JP4018806B2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンヒートポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンヒートポンプは、エンジンで圧縮機を駆動し、この圧縮機で冷媒ガスを高温・高圧に圧縮して送り出す圧縮式の冷凍サイクルである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように圧縮機を用いたエンジンヒートポンプでは、圧縮機で冷媒を圧縮するが、冷凍サイクル全体の熱交換容量を上げるためには、必然的に冷媒循環量を増加させることになり、このためには、圧縮機の容量を増加させる必要がある。この圧縮機の容量を増加させる方法としては、容量の大きい圧縮機を用いる方法と複数の圧縮機を多連に用いる方法とがあるが、何れにしても、圧縮機容量が増大するとエンジンの負荷も増大するから、燃料消費量も多くなることになる。
【０００４】
他方、吸収式冷凍機は、吸収媒体と冷媒との混合物をポンプで循環させるのみであり、エネルギー消費量が少ない利点があるが、その半面、冷媒を吸収媒体から分離させるための発生器にバーナーなどの熱源を必要とし、全体のエネルギー効率は必ずしも高くない。
【０００５】
この発明は、このような圧縮型の冷凍機と吸収型の冷凍機を複合することで、それらの冷凍機の欠点を補い、その結果としてエネルギー効率に優れたヒートポンプ装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明では、圧縮機によって冷媒を送り出すヒートポンプの冷媒回路において、前記圧縮機側の冷媒戻りラインの戻り冷媒を吸収する吸収器を介設し、また、前記圧縮機を駆動するエンジンの冷却水若しくはエンジンのその他の廃熱を熱源として、吸収器によって吸収された冷媒と吸収媒体との混合物から冷媒を分離する発生器を設けて、その発生器によって分離された冷媒を圧縮機の吐出側に合流させると共に、発生器からの吸収液戻りラインを前記吸収器を通過させた後、前記冷媒戻りラインに合流させてなる吸収式冷凍サイクルを複合してなることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図において、(１)はエンジン、(２)は、そのエンジンで駆動される圧縮機であって、圧縮機(２)の吐出ライン(３)の途中には、その圧縮機(２)から吐出された冷媒中のオイルを分離するオイルセパレータ(４)が設けられ、このオイルセパレータ(３)を出た冷媒ガスが、四方弁(５)へ送られるようになっている。
【０００８】
冷房サイクルにおいては、この四方弁(５)は室外熱交換器(６)側に冷媒ガスを流すように切換えられており、その室外熱交換器(６)で凝縮された冷媒は、冷媒ライン(７)を通って室内熱交換器(８)側へ流れ、その室内熱交換器(８)手前に設けられた膨張弁(９)で圧力を解放された後、室内熱交換器(８)での気化潜熱により熱を奪って冷房を行う。更に、気化した冷媒は、ライン(10)を通り、四方弁(５)側へ戻る。
【０００９】
他方、暖房サイクルにおいては、四方弁(５)からライン(10)を逆に流れて室内熱交換器(８)側へ先に流れ、この室内熱交換器(８)で凝縮熱を放出して暖房を行った後、前記のライン(７)を通って室外熱交換器(６)から四方弁(５)へ戻る。
【００１０】
上記のようなエンジンヒートポンプの冷凍サイクルにおいて、四方弁(５)へ戻った冷媒は、冷媒戻りライン(10)により、図示しないアキュムレータに一旦滞留した後圧縮機(２)へ吸引されるが、本実施形態では、そのアキュムレータの代わりに、吸収式冷凍サイクルを構成する吸収器(11)を配置して、四方弁(５)からの冷媒を一旦この吸収器(11)へ滞留させるようにしている。
【００１１】
吸収器(11)において、冷媒ガスを吸収して希薄になった吸収液、言い換えれば吸収液と冷媒ガスとの混合物は、ポンプ(12)により、送出ライン(13)を通って発生器(14)へ送られるようになっている。発生器(14)は、エンジン冷却水回路(15)の冷却水を熱源として、吸収液よりも沸点の低い冷媒ガスのみを蒸発気化させるよう構成されており、そこで気化した冷媒ガスは、合流ライン(16)を通って、前記圧縮機(２)の吐出ライン(３)へ合流して、その圧縮機(２)の吐出冷媒ガスとともに、四方弁(５)側へ流れる。
【００１２】
他方、発生器(14)で冷媒ガスを放出して濃縮された吸収液の単体は、吸収液戻りライン(17)より吸収器(11)内を通過して、その吸収器(11)手前側の冷媒戻りライン(10)へ合流し、冷媒を吸収してその吸収器(11)内へ流下する。吸収液戻りライン(17)が吸収器(11)を通過する際に、前記発生器(14)で温められた吸収液の熱によって、吸収器(11)内の冷媒ガスを気化させて、その吸収器(11)内の上層部に対流する冷媒ガスのみ圧縮機(２)側へ吸引され、下方に滞留している吸収液と冷媒ガスのみが、その吸収器(11)の低層部から送出ライン(13)へ吸引される。
【００１３】
この種の吸収式冷凍サイクルと同様に、送出ライン(13)の途中には、吸収液戻りライン(10)の吸収液との熱交換により、前記混合物を加熱して冷媒の気化を促進するための熱交換器(18)が設けられている。
【００１４】
図２は、発生器(14)の熱源として、同じエンジン(１)の廃熱であるエンジン排気の熱を利用する場合であって、発生器(14)をエンジン排気経路(19)の途中に配置して、その排気の熱で冷媒ガスの蒸発気化を行うようにしている。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、圧縮機に戻る冷媒の一部を吸収液に吸収させる吸収式冷凍サイクルを設け、この吸収冷凍サイクルで蒸発気化させた冷媒ガスを再び圧縮機からの冷媒回路を合流して送り出すようにしているから、圧縮機で圧縮される冷媒は一部でよいことになる。そのため、同じ冷媒容量であれば、圧縮機の容量を小さくできるので、その圧縮機を駆動するエンジンの負荷も小さくなり、エンジンの燃料消費量を低減できる。
【００１６】
他方、吸収冷凍サイクルの発生器の熱源は、エンジンの廃熱を利用するので、バーナーなどの特別の熱源が不要となるか少なくとも小さくできるので、全体的なエネルギー効率を増大させて燃料消費量を少なくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態における冷媒回路図である。
【図２】発生器の熱源をエンジン排気の熱とする場合の要部の回路図である。
【符号の説明】
(１) エンジン
(２) 圧縮機
(11) 吸収器
(14) 発生器
(15) エンジン冷却水回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンヒートポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンヒートポンプは、エンジンで圧縮機を駆動し、この圧縮機で冷媒ガスを高温・高圧に圧縮して送り出す圧縮式の冷凍サイクルである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように圧縮機を用いたエンジンヒートポンプでは、圧縮機で冷媒を圧縮するが、冷凍サイクル全体の熱交換容量を上げるためには、必然的に冷媒循環量を増加させることになり、このためには、圧縮機の容量を増加させる必要がある。この圧縮機の容量を増加させる方法としては、容量の大きい圧縮機を用いる方法と複数の圧縮機を多連に用いる方法とがあるが、何れにしても、圧縮機容量が増大するとエンジンの負荷も増大するから、燃料消費量も多くなることになる。
【０００４】
他方、吸収式冷凍機は、吸収媒体と冷媒との混合物をポンプで循環させるのみであり、エネルギー消費量が少ない利点があるが、その半面、冷媒を吸収媒体から分離させるための発生器にバーナーなどの熱源を必要とし、全体のエネルギー効率は必ずしも高くない。
【０００５】
この発明は、このような圧縮型の冷凍機と吸収型の冷凍機を複合することで、それらの冷凍機の欠点を補い、その結果としてエネルギー効率に優れたヒートポンプ装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明では、圧縮機によって冷媒を送り出すヒートポンプの冷媒回路において、前記圧縮機側の冷媒戻りラインの戻り冷媒を吸収する吸収器を介設し、また、前記圧縮機を駆動するエンジンの冷却水若しくはエンジンのその他の廃熱を熱源として、吸収器によって吸収された冷媒と吸収媒体との混合物から冷媒を分離する発生器を設けて、その発生器によって分離された冷媒を圧縮機の吐出側に合流させると共に、発生器からの吸収液戻りラインを前記吸収器を通過させた後、前記冷媒戻りラインに合流させてなる吸収式冷凍サイクルを複合してなることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図において、(１)はエンジン、(２)は、そのエンジンで駆動される圧縮機であって、圧縮機(２)の吐出ライン(３)の途中には、その圧縮機(２)から吐出された冷媒中のオイルを分離するオイルセパレータ(４)が設けられ、このオイルセパレータ(３)を出た冷媒ガスが、四方弁(５)へ送られるようになっている。
【０００８】
冷房サイクルにおいては、この四方弁(５)は室外熱交換器(６)側に冷媒ガスを流すように切換えられており、その室外熱交換器(６)で凝縮された冷媒は、冷媒ライン(７)を通って室内熱交換器(８)側へ流れ、その室内熱交換器(８)手前に設けられた膨張弁(９)で圧力を解放された後、室内熱交換器(８)での気化潜熱により熱を奪って冷房を行う。更に、気化した冷媒は、ライン(10)を通り、四方弁(５)側へ戻る。
【０００９】
他方、暖房サイクルにおいては、四方弁(５)からライン(10)を逆に流れて室内熱交換器(８)側へ先に流れ、この室内熱交換器(８)で凝縮熱を放出して暖房を行った後、前記のライン(７)を通って室外熱交換器(６)から四方弁(５)へ戻る。
【００１０】
上記のようなエンジンヒートポンプの冷凍サイクルにおいて、四方弁(５)へ戻った冷媒は、冷媒戻りライン(10)により、図示しないアキュムレータに一旦滞留した後圧縮機(２)へ吸引されるが、本実施形態では、そのアキュムレータの代わりに、吸収式冷凍サイクルを構成する吸収器(11)を配置して、四方弁(５)からの冷媒を一旦この吸収器(11)へ滞留させるようにしている。
【００１１】
吸収器(11)において、冷媒ガスを吸収して希薄になった吸収液、言い換えれば吸収液と冷媒ガスとの混合物は、ポンプ(12)により、送出ライン(13)を通って発生器(14)へ送られるようになっている。発生器(14)は、エンジン冷却水回路(15)の冷却水を熱源として、吸収液よりも沸点の低い冷媒ガスのみを蒸発気化させるよう構成されており、そこで気化した冷媒ガスは、合流ライン(16)を通って、前記圧縮機(２)の吐出ライン(３)へ合流して、その圧縮機(２)の吐出冷媒ガスとともに、四方弁(５)側へ流れる。
【００１２】
他方、発生器(14)で冷媒ガスを放出して濃縮された吸収液の単体は、吸収液戻りライン(17)より吸収器(11)内を通過して、その吸収器(11)手前側の冷媒戻りライン(10)へ合流し、冷媒を吸収してその吸収器(11)内へ流下する。吸収液戻りライン(17)が吸収器(11)を通過する際に、前記発生器(14)で温められた吸収液の熱によって、吸収器(11)内の冷媒ガスを気化させて、その吸収器(11)内の上層部に対流する冷媒ガスのみ圧縮機(２)側へ吸引され、下方に滞留している吸収液と冷媒ガスのみが、その吸収器(11)の低層部から送出ライン(13)へ吸引される。
【００１３】
この種の吸収式冷凍サイクルと同様に、送出ライン(13)の途中には、吸収液戻りライン(10)の吸収液との熱交換により、前記混合物を加熱して冷媒の気化を促進するための熱交換器(18)が設けられている。
【００１４】
図２は、発生器(14)の熱源として、同じエンジン(１)の廃熱であるエンジン排気の熱を利用する場合であって、発生器(14)をエンジン排気経路(19)の途中に配置して、その排気の熱で冷媒ガスの蒸発気化を行うようにしている。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、圧縮機に戻る冷媒の一部を吸収液に吸収させる吸収式冷凍サイクルを設け、この吸収冷凍サイクルで蒸発気化させた冷媒ガスを再び圧縮機からの冷媒回路を合流して送り出すようにしているから、圧縮機で圧縮される冷媒は一部でよいことになる。そのため、同じ冷媒容量であれば、圧縮機の容量を小さくできるので、その圧縮機を駆動するエンジンの負荷も小さくなり、エンジンの燃料消費量を低減できる。
【００１６】
他方、吸収冷凍サイクルの発生器の熱源は、エンジンの廃熱を利用するので、バーナーなどの特別の熱源が不要となるか少なくとも小さくできるので、全体的なエネルギー効率を増大させて燃料消費量を少なくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態における冷媒回路図である。
【図２】発生器の熱源をエンジン排気の熱とする場合の要部の回路図である。
【符号の説明】
(１) エンジン
(２) 圧縮機
(11) 吸収器
(14) 発生器
(15) エンジン冷却水回路
Claims (1)
- 圧縮機によって冷媒を送り出すヒートポンプの冷媒回路において、前記圧縮機側の冷媒戻りラインの戻り冷媒を吸収する吸収器を介設し、また、前記圧縮機を駆動するエンジンの冷却水若しくはエンジンのその他の廃熱を熱源として、吸収器によって吸収された冷媒と吸収媒体との混合物から冷媒を分離する発生器を設けて、その発生器によって分離された冷媒を圧縮機の吐出側に合流させると共に、発生器からの吸収液戻りラインを前記吸収器を通過させた後、前記冷媒戻りラインに合流させてなる吸収式冷凍サイクルを複合してなることを特徴とするエンジンヒートポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14969398A JP4018806B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | ヒートポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14969398A JP4018806B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | ヒートポンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337216A JPH11337216A (ja) | 1999-12-10 |
| JP4018806B2 true JP4018806B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=15480757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14969398A Expired - Fee Related JP4018806B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | ヒートポンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4018806B2 (ja) |
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| KR101283489B1 (ko) * | 2011-10-27 | 2013-07-12 | 한국에너지기술연구원 | 1단 압축-흡수식 히트펌프 시스템 및 2단 압축-흡수식 히트펌프 시스템 |
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| JP2014159928A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Panasonic Corp | 排熱利用ヒートポンプシステム |
| JP2014159926A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Panasonic Corp | 熱機関駆動式蒸気圧縮式ヒートポンプシステム |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP14969398A patent/JP4018806B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11337216A (ja) | 1999-12-10 |
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