JP6379633B2 - エンジン駆動式空気調和機 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の冷却水回路は、2つの流路切換弁を用いて流路の切換を行っているので、冷却水回路を構成するためのコストが高いという問題を有する。また、流路切換弁には一般的には感温式のワックス弁が用いられるが、ワックス弁の温度応答性が悪いので、温度に応じて確実に流路を切り換えることができない。例えば、上記特許文献1において、低温弁における流路の切換温度をTaとした場合、冷却水の温度が温度Taよりも低い温度から温度Taに達して初めて低温弁が流路の切換作動を開始するため、流路の切換が完了したとき、すなわち低温弁の切換動作が終了したときには、冷却水の温度はTaよりも高い温度Tbで安定する。この場合、冷却水の温度がTa〜Tbであるときに排熱熱交換器に十分な量の冷却水が流れないことになり、エンジン排熱を十分に回収することはできない。つまり、従来の方式では、エンジン排熱熱交換器に流入する冷却水の温度を適切な温度、具体的には熱交換効率が最も向上するような最適温度に維持することができない。
本発明は、水冷式のエンジンにより駆動される圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を接続してなる冷媒回路と、冷却水が内部に封入されているとともに、封入された冷却水がエンジンを冷却するためにエンジンを経由して還流するように構成される冷却水回路と、冷媒回路内を流れる冷媒が加熱されるように、冷媒とエンジンを冷却した冷却水とを熱交換させるエンジン排熱熱交換器と、エンジンを冷却した冷却水を放熱させるラジエータと、エンジンを冷却した冷却水の温度が所定の第1温度以下であるときには、エンジンを冷却した冷却水がエンジン排熱熱交換器を経由してエンジンに流入する流路を流れ、エンジンを冷却した冷却水の温度が第1温度以上であるときには、エンジンを冷却した冷却水がラジエータを経由してエンジンに流入する流路を流れるように、冷却水回路内を流れる冷却水の流路を切り換える流路切換弁と、エンジンを冷却した冷却水の温度が第1温度よりも低い第2温度に近づくように、エンジンを冷却した冷却水の温度に基づいてエンジン排熱熱交換器を流れる冷媒の流量又は冷却水回路を流れる冷却水の流量を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、エンジンを冷却した冷却水の温度が、エンジン排熱熱交換器において効率良く冷媒に冷却水の熱を受け渡すことができる温度範囲として第2温度を基準として設定される適正温度範囲よりも高く、且つ、冷媒回路を流れる冷媒の過熱度が適正な範囲よりも低い場合、冷却水回路を流れる冷却水の流量を増加させるように構成される、エンジン駆動式空気調和機を提供する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和機の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るエンジン駆動式空気調和機1は、水冷式のガスエンジン10と、冷媒回路20と、冷却水回路40と、制御装置50とを備える。
(1)制御装置50は、冷却水温度Twが最適冷却水温度Topt未満であるときに、エンジン排熱熱交換器27を流れる冷媒の流量が低下するように、冷媒流量調整弁31の開度を減少させる。これにより冷却水温度を上昇させる。
(2)制御装置50は、過熱度ΔTが適正な範囲であり且つ冷却水温度Twが適正範囲(Topt〜Topt+2℃)よりも高い場合、冷却水ポンプ46の回転数を増加させて冷却水回路40内を流れる冷却水流量を増加させる。これにより冷却水温度を低下させる。
(3)制御装置50は、過熱度ΔTが適正な範囲よりも高く、且つ冷却水温度Twが適正範囲(Topt〜Topt+2℃)である場合、冷却水ポンプ46の回転数を減少させて冷却水回路40内を流れる冷却水流量を減少させる。これにより、過熱度ΔTを低下させる。
(4)制御装置50は、過熱度ΔTが適正な範囲よりも高く、且つ冷却水温度Twが適正範囲よりも高い場合、冷媒流量調整弁31の開度を増加させてエンジン排熱熱交換器27を流れる冷媒流量を増加させる。これにより、冷却水温度を低下させる。
(5)制御装置50は、過熱度ΔTが適正な範囲よりも低く、且つ冷却水温度Twが適正範囲(Topt〜Topt+2℃)である場合、冷媒流量調整弁31の開度を減少させてエンジン排熱熱交換器27を流れる冷媒の流量を減少させる。これにより、過熱度ΔTを上昇させる。
(6)制御装置50は、過熱度ΔTが適正な範囲よりも低く、且つ冷却水温度Twが適正範囲よりも高い場合、冷却水ポンプ46の回転数を増加させて冷却水回路40内を流れる冷却水の流量を増加させる。これにより、冷却水温度を低下させる。
水冷式のガスエンジン10と、吸入口21a及び吐出口21bを有し、吸入口21aから吸入した冷媒を圧縮して吐出口21bから吐出する圧縮機21と、暖房時に圧縮機21から吐出された冷媒を凝縮する室内熱交換器24と、室内熱交換器24から流出した冷媒を膨張させる膨張弁26と、暖房時に膨張弁26にて膨張した冷媒を蒸発させる室外熱交換器25と、内部に冷媒が充填されるとともに、圧縮機21、室内熱交換器24、膨張弁26、及び室外熱交換器25を接続する冷媒配管29と、を有する冷媒回路20と、暖房時に室内熱交換器24を流出した冷媒が室外熱交換器25をバイパスして圧縮機21の吸入口21aに吸入されるように冷媒配管29に接続されたバイパス配管296と、バイパス配管296に介装され、バイパス配管296を流れる冷媒とガスエンジン10を冷却した冷却水とを熱交換させるエンジン排熱熱交換器27と、バイパス配管296に介装され、バイパス配管296を流れる冷媒の流量を調整する冷媒流量調整弁31と、ガスエンジン10を冷却した冷却水を放熱させるラジエータ47と、ガスエンジン10に流入する冷却水が流通する冷却水流入配管41と、ガスエンジン10から流出された冷却水が流通する冷却水流出配管42と、ガスエンジン10を冷却した冷却水がエンジン排熱熱交換器27を経由してガスエンジン10に流入するような冷却水の流路を形成するように、冷却水流入配管41と冷却水流出配管42とを接続する第1冷却水配管43と、ガスエンジン10を冷却した冷却水がラジエータ47を経由してガスエンジン10に流入するような冷却水の流路を形成するように、冷却水流入配管41と冷却水流出配管42とを接続する第2冷却水配管44と、冷却水流入配管41又は冷却水流出配管42に介装された流量調整可能な冷却水ポンプ46と、ガスエンジン10を冷却した冷却水温度Twが第1温度T1以上であるときに冷却水が第2冷却水配管44を流れ、冷却水温度Twが第1温度T1未満であるときに冷却水が第1冷却水配管43を流れるように、冷却水の流路を切り換える流路切換弁45と、ガスエンジン10を冷却した冷却水の温度Twが第1温度T1よりも低い最適冷却水温度Toptに近づくように、温度Twに基づいて冷媒流量調整弁31の開度または冷却水ポンプ46の吐出流量(回転数)を制御する制御装置50と、を備えるエンジン駆動式空気調和機。
Claims (4)
- 水冷式のエンジンにより駆動される圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器を接続してなる冷媒回路と、
冷却水が内部に封入されているとともに、封入された冷却水が前記エンジンを冷却するために前記エンジンを経由して還流するように構成される冷却水回路と、
前記冷媒回路内を流れる冷媒が加熱されるように、冷媒と前記エンジンを冷却した冷却水とを熱交換させるエンジン排熱熱交換器と、
前記エンジンを冷却した冷却水を放熱させるラジエータと、
前記エンジンを冷却した冷却水の温度が所定の第1温度以下であるときには、前記エンジンを冷却した冷却水が前記エンジン排熱熱交換器を経由して前記エンジンに流入する流路を流れ、前記エンジンを冷却した冷却水の温度が前記第1温度以上であるときには、前記エンジンを冷却した冷却水が前記ラジエータを経由して前記エンジンに流入する流路を流れるように、前記冷却水回路内を流れる冷却水の流路を切り換える流路切換弁と、
前記エンジンを冷却した冷却水の温度が前記第1温度よりも低い第2温度に近づくように、前記エンジンを冷却した冷却水の温度に基づいて前記エンジン排熱熱交換器を流れる冷媒の流量又は前記冷却水回路を流れる冷却水の流量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記エンジンを冷却した冷却水の温度が、前記エンジン排熱熱交換器において効率良く冷媒に冷却水の熱を受け渡すことができる温度範囲として前記第2温度を基準として設定される適正温度範囲よりも高く、且つ、前記冷媒回路を流れる冷媒の過熱度が適正な範囲よりも低い場合、前記冷却水回路を流れる冷却水の流量を増加させるように構成される、
エンジン駆動式空気調和機。 - 請求項1に記載のエンジン駆動式空気調和機において、
前記制御装置は、前記エンジンを冷却した冷却水の温度が前記第2温度未満であるときに、前記エンジン排熱熱交換器を流れる冷媒の流量が低下するように、前記エンジン排熱熱交換器を流れる冷媒の流量を制御する、エンジン駆動式空気調和機。 - 請求項1又は2に記載のエンジン駆動式空気調和機において、
前記第2温度は、前記エンジン排熱熱交換器による冷媒と冷却水との熱交換の効率が最も高められる温度として予め定められた温度である、エンジン駆動式空気調和機。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のエンジン駆動式空気調和機において、
前記エンジン排熱熱交換器に流れる冷媒の流量を調整する冷媒流量調整弁と、
前記冷却水回路内で冷却水を流通させるとともに前記冷却水回路を流れる冷却水の流量を調整可能な冷却水ポンプと、を備え、
前記制御装置は、前記エンジンを冷却した冷却水の温度が前記第1温度よりも低い第2温度に維持されるように、前記エンジンを冷却した冷却水の温度に基づいて前記冷媒流量調整弁の開度又は前記冷却水ポンプの吐出流量を制御する、エンジン駆動式空気調和機。
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