JP3626927B2

JP3626927B2 - Gas heat pump type air conditioner

Info

Publication number: JP3626927B2
Application number: JP2001309136A
Authority: JP
Inventors: 充司吉村; 秀晃笠原; 拓也岡田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP2003114069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスエンジンを駆動源として冷媒循環用の圧縮機を駆動するガスヒートポンプ式空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒートポンプを利用して冷暖房等の空調運転を行う空気調和装置は、室内熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、絞り機構等の要素を含む冷媒回路を備えている。室内の冷暖房は、冷媒がこの回路を巡る途中で、室内熱交換器および室外熱交換器において室内の空気（以下「室内気」と呼ぶ）および外気とそれぞれ熱の交換を行うことによって実現される。また、この冷媒回路には、室外熱交換器による冷媒の熱の受取り（暖房運転時）のみに頼るのではなく、エンジン排熱を冷媒の加熱に利用する熱交換器が設置される。
【０００３】
ところで、近年、上述した冷媒回路中に設けられる圧縮機の動力源として、通常使用されている電動機に代わり、ガスエンジンを利用するものが開発されている。このガスエンジンを利用した空気調和装置は、一般にガスヒートポンプ式空気調和装置（以下「ＧＨＰ」と略す）と呼ばれている。このＧＨＰによれば、比較的安価である都市ガス等を燃料として利用できるため、電動機を利用した圧縮機を備えている空気調和装置（以下「ＥＨＰ」と略す）のように、ランニングコストがかさむということがなく、消費者にとってコストダウンが可能となる。
【０００４】
また、ＧＨＰにおいては、たとえば暖房運転時に、ガスエンジンから排出される高温の排気ガスやエンジン冷却水の熱（いわゆる廃熱）を冷媒の加熱源として利用すれば、優れた暖房効果を得ることが可能になるとともに、ＥＨＰに比してエネルギの利用効率を高めることができる。ちなみに、この場合において、ＧＨＰのエネルギ利用効率は、ＥＨＰと比較して１．２〜１．５倍ほど高くなる。
【０００５】
従来のＧＨＰの構造の一例を図４に示す。本発明に係るＧＨＰと重複する構成要素については後述の実施の形態に譲るとして、従来のＧＨＰにおいては、水熱交換器１３が、電子膨張弁１ｂ、操作弁２１、レシーバ１５を介して室内熱交換器１ａと室外熱交換器１２とを接続する冷媒配管２から分岐する冷媒配管１０１に設けられており、この冷媒配管２ａは、室外熱交換器１２と四方弁１８とを接続する冷媒配管２に合流するように接続されている。つまり、室外熱交換器１２と水熱交換器１３とが並列に接続されている。
【０００６】
また、従来のＧＨＰでは、冷房運転時に室外熱交換器１２から水熱交換器１３へ冷媒が流れ込まないように、水熱交換器１３の下流側の冷媒配管１０１に逆止弁１０２を設けている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＧＨＰは、水熱交換器１３を備えるためにＥＨＰと比較して冷媒回路が複雑で、冷媒配管中の圧力損失も大きい。圧力損失が大きいと冷媒の循環が妨げられて冷媒回路の働きが鈍り、特に水熱交換器１３を使用する暖房運転の能力や暖房効率が伸び悩むといった問題がある。また、従来のＧＨＰでは、逆止弁１０２により冷房運転時における水熱交換器１３への冷媒の導入を阻止する構造となっているから、冷房運転時と基本的に同じ冷凍サイクルを辿るデフロスト運転時において、水熱交換器１３で回収したエンジン冷却水の廃熱を利用することができない。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、冷媒回路を構成する冷媒配管中の圧力損失を少しでも小さくして、空調能力の向上を図ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１記載のガスヒートポンプ式空気調和装置は、ガスエンジンを駆動源とする圧縮機で冷媒を循環させて冷凍サイクルを形成し、前記ガスエンジンより排出された廃熱をエンジン冷却水に回収すると共に、該エンジン冷却水によって冷媒を加熱して暖房能力を増すように構成されたガスヒートポンプ式空気調和装置において、
室内熱交換器と室外熱交換器とを接続する冷媒配管から分岐して四方弁を介さずに圧縮機と接続される冷媒流路を設け、前記エンジン冷却水と前記冷媒との熱交換を行う水熱交換器を前記冷媒流路に配設したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載のガスヒートポンプ式空気調和装置は、請求項１記載のガスヒートポンプ式空気調和装置において、室内熱交換器への冷媒の導入を断ち、室外熱交換器において外気に放熱することで該室外熱交換器の霜除去を行った冷媒を、前記エンジン冷却水と前記冷媒との熱交換を行う水熱交換器にすべて導入し、該水熱交換器に導入された冷媒を前記エンジン冷却水によって加熱することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載のガスヒートポンプ式空気調和装置は、請求項１記載のガスヒートポンプ式空気調和装置において、室内熱交換器への冷媒の導入量を制限し、室外熱交換器において外気に放熱することで該室外熱交換器の霜除去を行った冷媒の一部を、前記エンジン冷却水と前記冷媒との熱交換を行う水熱交換器に導入し、該水熱交換器に導入された冷媒を前記エンジン冷却水によって加熱することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載のガスヒートポンプ式空気調和装置は、請求項１記載のガスヒートポンプ式空気調和装置において、室外熱交換器において外気に放熱することで該室外熱交換器の霜除去を行った冷媒の一部を、前記エンジン冷却水と前記冷媒との熱交換を行う水熱交換器に導入し、該水熱交換器に導入された冷媒を前記エンジン冷却水によって加熱することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載のガスヒートポンプ式空気調和装置は、請求項１ないし４のいずれか記載のガスヒートポンプ式空気調和装置において、
冷房運転時に前記水熱交換器への冷媒の流入を阻止する弁機構が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、水熱交換器において加熱された冷媒を、四方弁を介さずに圧縮機に導入することにより、従来に比べて圧力損失が小さくなる。これにより、暖房運転時においては暖房能力ならびに暖房効率の向上が図れる。デフロスト運転時においては霜除去に伴う室内空調の停止時間が短縮される。
【００１５】
本発明においては、室外熱交換器において外気に放熱することで該室外熱交換器の霜除去を行った冷媒のすべて、またはその一部を水熱交換器に導入し、該水熱交換器に導入された冷媒をエンジン冷却水によって加熱することにより、エンジン冷却水の廃熱を利用して霜除去動作を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置（以下「ＧＨＰ」）の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る第１の実施形態として、ＧＨＰの全体構成例（暖房運転時）を示す系統図であり、大きくは室内ユニット１と、ガスエンジン駆動の圧縮機等を備えた室外ユニット１０とを具備して構成されている。なお、１台または複数台設置される室内ユニット１と室外ユニット１０との間は、冷媒配管２によって冷媒の循環が可能に接続されている。
【００１７】
室内ユニット１は、冷房運転時に低温低圧の液冷媒を蒸発気化させて室内の空気（室内気）から熱を奪うエバポレータとして機能し、暖房運転時に高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて室内の空気を暖めるコンデンサとして機能する室内熱交換器１ａを備えている。なお、図示の例では、各室内熱交換器１ａ毎に電子膨張弁（弁機構）１ｂが設けられている。
【００１８】
室外ユニット１０は、その内部において、二つの大きな構成部分に分割される。
第１の構成部分は、圧縮機や室外熱交換器などの機器を中心として室内ユニット１と共に冷媒回路を形成する部分であり、以後「冷媒回路部」と呼ぶことにする。また、第２の構成部分は、圧縮機駆動用のガスエンジンを中心として、これに付随する機器を備えた部分であり、以後「ガスエンジン部」と呼ぶことにする。
【００１９】
冷媒回路部内には、圧縮機１１、室外熱交換器１２、水熱交換器１３、アキュムレータ１４、レシーバ１５、オイルセパレータ１６、絞り機構１７、四方弁１８、電磁弁１９、逆止弁２０、操作弁２１等が具備されており、それぞれが冷媒配管２で接続されている。
【００２０】
圧縮機１１は、後述するガスエンジンＧＥを駆動源として運転され、室内熱交換器１ａまたは室外熱交換器１２のいずれかより吸入される低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する。これにより冷房運転時には、外気温が高い場合でも、冷媒は室外熱交換器１２を通して外気に放熱することが可能となる。また、暖房運転時には、室内熱交換器１ａを通して室内気に熱を与えることが可能となる。
【００２１】
室外熱交換器１２は、冷房運転時に高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて外気に放熱するコンデンサとして機能し、逆に暖房運転時には低温低圧の液冷媒を蒸発気化させて外気から熱を奪うエバポレータとして機能する。つまり、冷暖房それぞれの運転時において、室外熱交換器１２は、先の室内熱交換器１ａとは逆の働きを行うことになる。
【００２２】
水熱交換器１３は、後述するガスエンジンＧＥのエンジン冷却水から冷媒に熱を回収させるために設けられている。すなわち、暖房運転時において、冷媒は室外熱交換器１２における熱交換のみに頼るのではなく、ガスエンジンＧＥのエンジン冷却水からも廃熱を回収することになるため、暖房運転の効果をより高めることが可能となる。
【００２３】
水熱交換器１３は、電子膨張弁１ｂ、操作弁２１、レシーバ１５を介して室内熱交換器１ａと室外熱交換器１２とを接続する冷媒配管２から分岐する冷媒配管（冷媒流路）２ａに設けられている。水熱交換器１３を経た冷媒配管２ａは、四方弁１８を介さず、アキュムレータ１４を介して圧縮機１１に接続されている。
【００２４】
冷媒配管２ａとの分岐部分と室外熱交換器１２との間に配設された冷媒配管２には、室外熱交換器１２への冷媒の導入を断続する電磁弁２３が設けられている。また、冷媒配管２との分岐部分と水熱交換器１３との間に配設された冷媒配管２ａには、水熱交換器１３への冷媒の導入を断続する電磁弁２４が設けられている。
【００２５】
アキュムレータ１４は、圧縮機１１に流入するガス冷媒に含まれる液相成分を貯留するために設けられている。
レシーバ１５は、コンデンサとして機能する熱交換器で液化した冷媒を気液分離し、冷凍サイクル中の余剰冷媒を液として蓄えるために設けられている。
オイルセパレータ１６は、冷媒中に含まれる油分を分離して圧縮機１１に戻すために設けられたものである。
【００２６】
絞り機構１７は、凝縮された高温高圧の液冷媒を減圧、膨張させて低温低圧の液冷媒とするためのものである。図示の例では、絞り機構１７として、温度式膨張弁１７ａとキャピラリーチューブ１７ｂとを組み合わせたものが使用されている。
【００２７】
四方弁１８は、冷媒配管２に設けられて冷媒の流路や流れ方向を選択切り換えするものである。この四方弁１８には４つのポートＤ，Ｃ，Ｓ，Ｅが設けられており、ポートＤは圧縮機１１の吐出側と、ポートＣは室外熱交換器１２と、ポートＳは圧縮機１１の吸入側と、そしてポートＥは室内熱交換器１ａと、それぞれ冷媒配管２で接続されている。
【００２８】
一方、ガスエンジン部には、ガスエンジンＧＥを中心として、冷却水系３０および燃料吸入系６０の他、図示省略の排気ガス系やエンジンオイル系が具備されている。
ガスエンジンＧＥは、冷媒回路部内に設置されている圧縮機１１とシャフトまたはベルト等により接続されており、ガスエンジンＧＥから圧縮機１１に駆動力が伝達されるようになっている。
【００２９】
冷却水系３０は、水ポンプ３１、リザーバタンク３２、ラジエータ３３などを備え、これらを配管により接続して構成される回路（破線で表示）を巡るエンジン冷却水によって、ガスエンジンＧＥを冷却するための系である。水ポンプ３１は、ガスエンジンＧＥの冷却水を回路に循環させるために設けられている。リザーバタンク３２は、この回路を流れる冷却水において、その余剰分を一時貯蔵しておく、あるいは冷却水が回路に不足した場合にそれを供給するためのものである。ラジエータ３３は、室外熱交換器１２と一体的に構成されたものであって、エンジン冷却水がガスエンジンＧＥから奪った熱を外気に放出するために設けられている。
【００３０】
冷却水系３０には、上記した構成の他に排気ガス熱交換器（排ガス熱交）３４が設けられている。これは、ガスエンジンＧＥより排出される排気ガスの熱を、エンジン冷却水に回収するためのものである。また、冷却水系３０には先に説明した水熱交換器１３が備えられ、冷媒回路部および冷却水系３０の両系に跨るように配置されている。これらのことから、暖房運転時には、エンジン冷却水はガスエンジンＧＥから熱を奪うだけでなく排気ガスからも熱を回収し、かつその回収された熱が、エンジン冷却水より水熱交換器１３を通して冷媒に与えられる仕組みになっている。
なお、冷却水系３０におけるエンジン冷却水の流量制御は、２箇所に設けられた流量制御弁３５Ａ，３５Ｂにより行われる。
【００３１】
燃料吸入系６０は、ガスレギュレータ６１、ガス電磁弁６２、ガス接続口６３などを備え、ガスエンジンＧＥに液化天然ガス（ＬＮＧ）等の都市ガスをガス燃料として供給するための系である。ガスレギュレータ６１は、ガス電磁弁６２およびガス接続口６３を介して外部から供給されるガス燃料の送出圧力を調整するために設けられている。このガスレギュレータ６１で圧力調整されたガス燃料は、図示省略の吸気口から吸入された空気と混合された後、ガスエンジンＧＥの燃焼室に供給される仕組みになっている。
【００３２】
以下では、上記の構成となるＧＨＰについて、室内を冷暖房するそれぞれの運転時について、冷媒やエンジン冷却水等の流れとともにその作用を説明する。
最初に、図１に基づいて暖房運転時について説明する。なお、各弁類の開閉状態は黒塗りで図示した弁類が閉であり、冷媒およびエンジン冷却水の流れ方向が矢印で示されている。
暖房運転が選択されると、冷媒回路部の四方弁１８が切り換えられ、ポートＤ／Ｅ間およびＣ／Ｓ間が連通し、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器１ａとが接続される。また、電磁弁２３，２４はいずれも開かれ、各電子膨張弁１ｂもすべて全開となる。
【００３３】
まず、圧縮機１１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１８および操作弁２１を通って室内熱交換器１ａに送られる。室内熱交換器１ａに送られたガス冷媒は室内気と熱交換して凝縮液化される。この過程において、ガス冷媒は放熱して室内気を暖めたのち、高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒は、電子膨張弁１ｂ、操作弁２１およびレシーバ１５を通過して流れ、レシーバ１５において気液分離がなされる。
レシーバ１５を出た液冷媒は冷媒配管２に導かれて分岐し、一部が電磁弁２３、絞り機構１７を通って室外熱交換器１２へ送られ、残りは電磁弁２４、絞り機構１７を通って水熱交換器１３へ送られる。
【００３４】
室外熱交換器１２へ送られる液冷媒は、絞り機構１７を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となる。室外熱交換器１２では、低温低圧の液冷媒が外気から熱を奪い、蒸発気化して低温低圧のガス冷媒となる。このとき、ラジエータ３３に高温のエンジン冷却水を流すことにより、エンジン廃熱を利用して液冷媒を効率よく蒸発気化させることが可能である。
【００３５】
水熱交換器１３へ送られる液冷媒は、絞り機構１７を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となる。水熱交換器１３では、低温低圧の液冷媒がエンジン冷却水に加熱されて蒸発気化し、低温低圧のガス冷媒となる。
なお、外気温度が極端に低い運転条件では、電磁弁２４を閉じて水熱交換器１３のみを作動させることもある。
【００３６】
室外熱交換器１２を経た低温低圧のガス冷媒は、四方弁１８のポートＣからポートＳを経てアキュムレータ１４へ導かれ、液相成分が分離されたのち圧縮機１１に吸入される。また、水熱交換器１３を経た低温低圧のガス冷媒は、四方弁１８を介さずに冷媒配管２ａを通じて直接アキュムレータ１４へ導かれる。
【００３７】
圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１１の作動により圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び室内熱交換器１ａに送られる。以降は上記の過程を繰り返して冷凍サイクルが実現される。
【００３８】
続いて、図２に基づいて冷房運転時における冷媒およびエンジン冷却水の流れを簡単に説明する。
冷房運転が選択されると、四方弁１８はポートＤ／Ｃ間およびＥ／Ｓ間が連通し、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器１２とが接続される。また、電磁弁２３，２４はいずれも閉じられ、各電子膨張弁１ｂはそれぞれに対応する室内熱交換器１ａに求められる能力に応じた適切な開度に調節される。
【００３９】
まず、圧縮機１１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１８を通って室外熱交換器１２に送られる。室外熱交換器１２に送られたガス冷媒は外気に放熱して凝縮液化し、高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒は電磁弁２３，２４が閉じているために逆止弁２０を通過してレシーバ１５に導かれる。レシーバ１５で気液分離された液冷媒は、操作弁２１を通って電子膨張弁１ｂに導かれ、この電子膨張弁１ｂを通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となり、室内熱交換器１ａに送られる。
【００４０】
室内熱交換器１ａに送られた低温低圧の液冷媒は、室内気から熱を奪って蒸発気化する。この過程で室内気を冷却して低温低圧のガス冷媒となり、操作弁２１および冷媒配管２を通って四方弁１８へ導かれる。
四方弁１８に導かれた低温低圧のガス冷媒は、ポートＥからポートＳを経てアキュムレータ１４に流入し、ここで液相成分が分離されたのち、圧縮機１１に吸入される。圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１１の作動により圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び室外熱交換器１２に送られる。以降は上記の過程を繰り返して冷凍サイクルが実現される。
【００４１】
続いて、図３に基づいてデフロスト運転時における冷媒およびエンジン冷却水の流れを簡単に説明する。
デフロスト運転が選択されると、四方弁１８は冷房運転と同じに切り換えられる。また、電磁弁２３は閉じられるが電磁弁２４は開かれ、各電子膨張弁１ｂはすべて全閉となる。
【００４２】
まず、圧縮機１１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁１８を通って室外熱交換器１２に送られる。室外熱交換器１２に送られたガス冷媒は、外気に放熱することによって室内熱交換器１２に付着した霜を溶かし、自らは凝縮液化して高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒は、電磁弁２３および各電子膨張弁１ｂが閉じているためにすべてが電磁弁２４、絞り機構１７を通って水熱交換器１３へ送られる。
【００４３】
水熱交換器１３へ送られる液冷媒は、絞り機構１７を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒となる。水熱交換器１３では、低温低圧の液冷媒がエンジン冷却水に加熱されて蒸発気化し、低温低圧のガス冷媒となる。
【００４４】
水熱交換器１３を経た低温低圧のガス冷媒は、四方弁１８を介さずに冷媒配管２ａを通じて直接アキュムレータ１４へ導かれ、液相成分が分離されたのち圧縮機１１に吸入される。
【００４５】
圧縮機１１に吸入されたガス冷媒は、圧縮機１１の作動により圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって再び室内熱交換器１ａに送られる。以降は上記の過程を繰り返して冷凍サイクルが実現される。
【００４６】
上記のガスヒートポンプ式空気調和装置においては、暖房運転やデフロスト運転のモードにおいて、水熱交換器１３で蒸発気化した冷媒を、冷媒配管２ａを通じて四方弁１８を介さずに圧縮機１１に導入するので、従来に比べて圧力損失を小さくすることができる。これにより、暖房運転時においては、暖房能力ならびに暖房効率の向上を図ることができる。デフロスト運転時においては、霜除去に伴う室内空調の停止時間の短縮を図ることができる。
【００４７】
また、上記のガスヒートポンプ式空気調和装置によるデフロスト運転は、従来と異なり、室内熱交換器１ａに冷えた冷媒を流さない仕組みとなっているので、デフロスト運転時に室内熱交換器１ａが冷えない。そのため、デフロスト運転を終えて暖房運転を再開する際、冷えた室内熱交換器１ａを暖めるために無駄な仕事をすることがない。これにより、デフロスト運転再開後の暖房の立ち上がりが早く、室内空調のフィーリングがよい。
【００４８】
ところで、本実施形態においては、デフロスト運転に入る際に室内ユニット１のすべての電子膨張弁１ｂを閉じる制御を行っているが、他の実施態様として、ａ）電子膨張弁１ｂについての制御は特に行わず、デフロスト運転に入る前に選択されていた暖房運転時の開度をそのまま継続してデフロスト運転を行う、ｂ）電子膨張弁１ｂの開度を所定の開度、例えば従来のデフロスト運転と同様の膨張弁制御によりデフロスト運転を行うことも可能である。
【００４９】
上記ａ）の実施態様の場合、デフロスト運転の制御が簡略化されるメリットがあるが、電子膨張弁１ｂの開度によっては室内に冷えた空気を送り込む可能性がある。上記ｂ）の実施態様の場合、従来のデフロスト運転と同じ要領でデフロスト運転の制御を行うことができ、この場合も制御の簡略化が図れるが、やはり電子膨張弁１ｂが開かれていることで多少の冷風が室内に吹き込む可能性がある。しかしながら、上記ａ）、ｂ）のいずれの実施態様においても、冷媒の加熱をエンジン冷却水を利用して行っているので、霜除去に伴う室内空調の停止時間を従来よりも短縮することができ、室内への冷風の供給も非常に少ないことを特記しておく。
【００５０】
【発明の効果】
本発明のガスヒートポンプ式空気調和装置によれば、以下の効果を奏する。
（１）水熱交換器において加熱された冷媒を、四方弁を介さずに圧縮機に導入することにより、従来に比べて圧力損失が小さくなるので、暖房運転時においては暖房能力ならびに暖房効率を向上させることができる。また、デフロスト運転時においては霜除去に伴う室内空調の停止時間が短縮されるので、室内空調のフィーリングが向上する。
【００５１】
（２）室外熱交換器において外気に放熱することで該室外熱交換器の霜除去を行った冷媒のすべて、またはその一部を水熱交換器に導入し、該水熱交換器に導入された冷媒をエンジン冷却水によって加熱することにより、エンジン冷却水の廃熱を利用して霜除去動作を行う。その際、室内熱交換器に冷えた冷媒を流さないので、室内熱交換器が冷えず、デフロスト運転を終えて暖房運転を再開する際、冷えた室内熱交換器を暖めるために無駄な仕事をすることがない。これにより、デフロスト運転再開後の暖房の立ち上がりが早まるので、室内空調のフィーリングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の第１の実施形態を示す構成図で、暖房運転の状態を示している。
【図２】本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の第１の実施形態を示す構成図で、冷房運転の状態を示している。
【図３】本発明に係るガスヒートポンプ式空気調和装置の第１の実施形態を示す構成図で、デフロスト運転の状態を示している。
【図４】従来のガスヒートポンプ式空気調和装置を示す構成図で、暖房運転の状態を示している。
【符号の説明】
１室内ユニット
１ａ室内熱交換器
１ｂ電子膨張弁（弁機構）
２ａ冷媒配管（冷媒流路）
１０室外ユニット
１１圧縮機
１２室外熱交換器
１３水熱交換器
１８四方弁
２４電磁弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas heat pump type air conditioner that drives a refrigerant circulation compressor using a gas engine as a drive source.
[0002]
[Prior art]
An air conditioner that performs an air conditioning operation such as air conditioning using a heat pump includes a refrigerant circuit including elements such as an indoor heat exchanger, a compressor, an outdoor heat exchanger, and a throttle mechanism. Indoor air conditioning is realized by exchanging heat with indoor air (hereinafter referred to as “indoor air”) and outdoor air in the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, respectively, while the refrigerant goes around this circuit. . In addition, the refrigerant circuit is provided with a heat exchanger that uses engine exhaust heat to heat the refrigerant, rather than relying solely on receiving the heat of the refrigerant by the outdoor heat exchanger (during heating operation).
[0003]
Incidentally, in recent years, a power source for a compressor provided in the above-described refrigerant circuit has been developed that uses a gas engine instead of a normally used electric motor. An air conditioner using this gas engine is generally called a gas heat pump type air conditioner (hereinafter abbreviated as “GHP”). According to this GHP, since relatively inexpensive city gas or the like can be used as fuel, running cost is increased like an air conditioner (hereinafter abbreviated as “EHP”) equipped with a compressor using an electric motor. There is no such thing, and the cost can be reduced for consumers.
[0004]
In addition, in GHP, for example, when heating operation is performed, if high-temperature exhaust gas discharged from a gas engine or heat of engine cooling water (so-called waste heat) is used as a refrigerant heating source, an excellent heating effect can be obtained. It becomes possible, and energy use efficiency can be increased as compared with EHP. Incidentally, in this case, the energy utilization efficiency of GHP is about 1.2 to 1.5 times higher than that of EHP.
[0005]
An example of the structure of a conventional GHP is shown in FIG. The components overlapping with the GHP according to the present invention are left to the embodiments described later. In the conventional GHP, the water heat exchanger 13 is connected to the indoor heat via the electronic expansion valve 1b, the operation valve 21, and the receiver 15. The refrigerant pipe 101 branched from the refrigerant pipe 2 that connects the exchanger 1a and the outdoor heat exchanger 12 is provided in the refrigerant pipe 2 that connects the outdoor heat exchanger 12 and the four-way valve 18. Connected to join. That is, the outdoor heat exchanger 12 and the water heat exchanger 13 are connected in parallel.
[0006]
Further, in the conventional GHP, a check valve 102 is provided in the refrigerant pipe 101 on the downstream side of the water heat exchanger 13 so that the refrigerant does not flow from the outdoor heat exchanger 12 to the water heat exchanger 13 during the cooling operation. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional GHP described above includes the water heat exchanger 13, the refrigerant circuit is more complicated than the EHP, and the pressure loss in the refrigerant pipe is also large. If the pressure loss is large, the circulation of the refrigerant is hindered and the function of the refrigerant circuit is slowed down. In particular, there is a problem that the heating operation capacity and the heating efficiency using the water heat exchanger 13 are sluggish. In the conventional GHP, the check valve 102 prevents the refrigerant from being introduced into the water heat exchanger 13 during the cooling operation. Therefore, the defrosting operation basically follows the same refrigeration cycle as that during the cooling operation. At times, the waste heat of the engine coolant recovered by the water heat exchanger 13 cannot be used.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the air conditioning capability by reducing the pressure loss in the refrigerant piping constituting the refrigerant circuit as much as possible.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The gas heat pump type air conditioner according to claim 1 forms a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a compressor using a gas engine as a drive source, and recovers waste heat discharged from the gas engine into engine cooling water. In addition, in the gas heat pump type air conditioner configured to increase the heating capacity by heating the refrigerant with the engine cooling water,
A refrigerant flow path branched from the refrigerant pipe connecting the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger and connected to the compressor without passing through the four-way valve is provided to exchange heat between the engine cooling water and the refrigerant. A water heat exchanger is provided in the refrigerant flow path .
[0010]
The gas heat pump type air conditioner according to claim 2 is the gas heat pump type air conditioner according to claim 1 , wherein the introduction of the refrigerant to the indoor heat exchanger is cut off, and the heat is radiated to the outside air in the outdoor heat exchanger. The refrigerant that has been defrosted from the outdoor heat exchanger is all introduced into the water heat exchanger that exchanges heat between the engine cooling water and the refrigerant, and the refrigerant introduced into the water heat exchanger is introduced into the engine cooling water. It is characterized by heating by.
[0011]
The gas heat pump type air conditioner according to claim 3 is the gas heat pump type air conditioner according to claim 1, wherein the introduction amount of the refrigerant to the indoor heat exchanger is limited, and the heat is radiated to the outside air in the outdoor heat exchanger. In the outdoor heat exchanger, a part of the refrigerant that has been defrosted is introduced into a water heat exchanger that exchanges heat between the engine cooling water and the refrigerant, and the refrigerant introduced into the water heat exchanger is Heating is performed by the engine cooling water.
[0012]
The gas heat pump type air conditioner according to claim 4 is the gas heat pump type air conditioner according to claim 1, wherein the outdoor heat exchanger dissipates heat to the outside air to remove frost from the outdoor heat exchanger. A part of the refrigerant is introduced into a water heat exchanger that exchanges heat between the engine cooling water and the refrigerant, and the refrigerant introduced into the water heat exchanger is heated by the engine cooling water.
[0013]
The gas heat pump type air conditioner according to claim 5 is the gas heat pump type air conditioner according to any one of claims 1 to 4,
A valve mechanism is provided that prevents refrigerant from flowing into the water heat exchanger during cooling operation.
[0014]
In the present invention, by introducing the refrigerant heated in the water heat exchanger into the compressor without passing through the four-way valve, the pressure loss is reduced as compared with the conventional case. Thereby, the heating capacity and the heating efficiency can be improved during the heating operation. During the defrosting operation, the indoor air conditioning stop time associated with frost removal is shortened.
[0015]
In the present invention, all or a part of the refrigerant from which defrosting of the outdoor heat exchanger has been performed by radiating heat to the outside air in the outdoor heat exchanger is introduced into the water heat exchanger, and the water heat exchanger By heating the introduced refrigerant with engine cooling water, a defrosting operation is performed using waste heat of the engine cooling water.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a gas heat pump type air conditioner (hereinafter “GHP”) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a system diagram showing an overall configuration example (during heating operation) of a GHP as a first embodiment according to the present invention, and is largely an outdoor unit equipped with an indoor unit 1 and a compressor driven by a gas engine. A unit 10 is provided. Note that a refrigerant pipe 2 is connected between the indoor unit 1 and the outdoor unit 10 installed in one or a plurality of units so that the refrigerant can be circulated.
[0017]
The indoor unit 1 functions as an evaporator that evaporates and evaporates the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant during the cooling operation and takes heat away from the indoor air (room air), and condenses and liquefies the high-temperature and high-pressure gas refrigerant during the heating operation The indoor heat exchanger 1a functioning as a condenser for warming up is provided. In the illustrated example, an electronic expansion valve (valve mechanism) 1b is provided for each indoor heat exchanger 1a.
[0018]
The outdoor unit 10 is divided into two large components inside.
The first component part is a part that forms a refrigerant circuit together with the indoor unit 1 with a focus on devices such as a compressor and an outdoor heat exchanger, and is hereinafter referred to as a “refrigerant circuit part”. Further, the second component part is a part including a gas engine for driving the compressor and a device attached thereto, and will be referred to as a “gas engine part” hereinafter.
[0019]
In the refrigerant circuit section, there are a compressor 11, an outdoor heat exchanger 12, a water heat exchanger 13, an accumulator 14, a receiver 15, an oil separator 16, a throttle mechanism 17, a four-way valve 18, an electromagnetic valve 19, and a check valve 20. A valve 21 and the like are provided, and each is connected by a refrigerant pipe 2.
[0020]
The compressor 11 is operated using a gas engine GE, which will be described later, as a drive source, compresses a low-temperature and low-pressure gas refrigerant sucked from either the indoor heat exchanger 1a or the outdoor heat exchanger 12, and serves as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant. Discharge. Accordingly, during the cooling operation, even when the outside air temperature is high, the refrigerant can radiate heat to the outside air through the outdoor heat exchanger 12. Moreover, at the time of heating operation, it becomes possible to give heat to indoor air through the indoor heat exchanger 1a.
[0021]
The outdoor heat exchanger 12 functions as a condenser that condenses and liquefies high-temperature and high-pressure gas refrigerant during cooling operation and dissipates heat to the outside air. Function as. That is, the outdoor heat exchanger 12 performs the reverse operation of the previous indoor heat exchanger 1a during the cooling and heating operations.
[0022]
The water heat exchanger 13 is provided for recovering heat from the engine coolant of the gas engine GE described later to the refrigerant. That is, during the heating operation, the refrigerant does not rely only on heat exchange in the outdoor heat exchanger 12, but also recovers waste heat from the engine coolant of the gas engine GE. It becomes possible.
[0023]
The water heat exchanger 13 includes a refrigerant pipe (refrigerant flow path) 2a that branches from the refrigerant pipe 2 that connects the indoor heat exchanger 1a and the outdoor heat exchanger 12 via the electronic expansion valve 1b, the operation valve 21, and the receiver 15. Is provided. The refrigerant pipe 2 a that has passed through the water heat exchanger 13 is connected to the compressor 11 via the accumulator 14 without passing through the four-way valve 18.
[0024]
An electromagnetic valve 23 for intermittently introducing the refrigerant into the outdoor heat exchanger 12 is provided in the refrigerant pipe 2 disposed between the branch portion of the refrigerant pipe 2 a and the outdoor heat exchanger 12. In addition, an electromagnetic valve 24 for intermittently introducing the refrigerant to the water heat exchanger 13 is provided in the refrigerant pipe 2 a disposed between the branch portion of the refrigerant pipe 2 and the water heat exchanger 13. .
[0025]
The accumulator 14 is provided to store the liquid phase component contained in the gas refrigerant flowing into the compressor 11.
The receiver 15 is provided for gas-liquid separation of the refrigerant liquefied by a heat exchanger functioning as a condenser, and storing excess refrigerant in the refrigeration cycle as liquid.
The oil separator 16 is provided to separate the oil contained in the refrigerant and return it to the compressor 11.
[0026]
The throttle mechanism 17 is for depressurizing and expanding the condensed high-temperature and high-pressure liquid refrigerant to obtain a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. In the illustrated example, a combination of a temperature type expansion valve 17a and a capillary tube 17b is used as the throttle mechanism 17.
[0027]
The four-way valve 18 is provided in the refrigerant pipe 2 and selectively switches the refrigerant flow path and flow direction. The four-way valve 18 is provided with four ports D, C, S, and E. The port D is the discharge side of the compressor 11, the port C is the outdoor heat exchanger 12, and the port S is the compressor 11. The suction side and the port E are connected to the indoor heat exchanger 1a by refrigerant pipes 2, respectively.
[0028]
On the other hand, the gas engine unit is provided with an exhaust gas system and an engine oil system (not shown) in addition to the cooling water system 30 and the fuel intake system 60 with the gas engine GE as the center.
The gas engine GE is connected to the compressor 11 installed in the refrigerant circuit section by a shaft or a belt, and the driving force is transmitted from the gas engine GE to the compressor 11.
[0029]
The cooling water system 30 includes a water pump 31, a reservoir tank 32, a radiator 33, and the like, and is used for cooling the gas engine GE with engine cooling water that circulates a circuit (indicated by a broken line) configured by connecting these with piping. It is a system. The water pump 31 is provided for circulating the cooling water of the gas engine GE to the circuit. The reservoir tank 32 is for temporarily storing the surplus in the cooling water flowing through this circuit, or for supplying it when the cooling water is insufficient in the circuit. The radiator 33 is configured integrally with the outdoor heat exchanger 12 and is provided for releasing heat taken from the gas engine GE by the engine cooling water to the outside air.
[0030]
In addition to the above-described configuration, the cooling water system 30 is provided with an exhaust gas heat exchanger (exhaust gas heat exchange) 34. This is for recovering the heat of the exhaust gas discharged from the gas engine GE into the engine cooling water. The cooling water system 30 is provided with the water heat exchanger 13 described above, and is disposed so as to straddle both the refrigerant circuit unit and the cooling water system 30. For these reasons, during heating operation, the engine cooling water not only takes heat from the gas engine GE but also recovers heat from the exhaust gas, and the recovered heat passes from the engine cooling water through the water heat exchanger 13. It is a mechanism that is given to the refrigerant.
The flow rate control of the engine coolant in the coolant system 30 is performed by flow rate control valves 35A and 35B provided at two locations.
[0031]
The fuel intake system 60 includes a gas regulator 61, a gas electromagnetic valve 62, a gas connection port 63, and the like, and is a system for supplying city gas such as liquefied natural gas (LNG) as gas fuel to the gas engine GE. The gas regulator 61 is provided to adjust the delivery pressure of the gas fuel supplied from the outside via the gas electromagnetic valve 62 and the gas connection port 63. The gas fuel whose pressure has been adjusted by the gas regulator 61 is mixed with air drawn from an intake port (not shown) and then supplied to the combustion chamber of the gas engine GE.
[0032]
Below, about the time of each driving | operating which air-conditions a room | chamber interior about GHP used as said structure, the effect | action is demonstrated with the flows of a refrigerant | coolant, engine cooling water, etc.
First, the heating operation will be described with reference to FIG. The open / closed state of each valve is black, the valves illustrated are closed, and the flow directions of the refrigerant and the engine coolant are indicated by arrows.
When the heating operation is selected, the four-way valve 18 of the refrigerant circuit is switched, the ports D / E and C / S communicate with each other, and the discharge side of the compressor 11 and the indoor heat exchanger 1a are connected. . Further, both the electromagnetic valves 23 and 24 are opened, and all the electronic expansion valves 1b are fully opened.
[0033]
First, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is sent to the indoor heat exchanger 1a through the four-way valve 18 and the operation valve 21. The gas refrigerant sent to the indoor heat exchanger 1a exchanges heat with the indoor air and is condensed and liquefied. In this process, the gas refrigerant dissipates heat and warms the room air, and then becomes a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant. This liquid refrigerant flows through the electronic expansion valve 1 b, the operation valve 21 and the receiver 15, and gas-liquid separation is performed in the receiver 15.
The liquid refrigerant that has flowed out of the receiver 15 is led to the refrigerant pipe 2 and branched. A part of the liquid refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger 12 through the electromagnetic valve 23 and the throttle mechanism 17, and the rest passes through the electromagnetic valve 24 and the throttle mechanism 17. It is sent to the water heat exchanger 13 through.
[0034]
The liquid refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 12 is reduced in pressure in the process of passing through the throttle mechanism 17 and becomes a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. In the outdoor heat exchanger 12, the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant takes heat from the outside air and evaporates to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant. At this time, by flowing high-temperature engine coolant through the radiator 33, it is possible to efficiently evaporate and evaporate the liquid refrigerant using engine waste heat.
[0035]
The liquid refrigerant sent to the water heat exchanger 13 is reduced in pressure in the process of passing through the throttle mechanism 17 and becomes a low-temperature low-pressure liquid refrigerant. In the water heat exchanger 13, the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant is heated by the engine cooling water to be evaporated, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
Note that, under operating conditions where the outside air temperature is extremely low, the solenoid valve 24 may be closed and only the water heat exchanger 13 may be operated.
[0036]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 12 is led from the port C of the four-way valve 18 through the port S to the accumulator 14 and is sucked into the compressor 11 after the liquid phase components are separated. Further, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has passed through the water heat exchanger 13 is directly led to the accumulator 14 through the refrigerant pipe 2 a without passing through the four-way valve 18.
[0037]
The gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed by the operation of the compressor 11, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is sent to the indoor heat exchanger 1a again. Thereafter, the above process is repeated to realize a refrigeration cycle.
[0038]
Subsequently, the flow of the refrigerant and the engine cooling water during the cooling operation will be briefly described with reference to FIG.
When the cooling operation is selected, the four-way valve 18 communicates between the ports D / C and E / S, and the discharge side of the compressor 11 and the outdoor heat exchanger 12 are connected. Moreover, both the electromagnetic valves 23 and 24 are closed, and each electronic expansion valve 1b is adjusted to an appropriate opening degree according to the capacity required for the corresponding indoor heat exchanger 1a.
[0039]
First, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is sent to the outdoor heat exchanger 12 through the four-way valve 18. The gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 12 dissipates heat to the outside air, condenses and liquefies, and becomes a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant. This liquid refrigerant passes through the check valve 20 and is guided to the receiver 15 because the electromagnetic valves 23 and 24 are closed. The liquid refrigerant separated from the gas and liquid by the receiver 15 is guided to the electronic expansion valve 1b through the operation valve 21, and is reduced in pressure in the process of passing through the electronic expansion valve 1b to become a low-temperature and low-pressure liquid refrigerant. Sent to 1a.
[0040]
The low-temperature and low-pressure liquid refrigerant sent to the indoor heat exchanger 1a takes heat from the indoor air and evaporates. In this process, the indoor air is cooled to become a low-temperature and low-pressure gas refrigerant, which is led to the four-way valve 18 through the operation valve 21 and the refrigerant pipe 2.
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant guided to the four-way valve 18 flows from the port E through the port S to the accumulator 14 where the liquid phase component is separated and then sucked into the compressor 11. The gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed by the operation of the compressor 11, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is sent to the outdoor heat exchanger 12 again. Thereafter, the above process is repeated to realize a refrigeration cycle.
[0041]
Next, the flow of the refrigerant and the engine cooling water during the defrost operation will be briefly described with reference to FIG.
When the defrost operation is selected, the four-way valve 18 is switched to the same as the cooling operation. The electromagnetic valve 23 is closed, but the electromagnetic valve 24 is opened, and all the electronic expansion valves 1b are fully closed.
[0042]
First, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 11 is sent to the outdoor heat exchanger 12 through the four-way valve 18. The gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 12 dissolves frost attached to the indoor heat exchanger 12 by radiating heat to the outside air, and condensates and becomes a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant. All of this liquid refrigerant is sent to the water heat exchanger 13 through the electromagnetic valve 24 and the throttle mechanism 17 because the electromagnetic valve 23 and each electronic expansion valve 1b are closed.
[0043]
The liquid refrigerant sent to the water heat exchanger 13 is reduced in pressure in the process of passing through the throttle mechanism 17 and becomes a low-temperature low-pressure liquid refrigerant. In the water heat exchanger 13, the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant is heated by the engine cooling water to be evaporated, and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
[0044]
The low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has passed through the water heat exchanger 13 is directly led to the accumulator 14 through the refrigerant pipe 2a without passing through the four-way valve 18, and is sucked into the compressor 11 after the liquid phase component is separated.
[0045]
The gas refrigerant sucked into the compressor 11 is compressed by the operation of the compressor 11, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is sent to the indoor heat exchanger 1a again. Thereafter, the above process is repeated to realize a refrigeration cycle.
[0046]
In the above gas heat pump type air conditioner, the refrigerant evaporated by the water heat exchanger 13 is introduced into the compressor 11 through the refrigerant pipe 2a without going through the four-way valve 18 in the heating operation mode or the defrost operation mode. The pressure loss can be reduced as compared with the conventional case. Thereby, the heating capacity and the heating efficiency can be improved during the heating operation. During the defrost operation, the stop time of the indoor air conditioning accompanying the frost removal can be shortened.
[0047]
Moreover, since the defrost operation by said gas heat pump type air conditioner differs from the past, it has the structure which does not flow the cold refrigerant | coolant to the indoor heat exchanger 1a, Therefore The indoor heat exchanger 1a does not cool at the time of defrost operation. Therefore, when finishing the defrosting operation and restarting the heating operation, useless work is not performed to warm the cooled indoor heat exchanger 1a. Thereby, the rise of heating after defrost operation resumption is quick, and the feeling of indoor air conditioning is good.
[0048]
By the way, in this embodiment, when entering into defrost operation, control which closes all the electronic expansion valves 1b of the indoor unit 1 is performed, but as another embodiment, a) The control about the electronic expansion valve 1b is especially Without performing the defrost operation, the opening during the heating operation selected before entering the defrost operation is continued as it is. B) The opening of the electronic expansion valve 1b is set to a predetermined opening, for example, the conventional defrost operation. It is also possible to perform the defrost operation by the same expansion valve control.
[0049]
In the case of the embodiment a), there is a merit that the control of the defrost operation is simplified. However, depending on the opening degree of the electronic expansion valve 1b, there is a possibility that cold air may be sent into the room. In the case of the above embodiment b), the defrost operation can be controlled in the same manner as the conventional defrost operation. In this case, the control can be simplified, but the electronic expansion valve 1b is still opened. Some cool air may blow into the room. However, in any of the above embodiments a) and b), since the refrigerant is heated using engine cooling water, the indoor air conditioning stop time associated with frost removal can be shortened compared to the conventional case. It should be noted that the supply of cold air to the room is very small.
[0050]
【The invention's effect】
The gas heat pump type air conditioner of the present invention has the following effects.
(1) By introducing the refrigerant heated in the water heat exchanger into the compressor without going through the four-way valve, the pressure loss is reduced as compared with the conventional one. Therefore, the heating capacity and the heating efficiency are reduced during the heating operation. Can be improved. Moreover, since the stop time of the indoor air conditioning accompanying frost removal is shortened at the time of defrost operation, the feeling of indoor air conditioning improves.
[0051]
(2) In the outdoor heat exchanger, all or part of the refrigerant that has been defrosted from the outdoor heat exchanger by radiating heat to the outside air is introduced into the water heat exchanger, and is introduced into the water heat exchanger. The refrigerant is heated by the engine cooling water, and the frost removal operation is performed using the waste heat of the engine cooling water. At that time, since the cooled refrigerant does not flow into the indoor heat exchanger, the indoor heat exchanger does not cool, and when the heating operation is resumed after finishing the defrost operation, useless work is done to warm the cooled indoor heat exchanger. There is nothing to do. Thereby, since the start-up of the heating after defrost operation restarts becomes early, the feeling of indoor air conditioning improves.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a gas heat pump type air conditioner according to the present invention, showing a state of heating operation.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of a gas heat pump type air conditioner according to the present invention, showing a state of cooling operation.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a first embodiment of a gas heat pump type air conditioner according to the present invention, and shows a state of a defrost operation.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional gas heat pump type air conditioner, showing a state of heating operation.
[Explanation of symbols]
1 indoor unit 1a indoor heat exchanger 1b electronic expansion valve (valve mechanism)
2a Refrigerant piping (refrigerant flow path)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Outdoor unit 11 Compressor 12 Outdoor heat exchanger 13 Water heat exchanger 18 Four-way valve 24 Solenoid valve

Claims

Refrigerant is circulated by a compressor driven by a gas engine to form a refrigeration cycle. Waste heat discharged from the gas engine is recovered in engine cooling water, and the refrigerant is heated by the engine cooling water for heating. In a gas heat pump type air conditioner configured to increase capacity,
A refrigerant flow path branched from the refrigerant pipe connecting the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger and connected to the compressor without passing through the four-way valve is provided to exchange heat between the engine cooling water and the refrigerant. A gas heat pump type air conditioner , wherein a water heat exchanger is disposed in the refrigerant flow path .

The gas heat pump type air conditioner according to claim 1, wherein the introduction of the refrigerant to the indoor heat exchanger is cut off, and the refrigerant that has removed the frost of the outdoor heat exchanger by dissipating heat to the outside air in the outdoor heat exchanger, A gas heat pump type air conditioner characterized in that it is all introduced into a water heat exchanger that exchanges heat between the engine cooling water and the refrigerant, and the refrigerant introduced into the water heat exchanger is heated by the engine cooling water. apparatus.

In the gas heat pump type air conditioner according to claim 1, the amount of refrigerant introduced into the indoor heat exchanger is limited, and defrosting of the outdoor heat exchanger is performed by dissipating heat to the outside air in the outdoor heat exchanger. A part of the refrigerant is introduced into a water heat exchanger that performs heat exchange between the engine cooling water and the refrigerant, and the refrigerant introduced into the water heat exchanger is heated by the engine cooling water. Gas heat pump type air conditioner.

2. The gas heat pump air conditioner according to claim 1 , wherein a part of the refrigerant that has defrosted the outdoor heat exchanger by dissipating heat to the outside air in the outdoor heat exchanger is used as the engine cooling water and the refrigerant. A gas heat pump type air conditioning apparatus, wherein the refrigerant is introduced into a water heat exchanger that performs heat exchange, and the refrigerant introduced into the water heat exchanger is heated by the engine cooling water.

The gas heat pump type air conditioner according to any one of claims 1 to 4, further comprising a valve mechanism for preventing a refrigerant from flowing into the water heat exchanger during cooling operation. Harmony device.