４の切り換え信号を発信し冷媒流路を配管
１４ａから配管１４ｂに切り換えバイパスさせる。
器６の出口付近の冷媒温度センサ３３の冷媒温度が上昇
するので，この信号をＣＰＵ３１に入力してＣＰＵ３１
から三方弁１４の切り換え信号を発信し冷媒流路を配管
１４ａから配管１４ｂに切り換えバイパスさせる。
【００２６】あるいは，暖房負荷が大きい場合，排熱回
収熱交換器出口の冷媒温度センサ３３による検出温度は
低下するので，この信号を発信し，バイパス回路１４ｂ
を閉じ，海水側熱交換器側の配管１４ａへ冷媒を流す。
収熱交換器出口の冷媒温度センサ３３による検出温度は
低下するので，この信号を発信し，バイパス回路１４ｂ
を閉じ，海水側熱交換器側の配管１４ａへ冷媒を流す。
【００２７】冷房時においては，電磁弁７を閉じ排熱回
収熱交換器６を配管１８ｃによってバイパスし，電磁弁
１２側から海水熱交換器１３へ直接冷媒を流し，この海
水熱交換器を凝縮器として機能させる。
収熱交換器６を配管１８ｃによってバイパスし，電磁弁
１２側から海水熱交換器１３へ直接冷媒を流し，この海
水熱交換器を凝縮器として機能させる。
【００２８】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，海水の熱エネルギー及びエンジン冷却水の排熱を用
いて冷媒加熱による効率運転を行うことができるヒート
ポンプシステムを提供することができる。
ば，海水の熱エネルギー及びエンジン冷却水の排熱を用
いて冷媒加熱による効率運転を行うことができるヒート
ポンプシステムを提供することができる。
【００２９】本発明によれば，排熱利用による熱交換器
の小型化及び低コスト化を図ることができるヒートポン
プシステムを提供することができる。
の小型化及び低コスト化を図ることができるヒートポン
プシステムを提供することができる。
【００３０】本発明によれば，電気エネルギーを制御系
以外には用いないので，エネルギ単価が安いヒートポン
プシステムを提供することができる。
以外には用いないので，エネルギ単価が安いヒートポン
プシステムを提供することができる。
【図１】本発明の実施例に係るヒートポンプシステムを
示す概略図である。
示す概略図である。
１ コンプレッサー ２ オイルセパレータ ３ アキュムレータ ４ プーリ ６ 排熱回収熱交換器 ７，１２ 電磁弁 ８ 排熱側逆止弁 ９ 逆止弁 １０ 冷暖房回路系 １０ａ 第１の冷凍回路 １０ｂ 第２の冷凍回路 １１ 四方弁 １３ 海水熱交換器 １４，２５ 三方弁 １５ レシーバタンク １６ 電子膨脹弁 １７ 空気熱交換器 ２０ 冷却水回路系 ２１ ラジエータ ２２ エンジン ２３ ウォータポンプ ３０ 制御系 ３１ ＣＰＵ ３２，３３，３６ 温度センサ ３４ ガバナ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】第１の冷凍回路１０ａは，冷媒を圧縮する
コンプレッサー１と，圧縮された冷媒から潤滑オイルを
分離するオイルセパレータ２と，冷媒を蓄えるアキュム
レータ３と，各部品を連結するための配管５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄとを備えている。コンプレッサー１は，エン
ジンからの回転トルクがプーリ４を介して伝達されて駆
動され冷媒を圧縮する。オイルセパレータ２は，コンプ
レッサー１から配管５ｂを介して送り出される圧縮され
た冷媒を吸入し，吸入された冷媒から潤滑油を分離す
る。潤滑油が分離された冷媒は，配管５ｃを介して四方
弁１１に連絡される。アキュムレータ３は，四方弁１１
に接続され，配管５ｄを介して流入した冷媒を蓄える。
コンプレッサー１と，圧縮された冷媒から潤滑オイルを
分離するオイルセパレータ２と，冷媒を蓄えるアキュム
レータ３と，各部品を連結するための配管５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄとを備えている。コンプレッサー１は，エン
ジンからの回転トルクがプーリ４を介して伝達されて駆
動され冷媒を圧縮する。オイルセパレータ２は，コンプ
レッサー１から配管５ｂを介して送り出される圧縮され
た冷媒を吸入し，吸入された冷媒から潤滑油を分離す
る。潤滑油が分離された冷媒は，配管５ｃを介して四方
弁１１に連絡される。アキュムレータ３は，四方弁１１
に接続され，配管５ｄを介して流入した冷媒を蓄える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】また，第２の冷凍回路１０ｂは，排熱回収
熱交換器６と，排熱側逆止弁８と，海水熱交換器１３
と，逆止弁９と，三方弁１４と，レシーバタンク１５
と，このレシーバタンク１５から接続されて分岐された
接続管に夫々接続された電子膨脹弁１６，１６，と，空
気熱交換器１７，１７と，各部を連絡する配管１８とを
備えている。四方弁１１からの配管１８ａは，電磁弁７
を有する配管１８ｂと終端に逆止弁８を有する配管１８
ｃに分岐される。配管１８ｂは，後述するエンジン冷却
水と熱交換する排熱回収熱交換器６に接続されている。
排熱回収熱交換器６からの配管１８ｅは，逆止弁８の流
出側と合流して配管１８ｄとなり，電磁弁１２を有する
配管１８ｆに接続され，この配管１８ｆを介して，海水
熱交換器１３の海水排出口１３ａ側から海水熱交換器１
３に入る。海水熱交換器１３は，海水取入口１３ｂから
海水を取り入れ，海水排出口１３ａから海水を排出し，
この間に冷媒と海水との間で熱交換を行う。海水熱交換
器１３の海水取入口１３ｂ側は，三方弁１４の一方１４
ａに配管１８ｇを介して接続されている。三方弁１４の
もう一方１４ｂは，逆止弁９を先端に有する配管１８ｈ
により，配管１８ｆと，配管１８ｄの交点に接続されて
いる。三方弁１４の他方１４ｃは，配管１８ｉを介し
て，レシーバタンク１５に接続されている。レシーバタ
ンク１５からの冷媒流路１８ｊは，配管１８ｋ，１８ｋ
の２つに分岐して夫々電子膨脹弁１６，１６を介して空
気熱交換器１７，１７に接続されている。夫々の空気熱
交換器１７，１７からの配管１８ｌ，１８ｌは，一本の
配管１８ｍに合流して，四方弁１１に接続されている。
熱交換器６と，排熱側逆止弁８と，海水熱交換器１３
と，逆止弁９と，三方弁１４と，レシーバタンク１５
と，このレシーバタンク１５から接続されて分岐された
接続管に夫々接続された電子膨脹弁１６，１６，と，空
気熱交換器１７，１７と，各部を連絡する配管１８とを
備えている。四方弁１１からの配管１８ａは，電磁弁７
を有する配管１８ｂと終端に逆止弁８を有する配管１８
ｃに分岐される。配管１８ｂは，後述するエンジン冷却
水と熱交換する排熱回収熱交換器６に接続されている。
排熱回収熱交換器６からの配管１８ｅは，逆止弁８の流
出側と合流して配管１８ｄとなり，電磁弁１２を有する
配管１８ｆに接続され，この配管１８ｆを介して，海水
熱交換器１３の海水排出口１３ａ側から海水熱交換器１
３に入る。海水熱交換器１３は，海水取入口１３ｂから
海水を取り入れ，海水排出口１３ａから海水を排出し，
この間に冷媒と海水との間で熱交換を行う。海水熱交換
器１３の海水取入口１３ｂ側は，三方弁１４の一方１４
ａに配管１８ｇを介して接続されている。三方弁１４の
もう一方１４ｂは，逆止弁９を先端に有する配管１８ｈ
により，配管１８ｆと，配管１８ｄの交点に接続されて
いる。三方弁１４の他方１４ｃは，配管１８ｉを介し
て，レシーバタンク１５に接続されている。レシーバタ
ンク１５からの冷媒流路１８ｊは，配管１８ｋ，１８ｋ
の２つに分岐して夫々電子膨脹弁１６，１６を介して空
気熱交換器１７，１７に接続されている。夫々の空気熱
交換器１７，１７からの配管１８ｌ，１８ｌは，一本の
配管１８ｍに合流して，四方弁１１に接続されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】ヒートポンプシステムの暖房運転を行う場
合で，定常負荷の場合には，コンプレッサ１からオイル
セパレータ２を通過し，四方弁１１により高温高圧ガス
冷媒は，配管１８ｍ側に分配され空気熱交換器１７にて
放熱した後，電子膨脹弁 １６により絞られた冷媒は，
レシーバタンク１５内に溜められつつ，液冷媒は三方弁
に至る。三方弁１４で，海水熱交換器１３側へ冷媒を流
し，冷媒と海水と熱交換させる。冷媒は海水から吸熱
し，蒸発した冷媒ガスは，電磁弁１２を通過し，配管１
８ｄを通過し，排熱熱交換器６に入る。この排熱熱交換
器６で冷媒は，排熱により加熱せられ完全にガス化の状
態になった後，電磁弁７を通過し，冷媒配管１８ａを通
って四方弁１１に戻り，配管５ａからアキュムレータ３
を経てコンプレッサー１に吸入される。しかしながら，
暖房運転を行う場合でも，負荷が小さくなった場合に
は，冷媒の流れは，三方弁１４までは同じであるが，三
方弁１４において，流路を切換え，冷媒回路１８ｈ側へ
流し，配管１８ｄに到着し，排熱交換器６において，冷
媒は加熱され，ガス化した後，上記と同様の回路を経て
コンプレッサー１に戻る。このように，低負荷時には，
海水熱交換器１３をバイパスさせ吸熱量を減少させてい
る。
合で，定常負荷の場合には，コンプレッサ１からオイル
セパレータ２を通過し，四方弁１１により高温高圧ガス
冷媒は，配管１８ｍ側に分配され空気熱交換器１７にて
放熱した後，電子膨脹弁 １６により絞られた冷媒は，
レシーバタンク１５内に溜められつつ，液冷媒は三方弁
に至る。三方弁１４で，海水熱交換器１３側へ冷媒を流
し，冷媒と海水と熱交換させる。冷媒は海水から吸熱
し，蒸発した冷媒ガスは，電磁弁１２を通過し，配管１
８ｄを通過し，排熱熱交換器６に入る。この排熱熱交換
器６で冷媒は，排熱により加熱せられ完全にガス化の状
態になった後，電磁弁７を通過し，冷媒配管１８ａを通
って四方弁１１に戻り，配管５ａからアキュムレータ３
を経てコンプレッサー１に吸入される。しかしながら，
暖房運転を行う場合でも，負荷が小さくなった場合に
は，冷媒の流れは，三方弁１４までは同じであるが，三
方弁１４において，流路を切換え，冷媒回路１８ｈ側へ
流し，配管１８ｄに到着し，排熱交換器６において，冷
媒は加熱され，ガス化した後，上記と同様の回路を経て
コンプレッサー１に戻る。このように，低負荷時には，
海水熱交換器１３をバイパスさせ吸熱量を減少させてい
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また，負荷が大きいときには，三方弁１４
は配管１４ａのみ開放し，海水熱交換器１３で約５℃程
度の海水から吸熱した後，エンジン排熱回収熱交換器６
に冷媒を流し約９０℃程度のエンジン冷却水から吸熱さ
せる冷媒を加熱方式によって，ヒートポンプの暖房運転
を行う。
は配管１４ａのみ開放し，海水熱交換器１３で約５℃程
度の海水から吸熱した後，エンジン排熱回収熱交換器６
に冷媒を流し約９０℃程度のエンジン冷却水から吸熱さ
せる冷媒を加熱方式によって，ヒートポンプの暖房運転
を行う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】一方，負荷が低下したときには，海水側か
らの吸熱を行わないように，配管１４ｂを通り，海水熱
交換器１３をバイパスし，直接排熱回収熱交換器６に冷
媒を流入させ，冷媒加熱を行う。
らの吸熱を行わないように，配管１４ｂを通り，海水熱
交換器１３をバイパスし，直接排熱回収熱交換器６に冷
媒を流入させ，冷媒加熱を行う。
Claims (1)
- 【請求項１】 海水熱源とエンジン排熱とのいずれから
もヒートポンプ運転が可能なエンジンヒートポンプシス
テムにおいて， 直列に設置されたエンジン冷却水と冷媒との熱交換を行
う排熱回収熱交換器と海水と冷媒との熱交換を行う海水
熱交換器とを備え， ヒートポンプ暖房運転の際に，負荷が大きいときには，
前記冷媒を，前記海水熱交換器に通じて海水から吸熱し
た後，前記排熱回収熱交換器に通じ，エンジン冷却水か
ら吸熱させて冷媒加熱を行い，負荷が低下したときに
は，前記冷媒を排熱回収熱交換器のみに流入させ冷媒加
熱を行うとともに， ヒートポンプ冷房運転の際に，前記海水熱交換器のみへ
冷媒を流して放熱させることを特徴とするエンジンヒー
トポンプシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301880A JPH05172428A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | エンジンヒートポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301880A JPH05172428A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | エンジンヒートポンプシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172428A true JPH05172428A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=17902256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301880A Pending JPH05172428A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | エンジンヒートポンプシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172428A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629855A (zh) * | 2012-11-22 | 2014-03-12 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 内燃机余热制冷系统 |
| CN104132480A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 贝莱特空调有限公司 | 一种低品位热源热量提取装置 |
| JPWO2014054176A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-08-25 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ装置 |
| CN105972867A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-28 | 广州瑞姆节能设备有限公司 | 一种海水养殖恒温热泵 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5143A (ja) * | 1974-06-19 | 1976-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3301880A patent/JPH05172428A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5143A (ja) * | 1974-06-19 | 1976-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014054176A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-08-25 | 三菱電機株式会社 | ヒートポンプ装置 |
| CN103629855A (zh) * | 2012-11-22 | 2014-03-12 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 内燃机余热制冷系统 |
| CN103629855B (zh) * | 2012-11-22 | 2016-06-01 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 内燃机余热制冷系统 |
| CN104132480A (zh) * | 2014-08-08 | 2014-11-05 | 贝莱特空调有限公司 | 一种低品位热源热量提取装置 |
| CN105972867A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-09-28 | 广州瑞姆节能设备有限公司 | 一种海水养殖恒温热泵 |
| CN105972867B (zh) * | 2016-07-04 | 2018-06-01 | 广州瑞姆节能设备有限公司 | 一种海水养殖恒温热泵 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950905 |