JPH0618121A - エンジン駆動ヒートポンプ空調装置 - Google Patents

エンジン駆動ヒートポンプ空調装置

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JPH0618121A
JPH0618121A JP17269292A JP17269292A JPH0618121A JP H0618121 A JPH0618121 A JP H0618121A JP 17269292 A JP17269292 A JP 17269292A JP 17269292 A JP17269292 A JP 17269292A JP H0618121 A JPH0618121 A JP H0618121A
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JP
Japan
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refrigerant
heat exchanger
compressor
outdoor heat
heater
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JP17269292A
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Kenji Nakajima
謙司 中島
Akira Yanagida
昭 柳田
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン駆動によるヒートポンプを用いた空
調装置において、冷媒加熱器及び室外側熱交換器の双方
からの冷媒をコンプレッサに連続的に吸引させる。 【構成】 コンプレッサ21,室内側熱交換器23,減
圧弁24,室外側熱交換器25及びアキュームレータ2
8等によりヒートポンプ29を構成するとともに、室内
側熱交換器23からの冷媒の一部をエンジンの廃熱を利
用して加熱する冷媒加熱器30を設け、そして、冷媒加
熱器30からの冷媒と室外側熱交換器25からの冷媒と
を混合して同一の圧力としてコンプレッサ21に戻すエ
ジェクタ27を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン駆動によるヒ
ートポンプを用いた空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジン駆動によるヒートポンプを用い
た空調装置の従来の一例を図4に示す。即ち、エンジン
1によって駆動されるコンプレッサ2からの冷媒は、矢
印で示すように、四方弁3を経て室内側熱交換器4に送
られて液化され、その液化された冷媒は、減圧弁5を経
て室外側熱交換器6に送られて気化され、そして、その
気化された冷媒は、四方弁3,逆止弁7及びアキューム
レータ8を経てコンプレッサ2に戻されるようになって
おり、室内側熱交換器4の放熱によって室内の暖房を行
なうものである。
【0003】又、室内側熱交換器4を経た冷媒は、電磁
弁9の開放時には、減圧弁10を経て冷媒加熱器11に
供給されるようになっており、この冷媒加熱器11には
エンジン1を冷却する冷却水が流通されていて、この冷
却水により冷媒が加熱気化されるようになっており、そ
の気化された冷媒は、電磁弁9及びアキュームレータ8
を経てコンプレッサ2に戻されるようになっており、以
て、エンジン1の廃熱を利用して暖房能力の向上を図る
ものである。
【0004】而して、上記構成では、図5のモリエル線
図で示すように、点C−F間で示す冷媒加熱器11によ
る冷媒加熱行程と点D−E間で示す室外側熱交換器6に
よる蒸発行程とでは、冷媒に圧力差が生ずるので、これ
らからの冷媒を同時にコンプレッサ2に吸引させること
は困難である。
【0005】このため、従来では、電磁弁9を周期的に
開閉させて、電磁弁9の閉塞時には室外側熱交換器6か
らの冷媒をコンプレッサ2に吸引させ、電磁弁9の開放
時には冷媒加熱器11からの冷媒をコンプレッサ2に吸
引させるようにしている。尚、電磁弁9の開放時には、
冷媒加熱器11からの冷媒の圧力が室外側熱交換器6か
らの冷媒の圧力よりも大であるので、室外側熱交換器6
からの冷媒がコンプレッサ2によって吸引されることは
ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、電磁
弁9を周期的に開閉して冷媒加熱器11からの冷媒と室
外側熱交換器6からの冷媒とを交互にコンプレッサ2に
吸引させるので、電磁弁9の開閉による運転ロスが生じ
て、性能が低下し、効率が低下するという問題がある。
【0007】尚、コンプレッサ2に吸引される冷媒の圧
力を一定にするためには、室外側熱交換器6と冷媒加熱
器11とを直列に接続する構成とすることも考えられる
が、これでは、冷媒の流通抵抗が大になって、やはり効
率が低くなる問題がある。
【0008】本発明は上記事情に鑑がみてなされたもの
で、その目的は、ヒートポンプにおける室外側熱交換器
及び冷媒加熱器の双方からの冷媒をコンプレッサに連続
的に吸引させることができるエンジン駆動ヒートポンプ
空調装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のエンジン駆動ヒ
ートポンプ空調装置は、コンプレッサからの冷媒を室内
側熱交換器及び室外側熱交換器等を順次経て前記コンプ
レッサ側に戻すヒートポンプを設け、前記室内側熱交換
器を経た冷媒の一部を加熱して前記コンプレッサ側に戻
す冷媒加熱器を設け、この冷媒加熱器及び前記室外側熱
交換器からの冷媒を混合してこれらの圧力を同一にして
前記コンプレッサに戻すエジュクタを設ける構成に特徴
を有する。
【0010】
【作用】本発明のエンジン駆動ヒートポンプ空調装置に
よれば、室外側熱交換器からの冷媒と冷媒加熱器からの
冷媒とは、エジェクタにより混合されて、その圧力が同
一にされるので、コンプレッサは双方の冷媒を連続的に
吸引することが可能になる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図1乃至図3
を参照しながら説明する。
【0012】先ず、図1に従って、全体の構成につき述
べる。エンジン例えば空調用エンジン20によって駆動
されるコンプレッサ21の吐出口部は、四方弁22を介
して室内側熱交換器23の一端部に連結され、室内側熱
交換器23の他端部は減圧弁24を介して室外側熱交換
器25の一端部に連結され、室外側熱交換器25の他端
部は逆止弁26,後述するエジェクタ27及び四方弁2
2を介してアキュームレータ28の流入端部に連結さ
れ、アキュームレータ28の流出端部はコンプレッサ2
1の吸入口部に連結されており、以て、ヒートボンブ2
9が構成されている。
【0013】又、冷媒を加熱するための冷媒加熱器30
は、内部に熱交換器31を備えている。そして、この冷
媒加熱器30の流入端部は、減圧弁32を介して室内側
熱交換器23の他端部に連結され、流出端部は、逆止弁
33を介して前記エジェクタ27に後述するように連結
されている。更に、熱交換器31の流入端部及び流出端
部は、エンジン20を冷却する冷却水が流通す管路34
及び35に連結されている。
【0014】尚、管路34及び35は、室外側熱交換器
25と並置されたラジエータ36の流入端部及び流出端
部に流調弁37及び38を介して連結されている。そし
て、室外側送風機39は、ラジエータ36及び室外側熱
交換器25を経て室外の空気を吸入するようになってお
り、又、室内側送風機40は、室内側熱交換器23を経
て室内に送風するようになっている。
【0015】さて、図2に従って、エジェクタ27の構
成につき述べる。即ち、吸引流口部41aを有する吸引
部41には、駆動流口部42aを有するノズル部42が
内部に突出するようにして一体に形成され、その吸引部
41の順次径小となる先端部には一様な径の混合部43
が一体に形成され、この混合部43の先端部には先端部
の吐出口部44aに向って順次径大となるディフューザ
部44が一体に形成されている。
【0016】そして、図1に示すように、このエジェク
タ27の駆動流口部42aは、逆止弁33を介して冷媒
加熱器30の他端部に連結され、吸引流口部41aは、
逆止弁26を介して室外側熱交換器25の他端部に接続
され、吐出口部44aは、四方弁22を介してアキュー
ムレータ28の流入端部に連結されているとともに逆止
弁45を介して室外側熱交換器25の他端部に連結され
ている。
【0017】次に、本実施例の作用につき、図3をも参
照しながら説明する。
【0018】(1)暖房モードの場合 この場合には、四方弁22は図1に実線で示すように流
路が切換えられる。従って、エンジン20によりコンプ
レッサ21が駆動されると、コンプレッサ21により圧
縮された気体の冷媒は、実線矢印で示すように、四方弁
22を経て室内側熱交換器23に供給されて凝縮され、
液体の冷媒となる。そして、室内側熱交換器23からの
液体の冷媒は、減圧弁24により減圧された後に室外側
熱交換器25に供給されて蒸発し、気体の冷媒となる。
【0019】一方、室内側熱交換器23からの液体の冷
媒の一部は、減圧弁32で減圧された後に冷媒加熱器3
0に供給され、ここでエンジン20を冷却する冷却水が
循環する熱交換器31により加熱されて気体の冷媒とな
る。
【0020】ここで、図3のモリエル線図を参照する
と、点A−B間は室内側熱交換器23による凝縮行程の
冷媒、点D−E間は室外側熱交換器25による蒸発行程
の冷媒、点C−F間は冷媒加熱器30による加熱行程の
冷媒の夫々挙動である。即ち、冷媒加熱器30から流出
される気体の冷媒の圧力は、室外側熱交換器25から流
出される気体の冷媒の圧力よりも大となる。
【0021】而して、冷媒加熱器30からの気体の冷媒
は、図2に示すように、逆止弁33を経て駆動流F30
としてエジェクタ27のノズル部42に供給されてその
先端部から噴出され、又、室外側熱交換器25からの気
体の冷媒は、逆止弁26を経て吸引部41内に吸引流F
25としてその駆動流F30との差圧によって吸引され
る。その後、駆動流F30と吸引流F25は、混合部4
3において混合されて圧力が同一とされ、更に、その混
合された気体の冷媒は、ディフューザ部44で昇圧され
る。そして、このエジェクタ27からの気体の冷媒は、
四方弁22及びアキュームレータ28を経てコンプレッ
サ21の吸入口部に吸引される。
【0022】この場合の冷媒の挙動をみると、図3に示
すように、点F−G間はノズル部42による噴出行程,
点G−H間は混合部43による混合行程,点H−I間は
ディフューザ部44による昇圧行程,点I−J間は四方
弁22及びアキュームレータ28による帰還行程であ
る。尚、点J−A間はコンプレッサ21による冷媒の圧
縮行程を示す。
【0023】このようにして、室内側熱交換器23の冷
媒凝縮により発生した熱は、送風機40の送風作用によ
って室内に送られるようになり、室内の暖房が行なわれ
るのである。
【0024】(2)冷房モードの場合 この場合には、四方弁22は図1に破線で示すように流
路が切換えられる。従って、コンプレッサ21によって
圧縮された気体の冷媒は、破線矢印で示すように、四方
弁22及び逆止弁45を経て室外側熱交換器25に供給
されて凝縮され、液体の冷媒となる。この室外側熱交換
器25からの液体の冷媒は、減圧弁24により減圧され
た後室内側熱交換器23に供給され、ここで蒸発して気
体の冷媒となる。そして、室内側熱交換器23からの気
体の冷媒は、四方弁22及びアキュームレータ28を経
てコンプレッサ21に吸入されるようになる。
【0025】そして、室内側熱交換器23からの冷気は
送風機40の送風作用によって室内に送られるようにな
り、以て、室内の冷房が行なわれるようになる。
【0026】このように、本実施例によれば、ヒートポ
ンプ29において、冷媒加熱器30からの気体の冷媒と
室外側熱交換器25からの気体の冷媒とをエジェクタ2
7によって混合して同一圧力とし且つ昇圧してコンプレ
ッサ21に戻すようにした。従って、冷媒加熱器30及
び室外側熱交換器25の双方からの冷媒をコンプレッサ
21に連続的に吸引させることができ、従来のような電
磁弁の開閉による運転ロスはなくなり、性能が向上し、
効率がよくなる。
【0027】又、エジェクタ27においては、冷媒加熱
器30からの冷媒の駆動流F30により室外側熱交換器
25からの冷媒の吸引流F25を吸引するので、駆動流
F30と吸引流F25とを円滑に混合することができる
とともに、その駆動流F30の吸引作用により室外側熱
交換器25内の圧力を低く保つことができ、従って、冷
媒加熱器と室外側熱交換器とを直列に接続する場合とは
異なり、室外側熱交換器25の冷媒の蒸発温度を低くで
き、外気との温度差を大にすることができて、吸熱量を
増大させることができ、暖房能力を増大させることがで
きる。
【0028】尚、本発明は上記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば、冷媒加熱器30の加熱源として
はエンジン20を冷却する冷却水以外の加熱源を利用し
てもよい等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形して実
施し得る。
【0029】
【発明の効果】本発明のエンジン駆動ヒートポンプ空調
装置は、以上説明した通り、冷媒加熱器からの冷媒と室
外側熱交換器からの冷媒とをエジェクタにより混合して
同一の圧力としてコンプレッサに吸引させるようにした
ので、冷媒加熱器及び室外側熱交換器の双方からの冷媒
をコンプレッサに連続的に吸引させることができ、従っ
て、性能が向上して、効率をよくすることができ、以
て、暖房能力の向上を図ることができるという優れた効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すヒートポンプの構成図
【図2】エジェクタの縦断面図
【図3】モリエル線図
【図4】従来例を示す図1相当図
【図5】図3相当図
【符号の説明】
図面中、20はエンジン、21はコンプレッサ、23は
室内側熱交換器、25は室外側熱交換器、27はエジェ
クタ、28はアキュームレータ、29はヒートポンプ、
30は冷媒加熱器、41は吸引部、42はノズル部、4
3は混合部、44はディフューザ部を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンプレッサからの冷媒を室内側熱交換
    器及び室外側熱交換器等を順次経て前記コンプレッサ側
    に戻すヒートポンプと、 前記室内側熱交換器を経た冷媒の一部を加熱して前記コ
    ンプレッサ側に戻す冷媒加熱器と、 この冷媒加熱器及び前記室外側熱交換器からの冷媒を混
    合しこれらの圧力を同一にして前記コンプレッサに戻す
    エジェクタとを具備してなるエンジン駆動ヒートポンプ
    空調装置。
JP17269292A 1992-06-30 1992-06-30 エンジン駆動ヒートポンプ空調装置 Pending JPH0618121A (ja)

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