JPS6310410Y2

JPS6310410Y2 -

Info

Publication number: JPS6310410Y2
Application number: JP1981045871U
Authority: JP
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1988-03-28
Also published as: JPS57157812U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、エンジン駆動圧縮機により加圧され
た熱媒体を暖房用第１熱交換器に供給する主暖房
用熱媒体循環路を設けるとともに、前記エンジン
の冷却水を前記第１熱交換器に近接並設された副
暖房用第２熱交換器に供給する第１冷却水循環路
と、貯湯槽内に挿設された貯湯水加熱用熱交換器
に供給する第２冷却水循環路との二系統の冷却水
循環路を備え、かつ、前記第１冷却水循環路側に
エンジン冷却水を供給する暖房作用状態と、前記
第２冷却水循環路側にエンジン冷却水を供給する
貯湯水加熱作用状態とに切換え自在に構成してあ
るエンジン利用貯湯暖房装置に関する。

この種のエンジン利用貯湯暖房装置では、前記
両冷却水循環路に対するエンジン冷却水供給状態
を前記の貯湯水加熱作用状態とすることにより、
従来外気に放出されていた冷却水保有熱を利用し
て貯湯槽内の貯湯水加熱を行ない、かつ、給湯負
荷が設定値以上に減少したとき、或いは、暖房負
荷が設定値以上に増大したときには、エンジン冷
却水による貯湯水加熱作用状態から前記の暖房作
用状態に切換えることにより、冷却水保有熱を利
用して室内暖房を行なうといつたように、エンジ
ン冷却水保有熱の貯湯および暖房への有効利用を
もつて、貯湯暖房装置全体として熱経済効果を高
くすることが可能であるが、かかる装置において
は、前記エンジン冷却水供給状態を貯湯水加熱作
用状態から暖房作用状態に切換えたとき、前記第
２熱交換器からの放熱によつて第１熱交換器付近
の雰囲気温度が急激に上昇して、この第１熱交換
器による熱媒体の凝縮能力が低下し、その結果、
熱媒体の一次側圧力が異常上昇して圧縮機や配管
等に無理をかけ、かつ、熱媒体循環による本来の
暖房作用にも悪影響を及ぼす問題がある。

本考案は、かかる実情に鑑み、エンジンの二次
熱エネルギーである冷却水保有熱を貯湯および暖
房の、双方の熱源として有効利用する場合におい
て派生する前述のような問題点を解消する点に目
的を有する。

上記目的を達成するための本考案の特徴とする
構成は、前述したように、主暖房用熱媒体循環路
の他に、エンジン冷却水を貯湯槽側と副暖房用第
２熱交換器側とに、供給方向を切換えて供給でき
るように、二系統の冷却水循環路を設けてあるエ
ンジン利用貯湯暖房装置において、前記両冷却水
循環路を、前記貯湯水加熱作用状態から暖房作用
状態に切換えたときの前記第１熱交換器からの吹
出し温度或いは熱媒体の圧力又は温度検出具の検
出結果に基づいて、それが設定値以上に達したと
き、前記エンジンから前記圧縮機への動力伝達を
自動的かつ可逆的に断つクラツチ機構を設けてあ
る点にあり、かかる構成から次の作用効果を奏す
る。

つまり、前記エンジン冷却水による貯湯水加熱
作用状態から暖房作用状態に切換えた際の、前記
第２熱交換器からの放熱によつて急激に上昇する
ことになる第１熱交換器付近の雰囲気温度を検出
して、エンジンは駆動させたまま圧縮機の駆動の
みを停止させるべく構成したことにより、所期の
暖房は前記第２熱交換器によつて保持し乍らも、
冒述のように、前記第１熱交換器での凝縮能力低
下に起因する熱媒体一次側圧力の異常上昇を防止
し、もつて、この一次側圧力の異常上昇に起因す
る配管や圧縮機等への過負荷作用ならびに熱媒体
循環による本来の暖房作用への悪影響を回避する
ことができる。しかも、前記検出具によつて第１
熱交換器付近の雰囲気温度が設定範囲内に戻つた
ことを検出したとき、この検出結果に基づくクラ
ツチ機構の急速な入り作動により、前記第１熱交
換器及び第２熱交換器による暖房作用状態に迅速
に復帰させることができるに至つた。

また、前記二系統の冷却水循環路が、貯湯負荷
が設定値以上に減少したとき、或いは、暖房負荷
が設定値以上に増大したときバルブの背反、開閉
動作により自動的かつ可逆的に切換えられるべく
構成されている場合には、前記の貯湯水加熱作用
状態及び暖房作用状態への切換操作を確実、簡便
に行なうことができる利点がある。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
ると、第１図で示すように、エンジン１によりベ
ルト伝動装置２を介して駆動される圧縮機３、こ
の圧縮機３によつて加圧流動される熱媒体（以下
冷媒と記載する。）と貯湯槽４内の貯湯水（以下
給湯用水と記載する。）との熱交換により、冷媒
を凝縮させて給湯用水を加熱する貯湯用熱交換器
５、冷房時には前記加圧冷媒と外気との間接熱交
換により冷媒を凝縮させ、かつ、暖房時には凝縮
冷媒と外気との熱交換により冷媒を気化蒸発させ
る室外用熱交換器６、冷房時には凝縮冷媒と冷房
用空気との熱交換により冷媒を気化蒸発させて冷
房用空気を冷却し、かつ、暖房時には加圧冷媒と
暖房用空気との熱交換により冷媒を凝縮させて暖
房用空気を加温する第１熱交換器（以下室内用熱
交換器と記載する。）７等を備えた冷媒利用の貯
湯冷房系と、前記エンジン１の冷却水と前記貯湯
槽４内の給湯用水との熱交換により給湯用水を加
熱する貯湯用熱交換器８、前記室内用熱交換器７
に近接並設され、かつ、前記エンジン冷却水と暖
房用空気との熱交換により暖房用空気を加温する
副暖房用第２熱交換器（以下室内用熱交換器と記
載する。）９、前記室外用熱交換器６に近接並設
され、かつ、前記エンジン冷却水と外気との熱交
換により該冷却水の保有熱を放出させる室外用熱
交換器１０、エンジン冷却水を強制循環させるポ
ンプ１１等を備えたエンジン熱利用の貯湯暖房系
とから貯湯冷暖房装置を構成している。

前記冷媒利用の貯湯冷暖房系は次の如く構成さ
れている。

即ち、前記圧縮機３及び熱交換器５，６，７に
対する冷暖房用冷媒循環路Ａ途中に、前記加圧冷
媒を貯湯用熱交換器５又は室外用熱交換器６→室
内用熱交換器７→圧縮機３に亘つて強制循環させ
る冷房サイクルと、前記加圧冷媒を室内用熱交換
器７→室外用熱交換器６→圧縮機３に亘つて強制
循環させる暖房サイクルとに切換え自在な四方切
換弁１２を介在するとともに、前記の冷房サイク
ルにおいて、前記加圧冷媒を前記貯湯用熱交換器
５、室内用熱交換器７及び圧縮機３とに亘る循環
路A₁に流動させる第１状態と、前記加圧冷媒を
室外用熱交換器６、室内用熱交換器７及び圧縮機
３に亘る循環路A₂に流動させる第２状態とに切
換え可能なバルブ機構１３と、冷暖房が不要な
春，秋の給湯サイクル時において、前記バルブ機
構１３との協働により前記加圧冷媒を貯湯用熱交
換器５、室外用熱交換器６及び圧縮機３に亘る循
環路A₃に流動させる状態に切換え可能なバルブ
１４とを設けている。

前記バルブ機構１３は４つのバルブ１３Ａ，１
３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄとからなり、かつ、前記貯
湯槽４内の検出水温が設定値（例えば40℃）未満
のとき、前記バルブ１３Ｂ，１３Ｄは閉動、バル
ブ１３Ａ，１３Ｃは開動させて前記の第１状態に
切換えるとともに、前記の検出水温が設定値以上
に上昇したとき、前記バルブ１３Ｂ，１３Ｄは開
動、バルブ１３Ａ，１３Ｃは閉動させて前記の第
２状態に切換えるべく構成している。

前記エンジン熱利用の貯湯暖房系は次の如く構
成されている。

即ち、前記エンジン冷却水を室内用熱交換器９
への第１冷却水循環路B₁に供給する暖房作用状
態と、前記貯湯用熱交換器８への第２冷却水循環
路B₂に供給する給湯用水加熱作用状態ならびに、
前記室外用熱交換器１０への第３冷却水循環路
B₃に供給する放熱又は除霜作用状態とに切換え
可能な３つのバルブ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃから
なるバルブ機構１５を設けるとともに、前記ポン
プ１１からの吐出冷却水の一部をエンジン排気と
熱交換させたのち、エンジン１からの高温冷却水
に合流させる循環路１６を設け、かつ、前記バル
ブ機構１５のバルブ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃのう
ち、前記第１冷却水循環路B₁及び第２冷却水循
環路B₂に介在されたバルブ１５Ａ，１５Ｂを、
暖房サイクル時において、貯湯負荷が設定値以上
に減少したとき、つまり、貯湯槽４内の検出水温
が設定値以上に上昇したとき、或いは、暖房負荷
が設定値以上に増大したとき背反開閉作動させ
て、前記の暖房作用状態に自動的かつ可逆的に切
換えるべく構成している。

而して、前記の暖房サイクル時で、かつ、前記
バルブ機構１３を前記の暖房作用状態に切換えた
ときの室内用熱交換器７からの吹出し温度及び冷
媒の一次側圧力を夫々検出する温度スイツチ１７
及び圧力スイツチ１７′を設け、そのうち、前記
圧力スイツチ１７′の検出結果に基づいてそれが
設定値以上に達したとき、前記エンジン１から前
記圧縮機３への動力伝達を断続するクラツチ機構
１８を自動的に切り作動させ、かつ、前記温度ス
イツチ１７の検出結果に基づいて、それが設定値
以下になつたとき前記クラツチ機構１８を自動的
に入り作動させるべく構成している。

尚、温度スイツチや圧力スイツチ等の一つの検
出具１７を用いて前記クラツチ機構１８を自動的
かつ可逆的に入り切り作動させるべく構成しても
良く、また、冷媒の一次側温度或いは二次側の圧
力又は温度を検出すべく構成しても良い。

次に、上述の如く構成された貯湯冷暖房装置の
使い方の一例を説明する。

(1) 冬期の貯湯暖房時には、第２図の実線の矢印
で示すように、加圧冷媒を室内用熱交換器７→
室外用熱交換器６→圧縮機３に亘つて循環させ
る一方、エンジン冷却水を貯湯用熱交換器８へ
の第２冷却水循環路B₂に流動させ、前記室内
用熱交換器７によつて暖房するとともに、前記
貯湯用熱交換器８によつて給湯用水を加熱す
る。

(2) 上述の(1)の状態において、貯湯負荷が設定値
以上に減少したとき、或いは、暖房負荷が設定
値以上に増大したとき、第２図の破線の矢印で
示すようにエンジン冷却水を室内用熱交換器９
への第１冷却水循環路B₁に流動させる状態に
切換え、前記両室内用熱交換器７，８の協働で
暖房する。

(3) また、上述の(1)の状態において、冷媒側の室
外用熱交換器６に霜が付着した場合には、第２
図の一点鎖線の矢印で示すように、エンジン冷
却水を室外用熱交換器１０への第３冷却水循環
路B₃に流動させる状態に切換え、この熱交換
器１０からの放熱で除霜する。

(4) 夏期の貯湯冷房時には、第３図の実線の矢印
で示すように、加圧冷媒を貯湯用熱交換器５→
室内用熱交換器７→圧縮機３に亘つて流動させ
る一方、エンジン冷却水を貯湯用熱交換器８へ
の第２冷却水循環路B₂に流動させ、前記両貯
湯用熱交換器５，８による協働によつて給湯用
水を加熱するとともに、前記室内用熱交換器７
によつて冷房する。

(5) 上述の(4)の状態において、貯湯槽４内の水温
が40℃以上に上昇したとき、第３図の破線の矢
印で示すように、前記加圧冷媒を室外用熱交換
器６→室内用熱交換器７→圧縮機３に亘つて流
動させる第２状態に切換えて、前記冷却水側の
貯湯熱交換器８のみによつて給湯用水を加熱し
乍ら冷房する。

(6) 上述の(5)の状態において、前記貯湯槽４内の
水温が80℃以上に上昇したとき、第３図の一点
鎖線の矢印で示すように、エンジン冷却水を室
外用熱交換器１０への第３冷却水循環路B₃に
流動させ、冷房のみ行なう。

(7) 春，秋の貯湯時には、第４図の実線の矢印で
示すように、加圧冷媒を貯湯用熱交換器５→室
外用熱交換器６→圧縮機３に亘つて循環させる
一方、エンジン冷却水を貯湯用熱交換器８への
第２冷却水循環路B₂に流動させ、これら両熱
交換器５，８の協働で給湯用水を加熱する。

(8) 梅雨期の貯湯除湿時には、第５図の実線の矢
印で示すように、加圧冷媒を貯湯用熱交換器５
→室内用熱交換器７→圧縮機３に亘つて循環さ
せる一方、エンジン冷却水を貯湯用熱交換器８
への第２冷却水循環路B₂及び室内用熱交換器
９への第１冷却水循環路B₁に共に流動させ、
前記両貯湯用熱交換器５，８の協働によつて給
湯用水を加熱するとともに、前記両室内用熱交
換器７，９の協働によつて室温を快適な状態に
維持し乍ら除湿する。

(9) 上述の(8)の状態において、貯湯槽４内の水温
が40℃以上で80℃未満の範囲にあるときには、
第５図の破線の矢印で示すように、加圧冷媒を
室外用熱交換器６→室内用熱交換器７→圧縮機
３に亘つて流動させる状態に切換え、冷却水側
の貯湯用熱交換器８のみによつて給湯用水を加
熱し乍ら除湿する。

(10) 上述の(9)の状態において、貯湯槽４内の水温
が80℃以上に上昇したとき、第５図の一点鎖線
で示すように、エンジン冷却水を室内用熱交換
器９への第１冷却水循環路B₁及び室外用熱交
換器１０への第３冷却水循環路B₃に共に流動
させる状態に切換え、前記両室内用熱交換器
７，９の協働によつて除湿のみを行なう。

尚、図中１９は畜圧器、２０は受液器、２１…
は膨張弁、２２…は逆止弁、２３は膨張タンク、
２４，２５は正逆転切換え可能なモータＭ，Ｍに
より駆動されるフアン、２６，２７は前記エンジ
ン１への燃料ガス供給路と燃焼用空気供給路、２
８，２９は前記貯湯槽４に接続された給水管と給
湯管である。

また、前記圧縮機３の駆動用エンジンとして、
工場、ビル、集合住宅等において、冷暖房以外の
目的で設備されているエンジンを利用しても良
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るエンジン利用貯湯暖房装置
の実施の態様を例示し、第１図は全体の配管系統
図、第２図乃至第５図は冷媒及びエンジン冷却水
の流動状態を示す作用図である。１……エンジン、３……圧縮機、４……貯湯
槽、７……第１熱交換器、８……貯湯水加熱用熱
交換器、９……第２熱交換器、１５Ａ，１５Ｂ…
…バルブ、１７……検出具、１８……クラツチ機
構、Ａ……熱媒体循環路、B₁，B₂……冷却水循
環路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１エンジン１駆動圧縮機３により加圧された熱
媒体を暖房用第１熱交換器７に供給する主暖房
用熱媒体循環路Ａを設けるとともに、前記エン
ジン１の冷却水を前記第１熱交換器７に近接並
設された副暖房用第２熱交換器９に供給する第
１冷却水循環路B₁と、貯湯槽４内に挿設され
た貯湯水加熱用熱交換器８に供給する第２冷却
水循環路B₂との二系統の冷却水循環路B₁，B₂
を備え、かつ、前記第１冷却水循環路B₁側に
エンジン冷却水を供給する暖房作用状態と、前
記第２冷却水循環路B₂側にエンジン冷却水を
供給する貯湯水加熱作用状態とに切換え自在に
構成してあるエンジン利用貯湯暖房装置であつ
て、前記両冷却水循環路B₁，B₂を、前記貯湯
水加熱作用状態から暖房作用状態に切換えたと
きの前記第１熱交換器７からの吹出し温度或い
は熱媒体の圧力又は温度検出具１７の検出結果
に基づいて、それが設定値以上に達したとき、
前記エンジン１から前記圧縮機３への動力伝達
を自動的かつ可逆的に断つクラツチ機構１８を
設けてあることを特徴とするエンジン利用貯湯
暖房装置。２前記二系統の冷却水循環路B₁，B₂が、貯湯
負荷が設定値以上に減少したとき、或いは、暖
房負荷が設定値以上に増大したときバルブ１５
Ａ，１５Ｂの背反開閉動作により自動的かつ可
逆的に切換えられるべく構成されている実用新
案登録請求の範囲第１項に記載のエンジン利用
貯湯暖房装置。