JPS6284271A - エンジン駆動型冷暖房給湯装置 - Google Patents

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〕 本発明はエンジンを駆動源とするヒートポンプ式の冷暖
房給湯装置に関し、特装その給湯運転時の熱交換効率等
を向上させ得るようにしたエンジーン駆動型冷暖房給湯
装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

近年、エネルギの多様化に伴ない、たとえば天然ガス、
ガソリン、軽油等を燃料とするエンジンを主駆動源とす
るヒートポンプ式の冷暖房給湯装置が、特開昭５８−４
０４８１号公報等を始めとして種々提案されるようにな
っている。

このような従来のエンジン駆動型冷暖房給湯装置を、第
２図を用いて簡単に説明すると、図中符号１は水冷式エ
ンジン、２はこのエンジン１で駆動される冷媒圧縮機で
、この圧縮機２は、冷媒配管３により四方切換弁４を介
して室内側熱交換器５、膨張弁等の絞り装置６、室外側
熱交換器７等に順次接続され、この閉ループで公知のヒ
ートポンプ回路Ａ（冷媒回路）が構成されている。すな
わち、このヒートポンプ回路Ａでは、圧縮機２と画然交
換器５，７との間に設けた四方切換弁４の回路切換えに
より、室内、外側熱交換器５，７を、それぞれ放熱用の
凝縮器または吸熱用の蒸発器として利用し、冷房または
暖房を行なうものである。なお、図中５ａ、７ａは前記
室内、外側熱交換器５，７に付設された送風機である。

そして、このヒートポンプ回路Ａの途中には、室内側熱
交換器５と並列してヒートポンプ給湯熱交換器８がバイ
パス配管３ａで接続され、かつ各熱交換器５，８への配
管には電磁弁９ａ、９ｂが付設され、冷媒の流れを暖房
、給湯等の必要性に応じて切換えるような構成とされて
いる。

１０は別ユニットとして設置されている貯湯タンクで、
下部には給水配管ｔｉが接続され、また上部からは給湯
配管１２が引出され、その給湯口から適宜給湯を行なえ
るように構成されている。

そして、この貯湯タンクｌＯ下方から引出された貯湯水
の供給側給湯用配管１３が前記ヒートポンプ給湯熱交換
器８に接続され、ここでヒートポンプ回路Ａからの熱エ
ネルギで加熱される。また、このヒートポンプ給湯熱交
換器８から出た給湯用配９１３ａは前記エンジン１で生
じる排熱をその冷却水で回収する排熱回収回路Ｂにおけ
る排熱給湯熱交換器１４に接続され、さらに貯湯タンク
１０の上部に連結された還流側の給湯用配管１５を介し
てタンクｌＯ内に還流するように構成され。

これによって給湯回路Ｃが形成されている。

ここで、上述した排熱回収回路Ｂは、エンジン２の連続
運転でジャケット部や排気管等で生じる排熱を、その冷
却用として供給される冷却水で回収し、これを給湯用の
熱源として利用するもので、冷却水循環用配管１６とそ
の途中に付設された循環ポンプ１７等で構成されている
。

また、１８は給湯回路Ｃ中で貯湯水を循環させるポンプ
でζ前記貯湯タンク１０とヒートポンプ給湯熱交換器８
との間の供給側配管１３途中に配設され、一方前記排熱
給湯熱交換器１４と貯湯タンクｌＯとの間の還流側配管
１５の途中には、貯湯水温度調整用の流量制御弁１９が
配設され、かつこの流量制御弁１９からの戻り流路とし
てのバイパス流路２０は、前記ポンプ１８の上流側に接
続されている。そして、この流量制御弁１９は、その配
管１５内流路を絞ることで貯湯タンクｌＯへの戻り温度
を適切な値まで昇温させ、タンクｌＯ内での貯湯水温度
を所定レベル以上に維持する等といった役割りを果たす
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来装置において、給湯回路Ｃを経
て貯湯タンク１０に戻る貯湯水の流量を、前記流量制御
弁１９で単に絞っただけでは、ポンプ１８のヘッド圧が
上昇し、その動作上や耐久性等の面で問題を生じ、さら
にヒートポンプ給湯時にその回路Ａ内で冷媒圧力が上昇
して効率が悪くなる等の問題もあるため、上述したよう
に流量制御弁１９からのバイパス流路２０を、ポンプ１
８の上流側に接続し、ポンプ１８による循環流量を略一
定としてその動作上等での問題を解消し得るような構成
としているものである。しかしながら、このような構成
とした場合に、前記排熱給湯熱交換器１４側で昇温され
た貯湯水が、ヒートポンプ給湯熱交換器８部分を通るた
め、冷媒圧力を低下させるにはあまり効果がないもので
、ヒートポンプ給湯運転時において、高い温度の貯湯水
がヒートポンプ回路Ａ側に接し、その冷媒圧力が上昇し
て高圧圧力の過昇が生じ、冷凍サイクル効率が低下して
しまうものであった。そして、これが高じると、適切な
凝縮圧力が採れなくなり、圧Ｉｉａ機２が過負荷状態と
なることから、一旦ヒートポンプ給湯運転を停止しなけ
ればならなくなるものであった。これは、上述した給湯
熱交換器８゜１４で加熱された貯湯水が流量制御弁１９
からのバイパス流路２０でポンプ１８上流側に戻され、
再び再熱交換器８，１４で加熱される状態を繰返すこと
から容易に理解されよう。

本発明は上述した事情に鑑み、必要とされる温度等をも
つ給湯水を、熱交換効率の面や動作上から優れてなる給
湯加熱構成によって、簡単かつ適切に給湯できるととも
に、装置全体の構成の簡素化を図り、コスト的にも安価
なヒートポンプ式のエンジン駆動型冷暖房給湯装置を得
ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るエンジン駆動型冷暖房給湯装置は、エンジ
ンで駆動される圧縮機を有するヒートポンプ回路と、エ
ンジンからの排熱を冷却水で回収する排熱回収回路と、
各回路中に設けたヒートポンプ給湯熱交換器、排熱給湯
熱交換器で順次加熱される貯湯タンクからの給湯回路を
備え、この給湯回路内で貯湯タンクの貯湯水を循環させ
るポンプを、前記両給湯熱交換器間に介在させるととも
に、その下流側の排熱給湯熱交換器出口側に貯湯タンク
への流量を調整する流量制御弁を設け、かつこの流量制
御弁からの戻り流路をポンプ入口側に接続するようにし
たものである。

〔作用〕

本発明によれば、流量制御弁で絞られた戻り貯湯水は、
バイパス流路を介してヒートポンプおよび排熱側の給湯
熱交換器間に設けられたポンプの上流側に戻され、順次
排熱給湯熱交換器側でのみ循環するもので、一方ヒート
ポンプ給湯熱交換器側には常に低温水のみが流れるもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係るエンジン駆動式冷暖房給湯装置の
一実施例を示すものであり、同図において前述した第２
図と同一または相当する部分には、同一番号を付してそ
の説明は省略する。

さて、本発明によれば、エンジン１で駆動される圧縮ａ
２を有するヒー（ポンプ回路Ａと、エンジンｌからの排
熱を冷却水で回収する排熱回収回路Ｂと、これら各回路
Ａ、Ｂ中に設けたヒートポンプ給湯熱交換器８および排
熱給湯熱交換器１４で順次加熱される貯湯タンクｌＯか
らの給湯回路Ｃを備え、この給湯回路Ｃ内で貯湯タンク
１０の貯湯水を循環させる貯湯水循環ポンプ１８を、前
記再給湯熱交換器８，１４間の配管１３ａ中に介在させ
るとともに、その下流側に位置する排熱給湯熱交換器１
４の出口側配管１５に貯湯タンクｌＯへの流量を調整す
る流量制御弁１９を設け、かつこの流量制御弁１９から
°の戻り流路（バイパス流路２０）を貯湯水循環ポンプ
１８の入口側に接続したところに特徴を有している。

そして、このような構成によれば、流量制御弁１９の働
きで貯湯水温度を所定レベル以上に昇温させて維持し得
るとともに、流量制御弁１９からバイパス流路２０を経
て循環する貯湯水は、排熱給湯熱交換器１４側のみを循
環し、ヒートポンプ給湯熱交換器８側には常に低温状態
の貯湯水がタンク１０側から流れるため、従来のような
ヒートポンプ給湯時における冷媒圧力の過昇等といった
問題はなくなり、これによりヒートポンプ回路Ａ側での
運転効率を大幅に向上させることが可能となるものであ
る。勿論、ポンプ１８による供給流量は常にほぼ一定量
であるもので、その動作上等の面で何ら支障ないもので
ある。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえば上述した実施例において、貯湯タンクｌＯ
での貯湯水温度が必要以上となり、給湯運転を不要とす
るときに、排熱回収回路Ｂ側の冷却水温度を低下させる
ための別の排出回路等が付設されていることは容易に理
解されよう、また、上述したヒートポンプ回路Ａや給湯
回路Ｃ等の各部の構成としても、実施例構造に限定され
ず、これを適宜変更することは自由で、種々の変形例が
考えられるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るヒートポンプ式のエ
ンジン駆動型冷暖房給湯装置によれば、エンジン駆動式
圧縮機を有するヒートポンプ回路と、エンジンからの排
熱を回収する排熱回収回路と、ヒートポンプ給湯熱交換
器、排熱給湯熱交換器で順次加熱される貯湯タンクから
の給湯回路を備え、この給湯回路内でタンクの貯湯水を
循環させるポンプを、前記両給湯熱交換器間に介在させ
るとともに、下流側の排熱給湯熱交換器出口側にタンク
への流量を調整する流量制御弁を設け、かつこの流量制
御弁からの戻り流路をポンプ入口側に接続するようにし
たので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、流量制御
弁の働きで貯湯水温度を所定レベル以上に昇温させて維
持し得るとともに、流量制御弁からバイパス流路を経て
循環する貯湯水を、排熱給湯熱交換器側のみで循環させ
、ヒートポンプ給湯熱交換器側には常に低温状態の貯湯
水をタンク側から流すため、従来のようなヒートポンプ
給湯時における冷媒圧力の過昇等といった問題はなくな
り、これによりヒートポンプ回路側での運転効率を大幅
に向上させることが可能となる等といった種々優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジン駆動型冷暖房給湯装置の
一実施例を示す流体回路図、第２図は従来例を示す流体
回路図である。 ｌ・・・・エンジン、２＠・ｅ・圧縮機、５゜７−・・
・室内、外側熱交換器、８・−拳赤ヒートボンプ給湯熱
交換器、１０−・・・貯湯タンク、１３，１３ａ；１５
ｅ＊＊ａ給湯用配管、１４・・・・排熱給湯熱交換器、
１９・―Φ・流量制御弁、２０・・φ・バイパス流路（
戻り流路）、Ａ・・・・ヒートポンプ回路、Ｂφ・・・
排熱回収回路、Ｃ・・・・給湯回路。 第１図 １４：呻蝦Ｉ熟効締

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を有するヒートポンプ
   回路と、前記エンジンからの排熱を冷却水で回収する排
   熱回収回路と、これら各回路中に設けたヒートポンプ給
   湯熱交換器および排熱給湯熱交換器で順次加熱される貯
   湯タンクからの給湯回路を備え、この給湯回路内で前記
   貯湯タンクの貯湯水を循環させる貯湯水循環ポンプを、
   前記両給湯熱交換器間に介在させるとともに、その下流
   側に位置する排熱給湯熱交換器の出口側に前記貯湯タン
   クへの流量を調整する流量制御弁を設け、かつこの流量
   制御弁からの戻り流路を前記貯湯水循環ポンプの入口側
   に接続したことを特徴とするエンジン駆動型冷暖房給湯
   装置。