JPS61190263A - エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、天然ガスや石油等全熱源とする内燃機関（エ
ンジン）＋Ｃよって圧縮＆’に駆動してヒートポンプ冷
暖房運転やヒートポンプ給湯加熱を行なうエンジン駆動
し−トポンプ装置に関するものである。

従来の技術 第２図に、従来のエンジン駆動ヒートポンプ装置の構成
図を示している。

同図において、１′は排ガス熱交換器２′ヲ肩するエン
ジン、ゴは排ガスの吐出マフラ、４′はエンジン１′全
始動させるスタータ、５′はエンジン１によシ駆動され
る圧縮機、６′は四方弁、７ａ′は室外ファン、７　ｂ
’は室外熱交換器、８′は減圧器、９ｂは室内熱交換器
、９　ａ’は室内ファンで、これら全順３ベーノ 次連結して冷暖ヒートポンプ回路Ａ’に構成し、この冷
暖ヒートポンプ回路Ａ′から、電磁弁１７ａｉ介して冷
媒回路を分岐し、蓄熱槽１１′内の流体１２”ｌｃ’Ａ
媒の凝縮熱で熱交換する加熱器１３′ヲ有するヒートポ
ンプ給湯回路Ｂｉ構成している。そして前記エンジン１
は排ガス熱交換器２に冷却水をポンプ１９′により循環
させて排熱を回収し、蓄熱槽１１′内の流体１２′と熱
交換して加熱する排熱器１４′ヲ有する排熱回収回路ｃ
ｔ構成している。

１５′ハラジエータであり、室外熱交換器７ｂと風の流
れに対し直列に設けられ、室外ファン７ａにより送風冷
却し、この排熱回収回路Ｃ中で排熱器１４とエンジン１
′との間に排熱器１４′の下流、側に歩 三方電磁弁１６′を介して可動に挿入されている。

これはエンジン１′のオーバーヒートヲ防止するための
もので、蓄熱槽１４′内の流体と熱交換しない程、流体
１２′の湿度が上昇し、そしてエンジン１′を冷却すべ
き冷却水の温度が上昇した場合に水用三方弁１６′ヲ切
換えて冷却媒体をラジェータ１５側に流してエンジン１
′や排ガス熱交換器２′から回収した排熱を大気等に放
熱する。

発明が解決しようとする問題点 この上うな従来のエンジン駆動ヒートポンプ装置（例え
ば、特開昭５６−３０５６８号公報と近い構成の装置）
は、冷却水がある温度以上の時、エンジン排熱を丁てる
べくラジェータ１５が作動するが、この構成である以上
、ラジェータ１５′が別個に必要となり部品点数増加に
よるコスト上昇という結果をまねいていた。

また、室外ファン７ａは室外熱交換器７ｂとラジェータ
１５を直列に通風するため、ラジェータ１５′の通風抵
抗分だけ余分にファン動力が必要であり、ラジェータ１
５が作動していない時もファン動力は減少せず、省エネ
ルギ性が低下する等の欠点を有していた。

本発明は、上記従来の欠点を除去するもので、排熱回収
回路中に、冷媒加熱器を設け、冷暖ヒートポンプ回路中
に冷媒ポンプを設は冷媒加熱器と結び、冷媒を圧縮機吐
出側へ退す冷媒加熱回路全構成することで、暖房運転時
に冷媒ポンプを作動５ベーン させて、冷媒回路効率の向上と、冷房運転時に冷却水が
所定温度以上になった時に、冷媒ポンプを作動させ、室
外熱交換器からエンジンの熱をすてるもので、ラジェー
タを除去しようとするものである。また、ラジェータ除
去手段と暖房能力への排熱回収手段とを兼用し機能向上
をはかると共に、冷房運転時にラジェータと同じ機能を
発揮する場合にも冷媒回路効率の低下を最少限にとどめ
る手段を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、エンジンと、前記
エンジンにより駆動される圧縮機、四方弁、室外熱交換
器、減圧器、室内熱交換器、凝縮液液だめ器を順次連結
した冷暖ヒートポンプ回路と、前記冷暖ヒートポンプ回
路から電磁弁を介して分岐させ蓄熱槽内の流体を冷媒の
凝縮熱で加熱する加熱器を有するヒートポンプ給湯回路
と、前記エンジンの排ガス熱交換器に冷却水をポンプに
より循環して排熱を回収し、排熱を前記蓄熱槽内の流体
と熱交換する排熱器を有する排熱回収回路６ページ とを設け、その排熱回路中に前記排熱器の下流側に、冷
媒側へ排熱を与える冷媒加熱器を設け、前記冷暖ヒート
ポンプ回路中に、前記凝縮液液だめ器の下流側に冷媒ポ
ンプ、冷媒加熱器を経由し、逆止弁を介して圧縮機の吐
出側に連通させた冷媒加熱回路を設け、暖房運転時に前
記冷媒ポンプを動作させ、前記エンジン排熱を暖房に利
用するのみならず、冷房運転時、前記冷却水が所定湿度
以上になった時に冷媒ポンプを動作させて過剰な前記エ
ンジン排熱を前記室外熱交換器から放熱する機能を設け
たものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって暖房運転時に排熱器での
熱回収量が減少すｎばその余剰分を冷媒加熱器で回収し
、暖房能力の向上に使用する事や、冷房運転時には前述
の余剰分を室外熱交換器で放熱する。その結果、従来の
ラジェータは除去され、室外ファンのファン動力は増加
する必要が無い。

また、冷却水は排熱器を通過した後に冷媒加熱器に流入
するため、冷房時でも真の余剰排熱のみが７ページ 室外熱交換器で放熱され、室外熱交換器の放熱負荷増加
による冷媒回路の高圧上昇も必要最小限となり、冷媒回
路効率低下も最小限にとどめる事ができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図に沿って説明す
る。

同図において、１は排ガス熱交換器２を有するエンジン
、３は排ガスの吐出マフラ、４はエンジン１を始動させ
るスタータ、５はエンジン１により駆動される圧縮機、
６は四方弁、７ａは室外ファン、７ｂは室外熱交換器、
８ａは室内ファン、８ｂは室内熱交換器、９は凝縮液液
だめ器、１２は暖房用減圧器、１１は冷房用減圧器、１
３ａは暖房時開の電磁弁、１４は冷房時開の電磁弁、１
３ｂは冷房時通過可の逆止弁、１５は暖房時通過可の逆
止弁であり、こむらを順次連結して冷暖ヒートポンプ回
路Ａ全構成し、この冷暖ヒートポンプ回路へから、ヒー
トポンプ給湯運転時開の電磁弁１６ａｋ介して冷媒回路
を分岐し、蓄熱槽２４内の流体２５を冷媒の凝縮熱で熱
交換する加熱器１７を有するヒートポンプ給湯回路Ｂｅ
構成している。ここで１８はヒートポンプ給湯運転時の
減圧器であり、１９，１６ｂはそｔぞれ冷媒の流れ方向
全固定する逆止弁である。そして、前記エンジン１と排
ガス熱交換器２に冷却水をポンプ２３によ＃）循環させ
て排熱を回収し、蓄熱ＰＡ２４内の流体２５と熱交換し
て加熱する排熱器２２を有する排熱回収口２４ｃ２構成
している。この排熱回路中に、排熱器２２の下流側に、
冷媒側へ排熱を与える冷媒加熱器２０を設け、前記冷媒
ヒートポンプ回路中に、前記凝縮液液だめ器９の下流側
に冷媒ポンプ１０を設け、その下流側に、冷媒加熱器２
０を経由して、逆止弁２１を介して圧縮機６の吐出側に
連通させる冷媒加熱同ｌ路を設ける。

この逆止弁２１は冷媒ポンプ１０の吸入側に設けてもよ
い。

以上の構成において、その１１作を説明すると、ヒート
ポンプ運転時は、先ずスタータ４でエンジン１を始動さ
せて圧縮様５を駆動させ、冷暖房給９ページ 湯運転に応じて四方弁６を切換え、冷暖ヒートポンプ回
路ＡＩＣおいて冷房時は冷媒（図示せず）を矢印実線の
如く流して室外熱交換器７ｂを凝縮器となし、室内熱交
換器ａｂｉ蒸発器として作用させる。室外熱交換器７ｂ
を出た冷媒は電磁弁１４を通り、液だめ器９に一部凝縮
液がたまるが、次に冷房用減圧器１１を経由して室内熱
交換器８ｂへ流ｎ、逆止弁１３ｂｋ経由し、最終的に圧
縮機１へもどる。

暖房運転時は逆に冷媒を矢印点線の如く流して室外熱交
換器７ｂを蒸発器となし、室内熱交換器８ｂを凝縮器と
して作用させ、電磁弁１３ａｉ通過し室内熱交換器８ｂ
を流出した冷媒は逆止弁１５を通り、液だめ器９に一部
凝縮液がたまるが、次に暖房用減圧器１２を経由して室
外熱交換器７ｂへ流入していく。

１７で凝縮して流れ、逆止弁１９、給湯用減圧器１０ベ
ーノ １８を経由して室外熱交換器７ｂで蒸発する。冷暖ヒー
トポンプ運転、ヒートポンプ給湯運転いずｎの場合もエ
ンジン１を運転させているので同時に排熱回収回路Ｃを
利用することによって、エンジン１及び排ガス熱交換器
２１Ｃポンプ２３ＩＣより冷却水（図示せず）ヲ流して
排熱を回収して、排熱器２２で蓄熱槽２４内の流体２５
を加熱した後、冷媒加熱器２０を経由してポンプ２３に
吸入される。

ヒートポンプ暖房運転時に、冷媒ポンプ１０を動作させ
ると液だめ器９にたまった凝縮液が冷媒加熱回路に流れ
出し、冷媒加熱器２０でエンジン排熱を冷媒が回収し、
高圧ガス状となった冷媒が逆止弁２１を介して圧縮機５
の吐出側へ返される。

そして圧縮機５より吐出された冷媒と混合されて室内熱
交換器８ｂへ流れ、エンジン排熱の一部が冷媒を介して
暖房に与えられるために暖房運転時の冷媒回路効率が同
士する。

さらに、一般にヒートポンプ給湯回路Ｂの加熱器１７で
加熱できる流体２５の温度は、冷媒の圧１１　ページ 力条件より５５°Ｃ程度であるが、排熱回収回路Ｃにお
ける排熱器２２で得らｎる流体２５の温度は８５〜９０
°Ｃ程度である。そして加熱器１７で加熱された流体２
５は、排熱器２２でさらに加熱さねるようになっている
。ここで冷房運転時、排熱回収回路Ｃにおいて、蓄熱槽
２４内の流体２５の温度が上昇してくると排熱器２２に
て冷却水が流体２５と熱交換しに＜＜すり、さらに排熱
器２２人口の冷却水温度が上昇する。そしてエンジン１
に戻る冷却水温度がある設定値を越える場合には、冷媒
ポンプ１０を動作させて凝縮液を送り、冷媒加熱器２０
で、エンジン排熱により気化させてその高圧ガス状の冷
媒を圧縮機５の吐出ガスと混合して、室外熱交換器７ｂ
で凝縮熱としてすてる。

この時、室外熱交換器７ｂの放熱負荷は冷媒加熱器２０
で冷媒に与えらｔた熱量の分だけ増加する。この結果、
冷媒回路の凝縮圧力は上昇し、冷媒回路効率は低下する
。しかし、冷却水は蓄熱槽２４内の排熱器２２全通過し
た後に冷媒加熱器２０に流入するため、常に流体２５と
熱交換し冷媒加熱器２０の入口温度は低下し、前述の放
熱負荷を減少させ、凝縮圧力の上昇による冷媒回路効率
の減少を必要最少限に押える。

この様に、室外熱交換器７ｂでエンジンの余剰熱をすて
る構成により、ラジェータが不必要にな９、部品点数の
減少をとおしてコストダウンがばか直る。つまり、冷媒
加熱回路を、暖房運転時の冷媒回路効率の向上のみなら
ず、冷房運転時の過剰なエンジン余剰熱の放熱にも冷媒
回路効率の低下を最小域に押えながらｉｌｌ用しようと
するものである。

発明の効果 以」二のように本発明は、エンジンと、前記エンジンに
よシ駆動される圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器
、室内熱交換器、凝縮液液だめ器全順次連結した冷暖ヒ
ートポンプ回路と、前記冷暖ヒートポンプ回路から電磁
弁を介して分岐させ蓄熱槽内の流体を冷媒の凝縮熱で加
熱する加熱器を有するヒートポンプ給湯回路と、前記エ
ンジンの排ガス熱交換器に冷却水をポンプにより循環し
て１３ページ 排熱全回収し、排熱を前記蓄熱槽内の流体と熱交換する
排熱器を有する排熱回路とを設け、その排熱回路中に前
記排熱器の下流側に、冷媒側へ排熱を与える冷媒加熱器
を設け、前記冷暖ヒートポンプ回路中に、前記凝縮液液
だめ器の下流側に冷媒ポンプ、冷媒加熱器を経由して圧
縮機の吐出側に連通させた冷媒加熱回路全段け、暖房運
転時に、前記液ポンプを動作させ凝縮液液だめ器より凝
縮液全冷媒加熱器に送シ、エンジン排熱を冷媒側で回収
し暖房に利用することで冷媒回路効率の向上による省エ
ネルギー化がはかれる。さらに、冷房運転時に前記冷却
水が所定温度以上になった時に冷媒ポンプケ動作させて
前述のように過剰なエンジン排熱を冷媒側で回収し室外
熱交換器で放熱することにより、ラジェータが不必要と
なり部品点数の減少によるコストダウンがはかれ、同時
に冷媒回路効率の低下全最少限に押える等種々の効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジン駆動ヒートポンプ装置　４　
ページ 置の一実施例を示す回路構成図、第２図は従来のエンジ
ン駆動ヒートポンプ装置の回路構成図である。 １・・・・・・エンジン、５・・・・・・圧縮機、６・
・・・・・四方弁、７ａ・・・・・・室外ファン、７ｂ
・・・・・・室外熱交換器、８ａ・・・・・室内ファン
、８ｂ・・・・・・室内熱交換器、９・・・・・・凝縮
液液だめ器、１１・・・・・・冷房用減圧器、１２・・
・・・・暖房用減圧器、１８・・・・・・ヒートポンプ
給湯用減圧器、１０・・・・・・冷媒ポンプ、１７・・
・・・・加熱器、２２・・・・・・排熱器、２０・・・
・・・冷媒加熱器、２４・・・・・・蓄熱槽、Ａ・・・
・・・冷暖ヒートポンプ回路、Ｂ・・・・・・ヒートポ
ンプ給湯回路、Ｃ・・・・・・排熱回収回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンと、前記エンジンにより駆動される圧縮機、四
   方弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器、凝縮液液
   だめ器を順次連結した冷暖ヒートポンプ回路と、前記冷
   暖ヒートポンプ回路から電磁弁を介して分岐させ蓄熱槽
   内の流体を冷媒の凝縮熱で加熱する加熱器を有するヒー
   トポンプ給湯回路と、前記エンジンの排ガス熱交換器に
   冷却水をポンプにより循環して排熱を回収し、排熱を前
   記蓄熱槽内の流体と熱交換する排熱器を有する排熱回路
   とを設け、その排熱回路中に前記排熱器の下流側に、冷
   媒側へ排熱を与える冷媒加熱器を設け、前記冷暖ヒート
   ポンプ回路中に、前記凝縮液液だめ器の下流側に冷媒ポ
   ンプ、冷媒加熱器を経由して圧縮器の吐出側に連通させ
   た冷媒加熱回路を設け、さらに暖房運転時には前記冷媒
   ポンプを動作させ、前記エンジン排熱を暖房に利用する
   とともに、冷房運転時に、前記冷却水が所定温度以上に
   なった時に前記冷媒ポンプを動作させて前記エンジンの
   余剰熱を前記室外熱交換器から放熱する手段を設けたエ
   ンジン駆動ヒートポンプ装置。