JPS6086355A - エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 - Google Patents

エンジン駆動ヒ−トポンプ装置

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Publication number
JPS6086355A
JPS6086355A JP58195621A JP19562183A JPS6086355A JP S6086355 A JPS6086355 A JP S6086355A JP 58195621 A JP58195621 A JP 58195621A JP 19562183 A JP19562183 A JP 19562183A JP S6086355 A JPS6086355 A JP S6086355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
compressor
heat
refrigerant
heat pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP58195621A
Other languages
English (en)
Inventor
清 澤井
足立 欣一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58195621A priority Critical patent/JPS6086355A/ja
Publication of JPS6086355A publication Critical patent/JPS6086355A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Landscapes

  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エンジンによって圧縮機を駆動し、ヒートポ
ンプ運転を行い得られた熱を冷房、暖房あるいは給湯に
利用するとともに、エンジンの排熱の有効利用をも図る
エンジン駆動ヒートポンプ装置に関する・ 従来布旧人魂成と乙びd1甜す志、 2ページ一般に蒸
気圧縮式ヒートポンプは、圧縮機、凝縮器、蒸発器と膨
張弁等で構成される。この種のヒートポンプ装置の従来
例を添付図面の第1図に示す。第1図は暖房時のヒート
ポンプ運転状態を示し、原動機11.圧縮機12.四方
弁13.水熱交換器(凝縮器)14.逆止弁16.膨張
弁16、および空気熱交換器(蒸発器)17.ファン1
9より構成されている。
また、第2図には冷媒のモリエル線図上に描いたヒート
ポンプサイクルabcdefgを示す。
縦軸は冷媒の圧力で横軸は冷媒のエンタルピーである。
第1図と第2図を対照してヒートポンプサイクルを説明
すると、圧縮機12による圧力P。
からP2への圧縮過程はq→aで示され、水熱交換器1
4における凝縮過程はa→dであって、ここで暖房用温
水がつくられる。さらに、膨張弁16による絞り膨張過
程がd −+ 6で示され、空気熱交換器17による蒸
発過程が8−+ qで示され、ここで大気熱源から熱が
汲み上げられる。
さて、ここで空気熱交換器17における蒸発過3ページ 程をさらに詳しく説明すると、e −+ fの過程は冷
媒が等温2等圧のもとで蒸発する過程であり、f→qの
過程は蒸発した冷媒が等圧のもとで過熱されて温度上昇
する過程である。ここで、f点と9点との温度差が過熱
度であり、一般には6Kから10に程度の過熱度のもと
てヒートポンプサイクルが運転される。これは、圧縮機
12に液冷媒が流れ込むと圧縮機12が液圧縮をして破
損してしまうので、液圧縮を防止する為である。第2図
の9点は第1図における空気熱交換器17の出口18の
点で示されるが、出口18の点で適当な過熱度が取れる
ように、一点鎖線16′で示されるフィードバックによ
って膨張弁16の開度が調節されるのである。一般にこ
の様な膨張弁16は温度膨張弁と呼ばれ、例えば大気の
温度が低下して過熱度が小さくなった時は、膨張弁開度
を小さくして膨張弁による圧力降下中d −+ 6を大
きくし、蒸発圧力P1 を低下させて、適当な過熱度を
確保する役割を果たす。
ところで、蒸発過程e→fと過熱過程f−+gとを比較
すると、蒸発過程111−J) fにおいては冷媒の相
変化を伴う熱伝達であるのに対し、過熱過程f→qにお
いては冷媒が単−相(気体)の熱伝達であるので、局所
的な熱伝達率は、後者が前者に対して著しく低い。過熱
過程f−+gの熱伝達量は蒸発過程6−+ fの熱伝達
量の福程度しかないのに、伝熱面積は、過熱過程f−+
’gに蒸発器全体のμ程度も使用されている場合がある
以上述べた様に、従来の蒸発器においては、すべての伝
熱面が冷媒の相変化を伴う熱伝達に有効に使われること
は々く、冷媒の気体状態での過熱のために相当量の伝熱
面が使われてしまうので、蒸発器全体としての伝熱面積
当たりの熱伝達効率が低いという問題があった。
また、圧縮機の駆動源としてエンジンを使用する場合、
エンジンおよび圧縮機をひとつの筐体に納めて密閉し騒
音を低減させる対策が講じられているが、エンジンと圧
縮機を同一の筐体に納めて密閉すると、エンジンおよび
圧縮機からの放熱によって筐体内の空気温度が100″
C程度まで上昇6ページ してしまう。すると、エンジンへの吸入空気温度が上昇
して吸入空気量が減少し、エンジン出力が低下したり、
圧縮機の温度が上昇して圧縮効率、ひいては成績係数が
低下するという問題があった。
発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消するもので、蒸発器のす
べての伝熱面で蒸発を行なわせしめ、成績係数の高い、
あるいは熱交換器の小さいエンジン駆動ヒートポンプ装
置を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明によるエンジン駆動ヒートポンプ装置は、上記の
目的を達成するために、蒸発器の出口における冷媒が気
液混合状態になるように、エンジンおよび圧縮機を納め
た筐体内に、圧縮機に吸入される冷媒を筐体内空気によ
って加熱する手段とを具備している・ 実施例の説明 本発明によるエンジン駆動ヒートポンプ装置の一実施例
を第3図に示す。21はエンジンであシ、6ページ 22はエンジン21によって駆動される圧縮機である。
圧縮機22によって高圧に圧縮されたガス状の冷媒は、
四方弁23へと送り込まれる。この四方弁23は冷房運
転時と暖房運転時とで冷媒の流れ方向を逆にするもので
、第3図は暖房運転時における四方弁の位置を示してい
る。また、第3図の実線の矢印は暖房運転時の熱媒体(
ヒートポンプサイクルの冷媒、エンジン冷却水等)の流
れ方向を示し、点線の矢印は冷房運転時の熱媒体の流れ
方向を示している。
以下では、実線の矢印に沿った暖房運転を例にとり、本
発明を説明する。
四方弁23を出たガス状の冷媒は、水熱交換器(暖房運
転時は凝縮器、冷房運転時は蒸発器)24内で凝縮し、
この時冷媒の凝縮潜熱で暖房用温水がつくられる。水熱
交換器24を出だ液冷媒は、逆止弁26を通った後、膨
張弁26を経て減圧される。この後、低圧の液冷媒はフ
ァン29を備えた空気熱交換器(暖房運転時は蒸発器、
冷房運転時は凝縮器)27内で大気熱源から熱を奪って
蒸7バージ 発する。この時、空気熱交換器27の出口28における
温度信号が一点鎖線26′に沿って膨張弁26にフィー
ドパ・ンクされ、膨張弁26は、空気熱交換器27の出
口28における冷媒が気液混合の二相の状態になるよう
に、その開度を調節する。
すなわち、空気熱交換器27内では冷媒の蒸発が起こる
のみで、ガス状冷媒の過熱は行なわれない。
そして、気液混合状態の冷媒は、再び四方弁23を経た
後、エンジン21および圧縮機22を納めた筐体3o内
に設けられた熱交換器31に入る。
ここで、残りの液冷媒は筐体3o内の高温の空気によっ
て加熱され、完全に蒸発しさらには過熱されて圧縮機2
2に戻り、ヒートポンプサイクルは完結する。
また、32はエンジンの排気ガスからの排熱回収熱交換
器であって、マフラーをも兼ねている。
33は温水−次回路であって、水熱交換器(凝縮器)2
4で温められた後、エンジン21の周囲に配設されたウ
ォータージャケット内及び排熱回収熱交換器32を通っ
てさらに温められた水が流れている。34は温水熱交換
器であって、36は温水二次回路である。温水熱交換器
34は温水−次回路33の熱を二次回路36に伝える役
割を果たし、これによシ貯湯タンク36内の水が温めら
れることになる。また、37は給水流路で、38は温水
取出流路である。
さて、本発明によれば、空気熱交換器(蒸発器)27内
では入口から出口に至るまで相変化を伴う冷媒の蒸発が
起っているので、出口付近においても局所的な熱伝達率
を従来に比較して高く維持することができる。すなわち
、従来と同じ蒸発圧力で蒸発させる場合には従来の過熱
過程に用いられた分だけ空気熱交換器27を小さくする
ことができる。一方、従来と同じ空気熱交換器27を用
いた場合には、出口付近の局所的熱伝達率が向上した分
だけ、大気熱源との温度差を小さくすることができるの
で蒸発圧力が上昇し、ヒートポンプサイクルの蒸発圧力
と凝縮圧力との差が小さくなってヒートポンプサイクル
の成績係数が向上する。
すなわち、本発明によれば蒸発器のすべての伝熱9ペー
ジ 面積を有効利用することができることになる。
ただし、以上の利点を実現するためには、エンジン21
および圧縮機22を納めた筐体3o内に、筐体30内の
空気によって冷媒を加熱する熱交換器31を新たに設け
なければならない。ここで、筐体30はエンジン21お
よび圧縮機22から出る騒音を遮へいするために密閉構
造にしているので、筐体3o内部はエンジン21および
圧縮機22からの放熱によって大気熱源より数10度高
くなる。従って、筐体30内に冷媒加熱用熱交換器31
を新たに設けることになってもなお本発明は効果が大き
いのである。
また、従来までは筐体3o内は高温となって100’C
程度まで温度が上がるので、エンジン21に吸入される
空気の温度も上昇して、吸入空気量(質量)が減少し、
エンジン出力が低下するという問題や圧縮機22自体が
高温となって圧縮効率(ひいてはヒートポンプの成績係
数)が低下するという問題があったが、本発明によれば
、エンジン21および圧縮機22からの放熱は圧縮機1
0ページ 22に吸入される冷媒の加熱に使われるので、筐体3o
内の温度上昇は小さくなり、上記従来の問題も解決され
る。
発明の効果 本発明によれば以下の効果がもたらされる。
(1) 蒸発器内の伝熱面を有効に利用することができ
るので、小さな蒸発器の、あるいは成績係数の高いヒー
トポンプサイクルを有するエンジン駆動ヒートポンプ装
置を提供することができる。
(2) エンジンおよび圧縮機を納めた筐体内部の温度
上昇を低くおさえて、エンジンの出力低下および圧縮機
の効率低下を小さくできるので、成績係数の高いエンジ
ン駆動ヒートポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のヒートポンプ装置を示す概略構成図、第
2図は冷媒のモリエル線図上のヒートポンプサイクルを
示す図、第3図は本発明によるエンジン駆動ヒートポン
プ装置の一実施例を示す概11 ページ 略構成図である。 11.21・・・・・・エンジン、12.22・・・・
・・圧縮機、13.23・・・・・・四方弁、14.2
4・・・・・・水熱交換器(凝縮器)、15.25・・
・・・・逆止弁、16゜26・・・・・・膨張弁、17
.27・・・・・・空気熱交換器(蒸発器)、18.2
8・・・・・・蒸発器出口、3o・・・・・・筐体、3
1・・・・・・冷媒加熱用熱交換器、32・・・・・・
排熱回収熱交換器、33・・・・・・温水−次回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジンにより駆動される圧縮機と、凝縮器(蒸発器)
    と、蒸発器(凝縮器)と、膨張弁等で構成される冷媒回
    路を備え、前記膨張弁は、前記蒸発器(凝縮器)の出口
    における冷媒を気液混合状態にする、絞り弁開度調節手
    段を設け、前記エンジンおよび圧縮機を納めた筐体内に
    、前記蒸発器を出て前記圧縮機に吸入される冷媒を筐体
    内空気によって加熱する手段を具備することを特徴とす
    るエンジン駆動ヒートポンプ装置。
JP58195621A 1983-10-19 1983-10-19 エンジン駆動ヒ−トポンプ装置 Pending JPS6086355A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58195621A JPS6086355A (ja) 1983-10-19 1983-10-19 エンジン駆動ヒ−トポンプ装置

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JP58195621A JPS6086355A (ja) 1983-10-19 1983-10-19 エンジン駆動ヒ−トポンプ装置

Publications (1)

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JPS6086355A true JPS6086355A (ja) 1985-05-15

Family

ID=16344211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58195621A Pending JPS6086355A (ja) 1983-10-19 1983-10-19 エンジン駆動ヒ−トポンプ装置

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JP (1) JPS6086355A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117478U (ja) * 1986-01-17 1987-07-25
JP2016200368A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 日立アプライアンス株式会社 ヒートポンプ装置および給湯装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117478U (ja) * 1986-01-17 1987-07-25
JP2016200368A (ja) * 2015-04-14 2016-12-01 日立アプライアンス株式会社 ヒートポンプ装置および給湯装置

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