JPH0125977B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン等の熱機関により駆動される
圧縮機によりヒートポンプを駆動する冷温流体製
造装置に関するものである。

このエンジン駆動ヒートポンプでは燃焼排ガス
等が保有する熱エネルギーも一部回収することが
できるので、電動ヒートポンプより省エネルギー
である。

しかしながらこのヒートポンプは一つの大きな
欠点を有している。

即ち、従来の熱機関駆動ヒートポンプを備えた
冷温流体製造装置は暖房時容量制御範囲が狭いと
いう欠点を有する。その理由は暖房時は冷房時と
異なり、熱機関の排熱も熱として暖房容量に加算
されるから、冷房能力に比べ、暖房能力は相当に
過大となるためである。従つて、熱負荷の余り多
くない季節には通常のヒートポンプの有する容量
絞り量装置だけでは、容量を絞り切れず、最小絞
り容量は大きくなる。

本発明の目的はこのような欠点を改善するた
め、容量制御範囲の広い熱機関駆動ヒートポンプ
を備えた冷温流体製造装置を提供することにあ
る。

本発明を実施例につき説明する。

熱機関であるエンジン１０のジヤケツト部１１
には冷却流体として例ば冷却水が流過配備される
が、この冷却水経路は、冷却１７に冷却水を導い
て冷却器１７で温水を加熱する冷却水熱回収経路
と空冷の冷却器１４に冷却水を導いて冷却水の熱
を外部に放出する冷却水熱放出経路とに分岐さ
れ、両経路は電磁弁１５，１６により切替可能で
ある。

エンジン１０の燃焼排ガス経路は燃焼排ガスを
排熱回収装置１９に導いて温水を加熱した後、ダ
クト２５、上部チヤンバー２６を経て穴２７から
外部に放出する燃焼排ガス熱回収経路と、熱回収
を行わずそのまま外部に放出する燃焼排ガス放出
経路とに分岐され、両経路はダンパー２０で切替
可能である。

電磁弁１５，１６及びダンパー２０は温水製造
時（暖房時）と冷水製造時（冷房時）とで切り替
えられることは勿論であるが、本発明では温水製
造時に負荷関連物理量を検出して負荷の小なると
きに電磁弁１５，１６、ダンパー２０の少なくと
も一方を切り替えて、温水による熱回収即ちエン
ジン１０の冷却水や燃焼排ガスによる温水の加熱
を中止する制御装置（図示せず）が設けられてい
る。

次に作動について説明する。

ヒートポンプサイクルは通常の電動式空気熱源
ヒートポンプと同様である。

即ち夏期冷房時においては、冷媒は圧縮機１か
ら→四方弁２→外気側熱交換器３，３′（凝縮器
として作用）→チエツキ弁４，４′→レシーバー
５→膨張弁６→負荷側熱交換器７（蒸発器として
作用する）→四方弁２→圧縮機１の順序で循環
し、負荷側熱交換器７において冷水を冷却する。
圧縮機の形式としてはピストン式、ロータリー
式、遠心式などが用いられる。

暖房時においては四方弁２を切り替えて冷媒の
経路を変え、圧縮機１→四方弁２→負荷側熱交換
器７（凝縮器として作用）→チエツキ弁８→レシ
ーバー５→膨張弁９，９′→外気側熱交換器３
（蒸発器として作用）→四方弁２→圧縮機１の順
序で循環し、負荷側熱交換器７において温水を加
熱する。

一方、圧縮機１を駆動するエンジン１０の冷却
は次の如く行なわれる。

冷房時エンジン１０のウオータージヤケツト部
１１にはポンプ１２により冷却水が送られ、エン
ジン１０は冷却される。エンジン１０を冷却した
冷却水（水以外の媒体でもよい）は弁１５を通り
空冷冷却水冷却器１４に送られ放熱される。また
暖房時は電磁弁１５，１６が切替えられ、冷却水
は水冷冷却水冷却器１７に送られ、暖房用温水を
加熱する事により自身は冷却される。

三方弁１３はジヤケツト部１１に送られる冷却
水温度を一定とするように調節される。冷温水は
ポンプ１８により、この冷温水製造装置に送られ
る。暖房時は先ず負荷側熱交換器７に送られ加熱
され、その排熱回収装置１９→水冷冷却水冷却器
１７を通つて、更に加熱され温水負荷に供給され
る。

冷房時は電磁弁１５，１６、切替ダンパー２０
が切替えられるので、冷房用冷水は負荷側熱交換
器で冷やされるのみで、他の二ケ所の熱交換装置
１９，１７は単に通過するだけであり、熱の受授
は行われない。

一方冷房時はエンジンのジヤケツト部１１の熱
を放出するため空冷冷却水冷却器１４が作動し、
フアン２２が運転されているので、この空気によ
り排ガスダクトのうちフアン２２の吐出部に面し
た放熱部２３で吐出ガスが冷却される。

また暖房時エンジン１０よりの排ガスは排熱回
収装置１９にて暖房用温水を加熱して排ガス自身
は冷却され、サイレンサ２４に送られる。排熱回
収装置１９よりの出口排ガスの温度は低くなつて
いるので、このサイレンサ２４は通常の材質の吸
音材が使用できる。減音された排ガスはダクト２
５を通り、上部チヤンバー２６に送られ、この上
部チヤンバー２６下部に設けられた沢山の穴２７
より外気側熱交換器の空気取り入れ側に吐出され
る。

次に、冬季、外気側熱交換器３に着霜した場合
の除霜方法としては電磁弁２８が開けられ電磁弁
２９，２９′が閉じ、送風機３０，３０′が停止す
る。電磁弁２８が開いた事により液冷媒は補助蒸
発器３１へ流入し、こゝで温水により加熱されて
蒸発し、圧縮機へ吸込まれるので、装置の運転は
継続される。通常、このデイフロスト運転に入る
と、ヒートポンプの能力が低下するので、これを
防ぐため、負荷関連物理量を検出して、エンジン
の回転数を増加させ、暖房容量の低下を防止する
ようになつている。

この状態で運転が継続されると穴２７より温風
が吐出されるので、外気側熱交換器３の表面はデ
イフロストされる。且つ、補助蒸発器３１が作動
しているので、エンジン出力はその分だけ増加
し、それによつて排熱量が増えるので、暖房容量
は一定量が確保され、装置全体としての能力低下
は防止できる利点がある。

また排ガス放熱部２３がエンジン本体と排熱回
収装置１９の間にある方法も有効である。この場
合は放熱部を比較的低い位置に置くことができ、
装置全体をコンパクトにする効果もある。

またエンジン１０→放熱部２３→排熱回収装置
１９→サイレンサ→切替ダンパーの如く配置して
もよい。

以上は定常状態での装置の作動の説明である
が、次に部分負荷時の作動について述べる。

暖房時負荷が少なくなりエンジン１０の回転数
制御や圧縮機１の容量制御機構では対処できなく
なつた場合は次の手段のうち１以上の手段が講じ
られる。

(1) 電磁弁２８を開けることにより補助蒸発器３
１を作動させる。

(2) 切替弁１５，１６を切替え、送風機２２を運
転し、ジヤケツト部１１よりの排熱の熱回収作
用を停止する。なお外気温の低いときは送風機
２２の運転は不要である。

(3) 切替ダンパー２０を排熱回収を行わない直接
放出側に切替える。

本発明は、負荷の小なるときに、それに応じて
熱回収手段を調節することにより、容量制御範囲
の広い熱機関駆動の冷温流体製造装置を提供する
ことができ、実用上極めて大なる効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例のフロー図である。 １……圧縮機、２……四方弁、３，３′……外
気側熱交換器、４，４′……チエツキ弁、５……
レシーバー、６……膨張弁、７……負荷側熱交換
器、８……チエツキ弁、９，９′……膨張弁、１
０……エンジン、１１……ジヤケツト部、１２…
…ポンプ、１３……三方弁、１４……冷却器、１
５……電磁弁、１６……電磁弁、１７……冷却
器、１８……ポンプ、１９……排熱回収装置、２
０……ダンパー、２１……サイレンサ、２２……
フアン、２３……放熱部、２４……サイレンサ、
２５……ダクト、２６……上部チヤンバー、２７
……穴、２８……電磁弁、２９，２９′……電磁
弁、３０，３０′……送風機、３１……補助蒸発
器、３２……防音ボツクス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱機関により駆動されるヒートポンプを備
   え、熱機関の冷却流体を温流体経路に導き温流体
   で熱回収を行う冷却流体熱回収経路と冷却流体の
   熱を外部に放出する冷却流体熱放出経路とを切替
   可能に備え、熱機関の燃焼排ガスを温流体経路に
   導き温流体で熱回収を行う燃焼排ガス熱回収経路
   と燃焼排ガスを外部に放出する燃焼排ガス放出経
   路とを切替可能に備えた冷温流体製造装置におい
   て、温流体製造時負荷関連物理量を検出して、そ
   の信号により負荷の小なるときに、冷却流体経路
   と燃焼排ガス経路の少なくとも一方の経路を切り
   替えて温流体による熱回収を中止する制御装置を
   備えたことを特徴とする冷温流体製造装置。