JPS63243667A

JPS63243667A - エンジン駆動式空調機

Info

Publication number: JPS63243667A
Application number: JP62075980A
Authority: JP
Inventors: 譲上原
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-11
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2605708B2

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】［産業上の利用分野コ本発明はエンジン駆動式空調機に関するものである。

［従来の技術］エンジン駆動式空調機において、エンジンの冷却に使用
された排熱水を利用することが考えられており、例えば
実開昭６０−１１６１６１号公報にその技術が提案され
ている。

第３図は、前記実開昭６０−１１６１６１号公報に提案
されているエンジン駆動式空調機の構成を示す冷媒回路
図であり、エンジン４を冷却した排熱水の循環路が二糸
路形成されている。

即ち、循環ポンプ２２、エンジン４、第１の切換弁２１
ａ、第１の放熱器１８ａ、１８ｂ及び循環ポンプ２２と
排熱水を循環させる第１の糸路と、循環ポンプ２２、エ
ンジン４、第１の切換弁２１ｂ、第２の放熱器１９ａ、
１９ｂ及び循環ボン７２２と排熱水を循環させる第２の
糸路とが設けられている。そして、これら第１及び第２
の糸路の切換えが第１の切換弁２１ａ、２１ｂで行なわ
れるようになっている。

第３図において、］、は屋外に設置される熱交換ユニッ
トであり、前述の第１の放熱器１８ａ、１８ｂは、室外
側熱交換器１７ａ、１７ｂの風土側通路中に配されてい
る。また、前述の第２の放熱器１９ａ　、　１９ｂは、
室外側熱交換器１７ａ、１７ｂと外気が並流する通路中
に設けられ、両者を一部切り離すために、フィン２０ａ
、２０ｂにはスリット２４ａ、２４ｂが形成されている
。

一方、エンジン４で駆動される圧縮機３が、冷媒流−路
切換弁５を介して複数の室内ユニット２ａ。

２ｂの室内側熱交換器９ａ、９ｂに接続され、室内側熱
交換器９ａ、９ｂは、冷房用の減圧素子１０ａ　、　１
０ｂ及び暖房用の減圧素子１４ａ、１４ｂを介して、前
記の室外側熱交換器１７ａ、１７ｂと接続されて、既知
のヒートポンプ回路が形成されている。

暖房運転時には、冷媒流路切換弁５で冷媒流路が第３図
で実線のように切換えられる。

この暖房運転時においては、室内側熱交換器９ａ、９ｂ
は凝縮器として作用して各室内を暖房し、室外側熱交換
器１７ａ、１７ｂは蒸発器として作用して前述の暖房熱
源を外気から汲みとっている。

この暖房運転に際して、第１の切換弁２１ａが開とされ
、第１の切換弁２１ｂは閉とされるので、高温の排熱水
は第１の放熱器１８ａ、１８ｂに流入されて、第１の糸
路を循環する。このために、エンジン４の排熱で室外側
熱交換器１７ａ、１７ｂが加熱され、この室外側熱交換
器１７ａ、１７ｂは着霜が防止されて暖房能力が向上す
る。

一方、第３図に点線で示すように、冷媒流路切換弁５が
切換られる冷房運転時には、室内側熱交換器９ａ、９ｂ
は蒸発器として作用して各室内が冷房される。この場合
には、凝縮器として作用している室外側熱交換器１７ａ
、１７ｂは外気で冷却される。

この冷房運転時には、第１の切換弁２１ａが閉とされ、
第１の切換弁２１ｂが開とされるので、高温の排熱水は
第２の放熱器１９ａ、１９ｂに流入されて、室外側熱交
換器１７ａ、１７ｂに悪影響を前述せる従来提案されて
いるエンジン駆動式空調機においては、エンジンの排熱
で室外側熱交換器の着霜は防止可能であるが、排熱水が
空気熱交換を行なう室外側熱交換器に流されるので、排
熱が空気に放散される。このために、排熱が充分に冷媒
に回収されないし、さらに排熱水による加熱で室外側熱
交換器での蒸発温度が上昇するために、外気温度が低下
している場合にはヒートポンプ本来の機能である外気か
らの吸熱が不可能になることもある。

エンジンの排熱を有効に利用するために、専用の減圧素
子と圧縮機を有する排熱水−冷媒熱交換器を別途設ける
ことも考えられるが、構造が複雑の現状に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、簡単な構造でエンジンの排
熱を高効率で回収して利用することが可能なエンジン駆
動式空調機を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ジンの排熱水の循環路に設けられたタンク内に、排熱水
と冷媒の熱交換を行なう排熱水熱交換器が設けられ、前
記タンク内の排熱水の温度を検出す応ｆＩｌｌる水温センサが設けられている。さらに、本ｎでは、前
記水温センサの出力信号によって冷媒流路を室外側空気
熱交換器と前記排熱水熱交換器とに切換える第２の切換
弁が設けられ、所定の排熱水温度が検出されると冷媒流
路が排熱水熱交換器流路切換弁、室内側熱交換器、減圧
素子及び室外側熱交換器によりヒートポンプ回路が形成
され、前記圧縮機がエンジンで駆動される空調機におい
て、前記エンジンの排熱水の循環路に設けられ前記排熱
水を冷却する放熱器と、前記循環路に設けられたタンク
内に配され、前記排熱水と冷媒の熱交換を行なう排熱水
熱交換器と、前記排熱水を冷房運転時には前記放熱器へ
暖房運転時には前記排熱水熱交換器へ送る第１の切換弁
と、前記タンク内の排熱水の温度を検出する水温センサ
と、該水温センサの出力信号により冷媒流路を前記室外
側熱交換器と前記排熱水熱交換器とに切換える第２の切
換弁とを有する構成となっている。

換弁によって排熱水は排熱水の循環路に設けたタンク内
に配される排熱水熱交換器に送られる。エンジンの排熱
によってタンク内の排熱水温度が所定値を越えて上昇す
ると、水温センナがこれを検出し、該水温センサの出力
信号によって、冷媒流路が室外側熱交換器から排熱水熱
交換器に第２の切換弁によって切換えられる。

この状態では、排熱水を熱源としたヒートポンプサイク
ルが形成され、エンジンの排熱が高効率で回収される。

水温センサが排熱水の温度が所定値以下となったことを
検出すると、第２の切換弁によって冷媒流路は排熱水熱
交換器から、通常の室外側熱交換器に切換えられる。

［実施例］に説明する。

図であり、エンジン４を冷却した排熱水の循環路が二糸
路形成されている。

即ち、循環ポンプ２２、エンジン４、第１の切換弁３２
ａ、タンク３４及び循環ポンプ２２と排熱水を循環させ
る第１の糸路と、循環ポンプ２２、エンジン４、第１の
切換弁３２ｂ、第２の放熱器１９ａ、１９ｂ及び循環ポ
ンプ２２と排熱水を循環させる第２の糸路とが設けられ
ている。前記せるタンク３４内に排熱水熱交換器３１が
配され、前述の第１及び第２の糸路の切換えが、第１の
切換弁３２ａ、３２ｂで行なわれるようになっている。

また、タンク３４内にはタンク３４内の排熱水の温度を
検出する水温センサ３２が設けられ、水温センサ３２の
出力端子はコントローラ３３の入力端子に接続され、コ
ントローラ３３の出力端子ＰＯＩには第２の切換弁３０
ａが、またコントローラ３３の出力端子ＰＯ２には第２
の切換弁３０ｂが接続されている。

第１図において、１は屋外に設置される熱交換ユニット
であり、この熱交換ユニット１に、エンジン４とこのエ
ンジン４で駆動される圧縮機３と圧縮機３の出力側に接
続される冷媒流路切換弁５が設けられ、この冷媒流路切
換弁５を介して、熱交換ユニット１が室内ユニット２ａ
に接続されている。

室内ユニット２ａには、室内側熱交換器９ａが設けられ
、この室内側熱交換器９ａは冷房用の減圧素子１０ａを
介して、熱交換ユニット１に設けられている暖房用の減
圧素子１４ａに接続されている。

また、減圧素子１４ａの出力側は、それぞれ第２の切換
弁３０ａ及び３０ｂを介して、室外側熱交換器３４ａ、
３４ｂ及び排熱水熱交換器３１に接続されている。そし
て、熱交換ユニット１内には外気を左右両側方から吸入
して上方から排出するファン２３が取り付けられている
。

て、その動作を示す第２図のフローチャートを用いなが
ら逐次説明する。

暖房運転時には第１の切換弁３２ａが開とされ、第１の
切換弁３２ｂは閉とされるので、排熱水はタンク３４を
通って前述の第１の糸路を循環する。

第２図のフローチャートのステップ（１）で、水温セン
サ３２の出力信号がコントローラ３３に取り込まれる。

ステップ（２）で第２の切換弁３０ａが開であるか否か
が判定される。通常の運転では、タンク３４内の排熱水
温ＴＷは未だエンジン４の運転適正水温の上限値ＴＷＨ
に達していないで、第２の切換弁３０ａは開となってい
る。

ステップ（３）で第２の切換弁３０ｂが閉であるか否か
が判定され、閉でなければコントローラ３３の出力端子
ＰＯ１からの制御信号によって第２の切換弁３０ｂが閉
とされる。ステップ（４〉で排熱水温ＴＷと前記せる上
限値ＴＷＨとが比較され、Ｔ　Ｗ　＜　Ｔ　Ｗ　Ｈであ
る限り冷媒流路が室外側熱交換器３４ａ、３４ｂに切換
えられた状態で、暖房運転が行なわれる。

ステップ（４）でＴＷ≧ＴＷＨであると判定されると、
コントローラ３３の出力端子ＰＯＩ及びＰＯ２からの制
御信号によって、ステップ（５）及び（６）でそれぞれ
第２の切換弁３０ｂが開とされ、第２の切換弁３０ａが
閉とされる制御が行なわれる。

一方、ステップ（２）で第２の切換弁３０ａが閉である
と判定されると、ステップ（７）に進んで第２の切換弁
３０ｂが開であるか否かが判定され、第２の切換弁３０
ｂが閉であると判定されると、コントローラ３３の出力
端子Ｐ０１からの制御信号によって第２の切換弁３０ｂ
が開とされる０次いで、ステップ（８）で排熱水温ＴＷ
とタンク３４内温度の下限値ＴＷＬとが比較され、ＴＷ
＞ＴＷＬである限り、冷媒流路が排熱水熱交換器３１に
切換えられた状態で暖房運転が行なわれる。

排熱水の有するエンジン４の排熱が冷媒に回収されて、
ＴＷ≦ＴＷＬとなると、ステップ（９）に進んでコント
ローラ３３の出力端子ＰＯ２からの制御信号によって、
第２の切換弁３０ａが開とされ、ステップ（１０）に進
んでコントローラ３３の出力端子ＰＯＩからの制御信号
によって第２の切換弁３０ｂが閉とされる。

このようにして、暖房運転時においては通常は冷媒流路
が室外側熱交換器３４ａ、３４ｂに切換えられた状態で
運転が行なわれ、エンジン４の排熱によってタンク３４
内の排熱水の温度がエンジン４の運転適正水温の上限値
ＴＷＨを越えると、冷媒流路が排熱水熱交換器３１に切
換えられた状態で運転が行なわれる。

従って、この暖房運転時においては、第１図の室内側熱
交換器９ａは凝縮器として作用して室内を暖房し、室外
側熱交換器３４ａ、３４ｂ及び排熱水熱交換器３１が蒸
発器として作用して暖房熱源を外気及び排熱水から汲み
とって、エンジン排熱を極めて効率的に利用することが
可能である。この場合、従来のエンジン駆動式空調機の
ように、排熱水による加熱で室外側熱交換器での蒸発温
度が上昇することもなく、外気温度が低下している場合
でも、外気からの吸熱が可能である。

一方、冷房運転時には、第１の切換弁３２ｂが開とされ
、第１の切換弁３２ａが閉とされて排熱水は、第２の放
熱器１９ａ、１９ｂを通過する第２の糸路を循環する。

この場合には、コントローラ３３の出力端子Ｐｏｔ及び
ＰＯ２からの制御信号によって、第２の切換弁３０ａが
開とされ、第２の切換弁３０ｂが閉とされる。

この冷房運転では、冷媒流路切換弁５が第１図で点線の
ように切換えられ、室内側熱交換器１９ａは蒸発器とし
て作用して、室内が冷房され、凝縮器として作用してい
る室外側熱交換器３４ａ、３４ｂは外気で冷却される。

また、この場合には、排熱水は第２の放熱器１９ａ、１
９ｂで外気によって冷却される。実施例においては、一
つの室内ユニット２ａを有する構成のものを説明したが
、一般に、発明は複数の室内ユニットを有する構成に本ｌは適発明の詳細な説明したように、本−＝＋４によると、エンジ
ンの排熱を室外側熱交換器の空気に放散せずに、排熱水
熱交換器で高効率で短時間に回収して、排熱水を有効に
利用して高暖房能力を有し、且つ構造が簡単なエンジン
駆動式空調機を提供することが可能となる。

図、や２１よオ象！ｏヵ１゜□。オ、ヮーチャート、第
３図は従来提案されているエンジン駆動式空調機の構成
を示す冷媒回路図である。

１・・・熱交換ユニット　２ａ、２ｂ・・・室内ユニッ
ト３・・・圧縮Ｒ４・・・エンジン５・・・冷媒流路切換弁９ａ、９ｂ・・・室内側熱交換器１０ａ、１０ｂ・・・減圧素子１４ａ、１４ｂ・・・減圧素子１７ａ、１７ｂ・・・室外側熱交換器１８ａ、１８ｂ・・・第１の放熱器１９ａ、１９ｂ・・・第２の放熱器２０ａ、２０ｂ−−・７　イ７２１ａ、２１ｂ・・・第１の切換弁２２・・・循環ポンプ　　２３・・・ファン２４ａ、２
４ｂ・・・スリット３０ａ、３０ｂ・・・第２の切換弁３１・・・排熱水熱交換器３２・・・水温センサ３２ａ、３２ｂ・・・第１の切換弁３３・・・コントローラ３４ａ、３４ｂ・・・室外側熱交換器３４・・・タンク

Claims

【特許請求の範囲】

　圧縮機、冷媒流路切換弁、室内側熱交換器、減圧素子
及び室外側熱交換器によりヒートポンプ回路が形成され
、前記圧縮機がエンジンで駆動される空調機において、
前記エンジンの排熱水の循環路に設けられて前記排熱水
を冷却する放熱器と、前記循環路に設けられたタンク内
に配されて前記排熱水と冷媒の熱交換を行なう排熱水熱
交換器と、前記排熱水を冷房運転時には前記放熱器へ暖
房運転時には前記排熱水熱交換器へ送る第１の切換弁と
、前記タンク内の排熱水の温度を検出する水温センサと
、該水温センサの出力信号により冷媒流路を前記室外側
熱交換器と前記排熱水熱交換器とに切換える第２の切換
弁とを有することを特徴とするエンジン駆動式空調機。