JP2004286240A

JP2004286240A - Engine drive heat pump

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Publication number: JP2004286240A
Application number: JP2003075458A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Otsuka; 伸一大塚; Yoshikazu Ota; 良和大田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase refrigerating capacity by remarkably lowering pressure loss in a compressor suction line without abolishing a refrigerant auxiliary evaporator and a bypass circuit in a GHP having the refrigerant auxiliary evaporator for engine waste heat recovery in the compressor suction line of a refrigerant circuit. <P>SOLUTION: Ports of an accumulator 27 as equipment forming the refrigerant circuit 20 of the GHP includes an outflow port allowing gas refrigerant to flow to a compressor 21, an inflow port allowing the refrigerant passed through the refrigerant auxiliary evaporator 28 for waste heat recovery to flow therein, and an inflow port allowing the refrigerant flowing through a bypass tube 29 bypassing the refrigerant auxiliary evaporator 28 to flow therein. By this, a pressure loss at the downstream end of the bypass tube 29 can be reduced by allowing the refrigerant bypassing the refrigerant auxiliary evaporator 28 to flow directly in the accumulator 27 without merging with the other pipes. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとエンジン駆動される圧縮機を備えた冷媒回路とにより構成されるエンジン駆動ヒートポンプに係る。特に、本発明は、冷媒回路における圧力損失を大幅に低減するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）に代表されるエンジン駆動ヒートポンプが知られている。このＧＨＰは、例えば下記の特許文献１に示すように、ガスエンジンと、このガスエンジンの動力を受けるコンプレッサ（圧縮機）により冷媒循環を行う冷媒回路とを備えており、暖房運転時には、エンジン排熱を有効活用することにより、暖房能力の向上を図ったりデフロスト（霜取）運転を不要にするといった利点がある。
【０００３】
図７は、従来のＧＨＰにおける冷媒回路を示している。この図に示すように、冷媒回路は、冷媒圧縮機ａ、室外熱交換器ｂ、複数の室内熱交換器ｃ，ｃ，…を備えている。両熱交換器ｂ，ｃは、冷媒圧縮機ａの吐出側及び吸込み側に対して四方弁ｄにより接続状態が切り換えられるようになっている。すなわち、四方弁ｄによって冷媒循環方向を切り換えることにより冷房運転と暖房運転とが切り換え可能となっている。尚、図７における矢印は暖房運転時の冷媒循環方向を示している。
【０００４】
また、冷媒圧縮機ａの吸入ラインｅ（四方弁ｄから冷媒圧縮機ａの吸込み部までの間の冷媒配管）にはアキュムレータｆが設けられており、このアキュムレータｆによって冷媒を気液分離してガス冷媒のみが冷媒圧縮機ａに吸入されるようにしている。
【０００５】
更に、この種のＧＨＰでは、吸入ラインｅにおけるアキュムレータｆの上流側に冷媒補助蒸発器ｇが設けられている。この冷媒補助蒸発器ｇは、暖房運転時に、吸入ラインｅを流れる冷媒とエンジン冷却水との間で熱交換を行うものであって、エンジン冷却水の熱量（エンジン排熱）を冷媒に与えることで、吸入冷媒に過熱度（スーパヒート）を与え、それによって暖房能力の向上を図るようにしている。図７におけるｈは冷媒補助蒸発器ｇにエンジン冷却水を供給するための供給管であり、ｉは冷媒補助蒸発器ｇからエンジン冷却水を戻すための戻し管である。
【０００６】
また、冷房運転時にはエンジン排熱を回収する必要がない（冷媒補助蒸発器ｇでの熱交換を行う必要がない）ため、吸入ラインｅを流れる冷媒が冷媒補助蒸発器ｇをバイパスするようにしたバイパス管ｊを備えさせることが提案されている。このバイパス管ｊは、一端（上流端）が吸入ラインｅにおける四方弁ｄと冷媒補助蒸発器ｇとの間に接続し、他端（下流端）が吸入ラインｅにおける冷媒補助蒸発器ｇとアキュムレータｆとの間に接続している。そして、このバイパス管ｊには電磁弁ｋが備えられており、暖房運転時には、この電磁弁ｋを閉鎖して上記冷媒補助蒸発器ｇでの熱交換を行わせてエンジン排熱を回収する一方、冷房運転時には、この電磁弁ｋを開放して冷媒の一部または全部が冷媒補助蒸発器ｇをバイパスするようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１７９９８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の冷媒回路にあっては、回路内における圧力損失が能力に与える影響は大きく、特に、上記吸入ラインｅにあっては、上記冷媒補助蒸発器ｇやそれをバイパスするバイパス管ｊといった圧力損失の発生要因が多いため、この吸入ラインｅにおける圧力損失を低減することが大きな課題となっていた。
【０００９】
この圧力損失を低減するための手段としては、冷媒補助蒸発器ｇを設けないことでバイパス管ｊを不要にしたり、冷媒補助蒸発器ｇを設けたとしてもバイパス管ｊを備えさせないようにすることが考えられる。
【００１０】
ところが、冷媒補助蒸発器ｇを設けなければ、エンジン排熱を有効に回収することができず、エンジン排熱を有効活用するといったＧＨＰ特有の利点を得ることができない。また、冷媒補助蒸発器ｇを設けてバイパス管ｊを設けない場合には、冷房運転時にも全冷媒が冷媒補助蒸発器ｇを流通することになり、この場合にも圧力損失の低減には繋がらない。特に、近年、エンジン排熱の回収効率を更に高めるべく、熱交換効率が高く且つコンパクトなプレート式熱交換器を冷媒補助蒸発器ｇとして採用することが注目されているが、このプレート式熱交換器は特に圧力損失が大きいため、上記バイパス管ｊは必要不可欠なものとなる。
【００１１】
これらの点を考慮し、本発明の発明者らは、吸入ラインｅにおける各部の圧力損失のうち、特に、バイパス管ｊの下流端が冷媒補助蒸発器ｇの出口側管に接続している部分での圧力損失が大きいことを見出し、このバイパス管ｊの下流端での圧力損失を低減することについて考察を行い、本発明に至った。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒回路の圧縮機吸入ラインにエンジン排熱回収用の冷媒補助蒸発器を備えたエンジン駆動ヒートポンプに対し、上記冷媒補助蒸発器やバイパス管を廃することなく吸入ラインにおける圧力損失を大幅に低減して冷凍能力の向上を図ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジン駆動ヒートポンプの冷媒回路を構成する機器であるアキュムレータ（気液分離器）のポートとして、圧縮機に向けてガス冷媒を流出する流出ポート、排熱回収用の冷媒補助蒸発器を通過した冷媒が流入する流入ポート、上記冷媒補助蒸発器をバイパスするバイパス流路を流通する冷媒が流入する流入ポートを備えさせる。これにより、冷媒補助蒸発器をバイパスする冷媒が、他の配管に合流することなく、直接的にアキュムレータに流入するようにし、バイパス流路の下流端における圧力損失の低減を図っている。
【００１４】
−解決手段−
具体的には、冷媒圧縮機の吸入ラインにアキュムレータが配設されていると共にそのアキュムレータの上流側にエンジン排熱回収用の冷媒補助蒸発器が配設された冷媒回路を有するエンジン駆動ヒートポンプを前提とする。このエンジン駆動ヒートポンプに対し、上記吸入ラインを流れる冷媒を、冷媒補助蒸発器をバイパスして流すためのバイパス流路を備えさせる。そして、冷媒補助蒸発器を通過した冷媒が流入する連通ポートと、バイパス流路を流通した冷媒が流入する連通ポートとが個別に設けられたアキュムレータを備えさせている。
【００１５】
この特定事項により、エンジン排熱を回収する必要がない運転時（例えば冷房運転時）には、冷媒の大部分または全部がバイパス流路を流れることになるが、このバイパス流路を流れた冷媒は他の配管に合流することなく、比較的大きな空間であるアキュムレータ内に直接的に流入することになる。このため、このバイパス流路の下流端においては殆ど圧力損失が生じることはない。従来では、バイパス流路の下流端が冷媒補助蒸発器とアキュムレータとの間の配管に接続されていたため、冷媒が合流する部分において大きな圧力損失が発生していた。本発明によれば、この圧力損失の要因を完全に廃することができ、冷媒補助蒸発器やバイパス回流路を廃することなく吸入ラインにおける圧力損失を大幅に低減して冷凍能力の向上を図ることができる。また、冷媒回路の作製作業時にあっては、バイパス流路の下流端を冷媒補助蒸発器の出口側管に接続するといった作業が不要になるので作業の簡素化を図ることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では、エンジン駆動ヒートポンプとして、ガスエンジンにより冷媒圧縮機を駆動するＧＨＰに本発明を適用した場合について説明する。
【００１７】
−ＧＨＰ室外機の全体構成−
図１は本形態に係るＧＨＰ室外機の内部構成を示す斜視図、図２はその正面図、図３はその平面図である。また、図４はＧＨＰの冷媒回路２０及びエンジン冷却水回路３０を示す回路図である。
【００１８】
これら図に示すように、ＧＨＰ室外機のパッケージ４は上下に分割された２つの装置室１，２で構成されており、上側が熱交換室１であり、下側がエンジンルーム２となっている。ここで、熱交換室１は、後述する熱交換のために外気が通風できる室であり、エンジンルーム２は吸気管や排気管を通じてのみ外部とつながる略密閉状態である。
【００１９】
エンジンルーム２内には、エンジン３１、冷媒圧縮機２１及びアキュムレータ２７等が設置され、エンジン３１には吸気サイレンサ８や排気サイレンサ９等が付設されている。また、エンジン３１の底部付近には、エンジン３１の潤滑油を貯留するオイルパン５及びこのオイルパン５に連通する補助オイルパン６が配置されている。また、このエンジンルーム２内には、制御装置等の電装部材が収納された電装ボックス１１及び後述する冷媒回路２０を構成する配管等が設置されるとともに、オイルパン５とは別個に設けられ潤滑油を貯留しているオイルタンク１０が配置されている。
【００２０】
このオイルタンク１０と上記補助オイルパン６とは連結されており、連結途中に介装された潤滑油ポンプ１８により、オイルタンク１０内に貯留された潤滑油を補助オイルパン６へ補充するように構成されている。
【００２１】
また、エンジンルーム２の上側に設けられている上記熱交換室１には、後述する各回路２０，３０に備えられた室外熱交換器２２，ラジエータ３５が設置されている。また、この熱交換室１の天井面には、放熱用のファン１５，１５が設けられており、また、排気口１４を開口して、排気サイレンサ９を通過した後のエンジン３１からの排気をこの排気口１４から外部へ排出するように構成している。
【００２２】
−回路説明−
次に、上記冷媒回路２０及びエンジン冷却水回路３０について図４を用いて説明する。
【００２３】
（冷媒回路２０）
冷媒回路２０はベルト伝動装置によりエンジン３１に連動連結された冷媒圧縮機２１を備えている。つまり、この冷媒圧縮機２１はエンジン３１の駆動力を受けて運転するようになっている。
【００２４】
そして、この冷媒回路２０は、上記冷媒圧縮機２１、室外熱交換器２２、複数の室内熱交換器２３，２３，…を備え、両熱交換器２２，２３は、冷媒圧縮機２１の吐出部２１ａに接続する吐出ライン４１と、吸込み部２１ｂに接続する吸入ライン４２とに、四方弁２４により切り換え自在に接続するようになっている。すなわち、四方弁２４を切り換えることにより、室外熱交換器２２を吐出ライン４１に、室内熱交換器２３を吸入ライン４２に接続する冷房運転仕様と、室内熱交換器２３を吐出ライン４１に、室外熱交換器２２を吸入ライン４２に接続する暖房運転仕様とに切り換えることができるようになっている。
【００２５】
両熱交換器２２，２３の液側の配管には膨張弁２５，２６が設けられており、冷房運転時には、図中実線の矢印で示すように冷媒が流れて、室外熱交換器２２で凝縮した液冷媒が室内膨張弁２６で膨張して室内熱交換器２３に至る。一方、暖房運転時には、図中破線の矢印で示すように冷媒が流れて、室内熱交換器２３で凝縮した液冷媒が室外膨張弁２５で膨張して室外熱交換器２２に至るようになっている。具体的な冷媒循環動作については後述する。
【００２６】
また、上記吸入ライン４２にはアキュムレータ２７が設けられており、このアキュムレータ２７によって冷媒を気液分離してガス冷媒のみが冷媒圧縮機２１に吸入されるようになっている。
【００２７】
そして、吸入ライン４２におけるアキュムレータ２７の上流側には冷媒補助蒸発器２８が設けられている。この冷媒補助蒸発器２８は、暖房運転時に、吸入ライン４２を流れる冷媒とエンジン冷却水との間で熱交換を行うものであって、エンジン冷却水の熱量（エンジン排熱）を冷媒に与えることで、吸入冷媒に過熱度（スーパヒート）を与え、それによって暖房能力の向上を図るようにしている。また、この冷媒補助蒸発器２８は、吸入ライン４２を流れる冷媒が気液混合状態となっている際には、その液冷媒の気化にも寄与する。これにより、冷媒圧縮機２１への液バック現象を確実に阻止できる。
【００２８】
そして、本冷媒回路２０は、冷媒補助蒸発器２８をバイパスするように冷媒を流すためのバイパス流路を構成するバイパス管２９を備えている。このバイパス管２９は、一端（上流端）が室内熱交換器２３と四方弁２４との間に接続し、他端（下流端）がアキュムレータ２７の上部に直接的に接続している（このアキュムレータ２７の構成及びバイパス管２９接続構造については後述する）。また、このバイパス管２９には電磁弁２９ａが備えられており、暖房運転時には、この電磁弁２９ａを閉鎖して上記冷媒補助蒸発器２８での熱交換（吸入ライン４２を流れる冷媒とエンジン冷却水との熱交換）を行わせてエンジン排熱を冷媒に回収する一方、冷房運転時には、エンジン排熱を回収する必要がないため、この電磁弁２９ａを開放して冷媒の一部または全部が冷媒補助蒸発器２８をバイパスするようにしている。
【００２９】
（エンジン冷却水回路３０）
次に、エンジン冷却水回路３０について説明する。このエンジン冷却水回路３０は、エンジン冷却水を循環させるための駆動源となる冷却水ポンプ３２を備えており、この冷却水ポンプ３２の吐出部３２ａから下流側に向けて順に、エンジン３１内の冷却水通路（ウォータジャケット）、サーモスタット３３、三方弁３４、ラジエータ３５、排気ガス熱交換器３６が接続している。
【００３０】
また、サーモスタット３３には逃がし管３３ａが接続されており、この逃がし管３３ａの下流端は、排気ガス熱交換器３６の上流側に接続している。このサーモスタット３３は、エンジン冷却水の温度が例えば６０℃未満のとき（例えばエンジン始動初期時）には逃がし管路３３ａへ冷却水を流し、エンジン冷却水の温度が６０℃以上に達すると三方弁３４に向けてエンジン冷却水を流すようになっている。
【００３１】
三方弁３４は、冷却水入口３４ａ、第１冷却水出口３４ｂ、第２冷却水出口３４ｃの三つのポートを有している。冷却水入口３４ａはサーモスタット３３に、第１冷却水出口３４ｂはラジエータ３５にそれぞれ連通しており、第２冷却水出口３４ｃは冷却水供給管２８ａを介して冷媒補助蒸発器２８に連通している。また、この三方弁３４は、第１冷却水出口３４ｂと第２冷却水出口３４ｃとの開度比率を変更可能な調整弁により構成されている。
【００３２】
また、上記冷媒補助蒸発器２８と排気ガス熱交換器３６の上流側とは冷却水戻し管２８ｂによって接続されており、冷媒補助蒸発器２８において冷媒に熱を与えた冷却水がこの冷却水戻し管２８ｂによって冷却水ポンプ３２の吸入側に戻されるようになっている。
【００３３】
尚、上記エンジン３１は都市ガス等を燃料とするガスエンジンであり、その排気系は上記排気ガス熱交換器３６及び排気サイレンサ９（図１参照）を備えている。そして、上記のエンジン冷却水回路３０の回路構成により、本エンジン３１は冷却水通路（ウォータジャケット）及び排気ガス熱交換器３６においてエンジン冷却水により熱（燃焼熱、排気熱）が奪われることになる。
【００３４】
−アキュムレータ２７の説明−
次に、本形態の特徴部分であるアキュムレータ２７の構成及びこのアキュムレータ２７に接続される配管について説明する。
【００３５】
図５は、アキュムレータ２７の内部構成及びこのアキュムレータ２７に接続する配管の構成を示す断面図である。
【００３６】
この図５に示すように、アキュムレータ２７は、略円筒状の中空容器であって、上面の３箇所に各配管２８Ａ，２９，２１Ａが接続する連通ポート２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃが形成されている。具体的には、上記冷媒補助蒸発器２８を通過した冷媒が流入する第１連通ポート２７Ａと、バイパス管２９を流通した冷媒が流入する連通ポート２７Ｂと、冷媒圧縮機２１の吸込み部２１ｂへ冷媒を流出するための第３連通ポート２７Ｃとがアキュムレータ２７の上面に形成されている。
【００３７】
このため、上記第１連通ポート２７Ａには冷媒補助蒸発器２８の出口側から延びる第１流入管２８Ａが接続されており、第２連通ポート２７Ｂにはバイパス管２９が接続されている。これら各管２８Ａ，２９の下流端は、アキュムレータ２７の内部にまで挿入されて、僅かに水平方向に曲げられている。このため、これら各管２８Ａ，２９からアキュムレータ２７の内部に流入した冷媒はアキュムレータ２７内で旋回流となり、比重の大きい液冷媒と比重の小さいガス冷媒とが容易に分離されるようになっている。尚、このアキュムレータ２７内での冷媒の旋回流を良好に得るために、各管２８Ａ，２９の接続位置はアキュムレータ２７の外縁部近傍となっている。
【００３８】
また、上記第３連通ポート２７Ｃには、冷媒圧縮機２１の吸込み部２１ｂに接続する流出管２１Ａ（図５では仮想線で示している）の上流側が接続されている。この流出管２１Ａは、アキュムレータ２７の内部にまで挿入され、一旦アキュムレータ２７の底部まで鉛直下方に延びた後、Ｕ字状に曲げられて鉛直上方に延びてその上端がアキュムレータ２７内部の最上部空間に開放されている。これにより、ガス冷媒のみが流出管２１Ａによって取り出されて冷媒圧縮機２１に供給されるようになっている。
【００３９】
このようにアキュムレータ２７に各配管２８Ａ，２９，２１Ａが接続されているため、エンジン排熱を回収する必要がない運転時（例えば冷房運転時）には、冷媒の大部分または全部がバイパス管２９を流れることになるが、このバイパス管２９を流れた冷媒は第１流入管２８Ａに合流することなく、比較的大きな空間であるアキュムレータ２７内に直接的に流入することになる。このため、このバイパス管２９の下流端においては殆ど圧力損失が生じることがない構成となっている。
【００４０】
−運転動作−
次に、上述の如く構成された冷媒回路２０及び冷却水回路３０における循環動作について説明する。
【００４１】
（冷房運転）
先ず、冷房運転時の動作について説明する。この冷房運転時には、冷媒回路２０の四方弁２４は図４に実線で示す切り換え状態となり、吐出ライン４１を室外熱交換器２２に、吸入ライン４２を室内熱交換器２３にそれぞれ接続する。また、三方弁３４は、エンジン３１の運転初期時には逃がし管路３３ａへ冷却水を流し、エンジン冷却水の温度が所定温度（例えば６０℃）に達するとラジエータ３５に向けて冷却水を流す。そして、この冷房運転中は三方弁３４の第２冷却水出口３４ｃを閉じており、原則的には冷媒補助蒸発器２８へは冷却水を供給しない状態となる。
【００４２】
また、この冷房運転時にあっては、バイパス管２９の電磁弁２９ａは常時開放状態であり、室内熱交換器２３を経た冷媒の大部分が冷媒補助蒸発器２８をバイパスするようにしている。
【００４３】
そして、冷媒圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒ガスは、先ず、図示しないオイルセパレータにより潤滑油成分が分離され、この潤滑油成分は吸入ライン４２からアキュムレータ２７へ戻される。潤滑油成分が除去された冷媒ガスは、四方弁２４を通って室外熱交換器２２へと供給される。この室外熱交換器２２内では、冷媒ガスから熱を奪って凝縮させ、冷媒液とする。その後、この冷媒液は室内膨張弁２６（各室内熱交換器２３毎に設けられた膨張弁）から放出されることにより、急激に圧力が低下すると共に噴霧状となり、各室内熱交換器２３へと供給される。
【００４４】
この室内熱交換器２３内において、冷媒液が蒸発することにより冷媒ガスへと変化（気化）し、この蒸発作用により、室内を冷房する。室内熱交換器２３から排出された冷媒ガスは、大部分がバイパス管２９を流れてアキュムレータ２７に入り、液相部分が除去された後、冷媒圧縮機２１の吸込み部２１ｂに吸込まれる。
【００４５】
一方、冷却水回路３０では、冷却水ポンプ３２から吐出される冷却水が、エンジン３１に供給され、エンジン３１内の冷却水通路を通過する間にシリンダ等各所を冷却することにより温度が上昇し、サーモスタット３３から三方弁３４に至る。サーモスタット３３では、冷却水温度が６０°未満の時には逃がし管路３３ａから排気ガス熱交換器３６へと送る。そして、この冷却水は、排気ガス熱交換器３６において排気ガスを冷却した後、冷却水ポンプ２６へ戻る。
【００４６】
そして、冷却水温度が６０°以上になったときには、サーモスタット３３の逃がし管路３３ａが閉鎖されて、冷却水は、三方弁３４を介してラジエータ３５へ送られ、ラジエータ３５にて冷却水温度を下げ、冷却水ポンプ３２に向けて戻される。
【００４７】
（暖房運転）
次に、暖房運転時の動作について説明する。この暖房運転時には、冷媒回路２０の四方弁２４は図４に破線で示す切り換え状態となり、吐出ライン４１を室内熱交換器２３に、吸入ライン４２を室外熱交換器２２にそれぞれ接続する。また、三方弁３４は、エンジン３１の運転初期時には逃がし管路３３ａへ冷却水を流し、エンジン冷却水の温度が所定温度（例えば６０℃）に達すると、第１冷却水出口３４ｂを閉鎖状態に維持すると共に、第２冷却水出口３４ｃを開放して冷媒補助蒸発器２８へ冷却水を供給し、エンジン排熱を冷媒に与えることで、吸入冷媒に過熱度を与えて暖房能力の向上が図れるようにする。
【００４８】
また、この暖房運転時にあっては、バイパス管２９の電磁弁２９ａは常時閉鎖状態であり、室外熱交換器２２を経た冷媒の全てが冷媒補助蒸発器２８を通過するようになっている。
【００４９】
そして、冷媒圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒ガスは、先ず、図示しないオイルセパレータにより潤滑油成分が分離され、この潤滑油成分は吸入ライン４２からアキュムレータ２７へ戻される。潤滑油成分が除去された冷媒ガスは、四方弁２４を通って各室内熱交換器２３へと供給される。この室内熱交換器２３内では、冷媒ガスは凝縮して液体となり、室内を暖房する。その後、この冷媒液は室外膨張弁２５から放出されることにより、急激に圧力が低下すると共に噴霧状となり、室外熱交換器２２へと供給される。
【００５０】
この室外熱交換器２２内において、冷媒液が蒸発することにより冷媒ガスへと変化（気化）し、この室外熱交換器２２から排出される。室外熱交換器２２から排出された冷媒ガスは、冷媒補助蒸発器２８を流れ、この冷媒補助蒸発器２８においてエンジン排熱を受けて過熱状態になった後、アキュムレータ２７に入り、冷媒圧縮機２１の吸込み部２１ｂに吸込まれる。
【００５１】
以上のような各運転動作が行われるため、上記冷房運転時にあっては、バイパス管２９を流れた冷媒は他の配管に合流することなく、比較的大きな空間であるアキュムレータ２７内に直接的に流入することになる。このため、このバイパス管２９の下流端においては殆ど圧力損失が生じることはない。その結果、冷媒補助蒸発器２８やバイパス管２９を廃することなく吸入ライン４２における圧力損失を大幅に低減して冷凍能力の向上を図ることができる。また、バイパス管２９の上流端を室内熱交換器２３と四方弁２４との間に接続しているため、バイパス管２９を流れる冷媒は四方弁２４を通過することがなく、この四方弁２４での圧力損失が生じることもない。これによっても圧力損失を低減することができて冷凍能力の向上を図ることができる。
【００５２】
＜変形例＞
次に、バイパス管２９の変形例について図６を用いて説明する。上述した実施形態では、バイパス管２９の上流端を室内熱交換器２３と四方弁２４との間に接続していたが、本例では、このバイパス管２９の上流端を吸入ライン４２における四方弁２４と冷媒補助蒸発器２８との間に接続している。その他の構成及び各回路での循環動作は上記実施形態の場合と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００５３】
本例の構成によれば、暖房運転時においても必要に応じてバイパス管２９へ冷媒を流して冷媒補助蒸発器２８をバイパスさせることが可能である。例えば、外気温度が比較的高い状態での暖房運転時であってエンジン排熱を回収する必要がない場合には、バイパス管２９の電磁弁２９ａを開放し、吸入ライン４２を流れる冷媒を、冷媒補助蒸発器２８をバイパスして流すようにする。
【００５４】
−その他の実施形態−
上述した実施形態では、エンジン駆動ヒートポンプとして、ガスエンジン３１により冷媒圧縮機２１を駆動するＧＨＰに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他のガス燃料を使用するエンジン駆動ヒートポンプや、灯油等の液体燃料を使用するエンジン駆動ヒートポンプにも適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、エンジン駆動ヒートポンプの冷媒回路を構成する機器であるアキュムレータのポートとして、圧縮機に向けてガス冷媒を流出する流出ポート、排熱回収用の冷媒補助蒸発器を通過した冷媒が流入する流入ポート、上記冷媒補助蒸発器をバイパスするバイパス流路を流通する冷媒が流入する流入ポートとを備えさせる。これにより、冷媒補助蒸発器をバイパスする冷媒が、他の配管に合流することなく、直接的にアキュムレータに流入するようにし、バイパス流路の下流端における圧力損失の低減を図っている。このため、圧力損失の大幅な低減に伴って冷凍能力の向上を図ることができる。また、冷媒回路の作製作業時にあっては、バイパス流路の下流端を冷媒補助蒸発器の出口側管に接続するといった作業が不要になるので作業の簡素化を図ることもでき、エンジン駆動ヒートポンプの製造コストの削減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るＧＨＰ室外機の内部構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るＧＨＰ室外機の内部構成を示す正面図である。
【図３】実施形態に係るＧＨＰ室外機の内部構成を示す平面図である。
【図４】ＧＨＰの冷媒回路及びエンジン冷却水回路を示す回路図である。
【図５】アキュムレータの内部構成及びこのアキュムレータに接続する配管の構成を示す断面図である。
【図６】変形例におけるＧＨＰの冷媒回路及びエンジン冷却水回路を示す回路図である。
【図７】従来のＧＨＰにおける冷媒回路を示す回路図である。
【符号の説明】
２０冷媒回路
２１冷媒圧縮機
２７アキュムレータ
２７Ａ第１連通ポート
２７Ｂ第２連通ポート
２７Ｃ第３連通ポート
２８冷媒補助蒸発器
２９バイパス管
４２吸入ライン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine-driven heat pump including an engine and a refrigerant circuit including a compressor driven by the engine. In particular, the present invention relates to an improvement for significantly reducing pressure loss in a refrigerant circuit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an engine-driven heat pump represented by a GHP (gas heat pump) has been known. The GHP includes a gas engine and a refrigerant circuit that circulates a refrigerant by a compressor (compressor) that receives the power of the gas engine, as shown in Patent Document 1 below. By utilizing heat effectively, there is an advantage that the heating capacity is improved and a defrost (defrost) operation is not required.
[0003]
FIG. 7 shows a refrigerant circuit in a conventional GHP. As shown in this figure, the refrigerant circuit includes a refrigerant compressor a, an outdoor heat exchanger b, and a plurality of indoor heat exchangers c, c,. The connection states of the two heat exchangers b and c are switched between the discharge side and the suction side of the refrigerant compressor a by the four-way valve d. That is, switching between the cooling operation and the heating operation can be performed by switching the refrigerant circulation direction using the four-way valve d. Note that the arrows in FIG. 7 indicate the refrigerant circulation direction during the heating operation.
[0004]
Further, an accumulator f is provided in a suction line e of the refrigerant compressor a (a refrigerant pipe from the four-way valve d to a suction part of the refrigerant compressor a), and the accumulator f separates the refrigerant into gas and liquid. Only the gas refrigerant is drawn into the refrigerant compressor a.
[0005]
Further, in this type of GHP, an auxiliary refrigerant evaporator g is provided upstream of the accumulator f in the suction line e. The refrigerant auxiliary evaporator g performs heat exchange between the refrigerant flowing through the suction line e and the engine cooling water during the heating operation, and provides heat of the engine cooling water (engine exhaust heat) to the refrigerant. Thus, the degree of superheat (superheat) is given to the suction refrigerant, thereby improving the heating capacity. In FIG. 7, h is a supply pipe for supplying engine cooling water to the auxiliary refrigerant evaporator g, and i is a return pipe for returning engine cooling water from the auxiliary refrigerant evaporator g.
[0006]
Further, it is not necessary to recover the exhaust heat of the engine during the cooling operation (there is no need to perform heat exchange in the auxiliary refrigerant evaporator g), so that the refrigerant flowing through the suction line e bypasses the auxiliary refrigerant evaporator g. It has been proposed to provide a bypass pipe j. One end (upstream end) of the bypass pipe j is connected between the four-way valve d in the suction line e and the auxiliary refrigerant evaporator g, and the other end (downstream end) is connected to the auxiliary refrigerant evaporator g in the intake line e and the accumulator. f. The bypass pipe j is provided with an electromagnetic valve k. During the heating operation, the electromagnetic valve k is closed to allow heat exchange in the refrigerant auxiliary evaporator g to recover engine exhaust heat. During the cooling operation, the solenoid valve k is opened so that part or all of the refrigerant bypasses the refrigerant auxiliary evaporator g.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-179983
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this type of refrigerant circuit, the pressure loss in the circuit has a great effect on the performance. In particular, in the suction line e, the refrigerant auxiliary evaporator g and the bypass pipe j that bypasses the refrigerant auxiliary evaporator g There are many factors that cause such pressure loss, and it has been a major problem to reduce the pressure loss in the suction line e.
[0009]
As means for reducing this pressure loss, the bypass pipe j is not required by not providing the auxiliary refrigerant evaporator g, or the bypass pipe j is not provided even if the auxiliary refrigerant evaporator g is provided. Can be considered.
[0010]
However, unless the auxiliary refrigerant evaporator g is provided, the exhaust heat of the engine cannot be effectively recovered, and the advantage peculiar to GHP such as the effective use of the exhaust heat of the engine cannot be obtained. Further, when the refrigerant auxiliary evaporator g is provided and the bypass pipe j is not provided, all the refrigerant flows through the refrigerant auxiliary evaporator g even during the cooling operation, which also leads to a reduction in pressure loss. Absent. In particular, in recent years, in order to further increase the efficiency of recovering engine exhaust heat, it has been noted that a plate heat exchanger having a high heat exchange efficiency and a compact size is employed as the auxiliary refrigerant evaporator g. Since the vessel has particularly large pressure loss, the bypass pipe j is indispensable.
[0011]
In consideration of these points, the inventors of the present invention consider, among the pressure losses of the respective parts in the suction line e, particularly the part where the downstream end of the bypass pipe j is connected to the outlet pipe of the auxiliary refrigerant evaporator g. And found that the pressure loss at the downstream end of the bypass pipe j was reduced, leading to the present invention.
[0012]
The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide an engine-driven heat pump having a refrigerant auxiliary evaporator for recovering engine exhaust heat in a compressor suction line of a refrigerant circuit. An object of the present invention is to improve the refrigerating capacity by greatly reducing the pressure loss in a suction line without eliminating a refrigerant auxiliary evaporator and a bypass pipe.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
-Summary of the invention-
In order to achieve the above object, the present invention provides an outlet port for discharging a gas refrigerant toward a compressor as a port of an accumulator (gas-liquid separator), which is a device constituting a refrigerant circuit of an engine-driven heat pump, and a discharge port. An inflow port into which the refrigerant having passed through the auxiliary refrigerant evaporator for heat recovery flows, and an inflow port into which the refrigerant flowing through the bypass flow path bypassing the auxiliary refrigerant evaporator flows. This allows the refrigerant bypassing the auxiliary refrigerant evaporator to directly flow into the accumulator without merging with other pipes, thereby reducing the pressure loss at the downstream end of the bypass flow path.
[0014]
-Solution-
Specifically, an engine-driven heat pump having a refrigerant circuit in which an accumulator is provided in a suction line of a refrigerant compressor and an auxiliary refrigerant evaporator for recovering engine exhaust heat is provided upstream of the accumulator. And The engine-driven heat pump is provided with a bypass passage for allowing the refrigerant flowing through the suction line to flow by bypassing the auxiliary refrigerant evaporator. An accumulator provided with a communication port through which the refrigerant flowing through the auxiliary refrigerant evaporator flows and a communication port through which the refrigerant flowing through the bypass flow path flows are provided separately.
[0015]
According to this specific matter, most or all of the refrigerant flows through the bypass flow path during operation in which it is not necessary to recover engine exhaust heat (for example, during cooling operation). Will flow directly into the accumulator, which is a relatively large space, without joining other pipes. Therefore, almost no pressure loss occurs at the downstream end of the bypass flow path. Conventionally, since the downstream end of the bypass flow path is connected to the pipe between the auxiliary refrigerant evaporator and the accumulator, a large pressure loss has occurred at a portion where the refrigerant joins. According to the present invention, the cause of the pressure loss can be completely eliminated, and the pressure loss in the suction line is significantly reduced without eliminating the auxiliary refrigerant evaporator and the bypass circuit, thereby improving the refrigerating capacity. be able to. Further, at the time of manufacturing the refrigerant circuit, it is not necessary to connect the downstream end of the bypass flow passage to the outlet side pipe of the auxiliary refrigerant evaporator, so that the operation can be simplified.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to a GHP in which a gas engine drives a refrigerant compressor as an engine-driven heat pump.
[0017]
-Overall configuration of GHP outdoor unit-
FIG. 1 is a perspective view showing the internal configuration of the GHP outdoor unit according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof. FIG. 4 is a circuit diagram showing the GHP refrigerant circuit 20 and the engine cooling water circuit 30.
[0018]
As shown in these figures, the package 4 of the GHP outdoor unit is composed of two device chambers 1 and 2 which are divided into upper and lower parts. The upper part is the heat exchange chamber 1 and the lower part is the engine room 2. . Here, the heat exchange chamber 1 is a chamber through which outside air can flow for heat exchange, which will be described later.
[0019]
An engine 31, a refrigerant compressor 21, an accumulator 27, and the like are installed in the engine room 2, and the engine 31 is provided with an intake silencer 8, an exhaust silencer 9, and the like. An oil pan 5 for storing lubricating oil for the engine 31 and an auxiliary oil pan 6 communicating with the oil pan 5 are arranged near the bottom of the engine 31. In the engine room 2, an electrical component box 11 in which electrical components such as a control device are accommodated, and a pipe constituting a refrigerant circuit 20, which will be described later, are installed. An oil tank 10 storing oil is arranged.
[0020]
The oil tank 10 and the auxiliary oil pan 6 are connected to each other, and the lubricating oil stored in the oil tank 10 is replenished to the auxiliary oil pan 6 by a lubricating oil pump 18 interposed in the middle of the connection. It is configured.
[0021]
In the heat exchange chamber 1 provided above the engine room 2, an outdoor heat exchanger 22 and a radiator 35 provided in each of the circuits 20 and 30 described below are installed. Further, on the ceiling surface of the heat exchange chamber 1, fans 15 for heat radiation are provided, and an exhaust port 14 is opened to exhaust the exhaust gas from the engine 31 after passing through the exhaust silencer 9. The exhaust port 14 is configured to be discharged to the outside.
[0022]
-Circuit description-
Next, the refrigerant circuit 20 and the engine cooling water circuit 30 will be described with reference to FIG.
[0023]
(Refrigerant circuit 20)
The refrigerant circuit 20 includes a refrigerant compressor 21 linked to an engine 31 by a belt transmission. That is, the refrigerant compressor 21 operates by receiving the driving force of the engine 31.
[0024]
The refrigerant circuit 20 includes the refrigerant compressor 21, an outdoor heat exchanger 22, and a plurality of indoor heat exchangers 23, 23,. The four-way valve 24 is connected to a discharge line 41 connected to the suction line 21a and a suction line 42 connected to the suction part 21b. That is, by switching the four-way valve 24, the outdoor heat exchanger 22 is connected to the discharge line 41, the indoor heat exchanger 23 is connected to the suction line 42, and the indoor heat exchanger 23 is connected to the discharge line 41. The heat exchanger 22 can be switched to a heating operation mode in which the heat exchanger 22 is connected to the suction line 42.
[0025]
Expansion pipes 25 and 26 are provided on the liquid side pipes of both heat exchangers 22 and 23. During the cooling operation, the refrigerant flows as indicated by solid-line arrows in the drawing and condenses in the outdoor heat exchanger 22. The expanded liquid refrigerant expands at the indoor expansion valve 26 and reaches the indoor heat exchanger 23. On the other hand, during the heating operation, the refrigerant flows as indicated by the dashed arrow in the drawing, and the liquid refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 23 expands in the outdoor expansion valve 25 and reaches the outdoor heat exchanger 22. I have. A specific refrigerant circulation operation will be described later.
[0026]
The suction line 42 is provided with an accumulator 27. The accumulator 27 separates the refrigerant into gas and liquid, and sucks only the gas refrigerant into the refrigerant compressor 21.
[0027]
An auxiliary refrigerant evaporator 28 is provided upstream of the accumulator 27 in the suction line 42. The refrigerant auxiliary evaporator 28 performs heat exchange between the refrigerant flowing through the suction line 42 and the engine cooling water during the heating operation, and provides heat of the engine cooling water (engine exhaust heat) to the refrigerant. Thus, the degree of superheat (superheat) is given to the suction refrigerant, thereby improving the heating capacity. When the refrigerant flowing through the suction line 42 is in a gas-liquid mixed state, the auxiliary refrigerant evaporator 28 also contributes to the vaporization of the liquid refrigerant. Thereby, the liquid back phenomenon to the refrigerant compressor 21 can be reliably prevented.
[0028]
The refrigerant circuit 20 includes a bypass pipe 29 that forms a bypass flow path for flowing the refrigerant so as to bypass the auxiliary refrigerant evaporator 28. One end (upstream end) of the bypass pipe 29 is connected between the indoor heat exchanger 23 and the four-way valve 24, and the other end (downstream end) is directly connected to the upper part of the accumulator 27 (this accumulator). 27 and the connection structure of the bypass pipe 29 will be described later). The bypass pipe 29 is provided with an electromagnetic valve 29a. During the heating operation, the electromagnetic valve 29a is closed to exchange heat in the auxiliary refrigerant evaporator 28 (the refrigerant flowing through the suction line 42 and the engine cooling water). Heat exchange with the engine) to recover the engine exhaust heat to the refrigerant, while it is not necessary to recover the engine exhaust heat during the cooling operation. Therefore, the solenoid valve 29a is opened to allow a part or all of the refrigerant to be cooled. The auxiliary evaporator 28 is bypassed.
[0029]
(Engine cooling water circuit 30)
Next, the engine cooling water circuit 30 will be described. The engine cooling water circuit 30 includes a cooling water pump 32 serving as a driving source for circulating the engine cooling water. A cooling water passage (water jacket), a thermostat 33, a three-way valve 34, a radiator 35, and an exhaust gas heat exchanger 36 are connected.
[0030]
A relief pipe 33 a is connected to the thermostat 33, and a downstream end of the relief pipe 33 a is connected to an upstream side of the exhaust gas heat exchanger 36. When the temperature of the engine cooling water is lower than, for example, 60 ° C. (for example, at the beginning of engine start), the thermostat 33 allows the cooling water to flow to the relief pipe 33a. The engine cooling water is caused to flow toward.
[0031]
The three-way valve 34 has three ports: a cooling water inlet 34a, a first cooling water outlet 34b, and a second cooling water outlet 34c. The cooling water inlet 34a communicates with the thermostat 33, the first cooling water outlet 34b communicates with the radiator 35, and the second cooling water outlet 34c communicates with the auxiliary refrigerant evaporator 28 via the cooling water supply pipe 28a. . Further, the three-way valve 34 is configured by an adjustment valve that can change an opening ratio between the first cooling water outlet 34b and the second cooling water outlet 34c.
[0032]
The auxiliary refrigerant evaporator 28 and the upstream side of the exhaust gas heat exchanger 36 are connected by a cooling water return pipe 28b, and the cooling water that gives heat to the refrigerant in the auxiliary refrigerant evaporator 28 returns to the cooling water. The cooling water pump 32 is returned to the suction side by a pipe 28b.
[0033]
The engine 31 is a gas engine using city gas or the like as a fuel, and its exhaust system includes the exhaust gas heat exchanger 36 and the exhaust silencer 9 (see FIG. 1). With the above-described circuit configuration of the engine cooling water circuit 30, the engine 31 loses heat (combustion heat and exhaust heat) by the engine cooling water in the cooling water passage (water jacket) and the exhaust gas heat exchanger 36. Become.
[0034]
-Description of accumulator 27-
Next, the configuration of the accumulator 27 and the piping connected to the accumulator 27, which are features of the present embodiment, will be described.
[0035]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the accumulator 27 and a configuration of a pipe connected to the accumulator 27.
[0036]
As shown in FIG. 5, the accumulator 27 is a substantially cylindrical hollow container, and communication ports 27A, 27B, and 27C to which the pipes 28A, 29, and 21A are connected are formed at three locations on the upper surface. Specifically, the first communication port 27A into which the refrigerant having passed through the refrigerant auxiliary evaporator 28 flows, the communication port 27B into which the refrigerant flowing through the bypass pipe 29 flows, and the refrigerant into the suction portion 21b of the refrigerant compressor 21 And a third communication port 27 </ b> C through which the fluid flows out is formed on the upper surface of the accumulator 27.
[0037]
Therefore, a first inflow pipe 28A extending from the outlet side of the auxiliary refrigerant evaporator 28 is connected to the first communication port 27A, and a bypass pipe 29 is connected to the second communication port 27B. The downstream ends of these tubes 28A and 29 are inserted into the accumulator 27 and bent slightly in the horizontal direction. For this reason, the refrigerant flowing into the accumulator 27 from each of the pipes 28A and 29 becomes a swirling flow in the accumulator 27, so that the liquid refrigerant having a large specific gravity and the gas refrigerant having a small specific gravity can be easily separated. . In order to obtain a good swirling flow of the refrigerant in the accumulator 27, the connection position of each of the pipes 28A, 29 is near the outer edge of the accumulator 27.
[0038]
The upstream side of an outflow pipe 21A (indicated by a phantom line in FIG. 5) connected to the suction portion 21b of the refrigerant compressor 21 is connected to the third communication port 27C. The outflow pipe 21A is inserted into the accumulator 27, temporarily extends vertically downward to the bottom of the accumulator 27, then is bent into a U-shape, extends vertically upward, and the upper end thereof is the uppermost space inside the accumulator 27. Open to the public. Thereby, only the gas refrigerant is taken out by the outflow pipe 21A and supplied to the refrigerant compressor 21.
[0039]
Since the pipes 28A, 29, and 21A are connected to the accumulator 27 in this manner, most of or all of the refrigerant flows through the bypass pipe 29 during operation in which it is not necessary to recover the engine exhaust heat (for example, during cooling operation). However, the refrigerant that has flowed through the bypass pipe 29 directly flows into the accumulator 27, which is a relatively large space, without joining the first inflow pipe 28A. For this reason, a pressure loss hardly occurs at the downstream end of the bypass pipe 29.
[0040]
-Driving operation-
Next, the circulation operation in the refrigerant circuit 20 and the cooling water circuit 30 configured as described above will be described.
[0041]
(Cooling operation)
First, the operation during the cooling operation will be described. At the time of this cooling operation, the four-way valve 24 of the refrigerant circuit 20 is in the switching state shown by the solid line in FIG. 4, and connects the discharge line 41 to the outdoor heat exchanger 22 and the suction line 42 to the indoor heat exchanger 23. Further, the three-way valve 34 allows the cooling water to flow to the relief pipe line 33a at the initial stage of the operation of the engine 31, and to the radiator 35 when the temperature of the engine cooling water reaches a predetermined temperature (for example, 60 ° C.). During the cooling operation, the second cooling water outlet 34c of the three-way valve 34 is closed, and the cooling water is not supplied to the auxiliary refrigerant evaporator 28 in principle.
[0042]
During the cooling operation, the solenoid valve 29a of the bypass pipe 29 is always open, so that most of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger 23 bypasses the auxiliary refrigerant evaporator 28.
[0043]
Then, the lubricating oil component of the high-pressure refrigerant gas discharged from the refrigerant compressor 21 is first separated by an oil separator (not shown), and the lubricating oil component is returned from the suction line 42 to the accumulator 27. The refrigerant gas from which the lubricating oil component has been removed is supplied to the outdoor heat exchanger 22 through the four-way valve 24. In the outdoor heat exchanger 22, heat is taken from the refrigerant gas and condensed to form a refrigerant liquid. Thereafter, the refrigerant liquid is discharged from the indoor expansion valves 26 (expansion valves provided for each indoor heat exchanger 23), so that the pressure is rapidly reduced and the liquid is sprayed. Is supplied.
[0044]
In the indoor heat exchanger 23, the refrigerant liquid evaporates (evaporates) into a refrigerant gas by evaporating, and the room is cooled by the evaporating action. Most of the refrigerant gas discharged from the indoor heat exchanger 23 flows through the bypass pipe 29 and enters the accumulator 27. After the liquid phase is removed, the refrigerant gas is sucked into the suction part 21b of the refrigerant compressor 21.
[0045]
On the other hand, in the cooling water circuit 30, the cooling water discharged from the cooling water pump 32 is supplied to the engine 31 and cools various parts such as cylinders while passing through a cooling water passage in the engine 31 to increase the temperature. , From the thermostat 33 to the three-way valve 34. In the thermostat 33, when the cooling water temperature is lower than 60 °, the cooling water is sent to the exhaust gas heat exchanger 36 from the relief pipe line 33a. Then, the cooling water returns to the cooling water pump 26 after cooling the exhaust gas in the exhaust gas heat exchanger 36.
[0046]
Then, when the cooling water temperature becomes 60 ° or more, the relief pipe line 33 a of the thermostat 33 is closed, and the cooling water is sent to the radiator 35 through the three-way valve 34, and the cooling water temperature is reduced by the radiator 35. It is lowered and returned toward the cooling water pump 32.
[0047]
(Heating operation)
Next, the operation during the heating operation will be described. During this heating operation, the four-way valve 24 of the refrigerant circuit 20 is switched to the state shown by the broken line in FIG. 4, and connects the discharge line 41 to the indoor heat exchanger 23 and the suction line 42 to the outdoor heat exchanger 22. Further, the three-way valve 34 allows the cooling water to flow into the relief pipe line 33a at the initial stage of the operation of the engine 31 and closes the first cooling water outlet 34b when the temperature of the engine cooling water reaches a predetermined temperature (for example, 60 ° C.). While maintaining, the second cooling water outlet 34c is opened to supply the cooling water to the auxiliary refrigerant evaporator 28, and the exhaust heat of the engine is given to the refrigerant. To do.
[0048]
During the heating operation, the solenoid valve 29a of the bypass pipe 29 is always closed, and all of the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 22 passes through the auxiliary refrigerant evaporator 28.
[0049]
Then, the lubricating oil component of the high-pressure refrigerant gas discharged from the refrigerant compressor 21 is first separated by an oil separator (not shown), and the lubricating oil component is returned from the suction line 42 to the accumulator 27. The refrigerant gas from which the lubricating oil component has been removed is supplied to each indoor heat exchanger 23 through the four-way valve 24. In the indoor heat exchanger 23, the refrigerant gas condenses into a liquid, thereby heating the room. After that, the refrigerant liquid is discharged from the outdoor expansion valve 25, so that the pressure is rapidly reduced and the liquid is sprayed, and is supplied to the outdoor heat exchanger 22.
[0050]
In the outdoor heat exchanger 22, the refrigerant liquid evaporates to change into a refrigerant gas (evaporate) and is discharged from the outdoor heat exchanger 22. The refrigerant gas discharged from the outdoor heat exchanger 22 flows through the auxiliary refrigerant evaporator 28, receives an exhaust heat of the engine in the auxiliary refrigerant evaporator 28, enters an overheated state, enters the accumulator 27, and enters the refrigerant compressor 21. Is sucked into the suction portion 21b.
[0051]
Since each of the above-described operation operations is performed, during the cooling operation, the refrigerant flowing through the bypass pipe 29 does not merge with other pipes but directly enters the accumulator 27 which is a relatively large space. Will flow in. Therefore, almost no pressure loss occurs at the downstream end of the bypass pipe 29. As a result, the pressure loss in the suction line 42 can be significantly reduced without eliminating the auxiliary refrigerant evaporator 28 and the bypass pipe 29, and the refrigeration capacity can be improved. Further, since the upstream end of the bypass pipe 29 is connected between the indoor heat exchanger 23 and the four-way valve 24, the refrigerant flowing through the bypass pipe 29 does not pass through the four-way valve 24, and the refrigerant flows through the four-way valve 24. No pressure loss occurs. This can also reduce the pressure loss and improve the refrigeration capacity.
[0052]
<Modification>
Next, a modification of the bypass pipe 29 will be described with reference to FIG. In the above-described embodiment, the upstream end of the bypass pipe 29 is connected between the indoor heat exchanger 23 and the four-way valve 24. In the present embodiment, the upstream end of the bypass pipe 29 is connected to the four-way valve in the suction line 42. 24 and between the auxiliary refrigerant evaporator 28. The rest of the configuration and the circulating operation in each circuit are the same as those in the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0053]
According to the configuration of the present example, it is possible to flow the refrigerant to the bypass pipe 29 and bypass the refrigerant auxiliary evaporator 28 as needed even during the heating operation. For example, when the heating operation is performed in a state where the outside air temperature is relatively high and the engine exhaust heat does not need to be recovered, the solenoid valve 29a of the bypass pipe 29 is opened, and the refrigerant flowing through the suction line 42 is cooled by the refrigerant. The auxiliary evaporator 28 is bypassed to flow.
[0054]
-Other embodiments-
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the GHP in which the refrigerant compressor 21 is driven by the gas engine 31 as the engine-driven heat pump has been described. The present invention is not limited to this, and can also be applied to an engine driven heat pump using other gas fuel or an engine driven heat pump using liquid fuel such as kerosene.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, as the port of the accumulator, which is a device constituting the refrigerant circuit of the engine-driven heat pump, the gas passes through the outflow port for discharging the gas refrigerant toward the compressor, and the refrigerant auxiliary evaporator for exhaust heat recovery. And an inflow port through which a refrigerant flowing through a bypass flow path bypassing the auxiliary refrigerant evaporator flows. This allows the refrigerant bypassing the auxiliary refrigerant evaporator to directly flow into the accumulator without merging with other pipes, thereby reducing the pressure loss at the downstream end of the bypass flow path. For this reason, it is possible to improve the refrigerating capacity with a significant reduction in pressure loss. Further, during the operation of manufacturing the refrigerant circuit, the operation of connecting the downstream end of the bypass flow passage to the outlet side pipe of the auxiliary refrigerant evaporator becomes unnecessary, so that the operation can be simplified, and the engine-driven heat pump can be simplified. Can also reduce the production cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an internal configuration of a GHP outdoor unit according to an embodiment.
FIG. 2 is a front view showing an internal configuration of the GHP outdoor unit according to the embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing an internal configuration of the GHP outdoor unit according to the embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a GHP refrigerant circuit and an engine cooling water circuit.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the accumulator and a configuration of a pipe connected to the accumulator.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a GHP refrigerant circuit and an engine cooling water circuit in a modified example.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit in a conventional GHP.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 20 refrigerant circuit 21 refrigerant compressor 27 accumulator 27A first communication port 27B second communication port 27C third communication port 28 auxiliary refrigerant evaporator 29 bypass pipe 42 suction line

Claims

冷媒圧縮機の吸入ラインにアキュムレータが配設されていると共にそのアキュムレータの上流側にエンジン排熱回収用の冷媒補助蒸発器が配設された冷媒回路を有するエンジン駆動ヒートポンプにおいて、
上記吸入ラインを流れる冷媒を、冷媒補助蒸発器をバイパスして流すためのバイパス流路が備えられ、
上記冷媒補助蒸発器を通過した冷媒が流入する連通ポートと、バイパス流路を流通した冷媒が流入する連通ポートとが個別に設けられたアキュムレータを備えていることを特徴とするエンジン駆動ヒートポンプ。An engine-driven heat pump having a refrigerant circuit in which an accumulator is provided in a suction line of a refrigerant compressor and a refrigerant auxiliary evaporator for recovering engine exhaust heat is provided upstream of the accumulator,
A bypass flow path for flowing the refrigerant flowing through the suction line, bypassing the refrigerant auxiliary evaporator, is provided,
An engine-driven heat pump, comprising: an accumulator provided with a communication port through which the refrigerant flowing through the auxiliary refrigerant evaporator flows, and a communication port through which the refrigerant flowing through the bypass flow path flows.