JP2001336855A - ヒートポンプ装置 - Google Patents
ヒートポンプ装置Info
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- JP2001336855A JP2001336855A JP2000161904A JP2000161904A JP2001336855A JP 2001336855 A JP2001336855 A JP 2001336855A JP 2000161904 A JP2000161904 A JP 2000161904A JP 2000161904 A JP2000161904 A JP 2000161904A JP 2001336855 A JP2001336855 A JP 2001336855A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの構造が複雑でなく、かつ少ない消
費電力で、外気低温時においてもエンジンの良好な始動
性が確保できるヒートポンプ装置を提供すること。 【解決手段】 冷暖房運転停止中で、かつエンジン1の
冷却水の温度が所定値以下のときに、電磁クラッチ2b
の駆動力伝達を遮断するとともにエンジン1を作動制御
する制御手段300を備えている。これによると、エン
ジン1の発熱により、エンジン1の温度を常に始動性が
良好な所定値以上に保つことができる。従って、エンジ
ン1に保温のための電気ヒータ等を設ける必要はない。
また、電気ヒータに通電する必要もないため、エンジン
1始動時等にわずかな電力を消費するのみである。
費電力で、外気低温時においてもエンジンの良好な始動
性が確保できるヒートポンプ装置を提供すること。 【解決手段】 冷暖房運転停止中で、かつエンジン1の
冷却水の温度が所定値以下のときに、電磁クラッチ2b
の駆動力伝達を遮断するとともにエンジン1を作動制御
する制御手段300を備えている。これによると、エン
ジン1の発熱により、エンジン1の温度を常に始動性が
良好な所定値以上に保つことができる。従って、エンジ
ン1に保温のための電気ヒータ等を設ける必要はない。
また、電気ヒータに通電する必要もないため、エンジン
1始動時等にわずかな電力を消費するのみである。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンにより圧
縮機を駆動するヒートポンプ装置に関する。
縮機を駆動するヒートポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来一般に、エンジンで駆動するヒート
ポンプ装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動
され冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内空気とを熱交
換する室内熱交換器と、冷媒と室外空気とを熱交換する
室外熱交換器と、上記両熱交換器の間に設けられ冷媒を
減圧する減圧手段(膨張弁等)とを備えている。
ポンプ装置は、エンジンと、このエンジンによって駆動
され冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内空気とを熱交
換する室内熱交換器と、冷媒と室外空気とを熱交換する
室外熱交換器と、上記両熱交換器の間に設けられ冷媒を
減圧する減圧手段(膨張弁等)とを備えている。
【0003】そして、冷房は、圧縮機からの高温冷媒を
室外熱交換器で凝縮し、減圧手段で減圧した後、室内熱
交換器で蒸発させて内気を冷却することで行なわれる。
一方、暖房は、圧縮機からの高温冷媒を室内熱交換器で
凝縮し、減圧手段で減圧した後、室外熱交換器で蒸発さ
せて内気を暖房することで行なわれるようになってい
る。
室外熱交換器で凝縮し、減圧手段で減圧した後、室内熱
交換器で蒸発させて内気を冷却することで行なわれる。
一方、暖房は、圧縮機からの高温冷媒を室内熱交換器で
凝縮し、減圧手段で減圧した後、室外熱交換器で蒸発さ
せて内気を暖房することで行なわれるようになってい
る。
【0004】ここで、圧縮機を駆動させるエンジンは、
冷暖房運転が行なわれないときには停止し、停止時間が
長くなると、エンジンは外気温とほぼ同じ温度まで冷却
される。そして、外気温が低い場合(例えば、−20℃
以下の場合)、エンジンが外気温とほぼ同じ温度まで冷
却されると、再起動時の始動性が悪化する。
冷暖房運転が行なわれないときには停止し、停止時間が
長くなると、エンジンは外気温とほぼ同じ温度まで冷却
される。そして、外気温が低い場合(例えば、−20℃
以下の場合)、エンジンが外気温とほぼ同じ温度まで冷
却されると、再起動時の始動性が悪化する。
【0005】この対策として、従来、エンジンに電気ヒ
ータを内蔵し、このヒータを通電発熱させ、エンジンを
所定温度以上に保温するものが知られている。
ータを内蔵し、このヒータを通電発熱させ、エンジンを
所定温度以上に保温するものが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術では、エンジンに電気ヒータを内蔵する必要がある
ため、エンジンの構造が複雑になるという問題がある。
また、エンジンの熱容量が大きいため消費電力が大きい
という問題もある。
技術では、エンジンに電気ヒータを内蔵する必要がある
ため、エンジンの構造が複雑になるという問題がある。
また、エンジンの熱容量が大きいため消費電力が大きい
という問題もある。
【0007】本発明は、上記点に鑑みてなされたもの
で、エンジンの構造が複雑でなく、かつ少ない消費電力
で、外気低温時においてもエンジンの良好な始動性が確
保できるヒートポンプ装置を提供することを目的とす
る。
で、エンジンの構造が複雑でなく、かつ少ない消費電力
で、外気低温時においてもエンジンの良好な始動性が確
保できるヒートポンプ装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1〜請求項5に記載の発明では、エンジン
(1)駆動のヒートポンプ装置(100)において、冷
暖房運転停止中で、かつエンジン(1)の温度が所定値
以下のときに、エンジン(1)を作動制御する制御手段
(300)を備えることを特徴としている。
め、請求項1〜請求項5に記載の発明では、エンジン
(1)駆動のヒートポンプ装置(100)において、冷
暖房運転停止中で、かつエンジン(1)の温度が所定値
以下のときに、エンジン(1)を作動制御する制御手段
(300)を備えることを特徴としている。
【0009】これによると、エンジン(1)の運転に伴
う発熱により、エンジン(1)の温度を常に所定値以上
に保つことができる。従って、エンジン(1)に保温の
ための電気ヒータ等を設ける必要はない。また、電気ヒ
ータに通電する必要もないため、エンジン(1)始動時
等にわずかな電力を消費するのみである。このようにし
て、エンジンの構造が複雑でなく、かつ少ない消費電力
で、外気低温時においてもエンジンの良好な始動性が確
保できる。
う発熱により、エンジン(1)の温度を常に所定値以上
に保つことができる。従って、エンジン(1)に保温の
ための電気ヒータ等を設ける必要はない。また、電気ヒ
ータに通電する必要もないため、エンジン(1)始動時
等にわずかな電力を消費するのみである。このようにし
て、エンジンの構造が複雑でなく、かつ少ない消費電力
で、外気低温時においてもエンジンの良好な始動性が確
保できる。
【0010】また、請求項2に記載の発明では、圧縮機
(2)を駆動するエンジン(1)からの駆動力の伝達ま
たは遮断を選択切替する駆動力切替手段(2b)を有
し、制御手段(300)は、冷暖房運転停止中で、かつ
エンジン(1)の温度が所定値以下のときに、エンジン
(1)の作動制御に合わせて、駆動力切替手段(2b)
を駆動力を遮断する状態に制御することを特徴としてい
る。
(2)を駆動するエンジン(1)からの駆動力の伝達ま
たは遮断を選択切替する駆動力切替手段(2b)を有
し、制御手段(300)は、冷暖房運転停止中で、かつ
エンジン(1)の温度が所定値以下のときに、エンジン
(1)の作動制御に合わせて、駆動力切替手段(2b)
を駆動力を遮断する状態に制御することを特徴としてい
る。
【0011】これによると、エンジン(1)の暖機運転
時には、圧縮機(2)は駆動せず、ヒートポンプサイク
ル(200)を回すためのエネルギーが不要となる。
時には、圧縮機(2)は駆動せず、ヒートポンプサイク
ル(200)を回すためのエネルギーが不要となる。
【0012】また、請求項3に記載の発明では、圧縮機
(2)から吐出した冷媒からオイルを分離し、このオイ
ルを圧縮機(2)の吐出側と吸入側との差圧により圧縮
機(2)の吸入側へ戻すオイル分離手段(24、25)
と、蒸発器である第2熱交換器(4、8)と圧縮機
(2)とを接続する冷媒配管に介設され、冷媒とエンジ
ン(1)の冷却水とを熱交換させ冷媒を加熱する冷媒加
熱部(9)とを備え、制御手段(300)は、冷暖房運
転停止中で、かつ圧縮機(2)の吸入側冷媒圧力が所定
値以下のときに、駆動力切替手段(2b)を駆動力を遮
断する状態に制御するとともに、エンジン(1)を作動
制御することを特徴としている。
(2)から吐出した冷媒からオイルを分離し、このオイ
ルを圧縮機(2)の吐出側と吸入側との差圧により圧縮
機(2)の吸入側へ戻すオイル分離手段(24、25)
と、蒸発器である第2熱交換器(4、8)と圧縮機
(2)とを接続する冷媒配管に介設され、冷媒とエンジ
ン(1)の冷却水とを熱交換させ冷媒を加熱する冷媒加
熱部(9)とを備え、制御手段(300)は、冷暖房運
転停止中で、かつ圧縮機(2)の吸入側冷媒圧力が所定
値以下のときに、駆動力切替手段(2b)を駆動力を遮
断する状態に制御するとともに、エンジン(1)を作動
制御することを特徴としている。
【0013】これによると、エンジン(1)の発熱によ
り加熱された冷却水は、冷媒加熱部(9)にて冷媒を加
熱昇圧し、圧縮機(2)の吸入側冷媒圧力を常に所定値
以上に保つことができる。従って、圧縮機(2)の吸入
側冷媒圧力が低圧(例えば大気圧以下)になると、圧縮
機(2)起動時に圧縮機(2)の吐出側冷媒圧力が十分
に上昇せず、圧縮機(2)の吐出側と吸入側との差圧が
小さくなることによって発生するオイル戻り不良を防止
することができる。このようにして、圧縮機(2)の寿
命低下を防止できる。
り加熱された冷却水は、冷媒加熱部(9)にて冷媒を加
熱昇圧し、圧縮機(2)の吸入側冷媒圧力を常に所定値
以上に保つことができる。従って、圧縮機(2)の吸入
側冷媒圧力が低圧(例えば大気圧以下)になると、圧縮
機(2)起動時に圧縮機(2)の吐出側冷媒圧力が十分
に上昇せず、圧縮機(2)の吐出側と吸入側との差圧が
小さくなることによって発生するオイル戻り不良を防止
することができる。このようにして、圧縮機(2)の寿
命低下を防止できる。
【0014】また、請求項4に記載の発明では、請求項
3に記載の発明において、減圧手段(5、7)は複数の
弁手段を直列に有し、制御手段(300)は、冷暖房運
転停止中で、かつ吸入側冷媒圧力が前記所定値以下のと
きに、少なくとも2つの弁手段(5、7)を閉じるよう
に制御することを特徴としている。
3に記載の発明において、減圧手段(5、7)は複数の
弁手段を直列に有し、制御手段(300)は、冷暖房運
転停止中で、かつ吸入側冷媒圧力が前記所定値以下のと
きに、少なくとも2つの弁手段(5、7)を閉じるよう
に制御することを特徴としている。
【0015】これによると、2つの弁手段の間の冷媒配
管(28)内は昇圧されないため、ヒートポンプサイク
ル(200)全体を昇圧する必要がない。従って、2つ
の弁手段(5、7)が開いている場合より短時間で、効
率的に圧縮機(2)の吸入側の冷媒圧力を高めることが
できる。
管(28)内は昇圧されないため、ヒートポンプサイク
ル(200)全体を昇圧する必要がない。従って、2つ
の弁手段(5、7)が開いている場合より短時間で、効
率的に圧縮機(2)の吸入側の冷媒圧力を高めることが
できる。
【0016】また、請求項5に記載の発明のように、駆
動力切替手段(2b)は、具体的にはクラッチ手段とす
ることができる。
動力切替手段(2b)は、具体的にはクラッチ手段とす
ることができる。
【0017】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示す。
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示す。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【0019】(一実施形態)図1は、本発明を適用した
ヒートポンプ装置100の構成を概略的に示す模式構成
図である。本実施形態は、水冷式のエンジン(例えばデ
ィーゼルエンジン)1によって駆動されるもので、この
ヒートポンプ装置100は定置型あるいは車両搭載型の
空調装置として用いられ、屋内や車室内を冷暖房するこ
とができるが、本実施形態では定置型に適用したものと
して述べる。
ヒートポンプ装置100の構成を概略的に示す模式構成
図である。本実施形態は、水冷式のエンジン(例えばデ
ィーゼルエンジン)1によって駆動されるもので、この
ヒートポンプ装置100は定置型あるいは車両搭載型の
空調装置として用いられ、屋内や車室内を冷暖房するこ
とができるが、本実施形態では定置型に適用したものと
して述べる。
【0020】ヒートポンプサイクル200(図1中2点
鎖線で囲んだ部分)は、各機能部材間を冷媒配管で接続
して構成され、屋内暖房時には、圧縮機2→四方弁3→
室内熱交換器4→室内機電動弁5→レシーバ6→室外機
電動弁7→室外熱交換器8→四方弁3→冷媒加熱器9→
アキュームレータ10→圧縮機2の順に冷媒を流通(実
線矢印)させて暖房している。
鎖線で囲んだ部分)は、各機能部材間を冷媒配管で接続
して構成され、屋内暖房時には、圧縮機2→四方弁3→
室内熱交換器4→室内機電動弁5→レシーバ6→室外機
電動弁7→室外熱交換器8→四方弁3→冷媒加熱器9→
アキュームレータ10→圧縮機2の順に冷媒を流通(実
線矢印)させて暖房している。
【0021】また、屋内冷房時には、圧縮機2→四方弁
3→室外熱交換器8→室外機電動弁7→レシーバ6→室
内機電動弁5→室内熱交換器4→四方弁3→冷媒加熱器
9→アキュームレータ10→圧縮機2の順に冷媒を流通
(破線矢印)させて冷房している。
3→室外熱交換器8→室外機電動弁7→レシーバ6→室
内機電動弁5→室内熱交換器4→四方弁3→冷媒加熱器
9→アキュームレータ10→圧縮機2の順に冷媒を流通
(破線矢印)させて冷房している。
【0022】室内熱交換器4は、暖房時には凝縮器であ
る第1熱交換器として機能し、冷房時には蒸発器である
第2熱交換器として機能する。また、室外熱交換器8
は、暖房時には蒸発器である第2熱交換器として機能
し、冷房時には凝縮器である第1熱交換器として機能す
る。そして、暖房時には、室外機電動弁7が冷媒を減圧
する減圧手段である膨張弁として機能し、冷房時には、
室内機電動弁5が減圧手段である膨張弁として機能す
る。
る第1熱交換器として機能し、冷房時には蒸発器である
第2熱交換器として機能する。また、室外熱交換器8
は、暖房時には蒸発器である第2熱交換器として機能
し、冷房時には凝縮器である第1熱交換器として機能す
る。そして、暖房時には、室外機電動弁7が冷媒を減圧
する減圧手段である膨張弁として機能し、冷房時には、
室内機電動弁5が減圧手段である膨張弁として機能す
る。
【0023】エンジン1は、クランクプーリ1aに巻き
付けられたVベルト1bにより圧縮機2に設けられたプ
ーリ2aに駆動力を伝達するようになっている。そし
て、プーリ2aと圧縮機2との間には、プーリ2aに伝
達された駆動力を圧縮機2に伝達または遮断するクラッ
チ手段よりなる駆動力切替手段である電磁クラッチ2b
が設けられている。
付けられたVベルト1bにより圧縮機2に設けられたプ
ーリ2aに駆動力を伝達するようになっている。そし
て、プーリ2aと圧縮機2との間には、プーリ2aに伝
達された駆動力を圧縮機2に伝達または遮断するクラッ
チ手段よりなる駆動力切替手段である電磁クラッチ2b
が設けられている。
【0024】圧縮機2の吸入側(アキュームレータ10
側)に接続された冷媒配管20には、冷媒配管20内の
冷媒圧力(本例では、大気圧を基準としたゲージ圧)を
検出する低圧センサ21が設けられており、圧縮機2の
吐出側(四方弁3側)に接続された冷媒配管22には、
冷媒配管22内の冷媒圧力(本例では、大気圧を基準と
したゲージ圧)を検出する高圧センサ23が設けられて
いる。そして、両センサ20,22は冷媒の圧力情報を
後述する制御装置300に出力するようになっている。
側)に接続された冷媒配管20には、冷媒配管20内の
冷媒圧力(本例では、大気圧を基準としたゲージ圧)を
検出する低圧センサ21が設けられており、圧縮機2の
吐出側(四方弁3側)に接続された冷媒配管22には、
冷媒配管22内の冷媒圧力(本例では、大気圧を基準と
したゲージ圧)を検出する高圧センサ23が設けられて
いる。そして、両センサ20,22は冷媒の圧力情報を
後述する制御装置300に出力するようになっている。
【0025】また、冷媒配管22の高圧センサ23が設
けられた位置より四方弁3側には、圧縮機2が吐出した
冷媒からオイルを分離する周知のオイルセパレータ24
が設けられており、オイルセパレータ24で分離された
オイルはオイルリターンチューブ25を介して、冷媒配
管20の経路中に圧縮機2前後の差圧により戻されるよ
うになっている。ここで、オイルセパレータ24とオイ
ルリターンチューブ25とで本実施形態のオイル分離手
段を構成している。
けられた位置より四方弁3側には、圧縮機2が吐出した
冷媒からオイルを分離する周知のオイルセパレータ24
が設けられており、オイルセパレータ24で分離された
オイルはオイルリターンチューブ25を介して、冷媒配
管20の経路中に圧縮機2前後の差圧により戻されるよ
うになっている。ここで、オイルセパレータ24とオイ
ルリターンチューブ25とで本実施形態のオイル分離手
段を構成している。
【0026】11は冷却水回路であり、エンジン1の本
体内に形成されエンジン1を冷却するための図示しない
冷却水通路と、この冷却水通路出口から冷媒加熱部であ
る冷媒加熱器9、冷却水切替弁113、冷却水ポンプ1
14を順次流れ、上記冷却水通路入口に戻る第1冷却水
回路111と、上記冷却水通路出口からラジエータ11
5、冷却水切替弁113、冷却水ポンプ114を順次流
れ、上記冷却水通路入口に戻る第2冷却水回路112と
から構成されている。
体内に形成されエンジン1を冷却するための図示しない
冷却水通路と、この冷却水通路出口から冷媒加熱部であ
る冷媒加熱器9、冷却水切替弁113、冷却水ポンプ1
14を順次流れ、上記冷却水通路入口に戻る第1冷却水
回路111と、上記冷却水通路出口からラジエータ11
5、冷却水切替弁113、冷却水ポンプ114を順次流
れ、上記冷却水通路入口に戻る第2冷却水回路112と
から構成されている。
【0027】ここで、冷却水ポンプ114は電動ポンプ
であり、冷却水切替弁113は第1冷却水回路111と
第2冷却水回路112とを切り替える電磁切替弁であ
る。また、ラジエータ115は冷却水と外気とを熱交換
する周知の熱交換器であり、冷媒加熱器9は、例えば金
属等からなる2重管式の熱交換器であり冷却水と冷媒と
が熱交換可能になっている。また、上記冷却水通路の出
入口と各部材9、113〜115は例えばゴムホース等
によって連結されている。
であり、冷却水切替弁113は第1冷却水回路111と
第2冷却水回路112とを切り替える電磁切替弁であ
る。また、ラジエータ115は冷却水と外気とを熱交換
する周知の熱交換器であり、冷媒加熱器9は、例えば金
属等からなる2重管式の熱交換器であり冷却水と冷媒と
が熱交換可能になっている。また、上記冷却水通路の出
入口と各部材9、113〜115は例えばゴムホース等
によって連結されている。
【0028】エンジン1には上記冷却水通路中の冷却水
の温度を検出する水温センサ12が設けられており、冷
却水の温度情報を後述する制御装置300に出力するよ
うになっている。
の温度を検出する水温センサ12が設けられており、冷
却水の温度情報を後述する制御装置300に出力するよ
うになっている。
【0029】上記構成を有するヒートポンプ装置100
において、各構成要素のうち室内熱交換器4および室内
機電動弁5は、室内機を構成して室内の適所に設置さ
れ、その他のものは、室外機を構成して室外の適所に設
置されている。そして、ヒートポンプ装置100は、電
子回路等からなる制御手段である制御装置300を有
し、この制御装置300は、図示しない室内に設けられ
たコントローラ、図示しない外気温センサ、図示しない
冷媒温度センサ、水温センサ12、低圧センサ21、高
圧センサ23等からの情報を入力し、室内機および室外
機を作動制御するようになっている。
において、各構成要素のうち室内熱交換器4および室内
機電動弁5は、室内機を構成して室内の適所に設置さ
れ、その他のものは、室外機を構成して室外の適所に設
置されている。そして、ヒートポンプ装置100は、電
子回路等からなる制御手段である制御装置300を有
し、この制御装置300は、図示しない室内に設けられ
たコントローラ、図示しない外気温センサ、図示しない
冷媒温度センサ、水温センサ12、低圧センサ21、高
圧センサ23等からの情報を入力し、室内機および室外
機を作動制御するようになっている。
【0030】次に、本実施形態の作動を上記構成に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【0031】まず、暖房運転時について説明する。例え
ば外気温が低い時、図示しないコントローラの暖房スイ
ッチがオンされ、オン信号が制御装置300に入力され
ると、制御装置300は四方弁3を暖房側(実線)に切
り替えるとともに、エンジン1を起動し圧縮機2を駆動
する。また、室内機電動弁5を全開にするとともに、室
外機電動弁7を膨張弁として機能する開度に調節する。
ば外気温が低い時、図示しないコントローラの暖房スイ
ッチがオンされ、オン信号が制御装置300に入力され
ると、制御装置300は四方弁3を暖房側(実線)に切
り替えるとともに、エンジン1を起動し圧縮機2を駆動
する。また、室内機電動弁5を全開にするとともに、室
外機電動弁7を膨張弁として機能する開度に調節する。
【0032】圧縮機2を出た高温のガス冷媒は、まずオ
イルセパレータ24にてオイルが分離される。なお分離
されたオイルは冷媒配管22と冷媒配管20との差圧に
より、オイルリターンチューブ25を介して冷媒配管2
0に送られる。オイルセパレータ24を出た冷媒は、四
方弁3を通り、室内熱交換器4で凝縮し、暖房を行なっ
た後、レシーバ6で気液分離、室外機電動弁7で減圧さ
れ、室外熱交換器8で蒸発し、四方弁3を再び通り、続
いて冷媒加熱器9で、エンジン排熱を回収した冷却水と
の熱交換により加熱された後、アキュームレータ10か
ら圧縮機2に戻る。
イルセパレータ24にてオイルが分離される。なお分離
されたオイルは冷媒配管22と冷媒配管20との差圧に
より、オイルリターンチューブ25を介して冷媒配管2
0に送られる。オイルセパレータ24を出た冷媒は、四
方弁3を通り、室内熱交換器4で凝縮し、暖房を行なっ
た後、レシーバ6で気液分離、室外機電動弁7で減圧さ
れ、室外熱交換器8で蒸発し、四方弁3を再び通り、続
いて冷媒加熱器9で、エンジン排熱を回収した冷却水と
の熱交換により加熱された後、アキュームレータ10か
ら圧縮機2に戻る。
【0033】エンジン1の起動に合わせて、冷却水ポン
プ114も起動され、冷却水切替弁113は冷却水が第
1冷却水回路111に流れる方向に切り替えられる。冷
却水ポンプ114によって圧送された冷却水は、エンジ
ン1内の冷却水通路を流れ、エンジン排熱を吸熱した
後、冷媒加熱器9に入り、ここで、室外熱交換器8で蒸
発した冷媒と熱交換して冷媒を加熱する。その後、冷却
水切替弁113から冷却水ポンプ114に戻り、再びエ
ンジン1内の冷却水通路に送られる。
プ114も起動され、冷却水切替弁113は冷却水が第
1冷却水回路111に流れる方向に切り替えられる。冷
却水ポンプ114によって圧送された冷却水は、エンジ
ン1内の冷却水通路を流れ、エンジン排熱を吸熱した
後、冷媒加熱器9に入り、ここで、室外熱交換器8で蒸
発した冷媒と熱交換して冷媒を加熱する。その後、冷却
水切替弁113から冷却水ポンプ114に戻り、再びエ
ンジン1内の冷却水通路に送られる。
【0034】このように冷却水が循環するため、エンジ
ン1の排熱は冷却水に回収され、冷媒加熱器9にて冷媒
の加熱に利用されて、ヒートポンプサイクル200の暖
房熱源の一部となる。そして、図示しないコントローラ
の暖房スイッチがオフされ、オフ信号が制御装置300
に入力されると、制御装置300はエンジン1を停止す
る。
ン1の排熱は冷却水に回収され、冷媒加熱器9にて冷媒
の加熱に利用されて、ヒートポンプサイクル200の暖
房熱源の一部となる。そして、図示しないコントローラ
の暖房スイッチがオフされ、オフ信号が制御装置300
に入力されると、制御装置300はエンジン1を停止す
る。
【0035】次に、冷房運転時について説明する。例え
ば外気温が高い時、図示しないコントローラの冷房スイ
ッチがオンされ、オン信号が制御装置300に入力され
ると、制御装置300は四方弁3を冷房側(破線)に切
り替えるとともに、エンジン1を起動し圧縮機2を駆動
する。また、室外機電動弁7を全開にするとともに、室
内機電動弁5を膨張弁として機能する開度に調節する。
ば外気温が高い時、図示しないコントローラの冷房スイ
ッチがオンされ、オン信号が制御装置300に入力され
ると、制御装置300は四方弁3を冷房側(破線)に切
り替えるとともに、エンジン1を起動し圧縮機2を駆動
する。また、室外機電動弁7を全開にするとともに、室
内機電動弁5を膨張弁として機能する開度に調節する。
【0036】圧縮機2を出た高温のガス冷媒は、まずオ
イルセパレータ24にてオイルが分離される。なお分離
されたオイルは冷媒配管22と冷媒配管20との差圧に
より、オイルリターンチューブ25を介して冷媒配管2
0に送られる。オイルセパレータ24を出た冷媒は、四
方弁3を通り、室外熱交換器8で凝縮し、レシーバ6で
気液分離、室内機電動弁5で減圧され、室外熱交換器8
で蒸発し、冷房を行なった後、四方弁3を再び通り、続
いて冷媒加熱器9からアキュームレータ10に送られ、
アキュームレータ10にて気液分離され、圧縮機2に戻
る。
イルセパレータ24にてオイルが分離される。なお分離
されたオイルは冷媒配管22と冷媒配管20との差圧に
より、オイルリターンチューブ25を介して冷媒配管2
0に送られる。オイルセパレータ24を出た冷媒は、四
方弁3を通り、室外熱交換器8で凝縮し、レシーバ6で
気液分離、室内機電動弁5で減圧され、室外熱交換器8
で蒸発し、冷房を行なった後、四方弁3を再び通り、続
いて冷媒加熱器9からアキュームレータ10に送られ、
アキュームレータ10にて気液分離され、圧縮機2に戻
る。
【0037】エンジン1の起動に合わせて、冷却水ポン
プ114も起動され、冷却水切替弁113は冷却水が第
2冷却水回路112に流れる方向に切り替えられる。冷
却水ポンプ114によって圧送された冷却水は、エンジ
ン1内の冷却水通路を流れ、エンジン排熱を吸熱した
後、ラジエータ115に入る。その後、冷却水切替弁1
13から冷却水ポンプ114に戻り、再びエンジン1内
の冷却水通路に送られる。
プ114も起動され、冷却水切替弁113は冷却水が第
2冷却水回路112に流れる方向に切り替えられる。冷
却水ポンプ114によって圧送された冷却水は、エンジ
ン1内の冷却水通路を流れ、エンジン排熱を吸熱した
後、ラジエータ115に入る。その後、冷却水切替弁1
13から冷却水ポンプ114に戻り、再びエンジン1内
の冷却水通路に送られる。
【0038】このように冷却水が循環するため、エンジ
ン1の排熱は冷却水に回収され、ラジエータ115にて
外気と熱交換して放熱される。そして、図示しないコン
トローラの冷房スイッチがオフされ、オフ信号が制御装
置300に入力されると、制御装置300はエンジン1
を停止する。
ン1の排熱は冷却水に回収され、ラジエータ115にて
外気と熱交換して放熱される。そして、図示しないコン
トローラの冷房スイッチがオフされ、オフ信号が制御装
置300に入力されると、制御装置300はエンジン1
を停止する。
【0039】次に、暖房運転も冷房運転もされていない
ヒートポンプサイクル200の停止時の作動を、図1お
よび図2に基づいて説明する。ここで図2は、制御装置
300の制御の概略の流れを示すフローチャートであ
る。
ヒートポンプサイクル200の停止時の作動を、図1お
よび図2に基づいて説明する。ここで図2は、制御装置
300の制御の概略の流れを示すフローチャートであ
る。
【0040】制御装置300は、まず、図示しないコン
トローラからの信号により、冷暖房スイッチがオン状態
にあるかどうか判断する(ステップS101)。そし
て、冷暖房スイッチがオン状態である場合には、上述し
た冷暖房運転時の制御処理を実行する(ステップS10
2)。そして、その後ステップS101にリターンす
る。
トローラからの信号により、冷暖房スイッチがオン状態
にあるかどうか判断する(ステップS101)。そし
て、冷暖房スイッチがオン状態である場合には、上述し
た冷暖房運転時の制御処理を実行する(ステップS10
2)。そして、その後ステップS101にリターンす
る。
【0041】ステップS101で冷暖房スイッチがオン
状態にない場合、すなわち冷暖房運転停止中である場合
には、水温センサ12からの温度情報により、冷却水温
が−10℃以下であるかどうか判断する(ステップS
1)。冷却水温が−10℃以下の場合には、室内外機に
信号を出力し、電磁クラッチ2bオフ(駆動力を遮断す
る状態)とし、両電動弁5、7を全閉とし、エンジン1
を始動、冷却水ポンプ114をオンするとともに、冷却
水切替弁113を第1冷却水回路111側に切り替える
(ステップS3)。
状態にない場合、すなわち冷暖房運転停止中である場合
には、水温センサ12からの温度情報により、冷却水温
が−10℃以下であるかどうか判断する(ステップS
1)。冷却水温が−10℃以下の場合には、室内外機に
信号を出力し、電磁クラッチ2bオフ(駆動力を遮断す
る状態)とし、両電動弁5、7を全閉とし、エンジン1
を始動、冷却水ポンプ114をオンするとともに、冷却
水切替弁113を第1冷却水回路111側に切り替える
(ステップS3)。
【0042】冷却水温が−10℃より高い場合には、低
圧センサ21および高圧センサ23からの圧力情報によ
り、冷却配管20、22内のいずれかの冷媒圧力が10
0kPa以下であるかどうか判断する(ステップS
2)。冷媒圧力が100kPa以下の場合には、室内外
機に信号を出力し、電磁クラッチ2bオフ(駆動力を遮
断する状態)とし、両電動弁5、7を全閉とし、エンジ
ン1を始動、冷却水ポンプ114をオンするとともに、
冷却水切替弁113を第1冷却水回路111側に切り替
える(ステップS3)。冷媒圧力が100kPaより高
い場合には、リターンする。
圧センサ21および高圧センサ23からの圧力情報によ
り、冷却配管20、22内のいずれかの冷媒圧力が10
0kPa以下であるかどうか判断する(ステップS
2)。冷媒圧力が100kPa以下の場合には、室内外
機に信号を出力し、電磁クラッチ2bオフ(駆動力を遮
断する状態)とし、両電動弁5、7を全閉とし、エンジ
ン1を始動、冷却水ポンプ114をオンするとともに、
冷却水切替弁113を第1冷却水回路111側に切り替
える(ステップS3)。冷媒圧力が100kPaより高
い場合には、リターンする。
【0043】すなわち、エンジン1の冷却水温が−10
℃以下、または圧縮機2の吸入側および吐出側のいずれ
かの冷媒圧力が100kPa以上の場合には、ステップ
S3が実行される。ステップS3が実行されると、次
に、水温センサ12からの水温情報および低圧センサ2
1および高圧センサ23からの圧力情報により、冷却水
温が40℃以上で、かつ冷却配管20、22内の冷媒圧
力がいずれも120kPa以上に達したかどうか判断す
る(ステップS4)。
℃以下、または圧縮機2の吸入側および吐出側のいずれ
かの冷媒圧力が100kPa以上の場合には、ステップ
S3が実行される。ステップS3が実行されると、次
に、水温センサ12からの水温情報および低圧センサ2
1および高圧センサ23からの圧力情報により、冷却水
温が40℃以上で、かつ冷却配管20、22内の冷媒圧
力がいずれも120kPa以上に達したかどうか判断す
る(ステップS4)。
【0044】冷却水温が40℃以上で、かつ冷媒圧力が
120kPa以上に達した場合には、エンジン1を停止
するとともに、冷却水ポンプ114を停止する(ステッ
プS5)。そして、その後リターンする。
120kPa以上に達した場合には、エンジン1を停止
するとともに、冷却水ポンプ114を停止する(ステッ
プS5)。そして、その後リターンする。
【0045】上記のフローによると、制御装置300
は、冷暖房運転が行なわれておらず、エンジン1の冷却
水温が−10℃以下または圧縮機2の吸入側および吐出
側のいずれかの冷媒圧力が100kPa以下の時には、
圧縮機2に駆動力を伝達しない状態でエンジン1を運転
するとともに、エンジン1の冷却水を冷媒加熱器9に送
ることができる。
は、冷暖房運転が行なわれておらず、エンジン1の冷却
水温が−10℃以下または圧縮機2の吸入側および吐出
側のいずれかの冷媒圧力が100kPa以下の時には、
圧縮機2に駆動力を伝達しない状態でエンジン1を運転
するとともに、エンジン1の冷却水を冷媒加熱器9に送
ることができる。
【0046】従って、エンジン1の冷却水温または圧縮
機2の吸入側および吐出側の冷媒圧力に応じて、エンジ
ン1を暖機するとともに、エンジン1の冷却水が冷媒加
熱器9を介して冷媒を加熱し、ヒートポンプサイクル2
00中の冷媒圧力を高めることができる。なお、このと
き、両電動弁5、7は全閉しているため、両電動弁5、
7間の冷媒配管28中の冷媒圧力を高めることはないの
で、両電動弁5、7が開いている場合より短時間で、効
率的に圧縮機2の吸入側および吐出側の冷媒圧力を高め
ることができる。
機2の吸入側および吐出側の冷媒圧力に応じて、エンジ
ン1を暖機するとともに、エンジン1の冷却水が冷媒加
熱器9を介して冷媒を加熱し、ヒートポンプサイクル2
00中の冷媒圧力を高めることができる。なお、このと
き、両電動弁5、7は全閉しているため、両電動弁5、
7間の冷媒配管28中の冷媒圧力を高めることはないの
で、両電動弁5、7が開いている場合より短時間で、効
率的に圧縮機2の吸入側および吐出側の冷媒圧力を高め
ることができる。
【0047】これにより、エンジン1の冷却水温を−1
0℃以上、かつ圧縮機2の吸入側および吐出側の冷媒圧
力を100kPa以上に保つことができる。エンジンの
構造が複雑でなく、かつ少ない消費電力で、外気低温時
においてもエンジン1の良好な始動性が確保できる。こ
れに加えて、オイル戻り不良に起因する圧縮機2の寿命
低下も防止できる。
0℃以上、かつ圧縮機2の吸入側および吐出側の冷媒圧
力を100kPa以上に保つことができる。エンジンの
構造が複雑でなく、かつ少ない消費電力で、外気低温時
においてもエンジン1の良好な始動性が確保できる。こ
れに加えて、オイル戻り不良に起因する圧縮機2の寿命
低下も防止できる。
【0048】(他の実施形態)上記一実施形態では、冷
暖房運転が行なわれていない場合、エンジン1の始動条
件は、冷却水温−10℃以下または冷媒圧力100kP
a以下であり、エンジン1の停止条件は、冷却水温40
℃以上かつ冷媒圧力120kPa以上であったが、−1
0℃、40℃、100kPa、120kPaの実数値は
例示であって、エンジンおよびヒートポンプサイクルの
特性等に応じて適宜設定し得る。
暖房運転が行なわれていない場合、エンジン1の始動条
件は、冷却水温−10℃以下または冷媒圧力100kP
a以下であり、エンジン1の停止条件は、冷却水温40
℃以上かつ冷媒圧力120kPa以上であったが、−1
0℃、40℃、100kPa、120kPaの実数値は
例示であって、エンジンおよびヒートポンプサイクルの
特性等に応じて適宜設定し得る。
【0049】また、上記一実施形態では、制御装置30
0は、ステップS2およびステップS4において、低圧
センサ21および高圧センサ23からの圧力情報により
冷媒圧力を判断していたが、低圧センサ21からの圧力
情報のみから冷媒圧力を判断してもよい。
0は、ステップS2およびステップS4において、低圧
センサ21および高圧センサ23からの圧力情報により
冷媒圧力を判断していたが、低圧センサ21からの圧力
情報のみから冷媒圧力を判断してもよい。
【0050】また、上記一実施形態では、冷媒加熱器9
は2重管式の熱交換器であったが、冷却水と冷媒との熱
交換が可能であれば他のタイプの熱交換器であってもよ
い。
は2重管式の熱交換器であったが、冷却水と冷媒との熱
交換が可能であれば他のタイプの熱交換器であってもよ
い。
【0051】また、上記一実施形態では、エンジン1は
ディーゼルエンジンであったが、これに限らず、ガソリ
ンエンジン、ガスエンジン等であってもよい。
ディーゼルエンジンであったが、これに限らず、ガソリ
ンエンジン、ガスエンジン等であってもよい。
【図1】本発明の一実施形態におけるヒートポンプ装置
100の構成を概略的に示す模式構成図である
100の構成を概略的に示す模式構成図である
【図2】制御装置300の概略の制御動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
1 エンジン 2 圧縮機 2b 電磁クラッチ(駆動力切替手段、クラッチ手段) 4 室内熱交換機(暖房時の第1熱交換器、冷房時の第
2熱交換器) 5 室内機電動弁(冷房時の減圧手段) 7 室外機電動弁(暖房時の減圧手段) 8 室外熱交換器(冷房時の第1熱交換器、暖房時の第
2熱交換器) 9 冷媒加熱器(冷媒加熱部) 11 冷却水回路 12 水温センサ 21 低圧センサ 23 高圧センサ 24 オイルセパレータ(オイル分離手段の一部) 25 オイルリターンチューブ(オイル分離手段の一
部) 113 冷却水切替弁 114 冷却水ポンプ 115 ラジエータ 100 ヒートポンプ装置 200 ヒートポンプサイクル 300 制御装置
2熱交換器) 5 室内機電動弁(冷房時の減圧手段) 7 室外機電動弁(暖房時の減圧手段) 8 室外熱交換器(冷房時の第1熱交換器、暖房時の第
2熱交換器) 9 冷媒加熱器(冷媒加熱部) 11 冷却水回路 12 水温センサ 21 低圧センサ 23 高圧センサ 24 オイルセパレータ(オイル分離手段の一部) 25 オイルリターンチューブ(オイル分離手段の一
部) 113 冷却水切替弁 114 冷却水ポンプ 115 ラジエータ 100 ヒートポンプ装置 200 ヒートポンプサイクル 300 制御装置
Claims (5)
- 【請求項1】 エンジン(1)と、 このエンジン(1)によって駆動され冷媒を圧縮する圧
縮機(2)と、 前記冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を冷却する第1
熱交換器(4、8)と、 前記冷媒を減圧する減圧手段(5、7)と、 前記冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を加熱する第2
熱交換器(4、8)とを有し、 前記圧縮機(2)、前記第1熱交換器(4、8)、前記
減圧手段(5、7)および前記第2熱交換器(4、8)
を順に環状に冷媒配管で接続したヒートポンプ装置にお
いて、 冷暖房運転停止中で、かつ前記エンジン(1)の温度が
所定値以下のときに、前記エンジン(1)を作動制御す
る制御手段(300)を備えることを特徴とするヒート
ポンプ装置。 - 【請求項2】 前記圧縮機(2)を駆動する前記エンジ
ン(1)からの駆動力の伝達または遮断を選択切替する
駆動力切替手段(2b)を有し、 前記制御手段(300)は、冷暖房運転停止中で、かつ
前記エンジン(1)の温度が前記所定値以下のときに、
前記エンジン(1)の作動制御に合わせて、前記駆動力
切替手段(2b)を前記駆動力を遮断する状態に制御す
ることを特徴とする請求項1に記載のヒートポンプ装
置。 - 【請求項3】 前記圧縮機(2)から吐出した前記冷媒
からオイルを分離し、このオイルを前記圧縮機(2)の
吐出側と吸入側との差圧により前記圧縮機(2)の吸入
側へ戻すオイル分離手段(24、25)と、 前記第2熱交換器(4、8)と前記圧縮機(2)とを接
続する冷媒配管に介設され、前記冷媒と前記エンジン
(1)の冷却水とを熱交換させて前記冷媒を加熱する冷
媒加熱部(9)とを備え、 前記制御手段(300)は、冷暖房運転停止中で、かつ
前記圧縮機(2)の吸入側冷媒圧力が所定値以下のとき
に、前記駆動力切替手段(2b)を前記駆動力を遮断す
る状態に制御するとともに、前記エンジン(1)を作動
制御することを特徴とする請求項2に記載のヒートポン
プ装置。 - 【請求項4】 前記減圧手段(5、7)は複数の弁手段
を直列に有し、前記制御手段(300)は、冷暖房運転
停止中で、かつ前記吸入側冷媒圧力が前記所定値以下の
ときに、少なくとも2つの前記弁手段(5、7)を閉じ
るように制御することを特徴とする請求項3に記載のヒ
ートポンプ装置。 - 【請求項5】 前記駆動力切替手段(2b)はクラッチ
手段であることを特徴とする請求項2ないし請求項4の
いずれか1つに記載のヒートポンプ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000161904A JP2001336855A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ヒートポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000161904A JP2001336855A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ヒートポンプ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001336855A true JP2001336855A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18665852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000161904A Withdrawn JP2001336855A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ヒートポンプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001336855A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130091930A (ko) * | 2012-02-09 | 2013-08-20 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 실외기 |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000161904A patent/JP2001336855A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130091930A (ko) * | 2012-02-09 | 2013-08-20 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 실외기 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060629 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20070427 |
|
A977 | Report on retrieval |
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A761 | Written withdrawal of application |
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