JPH08320162A - 熱駆動型ヒートポンプ装置 - Google Patents
熱駆動型ヒートポンプ装置Info
- Publication number
- JPH08320162A JPH08320162A JP7151111A JP15111195A JPH08320162A JP H08320162 A JPH08320162 A JP H08320162A JP 7151111 A JP7151111 A JP 7151111A JP 15111195 A JP15111195 A JP 15111195A JP H08320162 A JPH08320162 A JP H08320162A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- engine
- driven
- refrigeration cycle
- displacer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
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】 冷凍サイクルのディスプレーサー１０の起
動用として電気を駆動源とするモーターなどを用いる必
要がなく、駆動熱源としてエンジン３の排熱を利用し、
小型、軽量で、冷凍サイクルの状態に応じて最適な駆動
方法を選択し、冷凍サイクル全体の確実な動作を確保す
るとともに、熱効率を向上可能な熱駆動型ヒートポンプ
装置１を提供すること。 【構成】 ディスプレーサー１０の駆動源としてエン
ジン３の駆動力および排熱を用いることに着目し、エン
ジン３の熱源を熱交換する熱交換手段（排気ガス熱交換
手段２）と、ディスプレーサー１０とエンジン３の出力
部４との間に設けた駆動力切替え手段５とを有し、冷凍
サイクルの起動初期には、エンジン３の出力部４により
駆動し、起動後には、熱交換手段２により熱交換した熱
源（排気ガス）のエネルギーによって冷凍サイクルを駆
動することを特徴とする。
動用として電気を駆動源とするモーターなどを用いる必
要がなく、駆動熱源としてエンジン３の排熱を利用し、
小型、軽量で、冷凍サイクルの状態に応じて最適な駆動
方法を選択し、冷凍サイクル全体の確実な動作を確保す
るとともに、熱効率を向上可能な熱駆動型ヒートポンプ
装置１を提供すること。 【構成】 ディスプレーサー１０の駆動源としてエン
ジン３の駆動力および排熱を用いることに着目し、エン
ジン３の熱源を熱交換する熱交換手段（排気ガス熱交換
手段２）と、ディスプレーサー１０とエンジン３の出力
部４との間に設けた駆動力切替え手段５とを有し、冷凍
サイクルの起動初期には、エンジン３の出力部４により
駆動し、起動後には、熱交換手段２により熱交換した熱
源（排気ガス）のエネルギーによって冷凍サイクルを駆
動することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱駆動型ヒートポンプ装
置にかかるもので、とくにヴィルミエサイクル（ブルマ
イヤサイクル）などの冷凍サイクルを採用した熱駆動型
ヒートポンプ装置に関するものである。
置にかかるもので、とくにヴィルミエサイクル（ブルマ
イヤサイクル）などの冷凍サイクルを採用した熱駆動型
ヒートポンプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱駆動型冷凍機には、たとえば、
ヴィルミエ冷凍サイクルを利用したヴィルミエ冷凍機な
どがあるが、この冷凍機は、フロンガスを用いずにヘリ
ウムガスなどを冷媒ガスとし、その高温側熱交換器、中
温側熱交換器および低温側熱交換器のうち高温側熱交換
器部分を外部から加熱するだけでディスプレーサーを往
復動させることにより自立運転を行うことができる。
ヴィルミエ冷凍サイクルを利用したヴィルミエ冷凍機な
どがあるが、この冷凍機は、フロンガスを用いずにヘリ
ウムガスなどを冷媒ガスとし、その高温側熱交換器、中
温側熱交換器および低温側熱交換器のうち高温側熱交換
器部分を外部から加熱するだけでディスプレーサーを往
復動させることにより自立運転を行うことができる。
【０００３】しかしながら、当該冷凍サイクルを運転開
始の直後は、冷凍機本体の温度分布が定常状態になるま
で何らかの手段によって上記ディスプレーサーを起動す
る必要がある。
始の直後は、冷凍機本体の温度分布が定常状態になるま
で何らかの手段によって上記ディスプレーサーを起動す
る必要がある。
【０００４】従来のヴィルミエ冷凍機では、運転開始時
に当該ディスプレーサーを起動するために、たとえば特
開昭６１−４４２５４号、特開平４−２０８３６２号あ
るいは特開平４−３５３３６３号などのように、電気駆
動の起動用モーターやリニアモーターを用いていた。
に当該ディスプレーサーを起動するために、たとえば特
開昭６１−４４２５４号、特開平４−２０８３６２号あ
るいは特開平４−３５３３６３号などのように、電気駆
動の起動用モーターやリニアモーターを用いていた。
【０００５】ところで、冷凍機の自立運転が始まれば、
上記起動用モーター類は不要になるが、こうした起動用
モーターおよびその制御装置を装備する必要があること
から、冷凍機全体のサイズおよび重量が大きくなる原因
のひとつとなっている。
上記起動用モーター類は不要になるが、こうした起動用
モーターおよびその制御装置を装備する必要があること
から、冷凍機全体のサイズおよび重量が大きくなる原因
のひとつとなっている。
【０００６】ヴィルミエ冷凍機と同程度の冷凍能力を有
するといわれているスターリング冷凍機と比較しても、
ヴィルミエ冷凍機は比重量が大きいとされているのも、
ガスサイクルに直接関係のない起動用モーターなどを装
備する必要があるからである。
するといわれているスターリング冷凍機と比較しても、
ヴィルミエ冷凍機は比重量が大きいとされているのも、
ガスサイクルに直接関係のない起動用モーターなどを装
備する必要があるからである。
【０００７】ちなみに、ディスプレーサーを駆動するた
めに電気の力を用いれば厳密には完全な熱駆動型冷凍機
とはいえない。また、どんなに豊富な熱源があってもデ
ィスプレーサーを起動するための電気（電動モーター）
がなければヴィルミエ冷凍機はこれを運転することがで
きないという問題がある。
めに電気の力を用いれば厳密には完全な熱駆動型冷凍機
とはいえない。また、どんなに豊富な熱源があってもデ
ィスプレーサーを起動するための電気（電動モーター）
がなければヴィルミエ冷凍機はこれを運転することがで
きないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、ディスプレーサーの
起動用として電気を駆動源とするモーターなどを用いる
必要がない熱駆動型ヒートポンプ装置を提供することを
課題とする。
諸問題にかんがみなされたもので、ディスプレーサーの
起動用として電気を駆動源とするモーターなどを用いる
必要がない熱駆動型ヒートポンプ装置を提供することを
課題とする。
【０００９】また本発明は、冷凍サイクルの駆動熱源と
してエンジンその他の排熱（エンジン自体からの排熱は
もちろん、排気ガス、駆動電気モーターやコンプレッサ
ーからの排熱など）を利用し、起動用モーターを装備す
ることなく、小型、軽量な熱駆動型ヒートポンプ装置を
提供することを課題とする。
してエンジンその他の排熱（エンジン自体からの排熱は
もちろん、排気ガス、駆動電気モーターやコンプレッサ
ーからの排熱など）を利用し、起動用モーターを装備す
ることなく、小型、軽量な熱駆動型ヒートポンプ装置を
提供することを課題とする。
【００１０】また本発明は、冷凍サイクルの状態に応じ
て最適な駆動方法を選択することにより、冷凍サイクル
およびシステム全体の確実な動作を確保するとともに、
熱効率ないし運転効率を向上可能で、かつ環境保全にも
効果的な熱駆動型ヒートポンプ装置を提供することを課
題とする。
て最適な駆動方法を選択することにより、冷凍サイクル
およびシステム全体の確実な動作を確保するとともに、
熱効率ないし運転効率を向上可能で、かつ環境保全にも
効果的な熱駆動型ヒートポンプ装置を提供することを課
題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ヴィ
ルミエ冷凍サイクルにおけるディスプレーサーの駆動源
としてエンジンの駆動力およびその排気ガスなどの排熱
を用いること、および冷凍サイクルの状態に応じて駆動
源を切り替えることに着目したもので、第一の発明は、
加熱によりディスプレーサーを往復動させて冷凍サイク
ルを駆動する熱駆動型ヒートポンプ装置であって、エン
ジンの熱源を熱交換する熱交換手段と、上記ディスプレ
ーサーと上記エンジンの出力部との間に設けた駆動力切
替え手段と、を有するとともに、上記冷凍サイクルの起
動初期には、上記駆動力切替え手段を介して上記エンジ
ンの上記出力部により該冷凍サイクルを駆動し、該冷凍
サイクルの起動後には、上記熱交換手段により熱交換し
た上記熱源のエネルギーによって該冷凍サイクルを駆動
可能としたことを特徴とする熱駆動型ヒートポンプ装置
である。
ルミエ冷凍サイクルにおけるディスプレーサーの駆動源
としてエンジンの駆動力およびその排気ガスなどの排熱
を用いること、および冷凍サイクルの状態に応じて駆動
源を切り替えることに着目したもので、第一の発明は、
加熱によりディスプレーサーを往復動させて冷凍サイク
ルを駆動する熱駆動型ヒートポンプ装置であって、エン
ジンの熱源を熱交換する熱交換手段と、上記ディスプレ
ーサーと上記エンジンの出力部との間に設けた駆動力切
替え手段と、を有するとともに、上記冷凍サイクルの起
動初期には、上記駆動力切替え手段を介して上記エンジ
ンの上記出力部により該冷凍サイクルを駆動し、該冷凍
サイクルの起動後には、上記熱交換手段により熱交換し
た上記熱源のエネルギーによって該冷凍サイクルを駆動
可能としたことを特徴とする熱駆動型ヒートポンプ装置
である。
【００１２】第二の発明は、排気エネルギー動力変換手
段などの熱源エネルギー動力変換手段を設けることに着
目したもので、加熱によりディスプレーサーを往復動さ
せて冷凍サイクルを駆動する熱駆動型ヒートポンプ装置
であって、エンジンの熱源を熱交換する熱交換手段と、
上記熱源のエネルギーを動力に変換するとともに上記冷
凍サイクルを起動可能な熱源エネルギー動力変換手段
と、上記ディスプレーサーとこの熱源エネルギー動力変
換手段および上記エンジンの出力部との間に設けた駆動
力切替え手段と、を有するとともに、上記冷凍サイクル
の起動初期には、上記駆動力切替え手段を介して上記エ
ンジンの上記出力部および上記熱源エネルギー動力変換
手段を順次切り替えることにより該冷凍サイクルを駆動
し、該冷凍サイクルの起動後には、上記熱交換手段によ
り熱交換した前記熱源のエネルギーによって該冷凍サイ
クルを駆動可能としたことを特徴とする熱駆動型ヒート
ポンプ装置である。
段などの熱源エネルギー動力変換手段を設けることに着
目したもので、加熱によりディスプレーサーを往復動さ
せて冷凍サイクルを駆動する熱駆動型ヒートポンプ装置
であって、エンジンの熱源を熱交換する熱交換手段と、
上記熱源のエネルギーを動力に変換するとともに上記冷
凍サイクルを起動可能な熱源エネルギー動力変換手段
と、上記ディスプレーサーとこの熱源エネルギー動力変
換手段および上記エンジンの出力部との間に設けた駆動
力切替え手段と、を有するとともに、上記冷凍サイクル
の起動初期には、上記駆動力切替え手段を介して上記エ
ンジンの上記出力部および上記熱源エネルギー動力変換
手段を順次切り替えることにより該冷凍サイクルを駆動
し、該冷凍サイクルの起動後には、上記熱交換手段によ
り熱交換した前記熱源のエネルギーによって該冷凍サイ
クルを駆動可能としたことを特徴とする熱駆動型ヒート
ポンプ装置である。
【００１３】
【作用】本発明による熱駆動型ヒートポンプ装置におい
ては、エンジンの排気ガスあるいはその他の排熱（熱
源）を熱交換する排気ガス熱交換手段などの熱交換手段
を設け、排気ガスあるいはその他の排熱を加熱源として
冷凍サイクルを駆動することができるようにするととも
に、冷凍サイクルのディスプレーサーとエンジンの出力
部との間に設けた駆動力切替え手段を設けたので、冷凍
サイクルの起動時にはエンジンにより直接冷凍サイクル
を駆動することが可能で、従来のように起動用モーター
などを別途設ける必要がなく、熱駆動型ヒートポンプ装
置全体の小型化および軽量化が可能である。
ては、エンジンの排気ガスあるいはその他の排熱（熱
源）を熱交換する排気ガス熱交換手段などの熱交換手段
を設け、排気ガスあるいはその他の排熱を加熱源として
冷凍サイクルを駆動することができるようにするととも
に、冷凍サイクルのディスプレーサーとエンジンの出力
部との間に設けた駆動力切替え手段を設けたので、冷凍
サイクルの起動時にはエンジンにより直接冷凍サイクル
を駆動することが可能で、従来のように起動用モーター
などを別途設ける必要がなく、熱駆動型ヒートポンプ装
置全体の小型化および軽量化が可能である。
【００１４】すなわち、冷凍サイクルの起動初期には、
駆動力切替え手段を介してエンジンの出力部により冷凍
サイクルのディスプレーサーを駆動し、冷凍サイクルの
起動後には、熱交換手段により熱交換した排気ガスなど
の熱源のエネルギーによって冷凍サイクルを駆動可能と
したので、完全な熱駆動型のヒートポンプ装置とするこ
とができる。
駆動力切替え手段を介してエンジンの出力部により冷凍
サイクルのディスプレーサーを駆動し、冷凍サイクルの
起動後には、熱交換手段により熱交換した排気ガスなど
の熱源のエネルギーによって冷凍サイクルを駆動可能と
したので、完全な熱駆動型のヒートポンプ装置とするこ
とができる。
【００１５】さらに、第二の発明によれば、排気ガスな
どの熱源のエネルギーを動力に変換するとともに冷凍サ
イクルを起動可能な排気エネルギー動力変換手段などの
熱源エネルギー動力変換手段を設けたので、従来のよう
に起動用モーターを用いることなく、この熱源エネルギ
ー動力変換手段によっても冷凍サイクルを駆動可能であ
る。この熱源エネルギー動力変換手段とエンジンの出力
部との間に設けた駆動力切替え手段も設けたので、エン
ジンにより直接冷凍サイクルを駆動することも可能で、
冷凍サイクルの状態に応じて最適なディスプレーサー駆
動源を選択することができる。
どの熱源のエネルギーを動力に変換するとともに冷凍サ
イクルを起動可能な排気エネルギー動力変換手段などの
熱源エネルギー動力変換手段を設けたので、従来のよう
に起動用モーターを用いることなく、この熱源エネルギ
ー動力変換手段によっても冷凍サイクルを駆動可能であ
る。この熱源エネルギー動力変換手段とエンジンの出力
部との間に設けた駆動力切替え手段も設けたので、エン
ジンにより直接冷凍サイクルを駆動することも可能で、
冷凍サイクルの状態に応じて最適なディスプレーサー駆
動源を選択することができる。
【００１６】
【実施例】つぎに、熱源として排気ガスを用いた場合を
例に取って、本発明の第１の実施例（第一の発明）によ
る熱駆動型ヒートポンプ装置１を図１および図２にもと
づき説明する。図１は、熱駆動型ヒートポンプ装置１の
全体説明図であって、熱駆動型ヒートポンプ装置１は、
排気ガス熱交換手段２（熱交換手段）と、エンジン３の
クランク軸出力部４（エンジンの出力部）と、駆動力切
替え手段５と、ヴィルミエ冷凍機６と、駆動制御手段７
と、を有し、ヴィルミエ冷凍機６を空気調和装置８に接
続してある。
例に取って、本発明の第１の実施例（第一の発明）によ
る熱駆動型ヒートポンプ装置１を図１および図２にもと
づき説明する。図１は、熱駆動型ヒートポンプ装置１の
全体説明図であって、熱駆動型ヒートポンプ装置１は、
排気ガス熱交換手段２（熱交換手段）と、エンジン３の
クランク軸出力部４（エンジンの出力部）と、駆動力切
替え手段５と、ヴィルミエ冷凍機６と、駆動制御手段７
と、を有し、ヴィルミエ冷凍機６を空気調和装置８に接
続してある。
【００１７】排気ガス熱交換手段２は、たとえばシェル
アンドチューブ型熱交換器を採用し、これをエンジン３
の排気管９に取り付ける。かくして、排気ガス熱交換手
段２により熱交換した排気ガスのエネルギーによってヴ
ィルミエ冷凍機６を駆動可能としてある。
アンドチューブ型熱交換器を採用し、これをエンジン３
の排気管９に取り付ける。かくして、排気ガス熱交換手
段２により熱交換した排気ガスのエネルギーによってヴ
ィルミエ冷凍機６を駆動可能としてある。
【００１８】駆動力切替え手段５は、マグネットクラッ
チその他任意の機構を採用し、クランク軸出力部４から
の駆動力によってヴィルミエ冷凍機６のディスプレーサ
ー１０を起動可能としてある。
チその他任意の機構を採用し、クランク軸出力部４から
の駆動力によってヴィルミエ冷凍機６のディスプレーサ
ー１０を起動可能としてある。
【００１９】ヴィルミエ冷凍機６は、Ｌ型（たとえば、
前記特開昭６１−４４２５４号など）、あるいは単筒型
（たとえば、前記特開平４−２０８３６２号、特開平４
−３５３３６３号など）を問わず任意の型のものを採用
可能で、空気調和装置８を介して冷暖房作用を行う。
前記特開昭６１−４４２５４号など）、あるいは単筒型
（たとえば、前記特開平４−２０８３６２号、特開平４
−３５３３６３号など）を問わず任意の型のものを採用
可能で、空気調和装置８を介して冷暖房作用を行う。
【００２０】すなわち、このヴィルミエ冷凍機６は、デ
ィスプレーサー１０とともに高温側熱交換器１１、中温
側熱交換器１２および低温側熱交換器１３を有し、排気
ガス熱交換手段２を加熱源としてディスプレーサー１０
を駆動し、公知のヴィルミエ冷凍サイクルによるヒート
ポンプ機能を発揮するものとする。
ィスプレーサー１０とともに高温側熱交換器１１、中温
側熱交換器１２および低温側熱交換器１３を有し、排気
ガス熱交換手段２を加熱源としてディスプレーサー１０
を駆動し、公知のヴィルミエ冷凍サイクルによるヒート
ポンプ機能を発揮するものとする。
【００２１】駆動制御手段７は、駆動力切替え手段５を
制御するとともに、ヴィルミエ冷凍機６（ディスプレー
サー１０のクランク部）の回転数Ｎｒを回転センサー１
４により検出し、またヴィルミエ冷凍機６の低温側熱交
換器１３の温度Ｔｃを温度センサー１５により検出す
る。
制御するとともに、ヴィルミエ冷凍機６（ディスプレー
サー１０のクランク部）の回転数Ｎｒを回転センサー１
４により検出し、またヴィルミエ冷凍機６の低温側熱交
換器１３の温度Ｔｃを温度センサー１５により検出す
る。
【００２２】こうした構成の熱駆動型ヒートポンプ装置
１において、図２のフローチャートも参照すると、冷凍
サイクルを起動する初期段階では、駆動力切替え手段５
を介してエンジンの出力部（クランク軸出力部４）によ
りヴィルミエ冷凍機６を起動する。
１において、図２のフローチャートも参照すると、冷凍
サイクルを起動する初期段階では、駆動力切替え手段５
を介してエンジンの出力部（クランク軸出力部４）によ
りヴィルミエ冷凍機６を起動する。
【００２３】すなわち図２に示すように、エンジンの電
源の「ＯＮ」あるいは「ＯＦＦ」を確認し（ステップ
１）、ヴィルミエ冷凍機６の回転数Ｎｒが所定回転数Ｎ
ｏ以下かを判断し（ステップ２）、所定回転数Ｎｏ以下
であれば、ステップ３においてクランク軸出力部４およ
び駆動力切替え手段５を介してエンジン直結でヴィルミ
エ冷凍機６のディスプレーサー１０を起動し、冷凍サイ
クルを起動する。
源の「ＯＮ」あるいは「ＯＦＦ」を確認し（ステップ
１）、ヴィルミエ冷凍機６の回転数Ｎｒが所定回転数Ｎ
ｏ以下かを判断し（ステップ２）、所定回転数Ｎｏ以下
であれば、ステップ３においてクランク軸出力部４およ
び駆動力切替え手段５を介してエンジン直結でヴィルミ
エ冷凍機６のディスプレーサー１０を起動し、冷凍サイ
クルを起動する。
【００２４】冷凍サイクルを起動ののち、ステップ４に
おいて低温側熱交換器１３の温度Ｔｒが所定温度Ｔｏ以
上かを判断する。低温側熱交換器１３の温度Ｔｒがまだ
それほど低下していなければ（つまり冷凍サイクルとし
て定常状態に達していなければ）、ステップ３において
エンジン直結でヴィルミエ冷凍機６のディスプレーサー
１０を起動し、冷凍サイクルを駆動する。
おいて低温側熱交換器１３の温度Ｔｒが所定温度Ｔｏ以
上かを判断する。低温側熱交換器１３の温度Ｔｒがまだ
それほど低下していなければ（つまり冷凍サイクルとし
て定常状態に達していなければ）、ステップ３において
エンジン直結でヴィルミエ冷凍機６のディスプレーサー
１０を起動し、冷凍サイクルを駆動する。
【００２５】ステップ４において低温側熱交換器１３の
温度Ｔｒが所定温度Ｔｏ以下になれば、駆動力切替え手
段５を切り替えて排気ガス熱交換手段２によってヴィル
ミエ冷凍機６を直接熱駆動する（ステップ５）。
温度Ｔｒが所定温度Ｔｏ以下になれば、駆動力切替え手
段５を切り替えて排気ガス熱交換手段２によってヴィル
ミエ冷凍機６を直接熱駆動する（ステップ５）。
【００２６】かくして、冷凍サイクル（ヴィルミエ冷凍
機６）の起動時には、エンジン３（クランク軸出力部
４）によりディスプレーサー１０を起動可能としたの
で、起動用のモーターを不要とすることができるととも
に、起動後は、排気ガス熱交換手段２により熱交換した
排気ガスのエネルギーによってヴィルミエ冷凍機６を駆
動可能としたので、廃棄されるエンジン３の排気ガスを
有効利用することができる。
機６）の起動時には、エンジン３（クランク軸出力部
４）によりディスプレーサー１０を起動可能としたの
で、起動用のモーターを不要とすることができるととも
に、起動後は、排気ガス熱交換手段２により熱交換した
排気ガスのエネルギーによってヴィルミエ冷凍機６を駆
動可能としたので、廃棄されるエンジン３の排気ガスを
有効利用することができる。
【００２７】なお、本発明においては、上述の第一の発
明に関する図２のフローチャートにおけるステップ５の
排気エネルギーで駆動する工程を二段階とすることがで
きる。すなわち、図３は本発明の第２の実施例（第二の
発明）による熱駆動型ヒートポンプ装置２０の全体説明
図であって、熱駆動型ヒートポンプ装置２０は、図１の
熱駆動型ヒートポンプ装置１に加えて排気エネルギー動
力変換手段２１（熱源エネルギー動力変換手段）および
減速手段２２を設けるとともに、図１の駆動力切替え手
段５に相当する駆動力切替え手段２３を設けてある。
明に関する図２のフローチャートにおけるステップ５の
排気エネルギーで駆動する工程を二段階とすることがで
きる。すなわち、図３は本発明の第２の実施例（第二の
発明）による熱駆動型ヒートポンプ装置２０の全体説明
図であって、熱駆動型ヒートポンプ装置２０は、図１の
熱駆動型ヒートポンプ装置１に加えて排気エネルギー動
力変換手段２１（熱源エネルギー動力変換手段）および
減速手段２２を設けるとともに、図１の駆動力切替え手
段５に相当する駆動力切替え手段２３を設けてある。
【００２８】排気エネルギー動力変換手段２１は、たと
えばガスタービンなどを採用し、これを排気管９に設け
て動力を確保し、減速手段２２を介して駆動力切替え手
段２３に接続してある。
えばガスタービンなどを採用し、これを排気管９に設け
て動力を確保し、減速手段２２を介して駆動力切替え手
段２３に接続してある。
【００２９】駆動力切替え手段２３は、ディスプレーサ
ー１０を起動するにあたり、エンジン３のクランク軸出
力部４および排気エネルギー動力変換手段２１を順次切
り替えることができるものである。
ー１０を起動するにあたり、エンジン３のクランク軸出
力部４および排気エネルギー動力変換手段２１を順次切
り替えることができるものである。
【００３０】こうした構成の熱駆動型ヒートポンプ装置
２０において、図４のフローチャートも参照すると、冷
凍サイクルを起動する初期段階では、熱駆動型ヒートポ
ンプ装置１（図１）と同様に、駆動力切替え手段２３を
介してエンジンの出力部（クランク軸出力部４）により
ヴィルミエ冷凍機６を起動する。
２０において、図４のフローチャートも参照すると、冷
凍サイクルを起動する初期段階では、熱駆動型ヒートポ
ンプ装置１（図１）と同様に、駆動力切替え手段２３を
介してエンジンの出力部（クランク軸出力部４）により
ヴィルミエ冷凍機６を起動する。
【００３１】すなわち図４に示すように、エンジンの電
源の「ＯＮ」あるいは「ＯＦＦ」を確認し（ステップ１
１）、ヴィルミエ冷凍機６の回転数Ｎｒが所定回転数Ｎ
ｏ以下かを判断し（ステップ１２）、所定回転数Ｎｏ以
下であれば、ステップ１３においてクランク軸出力部４
および駆動力切替え手段２３を介してエンジン直結でヴ
ィルミエ冷凍機６のディスプレーサー１０を起動し、冷
凍サイクルを起動する。
源の「ＯＮ」あるいは「ＯＦＦ」を確認し（ステップ１
１）、ヴィルミエ冷凍機６の回転数Ｎｒが所定回転数Ｎ
ｏ以下かを判断し（ステップ１２）、所定回転数Ｎｏ以
下であれば、ステップ１３においてクランク軸出力部４
および駆動力切替え手段２３を介してエンジン直結でヴ
ィルミエ冷凍機６のディスプレーサー１０を起動し、冷
凍サイクルを起動する。
【００３２】冷凍サイクルを起動ののち、ステップ１２
において回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｏ以上となった場合
に、ステップ１４において低温側熱交換器１３の温度Ｔ
ｒが所定温度Ｔｏ以上かを判断する。低温側熱交換器１
３の温度Ｔｒがまだそれほど低下していなければ（つま
り冷凍サイクルとして定常状態に達していなければ）、
ステップ１５のように、駆動力切替え手段２３をクラン
ク軸出力部４から排気エネルギー動力変換手段２１に切
り替え、排気エネルギー動力変換手段２１によりヴィル
ミエ冷凍機６のディスプレーサー１０を駆動し、冷凍サ
イクルを駆動する。
において回転数Ｎｒが所定回転数Ｎｏ以上となった場合
に、ステップ１４において低温側熱交換器１３の温度Ｔ
ｒが所定温度Ｔｏ以上かを判断する。低温側熱交換器１
３の温度Ｔｒがまだそれほど低下していなければ（つま
り冷凍サイクルとして定常状態に達していなければ）、
ステップ１５のように、駆動力切替え手段２３をクラン
ク軸出力部４から排気エネルギー動力変換手段２１に切
り替え、排気エネルギー動力変換手段２１によりヴィル
ミエ冷凍機６のディスプレーサー１０を駆動し、冷凍サ
イクルを駆動する。
【００３３】ステップ１４において低温側熱交換器１３
の温度Ｔｒが所定温度Ｔｏ以下になれば、駆動力切替え
手段２３を切り替えて排気ガス熱交換手段２によりヴィ
ルミエ冷凍機６を直接熱駆動する（ステップ１６）。
の温度Ｔｒが所定温度Ｔｏ以下になれば、駆動力切替え
手段２３を切り替えて排気ガス熱交換手段２によりヴィ
ルミエ冷凍機６を直接熱駆動する（ステップ１６）。
【００３４】したがって、本実施例の熱駆動型ヒートポ
ンプ装置２０によれば、ヴィルミエ冷凍機６の運転状況
に応じてそのディスプレーサー１０の起動ないし駆動源
をエンジン３のクランク軸出力部４あるいは排気エネル
ギー動力変換手段２１のいずれかに切り替えることがで
きる。
ンプ装置２０によれば、ヴィルミエ冷凍機６の運転状況
に応じてそのディスプレーサー１０の起動ないし駆動源
をエンジン３のクランク軸出力部４あるいは排気エネル
ギー動力変換手段２１のいずれかに切り替えることがで
きる。
【００３５】なお、クランク軸出力部４あるいは排気エ
ネルギー動力変換手段２１の切替えの判断データとし
て、ヴィルミエ冷凍機６の高温側熱交換器１１あるいは
中温側熱交換器１２の部分の温度を検出するようにして
もよい。
ネルギー動力変換手段２１の切替えの判断データとし
て、ヴィルミエ冷凍機６の高温側熱交換器１１あるいは
中温側熱交換器１２の部分の温度を検出するようにして
もよい。
【００３６】かくして、本発明においては冷凍サイクル
の駆動熱源として自動車あるいはその他の熱機関におけ
るエンジンの排気ガスなどの排熱エネルギーを利用する
ので、空気調和装置に本発明のヒートポンプ装置を採用
すれば、冷房および暖房の熱効率は無限大となるととも
に、フロン冷媒を用いないので、オゾン層破壊の危険性
はなく、石油エネルギーを有効利用することができる。
また、自動車のエンジンへの負荷が小さいので、燃費を
向上することができる。
の駆動熱源として自動車あるいはその他の熱機関におけ
るエンジンの排気ガスなどの排熱エネルギーを利用する
ので、空気調和装置に本発明のヒートポンプ装置を採用
すれば、冷房および暖房の熱効率は無限大となるととも
に、フロン冷媒を用いないので、オゾン層破壊の危険性
はなく、石油エネルギーを有効利用することができる。
また、自動車のエンジンへの負荷が小さいので、燃費を
向上することができる。
【００３７】なお本発明は、単筒型あるいはＬ型を問わ
ず、ヴィルミエサイクル以外にも、起動初期時に熱源と
は別に起動用モーターなどの動力源を必要とする冷凍サ
イクルに応用可能である。さらに、本発明における熱源
として、上述の排気ガス以外にも、エンジン自体の排
熱、あるいは電気自動車などにおける駆動電気モーター
やコンプレッサーからの排熱を利用することが可能であ
る。
ず、ヴィルミエサイクル以外にも、起動初期時に熱源と
は別に起動用モーターなどの動力源を必要とする冷凍サ
イクルに応用可能である。さらに、本発明における熱源
として、上述の排気ガス以外にも、エンジン自体の排
熱、あるいは電気自動車などにおける駆動電気モーター
やコンプレッサーからの排熱を利用することが可能であ
る。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、排気ガス
などの熱源を熱交換可能な熱交換手段を設けてヴィルミ
エ冷凍機など冷凍システムの加熱源としたので、エンジ
ンの排熱を有効に利用することができるとともに、冷凍
機の起動時には、エンジンの出力部あるいは熱源エネル
ギー動力変換手段を利用するようにしたので、起動用の
モーターを別途設ける必要がなく、正味熱効率の向上、
ならびにヒートポンプ装置全体の小型化および軽量化が
可能である。
などの熱源を熱交換可能な熱交換手段を設けてヴィルミ
エ冷凍機など冷凍システムの加熱源としたので、エンジ
ンの排熱を有効に利用することができるとともに、冷凍
機の起動時には、エンジンの出力部あるいは熱源エネル
ギー動力変換手段を利用するようにしたので、起動用の
モーターを別途設ける必要がなく、正味熱効率の向上、
ならびにヒートポンプ装置全体の小型化および軽量化が
可能である。
【００３９】
【図１】本発明（第一の発明）の第１の実施例による熱
駆動型ヒートポンプ装置１の全体説明図である。
駆動型ヒートポンプ装置１の全体説明図である。
【図２】同、作動を説明するためのフローチャートであ
る。
る。
【図３】本発明（第二の発明）の第２の実施例による熱
駆動型ヒートポンプ装置２０の全体説明図である。
駆動型ヒートポンプ装置２０の全体説明図である。
【図４】同、作動を説明するためのフローチャートであ
る。
る。
１ 熱駆動型ヒートポンプ装置（図１） ２ 排気ガス熱交換手段（熱交換手段） ３ エンジン ４ エンジン３のクランク軸出力部（エンジンの出力
部） ５ 駆動力切替え手段 ６ ヴィルミエ冷凍機 ７ 駆動制御手段 ８ 空気調和装置 ９ エンジン３の排気管 １０ ヴィルミエ冷凍機６のディスプレーサー １１ ヴィルミエ冷凍機６の高温側熱交換器 １２ ヴィルミエ冷凍機６の中温側熱交換器 １３ ヴィルミエ冷凍機６の低温側熱交換器 １４ 回転センサー １５ 温度センサー ２０ 熱駆動型ヒートポンプ装置（図３） ２１ 排気エネルギー動力変換手段（熱源エネルギー動
力変換手段） ２２ 減速手段 ２３ 駆動力切替え手段
部） ５ 駆動力切替え手段 ６ ヴィルミエ冷凍機 ７ 駆動制御手段 ８ 空気調和装置 ９ エンジン３の排気管 １０ ヴィルミエ冷凍機６のディスプレーサー １１ ヴィルミエ冷凍機６の高温側熱交換器 １２ ヴィルミエ冷凍機６の中温側熱交換器 １３ ヴィルミエ冷凍機６の低温側熱交換器 １４ 回転センサー １５ 温度センサー ２０ 熱駆動型ヒートポンプ装置（図３） ２１ 排気エネルギー動力変換手段（熱源エネルギー動
力変換手段） ２２ 減速手段 ２３ 駆動力切替え手段
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱によりディスプレーサーを往復動
させて冷凍サイクルを駆動する熱駆動型ヒートポンプ装
置であって、 エンジンの熱源を熱交換する熱交換手段と、 前記ディスプレーサーと前記エンジンの出力部との間に
設けた駆動力切替え手段と、 を有するとともに、 前記冷凍サイクルの起動初期には、前記駆動力切替え手
段を介して前記エンジンの前記出力部により該冷凍サイ
クルを駆動し、 該冷凍サイクルの起動後には、前記熱交換手段により熱
交換した前記熱源のエネルギーによって該冷凍サイクル
を駆動可能としたことを特徴とする熱駆動型ヒートポン
プ装置。 - 【請求項２】 加熱によりディスプレーサーを往復動
させて冷凍サイクルを駆動する熱駆動型ヒートポンプ装
置であって、 エンジンの熱源を熱交換する熱交換手段と、 前記熱源のエネルギーを動力に変換するとともに前記冷
凍サイクルを起動可能な熱源エネルギー動力変換手段
と、 前記ディスプレーサーとこの熱源エネルギー動力変換手
段および前記エンジンの出力部との間に設けた駆動力切
替え手段と、 を有するとともに、 前記冷凍サイクルの起動初期には、前記駆動力切替え手
段を介して前記エンジンの前記出力部および前記熱源エ
ネルギー動力変換手段を順次切り替えることにより該冷
凍サイクルを駆動し、 該冷凍サイクルの起動後には、前記熱交換手段により熱
交換した前記熱源のエネルギーによって該冷凍サイクル
を駆動可能としたことを特徴とする熱駆動型ヒートポン
プ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151111A JPH08320162A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 熱駆動型ヒートポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151111A JPH08320162A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 熱駆動型ヒートポンプ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320162A true JPH08320162A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=15511603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7151111A Pending JPH08320162A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 熱駆動型ヒートポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08320162A (ja) |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP7151111A patent/JPH08320162A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7650761B2 (en) | Refrigerating device comprising waste heat utilization equipment | |
| US7353661B2 (en) | Vehicle exhaust heat recovery system | |
| JP2540738B2 (ja) | 車両搭載用の排熱利用装置 | |
| EP0411699A1 (en) | Stirling cycle heat pump for heating and/or cooling systems | |
| US20050193754A1 (en) | Engine-operated or electrically-operated air conditioner and control method for the same | |
| US5924305A (en) | Thermodynamic system and process for producing heat, refrigeration, or work | |
| JPH08320162A (ja) | 熱駆動型ヒートポンプ装置 | |
| JPH0354327A (ja) | 余剰電力利用システム | |
| JP2000111198A (ja) | 複合型ヒートポンプ装置及びそれを用いた空調装置 | |
| JP2001272134A (ja) | ヒートポンプのハイブリッド構成 | |
| CN210889112U (zh) | 一种基于小型内燃机动力的发电和空调两用机组 | |
| JP4463659B2 (ja) | 廃熱利用装置を備える冷凍装置 | |
| JPH08145496A (ja) | 冷凍機 | |
| JP2006349211A (ja) | 複合サイクル装置およびその制御方法 | |
| JP2003294337A (ja) | エンジン駆動式冷凍サイクル装置および暖房装置 | |
| JP3740757B2 (ja) | 空調装置 | |
| JP2005195184A (ja) | エンジン駆動式ヒートポンプ装置 | |
| JPH08158939A (ja) | クーク・ヤーボロフサイクル機関 | |
| JP2004324545A (ja) | 熱電併給装置 | |
| JPS61225562A (ja) | ガスエンジン駆動式ヒ−トポンプ装置 | |
| JPH08278043A (ja) | 分離型空気調和機の室外ユニット | |
| JPS5986866A (ja) | エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 | |
| JP2006194566A (ja) | 空気調和装置 | |
| JPH06255346A (ja) | 電気自動車 | |
| JP2000249426A (ja) | 外燃式熱ガス機関およびその始動方法 |