(57)【要約】【課題】設置性に優れたガスエンジンヒートポンプを提供する。【解決手段】ラジエータ３は、ラジエータファン４による放熱が室外機本体２の冷房能力に影響を与えない位置に設置されている。ガスエンジン１１の駆動と同時に冷却水ポンプ２０ａの運転が開始され、冷却水配管内を冷却水が循環する。これに伴い流水スイッチ２０ｂがＯＮとなり、ラジエータ３の制御部３ａはこれを検知してラジエータファン４を駆動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排熱を放熱するラジエータと、エンジン排熱と冷却水とを熱交換する排ガス熱交換器と、前記ラジエータと前記排ガス熱交換器とを結ぶ冷却水配管と、を備えたガスエンジンヒートポンプであって、
前記ラジエータを、室外機本体とは独立して配置して成ることを特徴とするガスエンジンヒートポンプ。
【請求項２】
前記ラジエータの放熱ファンの作動を前記室外機本体の作動に連動させるための放熱ファン連動手段を、前記室外機本体に備えて成ることを特徴とする請求項１に記載のガスエンジンヒートポンプ。
【請求項３】
前記放熱ファン連動手段が、前記冷却水配管中に設けた流水検知手段であることを特徴とする請求項２に記載のガスエンジンヒートポンプ。
【請求項４】
前記室外機本体は、前記ラジエータに電力供給する手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１乃至３に記載のガスエンジンヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスエンジンヒートポンプに係り、特に設置性に優れたガスエンジンヒートポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスエンジンヒートポンプ（以下、ＧＨＰともいう）は、都市ガス等を燃料とするガスエンジンにより圧縮機を駆動させることにより、冷凍サイクル・ヒートポンプサイクルを構築する空調機である。図２に、従来のＧＨＰ１００の全体構成を示す。同図において、ＧＨＰ１００は室外機本体１０１、室内機１０２、室外機本体１０１と室内機１０２とを結ぶ冷媒循環配管１１３ａ乃至１１３ｃにより構成されている。室外機本体１０１は、ガスエンジン１０３、ガスエンジン１０３の軸動力により回転駆動する圧縮機１０４、環状に構成されエンジン排ガスを外気に放熱するための熱交換器（ラジエータ）１０５、ラジエータ１０５の下段に配置される室外機熱交換器（冷房時における凝縮器）１０６、室外機ファン１０８、エンジン排ガスを外気に導く排出管１１５、排出されるエンジン排熱と冷却水とを熱交換する排ガス熱交換器１０７を備えている。
【０００３】
ＧＨＰ１００の冷房時における冷媒循環系統１１９は、室外機本体１０１の凝縮器１０６、圧縮機１０４、電子膨張弁１１２、蒸発器１０９及び冷媒循環配管１１３ａ乃至１１３ｃにより構成されている。これにより、圧縮機１０４で高温高圧にされたガス冷媒は、凝縮器１０５で外気と熱交換して冷却凝縮され、冷媒循環配管１１３ｂを経由して室内機１０２に搬送される。液冷媒は電子膨張弁１１２で断熱膨張し、さらに蒸発器１０９において蒸発潜熱を奪って室内空気を冷却し、自らは冷媒蒸気となって冷媒循環配管１１３ｃを経由して圧縮機１２に戻される。
【０００４】
また、冷却水系統１１８は、排ガス熱交換器１０７、冷却水ポンプ１１７、ラジエータ１０５及びこれらを結ぶ冷却水配管１１４ａ、１１４ｂにより構成されている。ガスエンジン１０３の駆動と同時に冷却水ポンプ１１７の運転が開始され、冷却水配管内を冷却水が循環する。一方、ガスエンジン１０３駆動により排出管１１５を経由して排出される排ガスは、途中に設けられた排ガス熱交換器１０７を通過する際に冷却水と熱交換する。これにより、排ガス熱交換器１０７で高温となった冷却水はラジエータ１０５に搬送され、外気との熱交換により冷却される。さらに、冷却水配管１１４ｂを経由して排ガス熱交換器１４に戻される。
【０００５】
このように、ＧＨＰは冷房運転時に室外熱交換器において冷媒凝縮熱とエンジン排熱の両方を放熱しており、電気式ヒートポンプ（ＥＨＰ）と比較するとエンジン排熱分余計に放熱することになる。このため、室外機ファンが排熱を再度吸い込むショートサーキット現象を防止するために、ＥＨＰと比較して周囲建築構造物との離隔距離をより大きく取る必要がある。
【０００６】
従来、ＧＨＰは主として業務用に用いられ、室外機はビルの屋上に設置されることが一般的であったが、近年、超高層ビルに見られるような建築構造の変化により、屋上に室外機を設置することが困難となり、各階のベランダ等にＧＨＰを設置する必要性が増加している。しかし、ベランダ上方には上の階のベランダが張り出しているため、ラジエータと室外機熱交換器とを二段に構成したＧＨＰでは室外機高が高くなりすぎて、十分な離隔距離を確保することができず、ベランダ設置が困難という問題がある。
【０００７】
室外機高さを小さくするために、ラジエータと室外機熱交換器とを内周と外周の二層又は三層構造にしたＧＨＰも知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１３０７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この場合、外気は外周側の熱交換器と熱交換して高温となった後に内周側熱交換器に導入されるため、内周側熱交換器の熱交換効率が低下し、冷房能力が低下するという問題がある。本発明は、このような問題を解決するためのものであって、冷房能力を維持しつつ離隔距離を小さくすることが可能なガスエンジンヒートポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の内容をその要旨とする。
請求項１の発明は、エンジン排熱を放熱するラジエータと、エンジン排熱と冷却水とを熱交換する排ガス熱交換器と、前記ラジエータと前記排ガス熱交換器とを結ぶ冷却水配管と、を備えたガスエンジンヒートポンプであって、前記ラジエータを、室外機本体とは独立して配置して成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、前記ラジエータの放熱ファンの作動を前記室外機本体の作動に連動させるための放熱ファン連動手段を、前記室外機本体に備えて成ることを特徴とする。
請求項３の発明は、前記放熱ファン連動手段が、前記冷却水配管中に設けた流水検知手段であることを特徴とする。
請求項４の発明は、前記室外機本体は、前記ラジエータに電力供給する手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷房運転時において室外機熱交換器がエンジンの熱的影響を殆ど受けないため、機器設置に際して壁面、天井面からの離隔距離を小さくすることができるという効果がある。
【００１２】
また、ラジエータ熱交換器と室外機熱交換器とを離して設置可能であるため、室外機熱交換器がエンジンの熱的影響を殆ど受けないため、冷房効率（成績係数）の向上を図ることができる。
【００１３】
また、室外機本体の寸法を小さく低減することができるため、輸送や設置が容易となり、コストダウンを図ることができる。
また、ラジエータとしては例えば家庭用エアコンの室外機を用いることも可能であり、量産によるコストダウンを図ることができる。
また、ラジエータの電力を室外機本体側から供給するものにあっては、機体構成の簡素化によりコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るガスエンジンヒートポンプの冷房時における一実施形態について、図１を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１５】
図１は、本発明の第一の実施形態に係るガスエンジンヒートポンプ１（ＧＨＰ１）の全体構成を示すものである。同図において、ＧＨＰ１は、室外機本体２、ラジエータ３、室内機７、室外機本体２とラジエータ３とを結ぶ冷却水配管６ａ及び６ｂ、室外機本体２と室内機７を結ぶ冷媒循環配管１８ａ乃至１８ｃにより構成されている。
【００１６】
室外機本体２は、都市ガスを燃料として駆動するガスエンジン１１、ガスエンジン１１の軸動力により回転駆動する圧縮機１２、環状に構成されている室外機熱交換器（冷房時における凝縮器）１５、室外機ファン１６、エンジン排ガスを外気に導く排出管１４、排出されるエンジン排熱と冷却水とを熱交換する排ガス熱交換器１４及びＧＨＰ１の運転制御を司る制御部２１を備えている。なお、室外機熱交換器１５は、暖房時には蒸発器として機能する。制御部２１は、いずれも不図示のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶部等を備え、ＲＯＭに格納されている所定のプログラムに従って後述の運転制御を行うように構成されている。室外機本体２は、この他にも四方弁、アキュムレーター、四方弁等の冷凍サイクルを構成する各種要素が含まれるが、図示を省略する。さらに、暖房時に機能するサブエバポレータ、排気経路中に設けられるマフラー等についても、図示を省略してある。
【００１７】
室内機７は、室内機熱交換器（冷房時における蒸発器）９、室内機ファン８、電子膨張弁１０を備えており、室内機ファン８により室内空気を吸い込み、蒸発器９で冷却して室内（図示せず）に吹き出す。なお、電子膨張弁１０は室外機本体２内の室外機熱交換器１５の下流に設置する場合もある。
【００１８】
ラジエータ３は、熱交換器５、ラジエータファン４、制御部３ａを主要構成とする。また、ラジエータ３は、ラジエータファン４による放熱が室外機本体２の冷房能力に影響を与えない位置に設置されている。なお、ラジエータ３は、室外機本体２とは別個に独立して駆動電源（図示せず）を備えている。
【００１９】
次に、ＧＨＰ１の冷媒循環系統の構成及び作動について説明する。冷媒循環系統２３は、室外機本体２の凝縮器１５、圧縮機１２、電子膨張弁１０、蒸発器９及び冷媒循環配管１８ａ乃至１８ｃにより構成されている。これにより以下の冷凍サイクルを構築する。すなわち、圧縮機１２で高温高圧にされたガス冷媒は、凝縮器１５で外気と熱交換して冷却凝縮され、冷媒循環配管１８ｂを経由して室内機７に搬送される。液冷媒は電子膨張弁１０で断熱膨張し、さらに蒸発器９において蒸発潜熱を奪って室内空気を冷却し、自らは冷媒蒸気となって冷媒循環配管１８ｃを経由して圧縮機１２に戻される。
【００２０】
次に、ＧＨＰ１の冷却水系統の構成及び作動について説明する。冷却水系統２４は、室外機本体２の排ガス熱交換器１４、冷却水ポンプ２０ａ、流水スイッチ２０ｂ、ラジエータ３の熱交換器５及びこれらを結ぶ冷却水配管６ａ、６ｂにより構成されている。ガスエンジン１１の駆動と同時に冷却水ポンプ２０ａの運転が開始され、冷却水配管内を冷却水が循環する。これに伴い流水スイッチ２０ｂがＯＮとなり、ラジエータ３の制御部３ａはこれを検知してラジエータファン４を駆動させる。一方、ガスエンジン１１駆動により排出管１４を経由して排出される排ガスは、途中に設けられた排ガス熱交換器１４を通過する際に冷却水と熱交換する。排ガス熱交換器１４において高温となった冷却水はラジエータ３の熱交換器５に搬送され、ラジエータファン４により導入される外気との熱交換により冷却される。さらに、冷却水配管６ｂを経由して排ガス熱交換器１４に戻される。
【００２１】
以上のように、本発明によれば室外機本体２では冷媒の放熱のみが行われ、冷却水の放熱は、室外機本体２と十分離隔した位置に設置されるラジエータ３で行われる。このため、室外機熱交換器へのエンジンの熱的影響を排除することができる。
【００２２】
なお、本実施形態ではラジエータ３が独自に電源を備えた構成としたが、これに限らず室外機本体２から電力供給を受ける構成とすることもできる。この場合、室外機本体２からの駆動信号又は電力供給をトリガーとして、ラジエータファン４を駆動させる形態としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、エネルギー源、定格能力の大小等を問わず、ガスエンジンヒートポンプ一般に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスエンジンヒートポンプ１を示す図である。
【図２】従来のガスエンジンヒートポンプ１００を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１          ガスエンジンヒートポンプ（ＧＨＰ）
２          室外機本体
３          ラジエータ
４          ラジエータファン
５          熱交換器
６ａ、６ｂ          冷却水配管
７          室内機
１１        ガスエンジン
１２        圧縮機
１４        排ガス熱交換器
１５        室外機熱交換器
１６        室外機ファン
１８ａ〜１８ｃ        冷媒循環配管
２０ａ        冷却水ポンプ
２０ｂ        流水スイッチ
【図１】
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【図２】
2006336917.tif 000004