JPS6042564A

JPS6042564A - ハイブリッド式冷房装置

Info

Publication number: JPS6042564A
Application number: JP12361183A
Authority: JP
Inventors: 弘夫嶋田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1983-07-07
Filing date: 1983-07-07
Publication date: 1985-03-06

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】本発明は、主としてバス中両用に適合するハイブリッド
式冷房装置に関するものである。

バスに使用する冷房装置としては、例えば月田誌「冷凍
空調技術−８２−１１月号＋（ＰＩ３）にみられるよう
に、蒸気圧縮式冷凍１１イクル４−用いるのが一般的で
ある。蒸気圧縮式冷凍リイクルでは直結式とナブエンジ
ン式があるが、直結式では、Ｉｆ縮機などを走行用のメ
インエンジンで駆動するため、消費電力の増大をまねき
、車両側に負担をかけるとともに、メインエンジンとの
構造的かねあいで、スペース的にも形状的にも大ぎな制
約を受番」る。また、９１１２２２式にあっては、サブ
エンジンの排気ＩＢが約２０００ｃｃ稈疫にもなり、■
・レジン１ノ１気ガス公害の対策が必要であり、ｌＡ音
公害の点にも問題がある。

そこで例えば、特開１１０５２　１３３６３１号公報も
Ｃ載のように吸収式冷凍ゆイクルも採用されるようにイ
ｆつだ。ここでは、メインエンジン冷却水のｌｊｌ熱を
利用し−（吸収式冷凍サイクルを作動ざＵるとともに、
冬期には、渇水を暖房として利用するようにしでいる。

［）かし、このように、メインエンジンの渇水を用いた
吸収式凍サイクルにあっては、近年、騒音減少のため駐
車場にお（）るメインエンジン運転を禁ＩＦする傾向か
ら、加熱エネルギーが不足して十分冷房機能を果さない
という問題がある。また、メインエンジン始動前および
暖機運転時は、とくにエンジン冷却水４痩が低いため、
加熱は予熱器に依ＴＩ’−４６率が極めて高い。このた
め、予熱器の能力は相当大きなものが要求され、スペー
ス、型間、燃費などの点で実用的でない。

本発明は、上記事情にもどづいてなされたもので、省エ
ネルギーで低騒音であり、バス車両用に採用して非常に
有利なハイブリッド式冷房装置を提供しようとり−るも
のである。

寸なわち、本発明は、小型１１ブエンジンなどを用い蒸
気圧縮式冷凍サイクルを作動し、これにより１１１られ
る冷媒の凝縮熱を熱源として、吸収式冷凍サイクルを作
動させ、−１二記蒸気圧縮１（冷凍り・イクルによる冷
房効果に加えて吸収式冷凍サイクルによる冷房効果を発
揮させるのである。

この目的を達成するため、本発明は、エンジンによりコ
ンプレッサを駆動し、凝縮器、レシーバ。

膨張弁、蒸発器で冷凍号イクルを構成するものにおいで
、冷媒と吸収剤との混合溶液を加熱して冷Ｉｓを蒸発気
化させる発生器と、この発生器からの冷媒蒸気を凝縮さ
「る凝縮器と、この凝縮器で凝縮した冷媒を断熱膨張さ
せる蒸発熱により冷房作用を行なう蒸発器と、この蒸発
器で蒸発した冷媒を吸収剤に吸収させると共に、この冷
媒と吸収剤との混合溶液を上記発生器に送る吸収器とを
具備してなり、上記発生器での混合溶液の加熱は、上記
冷凍サイクルで放出される熱Ｌネルギーによって行なう
ことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。第１図にみられる実施例から先ず３１明する。ここ
で、サブエンジン１を用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルは
、公知のように、上記サブ１ンジン１により駆動される
コンプレッサ２．レジ。

−バ３．膨張弁４．蒸発器５．凝縮１！Ｉ６よりなる１
」イクル回路を持っており、上記凝縮器６は、吸収式冷
凍サイクルの発生器７内に配置され、上記発生器７内に
ある冷媒と吸収剤との混合溶液と熱交換される。上記吸
収式冷凍サイクルは、上記発生器１からの冷媒蒸気を凝
縮させる凝縮器８と、この凝縮器８で凝縮した冷媒を断
熱膨張させるための膨張弁９．蒸発器１０と、この蒸発
器１０で蒸発した冷！６１蒸気を吸収剤に吸収させる吸
収器１１とを具備している。イ」）°（、上記蒸発器５
および１０は並列され、共通するファン１０′でバス車
両内冷房を果すようになっている。また、凝縮器８およ
び吸収器１１は、ぞれぞれファン８′および１１′で空
ンθ２きれるよ゛）になっている。

なお、この実施例では、吸収器１１からポンプ１２によ
って発生器１へ冷媒を吸収した吸収剤溶液を送る時、発
生器７から吸収器１１へ戻される高温の溶液どの間で熱
交換を行ない熱効率を高めるために、溶液熱交換器１３
が用意されている。なお、この吸収式冷凍サイクルでは
、例えば、冷媒どして水、吸収剤として塩化リチュウム
を用いるとよい。

第２図は、バス車両への各要素の配防状況が示されてお
り、フレーム１４の中央にはサブエンジン１がＥＱ　ｃ
Ｊられ、フレーム１４の片側には、吸収器１１と凝縮器
８があり、各ファン１１′および８−は、上記−Ｌンジ
ン１で駆動される。ゆブ■ンジン１にはコンプレッサ２
が直結され、反対側には、エバポレータケース１５が設
【ノてあって、ここには、蒸発器５および１０があり、
ボールジヨイント１６を介してザブエンジン１でファン
１０−が駆動され、冷房空気を車内に取入れるようにな
っている。

このような冷房ユニツ１〜は、バス中休１１の床下に収
′６′装着される。

次に、上世装置の作動を説明する。冷房装装置の作動に
際しては、先ず、サブエンジン１が作動【ノて、＝１ン
プレッ１１２により蒸気Ｉ１縮１ｙイクルの冷媒が圧縮
され、：１ンプレツサ２より吐出し、凝縮器６．レシー
バ（リキッドタンク）３．膨張弁４を通って蒸発器５で
冷媒が蒸発気化して、冷房用空気を冷却する。冷媒はコ
ンプレッサ２へと戻り、１つの［１イクルを構成する。

凝縮器６では、冷媒番よ外部にｈり熱し、この熱エネル
ギーは、発生器７の溶液に吸収され、吸収剤溶液が加熱
して蒸発気化４る。この冷媒蒸気は凝縮器８でファン８
−により空冷されて凝縮し、例えば４０１１１１１８０
前後の圧力に保たれて水と／７る。この冷媒の水藝、１
、膨張弁９にて断熱１ａｊ　ＩＩＮ　サレル。蒸ｆｆ、
器１０Ｔ−ハ、７　ｎ＋１ｌ−Ｉ　０前後に圧力が保た
れており、断熱ＰＭ服された冷媒は約５℃前１艷の温度
に１蒸発する。

このため、ファン１０′により送風された空気は蒸発器
１０にて前記渇痕近辺まで冷却され、車内に送られる。

一方、蒸発した冷媒は、吸収器１１内の吸収剤に吸収さ
れ、このとき発生ずる吸収熱は冷１３１ツノ・ン１１゛
で空冷される。冷媒蒸気を多ｆ？ｋに吸収した吸収剤溶
液は、ポンプ１２により発生器７に圧送され、１つのサ
イクルを構成する。発生器７で冷媒が加熱蒸発すると、
吸収剤溶液は自重で再び吸収器１１内に戻るが、この際
、発生器１から吸収器１１に戻る高温の吸収剤溶液は、
熱交換器１３で低温の吸収剤溶液との間で熱交換される
。その結果、冷凍機としての熱効率を高められる。

第３図にみられる実施例では、発生器７にお（Ｊる冷媒
の蒸発は、号ブエンジン１の冷却水の放熱器１８をその
内部に配置し、更にト１ブＪンジン１の排気ガス放熱器
１９を内部に配置しており、その取付番プレベルは、そ
の渇麿の低いものから順に、発生器１の下部から上部へ
と配列されている。これによって、サブコーンジンの排
熱のほとんどが吸収式冷凍サイクルの熱エネルギーに利
用される。

バス車両の冷房装置は、子の蒸気１（線式冷凍＋Ｊイク
ルの凝縮温度が、一般に５０℃〜７０℃程疫であるから
、発生器７の最下段に位置される。また、１ンジン冷却
水はエンジン出口渇廉で８０℃〜９０℃であり、発生器
７の中段に位置される。また１、−ｒンジンリ［気温変
は数百℃なので、最上段に配置Ｊ９される。この場合に
は、発生器７にお４Ｊる水温が高く設定でき、冷媒蒸気
は凝縮器で１５１１１…１００Ｐｉ１度の圧力に保つこ
とができ、大きな冷房能力を得ることができる。

更に、第４図のよ−）に、エンジン冷却水のエンジン戻
り部に補助放熱器２０および送風ファン２１を５ｕ４Ｊ
、エンジンへ戻る温水の温度が高過ぎる場合には一ノア
ン２１を動かせ、水温を下げるとよい。そのための発生
器７へ供給する水温は、相当高くてムよく、吸収Ｈ７（
冷凍１１イクルの熱効率を向上できる。

また、エンジン排気管に分岐バルブ２２を設番プ、バル
ブの聞良を発生器７における吸収剤帽１こ応じてレンリ
゛２２ａの信号で開閉し、冷媒および吸収剤温匪の異常
高温を防１卜するとよい。

第５図のものは、蒸気圧°線式冷凍ゆイクルの排熱を用
いて吸収式冷凍リーイクルを作動さげる場合、１−記吸
収式冷凍り′イクルで蒸気圧縮式冷凍サイクルの高圧冷
媒を凝縮および過冷却するのに用もＸる４）の【・ある
。なお、図中符号２３はレシーバ３の下流に設けた過冷
却器である。

従来は、第６図の実線で示ずサイクルで作動するが、本
発明の実施例では、凝縮器は外部空気で冷ノ１０されて
いるため、凝縮温度が外気（ＪＩＳ条件で３５℃）以下
には下らないが、吸収式冷凍り＝イクルで蒸発温度を０
℃以下にすることも可能であるため、凝縮器６にお番プ
る冷媒の凝縮温度は、外気温よりはるかに下げられる。

換言ずれば、凝縮圧力が下がるため、コンプレッＩ７２
’？−の容積効率が増大し、冷媒流量が増加することに
なり、これだＬＪでも冷ｑ　ｒ＋ｈ力が増加する。また
、］コンプレッサの各種効率が上昇し、動力損失が少な
くなる。

また、過冷却器２３を備えるので、第６図のＪ：うに、
冷媒は（ｔｚ−ｆ２′’）だけ過冷却され、そのために
冷房能力は（ｉ３′ｊ、ＬＬ）だ番プ０し率向−■ニす
る。

本発明では加熱源としては、特にコンアン１Ｊ放熱を利
用するのみで（，１なく、エンジン冷Ｍ１水、エンジン
排気を用いることができる。

本、発明番よ、以上詳述したよ）に、吸収式冷凍りイク
ルの消費］ニネルギーの大部分は、エンジンの排熱、蒸
気圧縮式冷凍サイクルの排熱を回収することで得るため
に、従来の冷凍力式よりｂ極めて省エネルギーとなる。

また、吸収式冷凍サイクルぐ発生′Ｃきる冷房能力分た
り、蒸気圧縮式冷凍り。

イクルの発イ１冷房１１シカを減少できるので、エンジ
ンの出力を少な（でき、小型１ンジンの使用で軽ｈｌ化
、排気昂の削減、騒音の減少、省エネルギー＜＞どのメ
リットが４！ｔられる。とくにエンジンの小型化により
、現在困難どきねでいるバス車両におＩＪる低床化が容
易どなる。また、自己の動力でリイクルを形成できるの
で、メインエンジンの作動に無関係に充分な冷房能力が
得られ、メインエンジン始動前から■Ｉムー内冷房が達
成でき、プルダウンに要する時間が従来の吸収式に比べ
大幅に短縮できる。また、吸収式冷凍ＩＪ−イクルは、
蒸気斤縮式に化べて可動部が少ないので、全体としての
クーラー寿命を延長するメリッ１〜もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ず冷凍リイクル構成図、
第２図（よバス車両における概略配置平面図、第３図４
１いし第５図（まそれぞれ別の実施例の冷凍リイクル構
成図、第６図は過冷却による冷媒上り■−ル線図である
。１・・・＋ＪブＴンジン、２・・・」ンプレッサ、３・
・・レシーバ、４・・・膨張弁、５・・・蒸発器、６・
・・凝縮器、１・・・発生器、８・・・凝縮器、８″・
・・ファン、９・・・膨張弁、１０・・・蒸発器、１０
′・・・ファン、１１・・・吸収器、１１′・・・ファ
ン、１２・・・ポンプ、１３・・・熱交換器、１４・・
・フレーム、１５・・・エバポレータケース、１６・・
・ボールジヨイント、１７・・・バス車体、１８．１９
・・・放熱器、２゜・・・補助放熱器、２１・・・ファ
ン、２２・・・分岐バルブ、２２ａ・・・センサ、２３
・・・過冷却器。特許出願人　富士重工業株式会ネＩ代理人　弁理士　小　橋　信　浮量　弁理士　村　月　進第４図ル第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　エンジンによりコンプレツリーを駆動し、凝縮
器、レシーバ、膨張弁、蒸発器で冷凍サイクルを構成す
るものにおいて、冷媒と吸収剤との混合溶液を加熱して
冷媒を蒸発気化させる発生器と、この発生器からの冷媒
蒸気を凝縮さける凝縮器と、この凝縮器で凝縮（）た冷
媒を断熱膨張させる蒸発熱により冷房作用を行なう蒸発
器と、この蒸発器で蒸発した冷媒を吸収剤に吸収させる
と共に、この冷媒と吸収剤との混合溶液を上記発生器に
送る吸収器とを（（備してなり、上記発生器での混合溶
液の加熱は、十記冷凍１）イクルで放出される熱］−ネ
ルギーによって行なうことを特徴とするハイブリット式
冷房駅ｉＮ＋　Ｑ
（２）■−記発牛器での混合溶液の加熱は、冷凍サイク
ルにお（Ｊる複数の加熱源を、温度の低い順に発生器の
下側からＬ側へと順次配設したことを特徴とする特Ｗ［
請求の虻四糖１項記載のハイブリッド式冷房装置。