JPS6277570A - エンジン駆動式ヒ−トポンプ - Google Patents

エンジン駆動式ヒ−トポンプ

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JPS6277570A
JPS6277570A JP60218874A JP21887485A JPS6277570A JP S6277570 A JPS6277570 A JP S6277570A JP 60218874 A JP60218874 A JP 60218874A JP 21887485 A JP21887485 A JP 21887485A JP S6277570 A JPS6277570 A JP S6277570A
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JP
Japan
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engine
heat
heat exchanger
water
passage
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JP60218874A
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香川 忠温
佐藤 亨一
金尾 謙一
剛 吉田
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating 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)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

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、家屋や建物の冷暖房装置等に用いられるヒー
トポンプ装置で、特にヒートポンプ回路における冷媒加
圧用コンプレッサをエンジンにて駆動する構成としたヒ
ートポンプ装置に関する。
(従来技術) 従来から冷媒加圧用コンプレッサをエンジンにて駆動す
る構成としたヒートポンプ装置は、例えば実開昭59−
23070号公報に示されるごとく、種々提案されてい
る。ところで、かかる従来ヒートポンプ装置において、
メンテナンス性向上の観点からエンジン冷却用の冷却水
と、−ヒートポンプ回路側の熱負荷と熱交換する水とを
共用化しようとした場合、エンジン側の暖機性、温度調
節等の要求とヒートポンプ回路側の熱負荷の要求とが互
いに満足されなければ、エンジンの信頼性を確保するこ
とができない。
したがって、このようなヒートポンプ装置に採用される
エンジンとして、通常の車両用エンジンを大幅に変更す
ることなく転用するには、エンジン冷却水通路の構成に
工夫を施す必要がある。
(発明の目的) 本発明は、上記要請に応えるもので、エンジン冷却水と
、ヒートポンプ回路側の熱負荷との熱交換用水の共用化
を図りメンテナンス性を向上し、かつ通常の車両用エン
ジンを大幅に変更することなく転用しても、エンジン側
の要求とヒートポンプ回路側の要求を共に満足させるこ
とができエンジンの信頼性を確保し得るエンジン駆動式
ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、ヒートポンプ回路における冷媒加圧用コンプ
レッサをエンジンにて駆動する構成としたエンジン駆動
式ヒートポンプ装置において、ヒートポンプユニット側
の熱負荷と熱交換を行なう熱交換器と、循環水ポンプと
、エンジンの排気熱を回収する排気通路熱交換器と、エ
ンジン側のウォータポンプおよびウォータジャケットを
直列接続して冷却水通路を形成し、かつ上記エンジン排
気通路熱交換器より分岐し上記ウォータジャケットおよ
びエンジン側ウォータポンプをバイパスする通路を形成
したものである。
この構成により循環水ポンプの運転によりヒートポンプ
ユニット側の熱負荷と熱交換する熱交換器には常時冷却
水が流れるとともに、エンジン運転中においてはエンジ
ンの冷却の必要な程度に応じて冷却水がエンジン側のウ
ォータポンプによりエンジン排気通路熱交換器よりエン
ジン内のウォータジャケットに吸引されたエンジン内を
循環する流れと、循環水ポンプによりバイパス通路を介
してエンジン内のウォータジャケットをバイパスする流
れとに分配あるいは切替えられることにより、ヒートポ
ンプ回路の熱負荷の要求に応えつつ、エンジンの要求に
沿った@機促進あるいは温度調節を図り得るものである
(実施例) 第1図において、ヒートポンプユニット側システムへに
は、冷媒加圧用コンプレッサ1と、室内側熱交換器2と
、四方弁3と、膨張弁4と、室外側熱交換器(熱負荷)
5からなるヒートポンプ冷媒回路6が設けられ、また上
記室外側熱交換器5と後記熱交換器10に対する放熱フ
ァン7が設けられている。一方、エンジン側システムB
には、上記コンプレッサ1を駆動する出力軸8aを備え
たエンジン8が設けられ、このエンジン8の排気熱を回
収するとともに、この回収した熱を熱交換器10にて放
熱し、かつエンジンを冷却する冷却水通路9が設けられ
ている。そしてこの冷却水通路9は上記ヒートポンプユ
ニット側システムAの室外側熱交換′a5と熱交換を行
なう熱交換器10および循環水ポンプ11と、エンジン
側システムBにおけるエンジン8の排気熱を回収する熱
交換器12および排気マニホールドの外周を水通路で囲
む構成とした排気マニホールド熱交換器13からなるエ
ンジン排気通路熱交換器と、エンジン内のウォータポン
プ14と、エンジン8内のウォータジャケットと、サー
モスタット15が直列接続されることにより形成されて
いる。また、排気マニホールド熱交換器13から分岐し
て上記エンジン8内のウォータジャケットをバイパスす
る通路16も形成されている。
第2図は上記冷却水通路9およびバイパス通路16の配
列関係を示し、上記ヒートポンプユニット側の熱負荷と
の熱交換器10および循環水ポンプ11は、ヒートポン
プユニット側システムAに設けられ、またエンジン側シ
ステムBにおいて、ウォータポンプ14の下流にシリン
ダブロックのウォータジャケット17およびシリンダヘ
ッドのウォータジャケット18が位置し、これらを還流
する還流路19が形成されている。また、バイパス通路
16は排気マニホールド熱交換器13から分岐し、サー
モスタット15野下流側に接続されている。なお、循環
水ポンプ11の流量は一定であり、エンジン内のウォー
タポンプ14の最大流出よりも流量を多く設定されてい
る。
第3図、第4図はエンジン側システムBの上面および側
面を示し、熱交換器12はエンジン8本体の後側(図面
では右方)側面に設けられ、冷却水は、この熱交換器1
2の入口部12aに矢印aのごとく流入し、排気マニホ
ールド熱交換器13通過後、矢印すのごとくウォータポ
ンプ14に流入し、さらにエンジン8本体内のウォータ
ジャケットを通過後、サーモスタット15を通り流出部
20より矢印Cのごとく流出するようになっている。こ
れら各矢印符号a、b、cは第2図に示した符号と対応
する部分である。また、排気通路としてサイレンサ21
が熱交換器12の上方に設けられており、排ガス通路と
しては排気マニホールド熱交換器13内の排気マニホー
ルド(図示せず)と、熱交換器12内の排ガス通路12
f(後述)と、サイレンサ21が直列に連結されること
により構成され、排ガスはこの順序で通過し排出される
ようになっている。なお、ヒートポンプ冷媒回路6の室
外側熱交換器5と、冷却水通路9の熱交換器10とが熱
交換可能な構成とされることにより、エンジン冷却水が
ヒートポンプ回路の熱負荷との熱交換用水を兼ね両者は
共用化されている。
第5図は上記熱交換器12の断面構成を示し、入口部1
2aに連通した冷却水の通る熱交換器コア12b1水ジ
ヤケツト12cおよび出口部12dを有し、また、冷却
水の流れとは対向する流れの排ガスの入口部12e、ガ
ス通路12fおよび −出口部12Qを有する。また、
冷却水の出口部12dと排ガスの入口部128とは7ラ
ンジ部12hにて排気マニホールド熱交換器13に連結
されている。
上記構成の作用を説明すると、エンジン8が運転される
ことにより、出力軸8aを介してコンプレッサ1が離動
され、ヒートポンプ冷媒回路6が運転され、室内側熱交
換器2が凝縮器、空外側熱交換各5が蒸発器の作用をな
す時、室内側の暖房を行なうことができ、また四方弁3
の切替により室内側熱交換器2が蒸発器、室外側熱交換
器5が凝縮器として作用する時、室内側の冷房を行なう
ことができる。一方、冷却水の作動については、ヒート
ポンプユニット側シスチームAにおける循環水ポンプ1
1はエンジン8の停止時にも作動し、冷却水は熱交換器
12から排気マニホールド熱交換器13を経由して熱交
換器10に一定流量が循環するようになっている。また
、エンジン運転中はエンジン内のウォータポンプ14が
排気マニホールド熱交換器13より分岐した冷却水を吸
引し、エンジン8内の各ウォータジャケット17.18
を循環しエンジン8を冷却する。
ここに、エンジンの暖機状態に拘らず、ヒートポンプ回
路の熱負荷と熱交換する熱交換器10には循環水ポンプ
11により一定流mの冷却水が流通し、ヒートポンプ回
路側の要求を満足させる。
また、エンジン側システムBにおけるエンジン8の冷却
に関しては、エンジンの暖機運転あるいは回転数に応じ
てサーモスタット15とウォータポンプ14の機能によ
りエンジン8内の各ウォータジャケット17.18を流
通する冷却水の流量が変化し、その変化はエンジンの暖
機性あるいは温度調節との関連で定まるエンジン要求を
満足するものとなる。
すなわち、エンジンの暖機中においては、バイパス通路
16およびサーモスタット150絞り加減によりウォー
タポンプ14により吸引された冷部水は各ウォータジャ
ケット17.18と還流路19による回路内を循環し、
暖機の促進がなされる。また、エンジン回転数に連動し
てウォータポンプ1/lによるエンジン8内への流入聞
が変動し、排気マニホールド熱交換器13から分岐しバ
イパス通路16に流れる冷却水の流量と、ウォータポン
プ14により吸引されエンジン8内の各ウォータジャケ
ット17.18に流れる冷rJ1水の流通とが適宜分配
され、必要量の冷却作用が得られ湿度調節が適切になさ
れる。
また、冷却水と排ガスとは熱交換器12および排気マニ
ホールド熱交換器13にて熱交換を行ない、排気熱の回
収がなされ、したがってこの回収された排気熱は熱交換
器10にてヒートポンプ回路側の室外側熱交換器5に熱
交換され、ヒートポンプ冷媒回路6が室内の暖房運転を
行なっている際には有効に廃熱利用がなされる。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、ヒートポンプユニット側
の熱負荷と熱交換を行なう熱交換器と、エンジン側の排
気熱を回収する熱交換器と1.エンジン内のウォータジ
ャケットが直列に接続されて冷却水通路が形成され、か
つ上記ウォータジャケットをバイパスする通路が形成さ
れたものであつて、エンジン冷却水とヒートポンプ回路
の熱負荷 ・どの熱交換用水の共用化を図ることによっ
て、エンジン冷却水の通路とヒートポンプ回路側の熱交
換用水の通路とを別個に設けたものに比べ、メンテナン
ス性の向上を図ることができ、また、上記ウォータジャ
ケットを通る冷却水通路とそのバイパス通路の並設によ
り、ヒートポンプ回路側の熱負荷の熱交換要求とエンジ
ン側のa機性あるいは温度調節に関連した冷却作用の要
求を両立して満足させることが容易となり、エンジンの
信頼性を損なうことなく、しかも通常の車両用エンジン
を大幅な変更なく駆動源として転用することができるも
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式ヒートポンプ装置の一
実施例を示す概略構成図、第2図は同ヒートポンプ装置
における冷却水通路の配列構成図、第3図はエンジン側
システムの上面図、第4図は同エンジン側システムの側
面図、第5図は熱交換器の断面図である。 A・・・ヒートポンプユニット側システム、B・・・エ
ンジン側システム、1・・・コンプレッサ、5・・・室
外側熱交換器(熱負荷)、6・・・ヒートポンプ冷媒回
路、8・・・エンジン、9・・・冷却水通路、10・・
・熱交換器、11・・・循環水ポンプ、12・・・熱交
換器、13・・・排気マニホールド熱交換器、14・・
・ウォータポンプ、16・・・バイパス通路、17・・
・シリンダブロックのウォークジ17ゲツト、18・・
・°シリンダヘッドのウォータジャケット。 特許出願人    マ ツ ダ 株式会社代 理 人 
   弁理士   小谷悦司同      弁理士  
 長1)正 向      弁理士   板谷康夫 第  3  図 第  4  図      像 介

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ヒートポンプ回路における冷媒加圧用コンプレッサ
    をエンジンにて駆動する構成としたエンジン駆動式ヒー
    トポンプ装置において、ヒートポンプユニット側の熱負
    荷と熱交換を行なう熱交換器と、循環水ポンプと、エン
    ジンの排気熱を回収する排気通路熱交換器と、エンジン
    側のウォータポンプおよびウォータジャケットを直列接
    続して冷却水通路を形成し、かつ上記エンジン排気通路
    熱交換器より分岐し上記ウォータジャケットおよびエン
    ジン側ウォータポンプをバイパスする通路を形成したこ
    とを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ。
JP60218874A 1985-09-30 1985-09-30 エンジン駆動式ヒ−トポンプ Granted JPS6277570A (ja)

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JPS6277570A true JPS6277570A (ja) 1987-04-09
JPH0343548B2 JPH0343548B2 (ja) 1991-07-02

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