(57)【要約】【課題】  設置スペースを小さくできるとともに設置を簡単にできるようにして安価にできるようにする。【解決手段】  エンジン１に発電機３と圧縮機４とを連動連結する。圧縮機４を設けた冷媒回路５に、室外側熱交換器６と冷房装置７を接続する。エンジン冷却水を循環する循環配管８に冷却水ポンプ９およびエンジン冷却用熱交換器１０を介装するとともに吸着式冷凍機１３を接続する。冷媒回路５に冷媒冷却用熱交換器１４を介装し、吸着式冷凍機１３で得られる冷熱によって圧縮機４からの冷媒を冷却する。吸着式冷凍機１３に、吸着用冷媒を冷却する吸着式冷凍機冷却用熱交換器２９を接続する。エンジン１、圧縮機４、室外側熱交換器６、エンジン冷却用熱交換器１０、吸着式冷凍機１３および吸着式冷凍機冷却用熱交換器２９をひとつのハウジング３２内に設ける。【選択図】        図１
2005195184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、
前記圧縮機を駆動するエンジンと、
前記エンジンに対するエンジン冷却水から回収したエンジン排熱を作動熱源とする吸着式冷凍機と、
前記圧縮機を介装した冷媒回路に接続されて冷房を行う冷房装置と、
前記圧縮機と前記冷房装置との間で前記冷媒回路に介装されて前記圧縮機からの冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記圧縮機と前記冷房装置との間で前記冷媒回路に介装されて前記吸着式冷凍機で得られる冷熱によって前記圧縮機からの冷媒を冷却する冷媒冷却用熱交換器と、
前記エンジンに対するエンジン冷却水を冷却するエンジン冷却用熱交換器と、
前記吸着式冷凍機の吸着用冷媒を冷却する吸着式冷凍機冷却用熱交換器とを備え、
前記圧縮機、前記エンジン、前記吸着式冷凍機、前記室外側熱交換器、前記エンジン冷却用熱交換器および前記吸着式冷凍機冷却用熱交換器をひとつのハウジング内に設け、かつ、前記室外側熱交換器、前記エンジン冷却用熱交換器および前記吸収式冷凍機冷却用熱交換器に対する冷却ファンを、前記ハウジングを構成する外周壁に前記エンジンを冷却可能な状態で設けたことを特徴とするエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
エンジンに発電機を連動連結してあるエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
エンジン冷却用熱交換器に対する冷却ファンと吸着式冷凍機冷却用熱交換器に対する冷却ファンとを共用するように構成してあるエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【請求項４】
請求項１、２、３のいずれかに記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
エンジン冷却水からの排熱との熱交換により温水を回収可能に温水回収用熱交換器を設けてあるエンジン駆動式ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにより圧縮機を駆動するとともにエンジンから発生する排熱を利用して冷房を行うエンジン駆動式ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエンジン駆動式ヒートポンプ装置としては、従来、エンジンで発電機を駆動するとともに、発電機で得た電力により圧縮機を駆動し、圧縮機からの冷媒により冷房を行い、更に、エンジンで発生した排熱を作動熱源とするように吸収式冷凍機を設け、その吸収式冷凍機で得た冷水によって冷房を行うように構成したものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２５１１７０号公報
【０００３】
また、図６の全体概略構成図に示すようなものも提案されている。
この提案例によれば、発電機０１を駆動する第１のエンジン０２に対するエンジン冷却水から回収したエンジン排熱を作動熱源とする吸着式冷凍機０３を設け、その吸着式冷凍機０３で得られた冷熱を水―水熱交換器０４を介して第１の冷房装置０５に供給し、冷房を行うように構成されている。
別途、第２のエンジン０６により圧縮機０７を駆動し、この圧縮機０７を介装した冷媒回路０８に、室外側熱交換器０９と第２の冷房装置０１０とを設け、冷房を行うように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来例（公報例）および提案例のいずれにおいても、次のような欠点があった。
すなわち、吸収式冷凍機で得た冷水によって冷房を行う冷房装置の熱交換器は水配管によるものであり、一方、圧縮機からの冷媒により冷房を行う冷房装置の熱交換器は冷媒配管によるものであり、同一配管系による冷房装置を設けることができないために専用の冷房装置が必要になるとともに、異なる配管系を必要とし、設置に手間を要するとともにイニシャルコストが増大し、高価になる欠点があった。
また、吸収式冷凍機や吸着式冷凍機とは別に、圧縮機の駆動設備を設けるものであり、大きなスペースが必要な上に、個別に冷却設備を必要とし、設置に手間を要するとともにイニシャルコストが増大し、高価になる欠点があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、設置スペースを小さくできるとともに設置を簡単にできるようにして安価にできるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、冷房能力を確保しながら発電電力を得ることができるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、一層安価にできるようにすることを目的とし、請求項４に係る発明は、エンジンから発生する排熱を一層回収できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置は、上述のような目的を達成するために、
圧縮機と、
前記圧縮機を駆動するエンジンと、
前記エンジンに対するエンジン冷却水から回収したエンジン排熱を作動熱源とする吸着式冷凍機と、
前記圧縮機を介装した冷媒回路に接続されて冷房を行う冷房装置と、
前記圧縮機と前記冷房装置との間で前記冷媒回路に介装されて前記圧縮機からの冷媒を冷却する室外側熱交換器と、
前記圧縮機と前記冷房装置との間で前記冷媒回路に介装されて前記吸着式冷凍機で得られる冷熱によって前記圧縮機からの冷媒を冷却する冷媒冷却用熱交換器と、
前記エンジンに対するエンジン冷却水を冷却するエンジン冷却用熱交換器と、
前記吸着式冷凍機の吸着用冷媒を冷却する吸着式冷凍機冷却用熱交換器とを備え、
前記圧縮機、前記エンジン、前記吸着式冷凍機、前記室外側熱交換器、前記エンジン冷却用熱交換器および前記吸着式冷凍機冷却用熱交換器をひとつのハウジング内に設け、かつ、前記室外側熱交換器、前記エンジン冷却用熱交換器および前記吸着式冷凍機冷却用熱交換器に対する冷却ファンを、前記ハウジングを構成する外周壁に前記エンジンを冷却可能な状態で設けて構成する。
【０００７】
（作用・効果）
請求項１に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、圧縮機を駆動するエンジンからの排熱により吸着式冷凍機で冷熱を得、その冷熱と室外側熱交換器の両方で圧縮機からの冷媒を冷却し、冷却された冷媒を冷房装置に供給して冷房を行うことができる。
また、構成部材をひとつのハウジング内に設けるとともに、熱交換器に設けられる冷却ファンによってエンジンを冷却することができる。
したがって、全体をひとつのハウジング内に設けるとともに冷媒のみを冷房装置に供給して冷房を行うから、冷房装置に対して冷媒配管を接続しさえすれば良く、冷房用の水配管や冷水用の冷房装置を設置しなくて済み、設置スペースを小さくできるとともに設置を簡単にでき、施工コストおよびイニシャルコストのいずれをも低減して安価にできる。
また、熱交換器に設けられる冷却ファンによってエンジンを冷却するから、エンジン冷却用ファンを省略でき、イニシャルコストを低減して安価にできる。
しかも、吸着式冷凍機で得た冷熱で圧縮機からの冷媒を冷却するから、圧縮機からの冷媒による冷房能力を向上できるとともに、圧縮機の負荷を低減できて効率を向上できる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
エンジンに発電機を連動連結して構成する。
【０００９】
（作用・効果）
請求項２に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、圧縮機を駆動して冷房を行いながら、発電機を駆動して発電電力を得ることができる。
したがって、夏期の冷房需要の増大時でも、エンジンからの排熱により冷房能力を向上するから、圧縮機の負荷を低減し、その低減分のエンジン出力により発電を行っても、冷房能力を十分確保しながら発電電力を得ることができる。
また、中間期のように冷房需要が低くて圧縮機の負荷が部分負荷になる場合でも、エンジンを定格で効率良く運転しながら、エンジンからの排熱により冷房能力を確保できる分だけ圧縮機で必要とされる負荷分を減少して発電量を増大でき、冷房および発電を効率良く行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１または２に記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
エンジン冷却用熱交換器に対する冷却ファンと吸着式冷凍機冷却用熱交換器に対する冷却ファンとを共用するように構成する。
【００１１】
（作用・効果）
請求項３に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、冷却用ファンの個数を少なくできて、イニシャルコストおよびランニングコストを低減でき、一層安価にできる。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１、２、３のいずれかに記載のエンジン駆動式ヒートポンプ装置において、
エンジン冷却水からの排熱との熱交換により温水を回収可能に温水回収用熱交換器を設けて構成する。
【００１３】
（作用・効果）
請求項４に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置の構成によれば、エンジン冷却水からの排熱を吸着式冷凍機で回収しても、余剰の排熱がある場合に、その排熱をも回収できるから、エンジンから発生する排熱を一層回収でき、省エネルギー性を向上できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１に係る発明のエンジン駆動式ヒートポンプ装置によれば、圧縮機を駆動するエンジンからの排熱により吸着式冷凍機で冷熱を得、その冷熱と室外側熱交換器の両方で圧縮機からの冷媒を冷却し、冷却された冷媒を冷房装置に供給して冷房を行うことができる。
また、構成部材をひとつのハウジング内に設けるとともに、熱交換器に設けられる冷却ファンによってエンジンを冷却することができる。
したがって、全体をひとつのハウジング内に設けるとともに冷媒のみを冷房装置に供給して冷房を行うから、冷房装置に対して冷媒配管を接続しさえすれば良く、冷房用の水配管や冷水用の冷房装置を設置しなくて済み、設置スペースを小さくできるとともに設置を簡単にでき、施工コストおよびイニシャルコストのいずれをも低減して安価にできる。
また、熱交換器に設けられる冷却ファンによってエンジンを冷却するから、エンジン冷却用ファンを省略でき、イニシャルコストを低減して安価にできる。
しかも、吸着式冷凍機で得た冷熱で圧縮機からの冷媒を冷却するから、圧縮機からの冷媒による冷房能力を向上できるとともに、圧縮機の負荷を低減できて効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例１を示す全体概略構成図であり、ガス燃料のエンジン１の出力軸２に、発電機３と圧縮機４とが連動連結されている。
【００１７】
圧縮機４を設けた冷媒回路５に、室外側熱交換器６が介装されるとともに、室内側に設けられる冷房装置７が接続され、室外側熱交換器６を凝縮器として作用させて圧縮機４からの冷媒を冷却し、冷房装置７を蒸発器として作用させて冷房を行えるように構成されている。
【００１８】
エンジン１を冷却するエンジン冷却水を循環する循環配管８に冷却水ポンプ９およびエンジン冷却用熱交換器１０が介装されている。
循環配管８に、第１の三方弁１１を設けた第１の分岐配管１２を介して吸着式冷凍機１３が接続され、エンジン１に対するエンジン冷却水から回収したエンジン排熱を作動熱源として、冷熱としての冷水を得るように構成されている。
【００１９】
冷媒回路５において、室外側熱交換器６と冷房装置７との間に冷媒冷却用熱交換器１４が介装され、その冷媒冷却用熱交換器１４と吸着式冷凍機１３とが、冷水ポンプ１５を介装した冷水配管１６を介して接続され、吸着式冷凍機１３で得られる冷熱によって圧縮機４からの冷媒を冷却するように構成されている。
【００２０】
循環配管８に、第２の三方弁１７を設けた第２の分岐配管１８を介して、エンジン冷却水からの排熱との熱交換により温水を回収可能に温水回収用熱交換器１９が接続されている。
温水回収用熱交換器１９に、温水ポンプ２０を介装した温水循環配管２１が接続されるとともに、その温水循環配管２１に暖房装置２２が設けられ、エンジン冷却水から回収したエンジン排熱により暖房を行えるように構成されている。
また、温水循環配管２１の低温側に給水管２３が接続されるとともに、高温側に給湯栓２４が接続され、エンジン冷却水から回収したエンジン排熱により給湯を行えるように構成されている。
【００２１】
第１の分岐配管１２の排熱回収後の戻り側が、第２の分岐配管１８の排熱回収後の戻り側に合流接続されている。その合流箇所よりも下流側において、循環配管８に、エンジン冷却用熱交換器１０と並列に、第３の三方弁２５を介してバイパス配管２６が接続されている。上記第１の分岐配管１２の排熱回収後の戻り側を循環配管８に直接接続するように構成するものでも良い。
【００２２】
吸着式冷凍機１３に、冷媒冷却水ポンプ２７を介装した冷媒冷却用循環配管２８を介して、吸着用冷媒を冷却する冷却水を冷却する吸着式冷凍機冷却用熱交換器２９が接続されている。
【００２３】
循環配管８のエンジン１への供給箇所に、エンジン１に供給されるエンジン冷却水の温度を測定する冷却水温度センサ３０が設けられ、この冷却水温度センサ３０にコントローラ（図示せず）が接続されるとともにコントローラに第３の三方弁２５が接続され、コントローラにおいて、測定エンジン冷却水温度と設定温度（例えば、６５℃）とを比較し、測定エンジン冷却水温度が設定温度よりも高い時には、エンジン冷却用熱交換器１０に供給されるエンジン冷却水の量を増加させ、一方、測定エンジン冷却水温度が設定温度よりも低い時には、エンジン冷却用熱交換器１０に供給されるエンジン冷却水の量を減少させるように第３の三方弁２５の開度を調整し、エンジン１に供給されるエンジン冷却水の温度が設定温度に維持されるように制御するように構成されている。
【００２４】
また、温水循環配管２１の温水回収用熱交換器１９からの出口箇所に、取り出される温水の温度を測定する温水温度センサ３１が設けられ、この温水温度センサ３１にコントローラ（図示せず）が接続されるとともにコントローラに第２の三方弁１７が接続され、コントローラにおいて、測定温水温度と設定温度（例えば、６５℃）とを比較し、測定温水温度が設定温度よりも高い時には、温水回収用熱交換器１９に供給されるエンジン冷却水の量を減少させ、一方、測定温水温度が設定温度よりも低い時には、温水回収用熱交換器１９に供給されるエンジン冷却水の量を増加させるように第２の三方弁１７の開度を調整し、排熱回収用熱交換器１９から取り出される温水の温度が設定温度に維持されるように制御するように構成されている。
【００２５】
エンジン１、圧縮機４、室外側熱交換器６、エンジン冷却用熱交換器１０、吸着式冷凍機１３および吸着式冷凍機冷却用熱交換器２９がひとつのハウジング３２内に設けられている。ハウジング３２の外周壁３２ａには、室外側熱交換器６の第１の冷却ファン３３が、エンジン１を冷却可能な状態で設けられている。また、ハウジング３２の外周壁３２ａには、エンジン冷却用熱交換器１０に対する冷却ファンと吸着式冷凍機冷却用熱交換器２９に対する冷却ファンとを共用するとともにエンジン１を冷却可能な状態で第２の冷却ファン３４が設けられている。
【００２６】
この実施例１のエンジン駆動式ヒートポンプ装置によれば、図２の排熱出力、エンジン出力および冷凍出力の経時的変化のグラフに示すように、夏期の冷房需要の増大時でも、設定量の発電出力を得ながら、圧縮機１の出力分に対応する冷凍出力に、発電機３と圧縮機４の駆動のためのエンジン出力分に比例した排熱出力により吸着式冷凍機１３で得られる冷凍出力を加えた分の冷凍出力を得ることができる。
また、中間期のように冷房需要が低くて圧縮機４の負荷が部分負荷になる場合でも、図３の部分負荷状態での排熱出力、エンジン出力および冷凍出力の経時的変化のグラフに示すように、圧縮機４の出力分に対する余剰分を発電出力分としてエンジン１を定格で効率良く運転しながら、その定格出力分のエンジン１からの排熱出力により吸着式冷凍機１３で一定の冷凍出力を得、その冷凍出力に圧縮機１の出力分に対応する冷凍出力を加えた分の冷凍出力を得ることができる。
【実施例２】
【００２７】
図４は、本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例２を示す全体概略構成図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、実施例１における発電機３が無く、エンジン１の出力軸２に、圧縮機４のみが連動連結されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００２８】
この実施例１のエンジン駆動式ヒートポンプ装置によれば、図５の排熱出力、エンジン出力および冷凍出力の経時的変化のグラフに示すように、圧縮機１の出力分に対応する冷凍出力に、発電機３と圧縮機４の駆動のためのエンジン出力分に比例した排熱出力により吸着式冷凍機１３で得られる冷凍出力を加えた分の冷凍出力を得ることができる。
【００２９】
上述実施例のエンジン１としては、汎用のガスエンジンやディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど各種のエンジンを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】実施例１の排熱出力、エンジン出力および冷凍出力の経時的変化を示すグラフである。
【図３】実施例１の部分負荷状態での排熱出力、エンジン出力および冷凍出力の経時的変化を示すグラフである。
【図４】本発明に係るエンジン駆動式ヒートポンプ装置の実施例２を示す概略構成図である。
【図５】実施例２の排熱出力、エンジン出力および冷凍出力の経時的変化を示すグラフである。
【図６】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…エンジン
３…発電機
４…圧縮機
５…冷媒回路
６…室外側熱交換器
７…冷房装置
１０…エンジン冷却用熱交換器
１３…吸着式冷凍機
１４…冷媒冷却用熱交換器
１３…エンジン冷却用熱交換器
１９…温水回収用熱交換器
２９…吸着式冷凍機冷却用熱交換器
３２…ハウジング
３２ａ…ハウジングの外周壁
３３…第１の冷却ファン
３４…第２の冷却ファン
【図１】
2005195184.tif 000003
【図２】
2005195184.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005195184.tif 000006
【図５】
2005195184.tif 000007
【図６】
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