JPH11316062A - 室外機ユニットおよび空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気温や室内負荷の変動に応じた能力調整を
可能にする。 【解決手段】 室外熱交換器３１と、ガスエンジン４１
により駆動される圧縮機３３と、ガスエンジン４１の冷
却に供されたエンジン冷却水と冷媒との間で熱交換を行
わせる水熱交換器３２とを具備した冷媒回路を構成す
る。この水熱交換器３２は、室外熱交換器３１を迂回す
るようにして設けられた並列回路部３０ａとエンジン冷
却水が循環する冷却水系５０の双方に跨るように設けて
いる。これにより、室外熱交換器３１との間で熱交換を
行わせる冷媒量と、水熱交換器３２との間で熱交換を行
わせる冷媒量とを適宜調整可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機をガスエン
ジンによって駆動するとともに、暖房運転時には、当該
ガスエンジンの排気ガスを液冷媒の加熱源として利用す
るガスヒートポンプ式空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプを利用して冷暖房を行う空
気調和機は、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、膨
張弁等の要素を含む冷媒回路を備えている。室内の冷暖
房は、冷媒がこの回路を巡る途中で室内熱交換器及び室
外熱交換器において、それぞれ熱の交換を行うことによ
って実現される。また、この冷媒回路には、室外熱交換
器による冷媒の熱の受け取り（暖房運転時）のみに頼る
のではなく、冷媒そのものを直接的に加熱するための冷
媒加熱器が設置されることがある。

【０００３】ところで、近年、上記の冷媒回路中の圧縮
機の動力源として、通常使用されている電動機に代わ
り、ガスエンジンを利用するものが開発されている。こ
のガスエンジンを利用した空気調和機は、一般にガスヒ
ートポンプ式空気調和機（以下ＧＨＰと略す）と呼ばれ
ている。このＧＨＰによれば、比較的安価であるガスを
燃料として利用できるため、電動機を利用した圧縮機を
備えた空気調和機（以下ＥＨＰと略す）のように、ラン
ニングコストがかさむということがなく消費者にとって
コストダウンが可能となる。

【０００４】また、ＧＨＰにおいては、例えば暖房運転
時に、ガスエンジンから排出される高温の排気ガスの熱
を冷媒の加熱源として利用すれば、優れた暖房効果を得
ることが可能になるとともに、エネルギの利用効率を高
めることができる。ちなみに、低外気温時の暖房能力
は、ＥＨＰと比較して1.2〜1.5倍ほど高くなる。また、
このような仕組みを導入すれば、冷媒回路中において、
上述したような冷媒加熱器等の機器を特別に設置する必
要がなくなる。

【０００５】その他、ＧＨＰでは、暖房運転時に必要な
室外熱交換器の霜除去動作いわゆるデフロスト動作も、
エンジンの排熱を利用して実施することができる。一般
に、ＥＨＰにおけるデフロスト動作は、暖房運転を停止
して一時的に冷房運転を行って室外熱交換器の霜除去を
行うようになされている。この場合、室内に対しては冷
風が吹き出すことになるから、室内環境の快適性を損な
うこととなる。ＧＨＰでは、上記したような事情から連
続暖房運転が可能となり、ＥＨＰで懸念されるような問
題の発生がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このＧＨＰは、図６に
示すように、ガスエンジンを冷却するための冷却水系１
と、該冷却水系１および冷媒回路２の双方に跨るように
して室外熱交換器３と四方弁４との間に配される冷媒加
熱用の水熱交換器５とを備えていて、ガスエンジンを冷
却するとともに排気ガスとの間でも熱交換を行うことに
よって温められた冷却水から冷媒に熱を回収させること
で、暖房能力の向上を図ることができるという利点を有
している。

【０００７】しかしながら、このように室外熱交換器３
と水熱交換器５とが直列状態に配された構成では、以下
のような不都合があった。すなわち、暖房運転時に外気
温が低下すると、室外熱交換器３で外気からの熱回収が
充分に行えなかったり、極端な場合には外気に放熱して
しまって水熱交換器５で熱を回収しても所望の暖房能力
を発揮することができない場合があった。

【０００８】また、これとは逆に、外気温がそれほど低
くなかったり室内負荷が低い場合には、室外熱交換器３
で充分な熱回収が行えているにもかかわらず、さらに水
熱交換器５でも熱を回収することになるため、過負荷運
転になる場合があった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、外気温や室内負荷の変動
に応じた能力調整を可能にすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項
１記載の室外機ユニットは、冷媒と外気との間で熱交換
を行わせる室外熱交換器と、ガスエンジンにより駆動さ
れて高温高圧のガス冷媒を吐出する圧縮機と、前記ガス
エンジンの冷却に供されたエンジン冷却水と冷媒との間
で熱交換を行わせる水熱交換器と、前記室外熱交換器と
の間で熱交換を行わせる冷媒量および前記水熱交換器と
の間で熱交換を行わせる冷媒量の少なくとも一方を調整
する調整機構とを備えることを特徴とするものである。

【００１１】この室外機ユニットでは、例えば、暖房運
転時に外気温が高かったり室内負荷が低い場合には、冷
媒に室外熱交換器との間でのみ熱交換を行わせ、また、
外気温が低かったり室内負荷が高い場合には、室外熱交
換器および水熱交換器の双方との間で適宜の割合で熱交
換を行わせ、さらにまた、外気温が極めて低かったり室
内負荷が極めて高い場合には、水熱交換器との間でのみ
熱交換を行わせることでより多くの熱を回収させること
ができるため、外気温や室内負荷の変動に応じた能力調
整が可能になる。

【００１２】請求項２記載の空気調和機は、冷媒と外気
との間で熱交換を行わせる室外熱交換器と、ガスエンジ
ンにより駆動されて高温高圧のガス冷媒を吐出する圧縮
機と、前記ガスエンジンの冷却に供されたエンジン冷却
水と冷媒との間で熱交換を行わせる水熱交換器と、前記
室外熱交換器との間で熱交換を行わせる冷媒量および前
記水熱交換器との間で熱交換を行わせる冷媒量の少なく
とも一方を調整する調整機構とを具備してなる室外機ユ
ニットと、室内から空気を吸入し吹出口から吹き出させ
るファンと、前記室外機ユニットから供給された冷媒と
前記ファンで吸入した空気との間で熱交換を行わせる室
内熱交換器とを具備してなる室内機ユニットとを備える
ことを特徴とするものである。

【００１３】この空気調和機では、暖房運転時に外気温
や室内負荷の変動に伴って室外熱交換器で外気から回収
する熱量に過不足が生じても、室外熱交換器あるいは水
熱交換器のいずれか一方との間で冷媒に熱交換を行わせ
たり、双方との間で適宜の割合で熱交換を行わせること
ができるため、前記変動に応じた能力調整が可能にな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施形態に
ついて、図１から図３を参照して説明する。図１に示す
ＧＨＰ（ガスヒートポンプ式空気調和機）は、大きく室
内機ユニット１０及び室外機ユニット２０から構成され
ている。室内機ユニット１０には、冷房運転時に低温低
圧の液冷媒を蒸発気化させて室内の空気から熱を奪い、
暖房運転時には高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて室
内の空気を暖める室内熱交換器１１と、室内の空気を吸
い込んで室内熱交換器１１を通し、冷媒と熱交換させた
後に吹出口から吹き出させるファン１２とが具備されて
いる。

【００１５】室外機ユニット２０は、その内部でさらに
冷媒回路を構成する冷媒回路部３０と、ガスエンジン４
１を中心として、これに付随する機器を備えたガスエン
ジン部４０の大きく二つの構成部分により構成されてい
る。

【００１６】冷媒回路部３０は、室外熱交換器３１、水
熱交換器３２、圧縮機３３、アキュムレータ３４、四方
弁３５、オイルセパレータ３６、膨張弁３７、三方弁３
８およびセンサ３９を具備するとともに、四方弁３５と
膨張弁３７との間に、三方弁３８から分岐して室外熱交
換器３１に対して並列状態とされた並列回路部３０ａを
備えてなる。

【００１７】室外熱交換器３１は、冷房運転時に高温高
圧のガス冷媒を凝縮液化させて屋外の空気に放熱し、逆
に暖房運転時には低温低圧の液冷媒を蒸発気化させて室
外気から熱を奪う。つまり、冷暖房それぞれの運転時に
おいて、室外熱交換器３１は、先の室内熱交換器１１と
逆の働きを行うことになる。

【００１８】水熱交換器３２は、ガスエンジン４１の冷
却に供されたエンジン冷却水から熱を冷媒に回収させる
ためのもので、並列回路部３０ａ側に設けられている。
これにより、暖房運転時においては、冷媒は室外熱交換
器３１における熱交換のみに頼るのでなく冷却水からも
熱を回収し得て、暖房運転の効果を高めることが可能と
なっている。

【００１９】圧縮機３３は、室内熱交換器１１又は室外
熱交換器３１のいずれかより吸入されるガス冷媒を圧縮
して高温高圧のガス冷媒として吐出する。これにより冷
房時には、外気温が高い場合でも、冷媒は室外熱交換器
３１を通して室外気に放熱する事が可能となり、暖房時
には室内熱交換器１１を通して室内空気に熱を与えるこ
とが可能となる。

【００２０】アキュムレータ３４は、圧縮機３３に流入
するガス冷媒に含まれる液状成分を貯留するために設け
られている。また、四方弁３５は、圧縮機３３において
圧縮された高温高圧のガス冷媒を室内熱交換器１１又は
室外熱交換器３１のいずれかに選択的に送出するために
設けられている。

【００２１】オイルセパレータ３６は、冷媒中に含まれ
る油分を分離するものである。また、膨張弁３７は、冷
房運転時に室外熱交換器３１から送出される高温高圧の
液冷媒を減圧、膨張させて低温低圧の液冷媒とするため
のものである。

【００２２】センサ３９は、圧縮機３３に吸入されるガ
ス冷媒の過熱度を検出するためのものであり、また、制
御部Ｃは、センサ３９からの信号に基づいて三方弁３８
に指令を送り、冷媒過熱度に応じて室外熱交換器３１に
流通させる冷媒量と、水熱交換器３２に流通させる冷媒
量とを調整するものである。なお、以上述べた構成要素
のうち、並列回路部３０ａ、三方弁３８、センサ３９お
よび制御部Ｃは、本実施形態における調整機構を構成す
るものである。

【００２３】一方、ガスエンジン部４０にはガスエンジ
ン４１を中心として、冷却水系５０、排気ガス系６０、
燃料吸入系７０、及びエンジンオイル系８０の四つの系
が具備されている。ガスエンジン４１は、冷媒系３０内
に設置されている圧縮機３３とシャフト又はベルト等に
より接続されており、ガスエンジン４１から圧縮機３３
に動力が伝達されるようになっている。

【００２４】冷却水系５０は、水ポンプ５１、リザーバ
タンク５２、ラジエタ５３を備え、これらにより構成さ
れる回路を巡る冷却水により、ガスエンジン４１を冷却
するための系である。水ポンプ５１は、ガスエンジン４
１の冷却水を回路に循環させるために設けられている。
リザーバタンク５２は、この回路を流れる冷却水におい
て、その余剰分を一時貯蔵しておく、あるいは冷却水が
回路に不足した場合にそれを供給するためのものであ
る。ラジエタ５３は、室外熱交換器３１と一体的に構成
されたものであって、冷却水がガスエンジン４１から奪
った熱を外気に放出するために設けられている。

【００２５】冷却水系５０には、上記した構成の他に排
気ガス熱交換器５４が設けられている。これは排気ガス
の熱を冷却水に回収するために設けられているものであ
る。また、冷却水系５０には、先に説明した水熱交換器
３２が冷媒系３０及び冷却水系５０の両系に跨るように
配置されている。これらのことから、暖房運転時には、
冷却水はガスエンジン４１から熱を奪うだけでなく排気
ガスからも熱を回収し、かつその回収された熱が、冷却
水より水熱交換器３２を通して冷媒に与えられる仕組み
になっている。

【００２６】排気ガス系６０は、マフラ６１、排気トッ
プ６２、ドレンフィルタ６３を備え、ガスエンジン４１
から排出される排気ガスを外部へ導くための系である。
マフラ６１は、ガスエンジン４１が排気ガスを排出する
ときに伴う騒音を吸収するために設けられている。排気
トップ６２は、排気ガスに含まれている水分を分離し、
これを外部環境に飛散させることのないように設けられ
ている。この働きの観点から、排気トップ６２は、別名
排気セパレータと呼ばれることもある。ドレンフィルタ
６３は、いま述べた排気トップ６２から分離された水分
を一時貯蔵しておくために設けられている。また、ドレ
ンフィルタ６３の内部には中和剤が備えられている。こ
れは、排気ガスに含まれている水分が一般に強酸性とな
っていることに対応しており、この酸性水分を中和して
無害化する目的で備えられているものである。

【００２７】燃料吸入系７０は、ガスレギュレータ７
１、電磁弁７２、吸気ボックス７３、エアクリーナ７４
を備え、ガスエンジン４１に燃料及び空気を供給するた
めの系である。ガスレギュレータ７１は、電磁弁７２を
介して室外ユニット２０の外部から供給されるガスの送
出圧力を調整するために設けられている。一方、吸気ボ
ックス７３は、室外ユニット２０外部から空気を取り入
れるために設けられている。また、吸気ボックス７３
は、この吸気時に発生する騒音を防止する働きも担って
いる。エアクリーナ７４は、このように吸入された空気
から塵埃を取り除くために設けられている。上記したよ
うに外部より供給されたガス及び空気はそれぞれ、図１
に示すように、ガスレギュレータ７１、エアクリーナ７
４を通過した後、混合されてガスエンジン４１に送り込
まれ、燃料として使用されることになる。

【００２８】エンジンオイル系８０はオイルサブタンク
８１を備え、ガスエンジン４１に潤滑油を供給するため
に設けられている。ガスエンジン４１下部には、このオ
イルサブタンク８１内のオイルを受け入れるためにオイ
ルパン４１ａが設けられている。

【００２９】以上述べた構成のうち室外機ユニット２０
として説明した各部及び各系は、図２、図３に示すよう
に、室外機筐体２１内に収められている。これらの図に
示されているように、室外機筐体２１の内部は仕切板２
２により上下に二分割された形態となっている。いまこ
れら上下の空間をそれぞれ、熱交換室２３、機械室２４
と呼ぶことにする。なお、図２及び図３では、図１にて
説明したような配管類に関して、その図示を省略したも
のとなっている。

【００３０】熱交換室２３には、室外機筐体２１の前面
及び背面をすべて覆うように室外熱交換機３１、ラジエ
タ５３が備えられている。これら室外熱交換機３１及び
ラジエタ５３は、前述したように一体的な構造とされて
いる。また、熱交換室２３には、図１に示した要素のう
ち、マフラ６１、排気トップ６２、吸気ボックス７３等
が備えられている。ちなみに、図２に示されているマフ
ラ６１及び排気トップ６２、及びこれを繋ぐ配管６０ａ
は、図３においてはその図示を省略した。

【００３１】熱交換室２３には、上記に示した構成要素
の他、ファン９１、ファンモータ９２、ファン取付具９
３が備えられている。ファン９１は、室外機筐体２１の
天井面から吊り下げられたファン取付具９３に装着され
たファンモータ９２の出力軸に取り付けられている。本
実施形態においては、このファン９１は２セット取り付
けられている。また、これらファン９１の取付位置に対
応するように、室外機筐体２１の天井面には開口部９４
が設けられており、該開口部９４には網状覆蓋９５が設
けられている。このファン９１は、室外熱交換器３１の
働きを補助するものである。

【００３２】また、熱交換室２３内には、仕切板２２上
に換気ボックス９６が２個備えられ、そのそれぞれの内
部には換気ファン９７が設けられている。これら換気ボ
ックス９６及び換気ファン９７は、機械室２４の内部の
熱を熱交換室２３に導くために設けられている。したが
って、機械室２４内で熱せられた空気は、換気ファン９
６、熱交換室２３、ファン９１の経路を通って室外機筐
体２１の外部へと排出されることになる。なお、吸気ボ
ックス７３は、これら両換気ボックス９６の上部に載置
されている。吸気ボックス７３から吸入された空気は、
両換気ボックス９６間の空間部を通じてガスエンジン４
１に届くようにされている。

【００３３】次に、機械室２４についての説明を行う。
機械室２４内には、図１にて説明した各部及び各系の構
成要素のほとんどが収められている。これら構成要素の
内、図２、図３においては、冷媒回路部３０における圧
縮機３３、アキュムレータ３４、四方弁３５、オイルセ
パレータ３６、及びガスエンジン部４０におけるガスエ
ンジン４１、ドレンフィルタ６３、エアクリーナ７４を
それぞれ示した。

【００３４】機械室２４内には、上記した構成要素の
他、排水パイプ１０１が設けられている。この排水パイ
プ１０１は、仕切板２２に設けられた開口部２２ａと室
外機筐体２１の床面開口部２５とを繋ぐパイプである。
これは先述した天井面開口部９４を通して室外機筐体２
１の内部に入り込んだ雨水を、該室外機筐体２１外部に
排出するために設けられている。

【００３５】また、機械室２４内には、基礎板１０２、
防振ゴム１０３が設けられている。基礎板１０２は略四
角形状の板であり、機械室２４内に収められている冷媒
回路部３０、ガスエンジン部４０内の各構成要素を載置
するための床面として使用されている。この基礎板１０
２下面の四隅には、防振ゴム１０３が配されている。し
たがって、基礎板１０２及び防振ゴム１０３は、この上
方に載置される冷媒回路部３０、ガスエンジン部４０か
ら発生する機械的振動を抑制する働きを担っている。

【００３６】以下では、上記の構成となるＧＨＰにおい
て、室内冷房及び暖房のそれぞれの運転時の作用につい
て説明する。まず、冷房運転時において、冷媒回路部３
０の四方弁３５は、圧縮機３３と室外熱交換器３１、室
内熱交換器１１とアキュムレータ３４、がそれぞれ接続
された状態となっている。この状態では、圧縮機３３よ
り吐出された高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器３１に
送られる。

【００３７】高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器３１で
凝縮液化され、屋外の空気に放熱して高温高圧の液冷媒
となる。さらにこの高温高圧の液冷媒は膨張弁３７を通
過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となり、室内
器ユニット１０に送られる。

【００３８】室内機ユニット１０に送られた低温低圧の
液冷媒は室内熱交換器１１で蒸発気化され、室内の空気
から熱を奪って冷却したのち、低温低圧のガス冷媒とな
り、室外機ユニット２０内の冷媒回路部３０に送られ
る。

【００３９】冷媒回路部３０に送られた低温低圧のガス
冷媒は四方弁３５を経てアキュムレータ３４に流入し、
液状成分が分離されたのち圧縮機３３に吸入される。圧
縮機３３に吸入されたガス冷媒は圧縮機３３の作動によ
り圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び室外熱交
換器３１に送られる。

【００４０】一方、暖房運転時においては、四方弁３５
は圧縮機３３と室内熱交換器１１、室外熱交換器３１と
アキュムレータ３４、がそれぞれ接続された状態となっ
ている。この状態では、圧縮機３３より吐出された高温
高圧のガス冷媒は室内器ユニット１０の室内熱交換器１
１に送られる。

【００４１】高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器１１で
凝縮液化され、室内の空気に放熱して暖めたのち、高温
高圧の液冷媒となって室外機ユニット２０内の冷媒回路
部３０に送られる。冷媒回路部３０に送られた高温高圧
の液冷媒は、室外熱交換器３１へと流入する。室外熱交
換器３１においては、高温高圧の液冷媒は外気から熱を
奪い蒸発気化して低温低圧のガス冷媒となる。

【００４２】高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器１１で
凝縮液化され、室内の空気に放熱して暖めたのち、高温
高圧の液冷媒となって室外機ユニット２０内の冷媒回路
部３０に送られる。この冷媒回路部３０では、センサ３
９によって圧縮機３３の吸入側の冷媒過熱度が監視され
ていて、三方弁３８は、制御部Ｃからの指令に基づいて
冷媒過熱度を目標値（例えば、５℃）に近づけるように
開度調整がなされている。

【００４３】例えば、冷媒過熱度が目標値よりも小さい
場合、すなわち要求される暖房能力の実現に充分な量の
熱を冷媒が回収できていない場合には、水熱交換器３２
でより多くの熱回収を行わせるべく、並列回路部３０ａ
に送り込む冷媒量を増加させるように三方弁３８の開度
調整がなされ、逆に、過熱度が目標値よりも大きい場合
には、過負荷運転とならないように並列回路部３０ａに
送り込む冷媒量を減少させるように三方弁３８の開度調
整がなされる。

【００４４】しかして、室内熱交換器１１から送られて
きた高温高圧の液冷媒は、三方弁３８の開度に応じて、
室外熱交換器３１および水熱交換器２１のいずれか一方
または双方へと流入する。そして、室外熱交換器３１に
おいては、高温高圧の液冷媒は外気から熱を奪い蒸発気
化して低温低圧のガス冷媒となり、また、水熱交換器３
２においては、エンジン冷却水との間で熱交換を行って
高温高圧のガス冷媒となる。

【００４５】そして、このガス冷媒は、アキュムレータ
３４に流入して液状成分が分離されたのち、圧縮機３３
に吸入される。この圧縮機３３に吸入されたガス冷媒は
圧縮され、さらに高温高圧のガス冷媒となって再び室内
熱交換器１１に送られる。

【００４６】以上説明したように、本実施形態のＧＨＰ
では、暖房運転時に外気温や室内負荷が変動し、室外熱
交換器３１で外気から回収する熱量に過不足が生じて
も、圧縮機３３の吸入側の冷媒過熱度に応じて三方弁３
８の開度を調整することで、水熱交換器３２でエンジン
冷却水から回収する熱量を前記過不足に応じて増減させ
ることができるため、前記変動に対して追従性の高い能
力調整を行うことができる。よって、低外気温時におけ
る暖房フィーリングの低下を防止するとともに、高外気
温時における過負荷運転をも防止することができる。

【００４７】次に、本発明の第二の実施形態について、
図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係
るＧＨＰの要部を示す冷媒回路図であり、同図中、符号
１１０は二方弁、１１１は外気温を検出するセンサ、１
１２は二方弁１１０の開度調整を行う制御部を示してお
り、その他の要素については図１〜図３に示す要素と機
能を同じくするため、同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００４８】本実施形態のＧＨＰは、室外熱交換器３１
と水熱交換器３２とが並列状態に設けられている点で前
述の第一実施形態と構成を同じくするが、並列回路部３
０ａの水熱交換器３２よりも四方弁３５側には二方弁１
１０が設けられていて、この二方弁１１０が外気温によ
って開閉されることを特徴としている。

【００４９】すなわち、本実施形態では、並列回路部３
０ａ、二方弁１１０、センサ１１１および制御部１１２
が調整機構を構成していて、センサ１１１で検出した外
気温が一定の温度（例えば、７℃）以下である場合に
は、制御部１１２から二方弁１１０に開放指令が発せら
れ、二方弁１１０を開とする。また、外気温が７℃を越
えている場合には、二方弁１１０が閉となる。

【００５０】以上説明したように、本実施形態のＧＨＰ
では、外気温の変動に応じて二方弁１１０の開度を調整
することで、水熱交換器３２でエンジン冷却水から冷媒
に回収させる熱量を適宜増減させることができるため、
前記変動に対して追従性の高い能力調整を行うことがで
きる。

【００５１】次に、本発明の第三の実施形態について、
図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係
るＧＨＰの要部を示す冷媒回路図であり、同図中、符号
１２０，１２１，１２２は二方弁、１２３はセンサ、１
２４は二方弁１２０，１２１，１２２の開度調整を行う
制御部、１２５，１２６はバイパス回路部を示してい
る。なお、その他の要素については、図１〜図３に示す
要素と機能を同じくするため、同一の符号を付して説明
を省略する。

【００５２】本実施形態のＧＨＰは、室外熱交換器３１
と水熱交換器３２とが直列状態に設けられている点で前
述の各実施形態と構成を異にしている。すなわち、水熱
交換器３２は、室外熱交換器３３と四方弁３５との間に
設けられている。さらに、本実施形態のＧＨＰには、暖
房運転時に室内熱交換器１１から送り込まれてきた冷媒
が、これら各熱交換器３２，３３を流通することなく迂
回させられるパイパス回路部１２５，１２６を備えてい
る。

【００５３】これら二方弁１２０，１２１，１２２、セ
ンサ１２３、制御部１２４およびバイパス回路１２５，
１２６は本実施形態における調整機構を構成していて、
これら二方弁１２０，１２１，１２２は、センサ１２３
からの信号に応じて制御部１２４から発せられる指令に
基づき開度調整がなされる。このセンサ１２３として
は、第一実施形態のように圧縮機吸入側の冷媒過熱度を
検出したり、第二実施形態のように外気温を検出する構
成のものが採用される。

【００５４】本実施形態では、例えば、外気温が高温で
ある場合（便宜上、ケース１と称する）には、室外機ユ
ニット３１で充分な熱回収が行え、水熱交換器３２での
熱回収は不要であるから、二方弁１２０を開放して二方
弁１２１を閉塞することによって室外熱交換器３１に冷
媒を流通させる一方で、二方弁１２２を閉塞して水熱交
換器３２をバイパスさせる。

【００５５】また、外気温が低温である場合（ケース
２）には、室外機ユニット３１では充分な熱回収が行え
ず、水熱交換器３２での熱回収を必要とするため、前記
ケース１の場合と同様に二方弁１２０を開放して二方弁
１２１を閉塞することによって室外熱交換器３１に流通
させるとともに、二方弁１２２も開放して水熱交換器３
２に冷媒を流通させることで回収すべき熱を補充する。

【００５６】さらに、外気温が極低温（例えば、約−２
０℃）である場合には、室外機ユニット３１では充分な
熱回収が行えないだけでなく、逆に外気に熱を放出して
しまうことがあるため、水熱交換器３２のみによる熱回
収が必要になる。このため、前記ケース１とは逆に、二
方弁１２０を閉塞して二方弁１２１を開放することで室
外熱交換器３１への冷媒の流通を阻止した状態で、前記
ケース２と同様に二方弁１２２を開放して水熱交換器３
２のみに冷媒を流通させ、熱回収を行わせる。

【００５７】以上説明したように、本実施形態のＧＨＰ
では、外気温や室内負荷の変動に応じて二方弁１２０，
１２１，１２２の開度を調整することで、冷媒を室外熱
交換器３１のみ若しくは水熱交換器３２のみに流通させ
たり、これら熱交換器３１，３２の双方に流通させるこ
とで、エンジン冷却水および外気から回収する熱量を適
宜増減させることができるため、前記変動に対して追従
性の高い能力調整を行うことができる。

【００５８】なお、本実施形態では、室外熱交換器３１
および水熱交換器３２のいずれをもバイパス可能な構成
について説明したが、前記のような極低温下での使用を
想定しなければ、水熱交換器３２のみをバイパス可能に
するだけにとどめ、室外熱交換器３１をバイパスさせる
バイパス回路１２５をなくしてしまうことも可能であ
る。

【００５９】かかる構成では、室外熱交換器３１で充分
な熱回収が行えなくても、水熱交換器３２で熱を補充で
きるため、低外気温時における暖房フィーリングの低下
を防止しつつ低コスト化を図ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏することができる。 （ａ）請求項１記載の室外機ユニットにおいては、暖房
運転時に外気温や室内負荷の変動に伴って室外熱交換器
で外気から回収する熱量に過不足が生じても、室外熱交
換器あるいは水熱交換器のいずれか一方との間で冷媒に
熱交換を行わせたり、双方との間で適宜の割合で熱交換
を行わせることができるため、前記変動に対して追従性
の高い能力調整を行うことができる。

【００６１】（ｂ）請求項２記載の空気調和機において
は、外気温や室内負荷の変動に対して追従性の高い能力
調整を行うことができるため、低外気温時における暖房
フィーリングの低下を防止するとともに、高外気温時に
おける過負荷運転をも防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施形態を示す冷媒回路図で
ある。

【図２】 図１に示す室外機ユニットの縦断面図であ
る。

【図３】 図１に示す室外機ユニットの横断面図であ
る。

【図４】 本発明の第二の実施形態を示す冷媒回路の要
部拡大図である。

【図５】 本発明の第三の実施形態を示す冷媒回路の要
部拡大図である。

【図６】 従来の空気調和機における冷媒回路の一例を
示す要部拡大図である。

【符号の説明】

１０ 室内機ユニット １１ 室内熱交換器 １２ ファン ２０ 室外機ユニット ３１ 室外熱交換器 ３２ 水熱交換器 ３３ 圧縮機 ４１ ガスエンジン

フロントページの続き (72)発明者 川口 三郎 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番 地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室
   外熱交換器と、ガスエンジンにより駆動されて高温高圧
   のガス冷媒を吐出する圧縮機と、前記ガスエンジンの冷
   却に供されたエンジン冷却水と冷媒との間で熱交換を行
   わせる水熱交換器と、前記室外熱交換器との間で熱交換
   を行わせる冷媒量および前記水熱交換器との間で熱交換
   を行わせる冷媒量の少なくとも一方を調整する調整機構
   とを備えることを特徴とする室外機ユニット。
2. 【請求項２】 冷媒と外気との間で熱交換を行わせる室
   外熱交換器と、ガスエンジンにより駆動されて高温高圧
   のガス冷媒を吐出する圧縮機と、前記ガスエンジンの冷
   却に供されたエンジン冷却水と冷媒との間で熱交換を行
   わせる水熱交換器と、前記室外熱交換器との間で熱交換
   を行わせる冷媒量および前記水熱交換器との間で熱交換
   を行わせる冷媒量の少なくとも一方を調整する調整機構
   とを具備してなる室外機ユニットと、 室内から空気を吸入し吹出口から吹き出させるファン
   と、前記室外機ユニットから供給された冷媒と前記ファ
   ンで吸入した空気との間で熱交換を行わせる室内熱交換
   器とを具備してなる室内機ユニットとを備えることを特
   徴とする空気調和機。