JPS6033459A - ヒ−トポンプ式冷凍装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷媒圧縮機をエンジンで駆動して冷暖房運転を
行なうヒートポンプ式冷凍装置に関する。

（ロ）従来技術 エンジンで冷媒圧縮機を駆動させて冷暖房運転を行ない
、且つ冬期暖房運転時に外気温低下により熱源側熱交換
器に着霜が生じると、エンジンの排熱水を熱源側熱交換
器と並設された放熱器へ送り込んでこの放出熱に、ｒっ
で熱源側熱交換器を除霜することは既に知られている。

しかしながら、この除霜方式では放熱器で熱源側熱交換
器を外方から加熱して除霜するものであった為、熱源側
熱交換器のフィン表面の箱は除去できてもフィンの奥の
霜までは除去しに（く、除霜を完全に行なえない欠点を
有していた。

（ハ）発明の目的 本発明は除霜運転時に熱源側熱交換器を高温高圧冷媒で
内部から加熱して霜残りをなくし、且つこの除霜運転中
、室内に冷風が吹き出ないヒートポンプ式冷凍装置を提
供することにある。

に）発明の構成 本発明はエンジンで駆動される圧縮機を利用側熱交換器
、減圧素子、熱源側熱交換器の冷媒管路と四方切換弁を
介１．て連結したヒートポンプ式冷媒回路において、こ
の冷媒管路の高圧液管より分岐した分岐管路に補助減圧
素子とエンジンの排熱回収用の熱交換器とを順次介在さ
せてこの分岐管路の他端を熱源側熱交換器の除霜運転時
に低圧となる圧縮機の冷媒吸込側に連結し、この除霜運
転時に熱源側熱交換器からの凝縮液冷媒を前記分岐管路
に切り換え導入する切換弁を設けてヒートポンプ式冷凍
装置を構成したものである。

斯かる構成により、冬期暖房運転時、外気温が圧縮機か
らの高温高圧の吐出冷媒を熱源側熱交換器に送り込んで
この熱交換器を内部から加熱して除霜を行ない、ここで
凝縮液化された冷媒を補助減圧素子で減圧させてエンジ
ンの排熱回収用の熱交換器で蒸発気化させた後、再び圧
縮機に戻すようにしたものである。

（ホ）実施例 本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、（１）は
下部に機械室（２）を、上部に熱交換室（３）を備えた
室外機、（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）は室内機で、切換キ
ット（５）を介して配管接続されている。

（６）はエンジン（７）で駆動される圧縮機、（８）は
冷暖流路切換用の四方切換弁、（９ａ）（９ｂ）（９ｃ
）は切換キット（５）により同時もしくは単独に冷媒が
流れ室内空気と室内ファン（１０ａ）（１０ｂ）（１０
ｃ）で夫々強制的に熱交換される利用側熱交換器、（１
１ａ　）（ｌｌｂ）（ＩＩＣ）は冷房用減圧素子、（１
２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）は暖房用逆止弁、０３）は
受液器、０４）は暖房用減圧素子、０句は冷房用逆１Ｆ
弁、１ｉ１ｉ１（１６１は室外空気と室外ファンａ？）
で強制的に熱交換される熱源側熱交換器、０唱まエンジ
ン（力及び圧縮機（６）からの発熱で温度上昇して機械
室（２）内にこもる熱を冷却する蒸発器、０！ｌは気液
分離器、翰はエンジン（７）の始動時に一時的に開（ア
ンロード用のバイパス弁、Ｃ？］）ＣＩ！２は冷暖房運
転時に開き、除霜運転時に閉じる第１、第２切換弁であ
る。

（２唱ま冷媒管路の高圧液管（２４）より分岐した分岐
管路で、除霜用の補助減圧素子Ｑ５）と、エンジン（７
）の排熱回収用の熱交換器０（ｉ）と、冷暖房運転時に
閉じ除霜運転時１ｃ開く第３切換弁Ｑ７）とを順次介在
させており、この分岐管路（ハ）の他端（財）を熱源側
熱交換器Ｑ６）Ｑ６）の除霜運転時に低圧となる圧縮機
（６）の冷媒−吸込側に連結している。

０ｇｌは補助減圧素子（ハ）のバイパス管路で、冷暖房
運転時に閉じ除霜運転時に開く第４切換弁■と、冷媒ポ
ンプ０１）と、流量調整弁Ｇ２とを介在させている。０
：１は暖房運転時に開く第１の弁、（財）は冷房運転時
に開く第２の弁、（ハ）（至）は夫々暖房及び冷房用の
補助減圧素子である。

一方、エンジン（７）の冷却水回路は破線で示すように
設けてあり、循環ポンプ０？）からの冷却水はエンジン
（７）の冷却部間とエンジン（７）の排気ガス熱交換器
０１とを並流して温度上昇した後、排熱回収用の熱交換
器（イ）と放熱器（４１（４０とに分配され三方弁（４
ηで合流して循環ポンプｔ３７）に戻されるようになっ
ている。尚、（４２１は自動空気抜弁、（４３は安全弁
、０４）は膨張タンク、　（４５１は排気ガスマフラー
である。

次に回路動作を説明する。暖房運転時は四方切換弁（８
）を実線状態に設定すると共に第１、第２切換弁（２１
）（２）を開、第３切換弁（５）を閉、第４切換弁（至
）を開、第１の弁０：ｌ）を開、第２の弁Ｃ１４）を閉
にしてエンジン（７）で圧縮機（６）を駆動すると、実
線矢印の如（圧縮機（６）から吐出された冷媒は四方切
換弁（８）より第１切換弁０１）、切換キット（５）を
経て利用側熱交換器（９ａ）（９ｂ）（９ｃ）を並流し
て凝縮液化した後、夫々暖房用逆止弁（１２ａ）（１２
ｂ）（１２ｃ）を経て切換キット（５）で合流する。然
る後、この高圧液冷媒は第２切換弁（２２を経た後、受
液器α■と第４切換弁団との二方向に分流され、受液器
側側に流入した一方の液冷媒は暖房用減圧素子Ｑ４）を
経て熱源側熱交換器ＱＥ９（１６）に流入しここで蒸発
気化した後、四方切換弁（８）、蒸発器Ｑｓ、気液分離
器（１１を順次弁して圧縮機（６）に吸入される。同時
に第４切換弁（至）側に流入した高圧液冷媒は冷媒ポン
プ０１）で圧送され流量調整弁０渇を介して排熱回収用
の熱交換器（イ）に送り込まれ、ここでエンジン（力の
高温冷却水で加熱されて気化した後、第１の弁（至）、
暖房用の補助減圧素子（ト）と流れ、この素子で四方切
換弁（８）からの圧縮機（６）の吐出冷媒と同じ圧力ま
で減圧された後、合流し、再び利用側熱交換器（９ａ）
（９ｂ）（９ｃ）に流入する。

このように暖房運転時では、圧縮機（６）からの吐出冷
媒を凝縮液化する行程と排熱回収用の熱交換器（２６）
からの流出冷媒を凝縮液化する行程とが利用側熱交換器
（９ａ）（９ｂ）（９ｃ）で同時に行なわれ、後者の行
程が追加された分だけこの利用側熱交換器からの放熱量
が増え、暖房能力をあげることができる。

又、各室内機（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）の暖房負荷が減
ったり、切換キット（５）で冷媒の流れを切り換えて室
内機（４ａＸ４ｂ）（４ｃ）の運転台数が減り高圧液管
０４）中の冷媒圧力が高くなると、この圧力を検出して
流量調整弁Ｃ３３が絞られ熱交換器（ホ）への冷媒流入
量を減らして高圧圧力が異常に上昇するのを防止してい
る。併せてこの熱交換器ＣＩ！６）の冷媒出口箇所の冷
媒圧力を検出して三方弁（４１）を比例制御し、この圧
力が低いとエンジン（７）の高温冷却水を熱交換器（イ
）側へ、逆に圧力が高いと放熱器四側へ多く流すように
調節している。

この暖房運転中、外気温の低下により熱源側熱交換器（
ＩＦ５（１６）　Ｋ　Ｍ　ＩＩＩが生じると、四方切換
弁（８）を破線状態に切り換えると共に第１、第２切換
弁（２１）（社）を閉、第３切換弁（財）を開、第４切
換弁（ト）を閉、第１、第２の弁Ｃ（３）Ｃ３４）を閉
にすると、圧縮機（６）からの吐出冷媒は四方切換弁（
８）を介して熱源側熱交換器（１６）０６）に流入し、
ここで凝縮液化する時の凝縮熱でこの熱源側熱交換器を
内部から加熱して霜を除去する。然る後、この凝縮液冷
媒は冷房用逆止弁（１５１゜受液器０３）を経た後、除
霜用の補助減圧素子（イ）で減圧され、排熱回収用の熱
交換器（ホ）で高温のエンジン（７）冷却水と熱交換さ
れて蒸発気化ｌ〜だ後、第３切換弁（５）、四方切換弁
（８）、蒸発器ａｇＪ、気液分離器（１！Ｊを順次弁し
て圧縮機（６）に吸入される。

又、冷房運転時は四方切換弁（８）を破線状態に設定す
ると共に第１、第２切換弁０１）Ｃ２２１を開、第３切
換弁（５）を閉、第４切換弁−を開、第１の′弁（ハ）
を閉、第２の弁０４）を開にすると、圧縮機（６）から
の吐出冷媒は四方切換弁（８）−熱源側熱交換器α６）
αｅ−冷房冷房用逆止弁−受液器峙と流れた後、第２切
換弁（２湯と第４切換弁−との二方向に分流される。そ
して第２切換弁■側に流入した一方の高圧液冷媒は切換
キット（５）−冷房用減圧素子（ｌｌａ）（ｌｌｂ）（
ｌｌｃ）　−利用側熱交換器（９ａ）（９ｂ）（９ｃ）
−切換キット（５）−第１切換弁０１）−四方切換弁（
８）−蒸発器０樽−気液分離器Ｏ１を介して圧縮機（６
）に吸入される。同時に第４切換弁（至）側に流入した
高圧液冷媒は冷媒ポンプ０１）−流量調整弁０３−熱交
換器（ハ）−第２の弁（ロ）−冷房用の補助減圧素子（
至）と流れ、この素子で四方切換弁（８）からの圧縮機
（６）の吐出冷媒と同じ圧力まで減圧された後、合流し
、再び熱源側熱交換器ａｅ　（１６）に流入する。

このように冷房運転時では、熱交換器（ホ）で発生する
蒸発潜熱で高温のエンジン（７）冷却水が冷却されると
共に、逆に加熱されて気化した冷媒は熱源側熱交換器ａ
■ｅで凝縮液化されており、高温のエンジン（７）冷却
水が熱源側熱交換器ａＱ（Ｉｅを活用して冷却される分
だけ放熱器−の容量を小さくすることができる。

（へ）発明の効果 本発明はエンジンで圧縮機を駆動するヒートポンプ式冷
凍装置において、この冷媒管路の高圧液管より分岐した
分岐管路にエンジンの高温冷却水と熱交換される排熱回
収用の熱交換器を設けてこの熱交換器を熱源側熱交換器
の除霜用熱源として用いたので、除籍時、熱源側熱交換
器を圧縮機の高温吐出冷媒で内部から加熱して確実に霜
を除去でき、且つ凝縮した液冷媒を排熱回収用の熱交換
器でエンジンの高温冷却水により蒸発促進させて除霜効
率を高めることができる。しかも、利用側熱交換器を除
霜用熱源として用いる一般の逆サイクル（冷房サイクル
）除霜運転と異なり、室内に冷風が吹き出るこ尼もない
。

併せて、上記実施例の如くこの排熱回収用の熱交換器を
暖房時の補助熱源や冷房時のエンジン冷却源として兼用
すれば多機能を有しながらも装置全体をコンパクトに抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の実施例を示すヒートポンプ式冷媒回
路図である。 （６）・・・圧縮機、　（７）・・・エンジン、　（８
）・・・四方切換弁、（９ａ）（９ｂ）（９ｃ’）・・
利用側熱交換器、（１１ａ）（１１ｂ）（ｌｌｃ）、（
１４）　・・・減圧素子、　Ｑ６）−・・熱源側熱交換
器、　０１）（ハ）」１・・切換弁、　（ハ）・・・分
岐管路、　ｅ４）・・・高圧液管、　（ハ）・・・補助
減圧素子（除霜用）、　（イ）・・・熱交換器（排熱回
収用）、　（ハ）・・・他端（分岐回路） 出願人　三洋電機株式会社　外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンで駆動される圧縮機を利用側熱交換器、
   減圧素子、熱源側熱交換器の冷媒管路と四方切換弁を介
   して連結したヒートポンプ式冷媒回路において、この冷
   媒管路の高圧液管より分岐した分岐管路に補助減圧素子
   とエンジンの排熱回収用の熱交換器とを順次介在させて
   この分岐管路の他端を熱源側熱交換器の除霜運転時に低
   圧となる圧縮機の冷媒吸込側に連結し、この除霜運転時
   に熱源側熱交換器からの凝縮液冷媒を前記分岐管路に切
   り換え導入する切換弁を設けたことを特徴とするヒート
   ポンプ式冷凍装置。