发动机驱动式热泵装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够在低温取暖时提高取暖能力的发动机驱动式热泵装置。本装置有发动机１驱动的压缩机２使致冷剂循环的致冷剂回路３４和使冷却发动机１的冷却水循环的冷却水回路３６，上述致冷剂回路３４设计有膨胀阀４０、室内热交换器３９和室外热交换器４２，上述冷却水回路３６设计有排气热交换器２７，还设置在低温取暖时与致冷剂高压侧压力对应地控制发动机废热量的控制装置。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在取暖运转时吸收发动机废热作为致冷剂的蒸发热量的发动机驱动式热泵装置。图8是发动机驱动式热泵装置在取暖运转时的基本回路结构图，图9是表示致冷剂状态变化的莫里尔图(P-i线图)。在此，说明取暖运转时的基本循环。通过发动机1驱动压缩机2时，如图9所示①状态(压力P1，焓i1)的气相致冷剂被压缩机2压缩，变成图9中所示②状态(压力P2，焓i2)的高温，高压的致冷剂。而此时压缩机2所要的动力(压缩热量)A(i2-i1)用L表示。上述高温高压致冷剂被导入起冷凝器作用的室内热交换器39(以下称为室内机)，其向室内空气放出凝结热Q2而液化。通过室内机39后的液相致冷剂的状态如图9中所示的③状态(压力P2，焓i3)，通过放出热量Q2＝(i2-i2)，完成了对室内的取暖。然后，通过膨胀阀40的减压，上述状态③的液相致冷剂变成图9中④所示状态(压力P1，焓i3)，而其中一部分气化，再被导入作为蒸发器作用的室外热交换器42(以下称为室外机)。一方面，通过水泵35循环的冷却水，通过与排气气体换热器27中的排气及发动机本体进行热交换，回收发动机1的废热，将这些热量在室外机42中提供给致冷剂。从而，致冷剂在上述室外机42中接受外界和发动机1的废热而蒸发，进一步过热回到图9所示①的状态(压力P1，焓i1)，然后反复地进行同样的操作。而且，在室外机42中给予致冷剂的热量用Q1用(i1-i3)表示。而且，由于如上述那样地回收发动机1的废热并将其提供给致冷剂，使致冷剂的循环温度升高，因此提高取暖能力(放热量Q2)。而且，在实际中通常采用使通过排气气体热交换器回收发动机1的废热温水通过温水回路结构，该温水回路穿过在压缩机上游侧配置的储液器内的液相致冷剂(参照特平开5-180529公报)。可是，在室内温度本身低时就必须更提高取暖能力，或在室外温度低时，在作为蒸发器功能的室外机中致冷剂难于从外界吸收热量，所以取暖能力就会下降。而且在室外温度低时，停止室外机的风扇驱动，则致冷剂的蒸发潜热只能由发动机的废热来提供。因此，提出了如下的方案当室内温度或室外温度低的低温取暖时，就考虑要增加发动机废热从而将取暖能力提得更高，为此用加大发动机的转速来增加排气气体的流量，向排气气体热交换器中的冷却水传送的热量也就增加。但是，按上述方案为提高低温取暖时的取暖能力而增大发动机的转速时，会引起发动机的噪音增大且发动机的寿命下降的问题。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种发动机驱动式热泵装置，在不会引起发动机的噪音增大且发动机的寿命下降的同时又能提高低温取暖时的取暖能力。为完成本专利技术，在本专利技术的权利要求1所述的发动机驱动式热泵装置有由发动机驱动的压缩机将致冷剂循环的致冷剂循环回路、使冷却发动机的冷却水循环的冷却水回路，所述致冷剂循环回路设计有室内热交换器，膨胀阀及室外热交换器，上述冷却水回路中设计有排气气体热交换器，其特征在于还设置在低温取暖时根据致冷剂高压侧的压力控制发动机废热量的控制装置。权利要求2的本专利技术是在权利要求1所述的专利技术中，还具有特征在于上述控制装置至少对发动机的点火时期、配气正时、燃料控制阀开度中的一个进行控制。权利要求3所述的专利技术是在权利要求1和2所述专利技术中，还具有特征在于用齿轮驱动方式驱动上述发动机。根据权利要求1和2所述的专利技术，当在室内温度或室外温度低时的低温取暖时，由于发动机的废热量不足而使致冷剂的高压侧的压力(压缩机的排出压力)低时，通过控制装置，至少对发动机的点火时期、配气正时、燃料控制阀开度中的一个进行控制而使发动机的热效率下降，结果是由于发动机的废热量增大从而提高了致冷剂热循环的温度，不必提高发动机的转速，因而不会引起发动机的噪音增大且发动机的寿命下降，能够提高低温取暖时的取暖能力。根据权利要求3所述专利技术，由于采用了比已有的皮带驱动方式驱动效率高的齿轮驱动方式驱动压缩机，发动机的动力能够更多地传给压缩机，增加了给予致冷剂的能量，结果是致冷剂放出的热量增加从而更提高了取暖能力。图1是本专利技术的发动机驱动式热泵装置的基本结构回路图。图2是同一热泵装置的发动机四周的结构3是同一热泵装置的控制系统结构框图。图4是感温换向阀的特性图。图5是线性三通阀的特性图。图6是与压缩机转速相对应的蒸发热量和废热量的关系图。图7是表示控制配气正时的曲柄角与吸气阀和排气阀的阀提升量的关系图。图8是热泵装置的基本回路图。图9是莫里尔图。下面根据附图说明本专利技术的实施例。图1是表示本专利技术的发动机驱动式热泵装置的基本结构的回路图。图2是同一热泵装置的发动机四周的结构图。图3是表示同一热泵装置控制系统的结构的方框图。图4是感温换向阀的特性图。图5是线性三通阀的特性图。图6是与压缩机转速相对应的蒸发热量和废热量的关系图。图7是表示控制配气正时的曲柄角与吸气阀和排气阀的阀提升量的关系图。首先，根据图1和图2说明本实施例的热泵装置的基本结构。在图1中，1是水冷发动机，2(2A，2B)是由水冷发动机1回转驱动的两台压缩机，如图2所示，气体发动机1的曲柄轴3与增速装置4连接。因此，增速装置4的输出轴通过电磁离合器5与一个压缩机2A连接。且与上述增速装置4的输出轴连结的齿轮G1通过一个小直径齿轮G2与另一个与齿轮G1同样直径的齿轮G3啮合，齿轮G3通过电磁离合器5B与另一个压缩机2B连接。在图2中所示的发动机1中，6是活塞、7是连接活塞6和上述曲柄轴3的连杆、8是形成在气缸1a四周的冷却水套、9、10是在曲柄壳1b下部安装的发动机转速传感器、曲柄角传感器。在发动机1的气缸盖1c上形成的吸气通路1D、排气通路1E分别与吸气管11、排气管12连接，通过摇臂13、14驱动的吸气阀15、排气阀16分别在适当时间开闭吸气通路1D、排气通路1E。在吸气管11内连接有空气清洁器17和混合器18，在吸气管内的混合器18的下游设计有节流阀19。而且，在上述混合器18上连接有图中未示的与燃料气体缸连接的燃料供应管20，该燃料供应管20的中途连接有两个燃料控制阀21和作为减压装置的零调节器22及燃料气体流量控制阀23。且，发动机1的气缸盖1c上连接着火花塞24，该火花塞24上连接着点火线圈25和点火控制回路26。另外，上述排气管12途中设计着排气气体热交换器27。上述增速装置4通过图3所示的增速比控制马达28控制增速比，通过配气正时可变控制马达29控制上述吸气阀15和排气阀16的开闭时间(配气正时)，通过节流阀开度控制马达30控制上述节流阀19的开度。且，分别通过开度控制马达31、32控制上述燃料控制阀21、燃料气体流量控制阀23的开度。而且，如图3所示，控制装置33上连接着上述马达28～32及上述发动机转速传感器41、曲柄角传感器10、电磁离合器5A、5B以及点火控制回路26。在本热泵装置中，如图1所示设计着包括压缩机2(2A，2B)而构成的闭环的致冷剂回路34和包括水泵35而构成闭环循环的冷却水回路36。上述致冷剂回路34是由压缩机2使氟里昂等的致冷剂循环的回路，这里，致冷回路34包括由压缩机2A，2B的排出侧至油分离器37的致冷剂管线34a，在取暖时由油分离器37至四通阀38的致冷剂回路管线34b，由四通阀38至3台室内机39的致冷剂管线34c，由室内机39经过膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机驱动式热泵装置，该装置有由发动机驱动的压缩机将致冷剂循环的致冷剂回路和冷却发动机的冷却水循环的冷却水回路，上述致冷剂回路设计有室内热交换器、膨胀阀及室外热交换器，上述冷却水回路设计有排气热交换器，其特征在于：还设置在低温取暖时与致冷剂高压侧压力对应地控制发动机废热量的控制装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：三泽诚，小栗真，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]