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JP2002228294A - エンジン冷却方法及び装置並びに冷凍装置 - Google Patents

エンジン冷却方法及び装置並びに冷凍装置

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JP2002228294A
JP2002228294A JP2001021737A JP2001021737A JP2002228294A JP 2002228294 A JP2002228294 A JP 2002228294A JP 2001021737 A JP2001021737 A JP 2001021737A JP 2001021737 A JP2001021737 A JP 2001021737A JP 2002228294 A JP2002228294 A JP 2002228294A
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JP
Japan
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engine
heat exchanger
medium
temperature
hot water
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JP2001021737A
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Hiroshi Akatsuka
啓 赤塚
Koki Hamada
弘毅 濱田
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Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Air Conditioning Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン冷却水によりエンジンを好適に冷却
できると共に、温水熱交換器の熱交換効率を向上させて
高温の温水を取り出すことができること。 【解決手段】 圧縮機がガスエンジン30により駆動さ
れると共にエンジン冷却装置41を有し、このエンジン
冷却装置は、循環するエンジン冷却水が温水熱交換器4
4、ラジエータ46にて冷却されてガスエンジンを冷却
すると共に、温水熱交換器がエンジン冷却水と温水とを
熱交換するよう構成された空気調和装置10において、
温水熱交換器の下流側に配置された温水三方弁45は、
ガスエンジンを冷却した直後の、エンジン出口温度セン
サ53により検出されたエンジン冷却水の温度と、温水
熱交換器により熱交換された直後の、温水熱交換器出口
温度センサ52により検出されたエンジン冷却水の温度
とに基づき、ラジエータとガスエンジンへ導くエンジン
冷却水を調整するよう構成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを冷却す
ると共に、そのエンジン排熱を利用するエンジン冷却方
法及び装置、並びに圧縮機がエンジンにより駆動される
と共に、上記エンジン冷却装置を備えた冷凍装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】冷凍装置としての空気調和装置100に
は、図2に示すように、圧縮機101がガスエンジン1
02により駆動されるガスヒートポンプ式空気調和装置
が知られている。このような空気調和装置100では、
室外機103が、上記圧縮機101、四方弁105、室
外熱交換器106及び室外膨張弁107を備え、室内機
104が室内熱交換器108及び室内膨張弁109を備
えて構成される。
【0003】四方弁105の切り換えにより、冷房運転
時に室外熱交換器106が凝縮器となり、室内熱交換器
108が蒸発器となって、冷媒の蒸発熱により室内熱交
換器108が室内を冷房する。また、四方弁105の切
り換えによる暖房運転時には、室外熱交換器106が蒸
発器となり、室内熱交換器108が凝縮器となって、冷
媒の凝縮熱により室内熱交換器108が室内を暖房す
る。
【0004】冷媒を圧縮する圧縮機101を駆動するガ
スエンジン102は、エンジン冷却装置110によって
冷却される。このエンジン冷却装置110は、一端部が
ガスエンジン102に付設された排ガス熱交換器(不図
示)にガスエンジン102を介して接続されるととも
に、他端部がその排ガス熱交換器に直接接続された略閉
ループ形状の冷却水配管111に温水熱交換器114、
ワックス三方弁112、ラジエータ115及び循環ポン
プ116が配設され、ワックス三方弁112とラジエー
タ115とが並列配置されて構成される。
【0005】ガスエンジン102の排熱を回収したエン
ジン冷却水は、循環ポンプ116の稼働により冷却水配
管111内を循環し、この間に温水熱交換器114及び
ラジエータ115にて冷却(放熱)され、または温水熱
交換器114のみにて冷却(放熱)され、これによりガ
スエンジン102を冷却する。
【0006】上記温水熱交換器114は、空気調和装置
100の冷房運転時に、温水供給系117を流れる温水
と上記エンジン冷却水とを熱交換するものであり、この
加熱された温水が有効利用される。
【0007】従来、温水熱交換器114にて加熱されて
取り出される温水の温度は、約45℃が標準である。こ
のときのワックス三方弁112の設定温度は約60〜7
0℃である。
【0008】従って、温水熱交換器114から流出した
エンジン冷却水は、その温度が60℃未満のときには、
ワックス三方弁112によってすべて循環ポンプ116
の吸込側へ導かれる。温水熱交換器114から流出した
エンジン冷却水の温度が70℃以上の時には、このエン
ジン冷却水は全てラジエータ115側へ導かれ、このラ
ジエータ115にて冷却(放熱)されたエンジン冷却水
が、ワックス三方弁112を経て循環ポンプ116の吸
込側へ戻される。また、温水熱交換器114から流出し
たエンジン冷却水は、その温度が60℃以上70℃未満
の時には、ワックス三方弁112によって循環ポンプ1
16の吸込側とラジエータ115側との双方へ導かれ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなエンジン
冷却装置110において、温水熱交換器114にて加熱
されて取り出される温水の温度を約70℃としたときに
は、ワックス三方弁112の設定温度が約65〜75℃
以上となる。従って、温水熱交換器114から流出する
エンジン冷却水は、その温度が約65℃以上となるまで
は、ラジエータ115へ導かれて冷却(放熱)されるこ
とがなく、ガスエンジン102へ戻される。
【0010】このため、エンジン冷却水は、ガスエンジ
ン102内で約90℃以上の温度となることがあり、局
部的に沸騰して、気泡の滞留により流れが阻害されるこ
とがある。このような場合には、ガスエンジン102の
冷却が不充分となったり、エンジンオイルが劣化する等
の不具合が発生する恐れがある。
【0011】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、第1媒体(例えばエンジン冷却水)
によりエンジンを好適に冷却できるとともに、熱交換器
の熱交換効率を向上させて高温の第2媒体(例えば温
水)を取り出すことができるエンジン冷却方法及び装置
並びに冷凍装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、エンジンの排熱を回収する第1媒体が熱交換器、ラ
ジエータにて冷却されて循環し、上記エンジンを冷却す
るとともに、上記熱交換器により上記第1媒体が第2媒
体と熱交換するエンジン冷却方法において、上記熱交換
器の下流側に配置された三方弁を、上記エンジンを冷却
した直後の上記第1媒体の温度と、上記熱交換器により
熱交換された直後の上記第1媒体の温度とに基づき制御
して、この三方弁から上記ラジエータと上記エンジンへ
導く第1媒体を調整することを特徴とするものである。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、上記第1媒体がエンジン冷却水であ
り、上記第2媒体が温水であることを特徴とするもので
ある。
【0014】請求項3に記載の発明は、エンジンの排熱
を回収する第1媒体が熱交換器、ラジエータにて冷却さ
れて循環し、上記エンジンを冷却するとともに、上記熱
交換器が上記第1媒体と第2媒体とを熱交換するよう構
成されたエンジン冷却装置において、上記熱交換器の下
流側に配置された三方弁は、上記エンジンを冷却した直
後の上記第1媒体の温度と、上記熱交換器により熱交換
された直後の上記第1媒体の温度とに基づき、上記ラジ
エータと上記エンジンへ導く上記第1媒体を調整するよ
う構成されたことを特徴とするものである。
【0015】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、上記三方弁は切替式三方弁であり、エ
ンジンを冷却した直後の第1媒体の温度と、熱交換器に
より熱交換された直後の上記第1媒体の温度とに基づ
き、上記熱交換器から流出した第1媒体をラジエータと
エンジンとへ択一に導くよう構成されたことを特徴とす
るものである。
【0016】請求項5に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、上記三方弁は比例式三方弁であり、エ
ンジンを冷却した直後の第1媒体の温度と、熱交換器に
より熱交換された直後の上記第1媒体の温度とに基づ
き、上記熱交換器から流出した第1媒体の流量をラジエ
ータとエンジンへ分配して導くよう構成されたことを特
徴とするものである。
【0017】請求項6に記載の発明は、請求項3乃至5
のいずれかに記載の発明において、上記第1媒体がエン
ジン冷却水であり、上記第2媒体が温水であることを特
徴とするものである。
【0018】請求項7に記載の発明は、順次接続された
圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器を冷媒が循環し、上
記圧縮機がエンジンにより駆動されるとともにエンジン
冷却装置を有し、このエンジン冷却装置は、上記エンジ
ンの排熱を回収する第1媒体が熱交換器、ラジエータに
て冷却されて循環し、上記エンジンを冷却するととも
に、上記熱交換器が上記第1媒体と第2媒体とを熱交換
するよう構成されたものである冷凍装置において、上記
エンジン冷却装置における上記熱交換器の下流側に配置
された三方弁は、上記エンジンを冷却した直後の上記第
1媒体の温度と、上記熱交換器により熱交換された直後
の上記第1媒体の温度とに基づき、上記ラジエータと上
記エンジンへ導く上記第1媒体を調整するよう構成され
たことを特徴とするものである。
【0019】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の発明において、上記エンジン冷却装置における三方弁
は切替式三方弁であり、エンジンを冷却した直後の第1
媒体の温度と、熱交換器により熱交換された直後の上記
第1媒体の温度とに基づき、上記熱交換器から流出した
第1媒体をラジエータとエンジンとへ択一に導くよう構
成されたことを特徴とするものである。
【0020】請求項9に記載の発明は、請求項7に記載
の発明において、上記エンジン冷却装置における三方弁
は比例式三方弁であり、エンジンを冷却した直後の第1
媒体の温度と、熱交換器により熱交換された直後の上記
第1媒体の温度とに基づき、上記熱交換器から流出した
第1媒体の流量をラジエータとエンジンへ分配して導く
よう構成されたことを特徴とするものである。
【0021】請求項10に記載の発明は、請求項7乃至
9のいずれかに記載の発明において、上記エンジン冷却
装置における第1媒体がエンジン冷却水であり、第2媒
体が温水であることを特徴とするものである。
【0022】請求項1乃至10に記載の発明には、次の
作用がある。
【0023】エンジン冷却装置における熱交換器の下流
側に配置された三方弁が、ラジエータとエンジンへ導く
第1媒体の調整を、エンジンを冷却した直後の第1媒体
の温度と、熱交換器により熱交換された直後の第1媒体
の温度とに基づいて実行することから、上記熱交換器に
て熱交換されて冷却された第1媒体をラジエータで必要
以上に冷却することを防止できるので、熱交換器の熱交
換効率を向上させて高温の第2媒体を取り出すことがで
きるとともに、エンジンの冷却に支障が生じないように
第1媒体の温度を維持できるので、第1媒体によるエン
ジンの冷却を好適に実施できる。
【0024】
【発明の実施の形態】[A]第1実施の形態 以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【0025】図1は、本発明に係る冷凍装置の一実施の
形態が適用された空気調和装置の冷媒回路を示す回路図
である。
【0026】この図1に示すように、冷凍装置としての
ヒートポンプ式空気調和装置10は、室外機11、複数
台(例えば2台)の室内機12A、12B及び制御装置
13を有してなり、室外機11の室外冷媒配管14と室
内機12A、12Bの各室内冷媒配管15A、15Bと
が連結されている。
【0027】室外機11は室外に設置され、室外冷媒配
管14には圧縮機16が配設されるとともに、この圧縮
機16の吸込側にアキュムレータ17が、吐出側に四方
弁18がそれぞれ配設され、この四方弁18側に室外熱
交換器19、室外膨張弁24、ドライコア25が順次配
設されて構成される。室外熱交換器19には、この室外
熱交換器19へ向かって送風する室外ファン20が隣接
して配置されている。また、圧縮機16は、フレキシブ
ルカップリング27等を介してガスエンジン30に連結
され、このガスエンジン30により駆動される。更に、
室外膨張弁24をバイパスして冷媒系バイパス管26が
配設されている。
【0028】一方、室内機12A、12Bはそれぞれ室
内に設置され、それぞれ、室内冷媒配管15A、15B
に室内熱交換器21A、21Bが配設されるとともに、
室内冷媒配管15A、15Bのそれぞれにおいて室内熱
交換器21A、21Bの近傍に室内膨張弁22A、22
Bが配設されて構成される。上記室内熱交換器21A、
21Bには、これらの室内熱交換器21A、21Bへ送
風する室内ファン23A、23Bが隣接して配置されて
いる。
【0029】尚、図1中の符号28はストレーナを示
す。また、符号29は、圧縮機16の吐出側の冷媒圧力
を圧縮機16の吸込側へ逃す安全弁である。
【0030】また、上記制御装置13は、室外機11及
び室内機12A、12Bの運転を制御し、具体的には、
室外機11におけるガスエンジン30(即ち圧縮機1
6)、四方弁18、室外ファン20及び室外膨張弁2
4、並びに室内機12A、12Bにおける室内膨張弁2
2A、22B、及び室内ファン23A、23Bをそれぞ
れ制御する。更に、制御装置13は、後述するエンジン
冷却装置41の循環ポンプ47、温水三方弁45及び外
部ポンプ50等を制御する。
【0031】制御装置13により四方弁18が切り換え
られることにより、ヒートポンプ式空気調和装置10が
冷房運転又は暖房運転に設定される。つまり、制御装置
13が四方弁18を冷房側に切り換えたときには、冷媒
が実線矢印の如く流れ、室外熱交換器19が凝縮器に、
室内熱交換器21A、21Bが蒸発器になって冷房運転
状態となり、各室内熱交換器21A、21Bが室内を冷
房する。また、制御装置13が四方弁18を暖房側に切
り換えたときには、冷媒が破線矢印の如く流れ、室内熱
交換器21A、21Bが凝縮器に、室外熱交換器19が
蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器2
1A、21Bが室内を暖房する。
【0032】また、制御装置13は、冷房運転時には、
室内膨張弁22A、22Bのそれぞれの弁開度を空調負
荷に応じて制御する。この冷房運転時に、冷媒は、室外
膨張弁24をバイパスして冷媒系バイパス管26を流れ
る。暖房運転時には、制御装置13は、室外膨張弁24
及び室内膨張弁22A、22Bのそれぞれの弁開度を空
調負荷に応じて制御する。
【0033】一方、圧縮機16を駆動するガスエンジン
30の燃焼室(不図示)には、エンジン燃料供給装置3
1から混合気が供給される。このエンジン燃料供給装置
31は、燃料供給配管32に、2個の燃料遮断弁33、
ゼロガバナ34、燃料調整弁35及びアクチュエータ3
6が順次配設され、この燃料供給配管32のアクチュエ
ータ36側端部がガスエンジン30の上記燃焼室に接続
されて構成される。
【0034】燃料遮断弁33は、直列に2個配設されて
2閉鎖型の燃料遮断弁機構を構成し、2個の燃料遮断弁
33が連動して全閉または全開し、燃料ガスの漏れのな
い遮断と連通とを択一に実施する。
【0035】ゼロガバナ34は、燃料供給配管32内に
おける当該ゼロガバナ34の前後の1次側燃料ガス圧力
(一次圧a)と2次側燃料ガス圧力(二次圧b)とのう
ち、一次圧aの変動によっても二次圧bを一定の所定圧
に調整して、ガスエンジン30の運転を安定化させる。
【0036】燃料調整弁35は、アクチュエータ36の
上流側から空気が導入されることで生成される混合気の
空燃比を最適に調整するものである。また、アクチュエ
ータ36は、ガスエンジン30の燃焼室へ供給される混
合気の供給量を調整して、ガスエンジン30の回転数を
制御する。
【0037】ガスエンジン30には、エンジンオイル供
給装置37が接続されている。このエンジンオイル供給
装置37は、オイル供給配管38にオイル遮断弁39及
びオイル供給ポンプ40等が配設されたものであり、ガ
スエンジン30へエンジンオイルを適宜供給する。
【0038】前記制御装置13によるガスエンジン30
の制御は、具体的には、エンジン燃料供給装置31の燃
料遮断弁33、ゼロガバナ34、燃料調整弁35及びア
クチュエータ36、並びにエンジンオイル供給装置37
のオイル遮断弁39及びオイル供給ポンプ40を制御装
置13が制御することによってなされる。
【0039】さて、上記ガスエンジン30は、エンジン
冷却装置41内を循環する第1媒体としてのエンジン冷
却水により冷却される。このエンジン冷却装置41は、
一端部がガスエンジン30に付設の図示しない排ガス熱
交換器にガスエンジン30を介して接続されるととも
に、他端部がその排ガス熱交換器に直接接続された略閉
ループ形状の冷却水配管42にワックス三方弁43、熱
交換器としての温水熱交換器44、温水三方弁45、ラ
ジエータ46及び循環ポンプ47が順次配設され、冷却
系バイパス管48及び温水供給系49を有して構成され
る。
【0040】上記循環ポンプ47は、稼働時にエンジン
冷却水を昇圧して、このエンジン冷却水を冷却水配管4
2内で循環させる。
【0041】上記ワックス三方弁43は、ガスエンジン
30を速やかに暖機させるためのものである。このワッ
クス三方弁43は、入口43Aが、冷却水配管42にお
けるガスエンジン30に付設の排ガス熱交換器側に、低
温側出口43Bが冷却水配管42における循環ポンプ4
7の吸込側に、高温側出口43Cが冷却水配管42にお
ける温水熱交換器44側にそれぞれ接続される。
【0042】エンジン冷却水は、循環ポンプ47の吐出
側から約40℃でガスエンジン30に付設された排ガス
熱交換器へ流入し、ガスエンジン30の排熱(排気ガス
の熱)を回収した後に、ガスエンジン30に流れてこの
ガスエンジン30を冷却し、約80℃に加熱される。ガ
スエンジン30からワックス三方弁43に流入したエン
ジン冷却水は、低温(例えば80℃以下)のときには低
温側出口43Bから循環ポンプ47に戻されてガスエン
ジン30を速やかに暖機し、高温(例えば80℃以上)
のときには高温側出口43Cから温水熱交換器44へ流
れる。
【0043】この温水熱交換器44は、外部ポンプ50
を備えた温水供給系49の外部配管51内を流れる第2
媒体としての温水と、ワックス三方弁43から流入した
エンジン冷却水とを熱交換して、この温水供給系49の
温水をガスエンジン30の排熱により加熱して昇温させ
るものである。
【0044】温水供給系49の温水は、例えば約60℃
で温水熱交換器44内に流入し、この温水熱交換器44
により約70℃に昇温されて外部の利用部へ供給され
る。このように昇温された温水供給系49の温水は、給
湯用や、デシカント空気調和装置の除湿剤の乾燥用に利
用される。ここで、デシカント空気調和装置は、除湿剤
を用いて、室温を低下させることなく除湿を実施可能と
する空気調和装置である。
【0045】温水熱交換器44により温水供給系49の
温水と熱交換されたエンジン冷却水は、約65℃まで温
度低下(冷却)して温水三方弁45へ流される。
【0046】この温水三方弁45は、入口45Aが冷却
水配管42における温水熱交換器44側に接続されて、
この温水熱交換器44の下流側に配置されたものであ
る。また、温水三方弁45のON側出口45Bは、冷却
水配管42における循環ポンプ47の吸込側に接続さ
れ、また、温水三方弁45のOFF側出口45Cは、冷
却水配管42におけるラジエータ46側に接続される。
【0047】この温水三方弁45は、本実施の形態で
は、温水熱交換器44から入口45Aを経て流入したエ
ンジン冷却水を、ON側出口45Bを経て循環ポンプ4
7の吸込側へ、またはOFF側出口45Cを経てラジエ
ータ46へ択一に導く切替式の三方弁である。温水三方
弁45は、モータ(不図示)により駆動され、このモー
タを制御装置13が制御する。
【0048】ここで、冷却水配管42には、温水熱交換
器44と温水三方弁45の入口45Aとの間に温水熱交
換器出口温度センサ52が設置される。この温水熱交換
器出口温度センサ52により、温水熱交換器44にて熱
交換された直後のエンジン冷却水の温度が検出され、こ
の検出温度は制御装置13へ送信される。更に、冷却水
配管42には、ガスエンジン30とワックス三方弁43
との間にエンジン出口温度センサ53が設置される。こ
のエンジン出口温度センサ53により、ガスエンジン3
0を冷却した直後のエンジン冷却水の温度が検出され、
この検出温度が制御装置13へ送信される。
【0049】上記温水三方弁45は、エンジン出口温度
センサ53による検出温度が約85℃未満(<約85
℃)で、且つ温水熱交換器出口温度センサ52による検
出温度が設定値未満(<設定値(後述))の時に、制御
装置13によってON側出口45B側に切り替えられ、
温水熱交換器44から入口45Aを経て流入したエンジ
ン冷却水を、ON側出口45Bから循環ポンプ47の吸
込側を経てガスエンジン30に付設の排ガス熱交換器
(不図示)へ導く。この導かれたエンジン冷却水により
ガスエンジン30が冷却される。
【0050】また、温水三方弁45は、エンジン出口温
度センサ53による検出温度が約90℃以上(≧約90
℃)、または温水熱交換器出口温度センサ52による検
出温度が設定値以上(≧設定値)のときに、制御装置1
3によってOFF側出口45C側に切り替えられ、温水
熱交換器44から入口45Aを経て流入したエンジン冷
却水を、OFF側出口45Cからラジエータ46へ導
く。
【0051】上記設定値は、温水供給系49から取り出
される温水の設定温度が約70℃以上のときには、例え
ば約73℃に設定される。この設定値を変えることによ
って、温水供給系49から取り出される温水の温度が変
更される。
【0052】制御装置13は、温水三方弁45をOFF
側出口45C側からON側出口45B側へ切り替えると
きには、この温水三方弁45の頻繁な切替を防止するた
めに、例えば10分間の遅延タイマを設定する。従っ
て、温水三方弁45がOFF側出口45C側に一旦切り
替えられたときには、遅延タイマの設定時間(例えば1
0分間)に相当する時間を経過したのちでなければ、O
N側出口45B側に切り替えられることがない。また、
制御装置13は、温水三方弁45をON側出口45B側
からOFF側出口45C側へ切り替えるときには遅延タ
イマを設定せず、エンジン冷却水を迅速に冷却させる。
【0053】前記ラジエータ46は、エンジン冷却水を
放熱して、このエンジン冷却水を約40℃に冷却するも
のである。このラジエータ46にて冷却されたエンジン
冷却水は、循環ポンプ47の吸込側を経てガスエンジン
30に付設の排ガス熱交換器へ戻され、ガスエンジン3
0を冷却する。また、このラジエータ46は、空気調和
装置10の室外熱交換器19に隣接配置される。
【0054】上記冷却系バイパス管48は、冷却水配管
42において、温水熱交換器44の出口側とラジエータ
46の入口側とを連結して温水三方弁45をバイパスす
るものである。つまり、この冷却系バイパス管48は、
温水三方弁45が、温水熱交換器44から流出したエン
ジン冷却水の大部分を、入口45Aを経てON側出口4
5Bから循環ポンプ47の吸込側へ導いているときに、
温水熱交換器44から流出したエンジン冷却水の一部、
つまりエンジン冷却水の一定量を常時、冷却系バイパス
管48を経てラジエータ46へ導くものである。これに
より、温水熱交換器44のみでは冷却(放熱)が不十分
なエンジン冷却水の熱量がラジエータ46にて放熱され
ることになる。
【0055】次に、上述のように構成されたエンジン冷
却装置41の作用を説明する。
【0056】空気調和装置10(つまりガスエンジン3
0)の停止時、または空気調和装置10(つまりガスエ
ンジン30)の起動時には、制御装置13は、エンジン
冷却装置41の温水三方弁45をOFF側出口45C側
に切り替える。空気調和装置10の起動時に、制御装置
13は遅延タイマを設定し、例えば遅延タイマを残り1
0分からタイムカウントし、残り0分となった時点で、
空気調和装置10の運転状態に応じた後述の温水三方弁
45の切替を実行する。
【0057】空気調和装置10の暖房運転時に、制御装
置13は、エンジン冷却装置41の循環ポンプ47を稼
働させ、外部ポンプ50を停止させ、温水三方弁45を
OFF側出口45C側に切り替える。これにより、温水
熱交換器44から温水三方弁45の入口45Aに流入し
たエンジン冷却水は、OFF側出口45Cからラジエー
タ46へ導かれ、このラジエータ46にて放熱される。
これにより、エンジン冷却水に回収されてラジエータ4
6により放熱されたガスエンジン30の排熱は、空気調
和装置10の暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱
交換器19に取り込まれ、この蒸発器の熱源として利用
される。と同時に、ラジエータ46にて放熱されたエン
ジン冷却水により、ガスエンジン30が好適に冷却され
る。
【0058】また、空気調和装置10の冷房運転時、即
ち、冷暖自動運転の冷房運転時、ドライ運転時、及び冷
暖自動運転の冷房運転以外の通常の冷房運転時に、制御
装置13は、エンジン冷却装置41の循環ポンプ47を
稼働させ、外部ポンプ50を稼働させ、更に、温水三方
弁45をON側出口45B側またはOFF側出口45C
側に切り替える。
【0059】つまり、空気調和装置10の冷房運転時
に、温水供給系49から取り出される温水の温度が約7
0℃になるまでは、エンジン出口温度センサ53による
エンジン冷却水の検出温度が約85℃未満であり、かつ
温水熱交換器出口温度センサ52によるエンジン冷却水
の検出温度が設定値(約73℃)未満となっているの
で、制御装置13は、温水三方弁45をON側出口45
B側に切り替え、温水熱交換器44から入口45Aに流
入したエンジン冷却水を、ON側出口45Bを経て循環
ポンプ47の吸込側へ導く。これにより、エンジン冷却
水は、温水熱交換器44により温水供給系49の温水と
熱交換されて冷却され、更に一部が冷却系バイパス管4
8を経てラジエータ46により放熱されて冷却され、そ
の後ガスエンジン30を冷却する。このとき、ラジエー
タ46によるエンジン冷却水の放熱は最小限に抑えられ
る。
【0060】空気調和装置10の冷房運転時に、温水供
給系49から取り出される温水の温度が約70℃を越え
ると、温水熱交換器出口温度センサ52によるエンジン
冷却水の検出温度が設定値(例えば約73℃)以上とな
るので、制御装置13は、温水三方弁45をOFF側出
口45C側に切り替える。また、ガスエンジン30の負
荷が大きく、エンジン出口温度センサ53によるエンジ
ン冷却水の検出温度が約90℃以上となったときにも、
制御装置13は、温水三方弁45をOFF側出口45C
側に切り替える。これにより、温水熱交換器44から温
水三方弁45の入口45Aに流入したエンジン冷却水
は、OFF側出口45Cを経てラジエータ46へ導かれ
る。従って、エンジン冷却水は、全てが、温水熱交換器
44により温水供給系49の温水と熱交換されて冷却さ
れ、更にラジエータ46により放熱されて冷却され、そ
の後ガスエンジン30を冷却する。
【0061】このように、エンジン冷却水の全てがラジ
エータ46により放熱されて冷却されるので、エンジン
冷却水は、局部沸騰が防止されて気泡滞留による流れの
阻害が回避され、この結果、エンジンを有効に冷却でき
ると共に、エンジンオイルの劣化を防止できる。
【0062】空気調和装置10の冷却運転時に、温水三
方弁45がOFF側出口45C側に切り替わった結果、
エンジン冷却装置41におけるエンジン冷却水の温度
と、温水供給系49から取り出される温水温度とが共に
低下し、エンジン出口温度センサ53によるエンジン冷
却水の検出温度が約85℃未満となり、且つ温水熱交換
器出口温度センサ52によるエンジン冷却水の検出温度
が設定値(例えば約73℃)未満となると、遅延タイマ
の設定時間経過後に、制御装置13は温水三方弁45を
ON側出口45B側に切り替える。これにより、ラジエ
ータ46からのエンジン冷却水の放熱量が再び抑制され
る。
【0063】ここで、空気調和装置10の冷房運転時に
外部ポンプ50が停止されていると、温水熱交換器44
にて熱交換が実行されない。従って、温水熱交換器出口
温度センサ52にて検出されるエンジン冷却水の温度
が、エンジン出口温度センサ53にて検出されるエンジ
ン冷却水の温度とほぼ等しくなる。このため、この空気
調和装置10の冷房運転時に、温水熱交換器出口温度セ
ンサ52にて検出されるエンジン冷却水の温度はやがて
設定値(例えば約73℃)を越えることになり、制御装
置13は、前述の如く、温水三方弁45をOFF側出口
45C側に切り替える。この状態は外部ポンプ50が稼
働するまで維持され、ラジエータ46により冷却された
エンジン冷却水によって、ガスエンジン30が良好に冷
却される。
【0064】以上のことから、上記実施の形態によれば
次の効果及びを奏する。
【0065】エンジン冷却装置41における温水熱交
換器44の下流側に配置された温水三方弁45が、ラジ
エータ46と循環ポンプ47へ導くエンジン冷却水の調
整を、ガスエンジン30を冷却した直後のエンジン冷却
水の温度(エンジン出口温度センサ53による検出温
度)と、温水熱交換器44により熱交換された直後のエ
ンジン冷却水の温度(温水熱交換器出口温度センサ52
による検出温度)とに基づいて実行することから、温水
熱交換器44にて熱交換されて冷却されたエンジン冷却
水を、ラジエータ46にて必要以上に冷却することを防
止できる。この結果、温水熱交換器44の熱交換効率を
向上させて、温水供給系49により高温の温水を取り出
すことができる。と同時に、ガスエンジン30の冷却に
支障が生じないようにエンジン冷却水の温度を維持でき
るので、このエンジン冷却水によるガスエンジン30の
冷却を好適に実施できる。
【0066】温水供給系49から取り出される温水温
度が約60〜80℃の範囲では、温水熱交換器44にて
熱交換された直後のエンジン冷却水の温度は、温水供給
系49から温水熱交換器44へ流入する温水の温度(約
60℃)を変化させたときに最も大きく変化し、且つ温
水供給系49を流れる温水の流量が変動しても変化が少
ない。このため、温水熱交換器出口温度センサ52が、
冷却水配管42において温水熱交換器44の下流側で且
つ温水三方弁45の上流側に設置されて、温水熱交換器
44にて熱交換された直後のエンジン冷却水の温度を検
出し、この検出温度を温水熱交換器出口温度センサ52
の切替制御用に使用することによって、温水供給系49
を流れる温水の流量が広範囲に変動しても、温水供給系
49から取り出される温水温度を、約60〜80℃の範
囲で高精度に制御することができる。
【0067】[B]第2の実施の形態 この第2の実施の形態では、温水三方弁45は切替式三
方弁ではなく、入口45Aに流入したエンジン冷却水の
流量を、ON側出口45B側とOFF側出口45C側と
へ分配して流す比例式三方弁である。この比例式の温水
三方弁45は、入口45Aに流入したエンジン冷却水の
一部をOFF側出口45Cからラジエータ46へ導き、
残りをON側出口45Bから循環ポンプ47の吸込側へ
導くことが可能となるので、冷却系バイパス管48が不
用となる。
【0068】この比例式の温水三方弁45はモータによ
り駆動され、このモータを制御装置13が制御して、温
水三方弁45のON側出口45BとOFF側出口45C
との開度を設定する。
【0069】つまり、エンジン出口温度センサ53にて
検出されたエンジン冷却水温度が約70℃未満の場合
に、制御装置13は、温水三方弁45のON側出口45
Bを1%/secの開度速度で開けて、エンジン冷却水
の温度を上昇させる。また、エンジン出口温度センサ5
3にて検出されたエンジン冷却水温度が約90℃以上の
場合に、制御装置13は、温水三方弁45のOFF側出
口45Cを5%/secの開度速度で開けて、ラジエー
タ46の放熱によりエンジン冷却水を冷却させる。
【0070】エンジン出口温度センサ53にて検出され
たエンジン冷却水温度が約70℃以上約90℃未満の場
合で、且つ、温水熱交換器出口温度センサ52にて検出
されたエンジン冷却水温度と設定値(例えば約73℃)
との温度差が3℃以上、即ち(設定値)−(温水熱交換
器出口温度センサ52による検出温度)≧3℃の場合
に、制御装置13は、温水三方弁45のON側出口45
Bを1%/secの開度速度で開けて、ラジエータ46
によるエンジン冷却水の放熱を抑制する。
【0071】また、エンジン出口温度センサ53にて検
出されたエンジン冷却水温度が約70℃以上約90℃未
満の場合で、且つ、温水熱交換器出口温度センサ52に
て検出されたエンジン冷却水温度と設定値(例えば約7
3℃)との温度差が−3℃未満、即ち (設定値)−(温水熱交換器出口温度センサ52による
検出温度)<−3℃ の場合に、制御装置13は、温水三方弁45のOFF側
出口45Cを1%/secの開度速度で開けて、ラジエ
ータ46の放熱によりエンジン冷却水を冷却させる。
【0072】従って、上記第2の実施の形態によって
も、温水三方弁45が循環ポンプ47側とラジエータ4
6側とへ導くエンジン冷却水を、温水熱交換器出口温度
センサ52とエンジン出口温度センサ53との検出温度
に基づき調整することから、前記第1の実施の形態の効
果及びと同様な効果を奏する。
【0073】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0074】
【発明の効果】請求項1に記載の発明に係るエンジン冷
却方法によれば、第1媒体によりエンジンを好適に冷却
できると共に、熱交換器の熱交換効率を向上させて高温
の第2媒体を取り出すことができる。
【0075】また、請求項3に記載の発明に係るエンジ
ン冷却装置によれば、第1媒体によりエンジンを好適に
冷却できると共に、熱交換器の熱交換効率を向上させて
高温の第2媒体を取り出すことができる。
【0076】更に、請求項5に記載の発明に係る冷凍装
置によれば、エンジン冷却装置を流れる第1媒体により
エンジンを好適に冷却できると共に、エンジン冷却装置
の熱交換器の熱交換効率を向上させて高温の第2媒体を
取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷凍装置の一実施の形態が適用さ
れた空気調和装置の冷媒回路を示す回路図である。
【図2】従来の冷凍装置としての空気調和装置の冷媒回
路を示す回路図である。
【符号の説明】
10 空気調和装置(冷凍装置) 13 制御装置 16 圧縮機 19 室外熱交換器 21A、21B 室内熱交換器 22A、22B 室内膨張弁 24 室外膨張弁 30 ガスエンジン 41 エンジン冷却装置 44 温水熱交換器(熱交換器) 45 温水三方弁(三方弁) 45A 温水三方弁の入口 45B 温水三方弁のON側出口 45C 温水三方弁のOFF側出口 46 ラジエータ 47 循環ポンプ 48 冷却系バイパス管 49 温水供給系 52 温水熱交換器出口温度センサ 53 エンジン出口温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F24H 1/00 631 F24H 1/00 631C F25B 27/02 F25B 27/02 U

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排熱を回収する第1媒体が熱
    交換器、ラジエータにて冷却されて循環し、上記エンジ
    ンを冷却するとともに、上記熱交換器により上記第1媒
    体が第2媒体と熱交換するエンジン冷却方法において、 上記熱交換器の下流側に配置された三方弁を、上記エン
    ジンを冷却した直後の上記第1媒体の温度と、上記熱交
    換器により熱交換された直後の上記第1媒体の温度とに
    基づき制御して、この三方弁から上記ラジエータと上記
    エンジンへ導く第1媒体を調整することを特徴とするエ
    ンジン冷却方法。
  2. 【請求項2】 上記第1媒体がエンジン冷却水であり、
    上記第2媒体が温水であることを特徴とする請求項1に
    記載のエンジン冷却方法。
  3. 【請求項3】 エンジンの排熱を回収する第1媒体が熱
    交換器、ラジエータにて冷却されて循環し、上記エンジ
    ンを冷却するとともに、上記熱交換器が上記第1媒体と
    第2媒体とを熱交換するよう構成されたエンジン冷却装
    置において、上記熱交換器の下流側に配置された三方弁
    は、上記エンジンを冷却した直後の上記第1媒体の温度
    と、上記熱交換器により熱交換された直後の上記第1媒
    体の温度とに基づき、上記ラジエータと上記エンジンへ
    導く上記第1媒体を調整するよう構成されたことを特徴
    とするエンジン冷却装置。
  4. 【請求項4】 上記三方弁は切替式三方弁であり、エン
    ジンを冷却した直後の第1媒体の温度と、熱交換器によ
    り熱交換された直後の上記第1媒体の温度とに基づき、
    上記熱交換器から流出した第1媒体をラジエータとエン
    ジンとへ択一に導くよう構成されたことを特徴とする請
    求項3に記載のエンジン冷却装置。
  5. 【請求項5】 上記三方弁は比例式三方弁であり、エン
    ジンを冷却した直後の第1媒体の温度と、熱交換器によ
    り熱交換された直後の上記第1媒体の温度とに基づき、
    上記熱交換器から流出した第1媒体の流量をラジエータ
    とエンジンへ分配して導くよう構成されたことを特徴と
    する請求項3に記載のエンジン冷却装置。
  6. 【請求項6】 上記第1媒体がエンジン冷却水であり、
    上記第2媒体が温水であることを特徴とする請求項3乃
    至5のいずれかに記載のエンジン冷却装置。
  7. 【請求項7】 順次接続された圧縮機、凝縮器、膨張機
    構、蒸発器を冷媒が循環し、上記圧縮機がエンジンによ
    り駆動されるとともにエンジン冷却装置を有し、このエ
    ンジン冷却装置は、上記エンジンの排熱を回収する第1
    媒体が熱交換器、ラジエータにて冷却されて循環し、上
    記エンジンを冷却するとともに、上記熱交換器が上記第
    1媒体と第2媒体とを熱交換するよう構成されたもので
    ある冷凍装置において、 上記エンジン冷却装置における上記熱交換器の下流側に
    配置された三方弁は、上記エンジンを冷却した直後の上
    記第1媒体の温度と、上記熱交換器により熱交換された
    直後の上記第1媒体の温度とに基づき、上記ラジエータ
    と上記エンジンへ導く上記第1媒体を調整するよう構成
    されたことを特徴とする冷凍装置。
  8. 【請求項8】 上記エンジン冷却装置における三方弁は
    切替式三方弁であり、エンジンを冷却した直後の第1媒
    体の温度と、熱交換器により熱交換された直後の上記第
    1媒体の温度とに基づき、上記熱交換器から流出した第
    1媒体をラジエータとエンジンとへ択一に導くよう構成
    されたことを特徴とする請求項7に記載の冷凍装置。
  9. 【請求項9】 上記エンジン冷却装置における三方弁は
    比例式三方弁であり、エンジンを冷却した直後の第1媒
    体の温度と、熱交換器により熱交換された直後の上記第
    1媒体の温度とに基づき、上記熱交換器から流出した第
    1媒体の流量をラジエータとエンジンへ分配して導くよ
    う構成されたことを特徴とする請求項7に記載の冷凍装
    置。
  10. 【請求項10】 上記エンジン冷却装置における第1媒
    体がエンジン冷却水であり、第2媒体が温水であること
    を特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の冷凍装
    置。
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